什么是半导体,什么是芯片

什么是半导体,什么是芯片,第1张

什么是芯片芯片,又称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、集成电路(integrated circuit, IC),是指内含集成电路的硅片,体积很小,常常是计算机或其他电子设备的一部分。芯片(chip)就是半导体元件产品的统称,是 集成电路(IC, integrated circuit)的载体,由晶圆分割而成。硅片是一块很小的硅,内含集成电路,它是计算机或者其他电子设备的一部分。二、什么是半导体半导体( semiconductor),指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。如二极管就是采用半导体制作的器件。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。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。物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等。我们通常把导电性差的材料,如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。

半导体是通常由硅组成的材料产品,其导电性比玻璃之类的绝缘体高,但比铜或铝之类的纯导体导电性低。可以通过引入杂质(称为掺杂)来改变其导电性和其他性能,以满足其所驻留的电子组件的特定需求。

半导体也被称为半导体或芯片,它可以在数千种产品中找到,例如计算机,智能手机,设备,游戏硬件和医疗设备。

半导体分为四个主要产品类别:

内存:内存芯片充当数据的临时仓库,并将信息往返于计算机设备的大脑。内存市场的整合仍在继续,将内存价格推到了如此低的水平,以至于只有东芝,三星和NEC等少数巨头能够负担得起。

微处理器:这些是中央处理单元,包含执行任务的基本逻辑。英特尔在微处理器领域的统治已迫使几乎所有其他竞争对手(除了超微公司)退出主流市场,并进入较小的细分市场或完全不同的领域。

商品集成电路:有时被称为“标准芯片”,它们被大量生产以用于常规处理。该细分市场由亚洲大型芯片制造商主导,其利润微乎其微,只有最大的半导体公司才能竞争。

复杂的SOC: “片上系统”实质上就是创建具有整个系统功能的集成电路芯片。市场围绕着对具有新功能和较低价格的消费产品不断增长的需求。随着存储器,微处理器和商品集成电路市场的大门紧闭,SOC细分市场无疑是仅有的具有足够机会来吸引众多公司的细分市场。

芯片产业链核心环节为产业链中游的芯片设计、芯片制造、封装测试。而上游基础EDA软件、材料和设备是中游制造的关键,中国芯片在这部分较为受制于人,其中芯片产业链最薄弱的环节为最上游的EDA软件。目前,中国国芯片产业链布局最完整的地区位于上海。

芯片产业链全景梳理:EDA软件最薄弱

芯片产业链包括上游基础层、中游制造层和下游应用层。上游EDA软件/IP、材料和设备是芯片产业的基础,其中EDA软件/IP是中游芯片设计的关键材料和设备是芯片制造和封测的基础。中游制造是芯片产业链的核心,包括芯片设计、芯片制造和封装测试。下游应用领域主要包括通讯设备、汽车电子、消费电子、军事、工业、物联网、新能源、人工智能等等。

芯片产业链的最上游为EDA产业,也是整个产业链最高端的行业。EDA软件是芯片之母,是芯片设计必需的软件工具。目前,全球芯片设计的高端软件EDA被美国Synopsys、Cadence、Mentor三大公司所垄断。本土EDA企业有华大九天、广立微电子、芯华章、概伦电子等。

芯片产业链区域热力图:上海布局最完善

上游的材料和设备是中游芯片制造和芯片封装测试的基础,材料中硅片所占比重最大,约为30%,其次是电子特种气体、光掩膜和光刻胶。国产硅片空间广阔,沪硅产业和中环股份为中国生产半导体硅片的龙头企业。半导体设备龙头企业中有北方华创、盛美半导体、中微公司、晶盛电机等。

上图选取了我国芯片产业链中上游环节的制造企业中注册资金为5000万元以上的企业,其中部分被国外垄断的行业如电子特种气体、溅射靶材、抛光材料、光刻胶等行业选取了注册资金2000万以上的企业。芯片中上游制造企业较多分布于上海、江苏、广东、浙江、北京等地区。

芯片产业链中上游各个环节的行业龙头企业集中在上海,上游EDA软件的代表企业概伦电子,原材料部分生产大硅片的龙头企业沪硅产业,制造半导体设备的龙头企业盛美半导体,中游芯片设计、封装测试的龙头企业中芯国际、紫光展锐、华虹半导体等。上海的芯片产业布局是全国最完整的。

—— 以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国芯片行业市场需求与投资规划分析报告》。


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