我想问一下集成电路的现状,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。

我想问一下集成电路的现状,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。,第1张

目前我国人工智能、汽车电子、物联网、5G等现代科技行业的发展都离不开集成电路的支持,换言之,集成电路是目前我国科技发展的核心零部件,因此我国政府高度重视集成电路的发展,出台了多项政策支持集成电路行业。尤其是在经济发达的长三角和泛珠三角区域,上海、广东等城市拥有强大的经济和人才优势,在“十四五”期间形成了集成电路集群化发展的趋势。

1、集成电路渗透到我国各个行业

集成电路是我国科技发展的重要组成部分,也是我国各行各业实现智能化、数字化的基础。目前我国集成电路渗透到我国各个行业,例如工业机器人、5G网络建设、汽车电子以及计算机等重要科技领域,可以说集成电路是我国科技发展的基石,集成电路技术发展到位,我国才能够在科技领域不受制于人。

2、我国集成电路行业依赖进口较为严重

目前集成电路已渗透到我国各个行业,对于我国科技、工业等领域发展显得尤为重要,但因集成电路行业具有较高的技术壁垒,我国目前尚未完全突破技术壁垒,因此在7nm等精度较高的集成电路领域,我国仍需要进口。换言之,在关键技术领域,我国集成电路依赖进口较为严重。

2017-2020年,我集成电路进出口数量均呈现上升趋势,且进出口逆差也在不断扩大。根据海关总署数据显示,2020年中国共进口集成电路5431亿个,较2019年增加985亿个;出口集成电路2596亿个,较2019年增加411个,贸易逆差为2835亿个。2021年1-2月,我国累计进口集成电路963亿个;出口集成电路468亿个,贸易逆差为495亿个。

3、多项规划指明集成电路发展方向

在《中国制造2025》中针对集成电路产业的市场规模、产能规模等提出了具体的量化目标,同时在全国两会发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中也提到在事关国家安全和发展全局的基础核心领域,制定实施战略性科学计划和科学工程。瞄准人工智能、量子信息、集成电路等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

从国家急迫需要和长远需求出发,集中优势资源攻关关键元器件零部件和基础材料等领域关键核心技术。支持北京、上海、粤港澳大湾区形成国际科技创新中心,建设北京怀柔、上海张江、大湾区、安徽合肥综合性国家科学中心,支持有条件的地方建设区域科技创新中心。

3、政策规划下我国集成电路市场规模不断提升

在我国政策的促进下,我国集成电路行业主要代表企业不断突破技术壁垒,促进我国集成电路行业的发展,其中,中芯国际已能够生产n+1 nm的集成电路,虽不能完全替代7nm的芯片,但也能在短时间内解决我国机场电路短缺的问题。

根据中国半导体行业协会数据显示,2015-2020年我国集成电路市场规模呈逐年增加趋势。2020年我国集成电路市场规模为8848亿元,较2019年增加1700%。

4、“十四五”期间各省份出台规划促进集成电路发展

目前长三角地区的安徽省、江苏省、上海市,泛珠三角地区的江西省、福建省、广东省、四川省均对“十四五”期间,集成电路的发展做出了明确的目标规划,形成了较为明确的集群化发展,除此之外,湖北省、重庆市以及山西省也针对“十四五”期间集成电路的发展做出了明确的目标规划。

综合来看,集成电路行业的发展对于我国工业智能化、5G网络、汽车电子、计算机等关键领域的发展起着至关重要的作用,但目前由于我国尚未完全突破集成电路的技术壁垒,到至我国对集成电路的进口依赖较为明显,未来在《中国智造2025》以及《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》的支持下,我国集成电路的发展会越来越好。

除国家层面外,我国经济较为发达的省份也在不停的摸索集成电路的发展,目前在长三角和泛珠三角地区已形成了集成电路发展的集群效应。

—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国集成电路行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》

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 222 亿块,销售规模为 585 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 185 倍与 20 倍之多,年均增速分别达到 381%与 402%,销 售额增速远远高于同期全球年均 64%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12到14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124682亿元,比2007年减少了04%,出现了未曾有过的负增长局 面;全年集成电路产量为41714亿块,较2007年仅增长了13%。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15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1862亿元, 比2005年增长498%; 2007年销售额为2257 亿元,比2006年增长212%。芯片制造业2006年销售额为3235亿元,比2005年增 长了389%; 2007年销售额为3979亿元, 比2006年增长又230%。 封装测试业2006 年销售额为4966亿元,比2005年增长439%;2007年销售额为6277亿元,比2006 年增长264%。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、 272亿元、1611亿元,分别占全年总销售额的56%、136%、808%,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2255亿元、3969亿元、6277亿元,分别占全年 总销售额的180%、317%、502%。 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-13%,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-14%;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42%,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 05 微米企业比 例已超过 60%,其中设计能力在 018 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 09 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 05 微米提升到了 035 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。

关于人人皆知的华为,也是世界500强的中国民营企业,在遭到美帝的芯片限制以及分公司的制裁,华为的处境是比较艰难。但是,在2020年9月15日之前,华为其实早就做好了思想准备,对于芯片来说有很多的库存,在2020年10月还推出了Mate9的手机,在市场的销量非常不错。

那很多网友就会问,那如果华为的芯片在一年之后还不能解决的话,那会是怎么样呢?

就以上话题谈谈我个人的观点供网友及粉丝朋友们参考:

1、华为的芯片问题正在加紧的研制

自从华为芯片受到美帝的限制,华为就下大力气再投入资金,投入最顶尖的芯片专家,以及招聘芯片研发专业人才,开出200万左右的年薪来聘请专业的技术人才,壮大自己的研发团队。

2、中芯国际CEO带领团队研制芯片

有消息传出,中芯国际CEO梁梦松带领的团队已经研制出7nm芯片,5nm及3nm的芯片也准备进行风险试产,这些都是好消息。假如能顺利投产,也有利于国内市场对芯片需求量的缓解。

3、光刻机才是高端芯片制造的关键设备

虽然7nm/5nm甚至3nm的芯片已经研制出来,但是需要EUV极紫外线光光刻机才能制造这些高端芯片。有消息称荷兰ASML公司很想出售高端光刻机给中国,可是受到美帝的制约,要想买到这个高端光刻机,难以实现。有相关报道,我国的某高校研制的冰刻技术取代光刻技术,如果能早日实现的话,制造高端芯片的日子就越来越近了。

4、手机市场销售份额会下降,但是可以从其他方向来弥补

就算华为手机芯片受到限制,会出现销售下滑,但是华为公司有其他的业务,比如说现在的物联网、人工智能方面,华为也已经走在世界的前沿。华为除了手机外,其他行业照样可以做得很好,所以说不要担心华为没有芯片使用,只是高端的芯片有限制,但是在物联网及人工智能就28nm或者14nm的芯片其实完全够用了,到时候华为还是顶呱呱的!

以上就是我对你提出问题的回答,希望能够帮到你,谢谢!

华为这两个字就是一个金字招牌,华为可以不做手机了,转行干别的,一样可以赚大钱,因为很多人有华为情结了,只要是华为产的东西就有人买![呲牙]

根据新出台的商务部阻断法令,华为已经可以起诉台积电了,由台积电赔偿损失。台积电不赔偿的话,只能退出大陆市场。另外中芯国际也不能不给华为芯片代工,否则也要被罚。所以华为芯片危机还有很多解决办法,根本不叫事。

无论你们怎么喷,华为终究会雄于地球,胜于欧洲,不是以你们喷子的意志为转移的!

手机黄了呗,赶紧卖了吧,新出的40,到处加价,看看京东加700800的,华为官方授权的,不加价没货,官网抢不到,伤透了粉丝的心

一年解决不了我就在等一年,不然我mate9本来还能用,也不会换mate40了。

假如一年后华为还无法解决芯片问题,很可能华为只能放弃手机业务。

手机业务可以不要了

其实光刻机的作用就是制造芯片,就是这样一个不被人所熟知的设备能够占到芯片制造成本的35%以上,虽说这个机器的原理看起来很简单,但它的功能是十分重要的。当芯片结束了IC设计后就要被送到晶圆代工厂进行制造封装,比较有名的代工厂就是台积电、中芯国际等,像华为自己的研发芯片也同样是需要有这样的代工厂才能完整的制造出来,当前华为已经将14nm芯片的订单交到了中芯国际的手上了,但中芯国际没有7nm紫外光刻机,因此就没办法去制造芯片,而这也就是如今中国为什么这么迫切需要荷兰的7nm紫外光刻机的原因了。

其实形象点说芯片制造就如同盖房子,需要一层层地进行堆叠,才能把房子做出来,而要想有一个好房子,那么平稳的地基是必不可少的,而它就是晶圆。而光刻机加工就是要将芯片制作所用的线路和功能都做出来,不过这里要知道的是光刻刻出来的是电路图和电子元件,并将这些设计线路和功能都存进晶圆中。

而要想拥有这个光刻机技术是非常难的,当前它是属于全球中最尖端的技术之一,很少有国家能够拥有,因此高端光刻机的价格也是不菲,在这一领域不得不说荷兰是一个大霸主,全荷兰的ASML市场占有率有着80%,并且ASML是有着7nm技术光刻机的供应商,这在全球是独一无二的,也就是说这家公司几乎是垄断了整个市场,当前的众多芯片产商都是需要这家公司的生产才能够制造出完美的芯片。荷兰之所以能够拥有一个全世界顶尖水平的光刻机厂商,首先就是因为ASML这家公司的研发投入十分大,2019年的研发成本支出达到了48亿欧元,他们的员工有四成都是研发类,加上他们的很多技术都是外包,因此让他们有了更多的时间和机会去研发核心技术。

另外ASML这家公司的镜片技术十分高,有着上百年的技术积累,并且它还是采用德国、美国提供的多种技术,虽说是一家荷兰公司,但它背后有着整个欧美顶端科技的支持。如今中国在光刻机这一领域依旧是很大的短板,这对我们研究芯片,半导体都有着很大的影响,因此如果芯片领域被西方国家制裁,那么中国的科技领域必将受到打击。不过当前中芯国际经过资源和技术整合,将在下半年开出中国第一条14nm生产线,这对5G技术等行业的发展起着关键作用,相信在不久的将来中国会将自己的国产芯片呈现给全世界。

日前,国内最大的晶圆代工厂中芯国际官网转载了《浦东时报》的一篇文章,在文章的开头写到:“位于浦东张江哈雷路上的中芯南方集成电路制造有限公司(中芯南方厂)内,一颗颗芯片正“新鲜出炉”,“新”在于芯片生产线是国内首条14纳米生产线。该工厂也是目前中国大陆芯片制造领域的最强者中芯国际最先进的生产基地。”

文章进一步指出:“在去年三季度,该工厂第一代14纳米FinFET工艺已成功量产。按规划达产后,中芯南方厂将建成两条月产能均为35万片的集成电路先进生产线。12纳米技术也已开始客户导入,下一代技术的研发也稳步开展。新生产线将助力未来5G、物联网、车用电子等新兴应用的发展。”

无独有偶,国内另一家在晶圆代工方面有深入研究的华虹集团也在近日举办的供应商大会上披露,公司在14nm上取得了重大进展,而更先进技术节点的先导工艺研发也正在加快部署。

这两家国内领先晶圆厂的宣布,标志着我国晶圆代工产业又迈进了一个新阶段。

筚路蓝缕:二十五年追逐的结果

如果从909工程立项开始算起,目前中国大陆的两大晶圆厂已经对业界领先的厂商有了二十五年的追逐。而翻看1996年的台积电,他们当时1um以下工艺的营收占比已经达到了93%,而到中芯国际成立的2000年,台积电营收已经做到了1662亿新台币,净利润也做到了651亿新台币,同比增长也分别高达1273%和1651%。

台积电在1996年到2000年的营收排行

从以上的数据可以看到,即使国家投入了大量的人力物力,甚至从 台湾 和国外招揽了不少专家,但中国芯片制造产业与当时的世界领先水平有着不小的差距。但后来的华虹集团(先进工艺主要是由旗下的华力微电子推动)和中芯国际却都在这个追逐中快速成长,和领头羊的差距也从曾经的遥遥无期,到现在可以看到领头羊的尾灯。而这都是国内芯片制造人才多年钻研的结果。

以中芯国际为例,从2010年4月成立,当年八月开始动工,到次年九月,中芯国际已经在上海建了三座八英寸晶圆厂,这在当时创造了全球最快的建厂记录。而在2002年九月,中芯国际北京两座12英寸工厂动工;2003年,中芯国际又收购了摩托罗拉在天津设立的八英寸芯片厂。

虽然在建厂方面,中芯国际走得比较快,但在工艺方面,则相对慢半拍,这有一部分原因与当时一些 众所周知 的原因有关。

相关资料显示,在中芯国际的第一个工厂还在建设的时候,该公司创始人张汝京就希望从美国进口018微米工艺的生产设备。即使这不是美国最先进的工艺(当时013微米的工艺已经量产),但张汝京还是大费周章,才能把这些工艺引进来。这种情况一直延续到013微米、90纳米和65纳米的工艺上。因为过去一直遵守承诺,中芯国际到45纳米的时候赢得了合作伙伴和美国 政府 的认可。

但到了28nm之后,中芯国际又在这里被“困”了。

据了解,中芯国际提供了包含传统的多晶硅(PolySiON)和后闸极(Gate last)的高介电常数金属闸极(HKMG)与High-KC制程。按照他们的说法,这是他们在 2013 年第四季度推出的技术。但其实在很长一段时间以内,中芯国际在28nm只是提供多晶硅的制程。虽然公司表示在2017年2季度就开始推出28nm HKMG制程,但从官网在2018年1月的报道我们可以看到,直到当时,中芯国际的28nm HKMG良率只做到40%,这离能被大家接受的大规模量产还有一段距离。

而反观台积电,因为一贯以来有着“在制程上做到绝对领先”的理念,他们在2011年就开始了28nm工艺投产,并在接下来的几年实现了迅速爬坡。财报显示,在中芯国际推出28nm HKMG的那一季度,台积电28nm已经贡献了公司27%的营收。值得注意的是,台积电的10nm在这个季度已经为公司带来了1%的营收,到了次季度,这个比例上升到10%,到2018年Q1更是飙升到19%。

台积电2017年Q2的营收分布

至于14nm,中芯国际联席CEO梁孟松曾在2019年Q2的财报 会议 上表示,“中芯国际第一代FinFET 14nm工艺已经进入客户验证阶段,产品可靠度与良率进一步提升”。

再看华力微电子,从该公司研发副总裁邵华先生在2019年的SEMICON China上的介绍得知,他们自2010年1月建厂以来,到2019年已经投入了80亿美元进行研发,公司也有张江和康桥两个厂。特别是康桥厂二期,更是承担了华力微28nm到14nm等先进工艺的生产任务。按照邵华当时的说法,华力微已经可以提供28nmLP工艺,而到2019年年底则会量产HKC/HKC+,同时也在开发22nm ULP和14nm FinFET等。

而华虹供应商大会上的消息也显示,他们28nm工艺也都全线量产(包括28nm LP、28nm HK和28nm HKC+)、22nm研发快速推进,14nm则如开头所说,获得了重大进展。

打下了基础,能让他们更踏实地继续往前迈进。

内忧外患:进一步提高的必要性

诚然,无论是中芯国际还是华力微电子,他们未来在工艺上每前进一步都是很艰难的。因为随着制程的微缩,带来的技术难度是指数级增长的,同时要投入的成本也是巨大的。但综合考虑内部和外部的情况,发展先进共有又是必然的。

首先看一下外部情况,在过去的2019年,美国 政府 针对包括华为在内的多家中国企业所做的种种行为,已经打破了技术无国界这个说法。包括日经在线在内的多家外媒也都曾传言美国将会推动阻碍国际领先晶圆厂给华为等中国厂商服务。虽然这种说法遭到了当事方的否认,但无可否认,这也许会成为美国政客手中的一枚“棋子”。

还有一点就是,现在多家国际知名媒体也言之凿凿地说,美国 政府 将限制相关厂商给国内晶圆厂供货,这就倒逼国内设备行业的发展。但在国外厂商遥遥领先的前提下,一些新的设备如果想找大陆以外如台积电这样的先进晶圆厂配合,这是一个极高难度的事情。但为了让设备往前走,如果要有先进工艺一起配合推进,也许能获得更好的效果。这个能最终执行好,就必然能达到双赢。

来到内部,一方面,正如最近的新闻所说,以华为为代表的一些国内厂商因为忌惮美国的“禁令”,已经开始陆续向以中芯国际和华虹等国内厂商寻求帮助。以华为为例,除了相对较落后的工艺外,他们对14nm、7nm和5nm等先进工艺有更多的需求。再 加上 大数据、AI和5G等应用的兴起,要求更多更高性能的芯片,国内也有很多厂商正在朝着这个目标前进。对他们来说,如果国内有信得过的制造工艺合作伙伴,他们必然会将其列为合作首选。但这也同样需要时间。

第三,三星和台积电这些领先厂商已经又往前走了一大步,国内厂商要想获得与他们同台竞技的机会,就更需要加快步伐。

最新消息显示,台积电的5nm工艺已经达到了50%的良率,公司也计划在Q2推动这个工艺的量产。三星方面则在GAAFET上取得了突破,并计划在未来十年投入上千亿美元去与台积电争夺晶圆代工龙头的位置。这些领导厂商在先进工艺制程、EUV光刻机、未来先进材料方面也有研究,也是他们的核心竞争力所在,也值得国内厂商所学习的。

但对于这两家本土厂商来说,未来在工艺发展路线上,是每个节点都去研发,或者根据需要跳过某些节点,而跃进到某个新阶段,这也是一个需要思考的问题,让我们期待他们下一个十年。


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