淺談——集成電路
一、集成電路行業發展歷史
二、產業鏈分工
從生產製造角度分
如下圖所示,集成電路行業分為:設計 → 製造 → 封裝 → 測試
設計階段
主要是在理論階段能夠功能設計,為後續的生產製造、封裝、測試做準備,此階段也主要使用一些EDA分析軟體來完成設計任務。目前這些EDA軟體,也是被國外所壟斷。
製造階段
主要是實現設計的藍圖,此階段工序最多,生產環境要求最高,涉及到的行業和領域都比較多,這也就是為什麼中國系統上落後於國外。據新華社報道,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複雜,一條生產線大約涉及50多個行業、2000-5000道工序。
一顆晶元的生產過程是,先將「砂子」提純成硅,再切成晶元,然後加工晶元(硅晶圓材料的純度就要6個9以上,即99.9999%)。加工晶元,分為光刻、薄膜、刻蝕、清洗、注入等工藝,其中光刻是製造和設計的紐帶。
封裝階段
主要是互聯、打線、密封等工藝。此過程完成後,也就是我們看到的各個晶元的成品,帶引腳的那種元器件。
測試階段
主要是驗證晶元生產是否滿足設計要求。不合格的晶元,會直接丟掉。
晶元的整個生產過程,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。
是從企業的參與角度分
以上是從生產製造角度分析,下面的分析是從企業的參與角度分:
圖上IP核提供商、EDA工具廠商、設計服務公司,都是為晶元設計公司服務。
其中,IP核提供商,是提供一些在數字電路中常用但比較複雜的功能塊,如FIR濾波器、SDRAM控制器、PCI介面等設計成可修改參數的模塊;EDA工具廠商,是主要提供分析軟體;設計服務公司,是主要提供一些諮詢服務。
代工廠/封裝廠/測試廠,都是提供晶元的封裝和測試工作,比如TSMC(台積電)等。
三、商業模式
Intel、TSMC(台積電)、高通(智能手機處理器提供商)、ARM(嵌入式系統),是四家著名的集成電路企業。Intel集設計、製造、封裝、測試等多個產業鏈環節於一身,技術壁壘非常高,已經非其他企業能夠企及。
四、中國集成電路發展歷史
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