B体育芯片,有很多叫法,集成电器(IC:Intergrated Circuit)、微电路(Microcircuit)、微芯片(Microchip)、晶片(Chip),都是同一个东西。芯片属于半导体器件中的一种,由于芯片市场规模占半导体之比高达84%,所以大家聊到半导体时,通常即指芯片。也就是说,
听名字就知道,芯片就是把各种电路集成起来嘛。专业点讲,它是采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互联一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构。大家如果拆过电子产品B体育,电路板上像蜈蚣一样长很多脚的东西就是芯片。
它按功能又可以分为模拟芯片、微处理器、逻辑芯片、存储芯片(占比最大)B体育,每个大类里又有非常多的细分种类。几乎所有电子产品里都有芯片,比如U盘、相机、计算器、银行芯片卡等等。
芯片产业链包括设计、制造和封装测试三大环节。当然,在这三个大环节里面,又包括了很多小环节。例如,像晶圆制造,就包括了100多道工序,感兴趣的童鞋可以网上找视频看看。
设计:造房子首先要有设计图,芯片设计公司就相当于这个房子的造型设计师。市场上需要什么样的房子、客户有什么定制化的需求,设计师就按需求画出房子的结构设计图。
制造:建房子一定要先打地基,芯片的地基就是晶圆。在晶圆上,把设计好的电路往上叠,就类似盖房子的过程。建成的房子造型不一样,也就代表制成了不同功能的芯片。
封装测试:房子内部框架建成了,需要外墙来遮风挡雨。一颗芯片非常小,而且薄。如果不在外施加保护,会被轻易的刮伤损坏。而且芯片尺寸就指甲盖这么小,要套一个大一点的外壳才能装在电路板上。封装,就相当于房子的外墙施工过程,测试就是房子的验收过程,验收通过后才能把芯片卖给客户。
有些大公司把设计、制造、封装测试三个流程自己一手包了,这种模式行业内称为IDM(Integrated Device Manufacture)模式。这种模式对企业的资金实力、 研发力量、 工艺水平、组织管理等有非常高的要求,只有实力雄厚的行业巨头才有能力采用 IDM 模式,比如英特尔Interl、德州仪器TI 、三星半导体Samsung、意法半导体STM等。
还有些公司只做研发设计,把制造和封测外包给别的工厂,这种模式称做Fabless。Fabless公司不用花巨资购买晶圆制造线,可以专注搞研发B体育,产品紧跟市场需求,具有 “资产轻、 专业强” 的特点。大家都认识的苹果、华为、高通就是采用这种模式。
我国有上千家芯片设计(Fabless)公司,几乎涉及到各个应用领域中了。知名的有华为海思、紫光展锐、北京豪威、中兴薇电子、华大半导体等。但国内半导体设计公司与美国设计公司的差距还是巨大的,除了华为海思的营收规模能达到海外TOP10的水平之外,其他公司还差一大截。
还有一类公司只做芯片代工,称为Foundry公司。这种公司投入特别大,建一条生产线可能需要上百亿美元,同时还要持续投入维持工艺水平。台湾的台积电是全球最大晶圆代工厂,占50%以上市场份额。中国大陆有中芯科技、华虹半导体,技术比人家差一点,两家合计市场份额只占到全球6%。
大家聊到芯片生产技术的时候,通常会听到“纳米制程”这个词。纳米制程指芯片里晶体管里的栅极线宽。制程越小,晶体管越小,也就可以在芯片里塞下更多的电晶体,也就意味着可以实现更高的性能、更低的耗电量和更小的芯片体积。大家只要记住,纳米制程的数字越小,技术越牛X。
现在芯片制造最先进的厂商就是台积电,已经实现了7nm工艺稳定量产,明年将进入5nm时代B体育。其它的芯片生产厂商,都在台积电后面排着。三星还停留在8nm,英特尔今年才有10nm,中国大陆的两家厂商中,中芯国际现在是14nm,华虹半导体是28nm,差距是很明显的。
封测厂,是芯片产业的末端,技术含量相对较低。全球龙头是台湾的日月光。大陆的封测三大巨头是长电科技华天科技通富微电,也都还不错。
下图是2019年全球芯片行业top15的排名表。可以看出,头部企业基本都被美国、韩国、台湾、日本垄断了。美国占主导地位,有英特尔(IDM)、美光(IDM)、博通(Fabless)、高通(Fabless)、德州仪器(IDM)、英伟达(Fabless);韩国有三星(IDM)、海力士(IDM);台湾有台积电(Foundry)、联发科(Fabless);日本有东芝(IDM)、索尼(IDM),都是行业内大名鼎鼎的企业。
我国芯片市场规模非常大,需求相当旺盛,但是大部分依赖进口。集成电路进口额已经超过石油,是我国进口最多的产品。在核心芯片领域,国产芯片的自给率甚至为0。
我国芯片市场份额虽然很小,但国家确实在大力扶持芯片产业。目前在存储芯片领域投入了大量资金。紫光集团在武汉、成都、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,中国晶圆厂的产量正在快速提升。
尽管说中国公司与国际水平差距依然很大,但我们有钱、有人,芯片这个版块肯定还是会起来的。只不过要攻克的领域太多,我们在设计研发能力、生产设备和工艺上,都有很长的路要走,成为芯片强国还需要时间沉淀。
其实没人没钱啊,好像台积电说3nm要2000亿200人,还是美元,国家集成电路基金一期才1000亿人民币,还要这么多公司分。再说人,中芯国际新工厂招人,6千一个月,跟富士康有什么区别。你看看台积电应届毕业生多少钱→_→。而且国内公司能不能跨过10nm都不好说,直接放弃的又不是没有。我觉得我们发展半导体是个悖论,一是就算我们成千上万亿的投入,而且一切进展顺利,我们也至少需要15年(我觉得我少说了)才能达到国际同等水平,而这些钱用在其他行业呢?二是半导体在未来是越来越重要的行业,我们如果不发展,后果会相当严重,中兴的事只是一道小菜。不过中国人向来是创造奇迹的民族,说不定我们再过5年,哎,也能7nm了呢。
芯片是什么? 芯片,有很多叫法,集成电器(IC:Intergrated Circuit)、微电路(Microcircuit)B体育、微芯片(Microchip)、晶片(Chip),都是同一个东西。芯片属于半导体器件中的一种,由于芯片市场规模占半导体之比高达84%,所以大家聊到半导体时,通常即指芯片。也就是说,芯片=集成电路≈半...