来源:市值风云
作者|阿尔法a
流程编辑|小白
说起集成电路,可能大家有些陌生,但如果说电脑、手机、电梯、运动手环等产品,想必大家都不会陌生。而这些美妙的产品都和集成电路有着密切的关系,它正在改变我们的生活习惯和生活方式。
一、行业概述
集成电路(integratedcircuit)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。
1946年在美国诞生的世界上第一台电子计算机,它是一个占地150平方米、重达30吨的庞然大物,里面的电路使用了只电子管、7200只电阻、只电容、50万条线,耗电量150千瓦。
显然,占用面积大、无法移动是它最直观和突出的问题;如果能把这些电子元件和连线集成在一小块载体上该有多好!
1965年,英特尔联合创始人戈登·摩尔提出以自己名字命名的“摩尔定律”,意指集成电路上可容纳的元器件的数量每隔18至24个月就会增加一倍,性能也将提升一倍。通俗来说就是芯片面积每18-24月都会减小一半,性能越来越强。摩尔定律也一直推动集成电路行业的发展。
近两年由于美国对中国的一系列制裁措施,使得中国在芯片领域受限,体现出中国集成电路产业被美国“卡脖子”的困境。不过,这也使我们对国产芯片,半导体,集成电路产业有了更深的了解。
作为半导体产业的核心产业链,全球集成电路市场份额高达83%。且由于技术复杂性,集成电路产业结构高度专业化,市场分工模式趋于细化和专业,主要分为集成电路设计、集成电路制造、集成电路封装测试三大行业。
集成电路设计指在仿真软件上对需求电路进行设计和仿真,尽管电路设计使用的EDA工具都不是国产的,目前国内的公司还是可以用上全球最新的EDA工具,一般设计分为模拟电路设计和数字电路设计两个部分。
相对于模拟和数字,模拟电路难度更上一层;模拟电路设计是由电容、电阻、晶体管等半导体器件组成在一起用来处理模拟信号的集成电路,简单理解就像搭积木一样,需要用电阻、电容、晶体管来搭建你的电路。
电路形式多种多样千变万化,而且很多参数计算分析非常复杂,所以模拟电路需要大量的经验和对电路原理非常熟悉。
模拟电路中最常见用的就是ADC(模数转换器)/DAC(模数转换器),可以认为是芯片与现实世界的媒介,小到示波器到军用航天,都离不开它。中国目前还不具备高端产品的开发能力,这也是国外对我国芯片禁运的一大品类。领先公司包括ADI、TI等。
数字电路设计指:模拟电路将采集的外部信息转化成0/1交给数字集成电路运算处理,用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路设计,主要负责逻辑运算和逻辑处理。数字电路一般用Verilog硬件语言来负责设计电路的逻辑和运算。集成电路设计流程图如下:
集成电路制造过程十分复杂,且对生产环境要求及其苛刻,生产设备也十分昂贵;Foundry厂流片的设备都来自欧美,但毕竟中国是举足轻重的半导体消费大国,目前国内的公司在Foundry厂里还是能够享用到最先进的生产工艺,工艺过程大致如下:
集成电路封装测试是安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等作用,同时还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,从而实现内部芯片与外部电路的连接。封装技术的好坏又直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的印制电路板(PCB)的设计和制造。
半导体封装测试的流程可分为贴膜、打磨、去膜再贴膜、切割、晶圆测试、芯片粘贴、烘焙、键合、检测、压膜、电镀、引脚切割、成型、成品测试等工序,其中“键合”工序是最重要的环节。
为什么中国集成电路产业发展这么难?
首先我们经常能够听见某某芯片采用7nm,10nm的工艺。通常纳米数值越小,代表工艺越先进,技术越厉害。
文章来源:《企业科技与发展》 网址: http://www.qykjyfz.cn/zonghexinwen/2021/0225/1605.html
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