芯片的发展历程PPT
用“芯”托起中国梦——国微电子什么是芯片芯片,准确地说就是硅片,也叫集成电路。是微电子技术的主要 产品。 所谓微电子是相对强电弱电 等概念而言的。指他处理...
用“芯”托起中国梦——国微电子什么是芯片芯片,准确地说就是硅片,也叫集成电路。是微电子技术的主要 产品。 所谓微电子是相对强电弱电 等概念而言的。指他处理的电子信 号极其微小。它是现代信息技术的基础。计算机芯片是一种用硅材料制成的薄片,大小仅有手指甲的一 半。 一个芯片是有几百个微电路连在一起的,体积很小,在芯片上布满了产生脉冲 电流的微电路。 计算机内的 电路很小,使用的电流也 很小所以也称芯片为微电子 器件。微型计算机中的主要芯片有微处理芯片接口芯片存储器芯片制造芯片的硅晶体的原理原理硅片的平整度、表面颗粒度、委屈电阻率均匀性控制等方面对芯片的功能和成品率都有很大影响。 如果硅片的平整度不够 由于光的衍射作用,线条的精确度无法保证而且硅 片中央与边沿的光刻精度一致性会变差。硅片表面硅片表面吸附的微小杂质颗粒,我们无法用肉眼发现,必须借助电子显微镜在暗场下观察。暗场下的亮点象天上的星星一样,它是芯片的天敌,可以导致器件失效,严重影响器件的可靠性。微小杂质颗粒的来源主要是化学试剂、气体及环境。芯片生产过程芯片的制造工艺非常复杂,一条生产线大约涉及50多个行业、2000-5000道工序。 第一,需要相关设计公司设计电路图纸,然后交给晶元加工厂需要芯片设备厂商生产制造生产芯片所需要的设备需要化工工业生产相关的材料,比如使用的材料包括几百种特种气体、液体、靶材等,需要有化工工业将“砂子”提纯成硅,再切成晶元,然后加工晶元需要晶元加工厂根据图纸对晶元进行加工,包含前后两道工艺,前道工艺分几大模块-—光刻、薄膜、刻蚀、清洗、注入;后道工艺主要是封装——互联、打线、密封。其中,光刻是制造和设计的纽带技术难点技术难度高、门槛高我国是芯片消耗大国,每年从国外采购大量的芯片,支出大量的真金白银,对美国、日本的依赖程度非常高芯片来源于沙子,从沙子中提炼单质硅,硅的纯度越高,那么质量就越好,然后再切片得到晶圆,再到光刻,无论哪个环节都是高精度的,都需要非常高的技术积累我国早期对芯片没有引起足够的重视,导致技术积累较少,被欧美国家拉下较大差距,从中兴事件开始,芯片逐步被重视起来,并快速追赶技术封锁,制造工具被限制芯片制造的重要工具是高精度光刻机,而光刻机的技术和设备被荷兰的ASML所牢牢控制,其设备卖给美国、韩国、甚至中国台湾,唯独不卖给中国大陆。 没有了先进的制造设备,就没有办法生产工艺先进的芯片,就无法赶超欧美的步伐。不过,这两年中芯国际已经突破苦难,花1.2亿美元重金购买了一台7nm的EUV。资金投入大,回报慢 设计芯片先不说设计周期有多长,单是现金方面就投入巨大,数字芯片在使用的时候,好像很简单,根据手册的说明把外设电路搭好就好,但是在设计以及制造之初,需要验证很多次,如果每次稍有不慎,出现一个BUG,那么几千万的流片费用就打了水漂。 这哪是小公司所能烧的起的?所以,大财团不向这一行去投钱。生态难建立对于CPU这类芯片而言,我国从早期就开始投入了,如比较知名的龙芯、汉芯等。龙芯的CPU已经投入生产并使用,但是在我们身边好像很难见到使用场景这类芯片的生态搭建最为重要,我们的电脑使用的是微软的操作系统,硬件是以X86为主的Intel和AMD为基础,生态已经成熟。而龙芯是基于MIPS构架的,想要从微软手中挣得一席之地和比较困难,软件生态系统的建立太难了芯片在我国的发展及应用中国芯片业走上“快车道” 自从去年下半年开始,全球就陷入了持续性的缺芯困境中,手机行业更是首当其冲。由于缺芯,华为的手机业务受到了一定程度的影响,但在其他领域,华为依旧十分“能打”,例如2021年一季度,华为5G市场份额保持第一,力压爱立信、诺基亚不过在半导体供应受限的情况下,为了公司以后的发展考虑,华为已开始谋求转型,最能体现其转型决心的,就是研发经费投入的加大国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》里提到聚焦高端芯片、集成电路装备和工艺技术、集成电路关键材料、集成电路设计工具、基础软件、工业软件、应用软件的关键核心技术研发,不断探索构建社会主义市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制科技部、国家发展改革委、工业和信息化部等部门做好有关工作的组织实施,积极利用国家重点研发计划、国家科技重大专项等给予支持