传感器|制芯之路,任重道远

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“芯片是由沙子做出来的”这句看似玩笑的话 , 其实这是事实 , 只不过一般企业是不具备这种高科技的制作方式 , 全世界具备此能力的企业只有intel、三星、德州仪器等不超过5家真正的高科技企业 。
伴随着互联网的快速发展 , 5G的技术突破 , 未来芯片将会涉及到手机行业、平板电脑、服务器、新能源车ETF等行业 , 未来对芯片的需求将会非常的巨大 , 这也是为什么近期很多人追捧半导体企业的一个理由 。
半导体产业链 , 是属于高度全球化的产业之一 , 其涉及到的细分市场大概有50多个 , 生产的环节有数千个 。 芯片的制作大致的流程为设计、制造和封测 。

一、设计
每一个产品的生产都跟设计是离不开的 , 以前全球芯片设计的知名企业就高通和博通两家 , 截止到目前为止 , 中国已经有11家企业跻身进入全球IC设计企业的前50强 , 其中的华为和海思也是首次的杀入了全球芯片设计的前十强 。 还有A股中芯片设计的龙头企业#韦尔股份 。
【传感器|制芯之路,任重道远】二、制造
这是中国难以突破的一个环节 , 芯片的制造是需要长期的技术积累的 , 一般在短时间内很难得实现快速的突破和赶超 。 将脱氧后的沙子通过步的净化从而制成硅锭(ingot)然后将硅锭切割成晶圆 , 再接着就是涂上光刻胶 , 然后进行光刻 , 这一步是最难的 , 需要的技术水平是相当高的 , 我国目前光刻机最多只有28nm的制程 , 而国外的是7nm的 。

沙净化处理
硅锭
光刻过程三、封测
溶解光刻胶待清除后留下来的图案和掩模上一致以后再进行蚀刻 , 在真空中 , 用经过加速的原子、离子照射注入固体材料 , 让被注入区域形成特殊的注入层 , 再在晶圆体上电镀一层硫酸铜把铜离子沉淀到晶体管上 , 形成薄薄的铜层 。

溶解光刻胶
电镀将多余的铜抛光掉 , 磨光晶圆表面 。

打磨进行测试 , 切片 , 丢弃瑕疵内核 。

封装完成封装 。
封测是国内率先突破的领域 , 而且全球的封测环节也基本上向中国转移了 , 基本上未来3-5年可以实现全面的赶超 , 长电科技、华天科技、通富微电三家是该领域的全球前十企业 。
“芯”阻力截止到2019年为止 , 全球芯片能实现完全制造的企业 , 还只有台积电和三星 , 而且目前国内企业集成电路制造能力跟国际先进水平比较 , 落后了5到6年 , 能力则相差了2代到2.5代 。
在制造设备方面 。 晶圆生产所需的核心设备有光刻、刻蚀、氧化设备 , 目前基本上被日本和美国企业所垄断 , 光刻机完全靠进口河南奥斯迈的光刻机 , 尽管我国也有一些比较优秀的芯片设备制造企业 , 比如北方华创、长川科技和晶盛机电等 , 但是技术上有明显的差距 。
在半导体材料方面 。 基本上半导体材料被日本所垄断 , 做芯片用的硅片 , 日本的信越和SUMCO占了全球一半的市场 , 我国制作半导体材料的企业虽然也有 , 比如中环股份 , 晶盛机电等知名企业 , 但是其多数都是一些低端产品 , 跟日本的厂商比有着明显的差距 。
目前总体的难题 , 主要是芯片制造方面 , 目前我国芯片制造企业也有士兰微和三安光电 , 士兰微涉及了制造和封测一体 , 三安光电是全球LED芯片的龙头 。
我国芯片制造的技术 , 目前急需要突破 , 只有中国“芯”国产化了 , 未来才不会受制于人 , 至于在芯片的设计方面 , 华为 , 海思等企业目前还有一定的全球竞争力 。


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