半导体中名词“wafer”“chip”“die”的联系和区别是什么?

半导体中名词“wafer”“chip”“die”的联系和区别是什么?,第1张

一、半导体中名词“wafer”“chip”“die”中文名字和用途

①wafer——晶圆

wafer 即为图片所示的晶圆,由纯硅(Si)构成。一般分为6英寸、8英寸、12英寸规格不等,晶片就是基于这个wafer上生产出来的。晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆;在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构,而成为有特定电性功能的集成电路产品。

②chip——芯片

一片载有Nand Flash晶圆的wafer,wafer首先经过切割,然后测试,将完好的、稳定的、足容量的die取下,封装形成日常所见的Nand Flash芯片(chip)。芯片一般主要含义是作为一种载体使用,并且集成电路经过很多道复杂的设计工序之后所产生的一种结果。

③die——晶粒

Wafer上的一个小块,就是一个晶片晶圆体,学名die,封装后就成为一个颗粒。晶粒是组成多晶体的外形不规则的小晶体,而每个晶粒有时又有若干个位向稍有差异的亚晶粒所组成。晶粒的平均直径通常在0.015~0.25mm范围内,而亚晶粒的平均直径通常为0.001mm数量级。

二、半导体中名词“wafer”“chip”“die”的联系和区别

①材料来源方面的区别

以硅工艺为例,一般把整片的硅片叫做wafer,通过工艺流程后每一个单元会被划片,封装。在封装前的单个单元的裸片叫做die。chip是对芯片的泛称,有时特指封装好的芯片。

②品质方面的区别

品质合格的die切割下去后,原来的晶圆就成了下图的样子,就是挑剩下的Downgrade Flash Wafer。这些残余的die,其实是品质不合格的晶圆。被抠走的部分,也就是黑色的部分,是合格的die,会被原厂封装制作为成品NAND颗粒,而不合格的部分,也就是图中留下的部分则当做废品处理掉。

③大小方面的区别

封装前的单个单元的裸片叫做die。chip是对芯片的泛称,有时特指封装好的芯片。cell也是单元,但是比die更加小 cell <die<chip。

扩展资料

一、半导体基本介绍

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在消费电子、通信系统、医疗仪器等领域有广泛应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。

今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。

半导体芯片的制造过程可以分为沙子原料(石英)、硅锭、晶圆、光刻,蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试、包装等诸多步骤,而且每一步里边又包含更多细致的过程。

全球电子行业芯片短缺,半导体产业链怎么了?eimkt进入2021年,芯片突然“一芯难求”。芯片紧缺已从汽车蔓延至手机、游戏等领域,在汽车领域,数据公司IHS Markit表示,芯片短缺可能导致第一季度全球减产近100万辆轻型车辆;在手机领域,苹果、高通、三星等行业领袖则纷纷发出警告,目前芯片已经难以满足市场需求。

中国台湾经济部门甚至收到了来自美国、德国、日本、欧盟增加芯片供给的请求,同时,美国半导体工业协会(SIA)也与英特尔、高通和AMD等大型芯片公司共同致信美国总统拜登,希望美国提供以百亿美元计的补贴发展美国芯片先进制程制造能力。然而在全球芯片代工老大台积电的芯片生产线已经满载的情况下,短时间内这场“缺芯”危机恐怕难以解决。

自2018年中兴、华为事件以来,半导体产业就一直是中国之痛。

而在资本市场上,芯片股成了当红炸子鸡,核心股票普遍涨幅都在10倍左右。

在冰冷的现实与火热的二级市场相交织的关键时刻,我们还有很多疑惑没有得到解答:为什么中国造得出原子d,造不出光刻机?中国的半导体产业水平到底如何?中国如何面对和解决芯片卡脖子难题,能否赶上美国?目前芯片为何供不应求?如何看待半导体产业的投资机会……

日前,就上述问题,记者采访了基石资本合伙人、资深半导体专家杨胜君,以下为杨胜君先生的解读。

受访人介绍:杨胜君 基石资本合伙人

毕业于复旦大学和美国俄勒冈州立大学电子工程系,曾任职于锐迪科微电子,在半导体芯片行业有十多年产业经验。对科技领域有深刻的认知和丰富的投资经验。

杨胜君所在的基石资本拥有逾20年股权投资经验,累计资产管理规模逾500亿元。基石资本在半导体设计、制造、封装、测试等全产业链布局了大量头部公司,著名投资项目包括图像传感器芯片设计企业豪威科技(韦尔股份)和格科微、射频滤波器芯片厂商好达电子、芯片新兴封测公司甬矽电子等。

图片/基石资本合伙人杨胜君

Q1:为何目前芯片突然供不应求,如何看待现在芯片行业的景气度?半导体产业未来的发展空间在哪里?如何看待第三代半导体产业的发展?

杨胜君:中国新一代芯片企业的成长机遇可以概括为两个方面,一是举国体制,包括国产替代,以及科创板与注册制等,近两年已多有提及;二是产业升级和新兴产业应用的涌现,大幅扩大了芯片市场。

具体来说,首先是产业升级大幅提高了芯片使用量。以手机产业为例,手机是目前半导体产业最大的应用领域,过去15年,得益于手机产业的大发展,半导体产业规模由2300多亿美金提高到了约4500亿美金,近乎翻倍。一方面,全球手机出货量已达到10亿级;另一方面,手机性能与功能的提升大幅推高了对芯片数量、性能和面积的需求,并要求芯片实现功能、功耗、性能、成本的全方位优化。更快的运行速度、更好的拍摄效果,都依赖于更多、更好的芯片,同时,芯片还需做好电源控制与功率控制,以平衡手机性能与电池容量的矛盾。

其次,人工智能、5G、IoT、新能源汽车等新兴产业应用的涌现,开辟了新的芯片市场。新能源汽车是最受看好的应用。新能源车新四化(电动化、智能化、网联化、共享化)是汽车发展大趋势,其智慧驾驶、动力传动、车身控制、安全系统和娱乐设备等功能,都需要大量高级芯片,充电桩也需要芯片。车的功能越丰富,智慧驾驶技术越进步,对芯片的要求就越高。相比手机,新能源车的体量可能低一个数量级,但单价高出不只一个数量级,因此如果对其增长预测能够如期兑现,它将为半导体产业撑起万亿规模。

综上,当前中国的芯片产能非常紧缺,供应商资源成为国内外厂商的核心诉求。半导体产业短期内看不到掉头的可能性,至少两年之内看不到周期。产业链中的龙头企业或相对领先的企业都实现了快速增长,比如基石资本投资的韦尔股份(豪威科技),其利润2019年才4个亿,2020年已升至30多亿。

再说第三代半导体产业。首先,半导体产业对所使用材料的纯度和复杂性有极致的要求,因此材料在半导体产业中扮演了举足轻重的角色,半导体材料的水平是衡量一个国家精细化工产业水平的重要标志。

半导体行业的材料主要分为两类,一类是主材,如硅或化合物晶圆材料,另一类是辅材,如光刻胶。从国内半导体材料领域的产业积累来说,不管是主材还是辅材,跟美日等国外领先企业都有不小差距,像光刻胶就是国内半导体产业链的痛点。

从半导体产业的主材料体系发展历程来看,锗、硅等属于第一代,砷化镓、磷化铟等属于第二代,碳化硅、氮化镓属于第三代。

图片来源:基石资本

第三代半导体具备耐高温、耐高压、高功率,抗辐射等特点,适合制造微波射频、光电子、电力电子等器件,适用于高电压和高功率场景,是目前光伏、特高压输电、新能源汽车芯片控制材料的不二之选。

半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。现在大部分电子产品中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。

一、2019年全球半导体材料市场销售额达521.2亿美元

SEMI报告指出,2019年全球半导体材料市场销售额为521.2亿美元,小幅下降-1.1%。分区域来看,中国台湾、韩国、中国大陆、日本、北美、欧洲半导体销售额分别为113.4亿美元、88.3亿美元、86.9亿美元、77.0亿美元、56.2亿美元、38.9亿美元,分别占全球半导体材料市场份额的22%、17%、17%、15%、11%、17%。中国大陆是2019年各地区中唯一增长的半导体材料市场,销售规模位居第三。

二、2019年封装材料销售额下滑增速超过晶圆制造材料

分产品来看,2019年全球晶圆制造材料销售额328亿美元,略微下降0.4%其中工艺化学品、溅射靶材和CMP同比下降超过2%。2019年封装材料销售额192亿美元,同比下滑2.3%。

三、2019年一半以上半导体上市公司净利增长

国内上市公司中,也有不少半导体行业上市公司,不过从规模来看比较小,但是在新一轮产能扩展期,将带来新的发展机会。截至2020年1月21日,共有22家半导体企业公布2019年业绩预告,有15家企业净利润出现增长的情况,其中上海新阳、闻泰科技、北京君正、安泰科技、天龙光电、硅宝科技6家企业净利润同比增长超过100%(数据对比以下线为止,下同),占比27.27%净利同比下降的企业有7家,分别为强力新材、航锦科技、三安光电、士兰微、鼎龙股份、台基股份、大唐电信,占比为31.82%。

四、核心芯片国产自主化迫在眉睫

未来,中国半导体的发展趋势主要表现在:第一,政策引导推动集成电路成为战略性产业。第二,新兴技术将成为集成电路产业的未来核心产品。第三,核心技术及人才资源成为集成电路产业的可持续发展力。特别需要注意,中国国内的半导体自给率水平非常低,特别是核心芯片极度缺乏,国产占有率都几乎为零,国产产品的自主化迫在眉睫。

——以上数据来源于前瞻产业研究院《半导体硅片、外延片行业市场前景预测与投资战略规划分析报告》。


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