❶ 集成電路晶元有哪些 造"中國芯"有多難
集成電路晶元有哪些 造"中國芯"有多難?製造一顆晶元就需要5000道工序
近日,越來越多的人關注中國自主研發的晶元進展。若想煉成一顆中國「芯」,需要怎樣的步驟?
集成電路正在扮演科技多元化應用的智能核心。在中國台灣半導體產業協會理事長、鈺創科技董事長盧超群認為,實時視頻流、VR/AR、無人機、3D列印、智能汽車、智能家居,在這些應用革命的背後,是功能更加強大、體積更小、功耗更低的集成電路。
全球生物識別晶元領先龍頭企業是科技;國內存儲晶元的龍頭是;我國嵌入式處理器晶元領先龍頭企業是;我國半導體分立器件龍頭是科技。
其中,最典型的是ADC晶元,中國目前還無法生產出可替代產品。ADC晶元是模數轉換晶元,負責將天線接收的連續的模擬信號轉換為通話或上網的數字信號。目前ADC主要依賴亞德諾、德州儀器等公司供應。
有說法認為,集成電路是比航天還要高的高科技
半導體晶元進口花費
富瀚微:國內安防晶元供應商,涉及人工智慧演算法,成為海康威視的合格穩定的供應商。
以運營商業務為例,通信基站設備是其最主要的產品之一,而在一台通信基站中就有上百顆晶元負責實現不同功能。「簡單來說,基站發射並回收信號,收回信號後首先要有晶元濾波,穩定信號;然後還有晶元將這種特別小的信號放大;再有晶元進行解析、處理;然後是晶元負責傳輸、分發。基站核心跟電腦類似,可以實現各種功能,但它可以支持多個手機,因而速度更快,晶元更復雜。」上述人士表示。
2017年中國集成電路進口量高達3770億塊,同比增長10.1%;進口額為2601億美元(約合17561億元),同比增長14.6%。2017年中國貨物進口額為12.46萬億元,也就是說集成電路進口額佔中國總進口額的14.1%,而同期中國的原油進口總額僅約為1500億美元。中國在半導體晶元進口上的花費已經接近原油的兩倍。
有上百顆晶元
材料有塑料和陶瓷兩種。塑料QFJ多數情況稱為PLCC(見PLCC),用於微機、門陳列、DRAM、ASSP、OTP等電路。引腳數從18至84。陶瓷QFJ也稱為CLCC、JLCC(見CLCC)。帶窗口的封裝用於紫外線擦除型EPROM以及帶有EPROM的微機晶元電路。引腳數從32至84。46、QFN(quadflatnon-leadedpackage)
製造一顆晶元
調查
晶元,是指內含集成電路的矽片,體積很小,常常是計算機或其他電子設備的一部分。晶元組,是一系列相互關聯的晶元組合。它們相互依賴,組合在一起能發揮更多作用,比如,計算機里的中央處理器(CPU)及手機中的射頻、基帶和通信基站里的模數轉換器(ADC)等,就是由多個晶元組合在一起的更大的集成電路。而集成電路是非常精密的儀器,其單位為納米。一納米為十萬分之一毫米。這就對設計、製造工藝都有非常嚴格、高標準的要求。
根據前瞻研究院的報告顯示,目前,全球晶元仍主要以美、日、歐企業產品為主,高端市場幾乎被這三大主力地區壟斷。在高端晶元領域,由於國內廠商尚未形成規模效應與集群效應,所以其生產仍以「代工」模式為主。
中國集成電路A股市場上市企業據中商產業研究院大資料庫數據顯示,中國A股市場共有23家集成電路上市企業,2017年前三季度中國集成電路行業主營業務收入達到642.65億元,凈利潤為20.29億元。有5家企業主營業務收入超過40億元,其中,科技位居榜首,2017年前三季度主營業務收入為168.60億元,凈利潤達到1.65億元;達排名第二,2017年前三季度主營業務收入為162.53億元,凈利潤虧損5.07億元;實業排名第三,主營業務收入為83.04億元,凈利潤達到2.97億元;排名第四的是科技,2017年前三季度主營業務收入為53.24億元,凈利潤為3.88億元;排名第五的是微電,前三季度主營業務收入為48.52億元,凈利潤為1.25億元。1.江蘇科技股份有限公司江蘇科技股份有限公司是一家主要從事研製、開發、生產銷售半導體,電子原件,專用電子電氣裝置,銷售本企業自產機電產品及成套設備的公司。公司是中國半導體封裝生產基地,國內著名的三極體製造商,集成電路封裝測試龍頭企業,國家重點高新技術企業。數據顯示,2012-2016年科技在波動中增長,年均復合增長率達44%,增長迅速。2017年前三季度科技主營業務為168.60億元,同比增長26.9%,凈利潤為1.65億元,同比增長176.6%。
晶元有幾十種大門類
追訪
上千種小門類
從軟體方面來說,EDA模擬軟體是另一個典型。利用該軟體,電子設計師才可以在電腦上設計晶元系統,大量工作可以利用計算機完成,並可以實現多個產品的結合試驗等。如果沒有EDA模擬軟體,則需要人工進行設計、試驗,耗費的人力、時間等成本不計其數。目前進入我國並具有廣泛影響的EDA軟體有十幾種,基本都來自於美國。
幾乎被美日歐壟斷
現狀
也許不是人人都了解集成電路,但許多人聽說過摩爾定律。摩爾定律是指,當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。在半個世紀前,由英特爾創始人之一的摩爾提出的這一推測,已經延續了50多年。
集成電路布圖設計是指集成電路中有一個是有源元件的兩個以上和部分或者全部互連線路的三維配置,或者為製造集成電路而准備的三維配置。
海關總署公開信息顯示,集成電路進口額從2015年起已連續三年超過原油,且二者進口差額每年都在950億美元以上。其中,2017年中國集成電路進口量高達3770億塊,同比增長10.1%;進口額為2601億美元(約合17561億元),同比增長14.6%。2017年中國貨物進口額為12.46萬億元,也就是說集成電路進口額佔中國總進口額的14.1%,而同期中國的原油進口總額僅約為1500億美元。中國在半導體晶元進口上的花費已經接近原油的兩倍。
集成電路是一種微型電子器件或部件。採用一定的工藝,把一個電路中所需的晶體管、二極體、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然後封裝在一個管殼內,成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個整體,使電子元件向著微小型化、低功耗和高可靠性方面邁進了一大步。它的英文(integratedcircuit)用字母「IC」表示。集成電路技術包括晶元製造技術與設計技術,主要體現在加工設備,加工工藝,封裝測試,批量生產及設計創新的能力上。
焦點
需要5000道工序
晶元的種類很多,芯研究首席分析師顧對北京青年報記者表示:「僅從產品種類來說,晶元的種類就有幾十種大門類,上千種小門類;如果涉及設備流程的話就更多了。美國是整體式、全方位處於領先地位,而我們只是在某些領域裡面有所突破,並且這些領域也並非核心、高端的領域,比如中國在存儲器、CPU、FPG及高端的模擬晶元、功率晶元等領域,幾乎是沒有的。如果中國發力研發,在某些小的門類中可能會有所突破。」
首先,在這里可以將紅色的部分比擬成高樓中的一樓大廳。一樓大廳,是一棟房子的門戶,出入都由這里,在掌握交通下通常會有較多的機能性。因此,和其他樓層相比,在興建時會比較復雜,需要較多的步驟。在IC電路中,這個大廳就是邏輯閘層,它是整顆IC中最重要的部分,藉由將多種邏輯閘組合在一起,完成功能齊全的IC晶元。
一位晶元製造領域的專家向北青報記者介紹,一顆晶元的製造工藝非常復雜,一條生產線大約涉及50多個行業、2000-5000道工序。就拿代工廠來說,需要先將「砂子」提純成硅,再切成晶元,然後加工晶元。晶元加工廠包含前後兩道工藝,前道工藝分幾大模塊——光刻、薄膜、刻蝕、清洗、注入;後道工藝主要是封裝——互聯、打線、密封。其中,光刻是製造和設計的紐帶。
科技:公司持續高研發投入在保證現有產品技術迭代維持較高毛利率的同時,也將加速公司在研探針台產品推出並實現進口替代,進一步完善公司產品結構。此外,公司股東國家集成電路產業基金具備強大產業資源,在豐富公司客戶資源、提升公司產業整合能力方面或將發揮重要作用。
其中許多工藝都在獨立的工廠進行,而使用的設備也需要專門的設備廠製造;使用的材料包括幾百種特種氣體、液體、靶材,都需要專門的化工工業。另外,集成電路的生產都是在超凈間進行的,因此還需要排風和空氣凈化等系統。
摩爾定律揭示了集成電路領域的發展速度。在這樣的高速創新發展中,集成電路的產品持續降低成本、提升性能、增加功能。也是在這樣的高速發展中,各國集成電路技術的差距越拉越大。有業內人士表示,中國若想在主要集成電路領域追趕上頂級公司,需要的不止時間,而是整個系統性提升。
有說法認為,集成電路是比航天還要高的高科技。該業內人士表示,這種說法也不無道理,「航天的可靠性估計也就4個9、5個9的樣子(X個9表示在軟體系統一年時間的使用過程中,系統可以正常使用時間與總時間之比)。現在硅晶圓材料的純度就要6個9以上。」
從2004年開始,集團開始穩定盈利,8寸生產線實現了自主經營。時至今日,業務逐步發展為晶元製造、集成電路集成和應用服務、電子元件貿易等,其生產線的工藝技術從0.35微米,演進到了28納米,申請的發明專利達到1萬項。
❷ 集成電路封裝與晶元生產是一回事嗎
樓主,直接從詞面上,集成電路封裝,是封裝的種類(即外形、尺寸等)。。。。。。。晶元生產是晶元製造過程。。。。。。。
❸ 集成電路發展史
個人閑來無事是寫的,現粘貼如下:
首先有集成電路這一想法的是英國科學家Dummer,那是在1952年,在皇家信號和雷達機構的一個電子元器件會議上他說:「隨著晶體管的出現和對半導體的全面研究,現在似乎可以想像,未來電子設備是一種沒有連接線的固體組件。」當然,那時還沒有「集成電路」這一名詞。然而,集成電路的真正發明卻是在美國,是在6年之後的1958年(也有人認為是1959年,具體原因接下來解釋)。
1958年9月12日,TI的Kilby發明了世界首塊集成電路,這是一個相移振盪器,集成了2個晶體管、2個電容和8個電阻——共12個元器件,該發明與1959年2月6日申請專利,1964年6月26日被批准。而到了1959年,Fairchild的Noyce發明了基於硅平面工藝的集成電路,1959年7月30日,Noyce為自己的發明申請了專利,1961年4月26日被批准。雖然Noyce比Kilby發明集成電路和申請專利在後,但批准在前,而且Noyce發明的集成電路更適合於大批量生產,所以會有一些人在關於誰先發明了集成電路的問題上產生了分歧。其實Kilby和Noyce被認為是集成電路共同的發明人,問題在於1958和1959不能被認為是共同的發明時間,而必須是其中的一個,我習慣於把它說成是1958年。
而到了1968年,Noyce和Moore以及Fairchild的其他一些雇員成立了Intel,1971年便生產出了世界首枚CPU——集成了2300個晶體管的4004,緊接著,次年8008,再次年8080……盡管CPU誕生於1971年,然而它被推向市場,換句話說就是普通平民可以買到是1981年的事。那是1981年的8月12日,IBM推出型號為IBM5150的計算機,這是最早的PC,CPU採用Intel的8088(1979年發明),系統採用Microsoft的DOS,內存16K,再配一個5.25英寸的軟碟機,售價1565美元。但你知道,當時的1565美元跟現在的1565美元不一樣,那時錢實啊,按照今天的物價指數,大約相當於現在的4000美元,在2011年8月13日這樣的日子,匯率是6.3902,那就是25560.8元人民幣。
早期的IC未形成獨立的產業,電子系統廠商把自己生產的IC用於自己的產品,只把一小部分銷往市場,而同時也會從市場購進一些。Intel和AMD開創了IC業的新紀元,他們只向市場供應通用的IC,而不使用IC去生產產品,當然也不會從市場購進IC。這種自行設計、用自己的生產線製造、自己封裝和測試、最後出售IC成品的廠商被稱為IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件製造商)。盡管如此,IDM還是有嚴格定義的:IC的對外銷售額超過IC總產值25%的企業就可以稱作是IDM了(如Motorola、TI、Sony),而沒有超過的叫做系統廠商(如IBM、HP)。根據這一定義,IDM並不意味著不生產系統產品,系統廠商也並不意味著不生產IC。區別僅在於它們生產的IC(或者乾脆沒生產)有多少用於自己的系統產品,有多少用於直接出售。
再後來,出現了一些這樣的公司,它們只設計IC,並不生產,我們稱之為Fabless,叫做無生產線設計公司。它們設計完成後,製造這一環節仍交給IDM完成,IDM的生產線除了生產自己設計的IC以外,還幫Fabless進行生產。1987年,TSMC(台台灣積體電路製造股份有限公司,台積電)成立,2000年,SMIC(中芯國際集成電路製造有限公司,中芯國際)成立,這些公司開創了一種新的模式,它沒有自己的產品,不設計也不使用,只是單純地提供製造服務,我們稱之為Foundry。這類公司的出現,不僅Fabless的設計成果有了天經地義的歸宿,而且就連IDM也把自己製造環節的一部分讓給Foundry來做,就Foundry而言,有時它接到來自IDM的生產任務比Fabless的還要多。再後來呢?連封裝測試也自成一家,形成獨立的產業。
縱觀今天的IC業,設計業、製造業、封測業三足鼎立,當然也不乏IDM這樣的一條龍式的企業,但是系統廠商在IC市場上的份額越來越低,(注意!我說的是在IC市場上),瀕臨滅絕!(注意!我說的是市場份額瀕臨滅絕。公司並沒有滅絕,而是他們意識到這種自己生產晶元僅供自己使用的模式不劃算,轉型了。)
❹ 集成電路生產企業怎麼認定
根據國家發展改革委、信息產業部、稅務總局和海關總署聯合頒布的《國家鼓勵的集成電路企業認定管理辦法(試行)》的規定,集成電路企業,是指在中國境內(不含香港、澳門、台灣)依法設立的從事集成電路晶元製造、封裝、測試以及6英寸(含)以上硅單晶材料生產的具有獨立法人資格的組織,不包括集成電路設計企業。
一、認定機構
(一)國家發展和改革委員會、信息產業部、國家稅務總局和海關總署為集成電路企業認定主管部門(以下簡稱主管部門),負責全國集成電路企業的認定管理工作,其職責是:
1、組織集成電路企業認定機構(以下簡稱認定機構)開展認定工作;
2、監督檢查全國集成電路企業的認定工作,審核批准認定結果;
3、受理對認定結果、年審結果以及有關認定決定的異議申訴。
(二)主管部門共同委託中國半導體行業協會為集成電路企業認定機構,負責集成電路企業認定和年審工作。其職責是:
1、受理集成電路企業認定申請;
2、具體組織集成電路企業認定工作,提出認定意見;
3、負責集成電路企業年度審查,並將結果報主管部門備案。
二、申請條件
申請認定的集成電路企業須滿足下列條件:
(一)是依法成立的從事集成電路晶元製造、封裝、測試以及6英寸(含)以上硅單晶材料生產的法人單位;
(二)具有與集成電路產品生產相適應的生產經營場所、軟硬體設施和人員等基本條件,其生產過程符合集成電路產品生產的基本流程、管理規范,具有保證產品生產的手段與能力;
(三)自產(含代工)集成電路產品銷售收入占企業當年總收入的60%以上(新建企業除外);
(四)企業主管稅務機關認定企業無惡意欠稅或偷稅騙稅等違法行為。
三、認定程序
(一)由企業向認定機構提出申請,依照有關要求提供相關資料,提交的資料及其內容必須真實有效。
(二)認定機構應依照相關實施細則進行審理,並於15個工作日內向主管部門提出認定意見及相關資料,主管部門於45個工作日內聯合發文確定或將否定意見告認定機構。
(三)認定結果在認定機構的網站及有關媒體上發布,接受社會監督。
(四)國家對認定的集成電路企業實行年度審查制度。企業按規定的時限向認定機構提交年度審查報告,逾期未報的企業視為自動放棄認定資格。認定機構出具年審意見報主管部門備案,年審不合格的集成電路企業,其認定資格自下一年度起取消。
❺ 集成電路是怎樣製造出來
集成電路是制復造過製程:
集成電路(integrated circuit)是一種微型電子器件或部件。採用一定的工藝,把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然後封裝在一個管殼內,成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個整體,使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母「IC」表示。集成電路發明者為傑克·基爾比(基於鍺(Ge)的集成電路)和羅伯特·諾伊思(基於硅(Si)的集成電路)。當今半導體工業大多數應用的是基於硅的集成電路。
❻ 集成電路製造過程
集成電路或稱微電路、微晶元晶片/晶元(在電子學中是一種把電路(主要包括半導體設備,也包括被動組件等)小型化的方式,並時常製造在半導體晶圓表面上。半導體集成電路工藝,包括以下步驟,並重復使用:
1. 光刻
2. 刻蝕
3. 薄膜(化學氣相沉積或物理氣相沉積)
4. 摻雜(熱擴散或離子注入)
5. 化學機械平坦化CMP
使用單晶硅晶圓(或III-V族,如砷化鎵)用作基層,然後使用光刻、摻雜、CMP等技術製成MOSFET或BJT等組件,再利用薄膜和CMP技術製成導線,如此便完成晶元製作。因產品性能需求及成本考量,導線可分為鋁工藝(以濺鍍為主)和銅工藝(以電鍍為主參見Damascene)。主要的工藝技術可以分為以下幾大類:黃光微影、刻蝕、擴散、薄膜、平坦化製成、金屬化製成。
IC由很多重疊的層組成,每層由影像技術定義,通常用不同的顏色表示。一些層標明在哪裡不同的摻雜劑擴散進基層(成為擴散層),一些定義哪裡額外的離子灌輸(灌輸層),一些定義導體(多晶硅或金屬層),一些定義傳導層之間的連接(過孔或接觸層)。所有的組件由這些層的特定組合構成。
1. 在一個自排列(CMOS)過程中,所有門層(多晶硅或金屬)穿過擴散層的地方形成晶體管。
2. 電阻結構,電阻結構的長寬比,結合表面電阻系數,決定電阻。
3. 電容結構,由於尺寸限制,在IC上只能產生很小的電容。
4. 更為少見的電感結構,可以製作晶元載電感或由迴旋器模擬。
因為CMOS設備只引導電流在邏輯門之間轉換,CMOS設備比雙極型組件(如雙極性晶體管)消耗的電流少很多,也是現在主流的組件。透過電路的設計,將多顆的晶體管管畫在硅晶圓上,就可以畫出不同作用的集成電路。
隨機存取存儲器是最常見類型的集成電路,所以密度最高的設備是存儲器,但即使是微處理器上也有存儲器。盡管結構非常復雜-幾十年來晶元寬度一直減少-但集成電路的層依然比寬度薄很多。組件層的製作非常像照相過程。雖然可見光譜中的光波不能用來曝光組件層,因為他們太大了。高頻光子(通常是紫外線)被用來創造每層的圖案。因為每個特徵都非常小,對於一個正在調試製造過程的過程工程師來說,電子顯微鏡是必要工具。
在使用自動測試設備(ATE)包裝前,每個設備都要進行測試。測試過程稱為晶圓測試或晶圓探通。晶圓被切割成矩形塊,每個被稱為晶片(「die」)。每個好的die被焊在「pads」上的鋁線或金線,連接到封裝內,pads通常在die的邊上。封裝之後,設備在晶圓探通中使用的相同或相似的ATE上進行終檢。測試成本可以達到低成本產品的製造成本的25%,但是對於低產出,大型和/或高成本的設備,可以忽略不計。
❼ 全球第一、二、三大集成電路生產基地
2009年集成電路製造行業復重點企業排制名
集成電路製造行業銷售收入前十位企業排名
排名
企業名稱
1
飛思卡爾半導體(中國)有限公司
2
恩斯邁電子(深圳)有限公司
3
奇夢達科技(蘇州)有限公司
4
海力士意法半導體有限公司
5
奇夢達模組(蘇州)有限公司
6
中芯國際集成電路製造(上海)有限公司
7
環旭電子(上海)有限公司
8
威訊聯合半導體(北京)有限公司
9
緯創資通(中山)有限公司
10
偉創力電子科技(上海)有限公司
資料來源:國家統計局、艾凱數據研究中心整理
集成電路製造行業利潤前十位企業排名
排名
企業名稱
1
中芯國際集成電路製造(上海)有限公司
2
海力士意法半導體有限公司
3
飛思卡爾半導體(中國)有限公司
4
成都航天通信設備有限責任公司
5
江陰新潮科技集團有限公司
6
英特爾產品(上海)有限公司
7
無錫華潤微電子有限公司
8
環旭電子(上海)有限公司
9
上海華虹NEC電子有限公司
10
上海松下半導體有限公司
資料來源:國家統計局、艾凱數據研究中心整理
❽ 全球三大集成電路生產基地在哪
1飛思卡爾半導體(中國)有限公司
2恩斯邁電子(深圳)有限公司
3奇夢達科技(蘇州)有限公司
❾ 集成電路的生產問題
插件的一般用人工,因為人工便宜.
貼片的一般用貼片機,因為快,好.
為了省點成本也是可以用人工的.不過現在貼片機加工也不貴了.
❿ 集成電路生產設備
離子注入機,光刻機,CMP機,等,整個生產線可能幾百萬到幾億不等,小尺寸工藝的更貴。