集成電路新發展

A. 有沒有將集成電路發展的書 或者最早期的集成電路 別人是怎麼考慮的

信息技術、生物技術、新能源技術、新材料技術等交叉融合正在引發新一輪科技革命和產業變革，將給世界范圍內的製造業帶來深刻影響。這一變革與中國加快轉變經濟發展方式、建設製造強國形成歷史性交匯，對中國製造業的發展帶來了極大的挑戰和機遇。集成電路是製造產業，尤其是信息技術安全的基礎。前瞻產業研究院《中國集成電路行業市場需求預測與投資戰略規劃分析報告》指出：我國集成電路產業起步晚，存在諸如集成電路設計、製造企業持續創新能力薄弱，核心技術缺失仍然大量依賴進口，與國際先進水平有顯著差異。從國家安全形度來看，只有實現了底層集成電路的國產化，我國的信息安全才能得以有效保證。因此在國務院印發《中國製造2025》中將集成電路放在發展新一代信息技術產業的首位。隨著中國半導體產業的發展黃金時期的到來，重點企業規模保持快速增長。在電子行業的眾多新興子行業中，集成電路、北斗產業、感測器、智能家居、LED等有望在本輪升級轉型中脫穎而出。從之前的千億扶持計劃，到近期的中國製造2025，中國半導體產業面臨著前所未有的發展機遇，只有抓住這個時間窗口才能重新定義全球市場格局。集成電路技術和產業對中國製造的重要意義集成電路是工業的「糧食」，其技術水平和發展規模已成為衡量一個國家產業競爭力和綜合國力的重要標志之一，是實現中國製造的重要技術和產業支撐。國際金融危機後，發達國家加緊經濟結構戰略性調整，集成電路產業的戰略性、基礎性、先導性地位進一步凸顯，美國更將其視為未來20年從根本上改造製造業的四大技術領域之首。發展集成電路產業既是信息技術產業乃至工業轉型升級的內部動力，也是市場激烈競爭的外部壓力。中國信息技術產業規模多年位居世界第一，2014年產業規模達到14萬億元，生產了16.3億部手機、3.5億台計算機、1.4億台彩電，佔全球產量的比重均超過50%，但主要以整機製造為主。由於以集成電路和軟體為核心的價值鏈核心環節缺失，電子信息製造業平均利潤率僅為4.9%，低於工業平均水平1個百分點。目前中國集成電路產業還十分弱小，遠不能支撐國民經濟和社會發展以及國家信息安全、國防安全建設。2014年中國集成電路進口2176億美元，多年來與石油一起位列最大宗進口商品。加快發展集成電路產業，對加快工業轉型升級，實現「中國製造2025」的戰略目標，具有重要的戰略意義。當前中國集成電路產業發展現狀經過改革開放以來30多年的發展，特別是2000年《國務院關於印發鼓勵軟體產業和集成電路產業發展若干政策的通知》發布以來，中國集成電路市場和產業規模都實現了快速增長。市場規模方面，2014年中國集成電路市場規模首次突破萬億級大關，達到10393億元，同比增長13.4%，約佔全球市場份額的50%。產業規模方面，2014年中國集成電路產業銷售額為3015.4億元，2001-2014年年均增長率達到23.8%。技術實力顯著增強。系統級晶元設計能力與國際先進水平的差距逐步縮小。建成了7條12英寸生產線，本土企業量產工藝最高水平達40納米，28納米工藝實現試生產。集成電路封裝技術接近國際先進水平。部分關鍵裝備和材料實現從無到有，被國內外生產線採用，離子注入機、刻蝕機、濺射靶材等進入8英寸或12英寸生產線。涌現出一批具備國際競爭力的骨幹企業。2014年海思半導體已進入全球設計企業前十名的門檻，數據顯示，我國設計企業在2014年全球前五十設計企業中占據了9個席位。中芯國際為全球第五大晶元製造企業，連續三年保持盈利。長電科技位列全球第六大封裝測試企業，在完成對星科金朋的並購後，有望進入全球前三名。制約產業發展的問題和瓶頸仍然突出主要表現在：一是產業創新要素積累不足。領軍人才匱乏，企業技術和管理團隊不穩定;企業小散弱，500多家集成電路設計企業收入僅約是美國高通公司的60-70%，全行業研發投入不足英特爾一家公司。產業核心專利少，知識產權布局結構問題突出。二是內需市場優勢發揮不足。晶元設計與快速變化的市場需求結合不緊密，難以進入整機領域中高端市場。跨國公司間構建垂直一體化的產業生態體系，國內企業只能採取被動跟隨策略。三是「晶元-軟體-整機-系統-信息服務」產業鏈協同格局尚未形成。晶元設計企業的高端產品大部分在境外製造，沒有與國內集成電路製造企業形成協作發展模式。製造企業量產技術落後國際主流兩代，關鍵裝備、材料基本依賴進口。中國集成電路產業發展面臨的機遇與挑戰當前，全球集成電路產業已進入深度調整變革期，既帶來挑戰的同時，也為實現趕超提供了難得機遇。從外部挑戰看，國際領先集成電路企業加快先進技術和工藝研發，推進產業鏈整合重組，強化核心環節控制力。不少領域已形成2-3家企業壟斷局面。從發展機遇看，市場格局加快調整，移動智能終端爆發式增長，成為拉動集成電路產業發展的新動力。產業格局面臨重塑，雲計算、物聯網、大數據等新業態引發的產業變革剛剛興起，以集成電路和軟體為基礎的產業規則、發展路徑、國際格局尚未最終形成。集成電路技術演進呈現新趨勢，製造工藝不斷逼近物理極限，新結構、新材料、新器件孕育重大突破。此外，隨著信息消費市場持續升級，4G網路等信息基礎設施加快建設，中國作為全球最大、增長最快的集成電路市場繼續保持旺盛活力，預計2015年市場規模將達1.2萬億元，這些都為中國集成電路產業實現「彎道超車」提供了有利條件。

B. 什麼促進了集成電路的發展

當還沒有集成電路時，在19世紀末，電路理論已經伴隨著電磁學發展完專善了，但它不屬能被做得很小。所以現在問題就明朗了，量子力學自20世紀誕生以來便迅速發展，它使得人們了解物質在微觀尺度下的性質，這才有可能把復雜的電路結構在一片小小的矽片上實現出來，這說的只是集成電路的製造，至於設計，比如現在的超大規模集成電路，EDA工具軟體功不可沒。

C. 簡述近幾年來集成電路製造工藝有哪些新的技術與進展

單片集成電路工藝
利用研磨、拋光、氧化、擴散、光刻、外延生長、蒸發等一整套平面工藝技術，在一小塊硅單晶片上同時製造晶體管、二極體、電阻和電容等元件，並且採用一定的隔離技術使各元件在電性能上互相隔離。然後在矽片表面蒸發鋁層並用光刻技術刻蝕成互連圖形，使元件按需要互連成完整電路，製成半導體單片集成電路。隨著單片集成電路從小、中規模發展到大規模、超大規模集成電路，平面工藝技術也隨之得到發展。例如，擴散摻雜改用離子注入摻雜工藝；紫外光常規光刻發展到一整套微細加工技術，如採用電子束曝光製版、等離子刻蝕、反應離子銑等；外延生長又採用超高真空分子束外延技術；採用化學汽相淀積工藝製造多晶硅、二氧化硅和表面鈍化薄膜；互連細線除採用鋁或金以外，還採用了化學汽相淀積重摻雜多晶硅薄膜和貴金屬硅化物薄膜，以及多層互連結構等工藝。

薄膜集成電路工藝
整個電路的晶體管、二極體、電阻、電容和電感等元件及其間的互連線,全部用厚度在1微米以下的金屬、半導體、金屬氧化物、多種金屬混合相、合金或絕緣介質薄膜，並通過真空蒸發工藝、濺射工藝和電鍍等工藝重疊構成。用這種工藝製成的集成電路稱薄膜集成電路。
薄膜集成電路中的晶體管採用薄膜工藝製作, 它的材料結構有兩種形式：①薄膜場效應硫化鎘和硒化鎘晶體管，還可採用碲、銦、砷、氧化鎳等材料製作晶體管；②薄膜熱電子放大器。薄膜晶體管的可靠性差，無法與硅平面工藝製作的晶體管相比，因而完全由薄膜構成的電路尚無普遍的實用價值。
實際應用的薄膜集成電路均採用混合工藝，也就是用薄膜技術在玻璃、微晶玻璃、鍍釉或拋光氧化鋁陶瓷基片上制備無源元件和電路元件間的互連線，再將集成電路、晶體管、二極體等有源器件的晶元和不便用薄膜工藝製作的功率電阻、大電容值的電容器、電感等元件用熱壓焊接、超聲焊接、梁式引線或凸點倒裝焊接等方式組裝成一塊完整電路。

厚膜集成電路工藝
用絲網印刷工藝將電阻、介質和導體塗料淀積在氧化鋁、氧化鈹陶瓷或碳化硅襯底上。淀積過程是使用一細目絲網，製作各種膜的圖案。這種圖案用照相方法製成，凡是不淀積塗料的地方，均用乳膠阻住網孔。氧化鋁基片經過清洗後印刷導電塗料，製成內連接線、電阻終端焊接區、晶元粘附區、電容器的底電極和導體膜。製件經乾燥後，在750～950℃間的溫度焙燒成形，揮發掉膠合劑，燒結導體材料，隨後用印刷和燒成工藝制出電阻、電容、跨接、絕緣體和色封層。有源器件用低共熔焊、再流焊、低熔點凸點倒裝焊或梁式引線等工藝製作，然後裝在燒好的基片上，焊上引線便製成厚膜電路。厚膜電路的膜層厚度一般為 7～40微米。用厚膜工藝制備多層布線的工藝比較方便，多層工藝相容性好，可以大大提高二次集成的組裝密度。此外，等離子噴塗、火焰噴塗、印貼工藝等都是新的厚膜工藝技術。與薄膜集成電路相仿，厚膜集成電路由於厚膜晶體管尚不能實用，實際上也是採用混合工藝。

單片集成電路和薄膜與厚膜集成電路這三種工藝方式各有特點，可以互相補充。通用電路和標准電路的數量大，可採用單片集成電路。需要量少的或是非標准電路，一般選用混合工藝方式，也就是採用標准化的單片集成電路，加上有源和無源元件的混合集成電路。厚膜、薄膜集成電路在某些應用中是互相交叉的。厚膜工藝所用工藝設備比較簡易，電路設計靈活，生產周期短，散熱良好，所以在高壓、大功率和無源元件公差要求不太苛刻的電路中使用較為廣泛。另外，由於厚膜電路在工藝製造上容易實現多層布線，在超出單片集成電路能力所及的較復雜的應用方面，可將大規模集成電路晶元組裝成超大規模集成電路，也可將單功能或多功能單片集成電路晶元組裝成多功能的部件甚至小的整機。

單片集成電路除向更高集成度發展外，也正在向著大功率、線性、高頻電路和模擬電路方面發展。不過,在微波集成電路、較大功率集成電路方面，薄膜、厚膜混合集成電路還具有優越性。在具體的選用上，往往將各類單片集成電路和厚膜、薄膜集成工藝結合在一起，特別如精密電阻網路和阻容網路基片粘貼於由厚膜電阻和導帶組裝成的基片上，裝成一個復雜的完整的電路。必要時甚至可配接上個別超小型元件，組成部件或整機。

D. 請教集成電路未來發展方向。

我們國內大多公司已反向為主，強調要以經濟為中心，這樣不易有新的產品出現。發展趨勢是集成度越來越高，功能越來越強。rf電路和數模混合電路比較流行。國外出現3d的mos產品，有空可以到集成電路專業網站上看看

E. 近20年集成電路產業發展

據前瞻產業研究院《2016-2021年中國集成電路行業市場需求預測與投資戰略規劃分析報告》分析，2014年，我國重點集成電路企業主要生產線平均產能利用率超過90%，訂單飽滿，全年銷售狀況穩定。據國家統計局統計，全年共生產集成電路1015.5億塊，同比增長12.4%，增幅高於上年7.1個百分點；集成電路行業實現銷售產值2915億元，同比增長8.7%，增幅高於上年0.1個百分點。

根據海關統計數據，2014年，我國集成電路產業實現出口609億美元，同比下滑30.6%；從全年走勢看，出口降幅逐步縮小，呈逐步回升態勢。實現進口2176億美元，同比下滑5.9%。貿易逆差1567億美元，同比增長9%，增速比上年提高5.5個百分點。
2014年，我國集成電路產業完成內銷產值1011億元，同比增長9.9%，高於全行業增速1.2個百分點，內銷比例達到34.7%，比上年提高0.4個百分點。從全年走勢看，內銷產值增速呈下降態勢，全年增速低於上半年5.9個百分點。
前瞻產業研究院觀點：我國集成電路產業不斷取得新的突破和進展，但與世界先進集成電路企業的差距仍是必須正視的現實。與國際龍頭企業相比，我國晶元製造業在先進工藝方面的距離至少差1-2代，IC設計業剛剛起步、且產品單一，本土封裝企業的封測技術與國際大廠還存在一定差距。更為關鍵的是，產業鏈各個環節相互割裂，不能形成上下游協調配合的產業結構，與國內整機產業也沒能形成良性互動，2014年集成電路產業內銷產值比例僅為34.7%，高端晶元嚴重依賴進口。國際巨頭近年來為確保技術領先優勢，研發投入不斷攀升，據統計2013年英特爾、高通、台積電、德儀及海力士五大半導體企業的研發成本達到15.9%，接近過去5年的最高值，而我國本土企業如中芯國際，雖然近幾年研發投入增長很快，但占銷售收入比例仍不到10%，投入額與台積電比相差一個量級。集成電路產業發展的經驗表明，投資和研發不足可能使本土企業在嚴峻的競爭形勢中與國際企業的差距進一步拉大。

F. 如何促進集成電路產業更好發展

為推進《國家集成電路產業推進綱要》落地，我國將針對集成電路先進工藝和智能感測器創新能力不足等問題，出台一系列政策「組合拳」，加速多個重點關鍵產品和技術的攻關，以此促進我國集成電路產業的快速健康發展，並縮小我國集成電路產業和世界先進水平的差距。

隨著我國信息化發展進程加速，以及「互聯網+」、「智能製造」戰略的穩步推進，各界對集成電路產品和技術的需求也與日俱增。一方面，我國對集成電路產業發展高度重視，從2014年開始，先後出台《國家集成電路產業發展推進綱要》等一系列產業政策，同時國家製造強國建設戰略咨詢委員會還將集成電路產業列入重點發展產業名單；另一方面，我國集成電路產業和世界先進水平尚有差距，除了每年需要花巨額資金進口各類集成電路產品和技術外，集成電路產業的短板還極大制約了信息基礎、高端裝備製造等產業的發展。來源：經濟參考報

G. 集成電路未來在醫葯領域有哪些新的應用前景

隨著社會的發展和科學技術的不斷進步，人們對醫療健康、生活質量、疾病護理等方面提出了越來越高的要求。同時，依託於高新領域電子技術的各種治療和監護手段越來越先進，也使得醫療產品突破了以往觀念的約束和限制，在信息化、微型化、實用化等方面得到了長足發展。本文從醫療健康領域的需求分析人手，從集成電路技術的角度對醫療健康領域的應用的關鍵技術（現狀和前景）做了大致的分析探討。

H. 集成電路發展方向

我國大陸集成電路產業的雖起步較晚，但經過近20年的飛速發展，我國集成電路產業從無到有，從弱到強，已經在全球集成電路市場占據舉足輕重的地位。根據中國半導體行業協會統計數據，2010-2019年中國集成電路產業銷售額整體呈增長趨勢，從2010年的1440.15億元增加至2019年的7562.3億元，這主要受物聯網、智能汽車高新能源汽車、智能終端製造、新一代移動通信等下游市場需求驅動。
2020年，中國集成電路產業繼續保持2位數增長，2020年1-9月，中國集成電路產業銷售額為5905.8億元，同比增長16.9%。其中，設計業同比增長24.1%，銷售額2634.2億元，仍是三業增速最快的產業，占總體行業的比重為44.60%；製造業同比增長18.2%，銷售額為1560.6億元，佔比為26.42%；封裝測試業同比增長6.5%，銷售額1711億元，佔比為28.97%。

I. 集成電路封裝的發展趨勢

在較長一段時期內，集成電路封裝幾乎沒有多大變化，6～64根引線的扁平和雙列式封裝，基本上可以滿足所有集成電路的需要。對於較高功率的集成電路，則普遍採用金屬圓形和菱形封裝。但是隨著集成電路的迅速發展，多於64，甚至多達幾百條引線的集成電路愈來愈多。如日本40億次運算速度的巨型計算機用一塊ECL．復合電路，就採用了462條引線的PGA。過去的封裝形式不僅引線數已逐漸不能滿足需要，而且也因結構上的局限而往往影響器件的電性能。同時，整機製造也正在努力增加印製線路板的組裝密度、減小整機尺寸來提高整機性能，這也迫使集成電路去研製新的封裝結構，新的封裝材料來適應這一新的形勢。因此，集成電路封裝的發展趨勢大體有以下幾個方面：
1．表面安裝式封裝將成為集成電路封裝主流 集成電路的表面安裝結構是適應整機系統的需要而發展起來的，主要是因為電子設備的小型化和輕量化，要求組裝整機的電子元器件外形結構成為片式，使其能平貼在預先印有焊料膏的印製線路板焊盤上，通過再流焊工藝將其焊接牢固。這種作法不僅能夠縮小電子設備的體積，減輕重量，而且這些元器件的引線很短，可以提高組裝速度和產品性能，並使組裝能夠柔性自動化。
表面安裝式封裝一般指片式載體封裝、小外形雙列封裝和四面引出扁平封裝等形式，這類封裝的出現，無疑是集成電路封裝技術的一大進步。
2．集成電路封裝將具有更多引線、更小體積和更高封裝密度
隨著超大規模和特大規模集成電路的問世，集成電路晶元變得越來越大，其面積可達7mm×7mm，封裝引出端可在數百個以上，並要求高速度、超高頻、低功耗、抗輻照，這就要求封裝必須具有低應力、高純度、高導熱和小的引線電阻、分布電容和寄生電感，以適應更多引線、更小體積和更高封裝密度的要求。
要想縮小封裝體積，增加引線數量．唯一的辦法就是縮小封裝的引線間距。一個40線的雙列式封裝要比68線的H式載體封裝的表面積大20%，其主要區別就是引線目距由2.54mm改變自1.27mm或1.00cmm。不難想像，如果引線間距進而改變為0.80mm，O.65mm甚至0 50mm，則封裝的表面積還會太大地縮小。但是為了縮小引線間距，這勢必帶來了一系列新的目題，如印線精密製造就必須用光致腐蝕的蝕刻工藝來代替機械模具的沖制加工，並必須解決引線間距縮小所引起的引線間絕緣電阻的降低和分步電容的增大等各個方面研究課題。
集成電路晶元面積增大，通常其相應封裝面積也在加大，這就對熱耗散問題提出了新的挑戰。這個問題是一個綜台性的，它不僅與晶元功率、封裝材料、封裝結構的表面積和最高結溫有關，還與環境溫度和冷玲方式等有關，這就必須在材料的選擇、結構的設計和冷卻的手段等方面作出新的努力。
3.塑料封裝仍然是集成自路的主要封裝形式
塑料模塑封裝具有成本低、工藝簡單和便於自動化生產等優點，雖然在軍用集成電路標准中明文規定，封裝結構整體不得使用任何有機聚合物材料，但是在集成電路總量中，仍有85%以上採用塑料封裝。
塑料封裝與其他封裝相比，其缺點主要是它屬於非氣密或半氣密封裝，所以抗潮濕性能差，易受離子污染；同時熱穩定性也不好，對電磁波不能屏蔽等，因而對於高可靠的集成電路不宜選用這種封裝形式。但是近幾年來，塑料封裝的模塑材料、引線框架和生產工藝已經不斷完善和改進，可靠性也已大大提高，相信在這個基礎上，所佔封裝比例還會繼續增大。
4.直接粘結式封裝將取得更大發展
集成電路的封裝經過插入式、表面安裝式的變革以後，一種新的封裝結構—直接粘結式已經經過研製、試用達到了具有商品化的價值，並且取得了更大的發展，據國際上預測，直接粘結式封裝在集成電路中所佔比重將從1990年的8%上升至2000年的22%，這一迅速上升的勢頭，說明了直接粘結式封裝的優點和潛力。
所謂直接粘結式封裝就是將集成電路晶元直接粘結在印製線路板或覆有金屬引線的塑料薄膜的條帶上，通過倒裝壓焊等組裝工藝，然後用有機樹脂點滴形加以覆蓋。當前比較典型的封裝結構有晶元板式封裝（COB）、載帶自動焊接封裝（TAB）和倒裝晶元封轉（FLIPCHIP）等樹種，而其中COB封裝和TAB封裝已經大量使用於音樂、語音、鍾表程式控制和照相機快門等直接電路。
直接粘結式封裝其所以能夠迅速發展，最重要的因素是它能適用於多引線、小間距、低成本的大規模自動化或半自動化生產，並且簡化了封裝結構和組裝工藝。例如COB封裝不再使用過去的封裝所必需的金屬外引線；TAB封裝採用倒裝壓焊而不再使用組裝工藝必須的內引線鍵合。這樣，一方面減少了鍵合的工作量，另一方面因減少引線的壓焊點數而提高了集成電路的可靠性。
在中國COB封裝已經大量生產，而TAB封裝尚處於開發階段，相信在今後的集成電路中，這類封裝會占據一定的地位和取得更大的發展。
5. 功率集成電路封裝小型化已成為可能
功率集成電路的封裝結構，受封裝材料的導熱性能影響，造成封裝體積較大而與其他集成電路不相匹配，已成為人們關注的問題之一，而關鍵所在是如何採用新的封裝材料。
功率集成電路所用的封裝材料，不僅要求其導熱性能好，而且也要求線膨脹系數低，並具備良好的電氣性能和機械性能。隨著科學的進步，一些新的材料已經開始應用到集成電路方面來，如導熱性能接近氧化鈹（BeO）線膨脹系數接近硅（Si）的新陶瓷材料—氮化鋁（AlN），將成為功率集成電路封裝結構的主體材料，從而大大地縮小了體積和改善了電路的性能，相信將來還會有更多的新材料參與到這一領域中來，使功率集成電路能進一步縮小體積。
另外，採用氟利昂小型製冷系統對功率集成電路進行強製冷卻，以降低其表面環境溫度來解決封裝的功耗，已在一些大型計算機中得到實現。這樣在改變封裝結構的外形設計、使用新的封裝材料的同時，再改善外部冷卻條件，那麼集成電路的熱性能就可取得更大的改善。

J. 未來幾年是否是我國集成電路發展的加速期

集成電路產業已成為當前國際競爭的焦點和衡量一個國家綜合實力的重要標志。2010年，中國集成電路產量達到652.5億塊，銷售額達到1424億元。中國集成電路產業規模已經由2001年不足世界集成電路產業總規模的2%提高到2010年的近9%。中國成為過去10年世界集成電路產業發展最快的地區之一。前瞻產業研究院發布的2013-2017年中國集成電路封裝行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告顯示，在產業規模快速增長的同時，IC 設計、晶元製造和封裝測試三業的格局也正不斷優化。2010年，國內IC設計業同比增速達到34.8%，規模達到363.85億元;晶元製造業增速也達到31.1%，規模達到447.12億元;封裝測試業增速相對稍緩，同比增幅為26.3%，規模為629.18億元。
前瞻產業研究院集成電路封裝行業研究小組表示，根據國家規劃，到2015年國內集成電路產業規模將在2010年的基礎上再翻一番，銷售收入超過3000億元，滿足國內30%的市場需求。晶元設計能力大幅提升，開發出一批具有自主知識產權的核心晶元，而封裝測試業進入國際主流領域。「十二五」期間，中國集成電路產業將步入一個新的黃金發展期。更對咨詢可以去前瞻網查詢。
希望我的答案是您所需要的，不明之處請追問，回答滿意請採納
謝謝