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凯发天生赢家一触即发一颗“芯”是如何炼成的:制造一颗芯片需5000道工|exo亚
来源:凯发娱发K8官网 发布时间:2024-05-04
2017年中国集成电路进口量高达3770亿块ღ✿ღ,同比增长10.1%ღ✿ღ;进口额为2601亿美元(约合17561亿元)ღ✿ღ,同比增长14.6%ღ✿ღ。2017年中国货物进口额为12.46万亿元exo亚运会ღ✿ღ,也就是说集成电路进口额占中国总进口额的14.1%ღ✿ღ,而同期中国的原油进口总额仅约为1500亿美元ღ✿ღ。中国在半导体芯片进口上的花费已经接近原油的两倍ღ✿ღ。
也许不是人人都了解集成电路ღ✿ღ,但许多人听说过摩尔定律ღ✿ღ。摩尔定律是指ღ✿ღ,当价格不变时ღ✿ღ,集成电路上可容纳的元器件的数目ღ✿ღ,约每隔18个月便会增加一倍ღ✿ღ,性能也将提升一倍ღ✿ღ。在半个世纪前ღ✿ღ,由英特尔创始人之一的摩尔提出的这一推测ღ✿ღ,已经延续了50多年ღ✿ღ。
摩尔定律揭示了集成电路领域的发展速度ღ✿ღ。在这样的高速创新发展中ღ✿ღ,集成电路的产品持续降低成本exo亚运会ღ✿ღ、提升性能ღ✿ღ、增加功能ღ✿ღ。也是在这样的高速发展中ღ✿ღ,各国集成电路技术的差距越拉越大ღ✿ღ。有业内人士表示ღ✿ღ,中国若想在主要集成电路领域追赶上顶级公司ღ✿ღ,需要的不止时间ღ✿ღ,而是整个系统性提升ღ✿ღ。
海关总署公开信息显示ღ✿ღ,集成电路进口额从2015年起已连续三年超过原油ღ✿ღ,且二者进口差额每年都在950亿美元以上ღ✿ღ。其中ღ✿ღ,2017年中国集成电路进口量高达3770亿块ღ✿ღ,同比增长10.1%ღ✿ღ;进口额为2601亿美元(约合17561亿元)ღ✿ღ,同比增长14.6%ღ✿ღ。2017年中国货物进口额为12.46万亿元ღ✿ღ,也就是说集成电路进口额占中国总进口额的14.1%ღ✿ღ,而同期中国的原油进口总额仅约为1500亿美元ღ✿ღ。中国在半导体芯片进口上的花费已经接近原油的两倍ღ✿ღ。
芯片ღ✿ღ,是指内含集成电路的硅片凯发天生赢家一触即发ღ✿ღ,体积很小ღ✿ღ,常常是计算机或其他电子设备的一部分ღ✿ღ。芯片组ღ✿ღ,是一系列相互关联的芯片组合ღ✿ღ。它们相互依赖ღ✿ღ,组合在一起能发挥更多作用ღ✿ღ,比如ღ✿ღ,计算机里的中央处理器(CPU)及手机中的射频ღ✿ღ、基带和通信基站里的模数转换器(ADC)等ღ✿ღ,就是由多个芯片组合在一起的更大的集成电路ღ✿ღ。而集成电路是非常精密的仪器ღ✿ღ,其单位为纳米ღ✿ღ。一纳米为十万分之一毫米ღ✿ღ。这就对设计ღ✿ღ、制造工艺都有非常严格ღ✿ღ、高标准的要求ღ✿ღ。
芯片的种类很多ღ✿ღ,芯谋研究首席分析师顾文军对北京青年报记者表示ღ✿ღ:“仅从产品种类来说ღ✿ღ,芯片的种类就有几十种大门类ღ✿ღ,上千种小门类ღ✿ღ;如果涉及设备流程的话就更多了ღ✿ღ。美国是整体式ღ✿ღ、全方位处于领先地位ღ✿ღ,而我们只是在某些领域里面有所突破exo亚运会exo亚运会ღ✿ღ,并且这些领域也并非核心ღ✿ღ、高端的领域ღ✿ღ,比如中国在存储器ღ✿ღ、CPUღ✿ღ、FPG及高端的模拟芯片ღ✿ღ、功率芯片等领域ღ✿ღ,几乎是没有的ღ✿ღ。如果中国发力研发ღ✿ღ,在某些小的门类中可能会有所突破ღ✿ღ。”
以运营商业务为例ღ✿ღ,通信基站设备是其最主要的产品之一ღ✿ღ,而在一台通信基站中就有上百颗芯片负责实现不同功能ღ✿ღ。“简单来说ღ✿ღ,基站发射并回收信号ღ✿ღ,收回信号后首先要有芯片滤波ღ✿ღ,稳定信号ღ✿ღ;然后还有芯片将这种特别小的信号放大ღ✿ღ;再有芯片进行解析ღ✿ღ、处理ღ✿ღ;然后是芯片负责传输ღ✿ღ、分发ღ✿ღ。基站核心跟电脑类似ღ✿ღ,可以实现各种功能ღ✿ღ,但它可以支持多个手机凯发天生赢家一触即发ღ✿ღ,因而速度更快ღ✿ღ,芯片更复杂ღ✿ღ。”上述人士表示ღ✿ღ。
其中ღ✿ღ,最典型的是ADC芯片ღ✿ღ,中国目前还无法生产出可替代产品ღ✿ღ。ADC芯片是模数转换芯片ღ✿ღ,负责将天线接收的连续的模拟信号转换为通话或上网的数字信号ღ✿ღ。目前ADC主要依赖亚德诺ღ✿ღ、德州仪器等公司供应ღ✿ღ。
从软件方面来说ღ✿ღ,EDA仿真软件是另一个典型ღ✿ღ。利用该软件ღ✿ღ,电子设计师才可以在电脑上设计芯片系统ღ✿ღ,大量工作可以利用计算机完成ღ✿ღ,并可以实现多个产品的结合试验等ღ✿ღ。如果没有EDA仿真软件ღ✿ღ,则需要人工进行设计ღ✿ღ、试验ღ✿ღ,耗费的人力凯发天生赢家一触即发凯发天生赢家一触即发ღ✿ღ、时间等成本不计其数ღ✿ღ。目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有十几种ღ✿ღ,基本都来自于美国ღ✿ღ。
一位芯片制造领域的专家向北青报记者介绍ღ✿ღ,一颗芯片的制造工艺非常复杂ღ✿ღ,一条生产线道工序ღ✿ღ。就拿代工厂来说ღ✿ღ,需要先将“砂子”提纯成硅ღ✿ღ,再切成晶元凯发天生赢家一触即发ღ✿ღ,然后加工晶元ღ✿ღ。晶元加工厂包含前后两道工艺ღ✿ღ,前道工艺分几大模块——光刻ღ✿ღ、薄膜ღ✿ღ、刻蚀ღ✿ღ、清洗ღ✿ღ、注入ღ✿ღ;后道工艺主要是封装——互联ღ✿ღ、打线ღ✿ღ、密封ღ✿ღ。其中ღ✿ღ,光刻是制造和设计的纽带ღ✿ღ。
其中许多工艺都在独立的工厂进行ღ✿ღ,而使用的设备也需要专门的设备厂制造ღ✿ღ;使用的材料包括几百种特种气体ღ✿ღ、液体ღ✿ღ、靶材ღ✿ღ,都需要专门的化工工业ღ✿ღ。另外ღ✿ღ,集成电路的生产都是在超净间进行的ღ✿ღ,因此还需要排风和空气净化等系统ღ✿ღ。
有说法认为ღ✿ღ,集成电路是比航天还要高的高科技ღ✿ღ。该业内人士表示ღ✿ღ,这种说法也不无道理ღ✿ღ,“航天的可靠性估计也就4个9ღ✿ღ、5个9的样子(X个9表示在软件系统一年时间的使用过程中ღ✿ღ,系统可以正常使用时间与总时间之比)ღ✿ღ。现在硅晶圆材料的纯度就要6个9以上ღ✿ღ。”
根据前瞻研究院的报告显示ღ✿ღ,目前ღ✿ღ,全球芯片仍主要以美ღ✿ღ、日ღ✿ღ、欧企业产品为主ღ✿ღ,高端市场几乎被这三大主力地区垄断ღ✿ღ。在高端芯片领域ღ✿ღ,由于国内厂商尚未形成规模效应与集群效应ღ✿ღ,所以其生产仍以“代工”模式为主ღ✿ღ。
截至2015年年底的数据显示ღ✿ღ,全球共有94家先进的晶元制造厂商ღ✿ღ,其中17家在美国ღ✿ღ,71家在亚洲(中国有9家)ღ✿ღ,6家在欧洲ღ✿ღ。日本在上世纪80年代处于领先地位ღ✿ღ,但自90年代开始其全球半导体市场份额显著下降ღ✿ღ,至2015年仅有3家日本芯片制造商位列全球排名前二十——东芝ღ✿ღ、瑞萨电子和索尼ღ✿ღ。而与此同时ღ✿ღ,东亚其他国家已成为动态随机存取存储器市场的主要公司ღ✿ღ。韩国三星电子和海士力目前是世界第二和第三大半导体公司ღ✿ღ。
根据美国半导体产业协会(SIA)的最新统计数据显示ღ✿ღ,2017年1月至2月ღ✿ღ,中国和美国的芯片市场规模份额扩大ღ✿ღ,分别为33.10%和19.73%ღ✿ღ;日本和欧洲的芯片市场份额有所下降ღ✿ღ,分别为9.29%和9.12%ღ✿ღ。中国芯片市场是全球最大ღ✿ღ、增长最快的市场ღ✿ღ,但是对外依存度过高ღ✿ღ。
自1993年1月以来ღ✿ღ,英特尔一直是世界上最大的芯片制造商ღ✿ღ。个人计算机所用的CPU处理器中ღ✿ღ,英特尔就占据了八成份额ღ✿ღ。人们耳熟能详的奔腾ღ✿ღ、赛扬ღ✿ღ、酷睿等处理器都来自英特尔ღ✿ღ。目前ღ✿ღ,英特尔的年营收率仍然在继续增长——无论是从PCღ✿ღ、数据中心服务器ღ✿ღ,还是物联网芯片ღ✿ღ。
2016年英特尔仍是全球最大芯片供应商ღ✿ღ,全年芯片销售额达540.9亿美元ღ✿ღ,较2015年增长4.6%ღ✿ღ;市场份额达15.7%ღ✿ღ。
而在手机芯片中ღ✿ღ,高通是另一大巨头ღ✿ღ。目前国内除了华为ღ✿ღ、三星等手机厂商外ღ✿ღ,其余安卓手机厂商采用的全部都是高通处理器ღ✿ღ。除了购买芯片的费用外ღ✿ღ,高通还向每台手机收取专利费用ღ✿ღ。此前ღ✿ღ,魅族就与高通对簿公堂ღ✿ღ,魅族副总裁李楠称ღ✿ღ,有100多家手机厂商都与高通签订了购买专利的协议ღ✿ღ。
根据中国半导体行业协会统计ღ✿ღ,2017年中国集成电路产业销售额达到5411.3亿元ღ✿ღ,同比增长24.8%ღ✿ღ。其中ღ✿ღ,集成电路制造业增速最快ღ✿ღ,2017年同比增长28.5%ღ✿ღ,销售额达到1448.1亿元ღ✿ღ。设计业和封测业继续保持快速增长ღ✿ღ,增速分别为26.1%和20.8%ღ✿ღ,销售额分别为2073.5亿元和1889.7亿元ღ✿ღ。
来自海关总署的数据显示ღ✿ღ,2017年中国出口集成电路2043.5亿块ღ✿ღ,同比增长13.1%ღ✿ღ;出口金额为668.8亿美元ღ✿ღ,同比增长9.8%ღ✿ღ。
一份由半导体协会和工信部中国电子信息产业发展研究院公布的2017年国内十大集成电路设计/制造行业的最新排名报告显示ღ✿ღ,在国内前十大集成电路设计企业当中ღ✿ღ,华为海思半导体以361亿元销售额排名第一ღ✿ღ;清华紫光展锐以110亿元排名第二ღ✿ღ;中兴微电子以76亿元排名第三ღ✿ღ。随后的还有华大半导体ღ✿ღ、智芯微电子ღ✿ღ、汇顶科技ღ✿ღ、士兰微电子ღ✿ღ、敦泰科技(深圳)有限公司ღ✿ღ、格科微电子和中星微电子ღ✿ღ。
有专家表示ღ✿ღ,我国集成电路的起步并不算晚ღ✿ღ,只比美国晚几年ღ✿ღ。但由于其间欧美技术封锁ღ✿ღ、国内历史问题等多种因素ღ✿ღ,目前与欧美的差距比较大ღ✿ღ,想要在短时间内追赶有难度ღ✿ღ。
一位从业者对北青报记者表示ღ✿ღ,从整个行业来看ღ✿ღ,美国卡的是“IP(知识产权)”ღ✿ღ,“围绕IP的战争更激烈ღ✿ღ,就算你用了人家的技术ღ✿ღ,人家也有产权ღ✿ღ,你无法绕开它去解决问题ღ✿ღ。”资料显示ღ✿ღ,IP核将一些在数字电路中常用但比较复杂的功能块ღ✿ღ,如FIR滤波器ღ✿ღ、SDRAM控制器ღ✿ღ、PCI接口等设计成可修改参数的模块ღ✿ღ。上述人士表示ღ✿ღ,中国集成电路行业一直流行一个词语“弯道超车”ღ✿ღ,很多人在想ღ✿ღ,能否跳离美国的IP核而另起炉灶ღ✿ღ,另外开发一整套的生态系统?但这实在太复杂了ღ✿ღ。
多位行业研究人士表示ღ✿ღ,目前中国的集成电路是系统性落后ღ✿ღ,整体提升需要从基础性研究和人才培养来做ღ✿ღ,需要比较久的时间凯发天生赢家一触即发ღ✿ღ,“我们需要先培养数学ღ✿ღ、物理等学科的基础人才ღ✿ღ。这些人提上来后ღ✿ღ,再由他们培养跟其他学科交叉的人才ღ✿ღ。他们需要掌握工业设计等技术ღ✿ღ。”
华为海思半导体有限公司成立于2004年ღ✿ღ,前身是创建于1991年的华为集成电路设计中心ღ✿ღ。目前ღ✿ღ,海思总部位于深圳ღ✿ღ,在北京ღ✿ღ、上海及美国硅谷和瑞典设有设计分部exo亚运会ღ✿ღ。其产品覆盖无线网络凯发天生赢家一触即发ღ✿ღ、固定网络ღ✿ღ、数字媒体等领域的芯片及解决方案ღ✿ღ,成功应用在全球100多个国家和地区ღ✿ღ;在数字媒体领域ღ✿ღ,已推出SoC网络监控芯片及解决方案ღ✿ღ、可视电话芯片及解决方案ღ✿ღ、DVB芯片及解决方案和IPTV芯片及解决方案ღ✿ღ。华为海思的产品在运营商业务ღ✿ღ、消费者业务等多个业务线都有应用ღ✿ღ,而普通消费者更多是因为华为手机搭载的麒麟处理器认识它ღ✿ღ,目前华为多款手机包括Mate系列ღ✿ღ、P系列及荣耀手机都有搭载ღ✿ღ。麒麟960还被外媒评为“2016最佳安卓机处理器”ღ✿ღ,表现超过高通处理器ღ✿ღ。海思总裁何庭波曾表示ღ✿ღ,“我们在开始做7纳米ღ✿ღ,也在跟着业界一起看5纳米这些更先进的工艺ღ✿ღ。”
紫光展锐则是紫光集团响应国家的集成电路发展战略ღ✿ღ,而通过资本运作ღ✿ღ、企业布局等方式大力发展起来的ღ✿ღ。2013年12月ღ✿ღ,紫光集团收购在美国纳斯达克上市的国内排名第一ღ✿ღ、世界排名第三位的通信基带芯片设计企业展讯通信公司ღ✿ღ,进而在2014年7月完成对同为纳斯达克上市公司ღ✿ღ、国内排名第二的通信芯片设计企业锐迪科微电子公司的并购ღ✿ღ。2016年ღ✿ღ,紫光控股上海宏茂微电子公司ღ✿ღ,布局集成电路封装测试领域ღ✿ღ。同时ღ✿ღ,2016年紫光控股武汉长江存储有限公司ღ✿ღ,并在成都ღ✿ღ、南京陆续签约落地总投资额近1000亿美元的存储芯片与存储器制造工厂ღ✿ღ。
据其官网消息凯发天生赢家一触即发ღ✿ღ,2015年ღ✿ღ,紫光展锐与英特尔达成合作ღ✿ღ,开发出了基于英特尔x86架构的系统芯片并上市ღ✿ღ。目前ღ✿ღ,紫光展锐拥有5000多名员工ღ✿ღ,其中90%以上是研发人员ღ✿ღ;在全球设有16个技术研发中心ღ✿ღ。紫光展锐正致力研发国产自主可控架构的CPUღ✿ღ。
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