芯 片 產(chǎn) 業(yè) 報(bào) 告課件

芯片產(chǎn)業(yè)報(bào)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(dǎo)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(jì)、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(dǎo)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(jìn)水平的主要指標(biāo)。４、封裝:指把硅片上的電路管腳,用導(dǎo)線接引到外部接頭處,以便與其它器件連接。５、存儲(chǔ)器:專門用于保存數(shù)據(jù)信息的IC。６、邏輯電路:以二進(jìn)制為原理的數(shù)字電路。3、按芯片加工技術(shù)分類進(jìn)入了Sub-Micron“次微米”時(shí)代的半導(dǎo)體業(yè)突飛猛進(jìn)，越過了半微米，四分一微米等門檻，到達(dá)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(jià)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(hào)等物理現(xiàn)象的是Analog芯片。并以此進(jìn)行邏輯計(jì)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(xì)分為通用處器，嵌入處理器，數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)學(xué)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(jì)方式分類當(dāng)今的芯片設(shè)計(jì)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(dǎo)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(xué)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(dǎo)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(jī)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(gè)細(xì)小的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都將成為一個(gè)CPU的內(nèi)核(Die)（3）影印和蝕刻（6）多次測(cè)試測(cè)試是一個(gè)CPU制造的重要環(huán)節(jié)，也是一塊CPU出廠前必要的考驗(yàn)。這一步將測(cè)試晶圓的電氣性能，以檢查是否出了什么差錯(cuò)，以及這些差錯(cuò)出現(xiàn)在哪個(gè)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(shí)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(xiàng)技術(shù)將摩爾定律又延伸了另一個(gè)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(gè)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(dǎo)的IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級(jí)階段。第二次變革：Foundry公司與IC設(shè)計(jì)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(jìng)爭(zhēng)為導(dǎo)向的高級(jí)階段，國際競(jìng)爭(zhēng)由原來的資源競(jìng)爭(zhēng)、價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)向人才知識(shí)競(jìng)爭(zhēng)、密集資本競(jìng)爭(zhēng)。（三）、IC產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)移。先進(jìn)制程的研發(fā)費(fèi)用高聳，是導(dǎo)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(chǎng)轉(zhuǎn)移，全球存儲(chǔ)器走上了超級(jí)大廠特大晶(Superfab)道路，就一定會(huì)優(yōu)先采用最先進(jìn)的工藝技術(shù)。目前由于12英寸的性價(jià)比已經(jīng)超過8英寸，因此全球43個(gè)8英寸廠，估計(jì)在未來3至4年中會(huì)以每年25%左右的速度逐步退出。

1985-2007年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售收入規(guī)模增長情況1986-2007年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售收入增長率變動(dòng)情況三、國內(nèi)IC產(chǎn)業(yè)分析我國大陸的IC設(shè)計(jì)、芯片制造和封裝測(cè)試三大行業(yè)規(guī)模都迅速擴(kuò)大。2005年集成電路銷售收入達(dá)702億元，增長28.8%；2006年實(shí)現(xiàn)銷售收入1006.3億元，同比增長達(dá)到43.3%；2007年是近五年來中國IC市場(chǎng)增長率最低的一年，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到5623.7億元，同比增長18.6%，銷售額達(dá)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(chǎng)價(jià)格下降過快帶來的壓力，但是近年來IC業(yè)的進(jìn)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(jì)算機(jī)、消費(fèi)、網(wǎng)絡(luò)通信三大領(lǐng)域占中國IC市場(chǎng)近九成市場(chǎng)份額，值得一提的是汽車電子領(lǐng)域，在2007年實(shí)現(xiàn)了38.2%的高增長率，是2007年中國集成電路市場(chǎng)上發(fā)展最快的領(lǐng)域。2008年上半年，據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(chǎng)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(chǎng)中的地位，快速地縮短了與IC制造業(yè)大部分最先進(jìn)的技術(shù)節(jié)點(diǎn)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(shì)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(dá)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(jì)、芯片制造與封裝測(cè)試行業(yè)均有增長，其中以封裝測(cè)試業(yè)的發(fā)展最為迅速。2007年國內(nèi)集成電路封裝測(cè)試業(yè)共實(shí)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(shí)現(xiàn)銷售收入397.9億元，增幅為23%。隨著IC設(shè)計(jì)和芯片制造行業(yè)的迅猛發(fā)展，國內(nèi)集成電路價(jià)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(cè)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(diǎn)（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(gè)百分點(diǎn)，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(dòng)IC制造業(yè)增長主要?jiǎng)恿Γ?007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(shì)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(dá)產(chǎn)，全年共實(shí)現(xiàn)銷售收入93.59億元，比2006年增長了2.4倍，從而拉動(dòng)了2007年國內(nèi)芯片制造業(yè)整體規(guī)模的擴(kuò)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(dá)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(zhǔn)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(cè)試領(lǐng)域，各主要廠商也進(jìn)行了大規(guī)模的擴(kuò)產(chǎn)。（3）.企業(yè)改組改制取得新進(jìn)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(dǎo)體企業(yè)在美國納斯達(dá)克和國內(nèi)上市，至此國內(nèi)半導(dǎo)體領(lǐng)域上市公司已經(jīng)達(dá)到19家，涵蓋了IC設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝測(cè)試、分立器件以及半導(dǎo)體材料等多個(gè)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(shì)頭，年均符合增長率預(yù)計(jì)將達(dá)到25.6%，到2012年時(shí),銷售收入規(guī)模將達(dá)到1244.3億元。而封裝測(cè)試業(yè)未來則將保持目前穩(wěn)定發(fā)展的勢(shì)頭，到2012年銷售收入規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)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(cè)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(shì)是設(shè)計(jì)和芯片制造業(yè)所占比重快速上升，而封裝測(cè)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(shí)，封裝測(cè)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(qiáng)化戰(zhàn)略規(guī)劃與政府作用

上世紀(jì)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(tái)灣地區(qū)著力發(fā)展動(dòng)態(tài)儲(chǔ)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(chǎng)，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(qiáng)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(tái)特殊的稅收政策。在所得稅方面，新加坡對(duì)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(gè)專門、高效、強(qiáng)有力的芯片產(chǎn)業(yè)工作小組，追蹤國際產(chǎn)業(yè)前沿動(dòng)態(tài)，加強(qiáng)政策調(diào)研并制定相關(guān)優(yōu)惠政策。（三）、加強(qiáng)自主創(chuàng)新依托人才優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，設(shè)立國家級(jí)的芯片研發(fā)中心，整合有限資源，力爭(zhēng)十年內(nèi)趕超中國臺(tái)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(lì)國內(nèi)企業(yè)加大研發(fā)投入。（四）、打造世界級(jí)芯片企業(yè)

目前，全球芯片十強(qiáng)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(dá)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(jìn)人才

高校需要企業(yè)界強(qiáng)大的資金、技術(shù)及產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的幫助，同樣，企業(yè)也需要高校在科學(xué)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(duì)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(dú)特的市場(chǎng)特性，拋開市場(chǎng)的教學(xué)將不會(huì)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(gè)良好的環(huán)境。

綜上所述，產(chǎn)業(yè)報(bào)告從研究芯片發(fā)展出發(fā)，到當(dāng)今的形勢(shì)和以后的發(fā)展，以自己的觀點(diǎn)剖析了中國IC產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，希望能對(duì)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(dǎo)體飛思卡爾半導(dǎo)體高通美光科技賽靈思英偉達(dá)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(dá)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(dǎo)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(jì)企業(yè)

1炬力集成電路設(shè)計(jì)有限公司13.462中國華大集成電路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司*(包含北京中電華大電子設(shè)計(jì)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(dǎo)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(tuán)）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(dǎo)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(jìn)半導(dǎo)體制造有限公司13.52(E)8臺(tái)積電（上海）有限公司12.879上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司1