集成電路是怎么回事 |
集成電路技術(shù)包括芯片制造技術(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù),主要體現(xiàn)在加工設(shè)備,加工工藝,封裝測(cè)試,批量生產(chǎn)及設(shè)計(jì)創(chuàng)新的能力上。
人人都聽說過摩爾定律,當(dāng)價(jià)格不變時(shí),集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍,性能也將提升一倍。有一段時(shí)間,人們說摩爾定律失效了,英特爾自己都做不到了,也有人說實(shí)際上IC行業(yè)發(fā)展比摩爾定律更快了。不論如何,全球半導(dǎo)體企業(yè)一直投入巨資研究新的制程工藝,其標(biāo)志就是集成的半導(dǎo)體元件的線寬。每一次制程工藝的進(jìn)步,都帶來更小的線寬,更小的功耗,更高的工作頻率,能夠集成更多的元件,有更強(qiáng)的性能。
線寬:注意,1毫米=1000微米=1000000納米,一千倍的關(guān)系。從我對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)有印象的時(shí)候開始,半導(dǎo)體行業(yè)最先進(jìn)的制程工藝從幾十微米到幾微米,再到幾百納米,130納米,65納米,45納米,28納米,20納米,16納米,14納米,10納米,直到今年三星就要量產(chǎn)的7納米(中間可能還有個(gè)別其它的線寬),每隔兩三年就更新一代,但是基于這些線寬,各個(gè)電源適配器廠家仍然有不同的工藝技術(shù),有時(shí)候線寬也只是一個(gè)商業(yè)宣傳噱頭,因?yàn)镮C電路上的每一個(gè)晶體管都是由多種半導(dǎo)體材料搭建而成,每種材料的形狀和線寬都可能不同,廠家選擇最窄那個(gè)宣傳,仿佛水平最高,實(shí)際上也許不那么高,比如網(wǎng)上有很多討論,英特爾的20納米制程工藝在實(shí)際效果上要強(qiáng)于臺(tái)積電的16納米制程工藝,所以我們?cè)谠u(píng)價(jià)一個(gè)IC廠的制程工藝是否先進(jìn)的時(shí)候,線寬是一個(gè)重要的參考,但不是唯一的。
晶圓(Wafer):晶圓是圓柱形的單晶硅切割成的圓形硅薄片,所有的IC都是在晶圓上加工而成的,然后經(jīng)過切割和封裝,測(cè)試,就是芯片成品,顯然,晶圓越大,能在晶圓上制造的IC就越多,成本就越低,所以在半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的近幾十年里,晶圓的尺寸不斷加大,從4英寸、6英寸、8英寸發(fā)展到現(xiàn)在的主流12英寸,未來會(huì)有更大的晶圓,原理上講,用多少納米線寬的制程工藝和晶圓的尺寸沒有必然的聯(lián)系,7納米也可以用4英寸晶圓,但實(shí)際上IC工廠通常會(huì)采用那個(gè)時(shí)代最大的晶圓來降低成本。
投資和行業(yè):摩爾定律只告訴你了IC工藝如何進(jìn)步,但沒告訴你建造IC工廠的投資如何增長。實(shí)際上每一代制程工藝的進(jìn)步,新建工廠所需投資都大幅度增長。從70年代的幾千萬美元,到幾億美元,十幾億美元,幾十億美元,上百億美元,而最近三星,英特爾和臺(tái)積電投資的7納米生產(chǎn)廠,投資額都已經(jīng)超過二百億美元。
這種天價(jià)的建設(shè)成本帶來兩種后果:第一,是小國或者新進(jìn)入IC行業(yè)的國家,已經(jīng)沒有經(jīng)濟(jì)實(shí)力追求最先進(jìn)的制程工藝了。臺(tái)灣和韓國都是舉政府之力全力支持,并且從幾十年前IC工廠所需投資還沒那么大的時(shí)候就進(jìn)入行業(yè),經(jīng)過以廠養(yǎng)廠的良性循環(huán),利用舊工廠的高利潤才能撐得起對(duì)新廠房的投入。而投入稍微不足,便一步落后步步落后,如今歐洲和日本的IC企業(yè)都已經(jīng)無力再追尋最先進(jìn)的制程工藝了。全世界最先進(jìn)的IC制程工藝只掌握在三家公司手中:三星、臺(tái)積電、英特爾。而目前唯一有可能趕上來的,就是中國。
第二個(gè)后果,就是如此高價(jià)的廠房,靠自家的產(chǎn)品一般都無法填滿產(chǎn)能,帶來的后果就是自家產(chǎn)品的成本飆升。為了填滿產(chǎn)能,攤平成本,所有掌握最先進(jìn)工藝的廠家都必須為其它公司代工。這就導(dǎo)致了IC行業(yè)分化為沒有工廠只有設(shè)計(jì)和市場部門的FABLESS企業(yè),和為其它企業(yè)代工生產(chǎn)的FAB公司。臺(tái)積電是只有代工,沒有自己品牌IC產(chǎn)品的。三星和英特爾都有自己品牌的IC產(chǎn)品,但也為其它企業(yè)代工。世界上也有一些IC企業(yè),在特定的行業(yè)里市場占有率高,而IC工廠的制程工藝并不高,成本也不高,這些企業(yè)是不用給別家代工的,自己生產(chǎn)自己設(shè)計(jì)的IC就夠。
沒有IC工廠的設(shè)計(jì)企業(yè)有很多,比如華為海思、AMD、NVIDIA、高通、MTK、博通,等等等等。網(wǎng)上有人說華為海思的芯片是臺(tái)積電代工的,所以華為海思不牛,這個(gè)觀點(diǎn)是錯(cuò)的。通訊行業(yè)霸主高通就沒自己的IC廠,所有產(chǎn)品都是臺(tái)積電或者三星代工生產(chǎn)的,你敢說高通不牛?華為不止是手機(jī)CPU是自己設(shè)計(jì),它的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中用的交換機(jī)芯片,路由器芯片,和電源管理等等很多芯片都是自己設(shè)計(jì)找FAB廠代工的。華為是核心電子元器件自主率最高的中國企業(yè),當(dāng)然,它也有大量的電子元器件需要進(jìn)口。 文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系刪除。 |
| 發(fā)布時(shí)間:2018.06.08 來源:電源適配器廠家 |
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