ch1微電子產(chǎn)業(yè)概述(參考版)
2025-05-02 03:02本頁面
【正文】 特征尺寸（ Feature Size） 特征尺寸 一般指半導(dǎo)體集成電路中的最小線寬 ， 或者是 MOS晶體管中的柵長(zhǎng) 。 ? 由于最新的工藝技術(shù)通常最先用于 DRAM芯片 ， 因此 技術(shù)節(jié)點(diǎn) 往往是指 DRAM的半節(jié)距 。 ? 半節(jié)距 （ half pitch） 是指集成電路中互連線間距的一半 。 技術(shù)節(jié)點(diǎn)（ Technology Node） ? 微電子工業(yè)中常用 “ 技術(shù)節(jié)點(diǎn) ” 和 “ 特征尺寸 ” 來表征集成電路的集成度 ， 其含意可能包括 “ 半節(jié)距 ” 、 “ 物理柵長(zhǎng) ” 、 “ 最小線寬 ” 等術(shù)語 。 目前一個(gè)奔騰(Pentium)系列的個(gè)人電腦和 60年代晚期的超級(jí)電腦克菜一型(CRAYl)有相同的運(yùn)算能力，但它的體積卻為原先的千分之一；如果按這個(gè)趨勢(shì)繼續(xù)下去，我們預(yù)期100GIPS的微處理器將在 2022年問世。 DRAM的存儲(chǔ)密度 從 1978年動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器初次批量生產(chǎn)到1999年止，實(shí)際動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的密度呈指數(shù)上升，每 18個(gè)月密度就增加兩，照這個(gè)速度下去，可以預(yù)期在2022年時(shí)，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的密度會(huì)達(dá)到80億， 2022年時(shí)則達(dá)640億位。器件變的越小，其所消耗的功率也越少，所以器件微小化也可以降低每次開關(guān)操作所需要的能量。器件速度從1959年以來，加快了四個(gè)次方，變快的速度也擴(kuò)展了集成電路的功能性產(chǎn)生速度 (functional throughput rate)。器件微小化結(jié)果，可以降低每種電路功能的單位成本 (unit cost)。 技術(shù)趨勢(shì) 自從進(jìn)入微電子時(shí)代之后，集成電路的最小線寬或最小特征尺寸 (CD)以每年 13%的速度縮小。非線性集成電路：如振蕩器、定時(shí)器等電路。 ? 模擬集成電路 (Analog IC)：它是指處理模擬信號(hào) (連續(xù)變化的信號(hào) )的集成電路。 按集成電路規(guī)模分類 集成度：每塊集成電路芯片中包含的元器件數(shù)目。 ? 金屬 氧化物 半導(dǎo)體 (MOS)集成電路：主要由 MOS晶體管構(gòu)成 ? NMOS ?PMOS ?CMOS(互補(bǔ) MOS) 功耗低、集成度高，隨著特征尺寸的縮小，速度也可以很高。封裝為 芯片提供一種保護(hù)并將它粘貼到更高級(jí)裝配板上的措施。 ? 硅片測(cè)試的目的是檢驗(yàn)可接受的電學(xué)性能。 著名代工企業(yè) 測(cè)試 ? 測(cè)試不同于設(shè)計(jì)過程中的驗(yàn)證；測(cè)試指工藝過程中或封裝后進(jìn)行的電學(xué)參數(shù)測(cè)量。 著名代工企業(yè) 上海宏力 (GSMC)：宏力于 2022年 11月 18日奠基，一期項(xiàng)目總投資為 ，目前已建成兩座 12吋規(guī)格的廠房，其中一廠 A線 (8吋線 )已投入生產(chǎn)，預(yù)計(jì) 2022年下半年月生產(chǎn)能力可達(dá) 27,000片八吋硅片，技術(shù)水平將達(dá) 。 著名代工企業(yè) 中芯國(guó)際（ SMIC）：中芯國(guó)際成立于 2022年，公司總部位于中國(guó)上海，擁有三座芯片代工廠，包括一座后段銅制程代工廠。 臺(tái)聯(lián)電（ UMC）： 1980年，島內(nèi)第一家集成電路公司。 著名代工企業(yè) 臺(tái)積電（ TSMC）：如 ATI和 nVIDIA公司設(shè)計(jì)的圖形處理芯片，或者 VIA， SIS， ALI設(shè)計(jì)的主板南北橋芯片組基本都是由 TSMC和 UMC這兩家公司負(fù)責(zé)生產(chǎn)。代工的出現(xiàn)是由于現(xiàn)代技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的技術(shù)需要更加細(xì)致的分工，這樣可以部分降低企業(yè)的成本或風(fēng)險(xiǎn)。 Intel、 IBM、 Motorola、 Samsung、Hynix、 Infineon、 Philips 、 STmicroelectronics等。去年英特爾公司達(dá)到了 234億美元，而我國(guó)整個(gè)國(guó)產(chǎn)芯片的總銷售額也只有 130億元人民幣，相距甚遠(yuǎn) 半導(dǎo)體芯片的制造框圖 典型的半導(dǎo)體芯片的制造流程 半導(dǎo)體芯片制造的關(guān)鍵步驟 硅片制造工藝流程，光刻為核心 半導(dǎo)體工藝的構(gòu)成（以硅為例） 提煉多晶硅 單晶硅生長(zhǎng) 集成電路制造 封裝（ package） 從石英砂到多晶硅 （ poly crystalline silicon） 從多晶硅到單晶硅 （ single crystalline silicon） ， 然后切成硅片 （ silicon wafer） 在硅片上制作集成電路（ integrated circuits） 對(duì)芯片實(shí)行保護(hù)和引腳加固 半導(dǎo)體工藝的構(gòu)成（以硅為例） 集成電路制備流程（以硅片為例） 電阻分壓器示意圖。 第六，微電子產(chǎn)業(yè)規(guī)模太小，沒有大的企業(yè)集團(tuán)，缺乏抗風(fēng)險(xiǎn)能力。 第五，缺乏留住人才的政策，致使有用的人才流向國(guó)外或國(guó)內(nèi)的外資企業(yè)。 第四，給予的優(yōu)惠政策還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。對(duì)于有戰(zhàn)略意義而且量大面廣的產(chǎn)品，如中央處理器 (CPU)、存儲(chǔ)器等關(guān)鍵芯片，雖然在技術(shù)上有重大的突破，但市場(chǎng)開發(fā)沒有給予足夠的重視，自主研制開發(fā)的力量和資金投入還不夠。科研和產(chǎn)業(yè)脫節(jié)，而且產(chǎn)業(yè)投資和科研、開發(fā)投資嚴(yán)重不足。 第二，機(jī)制上不適應(yīng)微電子產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展的要求。如何抓住當(dāng)前世界微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇，在世界范圍內(nèi)積極爭(zhēng)取技術(shù)、資金和管理要素投入中國(guó)，成為當(dāng)前我國(guó)有關(guān)部門十分關(guān)注的問題。 芯片產(chǎn)業(yè)在我國(guó)可謂前景誘人，專家預(yù)測(cè)， 2022年我國(guó)芯片總需求將達(dá)到 500億美元，成為全球最大的集成電路市場(chǎng)之一，到那時(shí)，每年進(jìn)口集成電路將從現(xiàn)在的 201億塊，上升到 600億塊，相當(dāng)于現(xiàn)有生產(chǎn)能力的 20倍。從市場(chǎng)份額來看， 2022年國(guó)產(chǎn)芯片年銷售額為 ，占世界芯片產(chǎn)量的 %左右；從技術(shù)上看，總體上還有兩代左右的差距。 早在 1965年，我國(guó)的集成電路就開始起步，而此時(shí)世界上最著名的芯片制造商英特爾還沒有成立。無論是小到日常生活的電視機(jī)、 VCD機(jī)、洗衣機(jī)、移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī)等
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