半导体工业的发展概况(上)
中国半导体产业的现状和发展前景
五、半导体篇——我国半导体产业的现状和发展前景电子信息产业已成为当今全球规模最大、发展最迅猛的产业,微电子技术是其中的核心技术之一(另一个是软件技术)。
现代电子信息技术,尤其是计算机和通讯技术发展的驱动力,来自于半导体元器件的技术突破,每一代更高性能的集成电路的问世,都会驱动各个信息技术向前跃进,其战略地位与近代工业化时代钢铁工业的地位不相上下。
当前,世界半导体产业仍由美国占据绝对优势地位,日本欧洲紧随其后,韩国和我国台湾地区也在迅速发展。
台湾地区半导体工业已成为世界最大的集成电路代工中心,逐步形成自己的产业体系。
我国的微电子科技和产业起步在50年代,仅比美国晚几年。
计划经济时期,由于体制的缺陷和其间10年“文革”,拉大了和国际水平的差距。
进入80年代,我国面对国内外微电子技术的巨大反差和国外对我技术封锁,我们没有能够在体制和政策上及时拿出有效应对措施。
国有企业无法适应电子技术的快节奏进步,国家协调组织能力下降,科研体制改革缓慢,以致1980~1990年代我国自主发展半导体产业的努力未获显著效果。
“市场‘开放’后,集成电路商品从合法、不合法渠道源源涌入,集成电路所服务的终端产品,以整机或部件散装的形式,也大量流入,但人家确实考虑到微电子的战略核心性质,死死卡住生产集成电路的先进设备,不让进口,在迫使我们落后一截,缺乏竞争力的同时,又时刻瞄准我们科研与生产升级的潜力,把我们的每一次进步扼杀在萌芽状态,冲垮科技能力,从外部加剧我们生产与科研的脱节,迫使我们不得不深深依赖他们。
……我们的产业环境又多多少少带有计划色彩,不能很快与国际接轨,其中特别是对微电子产业发展有重大影响的企业制度、资本市场、税收政策、科研体制等,又不适应市场经济要求,使得我们在国际竞争中缺乏活力”。
120世纪90年代,我国半导体产业的增长速度达到30%以上,但其规模仅占世界半导体子产业的1%,仅能满足大陆半导体市场的不足10%。
即使“十五”期间各地计划的项目都能如期实施,到2005年,我国半导体产业在世界上的份额,顶多占到2%~3%。
半导体工业的发展历程
半导体工业的发展历程一、概述半导体是一种介于导体与绝缘体之间的材料,具备较好的电子导体性能和光电性能,因此在电子、通讯、能源、照明、医疗等领域有广泛应用。
半导体行业是现代高科技领域不可或缺的组成部分,它的发展历程也代表了科技进步的历史轨迹。
二、初期发展(1947-1960)半导体工业的起源可以追溯到1947年,当时贝尔实验室的三位科学家John Bardeen、William Shockley和Walter Brattain成功发明了晶体管,标志着半导体行业的起步。
晶体管的出现填补了真空管等传统电子器件的空白,并率先实现了电子信号的放大。
20世纪50年代初期,美国公司如贝尔实验室、IBM公司等开始涉足半导体领域的研究与制造,其中集成电路的发展成为当时的重点。
三、高速发展(1961-1980)60年代末70年代初,随着集成电路技术的成熟和微型工艺技术的突破,实现了芯片规模的快速增长和系统集成度的不断提高。
1971年,英特尔公司发明了世界上第一款微处理器,即Intel4004,这标志着计算机和电子信息产品进入了集成电路时代。
此后,各大跨国公司纷纷涉足半导体领域,竞相开发高端芯片、生产高新材料、改进生产流程等,从而促进了半导体行业的蓬勃发展。
四、国产化探索(1981-2000)20世纪80年代末,我国开始探索半导体国产化的道路。
经过数十年的努力,我国半导体行业已经取得了重大突破,产业规模持续扩大,技术水平明显提升。
目前,我国已经成为全球最大的半导体消费市场和制造基地之一。
五、全球化时代(21世纪至今)进入21世纪以来,半导体行业进入了一个全球化的新时期。
各大企业之间通过兼并、收购等多种方式进行合作或者整合,协同创新,形成集成化产业链,进一步推动了半导体行业的高速发展。
同时,在智能手机、物联网等领域的持续发展推动了半导体行业需求的爆发式增长,为半导体技术的发展注入了新动能。
六、未来展望随着科技的不断进步,半导体将在未来的科技革命中占据重要地位。
半导体产业介绍范文
半导体产业介绍范文
半导体产业是现代信息技术产业中最重要的基础产业之一、它是制造
集成电路的行业,也是全球最具竞争力和前景的高新技术产业之一、半导
体产业以其高技术含量、高附加值、快速发展等特点,成为各国争相发展
的战略性新兴产业。
半导体产业以硅材料为基础,通过工艺和制造技术,将原材料变成结
构精密、功能先进、充满了各种功能的微电子元件。
半导体产业在电子设备、通信设备、信息技术、物联网、计算机、军工等领域的应用广泛,是
现代各个产业的基础和核心。
半导体产业最重要的产品是集成电路芯片,常见的有微处理器、存储器、传感器、功率芯片、光电子器件等。
这些产品广泛应用于计算机、手机、平板电脑、电视、汽车、电子器件、医疗设备等各个领域。
集成电路
芯片的性能和技术水平直接影响到整个电子信息产业的发展。
半导体产业的核心竞争力主要体现在技术研发和制造工艺上。
目前,
全球主要的半导体制造企业主要有英特尔、三星、台积电等。
这些企业拥
有先进的研发实力和制造工艺,不断推出性能更加强大的新产品,引领了
全球半导体产业的发展。
同时,中国也在积极发展半导体产业,近年来半
导体产业得到了快速发展,取得了不少突破和进展。
然而,半导体产业也面临一些挑战和问题。
一方面,半导体产业的技
术变化日新月异,要不断进行技术创新和研发投入,才能跟上发展的步伐。
另一方面,半导体产业存在着高度专业化和竞争激烈的特点,要发展壮大
半导体产业需要政府、企业和研究机构等多方面的合作和支持。
中国半导体产业发展历史大事记之二
中国半导体产业发展历史大事记之二◎分立器件发展阶段(1956--1965)1956年中国提出“向科学进军”,国家制订了发展各门尖端科学的“十二年科学技术发展远景规划”,明确了目标。
根据国外发展电子器件的进程,提出了中国也要研究发展半导体科学,把半导体技术列为国家四大紧急措施之一。
从半导体材料开始,自力更生研究半导体器件。
为了落实发展半导体规划,中国科学院应用物理所首先举行了半导体器件短期训练班。
请回国的半导体专家内昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲授半导体理论、晶体管制技术和半导体线路。
参加短训班的约100多人。
当时国家决定由五所大学-北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学联合在北京大学半导体物理专来,共同培养第一批半导体人才。
五校中最出名的教授有北京大学的黄昆、复旦大学的谢希德和吉林大学的高鼎三。
1957年就有一批毕业生,其中有现在成为中国科学院院士的王阳元(北京大学)、工程院院士的许居衍(华晶集团公司)和电子工业部总工程师俞忠钰等人。
之后,清华大学等一批工科大学也先后设置了半导体专业。
中国半导体材料从锗(Ge)开始。
通过提炼煤灰制备了锗材料。
1957年北京电子管厂通过还原氧化锗,拉出了锗单晶。
中国科学院应用物理研究所和二机部十局第十一研究所开发锗晶体管。
前者由王守武任半导体实验室主任,后者由武尔桢负责。
1957可国依靠自己的技术开发,相继研制出锗点接触二极管和三极管(即晶体管)。
为了加强半导体的研究,中国科学院于1960年在北京建立了半导体研究所,同年在河北省石家庄建立了工业性专业研究所-第十三研究所,即现在的河北半导体研究所。
到六十年代初,中国半导体器件开始在工厂生产。
此时,国内搞半导体器件的已有十几个厂点。
当时北方以北京电子管厂为代表,生产了II-6低频合金管和II401高频合金扩散管;南方以上海元件五厂为代表。
在锗之后,很快也研究出其他半导体材料。
1959年天津拉制了硅(Si)单晶。
半导体材料的历史现状及研究进展(精)
半导体材料的历史现状及研究进展(精)半导体材料的研究进展摘要:随着全球科技的快速发展,当今世界已经进入了信息时代,作为信息领域的命脉,光电子技术和微电子技术无疑成为了科技发展的焦点。
半导体材料凭借着自身的性能特点也在迅速地扩大着它的使用领域。
本文重点对半导体材料的发展历程、性能、种类和主要的半导体材料进行了讨论,并对半导体硅材料应用概况及其发展趋势作了概述。
关键词:半导体材料、性能、种类、应用概况、发展趋势一、半导体材料的发展历程半导体材料从发现到发展,从使用到创新,拥有这一段长久的历史。
宰二十世纪初,就曾出现过点接触矿石检波器。
1930年,氧化亚铜整流器制造成功并得到广泛应用,是半导体材料开始受到重视。
1947年锗点接触三极管制成,成为半导体的研究成果的重大突破。
50年代末,薄膜生长激素的开发和集成电路的发明,是的微电子技术得到进一步发展。
60年代,砷化镓材料制成半导体激光器,固溶体半导体此阿里奥在红外线方面的研究发展,半导体材料的应用得到扩展。
1969年超晶格概念的提出和超晶格量子阱的研制成功,是的半导体器件的设计与制造从杂志工程发展到能带工程,将半导体材料的研究和应用推向了一个新的领域。
90年代以来随着移动通信技术的飞速发展,砷化镓和磷化烟等半导体材料成为焦点,用于制作高速高频大功率激发光电子器件等;近些年,新型半导体材料的研究得到突破,以氮化镓为代表的先进半导体材料开始体现出超强优越性,被称为IT产业的新发动机。
新型半导体材料的研究和突破,常常导致新的技术革命和新兴产业的发展.以氮化镓为代表的第三代半导体材料,是继第一代半导体材料(以硅基半导体为代表和第二代半导体材料(以砷化镓和磷化铟为代表之后,在近10年发展起来的新型宽带半导体材料.作为第一代半导体材料,硅基半导体材料及其集成电路的发展导致了微型计算机的出现和整个计算机产业的飞跃,并广泛应用于信息处理、自动控制等领域,对人类社会的发展起了极大的促进作用.硅基半导体材料虽然在微电子领域得到广泛应用,但硅材料本身间接能带结构的特点限制了其在光电子领域的应用.随着以光通状态所需的能量。
中国半导体产业发展历史大事记
中国半导体产业发展历史大事记1947年,美国贝尔实验室发明了半导体点接触式晶体管,从而开创了人类的硅文明时代。
1956年,我国提出“向科学进军”,根据国外发展电子器件的进程,提出了中国也要研究半导体科学,把半导体技术列为国家四大紧急措施之一。
中国科学院应用物理所首先举办了半导体器件短期培训班。
请回国的半导体专家黄昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲授半导体理论、晶体管制造技术和半导体线路。
在五所大学――北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学联合在北京大学开办了半导体物理专业,共同培养第一批半导体人才。
培养出了第一批著名的教授:北京大学的黄昆、复旦大学的谢希德、吉林大学的高鼎三。
1957年毕业的第一批研究生中有中国科学院院士王阳元(北京大学微电子所所长)、工程院院士许居衍(华晶集团中央研究院院长)和电子工业部总工程师俞忠钰(北方华虹设计公司董事长)。
1957年,北京电子管厂通过还原氧化锗,拉出了锗单晶。
中国科学院应用物理研究所和二机部十局第十一所开发锗晶体管。
当年,中国相继研制出锗点接触二极管和三极管(即晶体管)。
1958年,美国德州仪器公司和仙童公司各自研制发明了半导体集成电路(IC)之后,发展极为迅猛,从SSI(小规模集成电路)起步,经过MSI(中规模集成电路),发展到LSI(大规模集成电路),然后发展到现在的VLSI(超大规模集成电路)及最近的ULSI(特大规模集成电路),甚至发展到将来的GSI(甚大规模集成电路),届时单片集成电路集成度将超过10亿个元件。
1959年,天津拉制出硅(Si)单晶。
1960年,中科院在北京建立半导体研究所,同年在河北建立工业性专业化研究所――第十三所(河北半导体研究所)。
1962年,天津拉制出砷化镓单晶(GaAs),为研究制备其他化合物半导体打下了基础。
1962年,我国研究制成硅外延工艺,并开始研究采用照相制版,光刻工艺。
1963年,河北省半导体研究所制成硅平面型晶体管。
对半导体的财务报告分析(3篇)
第1篇一、引言半导体作为现代电子产业的核心基础,其发展水平直接关系到国家电子信息产业的竞争力。
近年来,随着全球电子信息产业的快速发展,半导体行业也呈现出高速增长的趋势。
本报告将通过对半导体行业主要企业的财务报告进行分析,揭示行业整体财务状况,探讨行业发展趋势,为投资者和行业参与者提供参考。
二、行业概况半导体行业主要包括集成电路、分立器件、光电子器件等细分领域。
我国半导体产业近年来取得了显著进展,但在全球市场份额、高端产品等方面与发达国家相比仍有较大差距。
本报告选取了行业内具有代表性的企业,对其财务报告进行深入分析。
三、财务指标分析1. 收入分析(1)营业收入:选取了A、B、C三家半导体企业,对其营业收入进行分析。
近年来,三家企业的营业收入均呈现增长趋势,其中A企业营业收入增长最快,达到30%以上。
这主要得益于企业加大了研发投入,提升了产品竞争力。
(2)毛利率:A、B、C三家企业的毛利率在20%-30%之间,处于行业平均水平。
其中,B企业毛利率最高,达到28%。
毛利率的提升主要得益于产品结构优化和成本控制。
2. 盈利能力分析(1)净利润:A、B、C三家企业的净利润均呈现增长趋势,其中A企业净利润增长最快,达到40%。
这主要得益于营业收入的高速增长和成本控制。
(2)净资产收益率:A、B、C三家企业的净资产收益率在10%-15%之间,处于行业平均水平。
其中,B企业净资产收益率最高,达到14%。
净资产收益率的提升主要得益于企业规模扩大和盈利能力的提高。
3. 偿债能力分析(1)资产负债率:A、B、C三家企业的资产负债率在40%-60%之间,处于行业平均水平。
其中,A企业资产负债率最低,为45%。
资产负债率的控制主要依赖于企业的融资能力和风险控制。
(2)流动比率:A、B、C三家企业的流动比率在1.5-2.0之间,处于行业平均水平。
流动比率的提高主要得益于企业的现金流管理和存货控制。
4. 运营能力分析(1)应收账款周转率:A、B、C三家企业的应收账款周转率在5-10次之间,处于行业平均水平。
(整理)半导体材料发展简史
半导体材料的发展简史半导体材料是半导体工业的基础,它的发展对半导体工业的发展具有极大的影响。
如果按化学成分及内部结构,半导体材料大致可以分为以下几类:一是元素半导体材料,包括锗(Ge)、硅(Si)、硒(Se)、硼(B)等。
20世纪50年代,锗在半导体工业中占主导地位,但锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差,到20世纪60年代后期逐渐被硅材料取代。
用硅制造的半导体器件,耐高温和抗辐射性能较好,特别适宜制作大功率器件。
因此,硅已成为应用最多的一种半导体材料,目前的集成电路大多数是用硅材料制造的。
二是化合物半导体,它是由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料。
它的种类很多,重要的有砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、锑化铟(InSb)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、硫化镉(CdS)等。
其中砷化镓是除硅之外研究最深入、应用最广泛的半导体材料。
由于砷化镓是一种直接带隙的半导体材料,并且具有禁带宽度宽、电子迁移率高的优点,因而砷化镓材料不仅可直接研制光电子器件,如发光二极管、可见光激光器、近红外激光器、量子阱大功率激光器、红外探测器和高效太阳能电池等,而且在微电子方面,以半绝缘砷化镓(Si-GaAs)为基体,用直接离子注入自对准平面工艺研制的砷化镓高速数字电路、微波单片电路、光电集成电路、低噪声及大功率场效应晶体管,具有速度快、频率高、低功耗和抗辐射等特点。
碳化硅由于其抗辐射能力强、耐高温和化学稳定性好,在航天技术领域有着广泛的应用。
氮化镓材料是近十年才成为研究热点,它是一种宽禁带半导体材料(Eg=3.4eV),具有纤锌矿结构的氮化镓属于直接跃迁型半导体,是制作绿光、蓝光、紫光乃至紫外发光二极管、探测器和激光器的材料。
氮化镓可以与氮化铟(Eg=1.9eV)、氮化铝(Eg=6.2eV)形成合金InGaN、AlGaN,这样可以调制禁带宽度,进而调节发光管、激光管等的波长。
三是非晶半导体。
上面介绍的都是具有确定晶格结构的半导体材料,在这些材料中原子排列具有对称性和周期性。
新形势下的世界半导体业及中国半导体业的前景上
5电子产品世界世界半导体工业经过近50年来的发展壮大,已经到达2500亿美元以上的规模,工业明显呈现成熟的特征,成长趋缓,周期性起伏减小。
回顾世界电子技术共有三次突破。
第一次,1906年美国的物理学家德富列斯特研制成功世界上第一只三极电子管;第二次,1947年美国人索克雷、巴丁和布拉塔因一起发明了晶体管;以及第三次,1958年TI 和仙童公司同时成功开发了世界第一块集成电路,意味着晶体管时代的结束,I C 时代的正式开始。
这就是人类在20世纪电子技术领域中的三次重大突破。
半导体工业是电子工业的基础。
为什么半导体工业会有那么大的威力?因为传统工业材料的纯度大部分在99%到99.99%。
可是对于半导体业,要提高到8~9个9的纯度。
因此半导体工业的产业链提高了系列工业的基础水平。
如半导体工业中,要求低缺陷、高纯度、耐腐蚀,洁净等,代表了一个国家的工业技术的基础水平。
因此,这也能解释为什么中国原子弹、氢弹能成功,卫星能上天,而集成电路工业不能很快突破,原因就是它是工业化的基础,需要规模批量的生产。
相比之下,中国集成电路工业的基础还很薄弱,与世界先进水平大约还有5~10年的差距。
半导体工业一定离不开摩尔定律。
1965年英特尔的创始人之一戈登摩尔提出了一个猜想,通过他的实验数据分析,得出每经过18个月,芯片上晶体管的数量可以增加一倍,相当于成本下降一半。
至今晶体管的密度增加一倍可能相对容易实现,但是要保持功率密度不变,就太难了。
摩尔定律的精髓是一种激励的机制。
鼓励行业中每个公司必须持续的进步,否则别人进步,你如果进步得慢就落后了。
摩尔定律最大的好处是使工业义无反顾地追随它,并得到实践的证实。
但是摩尔定律受到物理条件的限制,不可能无限的增加,在物理概念上总有一天会寿终正寝,但相信整个工业不会停止,还会继续进步。
半导体既然是一个产业,一定要赚钱,否则无法生存与进步。
据资料统计,平均地说,一个半导体工厂的研发费用要占销售额的15%,每年的固定资产投资大概要占到销售额的20%。
国际半导体技术发展路线图
ChinalntegratedCircult国际半导体技术发展路线图(ITRS)2013版综述(1)黄庆红1译,黄庆梅2校(1.工业和信息化部电子科学技术情报研究所,北京,100040;2.北京理工大学光电学院,北京,100081)摘要:国际半导体技术发展路线图(The I nt er nat i onal Technol ogy R oadm ap f or Sem i conduct or s,I TR S)自1999年第1版问世后,每偶数年份更新,每单数年份进行全面修订。
I TR S的目标是提供被工业界广泛认同的对未来15年内研发需求的最佳预测,对公司、研发团体和政府都有指导作用。
路线图对提高各个层次上研发投资的决策质量都有重要意义。
本篇是连载一。
关键词:国际半导体技术发展路线图;2013版International Technology Roadmapfor Semiconductors(2013Edition)HUANG Qing-hong1,HUANG Qing-mei2(1.Electronic Technical Information Research Institute,MII.Beijing100040,China;2.School of Optoelectronics,Beijing Institute of Technology,Beijing100081,China)Abstract:The first International Technology Roadmap for Semiconductors(ITRS)published in1999.Since then,the ITRS has been updated in even-numbered years and fully revised in odd-numbered years.The overall objectiveof the ITRS is to present industry-wide consensus on the“best current estimate”of the industry’s research anddevelop-ment needs out to a15-year horizon.As such,it provides a guide to the efforts of companies,universities,governments, and other research providers or funders.The ITRS has improved the quality of R&D investmentdecisions made at all levels and has helped channel research efforts to areas that most need research breakthroughs.Key words:ITRS;20131综述1.1不断变化的环境简介半导体工业诞生于20世纪70年代。
XX2021年中国大功率半导体器件行业市场分析与发展前
XX2021年中国大功率半导体器件行业市场分析与发展前2014—2019 年中大功率半导体器件行业市场分析与进展前景预测报告中国产业研究报告网什么是行业研究报告行业研究是通过深入研究某一行业进展动态、规模结构、竞争格局与综合经济信息等,为企业自身进展或者行业投资者等有关客户提供重要的参考根据。
以笈户需求为导向,以行业为主线•一合行业、市场、企业. III P ¾ 闿数据和俏息资源,协助小户准确把握所关注疗业的发展心势,为企让的发展战略和资源形介提供依据.・:•捉祢?.业的潴变现律・:•反映?.业上态4•研究标H企业的比争优势我们不做过一的资产财务一方面的分析和I匕较.一住通过对 "业的把加:和Ml关标Fl企业的分析,明确客户企业的罐略定位和资源配W方心从而提升企业的管理水平•改的企业的经♦状况企业通常通过自身的营销网络熟悉到所在行业的微观市场,但微观市场中的假象经常误导管理者对行业进展全局的推断与把握。
一个全面竞争的时代,不但要熟悉自己现状,还要熟悉对手动向,更需要将整个行业系统的运行规律了然于胸。
行业研究报告的构成通常来说,行业研究报告的核心内容包含下列五方面:) 行业概况》行业环境》产品状况\企业状况)趋势对策 )•行'上的界定/分类■产业政策•行业内七要产•行业集中状况■市场发展趋势•行业规模/结构•行业管理体制品产销情况・行业内企业特•技术发展趋势■行业进出I I状况•投资状况■主要:精件模式征及需求•国家发屣规划•国外同行业现状•技术柠代■市场需求■领先企业研究•体制改革计划■行业发展特点•原材料情况•细分市场・关键成功因素•企业发屣对策♦受资料的限制,《时帔不能够对行业进行企而地分析,分析的思路也会被资料所左右; 但是无论如何,我们还是以所仃掌握的资料为里础,尽可能对资料进行整合,以揭示行业的现状和发展趋势,为决策提供依据♦:Hr业研究的婿易程度因行业不同谏厮差别。
中国半导体产业发展历史大事记之一
中国半导体产业发展历史大事记之一1947年,美国贝尔实验室发明了半导体点接触式晶体管,从而开创了人类的硅文明时代。
1956年,我国提出“向科学进军”,根据国外发展电子器件的进程,提出了中国也要研究半导体科学,把半导体技术列为国家四大紧急措施之一。
中国科学院应用物理所首先举办了半导体器件短期培训班。
请回国的半导体专家黄昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲授半导体理论、晶体管制造技术和半导体线路。
在五所大学――北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学联合在北京大学开办了半导体物理专业,共同培养第一批半导体人才。
培养出了第一批著名的教授:北京大学的黄昆、复旦大学的谢希德、吉林大学的高鼎三。
1957年毕业的第一批研究生中有中国科学院院士王阳元(北京大学微电子所所长)、工程院院士许居衍(华晶集团中央研究院院长)和电子工业部总工程师俞忠钰(北方华虹设计公司董事长)。
1957年,北京电子管厂通过还原氧化锗,拉出了锗单晶。
中国科学院应用物理研究所和二机部十局第十一所开发锗晶体管。
当年,中国相继研制出锗点接触二极管和三极管(即晶体管)。
1958年,美国德州仪器公司和仙童公司各自研制发明了半导体集成电路(IC)之后,发展极为迅猛,从SSI(小规模集成电路)起步,经过MSI(中规模集成电路),发展到LSI(大规模集成电路),然后发展到现在的VLSI(超大规模集成电路)及最近的ULSI(特大规模集成电路),甚至发展到将来的GSI(甚大规模集成电路),届时单片集成电路集成度将超过10亿个元件。
1959年,天津拉制出硅(Si)单晶。
1960年,中科院在北京建立半导体研究所,同年在河北建立工业性专业化研究所――第十三所(河北半导体研究所)。
1962年,天津拉制出砷化镓单晶(GaAs),为研究制备其他化合物半导体打下了基础。
1962年,我国研究制成硅外延工艺,并开始研究采用照相制版,光刻工艺。
1963年,河北省半导体研究所制成硅平面型晶体管。
全球半导体代工业群雄争霸中国何去何从
将 更难 在代 工领 域 占有 一席 之 地 。 如果 代工 业 发展
放 缓 , 会 对 中 国集 成 电路 设计 业 的持续 快 速 发展 将 产 生不 利影 响 。从 中长 期 发展 的 战 略考虑 , 国代 中 工业 的领先 企 业 , 此刻 更 应 该加 大 投入 , 势 而 上 , 逆
位 列 全 球 半 导 体 产 业 第 二 的三 星 半 导 体 , 则 高 调 宣 布 进 军 代 工 产 业 。2 1 年 , 其 苹 果 订 单 01 在
导 体 代 工 产 业 不 断 成 长 。在 2 1 0 1年 , 球 代 工 市 全
场 规 模 己达 到 3 6亿 美 元 。若 以最 终 芯 片 产 值 为 2 制 造 环 节 产 值 的 25倍 来 估 算 ,2 1 年 代 工 产 业 . 01
趋 势 与展 望
电 子 工 业 专 用 设 苗
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全球 半导体代 工业群雄争 霸 中国何 去何从
S MI hn E ia产 业 研 究 与 咨询 总 监 何新 宇 C
1 群 雄 争 霸 升 级
随着 整 合 器 件 企 业 ( M) I D 的无 厂 化 趋 势和 集 成 电路 设 计 行 业 (A L S ) F B E S 的快 速 发 展 , 球 半 全
最 初 的群 雄 争 霸 是 始 于特 许 (hr rd 和 中 C a ee) t 芯 国 际 (MI ) 等 企 业 的 加 入 , 虽 然 台 积 电 S C
(S T MC) 规 模 上 遥 遥 领 先 , 这 些 新 企 业 , 然 在 但 依
艺 。这 意 味 着 各 家 需 要 不 断投 巨 资 于技 术 开发 和
半 导体 产 业 界 和 政 府 部 门 必须 面 对 的 问题 。 此 , 对 笔 者有 如 下 几 点期 望 与看 法 : ( ) 势而 上 , 大先 进 工艺投 资 。在 产 业 巨头 1逆 加 争 霸 , 业 格 局 迅 速 变化 的 阶段 , 国企 业 如 果 不 产 中 能 逆 流而 上 , 续 推 进产 能扩 张 与技 术 赶 超 , 来 继 未
半导体工业的现状和发展
半导体工业的现状和发展半导体工业是当今全球最为重要的产业之一,其在计算机、通讯、医疗、能源、金融等领域都有着广泛应用。
随着人工智能、物联网、5G时代的到来,半导体行业的市场规模和技术难度都将进一步增加。
本文将从多个角度探讨半导体工业的现状和发展趋势。
一、全球半导体市场概况半导体工业是全球最为活跃的产业之一,其全球市场规模2019年为4500亿美元,而中国的半导体市场规模占比则略高于全球市场规模的40%。
2020年,受新冠疫情影响,全球半导体市场总体销售下滑,但5G手机、物联网、人工智能等领域表现依旧强劲。
预计2021年全球半导体市场将会恢复增长,特别是在5G、AI芯片等领域有望迎来快速发展。
二、半导体技术的进步和发展趋势半导体工业一直在不断进行技术创新和升级换代。
从20世纪60年代的单个晶体管到现在的芯片规模化集成,半导体技术的进步一直推动着信息技术的持续发展。
目前,全球主流的半导体制造工艺为14纳米以下的FinFET和FDSOI等工艺,芯片性能和功耗正在逐步提高和优化。
未来,半导体技术的发展方向包括在基础物理学研究中进一步探索量子效应,研究新材料、新结构和新工艺,以实现更高的芯片性能、能效和可靠性。
同时,半导体产业链的全球化,国际合作和共通标准的建立等也是未来半导体行业的重要趋势。
三、半导体行业的挑战和机遇半导体行业也面临着不少挑战,如生产成本高,研发难度大,复杂的知识产权制度等。
尤其是在国际贸易和政治环境变化不确定的情况下,半导体产业链的供应链、分工和贸易体系都可能面临较大的风险。
但是,半导体行业也有很多机遇。
首先,全球数字化、智能化进程的加速给半导体行业提供了丰富的市场需求,如5G通讯、人工智能等。
其次,半导体投资也成为许多国家发展的重要战略,如中国的"芯片自主可控"等。
再次,新材料、新结构的研究成果也为半导体行业注入了新的活力和机遇。
四、中国半导体产业的发展现状和展望中国是全球最大的半导体市场之一,但国内的芯片设计、制造、封测等环节仍然相对薄弱,部分核心技术和专利依赖进口。
半导体技术论文高分子材料论文半导体材料的发展现状(精)
半导体技术论文高分子材料论文:半导体材料的发展现状摘要在半导体产业的发展中,一般将硅、锗称为第一代半导体材料;将砷化镓、磷化铟、磷化镓等称为第二代半导体材料;而将宽禁带(Eg>2.3eV)的氮化镓、碳化硅和金刚石等称为第三代半导体材料。
本文介绍了三代半导体的性质比较、应用领域、国内外产业化现状和进展情况等。
关键词半导体材料;多晶硅;单晶硅;砷化镓;氮化镓1 前言半导体材料是指电阻率在107Ω·cm~10-3Ω·cm,界于金属和绝缘体之间的材料。
半导体材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要基础材料[1],支撑着通信、计算机、信息家电与网络技术等电子信息产业的发展。
电子信息产业规模最大的是美国和日本,其2002年的销售收入分别为3189亿美元和2320亿美元[2]。
近几年来,我国电子信息产品以举世瞩目的速度发展,2002年销售收入以1.4亿人民币居全球第3位,比上年增长20%,产业规模是1997年的2.5倍,居国内各工业部门首位[3]。
半导体材料及应用已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志。
半导体材料的种类繁多,按化学组成分为元素半导体、化合物半导体和固溶体半导体;按组成元素分为一元、二元、三元、多元等;按晶态可分为多晶、单晶和非晶;按应用方式可分为体材料和薄膜材料。
大部分半导体材料单晶制片后直接用于制造半导体材料,这些称为“体材料”;相对应的“薄膜材料”是在半导体材料或其它材料的衬底上生长的,具有显著减少“体材料”难以解决的固熔体偏析问题、提高纯度和晶体完整性、生长异质结,能用于制造三维电路等优点。
许多新型半导体器件是在薄膜上制成的,制备薄膜的技术也在不断发展。
薄膜材料有同质外延薄膜、异质外延薄膜、超晶格薄膜、非晶薄膜等。
在半导体产业的发展中,一般将硅、锗称为第一代半导体材料;将砷化镓、磷化铟、磷化镓、砷化铟、砷化铝及其合金等称为第二代半导体材料;而将宽禁带(Eg>2.3eV)的氮化镓、碳化硅、硒化锌和金刚石等称为第三代半导体材料[4]。
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半导体工业的发展概况(上)1 半导体硅工业的发展随着社会的发展,直到20世纪时,世人才发现硅具有半导体的性质。
这些性质包括其电阻率随着温度的增加而递减、光电效应、热电效应、磁电效应、霍尔效应及其与金属接触的整流效应等。
继硅晶体管发明之后,虽然可利用乔赫拉斯基法来制备硅单晶体,但是由于直拉(CZ)法生长的硅单晶,因由于使用的石英坩埚会受到硅熔体的侵蚀而增加氧的沾污。
为了获得高纯度的硅单晶体,1956年HenryTheurer发明了区熔法(FZ)[6]。
区熔法因没有使用石英坩埚容器,故不存在氧污染的问题。
之后,在1958年由于DashFI发明了一种五位错单晶生长法,才使得生长优质大直径硅单晶技术得到了不断发展。
1958年,Kilby(基尔比)在美国德州仪器公司发明了集成电路[8],奠定了信息时代到来的基础。
第一代IC(集成电路)问世后,半导体工业迅速得到了发展,晶片上的电子元器件的密度和复杂性,也就从小规模集成电路(SSI)向中规模集成电路(MSB、大规模集成电路(LSB、超大规模集成电路(VLSI)、甚大规模集成电路(ULSI)不断地发展。
集成电路的应用范围相当广泛,按不同的用途集成电路的分类见图1所示”。
以硅材料为主的半导体专用材料已是电子信息产业最重要的基础、功能材料,在国民经济和军事工业中占有很重要的地位。
全世界的半导体器件中有95%以上是用硅材料制成,其中85%的集成电路也是由硅材料制成。
2 国外半导体工业发展动态随着IC工艺、技术的不断发展,硅单晶的直径尺寸越做越大,40多年来,小于中200mm的硅单晶片已经进入商业生产应用的水平,中300mm 的硅单晶抛光片也已在特征尺寸线宽小于0.13μm的IC器件工艺中得到了广泛应用,并已进入了研制、生产的阶段,中400mm的硅单晶也进入了开发、研究的阶段。
纳米电子技术必将成为今后研究和发展的方向。
2.1 硅集成电路发展现状制备集成电路用的硅单晶直径研制发展历史见表1所示。
*现尚处于开发、研究的阶段Φ300mm硅单晶片与其它直径硅单晶片的比较见表2。
根据《国际半导体技术路线指南International Technology Roadmap Semiconductors》(ITRS)1998年、2000年、2001年、2003年在近期、远期中对IC用硅抛光片的技术要求预测报道[10],关于未来15年内的半导体制造技术分析,对集成电路芯片的特征尺寸变化及对硅抛光片的几何尺寸加工精度有了更严格要求。
参见图2、图6和表3表6。
美国英特尔公司最初创始人之一的Gordon Moore(戈登·摩尔)先生首先预测到集成电路芯片的容量(集成度)会逐年递增翻番,而价格上则是相应的逐年递减,认为单个微处理器芯片的性能增长是按照指数曲线、几何级数的规律增长,在对数图上呈现的是一条直线型的发展趋势,而且一直到今天这种发展趋势都得到了事实的验证。
根据1965年Gordon Moore的《摩尔定律》预言:芯片上晶体管的数目每隔18-24个月就将增加1倍。
事实上在一个芯片上的晶体管数目已经由1969年的2300个增长到2000年Pentium 4微处理器的4200万个,即增长了1.8万多倍。
目前,已能在一个芯片上集成108个晶体管。
20世纪90年代末,集成电路、微处理器的芯片制造工艺已从“微米级”、“深亚微米级”进入到“纳米电子级”的系统单芯片时代,在一个芯片上,可集成包括CPU、DSP、逻辑电路、模拟电路、射频电路、存储器和其他电路模块及嵌入软件等,并相互连接构成完整的系统。
到2004年后,小于90nm的制造工艺将会被运用到大量的芯片生产之中。
在过去近40多年里,全球半导体产业的发展一直是遵循着这条《摩尔定律》而得到了高速的发展。
当然,目前对关于《摩尔定律》还能适用多久,已经存在着有两种不同的看法:一种观点认为10年内《摩尔定律》仍然有效;另外一种观点则认为《摩尔定律》将面临着难以克服的障碍,最终会影响《摩尔定律》的继续引用。
当前关于《摩尔定律》还能适用多久的争论实质上就是对缩小芯片的特征尺寸的争论。
但是《摩尔定律》的原创者、英特尔公司创始人之一的Gordon Moore 博士于2003年12月10日,在美国旧金山召开的一次国际会议上向与会的著名芯片设计人员、工程师们曾讲过,《摩尔定律》的未来将取决于芯片设计人员的创新能力,并同时鼓励他们迎接新的挑战。
美国英特尔公司微处理器的发展就是这条《摩尔定律》的明证。
图3所示为美国英特尔公司对微处理器的发展及预测。
美国英特尔公司自1969年推出世界上第一块4位微处理器芯片4004,集成度是2300个晶体管、于2000年推出微处理器芯片Pentiun 4,集成度是4200万个晶体管。
目前,已能在一个芯片上集成108个晶体管。
英特尔公司预言,2010年将推出集成度为10亿个晶体管的微处理器,其性能为1 000亿/s。
随着VLSI技术的发展,CMOS电路的集成度也不断提高,电路线宽尺寸大约每隔3年就会缩小了约30%。
根据《国际半导体技术路线》在近期、远期中对IC用硅抛光片的技术要求预测集成电路芯片的特征尺寸变化见表3-表5、图4。
据全球晶圆厂半导体协会(Fabless Semiconductor Association,FSA)统计,在2003-2004年间集成电路芯片的特征尺寸仍然是以0.18μm为主流产晶,约占总量的35%-41%。
但0.13μm产品的使用量将逐步增加,在2003年的第一季度中200mm和中300mm的0.13μm产品分别占有量是6%和2%,预测到第四季度中200mm和中300mm的0.13μm产品占有量分别可提升到15%和4%、并于2004年提高到Φ200mm和Φ300mm的0.13mm产品分别占有量的20%和9%。
相反,0.35μm和0.25μm产品将从2002年的15%和23%大幅度减为2004年的9%和10%。
在2004年采用0.09μm技术的Φ300mm实际需求量,将占芯片总量的1%-2%。
从表5可知,ULSI技术为了扩大动态随机存储器(DRAM)容量,在30多年来,IC芯片制造商找到了在一个晶圆片上能生产集成度的容量向4G-16G推进、增大芯片容量的办法是:缩小IC芯片的特征尺寸或增大晶圆片的直径。
目前全世界销售的硅片中,按其面积统计,在2001年,Φ150mm、Φ200mm与Φ300mm硅片产量共占全球硅片市场的84%,预计在2005年可增长到90%。
预计在进入21世纪后,由于纳米电子技术的迅速发展,将加速硅片市场中由小尺寸芯片向大尺寸芯片市场的转换,Φ300mm的硅片将被大量使用,以达到提高生产效率与降低成本之目标。
表6显示出以动态随机存储器(DRAM)为代表的集成电路发展与硅片直径的关系。
从表中可以看出,IC芯片集成度的提高部分可依靠集成电路的特征尺寸的缩小,部分也可依靠增大芯片的直径尺寸。
动态随机存储器(DRAM)每更换一代产品,IC芯片的面积就要增大约50%左右。
如果硅片直径不变,那么硅片所得到的芯片就要减少约1/3。
另外,如果硅片上作出的芯片愈多,其成本也可随之下降。
据测算,对同一种电路,如果使用Φ150mm硅片的成本以100计,则使用Φ200mm 硅片的成本约为75,使用Φ300mm硅片的成本则约为50。
根据对IC硅芯片的生产成本分析可知,相对于Φ200mm芯片,Φ300mm 芯片的晶方(Die)产出是中200mm芯片的2.4倍,由于在芯片制造过程中,不论是对Φ200mm芯片还是Φ300mm芯片所需要的制造工时是差不多的,因此即使建设Φ300mm芯片厂初期所需购买设备等投资庞大,但从长期发展看,Φ300mm芯片厂可使每一个芯片的晶方(Die)整体生产成本降低约30%以上。
Φ300mm相对于Φ200mm及相对于Φ150mm芯片的产出效益(以DRAM 为例)比较,见表7。
根据美国摩托洛拉公司统计分析(以1998年产品为例)的Φ300mm与Φ200mm芯片的成本比较表可知[13]:以0.25μm CMOS电路进行核算,以存储器标准芯片计算,使用Φ300mm 芯片比用Φ200mm芯片可降低约33%。
以逻辑IC电路标准芯片计算,使用Φ300mm芯片比用Φ200mm芯片可降低约41%。
据美国菲尼克斯市场研究公司Semico高级分析师的报道[14],按最简单的方法计算,虽然Φ300mm芯片面积比Φ200mm芯片面积大了2.25倍,但其运行费用仅仅只增加约30%,一旦英特尔公司的6座采用0.13μm工艺的晶圆芯片工厂全部启动生产,到2003年其晶圆芯片的生产成本可降低约25%。
美国IBM公司也声称,其单片Φ300mm芯片成本也可降低约30%-40%。
另据TI公司分析,以生产基带处理芯片为例,在一片Φ200mm芯片上只能生产出1500-2500个芯片,而在一片Φ300mm芯片上却能生产出5000-6000个芯片,可使其生产成本可降低约40%,又由于在Φ300mm 芯片生产可采用更小的特征尺寸工艺致使其生产能力得到进一步的提高,这样一条Φ300mm芯片生产线能使得成本节约近60%。
又如,台湾力晶半导体公司估计,在Φ300mm芯片上能生产出1000个128MDRAM芯片,即使这条Φ300mm生产线产量只达到70%时,其一个128 M DRAM芯片的生产成本可保持在2.5美元以下,其生产净利润率也可超过约40%,同样在中300mm芯片上能生产出800个256 M DRAM芯片,则可使其256 M DRAM芯片的生产成本可降低至3.5美元,这要比2001年底的8美元降低了60%。
从上可知,由于Φ300mm芯片厂有明显的大产能与低生产成本的优势,故国际上几个主要半导体比芯片制造商为了取得更大的生产效益,降低生产成本,适应当前国际集成电路技术的发展需要,对Φ300mm芯片厂均有开发、研究、增加投资来扩建Φ300mm的芯片厂的扩大建设计划。
当前集成电路已从Φ200mm向Φ300mm芯片过渡。
据Stmico公司预测,2002年全球Φ300mm芯片已占芯片总产量的5%,2006年将增加到35%。
另据Dataquest公司预测,2001年全球Φ300mm芯片生产设备销售已占全球设备销售总额的25%,2002年大约占35%-40%,2005年将会占65%。
但是建设Φ300mm IC芯片生产线需要投入大量资金,没有足够的技术和资金是无法涉及此高科技领域。
例如若建设一条月产3万片256 M DBAMΦ300mmic芯片生产线投资高达16亿美元,若建设一条月产2万片多层铜线互连256 M DRAM Φ300mmic芯片生产线投资高达17.8亿美元。
目前,此类项目中设备投资约占总投资的80%-90%”51。