集成電路的現狀與發(fā)展趨勢

1、集成電路的現狀與發(fā)展趨勢集成電路的現狀與發(fā)展趨勢1、國內外技術現狀及發(fā)展趨勢、國內外技術現狀及發(fā)展趨勢目前，以集成電路為核心的電子信息產業(yè)超過了以汽車、石油、鋼鐵為代表的傳統工業(yè)成為第一大產業(yè)，成為改造和拉動傳統產業(yè)邁向數字時代的強大引擎和雄厚基石。1999年全球集成電路的銷售額為1250億美元，而以集成電路為核心的電子信息產業(yè)的世界貿易總額約占世界GNP的3%，現代經濟發(fā)展的數據表明，每l~2元的集成電路產值，帶動了10元左右電子工業(yè)

2、產值的形成，進而帶動了100元GDP的增長。目前，發(fā)達國家國民經濟總產值增長部分的65%與集成電路相關；美國國防預算中的電子含量已占據了半壁江山（2001年為43.6%）。預計未來10年內，世界集成電路銷售額將以年平均15%的速度增長，2010年將達到6000~8000億美元。作為當今世界經濟競爭的焦點，擁有自主版權的集成電路已曰益成為經濟發(fā)展的命脈、社會進步的基礎、國際競爭的籌碼和國家安全的保障。集成電路的集成度和產品性能每18個月增

3、加一倍。據專家預測，今后20年左右，集成電路技術及其產品仍將遵循這一規(guī)律發(fā)展。集成電路最重要的生產過程包括：開發(fā)EDA（電子設計自動化）工具，利用EDA進行集成電路設計，根據設計結果在硅圓片上加工芯片（主要流程為薄膜制造、曝光和刻蝕），對加工完畢的芯片進行測試，為芯片進行封裝，最后經應用開發(fā)將其裝備到整機系統上與最終消費者見面。20世紀80年代中期我國集成電路的加工水平為5微米，其后，經歷了3、1、0.8、0.5、0.35微米的發(fā)展，目

4、前達到了0.18微米的水平，而當前國際水平為0.09微米（90納米），我國與之相差約為23代。（1）設計工具與設計方法。隨著集成電路復雜程度的不斷提高，單個芯片容納器件的數量急劇增加，其設計工具也由最初的手工繪制轉為計算機輔助設計（CAD），相應的設計工具根據市場需求迅速發(fā)展，出現了專門的EDA工具供應商。目前，EDA主要市場份額為美國的Cadence、Synopsys和Ment等少數企業(yè)所壟斷。中國華大集成電路設計中心是國內唯一一家E

5、DA開發(fā)和產品供應商。由于整機系統不斷向輕、薄、小的方向發(fā)展，集成電路結構也由簡單功能轉向具備更多和更為復雜的功能，如彩電由5片機到3片機直到現在的單片機，手機用集成電路也經歷了由多片到單片的變化。目前，SoC作為系統級集成電路，能在單一硅芯片上實現信號采集、轉換、存儲、處理和IO等功能，將數字電路、存儲器、MPU、MCU、DSP等集成在一塊芯片上實現一個完整系統的功能。它的制造主要涉及深亞微米技術，特殊電路的工藝兼容技術，設計方法的研

6、究，嵌入式IP核設計技術，測試策略和可測性技術，軟硬件協同（5）材料。集成電路的最初材料是鍺，而后為硅，一些特種集成電路（如光電器件）也采用三五族（如砷化鎵）或二六族元素（如硫化鎘、磷化銦）構成的化合物半導體。由于硅在電學、物理和經濟方面具有不可替代的優(yōu)越性，故目前硅仍占據集成電路材料的主流地位。鑒于在同樣芯片面積的情況下，硅圓片直徑越大，其經濟‘性能就越優(yōu)越，因此硅單晶材料的直徑經歷了1、2、3、5、6、8英寸的歷史進程，目前，國內外

7、加工廠多采用8英寸和12英寸硅片生產，16和18英寸（450mm）的硅單晶及其設備正在開發(fā)之中，預計2016年左右18英寸硅片將投入生產。此外，為了適應高頻、高速、高帶寬的微波集成電路的需求，SoI（SilicononInsulat）材料，化合物半導體材料和鍺硅等材料的研發(fā)也有不同程度的進展。（6）應用。應用是集成電路產業(yè)鏈中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，是集成電路最終進入消費者手中的必經之途。除眾所周知的計算機、通信、網絡、消費類產品的應用外，

8、集成電路正在不斷開拓新的應用領域，諸如微機電系統，微光機電系統，生物芯片（如DNA芯片），超導等。這些創(chuàng)新的應用領域正在形成新的產業(yè)增長點。（7）基礎研究?；A研究的主要內容是開發(fā)新原理器件，包括：共振隧穿器件（RTD）、單電子晶體管（SET）、量子電子器件、分子電子器件、自旋電子器件等。技術的發(fā)展使微電子在21世紀進入了納米領域，而納電子學將為集成電路帶來一場新的革命。2我國集成電路產業(yè)現狀我國集成電路產業(yè)現狀我國集成電路產業(yè)起步于2

9、0世紀60年代，2001年全國集成電路產量為64億塊，銷售額200億元人民幣。2002年6月，共有半導體企事業(yè)單位（不含材料、設備）651家，其中芯片制造廠46家，封裝、測試廠108家，設計公司367家，分立期間廠商130家，從業(yè)人員11.5萬人。設計能力0.18~0.25微米、700萬門，制造工藝為8英寸、0.18~0.25微米，主流產品為0.35~0.8微米。與國外的主要差距：一是規(guī)模小，2000年，國內生產的芯片銷售額僅占世界市場

10、總額的1.5%，占國內市場的20%二是檔次低，主流產品加工技術比國外落后兩代；三是創(chuàng)新開發(fā)能力弱，設計、工藝、設備、材料、應用、市場的開發(fā)能力均不十分理想，其結果是今天受制于人，明天后勁乏力；四是人才欠缺。總之，我國絕大多數電子產品仍處于流通過程中的下端，多數組裝型企業(yè)扮演著為國外集成電路廠商打工的角色，這種脆弱的規(guī)模經濟模式，因其附加值極低，致使諸多產量世界第一的產品并未給企業(yè)和國家?guī)砜捎^的收益，反而使掌握關鍵技術的競爭者通過集成電