半导体器件常用的仿真模拟软件有什么? 有comsol,还有哪些? 以及它们的优缺点或互补。

半导体器件常用的仿真模拟软件有什么? 有comsol,还有哪些? 以及它们的优缺点或互补。,第1张

楼主的提问,就有点带偏别人的感觉,或者,你已经被别人带偏了。

首先,半导体是一门非常专业的学科,半导体器件仿真肯定需要专业的仿真软件,而通用CAE类的软件是无法解决大多数技术细节问题的,comsol, ansys,abaqus,就是通用CAE软件,据我了解前者在低频电磁,电化学,这一块还可以;中者,包含了很多软件,体系庞大却没好好消化,对这个了解的少,不发表意见;后者,材料,结构、岩土用的多;

其次,半导体器件仿真,这行业里站在高处的大牛,还是用TCAD类的软件较多,可以了解下国内主要做半导体的单位,高校、研究所、企业,基本上都是用这些软件,Synopsys的算一个,Crosslight算一个,NEXTNANO算一个,,,,,等等,其实很简单,你把这些软件放在网上一搜别人做的成果就知道哪些软件用的多,出的成果多;

不过,像Synopsys这类自己就做半导体的这类厂家,考虑到知识产权和保密问题,有一定的知识壁垒,所以这类的软件傻贵傻贵。NEXTNANO算是比较学术的一个,很久之前是开源的,现在借助他们的学校和研究所,正在走商业化,毕竟要存活嘛;

如果要学习TCAD软件也不容易啊,运气好的话,可以碰到技术比较过硬,而且还靠谱的厂家或者工程师,还会多帮忙指导指导;如果碰到只顾卖产品,无技术服务,那就惨了,,,,此为后话,一定要擦亮双眼,多做技术沟通和交流。很多技术型的公司非常乐意做技术交流的,双方互相学习共同提高嘛。

国内自己的自主研发的半导体软件,极少啊;国内做大型的工程计算软件,毕竟在前期缺少了知识储备和经验积累,现在别人制裁,就没辙了,哎,扯远了........

模拟半导体就是模拟信号的半导体,是相对数字信号芯片而言的。数字信号就是处理0、1的,而模拟信号是连续量,比如电压,可能是从-10V到+10V的范围。常用的模拟半导体器件有AD转换、运算放大器、比较器等等。模拟器件的线宽不像数字器件,它的线宽有粗有细,大电流信号就需要大线宽,小电流信号就细的线宽,所以模拟器件的设计不像数字器件可以直接调库,而是全订制。设计的工程师经验很重要。

网上经常有人发出疑问,为什么在涉及国计民生且投资巨大的重要行业,我国基本都是国企领头,比如粮食有中粮集团,石油有三桶油,金融业有宇宙五大行,钢铁有宝钢邯钢等等。

而同样重要的半导体行业,我们的国有企业却发善可陈呢?

对于这个问题我觉得我们可以从国有企业的作用上来分析一下。

正如大家所知道的一样,国企的主要作用就是保证国计民生不受市场经济非洲恒昌波动带来的巨大影响。比如在国际粮价暴涨的时候,中粮集团就要承担抛售粮食稳定粮价,在粮价暴跌的时候又要提供粮食收购来保证农民的基本收益。这些事情本身很难赚钱但对于国家和人民来说极端重要,所以无法交由私营企业来完成,必须由国企来执行国家意志。类似的,对于关系国计民生但又投资巨大,回报周期过长的铁公基的项目,也基本都只能由国企不记短期盈利亏损问题的来执行。

显然,从这个角度来说,半导体制造行业完全符合以上两个特点,投资巨大但收益不确定,私营部门经常不愿意做,同时却又对国计民生影响巨大,最近的 汽车 芯片断供导致大量的车企产量暴跌,已经严重影响相应的产业发展和经济增速。

但为什么国企没有大举进入半导体产业呢?

这里我认为就有必要了解一下国企产业的另外一个特点,就是业务内容稳定。对于需要执行国家意志的国企来说,在管理上就需要保持稳定压倒一切,一切听指示,而业务内容稳定恰恰使得即便一切听指示的缓慢响应速度也不会使得企业损失竞争优势。比如说三桶油,炼化技术的更新换代基本上以10-20年为周期,30年以上的老设备经常还会发挥不俗的效益,产品当中绝大部分的油品标准30年不变,只有其中的防爆剂或者是否添加乙醇等不到5%的成分发生过变化,基本可以认为这是一个极少发生技术变革或者服务变革的领域。其他国企经营的业务也大多数有类似的特点,具备量大,种类较少且标准化,业务长期无需改变。

反观半导体制造产业,我们都知道著名的摩尔定律,也就是每18个月尺寸缩小到原来的二分之一。这个缩小表面看来是产品升级了,背后则是整个产线需要更新换代,原有的技术可能不到3年就会被彻底淘汰。在这样的快速迭代当中,任何决策的讲话都会迅速导致企业的衰落,只有愿意对自身做出快速革新,紧贴客户的企业才能在残酷的半导体竞争中存活下来,目前存在的 intel,台积电等无一不是这种策略的忠实执行者。

然而这就与国企一切听指挥,稳定压倒一切的特质背道而驰,很难做到由国企来承担国家发展半导体产业的重担。

但国企就完全不可能参与到半导体产业中吗?这里我要举一个半导体产业中的特例,就是模拟半导体。我以前介绍过,模拟半导体产业的产值不到逻辑半导体的六分之一,属于弟弟产业,但是相比18个月更新一遍的逻辑半导体加工工艺,模拟半导体的更新换代周期大约是10年左右,并且产品品类基本长期固定,客户也相对稳定,技术主要依靠经验积累而非短期创新。从这几个特点来看,是比较符合国企的运营特点的。事实上国企也的确在这个领域开始发挥越来越重要的作用。比如做啤酒和地产的那个华润集团,旗下就有一个华润微半导体,目前已经成为我国功率器件的龙头老大,功率器件就是一种比较典型的模拟半导体器件。

在以后我国的半导体产业发展当中,国企可以在一些业务相对固定的领域,比如上游原材料,功率器件等等发挥定海神针的作用,但是在产值最高,竞争最激烈的逻辑和存储部分,我们还是要充分发挥市场经济下私营企业的灵活特点,通过政策倾斜来促进产业发展,实现我们成为半导体强国的愿景。


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