集成电路制造技术范文
时间:2023-11-03 17:52:17
导语:如何才能写好一篇集成电路制造技术,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
中图分类号:TN305.94 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)12-0105-02
集成电路制造工艺复杂性与装备精密性对温度控制技术提出宽温区、大功率、超精密等严格要求。如刻蚀工艺设备中,由于不同刻蚀方法要求反应腔内的温度不同,需要冷却系统输出温度范围在-20℃~80℃、精度优于±0.5℃的循环冷却介质。硅片基底进行薄膜化学气相沉积工艺时,反应腔内温度达到300℃~1000℃,对冷却系统的温控精度要求不高,主要目的是带走内部大量热量,制冷功率达到100 kW、甚至更高。纳米级(100 nm)光刻机要求内部投影镜头和关键区域的温度稳定在±0.01℃,随着光刻工艺特征线宽(CD)的不断减小该指标还需不断提高,为此要求冷却系统输出的冷却介质的温度控制精度在±0.01℃。
冷却系统中制冷技术是最为关键的技术,制冷技术的选择恰当直接决定水冷系统的指标实现、方案复杂性与经济性等。
1 冷却系统介绍与制冷技术分析
上述冷却系统是专用提供温度、压力、流量受控的循环冷却介质的设备。它对内部加热、制冷执行器进行控制,实现内部循环冷却介质的温度控制,并与被控设备进行管路连接后,输送循环冷却介质至被控设备进行热交换,最终实现对被控设备的温度控制、热量转移的功能。如图1所示水冷系统主要由加热器、制冷系统、水泵、水箱、传感器、冷却水进出口组成,包含循环冷却介质回路、冷却水回路。制冷系统的主要作用是将循环冷却介质带出的热量通过热交换转移至工厂冷却水,最终带出设备。
制冷技术主要有三种方法,利用物质相变的吸热效应实现制冷;利用气体膨胀产生的冷效应进行制冷;利用半导体的热电效应实现制冷。其中以物质相变原理的蒸汽压缩式制冷最为常见,具有制冷效率高、冷却温度低的特点。压缩式制冷适合温度达到-20℃的低温冷却场合,并且对冷量控制技术的研究目前也有很大进展,如数码蜗旋式变频压缩机控制技术、PWM电子膨胀阀等,能够实现较高的温控精度。
热电制冷技术是利用直流电经过不同导体时发生热量转移的原理,利用热电制冷原理制造出的制冷元器件称为半导体制冷片,可以通过调节它电流的大小实现冷量的调节,具有调节精度高、制冷功率小的特点。此外,制冷片的冷却效率与它冷、热面的温差有很大关系,为保证一定的冷却效率,冷热面的温差需要控制在一定范围内,这限制了热电制冷的制冷温度。虽然光刻机内部投影镜头和关键区域的温度控制精度要求高,但主要用来平衡环境空气的温度波动及传感器、板卡的热量,冷却功率小,并且温度点在20℃左右。因此,热电制冷技术十分适合于光刻工艺设备的超精密温度控制。
此外转移热量也可以通过冷却水与循环冷却介质直接进行热交换器实现,即通过水、水强制对流的方式。该方式的传热系数达到2000 W/(m2·k)~15000W/(m2·k),在热交换两侧温差较大时可以实现很大的热交换功率。硅片基底进行薄膜化学气相沉积工艺中,对温度点没有严格精度要求,主要作用是带出大量热量、冷却反应腔体的温度,水、水热交换的制冷方式比较适合。
2 蒸汽压缩制冷系统
蒸汽压缩制冷系统如图2所示:制冷系统由压缩机、冷凝器、气液分离器、干燥过滤器、示液镜、膨胀阀和蒸发器组成。冷却水回路包括水力调节阀,循环冷却介质回路包括流量调节阀。压缩机制冷系统中的蒸发温度是较为恒定温度点,循环冷却介质温度为-20℃时蒸发温度一般设置略低-20℃,如果循环冷却介质的温度变为80℃将造成蒸发温度过高引起高低报警。为此,在高温工况下通过循环冷却介质回路的流量调节阀在换热前进行分流,避免了压缩机高低压报警。控制系统设计采用逻辑PID控制,运用PID算法分别对电子膨胀阀、流量调节阀和加热器的输出量进行调节,其中电子膨胀阀PID控制旨在监控压缩机吸气温度,避免吸气温度过高引起高、低压报警;流量调节阀PID控制旨在控制混流完成后循环冷却介质的温度,使它略低于设定工况;最终通过加热PID控制实现出水口优于±0.5℃的温度控制。
3 热电制冷技术
半导体制冷片经过直流电经过后会形成冷、热端,利用它的冷端可以进行制冷。如图3所示,将制冷片的冷、热端分别贴在冷端散热器与热端散热器,循环冷却介质经过冷端散热器被冷却,半导体制冷片将热量转移至热端散热器,最终冷却水经过热端散热器将热量带走。半导体制冷片与金属壁间为热传导,冷却水、循环冷却介质在散热器内为对流换热。
设计冷、热端散热器时需进行对流换热分析、热传导分析,还应考虑制冷片的温差与制冷量的关系、循环水的温控范围、冷却水的温度波动范围,以及目标制冷功率与最大电流等。降低半导体制冷片冷、热端的温差可以提高制冷效率。热端散热器的换热系数应设计大于冷端散热器,因为它除了转移循环冷却介质带出的热量外还要带出半导体制冷片自身发热的热量。通过控制半导体制冷片的供电电流大小来实现制冷量的调节,供电电路包括功率控制器、整流桥、保护元件等,功率控制器根据输入的控制信号调节输出三相电压的大小,整流桥将交流电压转换为直流电,供给制冷片。温度控制器根据实际温度与目标温度的差值,经处理器的算法运算,最终向功率控制器输出模拟量的控制信号。
4 水、水热交换制冷
循环冷却介质通过换热器与厂务供应的冷却水进行热交换来实现制冷。如图4所示,循环水回路包括温度传感器、流量调节阀;冷却水回路包括温度传感器、流量传感器、流量调节阀。循环冷却介质温度的调节是通过调节与冷却水发生热交换的支路流量实现,温度传感器、流量调节阀形成温度反馈控制系统。冷却水的温度与流量会影响制冷功率,因此在冷却水回路中增加温度、流量传感器进行监测。热交换器的设计与对流量调节阀控制是该方案的关键。
根据厂务冷却水的技术参数及使用工况确定热交换器的设计输入的参数:循环冷却介质侧的最低进水温度48℃、出水温度33℃、制冷功率100 kW、流量100 L/min;冷却水进水最高温度18℃、出水温度43℃、流量60 L/min;经分析换热系数为4350 W/(m2*K)、换热面积2.3 m2。选用西门子两通阀对流量进行调节,选型时应考虑最小调节量、响应时间。选用欧姆龙PLC作为控制器,根据循环冷却介质的当前温度与设定温度对两通阀的开度进行调节,实现温度控制,选用科宝公司流量传感器、温度传感器对冷却水流量、温度进行监测。该方案主要换热器与流量调节阀,简单、经济性高。
5 结论
集成电路制造工艺设备的温度控制涉及宽温区、大功率、超精密的复杂要求,制冷技术是温控技术的关键。本文分析上述温控特点与制冷技术,对宽温区(-20℃~80℃)场合提出蒸汽压缩式制冷方式,对大功率换热(100 kW)场合提出水、水热交换的制冷方式,对超精密(±0.01℃)场合提出热电制冷方式并对各方案的原理实现、控制技术进行探讨,提出旁通式蒸汽压缩机制冷技术、基于流量调节的温度反馈控制系统、基于半导体制冷片的制冷系统设计等。
参考文献
[1]机械工程师手册编委会.机械工程师手册[M].机械工程出版社,2007.
[2]姚汉民,胡松,刑延文.光学投影曝光微纳加工技术[M].北京工业大学出版社,2006.
篇2
1、集成电路产业是信息产业的核心,是国家基础战略性产业。
集成电路(IC)是集多种高技术于一体的高科技产品,是所有整机设备的心脏。随着技术的发展,集成电路正在发展成为集成系统(SOC),而集成系统本身就是一部高技术的整机,它几乎存在于所有工业部门,是衡量一个国家装备水平和竞争实力的重要标志。
2、集成电路产业是技术资金密集、技术进步快和投资风险高的产业。
80年代建一条6英寸的生产线投资约2亿美元,90年代一条8英寸的生产线投资需10亿美元,现在建一条12英寸的生产线要20亿-30亿美元,有人估计到2010年建一条18英寸的生产线,需要上百亿美元的投资。
集成电路产业的技术进步日新月异,从70年代以来,它一直遵循着摩尔定律:芯片集成元件数每18个月增加一倍。即每18个月芯片集成度大体增长一倍。这种把技术指标及其到达时限准确地摆在竞争者面前的规律,为企业提出了一个“永难喘息”,否则就“永远停息”的竞争法则。
据世界半导体贸易统计组织(WSTS)**年春季公布的最新数据,**年世界半导体市场销售额为1664亿美元,比上年增长18.3%。其中,集成电路的销售额为1400亿美元,比上年增长16.1%。
3、集成电路产业专业化分工的形成。
90年代,随着因特网的兴起,IC产业跨入以竞争为导向的高级阶段,国际竞争由原来的资源竞争、价格竞争转向人才知识竞争、密集资本竞争。人们认识到,越来越庞大的集成电路产业体系并不有利于整个IC产业发展,分才能精,整合才成优势。
由于生产效率低,成本高,现在世界上的全能型的集成电路企业已经越来越少。“垂直分工”的方式产品开发能力强、客户服务效率高、生产设备利用率高,整体生产成本低,因此是集成电路产业发展的方向。
目前,全世界70%的集成电路是由数万家集成电路设计企业开发和设计的,由近十家芯片集团企业生产芯片,又由数十家的封装测试企业对电路进行封装和测试。即使是英特尔、超微半导体等全能型大企业,他们自己开发和设计的电路也有超过50%是由芯片企业和封装测试企业进行加工生产的。
IC产业结构向高度专业化转化已成为一种趋势,开始形成了设计业、制造业、封装业、测试业独立成行的局面。
二、苏州工业园区的集成电路产业发展现状
根据国家和江苏省的集成电路产业布局规划,苏州市明确将苏州工业园区作为发展集成电路产业的重点基地,通过积极引进、培育一批在国际上具有一定品牌和市场占有率的集成电路企业,使园区尽快成为全省、乃至全国的集成电路产业最重要基地之一。
工业园区管委会着眼于整个高端IC产业链的引进,形成了以“孵化服务设计研发晶圆制造封装测试”为核心,IC设备、原料及服务产业为支撑,由数十家世界知名企业组成的完整的IC产业“垂直分工”链。
目前整个苏州工业园区范围内已经积聚了大批集成电路企业。有集成电路设计企业21户;集成电路芯片制造企业1家,投资总额约10亿美元;封装测试企业11家,投资总额约30亿美元。制造与封装测试企业中,投资总额超过80亿元的企业3家。上述33家集成电路企业中,已开业或投产(包括部分开业或投产)21家。**年,经过中国半导体行业协会集成电路分会的审查,第一批有8户企业通过集成电路生产企业的认定,14项产品通过集成电路生产产品的认定。**年,第二批有1户企业通过集成电路生产企业的认定,102项产品通过集成电路生产产品的认定。21户设计企业中,有3户企业通过中国集成电路行业协会的集成电路设计企业认定(备案)。
1、集成电路设计服务企业。
如中科集成电路。作为政府设立的非营利性集成电路服务机构,为集成电路设计企业提供全方位的信息服务,包括融资沟通、人才培养、行业咨询、先进的设计制造技术、软件平台、流片测试等。力争扮演好园区的集成电路设计“孵化器”的角色。
2、集成电路设计企业。
如世宏科技、瑞晟微电子、忆晶科技、扬智电子、咏传科技、金科集成电路、凌晖科技、代维康科技、三星半导体(中国)研究开发中心等。
3、集成电路芯片制造企业。
和舰科技。已于**年5月正式投产8英寸晶圆,至**年3月第一条生产线月产能已达1.6万片。第二条8英寸生产线已与**年底开始动工,**年第三季度开始装机,预计将于2005年初开始投片。到今年年底,和舰科技总月产能预计提升到3.2万片。和舰目前已成功导入0.25-0.18微米工艺技术。近期和舰将进一步引进0.15-0.13微米及纳米技术,研发更先进高阶晶圆工艺制造技术。
4、集成电路封装测试企业。
如三星半导体、飞索半导体、瑞萨半导体,矽品科技(纯代工)、京隆科技(纯代工)、快捷半导体、美商国家半导体、英飞凌科技等等。
该类企业目前是园区集成电路产业的主体。通过多年的努力,园区以其优越的基础设施和逐步形成的良好的产业环境,吸引了10多家集成电路封装测试企业。以投资规模、技术水平和销售收入来说,园区的封装测测试业均在国内处于龙头地位,**年整体销售收入占国内相同产业销售收入的近16%,行业地位突出。
园区封装测试企业的主要特点:
①普遍采用国际主流的封装测试工艺,技术层次处于国内领先地位。
②投资额普遍较大:英飞凌科技、飞利浦半导体投资总额均在10亿美元以上。快捷半导体、飞索半导体、瑞萨半导体均在原先投资额的基础进行了大幅增资。
③均成为所属集团后道制程重要的生产基地。英飞凌科技计划产能要达到每年8亿块记忆体(DRAM等)以上,是英飞凌存储事业部最主要的封装测试基地;飞索半导体是AMD和富士通将闪存业务强强结合成立的全球最大的闪存公司在园区设立的全资子公司,园区工厂是其最主要的闪存生产基地之一。
5、配套支持企业
①集成电路生产设备方面。有东和半导体设备、爱得万测试、库力索法、爱发科真空设备等企业。
②材料/特殊气体方面。有英国氧气公司、比欧西联华、德国梅塞尔、南大光电等气体公司。有住友电木等封装材料生产企业。克莱恩等光刻胶生产企业。
③洁净房和净化设备生产和维护方面。有久大、亚翔、天华超净、MICROFORM、专业电镀(TECHNIC)、超净化工作服清洗(雅洁)等等。
**年上半年,园区集成电路企业(全部)的经营情况如下(由园区经发局提供略):
根据市场研究公司iSuppli今年初的**年全球前二十名半导体厂家资料,目前,其中已有七家在园区设厂。分别为三星电子、瑞萨科技、英飞凌科技、飞利浦半导体、松下电器、AMD、富士通。
三、集成电路产业涉及的主要税收政策
1、财税字[2002]70号《关于进一步鼓励软件产业的集成电路产业发展税收政策的通知》明确,自2002年1月1日起至2010年底,对增值税一般纳税人销售其自产的集成电路产品(含单晶硅片),按17%的税率征收增值税后,对其增值税实际税负超过3%的部分实行即征即退政策。
2、财税字[**]25号《关于鼓励软件产业的集成电路产业发展有关税收政策问题的通知》明确,“对我国境内新办软件生产企业经认定后,自开始获利年度起,第一年和第二年免征企业所得税,第三年至第五年减半征收企业所得税”;“集成电路设计企业视同软件企业,享受软件企业的有关税收政策”。
3、苏国税发[**]241号《关于明确软件和集成电路产品有关增值税问题的通知》明确,“凡申请享受集成电路产品税收优惠政策的,在国家没有出台相应认定管理办法之前,暂由省辖市国税局商同级信息产业主管部门认定,认定时可以委托相关专业机构进行技术评审和鉴定”。
4、信部联产[**]86号《集成电路设计企业及产品认定管理办法》明确,“集成电路设计企业和产品的认定,由企业向其所在地主管税务机关提出申请,主管税务机关审核后,逐级上报国家税务总局。由国家税务总局和信息产业部共同委托认定机构进行认定”。
5、苏国税发[**]241号《关于明确软件和集成电路产品有关增值税问题的通知》明确,“对纳税人受托加工、封装集成电路产品,应视为提供增值税应税劳务,不享受增值税即征即退政策”。
6、财税[1994]51号《关于外商投资企业和外国企业所得税法实施细则第七十二条有关项目解释的通知》规定,“细则第七十二条第九项规定的直接为生产服务的科枝开发、地质普查、产业信息咨询业务是指:开发的科技成果能够直接构成产品的制造技术或直接构成产品生产流程的管理技术,……,以及为这些技术或开发利用资源提供的信息咨询、计算机软件开发,不包括……属于上述限定的技术或开发利用资源以外的计算机软件开发。”
四、当前税收政策执行中存在的问题
1、集成电路设计产品的认定工作,还没有实质性地开展起来。
集成电路设计企业负责产品的开发和电路设计,直接面对集成电路用户;集成电路芯片制造企业为集成电路设计企业将其开发和设计出来的电路加工成芯片;集成电路封装企业对电路芯片进行封装加工;集成电路测试企业为集成电路进行功能测试和检验,将合格的产品交给集成电路设计企业,由设计企业向集成电路用户提供。在这个过程中,集成电路产品的知识产权和品牌的所有者是集成电路设计企业。
因为各种电路产品的功能不同,生产工艺和技术指标的控制也不同,因此无论在芯片生产或封装测试过程中,集成电路设计企业的工程技术人员要提出技术方案和主要工艺线路,并始终参与到各个生产环节中。因此,集成电路设计企业在集成电路生产的“垂直分工”体系中起到了主导的作用。处于整个生产环节的最上游,是龙头。
虽说IC设计企业远不如制造封装企业那么投资巨大,但用于软硬件、人才培养的投入也是动则上千万。如世宏科技目前已积聚了超过百位的来自高校的毕业生和工作经验在丰富的技术管理人才。同时还从美国硅谷网罗了将近20位累计有200年以上IC产品设计经验、拥有先进技术的海归派人士。在人力资源上的投入达450万元∕季度,软硬件上的投入达**多万元。中科集成电路的EDA设计平台一次性就投入2500万元。
园区目前共有三户企业被国家认定为集成电路设计企业。但至关重要的集成电路设计产品的认定一家也未获得。由于集成电路设计企业的主要成本是人力成本、技术成本(技术转让费),基本都无法抵扣。同时,研发投入大、成品风险高、产出后的计税增值部分也高,因此如果相关的增值税优惠政策不能享受,将不利于企业的发展。
所以目前,该类企业的研发主体大都还在国外或台湾,园区的子公司大多数还未进入独立产品的研发阶段。同时,一些真正想独立产品研发的企业都处于观望状态或转而从事提供设计服务,如承接国外总公司的设计分包业务等。并且由于享受优惠政策前景不明,这些境外IC设计公司往往把设在园区的公司设计成集团内部成本中心,即把一部分环节研发转移至园区,而最终产品包括晶圆代工、封装测试和销售仍在境外完成。一些设计公司目前纯粹属于国外总公司在国内的售后服务机构,设立公司主要是为了对国外总公司的产品进行分析,检测、安装等,以利于节省费用或为将来的进入作准备。与原想象的集成电路设计企业的龙头地位不符。因此,有关支持政策的不能落实将严重影响苏州工业园区成为我国集成电路设计产业的重要基地的目标。
2、集成电路设计企业能否作为生产性外商投资企业享受所得税优惠未予明确。
目前,园区共有集成电路设计企业23家,但均为外商投资企业,与境外母公司联系紧密。基本属于集团内部成本中心,离产品研发的本地化上还有一段距离。但个别公司已在本地化方面实现突破,愿承担高额的增值税税负并取得了一定的利润。能否据此确认为生产性外商投资企业享受“二免三减半”等所得税优惠政策,目前税务部门还未给出一个肯定的答复。
关键是所得税法第七十二条“生产性外商投资企业是指…直接为生产服务的科技开发、地质普查、产业信息咨询和生产设备、精密仪器维修服务业”的表述较为含糊。同时,财税[1994]51号对此的解释也使税务机关难以把握。
由于集成电路设计业是集成电路产业链中风险最大,同时也是利润最大的一块。如果该部分的所得税问题未解决,很难想象外国公司会支持国内设计子公司的独立产品研发,会支持国内子公司的本土化进程。因此,生产性企业的认定问题在一定程度上阻碍了集成电路设计企业的发展壮大。
3、目前的增值税政策不能适应集成电路的垂直分工的要求。
在垂直分工的模式下,集成电路从设计芯片制造封装测试是由不同的公司完成的,每个公司只承担其中的一个环节。按照国际通行的半导体产业链流程,设计公司是整条半导体生产线的龙头,受客户委托,设计有自主品牌的芯片产品,然后下单给制造封装厂,并帮助解决生产中遇到的问题。国际一般做法是:设计公司接受客户的货款,并向制造封装测试厂支付加工费。各个制造公司相互之间的生产关系是加工关系而非贸易关系。在财务上只负责本环节所需的材料采购和生产,并不包括上环节的价值。在税收上,省局明确该类收入目前不认可为自产集成电路产品的销售收入,因此企业无法享受国家税收的优惠政策。
而在我国现行的税收体制下,如果整个生产环节都在境内完成,则每一个加工环节都要征收17%的增值税,只有在最后一个环节完成后,发起方销售时才会退还其超过3%的部分,具体体现在增值税优惠方面,只有该环节能享受优惠。因此,产业链各环节因为享受税收政策的不同而被迫各自依具体情况采取不同的经营方式,因而导致相互合作困难,切断了形式上的完整产业链。
国家有关文件的增值税政策的实质是侧重于全能型集成电路企业,而没有充分考虑到目前集成电路产业的垂直分工的格局。或虽然考虑到该问题但出于担心税收征管的困难而采取了一刀切的方式。
4、出口退税率的调整对集成电路产业的影响巨大。
今年开始,集成电路芯片的出口退税税率由原来的17%降低到了13%,这对于国内的集成电路企业,尤其是出口企业造成了成本上升,严重影响了国内集成电路生产企业的出口竞争力。如和舰科技,**年1-7月,外销收入78322万元,由于出口退税率的调低而进项转出2870万元。三星电子为了降低成本,贸易方式从一般贸易、进料加工改为更低级别的来料加工。
集成电路产业作为国家支持和鼓励发展的基础性战略产业,在本次出口退税机制调整中承受了巨大的压力。而科技含量与集成电路相比是划时代差异的印刷线路板的退税率却保持17%不变,这不符合国家促进科技进步的产业导向。
五、关于促进集成电路产业进一步发展的税收建议
1、在流转税方面。
(1)集成电路产业链的各个生产环节都能享受增值税税收优惠。
社会在发展,专业化分工成为必然。从鼓励整个集成电路行业发展的前提出发,有必要对集成电路产业链内的以加工方式经营的企业也给予同样的税收优惠。
(2)集成电路行业试行消费型增值税。
由于我国的集成电路行业起步低,目前基本上全部的集成电路专用设备都需进口,同时,根据已有的海关优惠政策,基本属于免税进口。调查得知,园区集成电路企业**年度购入固定资产39亿,其中免税购入的固定资产为36亿。因此,对集成电路行业试行消费型增值税,财政压力不大。同时,既体现了国家对集成电路行业的鼓励,又可进一步促进集成电路行业在扩大再生产的过程中更多的采购国产设备,拉动集成电路设备生产业的发展。
2、在所得税方面。
(1)对集成电路设计企业认定为生产性企业。
根据总局文件的定义,“集成电路设计是将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的物理版图的过程”。同时,集成电路设计的产品均为不同类型的芯片产品或控制电路。都属中间产品,最终的用途都是工业制成品。因此,建议对集成电路设计企业,包括未经认定但实际从事集成电路设计的企业,均可适用外资所得税法实施细则第七十二条之直接为生产服务的科技开发、地质普查、产业信息咨询和生产设备、精密仪器维修服务业属生产性外商投资企业的规定。
(2)加大间接优惠力度,允许提取风险准备金。
计提风险准备金是间接优惠的一种主要手段,它虽然在一定时期内减少了税收收入,但政府保留了今后对企业所得的征收权力。对企业来说它延迟了应纳税款的时间,保证了研发资金的投入,增强了企业抵御市场风险的能力。
集成电路行业是周期性波动非常明显的行业,充满市场风险。虽然目前的政策体现了加速折旧等部分间接优惠内容,但可能考虑到征管风险而未在最符合实际、支持力度最直接的提取风险准备金方面有所突破。
3、提高集成电路产品的出口退税率。
鉴于发展集成电路行业的重要性,建议争取集成电路芯片的出口退税率恢复到17%,以优化国内集成电路企业的投资和成长环境。
4、关于认定工作。
(1)尽快进行集成电路设计产品认定。
目前的集成电路优惠实际上侧重于对结果的优惠,而对设计创新等过程(实际上)并不给予优惠。科技进步在很大程度上取决于对创新研究的投入,而集成电路设计企业技术创新研究前期投入大、风险高,此过程最需要税收上的扶持。
鉴于集成电路设计企业将有越来越多产品推出,有权税务机关和相关部门应协调配合,尽快开展对具有自主知识产权的集成电路设计产品的认定工作。
(2)认定工作应由专业机构来完成,税务机关不予介入。
篇3
【关键词】IC产业集群升级地方政府作用政策建议
【中图分类号】F291.1 【文献标识码】A 【文章编号】1004-6623(2012)05-0089-04
一、上海IC集群总体概况
上海IC集群,是以IC制造为重点,包括IC设计、封装、测试、原材料、光掩膜,以及模具、设备生产和维护、人才培训等相关配套服务的较为完整的IC地方产业网络。上海IC集群的空间范围,是以张江高科技园区为核心、延伸到金桥出口加工区和外高桥保税区的浦东微电子产业带(核心区),和漕河泾、松江、青浦为扩展区的IC产业集聚区。其中芯片制造业代表企业有中芯国际集成电路制造有限公司、上海宏力半导体制造有限公司和上海华虹NEC电子有限公司;芯片设计企业代表有展讯通讯(上海)有限公司、AMD;封装测试企业代表有安靠和日月光等;设备材料业企业代表有中微半导体设备(深厚)有限公司和盛美半导体设备有限公司。
上海IC集群,在全国占有非常重要的地位。多年销售收入在全国集成电路产业中占据1/3以上的份额(表1)。从产业链各环节看,芯片制造业、设计、封装测试等产业都占有114以上的比重。
公共服务平台建设一直是上海营造产业环境,提高产业高端技术的研发实力、加快高新技术产业化步伐的重要抓手。国家在上海建立了第一个国家级集成电路产业基地、第一家集成电路设计专业孵化器,目前集成电路产业的公共服务平台主要有上海集成电路研发中心、上海集成电路技术与产业促进中心、上海硅知识产权交易中心和上海集成电路测试技术平台。上海集成电路研发中心拥有开放的集成电路工艺技术研发和中试平台。主要业务包括为行业提供技术来源和知识产权保护、工艺研发和验证服务,面向设计企业开发特色工艺模块和人才实训等。上海集成电路测试技术平台则以政府补贴、有偿共享的方式,为集成电路开发和生产企业提供专业测试技术服务。
二、上海IC集群升级面临的主要问题
1.产业规模偏小,盈利能力弱
上海集成电路产业的整体发展还处于初始阶段,突出表现为产业规模小,单体规模小,盈利能力弱。在产业构成上,2009年上海IC设计业销售收入为36.5亿元、制造业为146.7亿元、封测业为183.7亿元,仅为台湾新竹IC的1/25、1/11和1/4。同国际先进集成电路企业比较,上海集成电路企业在规模和盈利能力上均有很大的差距。中芯国际为上海最大的集成电路制造企业,与全球第一的代工厂的台积电相比,销售收入仅为台积电的15%,盈利能力更是相差甚远。中芯国际与新加坡特许半导体销售收入分列全球第三、四位,但前者毛利率仅为后者的1/3。展讯作为上海最大的设计公司,在销售收入、研发投入和盈利能力等方面,与国际著名设计公司都存在较大差距。
2.在全球价值链中处于低端环节
上海IC地方产业网络,是以代工制造环节嵌入生产者驱动的价值链当中,主要从事一般元器件的生产以及整机的加工和组装。设计公司弱小,制造封装测试环节规模最大,近年IC产业3/4以上销售收入来源于制造和封装测试等低价值链环节。由于IC产业是知识技术、资本密集型产业,全球IC产业价值链由研发设计力量强大、制程技术先进,并掌握系统集成核心技术的美、欧、日的IDM(整合元器件制造)公司控制。他们通过制定规制、标准和监督规则、标准的实施,来整合价值链的价值创造活动,最终获取了价值创造的绝大部分。
3.周边地区形成了对上海IC集群的强劲竞争和挑战
除集成电路设计业落后、中高级技术人员不足的制约因素外,商务成本提高也使得上海IC集群面临挑战。虽然集成电路业特别强调企业网络的完善性,但是商务成本(包括土地成本、劳动力成本等)等因素也会显著影响产业链上某些环节的分布。土地作为一种不可再生资源,近年来随着上海经济的发展而价格飞涨,上海的劳动力成本与周边的苏州、无锡相比也逐渐丧失优势。集成电路企业选址时不得不权衡上海的集聚效应带来的成本降低、较高的要素成本与预期利润。一些集成电路制造厂投资项目最终主要因为上海的商务成本过高而选择了上海周边地区,2008及2009年江苏省的销售收入已超过上海市,成为国内集成电路第一大省。近两三年随着武汉新芯12英寸生产线、成都成芯和重庆渝德8英寸生产线建成投产、英特尔成都封装测试工厂投产以及西安应用材料公司技术中心的建设,中西部地区IC产业发展的势头不可小觑。
4.国际硅周期和金融危机对上海IC集群的冲击
2000年以来,随着全球化的推进、跨国公司的产业转移,上海IC集群经历了快速发展阶段后,遭遇了前所未有的国际集成电路行业和金融危机的巨大冲击。从销售收入来看,2001年到2004年翻了一番,2003至2006年年均增长率达到50%。到2007年步入硅周期,全球集成电路产业不景气,上海集成电路产业仅实现销售收入389.5亿元,同比增长2.5%.增速明显放缓。受到国际半导体市场的影响,2008—2009年上海IC产业呈现负增长,2009年销售收入降为402亿元,增长率为一12%,比同期全国IC产业销售收入跌幅还多1个百分点,这说明,上海IC产业遭遇了较全国更大的冲击。
三、推进上海IC集群升级的政策建议
1.科学制定上海IC集群规划,实施价值模块协同网战略
一是要找准上海IC集群在全球和全国价值链中的位置。随着国家实施“国家科技重大专项”和本市加紧实施推进“高新技术产业化”等项目,抓住整机业与集成电路设计业的联动环节,形成从集成电路设计、制造、封装测试到产业化应用的大产业链,确立产业升级路线图,确立上海IC在全国IC设计业及其产业化的领先地位,并推动上海IC集群在全球价值链中的位置不断攀升。
二是调整和优化区域产业布局及定位。科学分析浦东、松江、紫竹园区的产业链优势环节,每个园区确立1~2个优势环节,其余非优势环节给予鼓励政策转移到相应园区,避免过度竞争,资源浪费。张江重点发展集成电路设计和微电子装备;外高桥发展集成电路封装测试;金桥建设国家级通信产业基地,重点集聚和发展移动通讯设备和光机电一体化;康桥发展以华硕公司为标杆企业的手机、个人电脑等消费类终端产品。
三是实施价值模块协同网络(VMCN)战略。模块协同网络是通过加强集群内相关企业间的水平联系,通过协作、创新、竞争全面满足市场的差异化需求,将模块供应商、业务流程与系统管理等结合在一起,形成强大、集成、灵敏的全球化模块化产业集群。上海IC集群可以发挥地方政府的优势,将集群内的大量同类型本地企业,协同组织,建立复杂的水平联系网络,协同集群内中介服务机构、大学和科研机构等区域本地行为主体,组成灵活敏捷、协同互补的动态经济体系,有效实现价值创造过程的网络化整合,并通过企业和不同知识背景、知识结构的不同行为主体的知识交流与碰撞,激发集群创新发生。在有效利用全球网络的同时,积极实施本土化战略,增加网络的密度,拓宽相互学习的界面。
2.加快IC产业整合转型,提升创新能力
对上海IC产业来说,加快整合转型,促进产业集聚和企业做大做强,同样是IC集群升级的紧迫需要。应抓住国家鼓励产业整合重组的机遇,采取强有力的扶持措施,通过政策、资金和市场引导等途径,对产品技术水平高和市场前景好的企业,加快整合IC芯片制造、设计企业,建立自主可控的集成电路产业体系,尽快形成几个上规模的企业,为培育世界级集成电路企业作准备。以IC产业航母,撬动龙头企业的跨国混合网络,加速集群国际知识的获取、吸收、创造性运用,从而为本地IC集群的跨越式升级创造条件。要从自身实际出发,加快技术和产品创新速度。要以《国家中长期科学和技术发展规划纲要》确定的16个国家重大专项重点提升集成电路企业研发创新能力、突破核心技术的机遇,引导本地企业根据国内市场的实际需求加大新产品的开发力度,快速占领新兴市场,增加企业竞争力。
3.争取国家和地方的政策支持,实施积极的人才战略
一是落实2008年财税1号文有关优惠政策,国家规划布局内软件企业涵盖重点集成电路设计企业,将集成电路设计企业认定为“生产型企业”,享受出口退税政策,使其在国内完成设计后顺利投入生产出口到国内外市场,并将集成电路产业优惠政策覆盖半导体产业链诸环节。二是对公司的跨国研发给予财政政策支持,取消“出口”和“进口”的双向税赋成本,规定企业在国外的研发专利可以作为国内企业申报高新技术企业的依据,可以享受相关税收减免的优惠政策。三是鼓励地方企业利用中国本土大学、科研院所等与国外相应机构的“非赢利合作”关系,建立国外有关法律、科技制度的“专家咨询库”,通过“迂回”战略间接嵌入到西方知识网络,从而脱离于跨国公司独立发展奠定基础。
IC产业是知识密集型产业,专业化、高端人才对于IC集群的升级至关重要。可以借鉴国外的发展经验,制定高工资、低(零)个人所得税、股权奖励等优惠的人才吸引政策,吸引海外集成电路设计、制造、管理专家前来工作。可以通过提高员工待遇。加强产业间的网络联动来进一步强化企业网络优势。同时重视技术人才的培养,为基层作业员、技工、工程师提供较好的专业素质培训。这样的措施对设计企业和制造企业都是至关重要的。当然,要从根本上解决上海IC人才问题,地方政府必须制定积极人才政策,将人才待遇与户籍制度、住房、社会保障、配偶工作、子女教育与就业统筹考虑,使人才引得来、留得住。
4.充分发挥协会、企业管理咨询服务平台职能
建议政府及其相关部门“抓大放小”,将具体事务性职能交由协会办理。在建立产业同盟方面,建议进一步发挥好行业协会的作用,促进和推动lC产业的协同发展。可以授权协会实施或参与产业联盟的培育、建设和运作,构建公共服务平台,通过协会的推进来形成产学研结合的运行机制,发挥协会在行业管理中的主体作用。可以参考香港政府和香港工程师协会的做法,以政府(工程类)公务员的要求对协会的会员标准进行认定。在提升企业自主创新能力方面,政府和市、区两级行业协会结合起来,具体放手让协会去做。提供孵化楼的同时,为中小企业提供更加优质的创业服务;打造风险投资机构积聚地,重点培养有自主创新的重点企业。通过行业协会,促成IC产业的产业联盟。
篇4
关键词:摩尔定律;晶体管;电子信息产业
中图分类号:TN-9 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)23-0170-02
一、引言
摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登・摩尔(Gordon Moore)在搜集1959年至1965年集成电路上晶体管数量的数据的基础上,于1965年4月提出的[1]。即当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。戈登・摩尔提出摩尔定律后的几年内,世界多数半导体公司按照这个定律制定了产品更新策略。1969年,摩尔和朋友建立英特尔公司并制定电子信息产业标准。此后,英特尔公司生产的大量产品都验证了摩尔定律的准确性。直到目前,全球仍有多数知名半导体制造公司一直遵循摩尔定律进行产品生产,如英特尔、高通、AMD、ST等[2]。
摩尔定律核心是不断增加的晶体管的数目,以及更强大的性能和更高的集成度,这也会带来一系列问题,如设计者需要使用各种方法来解决高温问题[3]。但这却能促进制作工艺的提升和集成电路中晶体管数目的增加。一方面,更强大的性能来源于更多晶体管数目;另一方面,制作工艺的更新也促进性能的提升。很多制造集成电路的工艺被英特尔公司使用,比如180nm,90nm,65nm,45nm,32nm等,来也将有14nm和10nm[4]。其他半导体制造公司也有各自的制作工艺,如台积电公司等。
基于以上问题和相关介绍,从1965年起,几乎所有的半导体厂商都遵循了摩尔定律。每一次进步都使得集成电路上能容纳更多的晶体管,并且带来更低廉的价格。然而,在摩尔定律提出的40年以来,也出现了一些问题,一度让人们怀疑摩尔定律是否会被终结[5-6]。但是摩尔定律一直发展到了今天,在未来几年内也会一直有效。
二、摩尔定律与晶体管数目
1.晶体管数目增加的影响。摩尔定律的经典结论是,当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月增加一倍,性能也提升一倍。不断增加的晶体管数量意味着更强大的性能,包括更多的功能和更快的运行速度。集成电路功能可以不断提升。例如,原来的8051单片机没有集成片上模数转换,而现在的单片机如集成Cortex-M3内核的STM32内部集成了模数转换模块。这些模块的增加给工程设计带来很多便利,在印刷电路板上不再需要额外的集成电路,并且可以提高传感器的精确度,在AMD的Tahiti XT中集成了4,312,711,873个三极管[7]。最近几年,提出了一个新的概念――片上系统(Soc)。片上系统的集成电路可以拥有更强大的系统功能、更低廉的价格以及更低的耗电量和更小的供电电压。同时,更多的晶体管意味着更快的运行速度。目前最大的个人CPU I7-3970X拥有22.7亿个晶体管[8],而上一代最大的个人CPU I7-990X拥有10.17亿个晶体管[9]。目前最大个人电脑的核心部件如表1所示。
2.晶体管数目对温度的影响。工程设计人员希望通过增加单位面积里晶体管的数量来提高性能,并希望通过更先进的制造工艺来控制温度。所以新型集成电路的温度并不会比之前集成电路的低。如今,设计者也可以使用其他途径来解决温度问题。多数电脑使用风扇或者水冷,甚至液氮来冷却。为了更有效率地对集成电路进行冷却,冷却技术需要不断地进行改进和提高。现今集成电路冷却业是一个大产业并且不断发展,世界上有很多专注于此的公司。
三、摩尔定律与价格
当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月增加一倍,性能也将提升一倍。因为集成电路的价格主要来源于制作工艺提升的费用,更先进的制作设备需要更先进的生产技术和工厂来支持,而集成电路原料的价格可以忽略。英特尔公司在设计集成电路之外,也建立了先进的工厂来保证制造工艺。建造工厂需要花费大量的物理与财力,所以需要通过增加产品的数量并增加工厂的工作年限来减少生产集成电路的平均费用。台积电是一个非常著名的集成电路制造代工公司,它使用了另一种方法来减少生产集成电路的平均费用。NVDIA,AMD,Qualcomm以及一些其他的集成电路设计公司都是台积电的客户。通过帮助大量的集成电路设计公司生产集成电路,台积电可以生产出大量的产品来提供建设厂房所需要的花费。第一台计算机是为了计算炮弹弹道而生产的,所以拥有足够的军费支持。而工业中费用的问题不能忽视,所以集成电路变得越来越廉价,嵌入式系统也被运用在工业控制中。因为嵌入式系统低廉的价格,除了工业控制之外,其他很多领域也在使用单集成电路微处理器。例如智能家居、智能手机、无人飞机等等。在各个领域中广泛运用的电子设备是使我们的生活能变得更智能更现代的原因之一。在摩尔提出摩尔定律的1965年,这些智能化生活都是不可想象的。
四、摩尔定律未来发展趋势
1965年提出的摩尔定律对世界来说是一个重大事件。而现在,我们将怎样评价它48年来对世界的影响?不管怎样,摩尔定律巨大的影响是不可否认的。在摩尔的眼里,摩尔定律所揭示的速度是不可能永远持续下去的[3]。一些文章认为摩尔定律将会因为漏电流和高温被终结[5]。一些其他的观点则认为导致摩尔定律终结的原因是制造商不能收回研发和建造工厂的巨大成本[6]。一个半导体工业协会出版的名为“未来技术发展蓝图”的文件指出,10nm级的工艺是关键,因为以往的机械制作工艺将不能达到其制造的所需要求[6]。关于摩尔定律的继续发展和未来影响,我们有以下看法。
第一,首先是制造工艺上的一些问题。依照目前的发展趋势,有两个方面的问题越来越明显,就是关于漏电流和高温。这些问题需要通过制造工艺的进步来解决。摩尔曾经指出漏电流将会限制摩尔定律发展,当晶体管的尺寸不断减小,漏电流的影响将使得功耗增大。如果设计者不断减小晶体管的尺寸,电流将变得越来越大并烧毁晶体管。
得益于3D晶体管技术,这个由于漏电流产生的问题暂时得到了解决,集成电路还可以工作在更低的驱动电压下。关于温度,由于更先进的制造工艺,在保持同样晶体管数量和性能下,新型号的集成电路的温度总会低于旧型号的集成电路。在奔腾4时代,英特尔不能很好地解决高温的问题。但得益于多核技术,英特尔推出了名为酷睿的产品来解决这个问题。现在,很多移动平台集成电路供应商都使用多核技术来解决高温的问题。同时,为了控制功耗在100W以下,一个叫ARM的著名集成电路公司推出了一个名为big.little的新异构计算解决方案,这个架构将功耗高、性能强的处理器,与功耗低、性能弱的处理器封装在一起。并希望借此能提高处理器的效率,产生能达到高性能但功耗低的处理器。
各种新出现的技术问题将导致发展放缓。首先在于集成电路的制造方面,比如当集成电路达到10nm数量级时,光学加工手段将会取代机械加工手段。英特尔使用疝灯产生的远紫外线来雕刻集成电路,IBM使用X光,这将可能解决工艺尺寸的问题,比如制造14nm尺寸的芯片。如果新的制造手段将被发现,将继续提高集成电路性能。再看看其他方面的限制,比如耗电问题。目前芯片性能的进步很快,但同时也会增加耗电量。这些都可能是集成电路发展的一个不可逾越的瓶颈,导致摩尔定律不再适用,电子信息产业不再迅速发展。
而对于工艺的更新速度,可以参考英特尔的策略,根据英特尔提出的“Tick-Tock”战略,在接下来的一年,将会有7nm和5nm制作工艺的集成电路推出。当“Tick”年来到,集成电路的制程将会更新;而“Tock”年到来时,集成电路的微处理器架构将会更新[9]。
第二,财务因素是每个公司发展的决定性因素。一些专家认为公司无法负担起建设新厂房所需要的大量资金。新的集成电路所带来的利润不足以让公司支付这些费用并盈利,集成电路的更新速度将会放缓。目前,英特尔正在以色列建设10nm生产工艺的工厂。在电子信息产业发展早期,硬件能力的增长跟不上软件需求发展的速度(软件设计总是需要更高性能的硬件),所以对硬件的性能提升有很大的需求,每次硬件的增长都被快速地应用在软件上。而现在软件的复杂性增长已经趋于平缓,而不是继续高速复杂化。比如新一代的Windows 8操作系统对硬件的要求甚至低于老一代操作系统Windows 7[8]。一直致力于提高芯片性能的英特尔也推出了功耗更低和超低电压CPU,由英特尔极力推广的超极本逐渐成为了未来笔记本的发展方向。另一方面因为大多数用户并不需要如此强劲的性能,而更加看重用户体验,加上购买高性能处理器的花费太高,导致技术进步的速度受到限制。比如只有少部分中国人使用昂贵的I7处理器。如果不能有效地控制成本,并且没有大量的市场需求,集成电路性能提高的速度将大大放缓。
第三,全新的制造材料将改变集成电路的发展方向。在晶体管发明以前,没有人能预料到今天电子信息产业的繁荣。也许我们能使用新的材料或者技术来改变现状。我们可以考虑使用其他的半导体元素代替硅元素制作晶体管,比如元素周期表上第三和第五族的元素。利用它们不同的属性,提高芯片的性能。但这可能仅仅是权宜之计,因为它们可能也会遇到与硅元素相同的问题。石墨烯也是一个很有希望的晶体管材料。但是它也有很多问题,比如没有足够的带隙,人们对它的了解也不足够充分。这些材料和技术目前都处于探索之中,未来也许也会有新技术出现,并带来革命性的改变。如果将来的某个发明,改变了集成电路性能提升的方式,或者产生了新的计算机技术,取代了现有的集成电路工作原理,那么摩尔定律可能将不再适用。
五、结论
由本文的研究分析可以得出,目前集成电路的发展还会遵循摩尔定律,并伴随电子信息产业的飞速发展。而若干年以后,集成电路和电子信息产业的发展速度将会放缓。此外,集成电路性能提升的方式也可能会发生改变。
目前,电子信息产业发展飞速,如同大多数工业产业一样,由刚刚兴起时的发展困难到随后的一个高速发展时期,然后又逐渐趋向平稳。在电子信息产业中,这种现象可能出现在五年后,也可能在十年或者二十年以后。但这一天一定会到来,没有人可以打破这个基本的自然规律。在未来几年内,摩尔定律还将适用,电子信息产业仍将快速蓬勃发展。在未来的某天,摩尔定律将失去它的价值,电子信息产业也将会以其他的形式和方向继续发展。
参考文献:
[1]Nam Sung Kim,Leakage current:Moore’s Law Meets Static Power[J].the IEEE Computer Society. December 2003:68-75.
[2]陶然.守望摩尔定律[J].电子产品世界,2010,(6):2-4.
[3]沈建苗.摩尔定律是否有未来[J].微电脑世界.2011,(9):12-15.
[4]Desktop 3rd Generation Intel Core Processor Family,Desktop Intel Pentium Processor Family,and Desktop Intel Celeron Processor Family[EB].http:///content/dam/www/public/us/en/documents/datasheets/3rd-gen-core-desktop-vol-2-datasheet.pdf,January 2013.
[5]齐书阳.摩尔定律会终结吗[J].电脑爱好者,2013,(8).
[6]赵佶.摩尔定律何时会失效[J].半导体信息,2012,(5):4-8.
[7]Mike Mantor. White Paper|AMD GRAPHICS CORES NEXT (GCN) ARCHITECTURE[EB].http:///cn/Documents/GCN_Architecture_whitepaper.pdf,August,28,2012.
[8]Intel Core i7-900 Desktop Processor Extreme Edition Series and Intel Core i7-900 Desktop Processor Series on 32-nm Process[EB]. http:///content/dam/www/public/us/en/documents/datasheets/core-i7-900-ee-and-desktop-processor-series-datasheet-vol-1.pdf,February,2010.
篇5
1 MPW服务概述
1.1 什么是MPW服务
在集成电路开发阶段,为了检验开发是否成功,必须进行工程流片。通常流片时至少需要6~12片晶圆片,制造出的芯片达上千片,远远超出设计检验要求;一旦设计存在问题,就会造成芯片大量报废,而且一次流片费用也不是中小企业和研究单位所能承受的。多项目晶圆MPW(Multi-Project Wafer)就是将多个相同工艺的集成电路设计在同一个晶圆片上流片,流片后每个设计项目可获得数十个芯片样品,既能满足实验需要,所需实验费用也由参与MPW流片的所有项目分摊,大大降低了中小企业介入集成电路设计的门槛。
1.2 MPW的需求与背景
上世纪80年代后,集成电路加工技术飞速发展,集成电路设计成了IC产业的瓶颈,迫切要求集成电路设计跟上加工技术;随着集成电路应用的普及,集成知识越来越复杂,并向系统靠近,迫切要求系统设计人员参与集成电路设计;为了全面提升电子产品的品质与缩短开发周期,许多整机公司和研究机构纷纷从事集成电路设计。因此,大面积、多角度培养集成电路设计人才迫在眉睫,而集成电路设计的巨额费用成为重要制约因素。
实施MPW技术服务必须有强有力的服务机构、设计部门和IC生产线。
1.3 MPW服务机构的任务
① 建立IC设计与电路系统设计之间的简便接口,以便于系统设计人员能够直接使用各种先进的集成电路加工技术实现其设计构想,并以最快的速度转化成实际样品。
② 组织多项目流片,大幅度减少IC设计、加工费用。
③ 不断扩大服务范围:从提供设计环境、承担部分设计,到承担全部设计、样片生产,以帮助集成电路用户或开发方完成设计项目。
④ 帮助中小企业实现小批量集成电路的委托设计、生产任务。
⑤ 支持与促进学校集成电路的设计与人才培养。
1.4 MPW技术简介
(1)项目启动阶段
MPW组织者首先根据市场需要,确定每次流片的技术参数、IC工艺参数、电路类型、芯片尺寸等。设计时的工艺文件:工艺文件由MPW组织者向Foundry(代工厂)索取,然后再由设计单位向MPW组织者索取。提交工艺文件时,双方都要签署保密协议。
(2)IP核的使用
参加MPW的项目可使用组织者或Foundry提供的IP核,其中软核在设计时提供,硬核在数据汇总到MPW组织者或Foundry处理后再进行嵌入。
(3)设计验证
所有参加MPW的项目汇总到组织者后,由组织者负责对设计的再次验证。验证成功后,由MPW组织者将所有项目版图综合成最终版图交掩膜版制版厂,开始流片过程。
(4)流片收费
每个项目芯片价格按所占Block的大小而非芯片实际大小计算。流片完成后,MPW组织者向每个项目提供10~20片裸片。需封装、测试则另收费。
2 国外MPW公共技术平台与公共技术服务状况
(1)MPW服务机构创意
1980年,美国防部军用先进研究项目管理局(DARPA)建立了非赢利的MPW加工服务机构,即MOS电路设计的实现服务机构MOSIS(MOS Implementation System)服务机构,为其下属研究部门所设计的各种集成电路寻找一种费用低廉的样品制作途径。MPW服务机构与方式的思路应运而生。加工服务内容:从初期的晶圆加工到后续增加的封装、测试、芯片设计。
(2)MOSIS机构的发展
考虑到MPW服务的技术性,1981年MOSIS委托南加州大学管理。在IC产业剧烈的国际竞争环境下,培养集成电路设计人才迫在眉睫。1985年,美国国家科学基金会NSF支持MOSIS,并和DARPA达成协议,将MPW服务对象扩大到各大学的VLSI设计的教学活动;1986年以后在产业界的支持下,将MPW服务扩大到产业部门尤其是中小型IC设计企业;1995年以后,MOSIS开始为国外的大学、研究机构以及商业部门服务。服务收费:国内大学教学服务免费,公司服务收费,国外大学优惠条件收费,国外公司收费较国内公司要高。
(3)其它国家的MPW服务机构
法国:1981年建立了CMP(Circuit Multi Projects)服务机构,发展迅速,规模与MOSIS接近,对国外服务也十分热心。1981年至今,已为60个国家的400个研究机构和130家大学提供了服务,超过2500个课题参加了流片。1990年以前,CMP的服务对象主要是大学与研究所,1990年开始为中小企业提供小批量生产的MPW服务。由于小批量客户的不断增加,2001年的利润比2000年增加了30%。
欧盟:欧盟于1995年建立了有许多设计公司加盟的EUROPRACTICE的MPW服务机构,旨在向欧洲各公司提供先进的ASIC、多芯片模块(MCM)和SoC解决方案,以提高它们在全球市场的竞争地位。EUROPRACTICE采取了"一步到位解决方案"的服务方式,用户只要与任何一家加盟EUROPRACTICE的设计公司联系,就可以由该公司负责与CAD厂商、单元库公司、代工厂、封装公司和测试公司联系处理全部服务事项。
加拿大:1984年成立了政府与工业界支持的非赢利性MPW服务机构CMC(Canadian Microelectronics Corporation)联盟,是加拿大微电子战略联盟(Strategic Microelectronics Consortium)的一部分。目前,CMC的成员包括44所大学和25家企业。CMC的服务包括:提供设计方法和其它产品服务,提高成员的设计水平;提供先进的制造工艺,确保客户的设计质量;提供技术及工艺的培训。
日本:1996年依托东京大学建立了VLSI设计与教育中心VDEC(VLSI Design and Education Center),开展MPC(Multi-Project Chip)服务。VDEC的目标是不断提高日本高校VLSI设计课程教育水平和集成电路制造的支持力度。2001年,共有43所大学的99位教授或研究小组通过VDEC的服务,完成了335个芯片的设计与制造。VDEC与主要EDA供应商都签有协议,每个EDA工具都拥有500~1000个license;需要时,这些license都可向最终用户开放。VDEC还对外提供第三方IP的使用,同时,VDEC本身也在从事IP研究。
韩国:1995年,在韩国先进科学技术研究院(Korea Advanced Institute of Science and Technology)内建立了集成电路设计教育中心IDEC(IC Design Education Center)。
可以看出,世界各先进国家都认识到IC产业在未来世界经济发展中的重要地位,在IC加工技术发展到一定阶段后,抓住了IC产业飞速发展的关键;在IC应用层面上普及IC设计技术和大力降低IC设计、制造费用,并及时建立有效的MPW服务机构,使IC产业进入了飞速发展期。纵观各国MPW服务机构不尽相同,但都具有以下特点:
① 政府与产业界支持的非赢利机构;
② 开放性机构,主要为高等学校、研究机构、中小企业服务;
③ 提供先进的IC设计与制造技术,保证设计出的芯片具有先进性与商业价值;
④ 提供IC设计与制造技术的全程服务。
3 我国MPW现状
我国大陆地区从上世纪80年代后半期开始进入MPW加工服务,从早期利用国外的MPW加工服务机构到民间微电子设计、加工的相关企业、学校联合的MPW服务,到近期政府、企业介入后的MPW公共服务体系的建设,开始显露了较好的发展势头。
3.1 与国外MPW加工服务机构合作
1986年,北京华大与武汉邮科院合作利用德国的服务机构,免费进行了光纤二、三次群芯片组的样品制作,使武汉邮科院的通信产品得以更新换代。此后,上海交大、复旦、南京东南大学、北京大学、清华大学、哈尔滨工业大学都从国外的MPW加工服务中获益匪浅。东南大学利用美国MOSIS机构的MPW加工服务,采用0.25和0.35 ìm的模数混合电路工艺进行了射频和高速电路的实验流片。
在与国外MPW服务机构的合作方面,东南大学射频与光电子集成电路研究所取得显著成果。建所初期就与美国MOSIS、法国CMP建立合作关系。1998年以境外教育机构身份正式加入MOSIS,同年,利用MOSIS提供的台湾半导体公司的CMOS工艺设计规则、模型及设计资料开发了基于Cadence软件设计环境的高速、射频集成电路,完成了5批0.35ìm、3批0.25ìm CMOS工艺共40多个电路的设计与制造,取得了许多国内领先、世界先进水平成果。2000年东南大学射光所还与法国的CMP组织正式签订了合作协议。
为了推动大陆的MPW服务,射光所从2000年开始利用美国MOSIS机构为国内客户服务,建立了MPW服务网页,向公众及时流片时间及加入MPW的流程和手续。2001年,射光所通过MOSIS利用TSMC的0.35和0.25ìm CMOS工艺为清华大学、信息产业部第13所、南通工学院完成了3批10多个芯片的设计制造。目前,10多个高校、研究机构、企业成为射光所MPW成员。
3.2 高校、企业、研究机构合作实现MPW服务
90年代,上海复旦大学开始着手建立国内MPW加工服务机构;1995年,无锡上华微电子公司开始承担MPW加工服务,并于1996年组织了第一次MPW流片;1997年至1999年在上海市政府的支持下,连续组织了6次MPW流片,参加项目有82个;2000年受国家火炬计划、上海集成电路设计产业化基地、上海市科委及上海集成电路设计研究中心委托又组织了3次35个项目的MPW流片。清华大学与无锡上华合作,针对上华工艺,开发了0.6ìm单元库,开始了MPW加工服务,并将校内的工艺线用于MPW加工服务。近年来,在863 VLSI重大项目规划指引下,在上海、北京、深圳、杭州等地陆续成立了集成电路产业化基地,进一步推动了MPW加工服务的开展。清华大学从2000年开始,利用上华0.6ìm CMOS工艺为本校以及浙江大学、合肥工业大学组织了4次MPW流片,总共实现了106项设计;上海集成电路设计研究中心与复旦大学,于2001年利用上华1.0和0.6ìm CMOS工艺和TSMC的0.3ìm CMOS工艺,为产业界、教育界进行了8次MPW流片,实现了109个设计项目。
随着中国半导体工业飞速发展,将会在更多的先进工艺生产线为MPW提供加工服务,许多境外的半导体公司也在积极支持我国的MPW加工服务。随着上海、北京多条具有国际先进水平的深亚微米CMOS工艺线的建成,国家级的MPW计划会得到飞速发展。
3.3 台湾地区的MPW加工服务
1992年在台湾科学委员会的支持下,成立了集成电路设计和系统设计研究中心CIC。其目的是对大专院校的集成电路/系统设计提供MPW服务,对集成电路/系统设计人员进行培训,并推动产业界与学院的合作研究项目。到目前为止,CIC已为超过100家的台湾院校提供了MPW服务,总计有3909个IC项目流片成功,其中,76家大专院校有3423项,40多家研究所和产业界有486项。在EDA工具方面,有多家的IC/SYSTEM设计工具已运用在MPW的设计流程中。到目前为止,已有91家大专院校安装了14 100多个EDA工具的许可证,另外,0.6ìm 1P3M CMOS、0.35ìm1P4M CMOS、0.25 ìm1P5M CMOS和0.18ìm1P6M CMOS的标准单元库已开始使用。除了常规MPW服务,CIC还向大专院校提供培训:2001年有7000人次,每年还有2次为产业界提供的高级培训。
台湾积体电路制造股份公司(台积公司:TSMC)从1998年提供MPW服务,成为全球IC设计的重要伙伴。2000年以来台积公司提供了100多次MPW服务,并完成了1000个以上IC芯片项目的研制。目前,台积公司已分别与上海集成电路设计研究中心、北京大学微处理器研究开发中心合作,提供MPW服务。
4 我国大陆地区MPW服务基地的建设
由于大陆地区原有微电子研究机构的历史配置,在进入基于MPW服务方式后,这些研究机构先后都介入了IC设计的MPW服务领域,并开始建立相应的MPW服务基地。
4.1 上海复旦大学与集成电路设计研究中心(ICC)
上海复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室在上海市政府支持下,于1997年成立了"上海集成电路设计教育服务中心"。主要任务是IC设计人才培养和组织MPW服务。1997~1999年组织了6次MPW流片。2000~2001年上海市科委设立"上海多项目晶圆支援计划",把开展MPW列为国家集成电路设计上海产业化基地的重点工作。在市科委组织下,复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室与ICC实现强强联合,面向全国,于2000年组织了3次、2001年组织了5次MPW流片。ICC于2001年底正式与TSMC达成合作协议,开展0.35ìm MPW流片服务。2002年与中芯国际集成电路制造(上海)有限公司(SMIC)合作推出本土0.35ìm及以下工艺的MPW流片服务。从ICC设立的网站(icc.sh.cn) 可了解MPW最新动态和几乎所有的MPW服务信息。
4.2 南京东南大学射频与光电子集成电路研究所
1998年,南京东南大学射光所以境外教育机构的身份正式加入美国MOSIS,并签订有关协议,由此可获得多种工艺流片服务。2000年5月与法国的CMP签订了合作协议。1999年底受教育部委托,举办了"无生产线集成电路设计技术"高级研讨班。从2000年开始建立了MPW服务网页,通过网页向公众公布流片时间及加入MPW的流程和手续,目前,高速数字射频和光电芯片测试系统已开始运行,准备为全国超高速数字、射频和光电芯片研究提供技术支持,有许多高校、研究单位、公司已成为射光所MPW成员。
4.3 国家集成电路设计产业化(北京)基地MPW加工服务中心
在北京市政府的支持与直接参与下建立了"北京集成电路设计园有限责任公司"。正在建设中的国家集成电路设计产业化(北京)基地MPW加工服务中心由北京华兴微电子有限公司为承担单位,联合清华大学、北京大学共同建设。
4.4 北方微电子产业基地TSMC MPW技术服务中心
篇6
【关键词】微电子;延伸领域;发展方向
1.引言
微电子技术是随着集成电路,尤其是大规模集成电路发展起来的一门新技术。微电子产业包括系统电路设计,器件物理,工艺技术,材料制备,自动测试及封装等一系列专门的技术的产业。微电子产业发展非常迅速,它已经渗透到了国民经济的各个领域,特别是以集成电路为关键技术的电子战和信息战都要依托于微电子产业。
微电子技术是微电子产业的核心,是在电子电路和系统的超小型化和微型化的过程中逐渐形成和发展起来的。微电子技术也是信息技术的基础和心脏,是当今发展最快的技术之一。近年来,微电子技术已经开始向相关行业渗透,形成新的研究领域。
2.微电子技术概述
2.1 认识微电子
微电子技术的发展水平已经成为衡量一个国家科技进步和综合国力的重要标志之一。因此,学习微电子,认识微电子,使用微电子,发展微电子,是信息社会发展过程中,当代大学生所渴求的一个重要课程。
生活在当代的人们,没有不使用微电子技术产品的,如人们每天随身携带的手机;工作中使用的笔记本电脑,乘坐公交、地铁的IC卡,孩子玩的智能电子玩具,在电视上欣赏从卫星上发来的电视节目等等,这些产品与设备中都有基本的微电子电路。微电子的本领很大,但你要看到它如何工作却相当难,例如有一个像我们头脑中起记忆作用的小硅片―它的名字叫存储器,是电脑的记忆部分,上面有许许多多小单元,它与神经细胞类似,这种小单元工作一次所消耗的能源只有神经元的六十分之一,再例如你手中的电话,将你的话音从空中发射出去并将对方说的话送回来告诉你,就是靠一种叫“射频微电子电路”或叫“微波单片集成电路”进行工作的。它们会将你要表达的信息发送给对方,甚至是通过通信卫星发送到地球上的任何地方。其传递的速度达到300000KM/S,即以光速进行传送,可实现双方及时通信。
“微电子”不是“微型的电子”,其完整的名字应该是“微型电子电路”,微电子技术则是微型电子电路技术。微电子技术对我们社会发展起着重要作用,是使我们的社会高速信息化,并将迅速地把人类带入高度社会化的社会。“信息经济”和“信息社会”是伴随着微电子技术发展所必然产生的。
2.2 微电子技术的基础材料――取之不尽的硅
位于元素周期表第14位的硅是微电子技术的基础材料,硅的优点是工作温度高,可达200摄氏度;二是能在高温下氧化生成二氧化硅薄膜,这种氧化硅薄膜可以用作为杂质扩散的掩护膜,从而能使扩散、光刻等工艺结合起来制成各种结构的电路,而氧化硅层又是一种很好的绝缘体,在集成电路制造中它可以作为电路互联的载体。此外,氧化硅膜还是一种很好的保护膜,它能防止器件工作时受周围环境影响而导致性能退化。第三个优点是受主和施主杂质有几乎相同的扩散系数。这就为硅器件和电路工艺的制作提供了更大的自由度。硅材料的这些优越性能促成了平面工艺的发展,简化了工艺程序,降低了制造成本,改善了可靠性,并大大提高了集成度,使超大规模集成电路得到了迅猛的发展。
2.3 集成电路的发展过程
20世纪晶体管的发明是整个微电子发展史上一个划时代的突破。从而使得电子学家们开始考虑晶体管的组合与集成问题,制成了固体电路块―集成电路。从此,集成电路迅速从小规模发展到大规模和超大规模集成电路,如图1所示。
图1 集成电路发展示意图
集成电路的分类方法很多,按领域可分为:通用集成电路和专用集成电路;按电路功能可分为:数字集成电路、模拟集成电路和数模混合集成电路;按器件结构可分为:MOS集成电路、双极型集成电路和BiIMOS集成电路;按集成电路集成度可分为:小规模集成电路SSI、中规模集成电路MSI、大规模集成电路LSI、超导规模集成电路VLSI、特大规模集成电路ULSI和巨大规模集成电路CSI。
随着微电子技术的发展,出现了集成电路(IC),集成电路是微电子学的研究对象,其正在向着高集成度、低功耗、高性能、高可靠性的方向发展。
2.4 走进人们生活的微电子
IC卡,是现代微电子技术的结晶,是硬件与软件技术的高度结合。存储IC卡也称记忆IC卡,它包括有存储器等微电路芯片而具有数据记忆存储功能。在智能IC卡中必须包括微处理器,它实际上具有微电脑功能,不但具有暂时或永久存储、读取、处理数据的能力,而且还具备其他逻辑处理能力,还具有一定的对外界环境响应、识别和判断处理能力。
IC卡在人们工作生活中无处不在,广泛应用于金融、商贸、保健、安全、通信及管理等多种方面,例如:移动电话卡,付费电视卡,公交卡,地铁卡,电子钱包,识别卡,健康卡,门禁控制卡以及购物卡等等。IC卡几乎可以替代所有类型的支付工具。
随着IC技术的成熟,IC卡的芯片已由最初的存储卡发展到逻辑加密卡装有微控制器的各种智能卡。它们的存储量也愈来愈大,运算功能越来越强,保密性也愈来愈高。在一张卡上赋予身份识别,资料(如电话号码、主要数据、密码等)存储,现金支付等功能已非难事,“手持一卡走遍天下”将会成为现实。
3.微电子技术发展的新领域
微电子技术是电子科学与技术的二级学科。电子信息科学与技术是当代最活跃,渗透力最强的高新技术。由于集成电路对各个产业的强烈渗透,使得微电子出现了一些新领域。
3.1 微机电系统
MEMS(Micro-Electro-Mechanical systems)微机电系统主要由微传感器、微执行器、信号处理电路和控制电路、通信接口和电源等部件组成,主要包括微型传感器、执行器和相应的处理电路三部分,它融合多种微细加工技术,并将微电子技术和精密机械加工技术、微电子与机械融为一体的系统。是在现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。
当前,常用的制作MEMS器件的技术主要由三种:一种是以日本为代表的利用传统机械加工手段,即利用大机械制造小机械,再利用小机械制造微机械的方法,可以用于加工一些在特殊场合应用的微机械装置,如微型机器人,微型手术台等。第二种是以美国为代表的利用化学腐蚀或集成电路工艺技术对硅材料进行加工,形成硅基MEMS器件,它与传统IC工艺兼容,可以实现微机械和微电子的系统集成,而且适合于批量生产,已成为目前MEMS的主流技术,第三种是以德国为代表的LIGA(即光刻,电铸如塑造)技术,它是利用X射线光刻技术,通过电铸成型和塑造形成深层微结构的方法,人们已利用该技术开发和制造出了微齿轮、微马达、微加速度计、微射流计等。
MEMS的应用领域十分广泛,在信息技术,航空航天,科学仪器和医疗方面将起到分别采用机械和电子技术所不能实现的作用。
3.2 生物芯片
生物芯片(Bio chip)将微电子技术与生物科学相结合的产物,它以生物科学基础,利用生物体、生物组织或细胞功能,在固体芯片表面构建微分析单元,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞及其他生物组分的正确、快速的检测。目前已有DNA基因检测芯片问世。如Santford和Affymetrize公司制作的DNA芯片包含有600余种DNA基本片段。其制作方法是在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维,不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基本片段。采用施加电场等措施可使一些特殊物质反映出某些基因的特性从而达到检测基因的目的。以DNA芯片为代表的生物工程芯片将微电子与生物技术紧密结合,采用微电子加工技术,在指甲大小的硅片上制作包含多达20万种DNA基本片段的芯片。DNA芯片可在极短的时间内检测或发现遗传基因的变化,对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。生物工程芯片是21世纪微电子领域的一个热点并且具有广阔的应用前景。
3.3 纳米电子技术
在半导体领域中,利用超晶格量子阱材料的特性研制出了新一代电子器件,如:高电子迁移晶体管(HEMT),异质结双极晶体管(HBT),低阈值电流量子激光器等。
在半导体超薄层中,主要的量子效应有尺寸效应、隧道效应和干涉效应。这三种效应,已在研制新器件时得到不同程度的应用。
(1)在FET中,采用异质结构,利用电子的量子限定效应,可使施主杂质与电子空间分离,从而消除了杂质散射,获得高电子迁移率,这种晶体管,在低场下有高跨度,工作频率,进入毫米波,有极好的噪声特性。
(2)利用谐振隧道效应制成谐振隧道二极管和晶体管。用于逻辑集成电路,不仅可以减小所需晶体管数目,还有利于实现低功耗和高速化。
(3)制成新型光探测器。在量子阱内,电子可形成多个能级,利用能级间跃迁,可制成红外线探测器。
利用量子线、量子点结构作激光器的有源区,比量子阱激光器更加优越。在量子遂道中,当电子通过隧道结时,隧道势垒两侧的电位差发生变化,如果势垒的静电能量的变化比热能还大,那么就能对下一个电子隧道结起阻碍作用。基于这一原理,可制作放大器件,振荡器件或存储器件。
量子微结构大体分为微细加工和晶体生长两大类。
4.微电子技术的主要研究方向
目前微电子技术正朝着三个方向发展。第一,继续增大晶圆尺寸并缩小特征尺寸。第二,集成电路向系统芯片(system on chip,SOC)方向发展。第三,微电子技术与其他领域相结合将产生新产业和新学科,如微机电系统和生物芯片。随着微电子学与其他学科的交叉日趋深入,相关的新现象,新材料,新器件的探索日益增加,光子集成如光电子集成技术也不断发展,这些研究的不断深入,彼此间的交叉融合,将是未来的研究方向。
参考文献
[1]高勇,乔世杰,陈曦.集成电路设计技术[M].科学出版社,2011.
[2]常青,陶华敏,肖山竹,卢焕章.微电子技术概论[M].国防工业出版社,2006.
[3]王颖.集成电路版图设计与TannerEDA工具的使用[M].西安电子科技大学出版社,2009.
[4]毕克允.微电子技术[M].国防工业出版社,2000.
[5]于宝明,金明.电子信息[M].东南大学出版社,2010.
[6]王琪民,刘明候.秦丰华.微机电系统工程基础[M].中国科学技术大学出版社,2010.
篇7
1、申请数量和趋势分析
图1:我国集成电路专利申请情况
图2:无锡市集成电路专利申请情况
分析: 近五年来,我国集成电路专利申请量大体上保持持续增长的态势(图1),但增幅不大,从2006年626件申请量增长到2010年747件申请量,以年均4.5%的增幅递增,其中2006年到2007年申请量增幅最大,达到12.9%。参考其它制造业领域,大部分行业2007年专利申请量均有较大增幅,原因可能在于2007年相关政策的刺激。需要特别指出的是,2008年至2009年的曲线下降可能是来源于中国专利的早期公开延迟审查,所以不能作为专利申请趋势的判定依据。无锡市集成电路专利申请量较少(图2),2006―2010五年的申请总量仅为全国申请总量的1%左右,但增幅较大,年均增幅达56.5%。
2、专利类型分析(总量)
分析:从集成电路专利类型来看,国内该技术领域发明专利总量5944件,占比85%,而实用新型和外观设计则占比很少,说明该技术领域的技术含量较高。而对照无锡市集成电路专利类型分布图,发现发明专利总量仅为31件,占比仅为54%,与全国平均水平相比有较大差距,技术含量较低,有待于继续提高技术开发能力,加强集成电路方面的科技创新研究。
3、国省分布状况分析
分析:根据我国集成电路专利申请量排名情况来看,排名前十位企业中无一家大陆企业,日资企业6家、台资企业1家、韩国企业1家、美国企业1家、荷兰企业1家,可见国内企业在技术实力和研发能力上与外资台资企业相比有较大差距。我国企业在集成电路领域的技术竞争上缺乏壁垒优势,阵地薄弱,还没有形成规模,技术含量也不高,需要进一步提高技术开发能力。
无锡市在集成电路领域的专利申请量大部分来自“创立达科技”、“五十八研究所”、“中微高科”和“友达电子”,技术分布比较零散,没有形成集中技术优势的企业。
分析总结
根据我国集成电路专利申请量排名情况来看,排名前十位企业中无一家大陆企业,关键技术全部掌握在外资企业手中。无锡市在该领域的专利技术分布比较零散,还没有形成较大规模,只能说还在起步探索阶段。
篇8
本届IC China展会呈现出 “新、特、多”等特点。
“新”,本届展会是展示十年来产业发展成果,认真总结产业发展经验,规划企业未来的一次重要的产业界聚会。
本届展会上,作为节能环保、新一代信息技术产业、新能源、新能源汽车等21世纪战略性新兴产业核心和基础的集成电路产业的企事业单位踊跃参展,半导体分立器件、半导体光电器件、半导体传感器件等“大半导体产业”相关的一些国内外企业也都在展会上一展风采,成为了一届名副其实中国国际半导体博览会。
“特”,为了成功搭建半导体技术沟通、交流的平台,展会的主办单位全力以赴做好展会的宣传组织工作,努力为参展企业提供更好的服务;各地方协会、产业基地和产业联盟也积极地参加到参展的组织工作中来。深圳、成都、无锡、西安、济南等产业基地,北京、上海、深圳、广州、浙江、苏州等半导体(集成电路)行业协会,封装测试产业联盟、沈阳装备基地等都组团参展,这样既充分展示地方的产业发展总体状况,也突出了行业中重点企业发展愿景。使与会者在企业发展、产业生态环境建设、产业链打造等各个层面上都会有收益。
“多”,参展企业多,参展企业参展产品种类多。这次参展企业包括:设计企业中的大唐微电子技术有限公司、中国华大集成电路设计集团有限公司、展讯通信(上海)有限公司等近70家左右;制造企业中的中芯国际集成电路制造有限公司、上海华虹NEC电子有限公司、和舰科技(苏州)有限公司等公司;封装测试企业中的江苏长电科技股份有限公司、南通富士通微电子股份有限公司、天水华天科技股份有限公司等企业;专用设备、材料企业中的大连佳峰电子有限公司、格兰达技术(深圳)有限公司、有研半导体材料股份有限公司、宁波江丰电子材料有限公司等;分立器件有电子科技集团13所、天津中环半导体股份有限公司、晶方半导体科技(苏州)有限公司等企业。东京精密设备(上海)有限公司、迪斯科科技咨询(上海)有限公司、苏州住友电木有限公司等外资企业也报名参展。本届展会特装展台占展览面积四分之三左右。
另外,展会将中国高校集成电路产学研成果展区与集成电路科普教育体验区相结合。中国高校集成电路产学研成果展区,不仅为高校提供了一个展示自我的舞台,同时也为企业与高校之间架起了一座沟通的桥梁。该展示区同时还设立集成电路科普教育体验区,让观众了解一粒粒沙子到一个个现代化的高科技产品的神奇复杂的演变过程,开启人们通往集成电路世界的大门,通过人机互动,增强观众对集成电路的认识。
IC China 2010高峰论坛、研讨会议题围绕“创新、整合、发展”,主题突出。
主办方将邀请工信部领导在高峰论坛对集成电路产业的“十二五”规划(发展战略)进行解读。
美国半导体行业协会总裁、中芯国际、爱德万、东京精密、南车时代电器股份有限公司、新思科技等知名半导体企业高管出席了高峰论坛,作精彩演讲。美国半导体行业协会演讲内容为美国半导体产业的创新与产业发展;企业嘉宾的演讲从全球产业发展与企业发展等方面展示他们企业的成功经验和产业的发展前景。国家集成电路设计深圳产业化基地周生明主任演讲的题目为“创新、方案整合、系统集成――深圳集成电路设计发展启示”。
精心策划和安排的7场专题研讨会,题目鲜明、热点突出、内容丰富。
一、“核高基”国家科技重大专项实施专家组承办的“成长中的中国集成电路设计业:机遇与挑战”专题研讨会,邀请了赛迪顾问、清华大学、重邮信科、杭州中天、中芯国际、山东华芯等业界知名咨询机构、著名高等学府和重点企业的专家、学者、高管就中国集成电路设计业发展前景、微电子技术发展与绿色经济、国产嵌入式CPU的发展与服务策略、TD核心芯片发展策略、存储器产业的初步实践和思考等产业界发展的前沿重大课题、共同探讨中国集成电路设计业的机遇与挑战。
二、“中国集成电路封测产业链技术创新联盟”2009年在北京成立。这个联盟涉足我国集成电路封测领域的制造、装备、材料及相关科研与教学的25家单位。该联盟以“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”国家科技重大专项(即“02专项”)中的相关创新课题为技术驱动平台和纽带,依托其成员单位的人才、技术和市场资源,推动我国集成电路封测产业链关键技术进步与重大科技产品的创新。联盟不仅组织成员及相关单位参加了IC China 2010 的重大专项装备专区,同时将参加“中国半导体装备、材料与制造工艺研讨会暨第十三届中国半导体行业集成电路分会、支撑业分会年会、江苏省半导体行业协会年会”。国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”总体组组长、华润微电子有限公司董事长、有研半导体材料股份有限公司董事长、南通富士通电子股份有限公司总经理及多家企业高管将在研讨会上发表精彩演讲。
三、半导体分立器件是半导体产业重要的组成部分,发挥着越来越大的作用。新型电力电子器件、模块和应用,更是业界特别关注的领域,对高效节能、绿色环保起着非常重要的作用。在中国半导体行业协会分立器件分会承办的“电力电子与低碳经济”研讨会上,江光、苏州固锝、电子科技集团第55研究所、河北普兴、深圳深爱以及成都电子科技大学等单位的高管、专家就新型电力电子器件、绿色高效电源、电源管理集成电路等领域的技术创新成果、应用开发实例、市场发展远景、产业规划建议等方面进行充分交流,共图我国电力电子技术的新发展。
四、“知识产权”状况是企业竞争力的表现,是创新型国家的重要标志。多年来我国企业在知识产权工作方面取得了很大成绩,但进一步加强知识产权管理,推动知识产权资本化运作尚有许多工作要开展。知识产权的资本运作,有利于企业盘活存量资产,实现知识产权资产的价值型管理和优化重组,进而促进资源的科学配置与有效流动,实现资源配置的优化,有力地推动了产业发展。上海硅知识产权交易中心有限公司承办的“知识产权与资本运作”研讨会邀请了国内外投资机构、律师、中介机构等专业人士,从专利交易与资本运作的模式、法律问题、资产评估等不同角度深入探讨,以期对国内业界有所帮助。
五、越来越多的IC设计企业已经认识到分销商的价值,与分销商合作,节省了产品开发成本和缩短产品入市时间,也能借助分销商的渠道提高产品知名度和市场份额,实现电路设计企业、分销商、整机系统厂家三赢局面。由深圳华强与苏州市集成电路行业协会承办的“集成电路设计企业与市场分销商研讨会”邀请了苏州周边地区的设计企业和国内众多优秀的分销商、方案商将齐聚苏州共同讨探未来集成电路市场分销状况及市场发展趋势。并采用圆桌式“一对一”的方式直接让设计企业与分销商、方案商面对面交流,有针对性的进行合作交流,有意向合作的设计企业与分销商在现场进行了意向性预签约仪式。
篇9
本次全国集成电路行业工作会议由工业和信息化部主办,以“政策支持产业健康快速发展,自主创新推进产业结构升级”为主题。会议的主要任务是全面系统总结“18号文件”10年来我国集成电路产业发展成就和经验,研究和部署“十二五”期间我国集成电路行业重点工作任务,宣传贯彻、解读《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(国发[2011]4号文),讨论制定政策实施细则。
18号文引领“黄金十年”
“信息产业是我们国家实现经济崛起的重要支撑,而集成电路和软件就是信息产业的核心。”在本次行业工作会议上,北京大学教授、中科院院士王阳元做了主题报告,他指出,软件产业和集成电路产业是国家战略性新兴产业的重要组成部分,对加快转变经济发展方式、推动工业化和信息化深度融合发挥着十分重要的作用,而集成电路产业是信息技术革命、信息化、信息时代的动力系统。
因此,早在2000年6月,国务院就了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(国发[2000]18号文),并陆续推出了一系列促进集成电路产业发展的优惠政策和措施。
一年后,全国集成电路行业工作会议在上海召开,当时的行业主管单位原信息产业部与专家、企业代表一起对18号文的落实细则进行了广泛讨论,并制定了我国IC产业的十年发展战略:通过加强研究开发、加快产业重组、加大政策支持、建设产业园区等措施,以芯片设计作为突破口,重点发展设计业和芯片制造业,大大提高国内集成电路的设计、生产、供给能力,基本掌握集成电路核心技术开发能力及主流大生产技术的升级能力,从而建成植根于中国并在世界占有一席之地的集成电路产业。
“可以说,18号文的,造就了一个产业,培育了一支队伍,形成了一套体系。”在工业和信息化部软件与集成电路促进中心主任邱善勤看来,正是18号文造就了软件和集成电路两大产业发展的“黄金十年”。
10年中,我国集成电路产业的总销售额翻了7倍,从2000年的186.2亿元增长到2010年的1440.2亿元,年均增长率超过20%,产业增速始终保持高于全球集成电路产业增速约10个百分点,占全球集成电路市场份额从2000年的1.2%提高到2010年的8.6%,产量占全球比重接近10%,国际地位显著提高。
而市场蓬勃的背后是技术水平的不断提高,在设计业方面,我国集成电路的设计水平从2000年以0.8〜1.5微米为主,发展到今年设计企业普遍具备0.13微米以下工艺水平和百万门规模设计能力,海思半导体等领军企业具备了45/40纳米设计能力;在制造工艺方面,2000年,我国最好的制造工艺仅为0.25微米,而2010年中芯国际的12英寸生产线已经可以量产65纳米芯片,45纳米工艺进入前期研发。同时,封装测试行业的技术水平从低端迈向中高端,传统的DIP、QFP等封装已大量投产,而且在SOP、PGA、BGA以及SiP等先进封装技术的开发和生产方面取得了显著成绩,并形成规模生产能力。
10年来,在我国的集成电路产业中,先后涌现出一大批勇于创新、锐意进取的优秀企业。4月15日,“中国集成电路十年成就展”与全国集成电路行业工作会议同期同地举行,共吸引了70多家集成电路企业参展,涵盖设计、制造、封测、设备、仪器及材料产业链各环节,展示了18号文实施以来我国集成电路产业发展取得的成就。
继往开来的4号文
“10年来,中国的IC产业确实取得了令人瞩目的成就,但现在这种优越感还只存在于我们跟自己过去相比较的过程中,从现实的角度讲,中国的集成电路产业依然任重道远。”一位参加全国集成电路行业工作会议的代表在接受本报记者采访时如是说。
对此,工业和信息化部电子信息司司长在其题为《构建芯片与整机大产业链,做大做强集成电路产业》的工作报告中也指出了我国IC产业目前所面临的严峻形势:作为全球最大的集成电路市场,我国自行设计生产的产品只能满足市场需求的1/5,集成电路已连续7年成为最大宗的进口商品,2010年进口额高达1569.9亿美元。其中,CPU、存储器等通用芯片主要依靠进口,国内通信、网络、消费电子等产品中的高端芯片也基本依靠进口。
“这个行业属于规模经济的领域,谁强谁通吃。”杨学山副部长也指出,我们的集成电路产业目前在总体上来说可能还处于“第三梯队”的状态,第一梯队是美国,第二梯队包括日本、韩国及我国台湾省。
在邱善勤看来,我国集成电路产业发展面临的挑战主要包括以下两个方面。
首先,是主流市场仍然被几大国际巨头占据,产业集中度趋高,竞争更加激烈。如处理器领域的Intel和AMD两家企业囊括了全球99%的市场;存储器领域,按销售收入排名前6的企业占据了96%的市场份额。而我国集成电路企业以中小企业为主,在国际市场上远远落后。
第二,技术革新步伐加快,资金门槛不断提高,2000年以来,全球集成电路设计和加工技术基本以两年一个台阶的速度飞速发展。随着全球集成电路技术革新步伐加快,资金门槛也越来越高。例如,一条65纳米生产线的投入需要25亿〜30亿美元,32纳米生产线就要提升到 50亿〜70亿美元,而22纳米生产线的投入将超过100亿美元。而反观我们的企业,普遍规模小,力量分散。
为了突破产业发展困境,同时抓住新一轮产业发展机遇,进一步推动中国集成电路产业发展,今年1月28日,国务院正式了《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(国发【2011】4号文)。
“4号文”主要内容涵括财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权和市场七大方面,既延续了18号文大部分政策内容,又在把握产业发展趋势、发展方向和发展需求的基础上有所创新,在兼顾普惠性政策的前提下,加大了对重点行业和重点企业扶优、扶强的力度。工信部电子信息司司长指出,未来政策的重点更应该是扶优、扶大、扶强,以迅速形成竞争优势和竞争能力。
发挥地方政府积极性
4号文的出台正值国家“十一五”与“十二五”交界,“十二五”也成为了我国集成电路产业发展的关键时期。在本次工作会议上还了《集成电路产业“十二五”发展规划》(征求意见稿),明确提出了新的目标:到2015年,我国集成电路产业产量超过1490亿块,销售收入翻一番达到3300亿元,约占世界集成电路市场份额的14.8%,满足国内27.5%的市场需求。而据工业和信息化部电子信息司副司长丁文武透露,在广泛征求意见后,“规划”将在9月份之前正式颁布。
篇10
一、何谓芯片?
要了解芯片,首先要明白“集成电路”和“半导体”两个概念。1958年9月12日,在美国德州仪器公司担任工程师的“杰克·基尔比”发明了集成电路的理论模型。1959年,曾师从晶体管发明人之一肖克莱率先创造了掩模版曝光刻蚀方法,发明了今天的集成电路技术。而半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的材料,常见的有硅、锗、砷化镓等,用于制造芯片。
我们所说的集成电路指的是采用特定的制造工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及元件间的连线,集成制作在一小块硅基半导体晶片上并封装在一个腔壳内,成为具有所需功能的微型器件
芯片是指内含集成电路的半导体基片(最常用的是硅片),是集成电路的物理载体。
二、中国芯片发展现状
目前中国芯片发展现状可用四个词概括:发展很快,落后两代,技术受限,产品低端。
中国芯片制造工艺落后国际同行两代。中国目前只能量产28纳米级芯片,而国外可完成7纳米级产品制造;产能严重不足,50%的芯片依赖进口;同时中国的产能和需求之间结构失配,实际能够生产的产品,与市场需求不匹配;长期的代工模式导致设计能力和制造能力失配、核心技术缺失;投资混乱、研发投入和人才不足等问题,导致中国集成电路产业目前总体还处于“核心技术受制于人、产品处于中低端”的状态,并且在很长的一段时间内无法根本改变。
为什么中国制造不出高端芯片?先要了解芯片制造过程。芯片制造主要分为三大环节:晶圆加工制造、芯片前期加工、芯片后期封装。其中技术难度最大最核心的是芯片前期加工这个环节,分为上百道制程,每道制程都有相应的装备。在这些装备里面,技术难度最大的就是光刻技术。中国半导体技术主要是在第一和第三环节。第二个环节中的技术装备大部分处于空白,所以高端的整个芯片都需要进口。
光刻机精度,芯片制造的卡脖子环节
制约集成电路技术发展的有四大要素:功耗、工艺、成本和设计复杂度,其中光刻机就是一个重中之重,核心技术中的核心。
一些装备由于其巨大的制造难度被冠以“工业皇冠上的明珠”的称号,最主流的说法是两大装备:航空发动机和光刻机,最先进的航空发动机目前的报价在千万美元量级,但是最先进的光刻机目前的报价已经过亿美金。