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汇春科技丨解密集成电路产业链

集成电路可分为数字电路和模拟电路。我们能够感知图像、声音、触感、温度、湿度和一些我们无法感知但客观存在的模拟信号处理芯片,都称为模拟芯片。数字芯片则包含微元件,存储器和逻辑IC。


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简单来说,集成电路产业链主要分为设计、制造、封测以及上游的材料和设备。因其特殊的产业链,集成电路具有:制造工序多、产品种类多、技术换代快的特点。


制造工序多


IC设计



IC设计可分成几个步骤,依序为:架构设计→电路设计→物理设计→最终流片→产品确认。


IC制造




IC制造的流程较为复杂,过程包括:薄膜→光刻→显影→蚀刻→光阻去除。薄膜制备:在晶圆片表面上生长数层材质不同,厚度不同的薄膜;光刻:将掩膜板上的图形复制到硅片上。光刻的成本约为整个硅片制造工艺的1/3,耗费时间约占整个硅片工艺的40~60%。


IC封测


封装的流程大致如下:切割→黏贴→切割焊接→模封。切割:将IC制造公司生产的晶圆切割成长方形的IC;黏贴:把IC黏贴到PCB上;焊接:将IC的接脚焊接到PCB上,使其与PCB相容;模封:将接脚模封起来。


产品种类多


从技术复杂度和应用广度来看,集成电路主要可以分为高端通用和专用集成电路两大类。


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高端通用集成电路技术复杂度高、标准统一、通用性强,具有量大面广的特征。它主要包括处理器、存储器,以及FPGA(现场可编程门阵列)、AD/DA(模数/数模转换)等。


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专用集成电路是针对特定系统需求设计的集成电路。每种专用集成电路都属于一类细分市场,例如,通信设备需要高频大容量数据交换芯片等专用芯片;汽车电子需要辅助驾驶系统芯片、视觉传感和图像处理芯片,以及未来的无人驾驶芯片等。


技术换代快


根据摩尔定律:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍,从而要求集成电路尺寸不断变小。


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芯片的制程就是用来表征集成电路尺寸的大小的一个参数,随着摩尔定律发展,制程从0。5微米、0。35微米、0。25微米、0。18微米、0。15微米、0。13微米、90纳米、65纳米、45纳米、32纳米、28纳米、22纳米、14纳米,一直发展到现在的10纳米、7纳米、5纳米。目前,28nm是传统制程和先进制程的分界点。


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除了制程,建设晶圆制造产线还需要事先确定一个参数,即所需用的硅片尺寸。硅片根据其直径分为6寸(150mm)、8寸(200mm)、12寸(300mm)等类型,目前高端市场12寸为主流,中低端市场则一般采用8寸。


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晶圆制造产线的制程和硅片尺寸这两个参数一旦确定下来一般无法更改,因为如果要改建,则投资规模相当于新建一条产线。除了晶圆制造技术更新换代外,其下游的封测技术也不断随之发展。


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