集成电路产业与微电子专业

集成电路产业与微电子专业
长安大学 电子科学与技术系 李演明 2011年12月24日

1. 概 述
集成电路产业是一门充满创新和变数的产业
– 1958年第一块集成电路（IC）诞生，半个世纪的历程 演绎了令人兴奋不已的快速进步。 – IC产业既是一个令世人惊羡钟爱的产业，又是一个使人 呕心沥血、欲罢不能、不断面对挑战的产业。 – 集成电路具有当今高技术产业的典型特点，它是中间产 品，其应用可以产生十倍甚至于百倍的倍增效益，因 此，世界在这一领域的竞争非常激烈。
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IC技术发展沿革： 微米－亚微米－深亚微米－纳米
集成电路的技术进步一般用微细加工精度和 芯片的集成度来衡量。 2007年：
– 65纳米CMOS工艺为主流的集成电路技术已进入大生 产。 – 45纳米先导性生产线也开始投入运转。 – CPU上的晶体管数已达到8亿只。
集成电路产业作为典型的高技术产业， 高投入、搞收益、高风险的特征更加突出。
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Gordon Moore－Intel 名誉董事长
摩尔定律（1965年提出）
• IC上可容纳的晶体管数目，每18个月(或24个月) 便会增加一倍，性能也将提升一倍。 • 这一定律还意味着IC的成本每18个月(或24个月) 降低一半。 • 集成电路自诞生以来，一直戏剧性地遵循着这一 定律。这样的变化速度是其它产业的产品难于比 拟的。 • 该定律成为电子信息产业对于其技术发展前景预 测的基础。
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摩尔定律的演进
数据来源：INTEL
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半导体产业发展历史大事记（I）
1947 第一只晶体管问世 1957 Fairchild Semiconductors 公司成立（仙童－飞索） 1958 第一块集成电路问世 1961 仙童（半导体工艺）和德州仪器公司（电路形式）共 同推出了第一颗商用集成电路（双极型模拟电路） 1962 TTL逻辑电路问世（双极型数字电路） 1963 仙童公司推出第一块CMOS集成电路 1964 1英寸硅晶圆出现 1965 Gordon Moore提出Moore’s law（摩尔定律） 1967 专业半导体制造设备供应商—美国应用材料公司成立
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半导体产业发展历史大事记(II)
1968 Intel成立； NEC制作出日本第一颗IC 1973 商用的BiCMOS技术开发成功 1979 5英寸的硅晶圆出现 1985 8英寸硅晶圆开始使用； 1987 1996 台湾台积电开创专业 IC制造代工模式 12英寸硅晶圆出现 1988 专业 EDA工具开发商Cadence公司成立. 2000 中芯国际IC制造公司（SMIC）在中国大陆成立 2002 Intel建成首个12英寸生产线
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硅含量
半导体价值在电子产品价值中所占的百分比
1965 电子产品中 的硅含量 硅片直径 （mm） 半导体产值 （亿美元） 2％ 50 2” 15 1975 1985 6％ 100 4” 40 7％ 150 6” 250 200 8” 1440 1995 2005 2010 21％ 23％ 300 12” 2274 3056
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硅周期
全球集成电路产业一直保持周期性的上 升与下降，人们称这种周期性的变化为 “硅周期”
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世界硅周期曲线
数据来源：Morgan Standley
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硅周期存在的原因
供求关系的变化是硅周期存在的主要原因
– 行业发展过快、产能扩大太猛会导致市场供大 于求，库存量剧增，价格急速下降。 – 集成电路的发展不仅对电子设备有强烈的影响 和渗透，而且反过来还对其有强烈的依赖性， 电子设备市场的繁荣与衰退都将直接影响到集 成电路市场。
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1985-2007年全球半导体产业 销售收入规模增长情况
数据来源：WSTS
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1986-2007年全球半导体产业 销售收入增长率 变动情况
数据来源：WSTS
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2007年全球半导体厂商 Top 20
排 厂商 名 1 Intel（美） 2 3 4 5 6 7 8 9 Samsung（韩） Toshiba（日） TI（美） ST（欧） Hynix（韩） Renesas日） Sony（日） NXP（欧） 销售额 排 百万美元 名 33973 11 20137 12590 12172 9991 9614 8137 8040 6038 5864 12 13 14 15 16 17 18 19 20 厂商 AMD（美） NEC（日） Freescale（美） Micron（美） Qimonda（欧） Elpida（日） Broadcom（美） Sharp（日） 销售额 百万美元 5792 5555 5349 4943 4186 3836 3731 3584
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Qualcomm（美） 5603
Matsushita（日） 3946
10 Infineon（欧） 数据来源：iSuppli
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美国7家，日本7家，欧洲4家，亚太2家

微电子、IC 、半导体三者关系
• 微电子 － 学科名称 • 对应的产业 － 集成电路(IC)产业 • 外延包括 － 整个半导体产业
半导体产业的主要产品分为四大类：
集成电路，分立器件，光电器件、传感器 05-07年全球半导体产品销售比例 集成电路 IC 分立器件Disc. 光电器件Opto. 传感器 Sensors
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2005 84.8％ 7.1％ 6.1 ％ 2.0％
2006 84.5％ 6.7％ 6.6％ 2.2％
2007 85.4％ 6.4％ 6.3% 1.9％
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