⑴ 集成电路芯片有哪些 造"中国芯"有多难
集成电路芯片有哪些 造"中国芯"有多难?制造一颗芯片就需要5000道工序
近日,越来越多的人关注中国自主研发的芯片进展。若想炼成一颗中国“芯”,需要怎样的步骤?
集成电路正在扮演科技多元化应用的智能核心。在中国台湾半导体产业协会理事长、钰创科技董事长卢超群认为,实时视频流、VR/AR、无人机、3D打印、智能汽车、智能家居,在这些应用革命的背后,是功能更加强大、体积更小、功耗更低的集成电路。
全球生物识别芯片领先龙头企业是科技;国内存储芯片的龙头是;我国嵌入式处理器芯片领先龙头企业是;我国半导体分立器件龙头是科技。
其中,最典型的是ADC芯片,中国目前还无法生产出可替代产品。ADC芯片是模数转换芯片,负责将天线接收的连续的模拟信号转换为通话或上网的数字信号。目前ADC主要依赖亚德诺、德州仪器等公司供应。
有说法认为,集成电路是比航天还要高的高科技
半导体芯片进口花费
富瀚微:国内安防芯片供应商,涉及人工智能算法,成为海康威视的合格稳定的供应商。
以运营商业务为例,通信基站设备是其最主要的产品之一,而在一台通信基站中就有上百颗芯片负责实现不同功能。“简单来说,基站发射并回收信号,收回信号后首先要有芯片滤波,稳定信号;然后还有芯片将这种特别小的信号放大;再有芯片进行解析、处理;然后是芯片负责传输、分发。基站核心跟电脑类似,可以实现各种功能,但它可以支持多个手机,因而速度更快,芯片更复杂。”上述人士表示。
2017年中国集成电路进口量高达3770亿块,同比增长10.1%;进口额为2601亿美元(约合17561亿元),同比增长14.6%。2017年中国货物进口额为12.46万亿元,也就是说集成电路进口额占中国总进口额的14.1%,而同期中国的原油进口总额仅约为1500亿美元。中国在半导体芯片进口上的花费已经接近原油的两倍。
有上百颗芯片
材料有塑料和陶瓷两种。塑料QFJ多数情况称为PLCC(见PLCC),用于微机、门陈列、DRAM、ASSP、OTP等电路。引脚数从18至84。陶瓷QFJ也称为CLCC、JLCC(见CLCC)。带窗口的封装用于紫外线擦除型EPROM以及带有EPROM的微机芯片电路。引脚数从32至84。46、QFN(quadflatnon-leadedpackage)
制造一颗芯片
调查
芯片,是指内含集成电路的硅片,体积很小,常常是计算机或其他电子设备的一部分。芯片组,是一系列相互关联的芯片组合。它们相互依赖,组合在一起能发挥更多作用,比如,计算机里的中央处理器(CPU)及手机中的射频、基带和通信基站里的模数转换器(ADC)等,就是由多个芯片组合在一起的更大的集成电路。而集成电路是非常精密的仪器,其单位为纳米。一纳米为十万分之一毫米。这就对设计、制造工艺都有非常严格、高标准的要求。
根据前瞻研究院的报告显示,目前,全球芯片仍主要以美、日、欧企业产品为主,高端市场几乎被这三大主力地区垄断。在高端芯片领域,由于国内厂商尚未形成规模效应与集群效应,所以其生产仍以“代工”模式为主。
中国集成电路A股市场上市企业据中商产业研究院大数据库数据显示,中国A股市场共有23家集成电路上市企业,2017年前三季度中国集成电路行业主营业务收入达到642.65亿元,净利润为20.29亿元。有5家企业主营业务收入超过40亿元,其中,科技位居榜首,2017年前三季度主营业务收入为168.60亿元,净利润达到1.65亿元;达排名第二,2017年前三季度主营业务收入为162.53亿元,净利润亏损5.07亿元;实业排名第三,主营业务收入为83.04亿元,净利润达到2.97亿元;排名第四的是科技,2017年前三季度主营业务收入为53.24亿元,净利润为3.88亿元;排名第五的是微电,前三季度主营业务收入为48.52亿元,净利润为1.25亿元。1.江苏科技股份有限公司江苏科技股份有限公司是一家主要从事研制、开发、生产销售半导体,电子原件,专用电子电气装置,销售本企业自产机电产品及成套设备的公司。公司是中国半导体封装生产基地,国内着名的三极管制造商,集成电路封装测试龙头企业,国家重点高新技术企业。数据显示,2012-2016年科技在波动中增长,年均复合增长率达44%,增长迅速。2017年前三季度科技主营业务为168.60亿元,同比增长26.9%,净利润为1.65亿元,同比增长176.6%。
芯片有几十种大门类
追访
上千种小门类
从软件方面来说,EDA仿真软件是另一个典型。利用该软件,电子设计师才可以在电脑上设计芯片系统,大量工作可以利用计算机完成,并可以实现多个产品的结合试验等。如果没有EDA仿真软件,则需要人工进行设计、试验,耗费的人力、时间等成本不计其数。目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有十几种,基本都来自于美国。
几乎被美日欧垄断
现状
也许不是人人都了解集成电路,但许多人听说过摩尔定律。摩尔定律是指,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。在半个世纪前,由英特尔创始人之一的摩尔提出的这一推测,已经延续了50多年。
集成电路布图设计是指集成电路中有一个是有源元件的两个以上和部分或者全部互连线路的三维配置,或者为制造集成电路而准备的三维配置。
海关总署公开信息显示,集成电路进口额从2015年起已连续三年超过原油,且二者进口差额每年都在950亿美元以上。其中,2017年中国集成电路进口量高达3770亿块,同比增长10.1%;进口额为2601亿美元(约合17561亿元),同比增长14.6%。2017年中国货物进口额为12.46万亿元,也就是说集成电路进口额占中国总进口额的14.1%,而同期中国的原油进口总额仅约为1500亿美元。中国在半导体芯片进口上的花费已经接近原油的两倍。
集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,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,使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它的英文(integratedcircuit)用字母“IC”表示。集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术,主要体现在加工设备,加工工艺,封装测试,批量生产及设计创新的能力上。
焦点
需要5000道工序
芯片的种类很多,芯研究首席分析师顾对北京青年报记者表示:“仅从产品种类来说,芯片的种类就有几十种大门类,上千种小门类;如果涉及设备流程的话就更多了。美国是整体式、全方位处于领先地位,而我们只是在某些领域里面有所突破,并且这些领域也并非核心、高端的领域,比如中国在存储器、CPU、FPG及高端的模拟芯片、功率芯片等领域,几乎是没有的。如果中国发力研发,在某些小的门类中可能会有所突破。”
首先,在这里可以将红色的部分比拟成高楼中的一楼大厅。一楼大厅,是一栋房子的门户,出入都由这里,在掌握交通下通常会有较多的机能性。因此,和其他楼层相比,在兴建时会比较复杂,需要较多的步骤。在IC电路中,这个大厅就是逻辑闸层,它是整颗IC中最重要的部分,藉由将多种逻辑闸组合在一起,完成功能齐全的IC芯片。
一位芯片制造领域的专家向北青报记者介绍,一颗芯片的制造工艺非常复杂,一条生产线大约涉及50多个行业、2000-5000道工序。就拿代工厂来说,需要先将“砂子”提纯成硅,再切成晶元,然后加工晶元。晶元加工厂包含前后两道工艺,前道工艺分几大模块——光刻、薄膜、刻蚀、清洗、注入;后道工艺主要是封装——互联、打线、密封。其中,光刻是制造和设计的纽带。
科技:公司持续高研发投入在保证现有产品技术迭代维持较高毛利率的同时,也将加速公司在研探针台产品推出并实现进口替代,进一步完善公司产品结构。此外,公司股东国家集成电路产业基金具备强大产业资源,在丰富公司客户资源、提升公司产业整合能力方面或将发挥重要作用。
其中许多工艺都在独立的工厂进行,而使用的设备也需要专门的设备厂制造;使用的材料包括几百种特种气体、液体、靶材,都需要专门的化工工业。另外,集成电路的生产都是在超净间进行的,因此还需要排风和空气净化等系统。
摩尔定律揭示了集成电路领域的发展速度。在这样的高速创新发展中,集成电路的产品持续降低成本、提升性能、增加功能。也是在这样的高速发展中,各国集成电路技术的差距越拉越大。有业内人士表示,中国若想在主要集成电路领域追赶上顶级公司,需要的不止时间,而是整个系统性提升。
有说法认为,集成电路是比航天还要高的高科技。该业内人士表示,这种说法也不无道理,“航天的可靠性估计也就4个9、5个9的样子(X个9表示在软件系统一年时间的使用过程中,系统可以正常使用时间与总时间之比)。现在硅晶圆材料的纯度就要6个9以上。”
从2004年开始,集团开始稳定盈利,8寸生产线实现了自主经营。时至今日,业务逐步发展为芯片制造、集成电路集成和应用服务、电子元件贸易等,其生产线的工艺技术从0.35微米,演进到了28纳米,申请的发明专利达到1万项。
⑵ 我想问一下集成电路目前的现状,希望有专业人士不吝赐教,大致介绍一下目前比较前沿的发展情况。
我这里有一份。要的话可以给你发一份。
2011 年 1月 2日
中国集成电路产业发展现状 中国集成电路产业发展现状 集成电路产业发展
关键词:中国集成电路现状
集成电路产业是知识密集、技术密集和资金密集型产业,世界集成电路产业发 展迅速,技术日新月异。2003年前中国集成电路产业无论从质还是从量来说都不 算发达, 但伴随着全球产业东移的大潮, 中国的经济稳定增长, 巨大的内需市场, 以及充裕的人才,中国集成电路产业已然崛起成为新的世界集成电路制造中心。 二十一世纪, 我国必须加强发展自己的电子信息产业。 它是推动我国经济发展, 促进科技进步的支柱,是增强我国综合实力的重要手段。作为电子信息产业基 础的集成电路产业必须优先发展。只有拥有坚实的集成电路产业,才能有力地 支持我国经济、军事、科技及社会发展第三步发展战略目标的实现。
一、我国集成电路产业发展迅速 1998 年我国集成电路产量为 22.2 亿块,销售规模为 58.5 亿元。 到 2009 年,我国集成电路产量为 411 亿块,销售额为 1110 亿元,12 年间产量 和销售额分别扩大 18.5 倍与 20 倍之多,年均增速分别达到 38.1%与 40.2%,销 售额增速远远高于同期全球年均 6.4%的增速。 二、 中国集成电路产业重大变化 2008年是中国集成电路产业发展过程中出现重大变化的一年。 全球金融危机不 仅使世界半导体市场衰退,同时也使中国出口产品数量明显减少,占中国出口总 额1/3左右的电子信息产品增速回落,其核心部件的集成电路产品的需求量相应 减少。 人民币升值也是影响产业发展的一个不可忽视的因素, 因为在目前国内集成电 路产品销售额中直接出口占到70%左右, 人民币升值对于以美元为结算货币的出 口贸易有着重要影响,人民币兑美元每升值1%,国内集成电路产业整体销售额 增幅将减少1.2到1.4个百分点,在即将到来的2011年里,人民币加速升值值得关 注。 三、中国集成电路产品产销概况 中国集成电路产品产销概况 中国集 2008年中国集成电路产业在产业发展周期性低谷呈现出增速逐季递减状态, 全年 销售总额仅有1246.82亿元,比2007年减少了0.4%,出现了未曾有过的负增长局 面;全年集成电路产量为417.14亿块,较2007年仅增长了1.3%。近几年我国集成 电路产品产量和销售额的情况如图1和图2所示:
图1 2003—2008年中国集成电路产品产量增长情况
图2 2003—2008年中国集成电路产品销售额增长情况 由上图可知,最近几年我国集成电路产品销售额虽逐年上升,但上升的速度却 缓慢,这是因为在国务院18号文件颁布后的五年中,中国集成电路产业的产品销 售额一直以年均增长率30%以上的速度上升, 是这个时期世界集成电路增长速度 的3倍,是一种阶段性的超高速发展的状态;一般情况下,我国集成电路产业年 均增长率能保持在世界增长率的1.5倍左右已属高速发展,因此,在2007年以后, 我国集成电路产业的年增长速度逐步减缓应属正常势态, 在世界集成电路产业周 期性低谷阶段,20%左右的年增长率仍然是难得的高速度。世界经济从美国次贷 危机开始逐步向全世界扩展,形成金融危机后又向经济实体部门扩散,从2008
年开始对中国集成电路产业产生影响,到第三季度国际金融危机明显爆发后,中 国集成电路产业销售额就出现了大幅度下滑,形成了第四季度的跳水形态。图3 是这个变化过程。
图3 2006Q1-2008Q4中国集成电路产品销售收入及同比(季期)增长率 中国集成电路产业的发展得益于产业环境的改善, 抵御金融危机的影响政策 十分显著。2008年1月,财政部和国家税务总局发布了《关于企业所得税若干优 惠政策的通知》(财税〔2008〕1号),对集成电路企业所享受的所得税优惠十分 重视。日前通过的《电子信息产业调整和振兴规划》 ,又把“建立自主可控的集成 电路产业体系”作为未来国内信息产业发展的三大重点任务之一,在五大发展举 措中明确提出“加大投入,集中力量实施集成电路升级”。2005年由国务院发布的 《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006━2020年)》(国发[2005]44号),确定 并安排了16个国家重大专项,其中把“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件 产品”与“超大规模集成电路制造装备及成套工艺”列在多个重大专项的前两位; 2008年4月国务院常务会议已审议并原则通过了这两个重大专项的实施方案,为 专项涉及的相关领域提供了良好的发展契机。 中国各级政府对集成电路产业发展 的积极支持和相关政策的不断落实, 对我国集成电路产业的发展产生了积极的影 响。 四、中国集成电路产品需求市场 近些年来,随着中国电子信息产品制造业的迅速发展,在中国市场上对集成 电路产品的需求呈现出飞速发展的势态,并成为全球半导体行业的关注点,即使 中国集成电路产品的需 在国内外半导体产业陷入低迷并出现了负增长的2008年,
求市场仍保持着增长的势头, 这是由中国信息产品制造业的销售额保持着10%以 上的正增长率所决定的。 中国最近几年的集成电路产品市场需求额变化情况如图 4所示。
图4 2004-2008年中国集成电路市场需求额 五、我国集成电路产业结构 设计、制造和封装测试业三业并举,半导体设备和材料的研发水平和生产能 力不断增强,产业链基本形成。随着前几年 IC 设计业和芯片制造业的加速发展, 设计业和芯片制造业所占比重逐步上升,国内集成电路产业结构逐渐趋于合理。 2006年设计业的销售额为186.2亿元, 比2005年增长49.8%; 2007年销售额为225.7 亿元,比2006年增长21.2%。芯片制造业2006年销售额为323.5亿元,比2005年增 长了38.9%; 2007年销售额为397.9亿元, 比2006年增长又23.0%。 封装测试业2006 年销售额为496.6亿元,比2005年增长43.9%;2007年销售额为627.7亿元,比2006 年增长26.4%。2001年我国设计业、芯片制造业、封测业的销售额分别为11亿元、 27.2亿元、161.1亿元,分别占全年总销售额的5.6%、13.6%、80.8%,产业结构 不尽合理。 最近5年来, 在产业规模不断扩大的同时,IC 产业结构逐步趋于合理, 设计业和芯片制造业在产业中的比重显著提高。到2007年我国 IC 设计业、芯片 制造业、封测业的销售额分别为225.5亿元、396.9亿元、627.7亿元,分别占全年 总销售额的18.0%、31.7%、50.2%。 半导体设备材料的研发和生产能力不断增强。 在设备方面, 65纳米开始导入生产, 中芯国际与 IBM 在45纳米技术上开展合作,FBP(平面凸点式封装)和 MCP(多
芯片封装)等先进封装技术开发成功并投入生产,自主开发的8英寸100纳米等离 子刻蚀机和大角度离子注入机、12英寸硅片已进入生产线使用。在材料方面,已 研发出8英寸和12英寸硅单晶,硅晶圆和光刻胶的国内生产能力和供应能力不断 增强。
但是2008年,国内集成电路设计、芯片制造与封装测试三业均不同程度的受 到市场低迷的影响,其中芯片制造业最明显,全年芯片制造业规模增速由2007 年的23%下降到-1.3%,各主要芯片制造企业均出现了产能闲置、业绩下滑的情 况;封装测试业普遍订单下降、开工率不足,全年增幅为-1.4%;集成电路设计 业也受到国内市场需求增长放缓的影响, 由于重点企业在技术升级与产品创新方 面所做的努力部份地抵御了市场需求不振所带来的影响, 全年增速仍保持在正增 长状态,为4.2%,高于国内集成电路产业的整体增幅。如图5所示。
图5 2008年中国集成电路产业基本结构
六、集成电路技术发展 集成电路技术发展 我国技术创新能力不断提高,与国外先进水平差距不断缩小。从改革开放之初 的 3 英寸生产线,发展到目前的 12 英寸生产线,IC 制造工艺向深亚微米挺进, 封装测试水平从低端迈向中 研发了不少工艺模块, 先进加工工艺已达到 100nm。 高端,在 SOP、PGA、BGA、FC 和 CSP 以及 SiP 等先进封装形式的开发和生产
方面取得了显著成绩。IC 设计水平大大提升,设计能力小于等于 0.5 微米企业比 例已超过 60%,其中设计能力在 0.18 微米以下企业占相当比例,部分企业设计 水平已经达到 100nm 的先进水平。设计能力在百万门规模以上的国内 IC 设计企 业比例已上升到 20%以上,最大设计规模已经超过 5000 万门级。相当一批 IC 已投入量产,不仅满足国内市场需求,有的还进入国际市场。 总之,集成电路产业是信息产业和现代制造业的核心战略产业,其已成为一些 国家信息产业的重中之重。 2011年我国集成电路产业的发展将勉励更好的发展环 境,国家政府的支持力度将进一步增加,新的扶植政策也会尽快出台,支持研发 的资金将会增多,国内市场空间更为广阔,我国集成电路产业仍将保持较快的发 展速度,占全球市场份额比重必会进一步增大!! !
附录: 附录: 中国集成电路产业发展大事记(摘自网络) 中国集成电路产业发展大事记(摘自网络) 1947 年,美国贝尔实验室发明了晶体管。 1956 年,中国提出“向科学进军”,把半导体技术列为国家四大紧急措施 之一。 1957 年,北京电子管厂通过还原氧化锗,拉出了锗单晶。中国科学院应用 物理研究所和二机部十局第十一所开发锗晶体管。当年,中国相继研制出锗点接 触二极管和三极管(即晶体管) 。 1959 年,天津拉制出硅(Si)单晶。 1962 年,天津拉制出砷化镓单晶(GaAs) ,为研究制备其他化合物半导体打 下了基础。 1962 年,我国研究制成硅外延工艺,并开始研究采用照相制版,光刻工艺。 1963 年,河北省半导体研究所制成硅平面型晶体管。 1964 年,河北省半导体研究所研制出硅外延平面型晶体管。 1965 年 12 月,河北半导体研究所召开鉴定会,鉴定了第一批半导体管,并 在国内首先鉴定了 DTL 型(二极管――晶体管逻辑)数字逻辑电路。1966 年底, 在工厂范围内上海元件五厂鉴定了 TTL 电路产品。 这些小规模双极型数字集成电 路主要以与非门为主,还有与非驱动器、与门、或非门、或门、以及与或非电路 等。标志着中国已经制成了自己的小规模集成电路。 1968 年,组建国营东光电工厂(878 厂) 、上海无线电十九厂,至 1970 年建 成投产,形成中国 IC 产业中的“两霸”。 1968 年,上海无线电十四厂首家制成 PMOS(P 型金属-氧化物半导体)电 路(MOSIC) 。拉开了我国发展 MOS 电路的序幕,并在七十年代初,永川半导体研 究所(现电子第 24 所) 、上无十四厂和北京 878 厂相继研制成功 NMOS 电路。之
后,又研制成 CMOS 电路。 七十年代初,全国掀起了建设 IC 生产企业的热潮,共有四十多家集成电路 工厂建成。 1972 年,中国第一块 PMOS 型 LSI 电路在四川永川半导体研究所研制成功。 1973 年,我国 7 个单位分别从国外引进单台设备,期望建成七条 3 英寸工 艺线,最后只有北京 878 厂,航天部陕西骊山 771 所和贵州都匀 4433 厂。 1976 年 11 月,中国科学院计算所研制成功 1000 万次大型电子计算机,所 使用的电路为中国科学院 109 厂(现中科院微电子中心)研制的 ECL 型(发射极 耦合逻辑)电路。 1982 年,江苏无锡的江南无线电器材厂(742 厂)IC 生产线建成验收投产, 这是中国第一次从国外引进集成电路技术。 1982 年 10 月,国务院为了加强全国计算机和大规模集成电路的领导,成立 了以万里副总理为组长的“电子计算机和大规模集成电路领导小组”, 制定了中 国 IC 发展规划,提出“六五”期间要对半导体工业进行技术改造。 1983 年,针对当时多头引进,重复布点的情况,国务院大规模集成电路领 导小组提出“治散治乱”, 集成电路要“建立南北两个基地和一个点”的发展战 略,南方基地主要指上海、江苏和浙江,北方基地主要指北京、天津和沈阳,一 个点指西安,主要为航天配套。 1986 年,电子部厦门集成电路发展战略研讨会,提出“七五”期间我国集 成电路技术“531”发展战略,即普及推广 5 微米技术,开发 3 微米技术,进行 1 微米技术科技攻关。 1989 年 2 月,机电部在无锡召开“八五”集成电路发展战略研讨会,提出 了“加快基地建设,形成规模生产,注重发展专用电路,加强科研和支持条件, 振兴集成电路产业”的发展战略。 1989 年 8 月 8 日, 厂和永川半导体研究所无锡分所合并成立了中国华晶 742 电子集团公司。 1990 年 10 月,国家计委和机电部在北京联合召开了有关领导和专家参加的座谈 会,并向党中央进行了汇报,决定实施九 O 八工程。 1995 年,电子部提出“九五”集成电路发展战略:以市场为导向,以 CAD 为突破口,产学研用相结合,以我为主,开展国际合作,强化投资,加强重点工 程和技术创新能力的建设,促进集成电路产业进入良性循环。 1995 年 10 月,电子部和国家外专局在北京联合召开国内外专家座谈会,献 计献策,加速我国集成电路产业发展。11 月,电子部向国务院做了专题汇报, 确定实施九 0 九工程。 1997 年 7 月 17 日, 由上海华虹集团与日本 NEC 公司合资组建的上海华虹 NEC 电子有限公司组建,总投资为 12 亿美元,注册资金 7 亿美元,华虹 NEC 主要承 担“九 0 九”工程超大规模集成电路芯片生产线项目建设。 1998 年 1 月 18 日,“九 0 八” 主体工程华晶项目通过对外合同验收,这 条从朗讯科技公司引进的 0.9 微米的生产线已经具备了月投 6000 片 6 英寸圆片 的生产能力。 1998 年 1 月,中国华大集成电路设计中心向国内外用户推出了熊猫 2000 系 统,这是我国自主开发的一套 EDA 系统,可以满足亚微米和深亚微米工艺需要, 可处理规模达百万门级,支持高层次设计。 1998 年 2 月 28 日,我国第一条 8 英寸硅单晶抛光片生产线建成投产,这个
项目是在北京有色金属研究总院半导体材料国家工程研究中心进行的。 1998 年 4 月,集成电路“九 0 八”工程九个产品设计开发中心项目验收授 牌,这九个设计中心为信息产业部电子第十五研究所、信息产业部电子第五下四 研究所、上海集成电路设计公司、深圳先科设计中心、杭州东方设计中心、广东 专用电路设计中心、兵器第二一四研究所、北京机械工业自动化研究所和航天工 业 771 研究所。这些设计中心是与华晶六英寸生产线项目配套建设的。 1998 年 3 月,由西安交通大学开元集团微电子科技有限公司自行设计开发 的我国第一个-CMOS 微型彩色摄像芯片开发成功,我国视觉芯片设计开发工作取 得的一项可喜的成绩。 1999 年 2 月 23 日,上海华虹 NEC 电子有限公司建成试投片,工艺技术档次 从计划中的 0.5 微米提升到了 0.35 微米,主导产品 64M 同步动态存储器(S- DRAM) 这条生产线的建-成投产标志着我国从此有了自己的深亚微米超大规模集 。 成电路芯片生产线。 2000 年 7 月 11 日,国务院颁布了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若 干政策》 随后科技部依次批准了上海、西安、无锡、北京、成都、杭州、深圳 。 共 7 个国家级 IC 设计产业化基地。 2001 年 2 月 27 日, 直径 8 英寸硅单晶抛光片国家高技术产业化示范工程项 目在北京有色金属研究总院建成投产;3 月 28 日,国务院第 36 次常务会议通过 了《集成电路布图设计保护条例》 。 2002 年 9 月 28 日,龙芯 1 号在中科院计算所诞生。同年 11 月,中国电子 科技集团公司第四十六研究所率先研制成功直径 6 英寸半绝缘砷化镓单晶, 实现 了我国直径 6 英寸半绝缘砷化镓单晶研制零的突破。 2003 年 3 月 11 日,杭州士兰微电子股份有限公司上市,成为国内 IC 设计 第一股。 2006 年中星微电子在美国纳斯达克上市。随即珠海炬力也成功上市。 2007 年展讯通信在美国纳斯达克上市。 2008 年《集成电路产业“十一五”专项规划》重点建设北京、天津、上海、 苏州、宁波等国家集成电路产业园。
⑶ 集成电路是怎样制造出来
集成电路是制复造过制程:
集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,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,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。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)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。
⑷ 集成电路制造五个步骤
半导体产业开始于上世纪。随着 1947 年固体晶体管的发明, 半导体行业已经获得了长足发展, 之后的发展方向是引入了集成电路和硅材料。集成电路将多个元件结合在了一块芯片上,提高了芯片性能、降低了成本。随着硅材料的引入,芯片工艺逐步演化为器件在硅片上层以及电路层的衬底上淀积。
芯片制造主要有五大步骤:硅片制备、芯片制造、芯片测试与挑选、装配与封装、终测。
芯片制造主要有五大步骤_国内硅片制造商迎来春天
芯片制造的五大步骤
(1)硅片制备。
首先是将硅从矿物中提纯并纯化,经过特殊工艺产生适当直径的硅锭。然后将硅锭切割成用于制造芯片的薄硅片。最后按照不同的定位边和沾污水平等参数制成不同规格的硅片。 本文讨论的主要内容就是硅片制备环节。
(2)芯片制造。
裸露的硅片到达硅片制厂,经过各种清洗、成膜、光刻、刻蚀和掺杂等步骤,硅片上就刻蚀了一整套集成电路。芯片测试/拣选。 芯片制造完后将被送到测试与拣选区,在那里对单个芯片进行探测和电学测试,然后拣选出合格的产品,并对有缺陷的产品进行标记。
(3)装配与封装。
硅片经过测试和拣选后就进入了装配和封装环节,目的是把单个的芯片包装在一个保护壳管内。 硅片的背面需要进行研磨以减少衬底的厚度,然后把一个后塑料膜贴附在硅片背面,再沿划线片用带金刚石尖的锯刃将硅片上每个芯片分开,塑料膜能保持芯片不脱落。在装配厂,好的芯片被压焊或抽空形成装配包,再将芯片密封在塑料或陶瓷壳内。
(4)终测。
为确保芯片的功能, 需要对每一个被封装的集成电路进行测试, 以满足制造商的电学和环节的特性参数要求。
硅片制作的工艺流程
硅片制备之前是制作高纯度的半导体级硅(semiconctor-grade silicon, SGS),也被称为电子级硅。 制备过程大概分为三步,第一步是通过加热含碳的硅石(SiO2) 来生成气态的氧化硅 SiO;第二步是用纯度大概 98%的氧化硅,通过压碎和化学反应生产含硅的三氯硅烷气体(SiHCl3); 第三步是用三氯硅烷经过再一次的化学过程,用氢气还原制备出纯度为 99.9999999%的半导体级硅。
芯片制造主要有五大步骤_国内硅片制造商迎来春天
半导体硅的生产过程
对半导体级硅进一步加工得到硅片的过程被称为硅片制备环节。 硅片制备包括晶体生长、整型、切片、抛光、清洗和检测等步骤,通过单晶硅生长、 机械加工、化学处理、表面抛光和质量检测等环节最终生产出符合条件的高质量硅片。
⑸ 集成电路焊接步骤
集成电路引脚多且密,一块小小的集成电路有几十个甚至上百个引脚,焊接难度很大。因此,在焊接前必须做好以下的准备工作。
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1. 焊接工具
选用功率为25W左右的电烙铁,烙铁头应为尖嘴形,并用铿刀修整尖头,防止在施焊时尖头上的毛刺拖动引脚。
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2. 焊接材料
焊接材料主要是松香、焊锡丝、焊锡膏和天那水、纯酒精等,焊锡丝一定要选用低熔点的。
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3.清理印制电路板
焊接前用电烙铁对印制电路板进行平整,用小毛刷醮上天那水将印制电路板上准备焊接的部位刷净,仔细检査印刷电路板有无起皮、断落。若有起皮,只需平整一下就可以了,若有断落,则需用细铜丝连接好。
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4. 引脚上锡
新集成电路在出厂时其引脚已上锡,不必作任何处理。如果是用过的集成电路,需清除引脚上的污物,并对引脚上锡做调整处理后才能使用。
焊接集成电路的具体操作步骤
先将集成电路摆放在印制电路板上,将引脚对正,并将每列引脚的首、尾脚焊好,以防止集成电路移位,然后釆用“拉焊”法进行施焊。所谓拉焊,就是在烙铁头上带一小滴焊锡,将烙铁头沿着集成电路的整排引脚自左向右轻轻地拉过去,使每一个引脚都被焊接在印制电路板上。
焊接完毕后,应对每一个焊点进行检查,若某一焊点存在虚焊,可用电烙铁对其补焊, 用纯酒精棉球擦净各引脚,除去引脚上的松香及焊渣。
焊接时的注意事项
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焊接时使用的电路铁应不带电或接地
在电烙铁烧热后应拔下电源插头或者使电烙铁外壳良好接地,以避免感应电荷击穿集成电路,特别是焊接MOS集成电路更应如此。
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焊接时间不能过长
焊接集成电路时要注意其温度和时间。一般集成电路焊接时所受的温度是260℃、时间为10s或350℃、3s,这是指一块集成电路全部引脚同时浸入离封装基座平面的距离为1~1.5mm所允许的温度和时间,所以点焊和浸焊的温度一般应控制在250℃左右,焊接时间在7s左右。
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注意散热
一些大功率集成电路都有良好的散热条件,在更换集成电路时,应将散热片重新固定好,使之与集成电路紧密接触,以防止集成电路受热而损坏。安装散热片时应注意以下几点:
在未确定功率集成电路的散热片是否应该接地前,不要随意将地线焊到散热片上;
散热片的安装要平,紧固转矩适中,一般为0.4~0.6N.m;
安装前应将散热片与集成电路之间的灰尘、锈蚀清除干净,并在两者之间垫上硅脂,用以降低热阻;
散热片安装好后,通常用引线焊接到印制电路板的接地端上;
在未装散热板前,不能随意通电。
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安装集成电路时要注意方向
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引脚能承受的应力与引脚间的绝缘
集成电路的拆焊
拆卸前首先将电烙铁、维修平台良好接地,并记住集成电路的定位情况,再根据不同的集成电路选好热风枪的喷头,然后往集成电路的引脚周围加注松香水。
调好热风温度和风速。一般情况下,拆卸集成电路时温度开关调至3~6挡,风速开关调至2或3挡。
用热风枪喷头沿集成电路周围引脚慢速旋转,均匀加热,且喷头不可触及集成电路及周围的元器件。待集成电路的引脚焊锡全部熔化后,再用小螺钉旋具轻轻掀起集成电路。
将焊接点用平头电烙铁修理平整,并把更换的集成电路和电路板上的焊接位置对好。先焊四角以固定集成电路,再用热风焊枪吹焊四周。
焊好后应注意冷却,不可立即去动集成电路,以免其发生位移。待充分冷却后,再用放大镜检查集成电路的引脚有无虚焊,若有应用尖头电烙铁进行补焊,直至全部正常为止。
⑹ 集成电路怎样使用
概述 集成电路是一种采用特殊工艺,将晶体管、电阻、电容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件,英文为缩写为IC,也俗称芯片。集成电路是六十年代出现的,当时只集成了十几个元器件。 后来集成度越来越高,也有了今天的P-III。
集成电路根据不同的功能用途分为模拟和数字两大派别,而具体功能更是数不胜数,其应用遍及人类生活的方方面面。集成电路根据内部的集成度分为大规模中规模小规模三类。其封装又有许多形式。“双列直插”和“单列直插”的最为常见。消费类电子产品中用软封装的IC,精密产品中用贴片封装的IC等。
对于CMOS型IC,特别要注意防止静电击穿IC,最好也不要用未接地的电烙铁焊接。使用IC也要注意其参数,如 工作电压,散热等。数字IC多用+5V的工作电
集成电路介绍
集成电路IC是封在单个封装件中的一组互连电路。装在陶瓷衬底上的分立元件或电路有时还和单个集成电路连在一起,称为混合集成电路。把全部元件和电路成型在单片晶体硅材料
使用TTL集成电路与CMOS集成电路的注意事项
(1)使用TTL集成电路注意事项
①TTL集成电路的电源电压不能高于+5.5V使用时,不能将电源与地颠倒错接,否则将会因为过大电流而造成器件损坏。
②电路的各输入端不能直接与高于+5.5V和低于-0.5V的低内阻电源连接,因为低内阻电源能提供较大的电流,导致器件过热而烧坏。
③除三态和集电极开路的电路外,输出端不允许并联使用。如果将 图T306双列直插集电极开路的门电路输出端并联使用而使电路具有线与功能时,应在其输出端加一个预先计算好的上拉负载电阻到VCC端。
④输出端不允许与电源或地短路。否则可能造成器件损坏。但可以通过电阻与地相连,提高输出电平。
⑤在电源接通时,不要移动或插入集成电路,因为电流的冲击可能会造成其永久性损坏。
⑥多余的输入端最好不要悬空。虽然悬空相当于高电平,并不影响与非门的逻辑功能,但悬空容易受干扰,有时会造成电路的误动作,在时序电路中表现更为明显。因此,多余输入端一般不采用悬空办法,而是根据需要处理。例如:与门、与非门的多余输入端可直接接到VCC上;也可将不同的输入端通过一个公用电阻(几千欧)连到VCC上;或将多余的输入端和使用端井联。不用的或门和或非门等器件的所有输入端接地,也可将它们的输出端连到不使用的与门输入端上。
⑺ 集成电路的连接一般要考虑哪些条件
一般考虑以下问题:
1、电源,前后电源和地的要求是否相同。如果不同,则要提供不同的供电电路,或者用磁珠、光耦之类做隔离。如果电源要求高,还得加退耦滤波电容。有些电路还要求前后级共地。
2、输入输出电压特性:这个最要紧,也最基本。看一下前级输出的电压范围是否在后级输入的允许范围内。如果不在,还得做必要的转换或调整,有时候遇到输出为集电极开路(或漏级开路)的,还得加上拉或者下拉电阻。有些则是要在前级输出后加稳压管限幅,有些则是在后级输入端加二极管钳位,具体要看情况。比较经典的案例就是TTL输出+CMOS输入。
3、输入输出电流特性:主要考虑前级的驱动能力是否能带动后级,同时不能过大(防止烧毁后级的输入端)。典型的案例有:数字电路的扇入扇出能力计算。
4、输入输出阻抗特性:一般来说,输出阻抗越小越好,输入阻抗则是越大越好,如果前后阻抗不匹配,则会出现无谓损耗。必要时前后级之间还得加缓冲放大器或者阻抗转换电路。
5、输入输出频率特性:前级输出的频率范围应当是后级可以接受的,否则就得更换后级芯片。