來源：羅姆半導體社區

半導體指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。半導體在集成電路、消費電子、通信系統、光伏發電、照明、大功率電源轉換等領域都有應用，如二極管就是采用半導體制作的器件。無論從科技或是經濟發展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。大部分的電子產品，如計算機、移動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關聯。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等，硅是各種半導體材料應用中最具有影響力的一種。下面來介紹一些關于半導體圈的小知識。

1、半導體產業，設計和制造哪個難度大？

制造難度更大些。

●現在兼顧設計和制造的公司比較少；

●只做設計公司很多，一般成為fabless，擁有電腦、軟件和設計工程師就可以完成設計，輸出設計后交由光罩廠、晶圓流片代工廠、封測廠生產器件。

●只做制造的成為fab廠，門坎較高，一條8英寸晶圓流片生產線總投資可達10億美元；且制造對工藝水平、化學用品管控、潔凈程度要求很高。

●關于設計和制造的盈利，設計公司出了一版設計，花一大筆錢去流片，器件賣得好才能盈利，否則一次流片就能讓一個設計公司倒閉；fab廠只要有訂單，設備在運轉，就保證不虧本。

2、半導體的封裝測試是什么？

●半導體生產流程由晶圓制造、晶圓測試、芯片封裝和封裝后測試組成。半導體封裝測試是指將通過測試的晶圓按照產品型號及功能需求加工得到獨立芯片的過程。

●封裝過程為：來自晶圓前道工藝的晶圓通過劃片工藝后，被切割為小的晶片（Die），然后將切割好的晶片用膠水貼裝到相應的基板（引線框架）架的小島上，再利用超細的金屬（金、錫、銅、鋁）導線或者導電性樹脂將晶片的接合焊盤（Bond Pad）連接到基板的相應引腳（Lead），并構成所要求的電路；然后再對獨立的晶片用塑料外殼加以封裝保護，塑封之后，還要進行一系列操作，如后固化（Post Mold Cure）、切筋和成型（Trim&Form）、電鍍（PlaTIng）以及打印等工藝。封裝完成后進行成品測試，通常經過入檢（Incoming）、測試（Test）和包裝（Packing）等工序，最后入庫出貨。典型的封裝工藝流程為：劃片→裝片→ 鍵合→ 塑封→ 去飛邊→ 電鍍 →打印→ 切筋→成型→ 外觀檢查→ 成品測試→ 包裝出貨。

●半導體器件有許多封裝形式，按封裝的外形、尺寸、結構分類可分為引腳插入型、表面貼裝型和高級封裝三類。從DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP，技術指標一代比一代先進。總體說來，半導體封裝經歷了三次重大革新：第一次是在上世紀80年代從引腳插入式封裝到表面貼片封裝，它極大地提高了印刷電路板上的組裝密度；第二次是在上世紀90年代球型矩陣封裝的出現，滿足了市場對高引腳的需求，改善了半導體器件的性能；芯片級封裝、系統封裝等是現在第三次革新的產物，其目的就是將封裝面積減到最小。

●半導體封裝形式：金屬封裝、陶瓷封裝、金屬+陶瓷封裝、塑料封裝（最主要的封裝形式）

3、半導體分類及性能

●元素半導體。元素半導體是指單一元素構成的半導體，其中對硅、硒的研究比較早。它是由相同元素組成的具有半導體特性的固體材料，容易受到微量雜質和外界條件的影響而發生變化。目前， 只有硅、鍺性能好，運用的比較廣，硒在電子照明和光電領域中應用。硅在半導體工業中運用的多，這主要受到二氧化硅的影響，能夠在器件制作上形成掩膜，能夠提高半導體器件的穩定性，利于自動化工業生產。

●無機合成物半導體。無機合成物主要是通過單一元素構成半導體材料，當然也有多種元素構成的半導體材料，主要的半導體性質有I族與V、VI、VII族；II族與IV、V、VI、VII族；III族與V、VI族；IV族與IV、VI族;V族與VI族；VI族與VI族的結合化合物，但受到元素的特性和制作方式的影響，不是所有的化合物都能夠符合半導體材料的要求。這一半導體主要運用到高速器件中，InP制造的晶體管的速度比其他材料都高，主要運用到光電集成電路、抗核輻射器件中。 對于導電率高的材料，主要用于LED等方面。

●有機合成物半導體。有機化合物是指含分子中含有碳鍵的化合物，把有機化合物和碳鍵垂直，疊加的方式能夠形成導帶，通過化學的添加，能夠讓其進入到能帶，這樣可以發生電導率，從而形成有機化合物半導體。這一半導體和以往的半導體相比，具有成本低、溶解性好、材料輕加工容易的特點。可以通過控制分子的方式來控制導電性能，應用的范圍比較廣，主要用于有機薄膜、有機照明等方面。

●非晶態半導體。它又被叫做無定形半導體或玻璃半導體，屬于半導電性的一類材料。非晶半導體和其他非晶材料一樣，都是短程有序、長程無序結構。它主要是通過改變原子相對位置，改變原有的周期性排列，形成非晶硅。晶態和非晶態主要區別于原子排列是否具有長程序。非晶態半導體的性能控制難，隨著技術的發明，非晶態半導體開始使用。這一制作工序簡單，主要用于工程類，在光吸收方面有很好的效果，主要運用到太陽能電池和液晶顯示屏中。

●本征半導體：不含雜質且無晶格缺陷的半導體稱為本征半導體。在極低溫度下，半導體的價帶是滿帶，受到熱激發后，價帶中的部分電子會越過禁帶進入能量較高的空帶，空帶中存在電子后成為導帶，價帶中缺少一個電子后形成一個帶正電的空位，稱為空穴。空穴導電并不是實際運動，而是一種等效。電子導電時等電量的空穴會沿其反方向運動。它們在外電場作用下產生定向運動而形成宏觀電流，分別稱為電子導電和空穴導電。

4、什么是半導體IP？

主要是指的關于半導體的專利技術以及非專利的專有技術。

●IP核是具有知識產權的、功能具體、接口規范的可以在多個集成電路中重復使用的功能模塊，是實現系統芯片的基本構件。你可以簡單理解為設計完善的功能模塊。（而這里的【設計】是根據完善程度有不同的形式，可分為三類：軟核、固核、硬核）

●軟核：理解為【程序代碼】，是用硬件描述語言實現對功能模塊進行描述（比如用VHDL編寫的一個觸發器，是文本形式），不包含任何物理實現信息。（軟核特點是對用戶來講可移植性強、設計周期短、成本低。缺點是物理實現性能不定不全面，產權保護不佳）

●固核：除了實現功能模塊的程序代碼之外，還包括門級電路綜合和時序仿真等設計環節，一般是以門級電路網表的形式提供給用戶。固核可以理解為是不僅包括軟核程序代碼，還包括【程序員模塊設計意圖與硬件物理實現之間的規則】。

●硬核：基于物理描述，并且已經通過工藝驗證可行的，性能有保證。是以電路物理結構掩模版圖和全套工藝文件的形式提供給用戶（芯片生產廠家）的。

5、數字集成電路有哪些類別？

●按電路結構可分為 TTL 和 CMOS 兩大系列，以及將TTL 與 CMOS 集成在一起的 BiCMOS 芯片。

●按集成度可分為小規模集成（SSI）電路、中規模集成（MSI）電路、大規模集成（LSI）電路、超大規模集成（VLSI）電路、特大規模集成（ULSI）電路和極大規模集成電路（GLSI）。

●按功能分類有：門電路、觸發器、存儲器、單片機等專用集成電路，數量很多，無法逐一羅列。

6、集成電路產業鏈利潤分布如何？

集成電路產業鏈分為IC設計、芯片制造、封裝、EDA，設備，材料，代理商等。

●IC設計： 利潤率最高，風險也大，歐美公司一般毛利在50%~80%，國內公司也要35%~60%;

●芯片制造：需要很多設備，初期投資大，利潤中等，一般健康的毛利在30%~50%，風險可控；

●封裝：相對門檻較低，競爭激烈，利潤率最低，一般毛利在20%~40%，做成品牌也有附加值，風險最低，現金流周轉快。

●EDA（工具軟件）：軟件毛利率99.99%，不過要花大量市場、研發經費，目前市場基本被Synopsys，Cadence，Mentor這3家壟斷市場，凈利潤率也不低，和設計公司一個水平。其中前不久，Mentor被西門子以45億美元收購。

●設備材料就不細說了，基本是朱門酒肉臭路有凍死骨，有技術壁壘的過的都不差，新進的玩家追趕的很辛苦。

●代理商明面上的利潤率一般5~10%之間，一旦發生呆滯庫存，很容易一次陪進去一年甚至幾年的利潤，所以現在兼并整合趨勢非常明顯，大代理商才有談判的能力，從芯片原廠拿到更好地條件，同時呢，不少代理商也有供應鏈金融服務，融資能力強的代理商借助利率差也能帶來不錯利潤。

7、半導體集成電路和半導體芯片有什么關系和不同？

●半導體集成電路：將晶體管，二極管等等有源元件和電阻器，電容器等無源元件，按照一定的電路互聯，“集成”在一塊半導體單晶片上，從而完成特定的電路或者系統功能。

●半導體芯片：在半導體片材上進行浸蝕，布線，制成的能實現某種功能的半導體器件。不只是硅芯片，常見的還包括砷化鎵（砷化鎵有毒，所以一些劣質電路板不要好奇分解它），鍺等半導體材料。

●集成電路（integrated circuit）：一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然后封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構；其中所有元件在結構上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。集成電路發明者為杰克·基爾比（基于鍺（Ge）的集成電路）和羅伯特·諾伊思（基于硅（Si）的集成電路）。當今半導體工業大多數應用的是基于硅的集成電路。

審核編輯黃昊宇