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关于ic芯片行业的发展

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发表时间:2019-03-25 00:00

集成电路(integrated circuit)(缩写IC)是一种微型电子器件或部件500万电竞|官网登录 。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管500万电竞|官网登录 、电阻500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 、电容和电感等元件及布线互连一起500万电竞|官网登录 ,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上500万电竞|官网登录 ,然后封装在一个管壳内500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,使电子元件向着微小型化500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 、低功耗500万电竞|官网登录 、智能化和高可靠性方面迈进了一大步500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 。它在电路中用字母“IC”表示500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 。集成电路发明者为杰克·基尔比[基于锗(Ge)的集成电路]和罗伯特·诺伊思[基于硅(Si)的集成电路]500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

大多数人都风闻过摩尔定律——当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,约每隔18-24个月便会添加一倍500万电竞|官网登录 ,功用也将行进一倍500万电竞|官网登录 。有一段时间500万电竞|官网登录 ,人们说摩尔定律失效了,英特尔自己都做不到了,也有人说实践上IC作业翻开比摩尔定律更快了500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 。不论怎样500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,全球半导体企业一贯投入巨资研讨新的制程工艺500万电竞|官网登录 ,其标志就是集成的半导体元件的线宽500万电竞|官网登录 。每一次制程工艺的行进,都带来更小的线宽500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 、更小的功耗500万电竞|官网登录 、更高的作业频率500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,可以集成更多的元件500万电竞|官网登录 ,有更强的功用500万电竞|官网登录 。

线宽:注意500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,1毫米=1000微米=1000000纳米500万电竞|官网登录 ,一千倍的关系。从我对半导体行业有印象的时候开始500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,半导体行业先进的制程工艺从几十微米到几微米500万电竞|官网登录 ,再到几百纳米500万电竞|官网登录 、130纳米500万电竞|官网登录 、65纳米500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 、45纳米、28纳米500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 、20纳米500万电竞|官网登录 、16纳米500万电竞|官网登录 、14纳米500万电竞|官网登录 、10纳米500万电竞|官网登录 ,直到今年三星就要量产的7纳米 (中间可能还有个别其它的线宽)500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 。每隔两三年就更新一代。但是基于这些线宽,各个厂家仍然有不同的工艺技术500万电竞|官网登录 。有时候线宽也只是一个商业宣传噱头500万电竞|官网登录 ,因为IC电路上的每一个晶体管都是由多种半导体材料搭建而成,每种材料的形状和线宽都可能不同500万电竞|官网登录 ,厂家选择窄那个宣传,仿佛水平较高500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,实际上也许并不是500万电竞|官网登录 。比如网上有很多讨论,英特尔的20纳米制程工艺在实际效果上要强于台积电的16纳米制程工艺。所以我们在评价一个IC厂的制程工艺是否先进时,线宽是一个重要的参考500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,但不是为数不过的。

晶圆(Wafer):晶圆是圆柱形的单晶硅切割成的圆形硅薄片500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,所有的IC都是在晶圆上加工而成的,然后经过切割500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 、封装500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 、测试500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,形成芯片成品500万电竞|官网登录 。显然,晶圆越大500万电竞|官网登录 ,能在晶圆上制造的IC就越多500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,成本就越低。所以在半导体行业发展的近几十年里500万电竞|官网登录 ,晶圆的尺寸不断加大,从4英寸500万电竞|官网登录 、6英寸、8英寸发展到现在主流的12英寸500万电竞|官网登录 ,并且未来还会有更大的晶圆500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 。原理上讲500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,用多少纳米线宽的制程工艺和晶圆的尺寸没有必然的联系500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,7纳米也可以用4英寸晶圆500万电竞|官网登录 ,但实际上IC工厂通?500万电竞|官网登录 ;岵捎媚歉鍪贝洗蟮木г怖唇档统杀?00万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 。

投资和行业:摩尔定律只告诉你IC工艺如何进步500万电竞|官网登录 ,但没告诉你建造IC工厂的投资如何增长500万电竞|官网登录 。实际上每一代制程工艺的进步500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,新建工厂所需投资额都大幅度增长500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 。从70年代的几千万美元500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,到几亿美元500万电竞|官网登录 、十几亿美元500万电竞|官网登录 、几十亿美元500万电竞|官网登录 、上百亿美元,而近三星500万电竞|官网登录 、英特尔和台积电投资的7纳米生产厂500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,投资额均已经超过二百亿美元500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 。

这种天价的建设成本带来两种后果500万电竞|官网登录 。

靠前个后果500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,就是如此高价的厂房,靠自家的产品一般都无法填满产能500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,带来的后果就是自家产品的成本飙升500万电竞|官网登录 。为了填满产能500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,摊平成本500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,所有掌握先进工艺的厂家都必须为其它公司代工。这就导致了IC行业分化为三类企业:从设计,到制造、封装测试以及投向消费市场一条龙全包的企业500万电竞|官网登录 ,称为IDM(Integrated Design and Manufacture)500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,例如三星和英特尔,都有自己品牌的IC产品500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,但也为其它企业代工500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ;没有工厂只有设计和市场部门的FABLESS企业;和为其它企业代工生产的FAB公司,台积电就只有代工,没有自己品牌IC产品的。世界上也有一些IC企业500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,在特定的行业里市场占有率高500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,而IC工厂的制程工艺并不高500万电竞|官网登录 ,成本也不高,这些企业是不用给别家代工的500万电竞|官网登录 ,自己生产自己设计的IC就够。

第二,小国或者新进入IC行业的国家500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,已经没有经济实力追求先进的制程工艺,台湾和韩国都是举政府之力全力支持500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,并且从几十年前IC工厂所需投资还没那么大的时候就进入行业500万电竞|官网登录 ,经过以厂养厂的良性循环,利用旧工厂的高利润才能撑得起对新厂房的投入。而投入稍微不足500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,便一步落后步步落后500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,如今欧洲和日本的IC企业都已经无力再追寻先进的制程工艺了。全世界先进的IC制程工艺只掌握在三家公司手中:三星500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,台积电,英特尔。而目前为数不过有可能赶上来的,就是中国500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 。

没有IC工厂的FABLESS企业有很多500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,比如华为海思500万电竞|官网登录 、AMD500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 、NVIDIA500万电竞|官网登录 、高通、MTK、博通500万电竞|官网登录 ,等等500万电竞|官网登录 。网上有人说华为海思的芯片是台积电代工的500万电竞|官网登录 ,所以华为海思不牛,这个观点有失偏颇。通讯行业霸主高通就没有自己的IC厂500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,所有产品都是台积电或者三星代工生产的500万电竞|官网登录 ,你敢说高通不牛?华为不止是手机CPU是自己设计500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 ,它的网络产品中用的交换机芯片500万电竞|官网登录 、路由器芯片500万电竞|官网登录 500万电竞|官网登录 、电源管理等等很多芯片都是自己设计找FAB厂代工的500万电竞|官网登录 ?500万电竞|官网登录 ;呛诵牡缱釉骷灾髀式细叩闹泄笠?,当然,它也有大量的电子元器件需要进口。


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