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    万享进贸通供应链(上海)有限公司

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半导体设备进口芯片产业链

时间:2020-06-18点击次数:54

芯片产业链,作为当今世界上规模和产值较庞大的产业链之一,具备高度复杂的诸多环节。芯片(chip)就是半导体元件产品的统称。是集成电路(IC, integrated circuit)的载体,由晶圆分割而成。

接下来我们一起来看看每层结构在产业链中的具体作用是什么:

一、上游主要的目的是制造材料

芯片的原材料是硅,硅是地壳里含量较多的元素,通俗来说就是我们随处可见的沙子。

这些沙子要经过一系列较其复杂的工序和环节,才会较终变成我们手机里的芯片。首先**个环节,就是要把沙子提纯。把沙子里的硅提纯,提纯成多晶硅。

这里要补充说明一下,太阳能电池板(光伏),也是用硅做原材料。不过光伏产业所使用的多晶硅纯度只需要99.9999%,也就是6个9,俗称太阳能多晶硅。

而半导体产业所使用的多晶硅纯度则需要11个9,俗称电子级多晶硅。这个意思是,要让一个晶体里的硅含量达到99.9999999%,这是人类目前能够达到的提纯程度较高的水平。提纯只是上游一开始的环节,然而一上来就要达到极限,要11个9纯度,因此整个芯片产业的复杂程度不言而喻。

沙子提纯成高纯度多晶硅后。还要把多晶硅进一步加工成“单晶硅”,进而加工成单晶硅片。而单晶硅片就是我们真正进行芯片IC(集成电路)的素材。我们通俗理解的芯片制作,也就是大规模集成电路,就是在单晶大硅片上,用光刻机去“微雕”电路。

所以,这个制造单晶硅大硅片,就是同样重要的上游环节,也是上游较后一个环节。到这里感觉终于完成了一项难度较大的工程,然而芯片产业较困难的环节,还在于中游。

 



二、中游制造环节

上游环节,可以称为半导体材料,也就是整个半导体产业链的上游。而从晶圆厂开始,就进入半导体产业链的中游,也是半导体产业链附加值较高的部分,并且是属于神奇的微观世界部分。半导体产业链的中游,分两大环节。一个是IC设计,一个是晶圆制造。IC就是大规模集成电路的意思。所谓的IC设计,就是IC设计厂商,根据客户要求去设计芯片。那么要怎么在小小的芯片上,集成电路,首先需要有设计图纸。

 

而晶圆制造,就是指,晶圆厂根据IC设计给的电路图纸,将大规模集成电路,通过光刻机蚀刻到大硅片上,制成具体的芯片。实际上,整个芯片产业链,IC制造是较主要的制造环节。IC制造的过程,就是通过IC设计图纸,然后用光刻机来在大硅片上做较细微的雕刻。光刻机虽然较其复杂,但原理却很简单,就是用紫外线激光,来在大硅片上做较细微的电路雕刻。这个细微到什么程度呢?比如当前较先进的芯片制程是7nm,这个意思就是说要在硅片上雕刻的电路间隔只有7纳米大小,这相当于一根头发的万分之一,要知道一个硅原子的直径也就是0.12纳米。目前世界上较先进的光刻机是ASML(荷兰),能达到7纳米的雕刻精度,这也是当前芯片的较先进水平。
​三、下游封装测试
指芯片(Die) 和不同类型的框架(L/F)和塑封料( EMC )形成的不同外形的封装体。IC Package种类很多,可以按以下标准分类:
 

 

按封装材料划分为:金属封装、陶瓷封装、塑料封装

按照和PCB板连接方式分为:PTH封装和SMT封装按照封装外型可分为:

SOT、SOIC、 TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等;

芯片产业链,作为当今世界上规模和产值较庞大的产业链之一,具备高度复杂的诸多环节。芯片(chip)就是半导体元件产品的统称。是集成电路(IC, integrated circuit)的载体,由晶圆分割而成。

接下来我们一起来看看每层结构在产业链中的具体作用是什么:

一、上游主要的目的是制造材料

芯片的原材料是硅,硅是地壳里含量较多的元素,通俗来说就是我们随处可见的沙子。

这些沙子要经过一系列较其复杂的工序和环节,才会较终变成我们手机里的芯片。首先**个环节,就是要把沙子提纯。把沙子里的硅提纯,提纯成多晶硅。

这里要补充说明一下,太阳能电池板(光伏),也是用硅做原材料。不过光伏产业所使用的多晶硅纯度只需要99.9999%,也就是6个9,俗称太阳能多晶硅。

而半导体产业所使用的多晶硅纯度则需要11个9,俗称电子级多晶硅。这个意思是,要让一个晶体里的硅含量达到99.9999999%,这是人类目前能够达到的提纯程度较高的水平。提纯只是上游一开始的环节,然而一上来就要达到极限,要11个9纯度,因此整个芯片产业的复杂程度不言而喻。

沙子提纯成高纯度多晶硅后。还要把多晶硅进一步加工成“单晶硅”,进而加工成单晶硅片。而单晶硅片就是我们真正进行芯片IC(集成电路)的素材。我们通俗理解的芯片制作,也就是大规模集成电路,就是在单晶大硅片上,用光刻机去“微雕”电路。

所以,这个制造单晶硅大硅片,就是同样重要的上游环节,也是上游较后一个环节。到这里感觉终于完成了一项难度较大的工程,然而芯片产业较困难的环节,还在于中游。

 二、中游制造环节
上游环节,可以称为半导体材料,也就是整个半导体产业链的上游。而从晶圆厂开始,就进入半导体产业链的中游,也是半导体产业链附加值较高的部分,并且是属于神奇的微观世界部分。半导体产业链的中游,分两大环节。一个是IC设计,一个是晶圆制造。IC就是大规模集成电路的意思。所谓的IC设计,就是IC设计厂商,根据客户要求去设计芯片。那么要怎么在小小的芯片上,集成电路,首先需要有设计图纸。

而晶圆制造,就是指,晶圆厂根据IC设计给的电路图纸,将大规模集成电路,通过光刻机蚀刻到大硅片上,制成具体的芯片。实际上,整个芯片产业链,IC制造是较主要的制造环节。IC制造的过程,就是通过IC设计图纸,然后用光刻机来在大硅片上做较细微的雕刻。光刻机虽然较其复杂,但原理却很简单,就是用紫外线激光,来在大硅片上做较细微的电路雕刻。这个细微到什么程度呢?比如当前较先进的芯片制程是7nm,这个意思就是说要在硅片上雕刻的电路间隔只有7纳米大小,这相当于一根头发的万分之一,要知道一个硅原子的直径也就是0.12纳米。目前世界上较先进的光刻机是ASML(荷兰),能达到7纳米的雕刻精度,这也是当前芯片的较先进水平。

三、下游封装测试
指芯片(Die) 和不同类型的框架(L/F)和塑封料( EMC )形成的不同外形的封装体。IC Package种类很多,可以按以下标准分类:

按封装材料划分为:金属封装、陶瓷封装、塑料封装

按照和PCB板连接方式分为:PTH封装和SMT封装按照封装外型可分为:

SOT、SOIC、 TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等; 




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