半導體是指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。由于其在收音機、電視機以及測溫方面的廣泛應用,半導體行業有著龐大且多變的發展潛能。半導體導電性可受控制的特性使得其在科技與經濟領域都發揮著十分重要的作用。本文主要介紹半導體行業到底是做什么的以及誰才是中國半導體龍頭,跟隨小編一起來了解一下。
半導體行業是做什么的
半導體產業最上游是IC設計公司與硅晶圓制造公司,IC設計公司依客戶的需求設計出電路圖,硅晶圓制造公司則以多晶硅為原料制造出硅晶圓。中游的IC制造公司主要的任務就是把IC設計公司設計好的電路圖移植到硅晶圓制造公司制造好的晶圓上。完成后的晶圓再送往下游的IC封測廠實施封裝與測試。
1、硅晶圓制造
半導體產業的最上游是硅晶圓制造。事實上,上游的硅晶圓產業又是由三個子產業形成的,依序為硅的初步純化 → 多晶硅的制造 → 硅晶圓制造。
硅的初步純化:
將石英砂(SiO2)轉化成冶金級硅(硅純度98%以上)。
多晶硅的制造:
將冶金級硅制成多晶硅。這里的多晶硅可分成兩種:高純度(99.999999999%,11N)與低純度(99.99999%,7N)兩種。高純度是用來制做IC等精密電路IC,俗稱半導體等級多晶硅;低純度則是用來制做太陽能電池的,俗稱太陽能等級多晶硅。
硅晶圓制造:
將多晶硅制成硅晶圓。硅晶圓又可分成單晶硅晶圓與多晶硅晶圓兩種。一般來說,IC制造用的硅晶圓都是單晶硅晶圓,而太陽能電池制造用的硅晶圓則是單晶硅晶圓與多晶硅晶圓皆有。一般來說,單晶硅的效率會較多晶硅高,當然成本也較高。
2、IC設計
前面提到硅晶圓制造,投入的是石英砂,產出的是硅晶圓。IC設計的投入則是「好人」們超強的腦力(和肝),產出則是電路圖,最后制成光罩送往IC制造公司,就功德圓滿了!
不過,要讓理工科以外的人了解IC設計并不是件容易的事(就像要讓念理工的人了解復雜的衍生性金融商品一樣),作者必需要經過多次外出取材才有辦法辦到。這里先大概是一下觀念,請大家發揮一下你們強大的想像力!
簡單來講,IC設計可分成幾個步驟,依序為:規格制定 → 邏輯設計 → 電路布局 → 布局后模擬 → 光罩制作。
規格制定:
品牌廠或白牌廠(沒有品牌的品牌廠)的工程師和IC設計工程師接觸,并開出他們需要的IC的規格給IC設計工程師 (譬如說,第一個腳位和第二個腳位相加要等于第九個腳位)。討論好規格后,工程師們就開始快樂的工作啰!
邏輯設計:
藉由軟件的幫助,工程師們終于完成了邏輯設計圖了,來看一下:
所謂的「邏輯」設計圖,就是指它是由簡單的邏輯元件構成。什么是邏輯元件呢?像是AND Gate(故名思意,兩個輸入都是1的話,輸出才是1,否則輸出就是0),OR Gate(兩個輸入只要有一個輸入是1,輸出就是1)等。邏輯元件會在IC設計單元再和大家做進一步的介紹。
電路布局:
基本上,就是利用軟件的幫助,把友善的邏輯設計圖,轉化成惡心的電路圖。如圖:
布局后模擬:
就是再經由軟件測試看看,結果是不是和當初「規格制定」是一樣的結果啰!
光罩制作:
電路完成后,再把電路制作成一片片的光罩就大功告成啰!完成后的光罩即送往IC制造公司。來看一下光罩長什么樣子吧!
3、IC 制造:將光罩上的電路圖轉移到晶圓上
IC 制造的流程較為復雜, 過程與傳統相片的制造過程有一定相似主要步驟包括:薄膜→光刻→顯影→蝕刻→光阻去除。薄膜制備:在晶圓片表面上生長數層材質不同,厚度不同的薄膜;光刻:將掩膜板上的圖形復制到硅片上。 光刻的成本約為整個硅片制造工藝的 1/3,耗費時間約占整個硅片工藝的 40~60%;
4、IC 封測:封裝和測試
封裝的流程大致如下:切割→黏貼→切割焊接→模封。切割:將 IC 制造公司生產的晶圓切割成長方形的 IC;黏貼:把 IC 黏貼到 PCB 上;焊接: 將 IC 的接腳焊接到 PCB 上, 使其與 PCB 相容;模封:將接腳模封起來;
誰是中國半導體龍頭
目前中國半導體龍頭是紫光集團,紫光股份有限公司是經國家經貿委和國家教育部批準發起設立的高科技A股上市公司,其前身是1988年成立的清華大學科技開發總公司。于1993年改組成立清華紫光(集團)總公司,同年11月4日在深圳證券交易所上市(股票簡稱G紫光、股票代碼000938)。紫光股份作為清華大學下屬控股子公司、中國高校產業的代表之一,依托清華大學雄厚的科研力量、豐富的人才資源和多學科綜合優勢,充分利用人才優勢、創新優勢、品牌優勢、渠道優勢;清華紫光是國家520戶重點企業、國家重點高新技術企業、國家863計劃成果產業化基地、全國電子信息“百強”企業。
2018年中國半導體企業排行榜一覽
在中國半導體崛起的背景下,《英才》雜志重磅推出專題策劃,專訪其中的領袖企業執掌者,記錄這些企業的創新發展道路。同時,基于企業規模,技術研發實力等因素,《英才》雜志推出中國半導體企業50強榜單。
據榜單顯示:進入2018年中國半導體企業50強排行榜前十企業分別是:紫光集團、華為海思、長電科技、中芯國際、太極實業、中環股份、振華科技、納斯達、中興微電以及華天科技。2018年中國半導體企業50強排行榜詳細排名如下:
-
半導體
+關注
關注
334文章
27286瀏覽量
218072 -
半導體行業
+關注
關注
9文章
403瀏覽量
40517
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論