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造"中國芯"有多難?制造一顆芯片就需要5000道工序

2018年04月23日 09:13 | 來源:北京青年報
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追訪

一臺通信基站內

有上百顆芯片

以運營商業(yè)務為例,通信基站設備是其最主要的產品之一,而在一臺通信基站中就有上百顆芯片負責實現不同功能?!昂唵蝸碚f,基站發(fā)射并回收信號,收回信號后首先要有芯片濾波,穩(wěn)定信號;然后還有芯片將這種特別小的信號放大;再有芯片進行解析、處理;然后是芯片負責傳輸、分發(fā)?;竞诵母娔X類似,可以實現各種功能,但它可以支持多個手機,因而速度更快,芯片更復雜?!鄙鲜鋈耸勘硎尽?/p>

其中,最典型的是ADC芯片,中國目前還無法生產出可替代產品。ADC芯片是模數轉換芯片,負責將天線接收的連續(xù)的模擬信號轉換為通話或上網的數字信號。目前ADC主要依賴亞德諾、德州儀器等公司供應。

從軟件方面來說,EDA仿真軟件是另一個典型。利用該軟件,電子設計師才可以在電腦上設計芯片系統(tǒng),大量工作可以利用計算機完成,并可以實現多個產品的結合試驗等。如果沒有EDA仿真軟件,則需要人工進行設計、試驗,耗費的人力、時間等成本不計其數。目前進入我國并具有廣泛影響的EDA軟件有十幾種,基本都來自于美國。

關注

制造一顆芯片

需要5000道工序

一位芯片制造領域的專家向北青報記者介紹,一顆芯片的制造工藝非常復雜,一條生產線大約涉及50多個行業(yè)、2000-5000道工序。就拿代工廠來說,需要先將“砂子”提純成硅,再切成晶元,然后加工晶元。晶元加工廠包含前后兩道工藝,前道工藝分幾大模塊——光刻、薄膜、刻蝕、清洗、注入;后道工藝主要是封裝——互聯、打線、密封。其中,光刻是制造和設計的紐帶。

其中許多工藝都在獨立的工廠進行,而使用的設備也需要專門的設備廠制造;使用的材料包括幾百種特種氣體、液體、靶材,都需要專門的化工工業(yè)。另外,集成電路的生產都是在超凈間進行的,因此還需要排風和空氣凈化等系統(tǒng)。

有說法認為,集成電路是比航天還要高的高科技。該業(yè)內人士表示,這種說法也不無道理,“航天的可靠性估計也就4個9、5個9的樣子(X個9表示在軟件系統(tǒng)一年時間的使用過程中,系統(tǒng)可以正常使用時間與總時間之比)?,F在硅晶圓材料的純度就要6個9以上?!?/p>

焦點

全球芯片

幾乎被美日歐壟斷

根據前瞻研究院的報告顯示,目前,全球芯片仍主要以美、日、歐企業(yè)產品為主,高端市場幾乎被這三大主力地區(qū)壟斷。在高端芯片領域,由于國內廠商尚未形成規(guī)模效應與集群效應,所以其生產仍以“代工”模式為主。

截至2015年年底的數據顯示,全球共有94家先進的晶元制造廠商,其中17家在美國,71家在亞洲(中國有9家),6家在歐洲。日本在上世紀80年代處于領先地位,但自90年代開始其全球半導體市場份額顯著下降,至2015年僅有3家日本芯片制造商位列全球排名前二十——東芝、瑞薩電子和索尼。而與此同時,東亞其他國家已成為動態(tài)隨機存取存儲器市場的主要公司。韓國三星電子和海士力目前是世界第二和第三大半導體公司。

根據美國半導體產業(yè)協(xié)會(SIA)的最新統(tǒng)計數據顯示,2017年1月至2月,中國和美國的芯片市場規(guī)模份額擴大,分別為33.10%和19.73%;日本和歐洲的芯片市場份額有所下降,分別為9.29%和9.12%。中國芯片市場是全球最大、增長最快的市場,但是對外依存度過高。

編輯:周佳佳

關鍵詞:造"中國芯" 5000道工序

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