[讨论] IC 基础知识(转帖)

月光边境 2008-10-17 17:12 楼主



IC基础知识介绍我们通常所说的“芯片”是指集成电路,它是微电子技术的主要产品.所谓微电子是相对"强电"、"弱电"等概念而言,指它处理的电子信号极其微小.它是现代信息技术的基础,我们通常所接触的电子产品,包括通讯、电脑、智能化系统、自动控制、空间技术、电台、电视等等都是在微电子技术的基础上发展起来的。我国的信息通讯、电子终端设备产品这些年来有长足发展,但以加工装配、组装工艺、应用工程见长,产品的核心技术自主开发的较少,这里所说的"核心技术"主要就是微电子技术.就好像我们盖房子的水平已经不错了,但是,盖房子所用的砖瓦还不能生产.要命的是,"砖瓦"还很贵.一般来说,"芯片"成本最能影响整机的成本。微电子技术涉及的行业很多,包括化工、光电技术、半导体材料、精密设备制造、软件等,其中又以集成电路技术为核心,包括集成电路的设计、制造。集成电路(IC)常用基本概念有: 晶圆,多指单晶硅圆片,由普通硅沙拉制提炼而成,是最常用的半导体材料,按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格,近来发展出12英寸甚至更大规格.晶圆越大,同一圆片上可生产的IC就多,可降低成本;但要求材料技术和生产技术更高。前、后工序:IC制造过程中, 晶圆光刻的工艺(即所谓流片),被称为前工序,这是IC制造的最要害技术;晶圆流片后,其切割、封装等工序被称为后工序。光刻:IC生产的主要工艺手段,指用光技术在晶圆上刻蚀电路。线宽:4微米/1微米/0.6微未/0.35微米/035微米等,是指IC生产工艺可达到的最小导线宽度,是IC工艺先进水平的主要指标.线宽越小,集成度就高,在同一面积上就集成更多电路单元。封装:指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接。存储器:专门用于保存数据信息的IC。逻辑电路:以二进制为原理的数字电路。 1.IC产业发展背景随着全球信息化,网络化和知识化经济浪潮的到来,集成电路产业的战略地位越来越重要,它已成为事关国民经济,国防建设,人民生活和信息安全的基础性,战略性产业.特别是近几年来,在世界半导体产业环境不断改善,集成电路的性能以惊人的速度向快速和微型方面发展,其发展潜力,高技术含量和广阔的市场都令人叹为观止.与此同时,中国集成电路产业也已经开始快速发展,正在努力向世界技术前沿靠拢.也就是说,我们中国的IC产业已经初具规模,并且正处在一个摆脱一味只是集中在制造和消费方面而向核心技术领域转型的一个关键阶段,所有的IC精英们正在齐心协力打造中国自己的"中国芯",争取早日扭转在内核技术上受制于人的局面,这是每一个IC精英义不容辞的责任,同时也是这次产业调研的最大目的,希望能够让同学们领悟到这一点. 对于国内一些IC企业的考察和调研,则主要集中在进来的发展战略与定位上.在当前的市场竞争环境中,压力主要来自于哪些方面如何对自身以及同类的本土IC企业定位如何定位与国外IC企业的合作或者竞争关系如何看待本土人才的流失及采取什么对策培养和建立人才储备是如何推进本土企业国际化进程的 ……我们希望通过调研能够归纳得出一些关于中国IC企业界对自身的定位以及了解他们如何与国际上IC企业合作或者竞争的模式,从而对中国IC产业发展的契机有一些更加接近实际,更加深入的思考. 2.中国目前IC产业的一些发展 2.1 产业规模急剧扩大目前,我国已建和在建的8英寸,12英寸芯片生产线有17条,成为全球新的芯片代工基地.芯片设计公司从最初的几十家增至400多家,特别是上海的中芯国际,宏力半导体,华虹NEC和苏州的和舰等一批大型芯片制造企业的投产,增强了我国芯片产业的整体实力.统计显示,近年来,我国芯片产业规模年均增幅超过40%.2004年上半年,我国芯片市场总规模达1370亿元,芯片总产量超过94亿块. 近几年中国集成电路产业的迅猛发展离不开市场需求的强劲拉动.中国电子信息制造业规模不断扩大,计算机,消费电子,网络通信,汽车电子等主要需求领域都呈现出了高速增长的势头.2004年,中国电子信息产业销售收入达到2.65万亿元,比2003年增长40%,集成电路市场规模已经达到2908亿元,同比增长40.2%,高于去年全球增幅12个百分点. 2004年正成为中国IC设计产业由萌芽期进入成长期的重要里程碑.到2004年底,中国集成电路设计业拥有421家企业,从业人员上升到约1.65万人,总销售额达到了81.5亿元人民币,同比增长率达到41.5%,增长主要来自显示驱动芯片,智能卡芯片,无线通信芯片和多媒体芯片.预计今后四年的年复合增长率将达到65%左右,2008年销售额可望达到800亿. 2.2 产业结构日趋合理芯片产业结构日趋合理,芯片制造业成为产业增长的主引擎.在地区布局上,我国芯片产业形成了几大重镇: 以上海为龙头的长三角地区,产业链最完整,产业集聚度最高.以北京,天津为核心的环渤海区,具有研发,人才优势.中芯国际在此建成了我国第一条12英寸生产线,初步构筑了产业高地. 以广州,深圳为中心的珠三角,是我国最大的信息产品制造和出口基地,依托巨大的市场需求,开始进军芯片产业. 以成都,西安为中心城市的中西部地区,人力,电力,水资源丰富,并拥有传统的电子工业基础,随着英特尔,中芯国际的芯片封装企业落户成都,英飞凌研发中心落户西安,该地区的芯片产业开始崛起. 2.3 技术创新能力增强芯片制造工艺和技术水准迅速提升,特别是中芯国际北京12英寸生产厂的建成投产,使我国芯片生产技术从0.25微米,0.18微米进入到0.13微米,0.11微米的国际前沿水准.从"中国制造"到"中国创造",随着我国企业自主创新能力的增强,催生了一批完全拥有自主知识产权的"中国芯",如方舟,龙芯,爱国者,星光,网芯,展讯,中视一号等.特别引人瞩目的是,2004年上半年,位于上海张江高科技园区的展讯公司研制出我国第一块完全拥有自主知识产权,国际领先的第三代(3G)手机芯片,打破了手机芯片核心技术被国外通信公司垄断的局面.2004年底,复旦大学微电子研究院研制出基于清华大学DMB-T标准系统,拥有完全自主知识产权的"中视一号"数字电视芯片,是我国数字电视产业化进程的重大突破. 2.4 出现领军企业权威预测显示,作为全球芯片产业增长最快的地区和全球最具发展潜力的市场,2010年前,中国将成为仅次于美国的全球第二大芯片市场.伴随市场需求的扩张,产业规模的升级,技术水准的提高,中国有望出现一批具备较强国际竞争力的品牌产品和强势企业. 我国的芯片产业体制和机制创新取得突破,政府引导,企业参与,市场运作的格局初步形成.除了国家的产业引导资金,越来越多的海外资本,民间资本投入芯片产业,资本运营初步进入良性循环.目前,有近10家芯片企业在境内外上市,其中在香港和纽约上市的中芯国际,使中国芯片产业开始牵动国际资本市场的神经.销售额超过1亿元的公司达到了16家,它们分别是晶门科技,大唐微电子,杭州士兰,珠海炬力,中国华大,绍兴芯谷科技,中星微,无锡华润矽科,华大电子,希格玛,展讯通信,国微电子,上海华虹,北京华虹,复旦微电子和深圳中兴微电子,其中晶门科技和大唐微电子的销售额超过了10亿. 2004年还初步形成了与IC设计业相关的上下游产业链.设计企业已与晶圆代工企业和封装测试企业建立了相对固定的良好业务关系,中芯国际,华虹NEC,上海先进,上海贝岭,无锡上华,首刚NEC,绍兴华越,南通富士通,上海长丰等代工和封装企业所提供的各种加工工艺和相应技术服务已基本满足了设计业的需求. 3.中国IC产业存在的问题 3.1中国的IC产业缺乏核心技术通过产业调研发现,就目前来看,目前,由于西方国家的出口限制,我国在芯片技术,设备上受制于人的局面尚未完全扭转.国内芯片设计公司规模偏小,技术落后,缺乏自主知识产权.2003年,全国芯片设计公司前十强的产值之和仅..4亿美元,而美国排名第十的芯片设计企业产值为6.5亿美元.国内芯片制造企业几乎都是"代工厂",自主创新能力薄弱,拥有自主产品和自主品牌的公司凤毛麟角.据了解,我国电子信息产业研发投入超过销售额10%的企业寥寥无几,只有华为,中兴通讯少数几家.绝大多数企业的研发投入低于2%,与外国公司差距悬殊.如韩国三星2003年研发投入近30亿美元,占销售额的8%.真正能在IC设计市场上盈利的更多的是从事低端设计的公司.消费类产品的订单是国内IC设计公司追逐的目标,但消费类产品的技术含量往往不高. 而事实上,国内近年来尽管在高端产品如CPU取得了一些突破.但技术含量仍然有限.