芯 片 產(chǎn) 業(yè) 報 告課件

芯片產(chǎn)業(yè)報告

沈陽光電信息產(chǎn)業(yè)園孟慶偉2008年9月

一、芯片概述（一）芯片的定義我們通常所說的“芯片”是指集成電路，它是微電子技術(shù)的主要產(chǎn)品。微電子技術(shù)涉及的行業(yè)很多,包括化工、光電技術(shù)、半導體材料、精密設(shè)備制造、軟件等,其中又以集成電路技術(shù)為核心,包括集成電路的設(shè)計、制造.（二）芯片產(chǎn)業(yè)常用基本術(shù)語1、晶圓,多指單晶硅圓片,由普通硅沙拉制提煉而成,是最常用的半導體材料。２、前、后工序:IC制造過程中,晶圓光刻的工藝(即所謂流片),被稱為前工序,這是IC制造的最要害技術(shù);晶圓流片后,其切割、封裝等工序被稱為后工序。３、光刻:IC生產(chǎn)的主要工藝手段,指用光技術(shù)在晶圓上刻蝕電路.是IC工藝先進水平的主要指標。４、封裝:指把硅片上的電路管腳,用導線接引到外部接頭處,以便與其它器件連接。５、存儲器:專門用于保存數(shù)據(jù)信息的IC。６、邏輯電路:以二進制為原理的數(shù)字電路。3、按芯片加工技術(shù)分類進入了Sub-Micron“次微米”時代的半導體業(yè)突飛猛進，越過了半微米，四分一微米等門檻，到達了“深次微米”的意境。電路越來越小，密度越來越高，功能越趨完美，價錢越來越低。4、按工作方式分類芯片的工作方式兩種：Analog和Digital。處理聲，光，無線信號等物理現(xiàn)象的是Analog芯片。并以此進行邏輯計算的是Digital芯片。5、按功能分類5.1、處理器。處理器又可從其應(yīng)用范圍細分為通用處器，嵌入處理器，數(shù)字信號處理器，數(shù)學輔助處理器。

5.2、記憶芯片(1)以讀寫分類，有RAM和ROM。(2)以記憶更新性分類，有DRAM和SRAM兩種芯片。(3)以電源依賴性分，有volitile和non-volitile記憶芯片。

5.3。特定功能。比如記憶管理芯片，以太網(wǎng)控制器，IO控制器，等等。6、按設(shè)計方式分類當今的芯片設(shè)計有兩大陣營：FPGA和ASIC。

（四）芯片的生產(chǎn)過程（1）硅提純

生產(chǎn)CPU等芯片的材料是半導體，現(xiàn)階段主要的材料是硅Si，這是一種非金屬元素，從化學的角度來看，由于它處于元素周期表中金屬元素區(qū)與非金屬元素區(qū)的交界處，所以具有半導體的性質(zhì)，適合于制造各種微小的晶體管，是目前最適宜于制造現(xiàn)代大規(guī)模集成電路的材料之一。（2）切割晶圓所謂的“切割晶圓”也就是用機器從單晶硅棒上切割下一片事先確定規(guī)格的硅晶片，并將其劃分成多個細小的區(qū)域，每個區(qū)域都將成為一個CPU的內(nèi)核(Die)（3）影印和蝕刻（6）多次測試測試是一個CPU制造的重要環(huán)節(jié)，也是一塊CPU出廠前必要的考驗。這一步將測試晶圓的電氣性能，以檢查是否出了什么差錯，以及這些差錯出現(xiàn)在哪個步驟。二、國際IC產(chǎn)業(yè)的分析（一）集成電路技術(shù)上的三次重大突破

第一次是1963年發(fā)明的CMOS技術(shù)，至今仍是集成電路的基礎(chǔ)；第二次是2001年時特征尺寸從180納米縮小到130納米、材料上用銅作為互連層金屬代替了延用30年之久的鋁；第三次是2007年英特爾首先采用高k介質(zhì)材料及金屬柵，連戈登摩爾也坦承此項技術(shù)將摩爾定律又延伸了另一個10年。

（二）、集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化及其發(fā)展歷程回顧集成電路的發(fā)展歷程，即整個集成電路產(chǎn)品的發(fā)展經(jīng)歷了從傳統(tǒng)的板上系統(tǒng)（System-on-board）到片上系統(tǒng)（System-on-a-chip）的過程。其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了三次變革。第一次變革：以加工制造為主導的IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級階段。第二次變革：Foundry公司與IC設(shè)計公司的崛起。80年代，集成電路的主流產(chǎn)品為微處理器（MPU）、微控制器（MCU）及專用IC（ASIC）。第三次變革：“四業(yè)分離”的IC產(chǎn)業(yè)。90年代，隨著INTERNET的興起，IC產(chǎn)業(yè)跨入以競爭為導向的高級階段，國際競爭由原來的資源競爭、價格競爭轉(zhuǎn)向人才知識競爭、密集資本競爭。（三）、IC產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)移。先進制程的研發(fā)費用高聳，是導致全球IC產(chǎn)業(yè)鏈加快轉(zhuǎn)移的主要原因。伴隨全球IC產(chǎn)業(yè)鏈不斷向賺錢越多的市場轉(zhuǎn)移，全球存儲器走上了超級大廠特大晶(Superfab)道路，就一定會優(yōu)先采用最先進的工藝技術(shù)。目前由于12英寸的性價比已經(jīng)超過8英寸，因此全球43個8英寸廠，估計在未來3至4年中會以每年25%左右的速度逐步退出。

1985-2007年全球半導體產(chǎn)業(yè)銷售收入規(guī)模增長情況1986-2007年全球半導體產(chǎn)業(yè)銷售收入增長率變動情況三、國內(nèi)IC產(chǎn)業(yè)分析我國大陸的IC設(shè)計、芯片制造和封裝測試三大行業(yè)規(guī)模都迅速擴大。2005年集成電路銷售收入達702億元，增長28.8%；2006年實現(xiàn)銷售收入1006.3億元，同比增長達到43.3%；2007年是近五年來中國IC市場增長率最低的一年，市場規(guī)模達到5623.7億元，同比增長18.6%，銷售額達到1251.3億元，同比增長24.3%。雖然存在著創(chuàng)新能力不夠及市場價格下降過快帶來的壓力，但是近年來IC業(yè)的進步是肯定的，目前中國國內(nèi)已經(jīng)成為全球IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的地區(qū)之一。從結(jié)構(gòu)來看，計算機、消費、網(wǎng)絡(luò)通信三大領(lǐng)域占中國IC市場近九成市場份額，值得一提的是汽車電子領(lǐng)域，在2007年實現(xiàn)了38.2%的高增長率，是2007年中國集成電路市場上發(fā)展最快的領(lǐng)域。2008年上半年，據(jù)統(tǒng)計，1-6月份國內(nèi)集成電路總產(chǎn)量為202.1億塊，同比增長6.2%。全行業(yè)銷售總額為656.13億元人民幣，同比增長率為10.4%。中國集成電路市場應(yīng)用結(jié)構(gòu)（二）國內(nèi)IC制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

從2000年到2005年，中國IC產(chǎn)業(yè)確立了自身在全球市場中的地位，快速地縮短了與IC制造業(yè)大部分最先進的技術(shù)節(jié)點的差距。中國集成電路產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持了穩(wěn)定增長的勢頭，產(chǎn)業(yè)銷售額在2006年首次突破1000億元的基礎(chǔ)上繼續(xù)較快增長，規(guī)模達到1251.3億元，同比增長24.3%。1、IC制造業(yè)增幅最大在2007年國內(nèi)集成電路各行業(yè)的發(fā)展上，IC(集成電路)設(shè)計、芯片制造與封裝測試行業(yè)均有增長，其中以封裝測試業(yè)的發(fā)展最為迅速。2007年國內(nèi)集成電路封裝測試業(yè)共實現(xiàn)銷售收入627.7億元，同比增長26.4%，2007年國內(nèi)芯片制造企業(yè)共實現(xiàn)銷售收入397.9億元，增幅為23%。隨著IC設(shè)計和芯片制造行業(yè)的迅猛發(fā)展，國內(nèi)集成電路價值鏈格局繼續(xù)改變國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)有所變化,芯片制造業(yè)所占比例由2006年的32.1%下降到31.8%，封裝測試業(yè)所占份額則由2006年的49.3%上升至50.2%。2、IC制造業(yè)發(fā)展特點（1）.產(chǎn)業(yè)發(fā)展增速減緩增幅合理，2007年中國集成電路產(chǎn)業(yè)增長速度明顯放緩，24.3%的年度增幅與2006年36.2%的增幅相比回落了11.9個百分點，也低于2007年初人們普遍預(yù)期的30%左右的增幅。

（2）.生產(chǎn)線建設(shè)取得新成果投資成為拉動IC制造業(yè)增長主要動力，2007年中國集成電路產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)線投資與建設(shè)方面仍舊保持旺盛的勢頭。芯片生產(chǎn)線方面，2007年無錫海力士-意法12英寸生產(chǎn)線迅速達產(chǎn)，全年共實現(xiàn)銷售收入93.59億元，比2006年增長了2.4倍，從而拉動了2007年國內(nèi)芯片制造業(yè)整體規(guī)模的擴大。此外，國內(nèi)有多條集成電路芯片生產(chǎn)線正處于建設(shè)或達產(chǎn)過程中，包括2007年12月份剛建成投產(chǎn)的中芯國際(上海)12英寸芯片廠、正在建設(shè)中的海力士-意法無錫工廠二期、茂德的重慶8英寸芯片廠、英特爾大連12英寸芯片廠，以及2008年初中芯國際剛剛宣布準備建設(shè)的深圳8英寸、12英寸生產(chǎn)線和英特爾支持建設(shè)的深圳方正微電子芯片廠二期工程建設(shè)等。在封裝測試領(lǐng)域，各主要廠商也進行了大規(guī)模的擴產(chǎn)。（3）.企業(yè)改組改制取得新進展公開上市成為企業(yè)發(fā)展方向

2007年，展訊通信、南通富士通、天水華天等數(shù)家半導體企業(yè)在美國納斯達克和國內(nèi)上市，至此國內(nèi)半導體領(lǐng)域上市公司已經(jīng)達到19家，涵蓋了IC設(shè)計、芯片制造、封裝測試、分立器件以及半導體材料等多個領(lǐng)域。國內(nèi)芯片制造業(yè)在未來5年也將呈現(xiàn)快速發(fā)展的勢頭，年均符合增長率預(yù)計將達到25.6%，到2012年時,銷售收入規(guī)模將達到1244.3億元。而封裝測試業(yè)未來則將保持目前穩(wěn)定發(fā)展的勢頭，到2012年銷售收入規(guī)模預(yù)計將達到1487.7億元，年均符合增長率為18.8%。隨著IC芯片制造和封裝測試的發(fā)展，國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也將逐漸發(fā)生變化，其趨勢是設(shè)計和芯片制造業(yè)所占比重快速上升，而封裝測試業(yè)所占比重則逐步下降。到2012年,芯片制造業(yè)所占比重將上升至34.8%，但同時，封裝測試業(yè)仍將是國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的主要組成部分并占據(jù)41.6%的份額。2007-2012年中國IC產(chǎn)業(yè)營業(yè)額(以百萬美元為單位)四、加速發(fā)展中國IC產(chǎn)業(yè)的措施（一）、強化戰(zhàn)略規(guī)劃與政府作用

上世紀80年代之前，美國、日本政府制定了扶植芯片產(chǎn)業(yè)的國家戰(zhàn)略，投入大量資源，使其迅速崛起成為全球芯片產(chǎn)業(yè)霸主。緊隨其后，韓國、新加坡、中國臺灣地區(qū)著力發(fā)展動態(tài)儲存器和芯片代工產(chǎn)業(yè)，并取得巨大成功。中國雖是全球第三大芯片市場，但"主角"幾乎都是外國公司，應(yīng)像把發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)作為國家戰(zhàn)略。

（二）、制訂強有力的產(chǎn)業(yè)政策

為扶植芯片產(chǎn)業(yè)，許多國家和地區(qū)出臺特殊的稅收政策。在所得稅方面，新加坡對芯片企業(yè)免十年，韓國免七年、減半三年。在增值稅方面，新加坡為3%、韓國10%，均低于中國大陸。政府急需設(shè)立一個專門、高效、強有力的芯片產(chǎn)業(yè)工作小組，追蹤國際產(chǎn)業(yè)前沿動態(tài)，加強政策調(diào)研并制定相關(guān)優(yōu)惠政策。（三）、加強自主創(chuàng)新依托人才優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，設(shè)立國家級的芯片研發(fā)中心，整合有限資源，力爭十年內(nèi)趕超中國臺灣地區(qū)、韓國、日本。為加快自主創(chuàng)新，國家應(yīng)制訂相關(guān)政策，鼓勵國內(nèi)企業(yè)加大研發(fā)投入。（四）、打造世界級芯片企業(yè)

目前，全球芯片十強企業(yè)2年平均每家產(chǎn)值91億美元，其中英特爾名列榜首，三星位居第二。目前在美國上市的芯片公司有92家，市值達5040億美元。而我國國內(nèi)上市的芯片公司僅4家，海外上市的芯片公司僅3家，總市值80億美元。（五）、加快培育和引進人才

高校需要企業(yè)界強大的資金、技術(shù)及產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗的幫助，同樣，企業(yè)也需要高校在科學前沿源源不斷的創(chuàng)新和培養(yǎng)的大量人才以確保自己的領(lǐng)先地位。因此，高校與企業(yè)間的合作對于中國ＩＣ業(yè)來說是至關(guān)重要的。在這種大背景下，高校無疑成為了培養(yǎng)合格ＩＣ人才的主要基地，但是由于ＩＣ產(chǎn)業(yè)其獨特的市場特性，拋開市場的教學將不會取得良好的效果，因此，高校應(yīng)該與ＩＣ企業(yè)充分合作，共同為培養(yǎng)我國自己的ＩＣ人才創(chuàng)造一個良好的環(huán)境。

綜上所述，產(chǎn)業(yè)報告從研究芯片發(fā)展出發(fā)，到當今的形勢和以后的發(fā)展，以自己的觀點剖析了中國IC產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，希望能對大家有幫助。附表2、美國IC產(chǎn)業(yè)十大公司英特爾德州儀器超威半導體飛思卡爾半導體高通美光科技賽靈思英偉達博通附表3、日本IC產(chǎn)業(yè)十大公司東芝瑞薩索尼日電富士通松下爾必達愛普生三洋三菱附表4、韓國IC產(chǎn)業(yè)十大公司三星海力士樂今韓國電子首爾半導體韓國多媒體芯片公司韓國3alogics韓國Mcslogic韓國Pixel韓國seloco附表6、國內(nèi)10大電路設(shè)計企業(yè)

1炬力集成電路設(shè)計有限公司13.462中國華大集成電路設(shè)計集團有限公司*(包含北京中電華大電子設(shè)計公司等)12.003北京中星微電子有限公司10.134大唐微電子技術(shù)有限公司9.195深圳海思半導體有限公司9.046無錫華潤矽科微電子有限公司8.43(E)7杭州士蘭微電子股份有限公司8.20(E)8上海華虹集成電路有限公司6.579北京清華同方微電子有限公司5.0610展訊通信（上海）有限公司3.32附表7、國內(nèi)10大集成電路與分立器件制造企業(yè)1中芯國際集成電路制造有限公司113.502上海華虹（集團）有限公司39.623華潤微電子（控股）有限公司38.464無錫海力士意法半導體有限公司23.86(E)5和艦科技（蘇州）有限公司23.506首鋼日電電子有限公司18.547上海先進半導體制造有限公司13.52(E)8臺積電（上海）有限公司12.879上海宏力半導體制造有限公司1