半导体之集成电路产业链全景图
半导体主要由四个组成部分组成：集成电路(约占81%)，光电器件(约占10%)，分立器件(约占6%)，传感器(约占3%)，因此通常将半导体和集成电路等价。
日本信越
信越化学工业株式会社，1926年成立，经半个多世纪的发展,其自行研制的单晶硅片、有机硅、纤维素衍生物等原材料已成功建立了全球范围的生产和销售网络，其半导体硅、聚氯乙烯等原材料的供应在全球首屈一指。
信越集团自行生产主要事业的主原料—单晶硅，从而确立了从原料开始的一贯式生产体制。
信越集团作为IC电路板硅片的世界主导企业，始终奔驰在大口径化及高平直度的最尖端。最早研制成功了最尖端的300mm硅片及实现了SOI 硅片的产品化，并稳定供应着优质的产品。同时，一贯化生产发光二极管中的GaP（磷化镓），GaAs（砷化镓），AIGaInP（磷化铝镓铟）系化合物半导体单晶与切片。
信越化工能够制造出具有11个9（99．999999999％）的纯度与均匀的结晶构造的单晶硅，在全世界处于领先水平。信越化工的先进工艺可以将单晶硅切成薄片并加以研磨而形成的硅片。其表面的平坦度仅为1微米以下。
信越化学工业今年年度(2017年4月~2018年3月)合并营收目标自原先预估的1.35兆日圆上修至1.42兆日圆、合并营益自2,680亿日圆上修至3,230亿日圆、合并纯益也自1,900亿日圆上修至2,270亿日圆，营益、纯益将创下历史新高纪录。
信越化学今年度前三季(2017年4~12月)合并营收较1年前同期大增15.1%至1兆611亿日圆、合并营益大增34.4%至2,433亿日圆、合并纯益大增28.2%至1,733亿日圆。
信越化学指出，因以12英寸为中心的所有尺寸硅晶圆出货持续维持高水准、12寸产品调涨价格，激励4~12月期间半导体硅晶圆事业营收大增21.2%~2,255亿日圆、营益大增67.6%至662亿日圆。
SUMCO
SUMCO，日本三菱住友株式会社，Sumco集团是世界第二大硅晶圆供应商。
SUMCO于2017年8月8日宣布，因半导体需求旺盛，提振作为基板材料的硅晶圆需求夯、供需紧绷，故决议在旗下伊万里工厂投入436亿日元进行增产投资，目标在2019年上半年将12英寸硅晶圆月产能提高11万片。
2017年第四季度财报显示，因硅晶圆需求供不应求且12英寸硅晶圆价格上涨，带动SUMCO 2017年第四季度合并营收较2016年同期大增26%至702亿日元，合并营益暴增142%至133亿日元、合并纯益暴增235%至104亿日元。
12英寸硅晶圆价格从2017年初开始回升，累计2017年间价格回升幅度达20%以上，带动SUMCO2017年合并营收大增23.3%至2606.27亿日元、合并营益暴增199.6%至420.85亿日元、合并纯益暴增310.1%至270.16亿日元。
环球晶
环球晶圆有限公司(简称：环球晶，代码：6488)于2011年10月18日由中美晶的半导体部门分割成立，之后在收购SunEdison之后，成为全
球第三大的3~12吋半导体硅晶圆材料商，可提供长晶、切片、研磨、抛光、退火、磊晶等硅晶圆产品服务。
主要经营项目为硅晶材料的制造与销售，产品有磊晶晶圆、抛光晶圆、浸蚀晶圆、超薄晶圆及深扩散晶圆等，应用范围从整流器到电源管理及驱动IC、车用功率与感测器IC、资通讯、MEMS等利基型市场。
2015年，公司产品结构退火片(Annealed Wafer)占比41%、磊晶(EPI Wafer)占比33%、抛光片(Polished Wafer)占比13%，其它占比13%。以尺寸区分，8吋产品占39%、12吋占23%、6吋以下占38%。
据公告显示，2017年度，环球晶营业收入为462.12亿新台币，营业毛利为118亿新台币，营业净利为74.13亿新台币。对比于2016年度，环球晶的合并营收仅为184.27亿元(新台币，下同)，年增20.4%;营业毛利41.30亿元，年增1.4%;营业净利13.78亿元。可以看到，业绩有了非常明显的增长。
应用材料
应用材料公司是全球最大的半导体设备和服务供应商。应用材料公司创建于1967年，公司总部位于美国加利福尼亚州圣克拉拉。应用材料公司1984年进入中国，目前在上海，北京，天津，苏州，无锡等地有办事处或仓库，在西安设有太阳能开发中心。
应用材料公司的主要产品为芯片制造相关类产品，例如原子层沉积，物理气相沉积，化学气相沉积，电镀，侵蚀，离子注入，快速热处理，化学机械抛光，测量学和硅片检测等。应用材料公司每年的研究经费达到约10亿美元。
ASML
阿斯麦公司(台译：艾司摩尔控股公司)ASML Holding NV创立于1984年，前称ASM Lithography Holding N.V.，于2001年改为现用名，总部位于荷兰费尔德霍芬(Veldhoven)，全职雇员12，168人，是一家半导体设备设计、制造及销售公司。公司主要从事半导体设备的设计、制造及销售，ASML公司主要专精于晶片制造微缩影设备之设计制造与整合，积体电路生产流程中，其关键的制程技术则是微缩影(lithography)技术将电路图影像投射在晶片上之曝光。业务范围遍及全球，生产与研发单位则分别位于美国康乃狄克州、加州，台湾以及荷兰。
Tokyo Electron
东京电子成立于1963年，为全球第三大半导体设备生产商，提供给半导体与平面显示器产业。
半导体生产设备，包括涂布机、电浆蚀刻系统、热加工系统、单晶片沉积系统、清洗系统，用于晶圆生产流程，还提供晶圆探针系统。平板显示器生产设备，包括平面显示镀膜机、平面电浆蚀刻，及电浆体化学气相沉积系统用于薄膜矽太阳能电池。
Lam Research
Lam Research Corporation成立于1980年，总部位于美国加州，是一家向全球半导体产业提供晶圆制造设备和服务的供应商。
公司主要设计、制造、行销、维修及服务使用于积体电路制造的半导体处理设备，此外，还提供单晶圆清洁技术的多样组合。
旗下子公司Customer Support Business Group提供可强化设备效能及效率的产品与服务。该公司提供服务的范围包括客户服务、备用零件的供应、产品升级、产品蚀刻、沉积、去除光阻及清洁等服务，并还制造、销售一系列的研磨、叠置及精密抛光等设备。2012年6月，公司完成与Novellus Systems，Inc.合并。
KLA-Tencor
科磊半导体(或：科天半导体、美商科磊股份有限公司)KLA-Tencor Corporation创立于1975年，总部位于美国加州米尔皮塔斯，全职雇员5，880人，是全球前十大IC设备生产厂商，拥有晶圆检测与光罩检测系统。
KLA-Tencor Corporation是一家从事半导体及相关纳米电子产业的设计、制造及行销制程控制和良率管理解决方案商，其产品包括晶片制造、晶圆制造、光罩制造、互补式金属氧化物半导体(CMOS)和图像感应器制造、太阳能制造、LED制造，资料储存媒体/读写头制造、微电子机械系统制造及通用/实验室应用等。
此外，科磊半导体公司还提供翻新的KLA-Tencor工具，连同其KT 认证计画予客户制造更大的设计规则装置及产品支援服务。公司产品应用于许多其他行业，包括LED，资料储存和太阳能等产业，以及一般材料的研究。
DNS(Dainippon Screen，迪恩仕)
SCREEN 集团专职研究开发各项半导体设备、液晶生产设备及专业级印刷设备，其集团公司包含全世界共有数十个服务据点，足迹遍及台湾、日本、美国、欧洲、中国大陆、韩国、新加坡等地。
迪恩仕总部位于日本。从印前、印刷及相关设备到电子产业，迪恩士已在各个领域扩大了其业务范围。在“发展思路”的公司的原则指导下，以核心图像处理技术为杠杆，不断努力开创着新的业务和产品。
迪恩仕现在正在发展和生产印刷领域及世界领先的高科技领域的印刷技术数字化设备，如电子领域的半导体制造设备，FPDs (平板显示器)和印刷电路板。
迪恩仕科技提供各领域之半导体晶圆设备，包含洗净、蚀刻、显影/涂布等制程用途，其中洗净设备于半导体业界具有极高之市占率，同时随着半导体制程技术进步不断推陈出新设备产品。
Advantest
ADVANTEST公司1954年成立于日本东京，主要从事大规模集成电路自动测试设备及电子测量仪器的研发、制造、销售和服务。
半个多世纪以来，公司凭借其优秀的经营理念和尖端的技术，已成为全球最大的集成电力自动测试设备供应商之一，并在美国、欧洲、亚洲成立了多个子公司，就近向半导体行业提供完善的整体解决方案，及一流的售后服务。
ADVANTEST公司的产品主要分为集成电路自动测试设备和电子测量仪器两大部分。集成电路自动测试设备的产品包裹SoC测试系统、Memory测试系统、混合信号测试系统、LCD Driver测试系统、动态机械手等; 电子测量仪器产品则包括频谱分析仪、网络分析仪等。近二十年来，作为半导体测试设备行业的领军企业，ADVANTEST公司的产品销售额和市场占有率在全球同行业中的排名一直数一数二，并在近几年ATE测试设备的市场份额最新排名中依然荣居榜首。
ADVANTEST公司自二十世纪七十年代开始与中国展开技术交流，并与1993年正式进入中国市场。目前在北京、上海、苏州分别有注册公司(分公司)。其中技术工程师占60%以上。
Teradyne
美商泰瑞达Teradyne，Inc.创立于1960年，总部位于美国马萨诸塞州North Reading，全职雇员3，900人，是一家生产电子与通讯产品所需的自动化测试器材与相关软件的自动测试设备公司。
美商泰瑞达(Teradyne)是一家自动测试机台的制造商(Automatic Test Equipment，ATE)，产品包括半导体测试系统、电路板与电话线与网路所需的软件，2005年，泰瑞达公司在系统整合芯片的元件测试市场中，市占率最高。
国内外知名企业如Motorola，Philips Semiconductor，Texas Instrument，Cisco，3Com，中芯国际，ChipPac，华为，贝岭等皆为公司客户。
Hitachi High-Technologies
日立全球先端科技为全球半导体设备大厂。主要产品包括半导体设备、电子显微镜、液晶面板相关设备，FPD设备包括包括Array、Cell、Module、彩色滤光片之制程设备，包含玻璃基板表面检查设备、曝光机、湿制程设备。.等及医疗分析设备。
公司还提供钢制品、非铁金属产品、综合性树脂产品、光通讯材料、石油化学产品等工业材料。
尼康
Nikon 成立于1917年，是总部设在日本东京，主要分四个事业领域，分别精密设备公司、映像公司、仪器公司及其他(包括CMP装置事业、测量机事业、望远镜事业等)。
精密设备事业部是提供积体电路曝光机和扫描仪，用于在大规模积体电路制造;影像产品事业部提供的数位相机、胶卷相机及零件，包括可互换镜头、闪光灯、胶片扫描仪等;仪器事业部提供显微镜、测量仪器、半导体检测设备。
其他还有提供运动光学产品，如望远镜、单筒/双筒望远镜、雷射测距仪等。
行业专家莫大康认为，发展设备业之所以最为困难，除了资金、人才等问题，最关键是使用量太少。
还有一些我们不常听闻的原材料以及设备厂商：
TOPPAN
日本凸版印刷株式会社（Toppan Printing Co. Ltd.），成立于1900年，是当今信息和通信行业的一流公司。凸版印刷株式会社总部位于日本东京，是一个拥有11500名员工的大型国际性公司。
Toppan利用其在印刷中获得的核心技术，而不断扩展其经营活动到各个新领域之中。
Toppan Printing在1961年跨入光罩事业后，为业界的领导者之一；Toppan Photomasks, Inc.为隶属于Toppan集团的光罩公司，并为2016年营收超过140亿美元的Toppan Printing Co., Ltd.的独资子公司。TPCS则为Toppan Photomasks,Inc.旗下子公司，专为半导体客户生产光罩。TPCS于1995年开始在中国投产。
年初，Toppan Photomasks, Inc.（TPI）宣布加码投资Toppan Photomasks Company Limited, Shanghai（TPCS）上海厂，针对先进光罩扩充全新的尖端量产设备。新增的设备预计于2018年4月开始安装，首批安装的设备用于生产65/55奈米光罩，之后将逐步扩增其他新设备。预计于2018年秋季全部安装完成，并于2019年上半年开始生产28与14奈米光罩。
JSR
日本JSR株式会社于1957年（昭和32年）12月成立（原公司名称：日本合成橡胶株式会社）。成立以来，确立了公司在合成橡胶及乳胶、合成树脂等石化类事业的龙头企业地位，目前在国内合成橡胶等各个事业领域，主打产品的市场份额均占据第一位。
JSR为了扩大业务内容和确保稳定的经营基础，将公司在石化类事业领域积累的高分子技术应用到光化学和有机合成化学领域，使业务内容扩大到半导体制造材料、显示器材料等领域，积极投入经营改革，确保高市场占有率。
JSR是全球液晶面板配向膜暨彩色光阻剂以及合成橡胶大厂。
法国液空
法国液化空气集团，成立于1902年，是世界上最大的工业气体和医疗气体以及相关服务的供应商之一。法液空集团向众多的行业提供氧气、氮气、氢气和其它气体及相关服务。目前，该公司在七十多个国拥有约五万名员工。
液化空气集团从20世纪初开始来到中国，70年代又以提供空分设备的方式重新回到中国市场。90年代初，液化空气集团开始在中国投资建厂。在过去几年间，公司业务迅速发展。目前液空在中国拥有2千名员工，30多家实体公司，2007年销售额达到2.5亿欧元。
全球的业务主要集中于：大工业，电子，工业客户和医疗。在电子行业：为处于尖端科技领域的平板显示器和半导体工业提供超纯气体和化学品。
得益于2016年5月23日与Airgas的合并以及气体与服务业务的增长，液化空气集团2016年总销售收入为181.35亿欧元，除去2016年前三季度受汇率与能源因素的影响，实际增长幅度应为18.2%。在集团气体与服务、工程与建造、全球市场与科技三个主要业务板块中，气体与服务板块表现最为亮眼，完成了173.31亿欧元的销售额，实现了17.5%的稳定增长。而受制于环境因素，工程与建造板块业务则收缩近40%。
江丰电子
该公司主营业务为高纯溅射靶材的研发、生产和销售，主要产品为各种高纯溅射靶材，包括铝靶、钛靶、钽靶、钨钛靶等。目前，公司产品主要应用于半导体、平板显示器及太阳能电池等领域。在超大规模集成电路用高纯金属靶材领域，公司成功打破美国、日本跨国公司的垄断格局，填补了国内电子材料行业的空白。
在靶材应用领域，超大规模集成电路芯片的制造对溅射靶材金属纯度的要求最高，平板显示器、太阳能电池用铝靶的金属纯度略低。随着消费电子等终端应用市场的飞速发展，高纯溅射靶材的市场规模日益扩大，呈现高速增长的势头。2015 年全球高纯溅射靶材市场的年销售额94.8 亿美元，其中，半导体、平板显示器、记录媒体、太阳能用高纯溅射靶材销售额分别为11.4 亿美元、33.8 亿美元、28.6 亿美元、18.5 亿美元。预测未来 5 年，全球溅射靶材的市场规模将超过160 亿美元，高纯溅射靶材市场规模年复合增长率可达到13%。靶材行业长期以来全球溅射靶材研制和生产主要集中在美国、日本少数几家公司占据主导地位，占据大部分市场份额。
住友电木
日本住友电木株式会社，Sumitomo Bakelite，成立于1932年，是日本首家生产酚醛树脂的企业，也是世界500强企业之一的住友化学株式会社的关联企业，其产品在日本具有较高的市场占有率，在欧、美、亚洲市场也均具有较强的影响力，全球拥有7个生产基地，30余个工厂。
年生产15万吨酚醛树脂，随着南通工厂的建设投产，全球生产能力将提高到每年16.7万吨。
贺利氏
贺利氏是总部位于德国哈瑙的生产贵金属及技术供应的全球性集团公司，在贵金属、齿科、传感器、石英玻璃及特种光源领域的市场及技术方面位居世界领先地位。拥有100多家子公司及合营公司，遍及全球，员工人数超过12900人。公司成立于1851年，其产品组合使得公司在各具体的工业领域内已经具备相对独立的开发能力。
贺利氏是世界五百强企业，活跃在中国市场上已有30多年，目前在国内正式注册的子公司共十六家，其中包括2009年设立于上海的中国区域中心，服务于中国大陆内所有贺利氏集团公司及亚太区IT业务。
再过半年，贺利氏在中国投资的规模最大工厂就将投入运营。这座位于江苏省南京市的生产基地，能从工业废品中提炼包括钯、铂等在内的多种贵金属，并生产相关化合物。贵金属可被应用于多种工业领域，比如制造消除汽车尾气的催化转化器。
2016年，贺利氏的销售额达到215亿欧元（约合237亿美元），位列世界五百强第457位。
日立化成
日立化成株式会社，Hitachi Chemical，总部位于东京都千代田区，日立集团(Hitachi)旗下子公司。主要在日本及中国生产负极材，其全球市占率高达约3成(以金额换算)位居首位，而待上述美国工厂导入量产后，日立化成负极材产能有望大幅扩增至现行的2倍至3倍。
年初，日立化成宣布，因半导体元件需求增加、提振半导体研磨材料需求攀高，故决议投下约30亿日圆、于台日据点进行增产投资，目标在2018年夏天将半导体研磨材料「Nano Ceria Slurry」产能扩增至现行的约5倍。
Nano Ceria Slurry为日立化成化学机械研磨液(CMP Slurry)的新产品，和原有产品相比、可将半导体基板的研磨伤痕减低至1/10左右水准。
汉高电子
全球领先的电子材料供应商，汉高电子为电子及半导体厂商提供全系列电子材料解决方案。在经过多年并购及整合行业领先品牌，如乐泰（LOCTITE）、爱博斯迪科（ABLESTIK）、贝格斯(Bergquist)之后，如今汉高已经拥有从芯片粘接、塑封、焊接材料、底部填充剂、电路板保护材料、热管理材料等全系列半导体封装及电路板组装解决方案。
汉高在全球范围内经营均衡且多元化的业务组合，公司在工业和消费领域的三大业务板块中确立了领先地位。公司成立于1876年，迄今已有140多年光辉历史。汉高的优先股已列入德国DAX指数。汉高总部位于德国杜塞尔多夫，是在德国DAX30指数中名列前茅的公司。汉高全球员工约53,000名，其中约85%以上在德国境外工作。
京瓷化学
日本京瓷株式会社在电器用绝缘材料领域已有数十年的研发、生产及销售的历史，其汽车干式点火线圈及环氧灌封树脂，品质优良，畅销全球。此外，其含浸用绝缘清漆、半导体LED用途机能材料(银胶、绝缘胶等）。塑封材料等产品在国际上也同样享有盛誉。
京瓷化学(无锡)有限公司作为京瓷株式会社在中国的生产工厂，成立于1995年3月，拥有世界一流的生产设备和先进技术，具备500吨/月的生产能力。
中国集成电路产业研究报告 一、产业现状 根据魏少军教授在早前于珠海举办的ICCAD 2018公布的数据显示，从事集成电路设计的1698家中国企业中，有783家是从事消费类产品的研发的;然后有307家是从事通信相关的;模拟相关的则有210家。 但从营收上看，拥有最多集成电路设计公司的消费类芯片领域，却只贡献了整体营收的23.95%，远远落后于以智能手机为代表的通信领域的营的1046.75亿元。再看模拟和功率方面，这两个领域加的公司总数量其实是超过通信芯片公司的，但是营收却仅仅为通信芯片的21%。再看计算机芯片方面，虽然这个领域公司贡献的营收同比暴增了180.18%，但是营收与通信芯片领域相去甚远。 二、产业链 集成电路作为半导体产业的核心，市场份额达83%，由于其技术复杂性，产业结构高度专业化。随着产业规模的迅速扩张，产业竞争加剧，分工模式进一步细化。目前市场产业链为IC设计、IC制造和IC封装测试。 在核心环节中，IC设计处于产业链上游，IC制造为中游环节，IC封装为下游环节。 全球集成电路产业的产业转移，由封装测试环节转移到制造环节，产业链里的每个环节由此而分工明确。 由原来的IDM为主逐渐转变为Fabless+Foundry+OSAT。 （一）IC设计企业： 1、 EDA设计：三星、英特尔、SK海力士、美光、博通、高通、东芝、 德州仪器、英伟达、西部数据； 2、 IP设计：华为海思、展讯、RDA、华大半导体、大唐电信、国民技
术、汇顶科技、中星微电子、北京君正； （二）IC制造企业 台积电、美国格罗方德、台湾联华电子、韩国三星、上海中芯国际、力晶科技、TOWER JAZZ、台湾Vanguard、华虹宏力； （三）IC封测 1、封装企业，台湾日月光、美国安靠、江苏长电科技、台湾力成科技、甘肃天水华天、江苏南通通、富微电子、京元电子、联测 2、测试企业：台湾颀邦科技、富士通微电子、韩国Nepes、马来西亚Unisem、苏州晶方半导体科技、深圳气派科技、无锡华润安盛、广东风华芯电 三、产业规模 据中国半导体行业协会（CSI A）公布数据，2018年中国集成电路产业销售收入达6532亿元，同比增长20.7%，增速较2017年回落4.1个百分点，属较快的增长。 2014-2018年中国集成电路产值（亿元） 四、竞争格局 中国集成电路芯片设计企业的营收分布(按照产品领域划分)
《半导体集成电路》课程教学大纲 （包括《集成电路制造基础》和《集成电路原理及设计》两门课程） 集成电路制造基础课程教学大纲 课程名称：集成电路制造基础 英文名称：The Foundation of Intergrate Circuit Fabrication 课程类别：专业必修课 总学时：32 学分：2 适应对象：电子科学与技术本科学生 一、课程性质、目的与任务： 本课程为高等学校电子科学与技术专业本科生必修的一门工程技术专业课。半导体科学是一门近几十年迅猛发展起来的重要新兴学科，是计算机、雷达、通讯、电子技术、自动化技术等信息科学的基础，而半导体工艺主要讨论集成电路的制造、加工技术以及制造中涉及的原材料的制备，是现今超大规模集成电路得以实现的技术基础，与现代信息科学有着密切的联系。本课程的目的和任务：通过半导体工艺的学习，使学生掌握半导体集成电路制造技术的基本理论、基本知识、基本方法和技能，对半导体器件和半导体集成电路制造工艺及原理有一个较为完整和系统的概念，了解集成电路制造相关领域的新技术、新设备、新工艺，使学生具有一定工艺分析和设计以及解决工艺问题和提高产品质量的能力。并为后续相关课程奠定必要的理论基础，为学生今后从事半导体集成电路的生产、制造和设计打下坚实基础。 二、教学基本要求： 1、掌握硅的晶体结构特点，了解缺陷和非掺杂杂质的概念及对衬底材料的影响；了解晶体生长技术（直拉法、区熔法），在芯片加工环节中，对环境、水、气体、试剂等方面的要求；掌握硅圆片制备及规格，晶体缺陷，晶体定向、晶体研磨、抛光的概念、原理和方法及控制技术。 2、掌握SiO2结构及性质，硅的热氧化，影响氧化速率的因素，氧化缺陷，掩蔽扩散所需最小SiO2层厚度的估算；了解SiO2薄膜厚度的测量方法。 3、掌握杂质扩散机理，扩散系数和扩散方程，扩散杂质分布；了解常用扩散工艺及系统设备。 4、掌握离子注入原理、特点及应用；了解离子注入系统组成，浓度分布，注入损伤和退火。 5、掌握溅射、蒸发原理，了解系统组成，形貌及台阶覆盖问题的解决。 6、掌握硅化学汽相淀积（CVD）基本化学过程及动力学原理，了解各种不同材料、不同模式CVD方法系统原理及构造。 7、掌握外延生长的基本原理；理解外延缺陷的生成与控制方法；了解硅外延发展现状及外延参数控制技术。 8、掌握光刻工艺的原理、方法和流程，掩膜版的制造以及刻蚀技术（干法、湿法）的原理、特点，光刻技术分类；了解光刻缺陷控制和检测以及光刻工艺技术的最新动态。 9、掌握金属化原理及工艺技术方法；理解ULSI的多层布线技术对金属性能的基本要求，用Cu布线代替A1的优点、必要性；了解铝、铜、低k材料的应用。 10、掌握双极、CMOS工艺步骤；了解集成电路的隔离工艺，集成电路制造过程中质量管理基础知识、统计技术应用和生产的过程控制技术。 三、课程内容： 1、介绍超大规模集成电路制造技术的历史、发展现状、发展趋势；硅的晶体结构特点；微电子加工环境要求、单晶硅的生长技术（直拉法、区熔法）和衬底制备（硅圆片制备及规格，
集成电路的现状与发展趋势 1、国内外技术现状及发展趋势 目前，以集成电路为核心的电子信息产业超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业，成为改造和拉动传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。1999年全球集成电路的销售额为1250亿美元，而以集成电路为核心的电子信息产业的世界贸易总额约占世界GNP的3%，现代经济发展的数据表明，每l~2元的集成电路产值，带动了10元左右电子工业产值的形成，进而带动了100元GDP的增长。目前，发达国家国民经济总产值增长部分的65%与集成电路相关；美国国防预算中的电子含量已占据了半壁江山（2001年为43.6%）。预计未来10年内，世界集成电路销售额将以年平均15%的速度增长，2010年将达到6000~8000亿美元。作为当今世界经济竞争的焦点，拥有自主版权的集成电路已曰益成为经济发展的命脉、社会进步的基础、国际竞争的筹码和国家安全的保障。 集成电路的集成度和产品性能每18个月增加一倍。据专家预测，今后20年左右，集成电路技术及其产品仍将遵循这一规律发展。集成电路最重要的生产过程包括：开发EDA（电子设计自动化）工具，利用EDA进行集成电路设计，根据设计结果在硅圆片上加工芯片（主要流程为薄膜制造、曝光和刻蚀），对加工完毕的芯片进行测试，为芯片进行封装，最后经应用开发将其装备到整机系统上与最终消费者见面。 20世纪80年代中期我国集成电路的加工水平为5微米，其后，经历了3、1、0.8、0.5、0.35微米的发展，目前达到了0.18 微米的水平，而当前国际水平为0.09微米（90纳米），我国与之相差约为2-3代。 （1）设计工具与设计方法。随着集成电路复杂程度的不断提高，单个芯片容纳器件的数量急剧增加，其设计工具也由最初的手工绘制转为计算机辅助设计（CAD），相应的设计工具根据市场需求迅速发展，出现了专门的EDA工具供应商。目前，EDA主要市场份额为美国的Cadence、Synopsys和Mentor等少数企业所垄断。中国华大集成电路设计中心是国内唯一一家EDA开发和产品供应商。 由于整机系统不断向轻、薄、小的方向发展，集成电路结构也由简单功能转向具备更多和更为复杂的功能，如彩电由5片机到3片机直到现在的单片机，手机用集成电路也经历了由多片到单片的变化。目前，SoC作为系统级集成电路，能在单一硅芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/O等功能，将数字电路、存储器、MPU、MCU、DSP等集成在一块芯片上实现一个完整系统的功能。它的制造主要涉及深亚微米技术，特殊电路的工艺兼容技术，设计方法的研究，嵌入式IP核设计技术，测试策略和可测性技术，软硬件协同设计技术和安全保密技术。SoC以IP复用为基础，把已有优化的子系统甚至系统级模块纳入到新的系统设计之中，实现了集成电路设计能力的第4次飞跃。
集成电路产业链及主要企业分析 集成电路简介集成电路（integratedcircuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比（基于锗（Ge）的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于硅（Si）的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。 是20世纪50年代后期一60年代发展起来的一种新型半导体器件。它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺，把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上，然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。其封装外壳有圆壳式、扁平式或双列直插式等多种形式。集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术，主要体现在加工设备，加工工艺，封装测试，批量生产及设计创新的能力上。 集成电路的特点集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。 集成电路产业链概要集成电路的产业链又是怎样的呢？集成电路，就是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。 集成电路主要包括模拟电路、逻辑电路、微处理器、存储器等。广泛用于各类电子产品之
第1章 集成电路的基本制造工艺 1.6 一般TTL 集成电路与集成运算放大器电路在选择外延层电阻率上有何区别?为什么? 答：集成运算放大器电路的外延层电阻率比一般TTL 集成电路的外延层电阻率高。 第2章 集成电路中的晶体管及其寄生效应 复 习 思 考 题 2.2 利用截锥体电阻公式，计算TTL “与非”门输出管的CS r 2.2 所示。 提示：先求截锥体的高度 up BL epi mc jc epi T x x T T -----= 然后利用公式： b a a b WL T r c -? = /ln 1ρ ， 2 1 2?? =--BL C E BL S C W L R r b a a b WL T r c -? = /ln 3ρ 321C C C CS r r r r ++= 注意：在计算W 、L 时, 应考虑横向扩散。 2.3 伴随一个横向PNP 器件产生两个寄生的PNP 晶体管，试问当横向PNP 器件在4种可能 的偏置情况下，哪一种偏置会使得寄生晶体管的影响最大? 答：当横向PNP 管处于饱和状态时，会使得寄生晶体管的影响最大。 2.8 试设计一个单基极、单发射极和单集电极的输出晶体管，要求其在20mA 的电流负载下 ，OL V ≤0.4V ，请在坐标纸上放大500倍画出其版图。给出设计条件如下： 答： 解题思路 ⑴由0I 、α求有效发射区周长Eeff L ； ⑵由设计条件画图 ①先画发射区引线孔； ②由孔四边各距A D 画出发射区扩散孔； ③由A D 先画出基区扩散孔的三边； ④由B E D -画出基区引线孔； ⑤由A D 画出基区扩散孔的另一边；
⑥由A D 先画出外延岛的三边； ⑦由C B D -画出集电极接触孔； ⑧由A D 画出外延岛的另一边； ⑨由I d 画出隔离槽的四周； ⑩验证所画晶体管的CS r 是否满足V V OL 4.0≤的条件，若不满足，则要对所作 的图进行修正，直至满足V V OL 4.0≤的条件。（CS C OL r I V V 00 ES += 及己知 V V C 05.00ES =） 第3章 集成电路中的无源元件 复 习 思 考 题 3.3 设计一个4k Ω的基区扩散电阻及其版图。 试求： (1) 可取的电阻最小线宽min R W =?你取多少? 答：12μm (2) 粗估一下电阻长度，根据隔离框面积该电阻至少要几个弯头? 答：一个弯头 第4章 晶体管 (TTL)电路 复 习 思 考 题 4.4 某个TTL 与非门的输出低电平测试结果为 OL V =1V 。试问这个器件合格吗?上 机使用时有什么问题? 答：不合格。 4.5 试分析图题4.5所示STTL 电路在导通态和截止态时各节点的电压和电流，假定各管的 β=20, BEF V 和一般NPN 管相同， BCF V =0.55V , CES V =0.4～0.5V , 1 CES V =0.1～0.2V 。 答：（1）导通态（输出为低电平） V V B 1.21= ， V V B 55.12= ，V V B 2.13= ，V V B 5.04= ，V V B 8.05= ，
第一部分考试试题 第0章绪论 1.什么叫半导体集成电路？ 2.按照半导体集成电路的集成度来分，分为哪些类型，请同时写出它们对应的英文缩写？ 3.按照器件类型分，半导体集成电路分为哪几类？ 4.按电路功能或信号类型分，半导体集成电路分为哪几类？ 5.什么是特征尺寸？它对集成电路工艺有何影响？ 6.名词解释：集成度、wafer size、die size、摩尔定律？ 第1章集成电路的基本制造工艺 1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用？ 2.在制作晶体管的时候，衬底材料电阻率的选取对器件有何影响？。 3.简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤？ 4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤？ 5.以p阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足？ 6.以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点？并请提出改进方法。 7. 请画出NPN晶体管的版图，并且标注各层掺杂区域类型。 8.请画出CMOS反相器的版图，并标注各层掺杂类型和输入输出端子。 第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应 1.简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略？。 2.什么是集成双极晶体管的无源寄生效应？ 3. 什么是MOS晶体管的有源寄生效应？ 4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应，其对晶体管有什么影响? 5. 消除“Latch-up”效应的方法？ 6.如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应？ 7. 如何解决MOS器件中的寄生双极晶体管效应？ 第3章集成电路中的无源元件 1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些？ 2.集成电路中常用的电容有哪些。 3. 为什么基区薄层电阻需要修正。 4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。 5. 运用基区扩散电阻，设计一个方块电阻200欧，阻值为1K的电阻，已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。 第4章TTL电路 1.名词解释
Question Answer & PIE
PIE 1. 何谓PIE? PIE的主要工作是什幺? 答：Process Integration Engineer(工艺整合工程师), 主要工作是整合各部门的资源, 对工艺持续进行改善, 确保产品的良率（yield）稳定良好。 2. 200mm，300mm Wafer 代表何意义? 答：8吋硅片(wafer)直径为200mm , 直径为300mm硅片即12吋. 3. 目前中芯国际现有的三个工厂采用多少mm的硅片(wafer)工艺？未来北京的Fab4(四厂)采用多少mm的wafer工艺？ 答：当前1~3厂为200mm(8英寸)的wafer, 工艺水平已达0.13um工艺。未来北京厂工艺wafer将使用300mm(12英寸)。 4. 我们为何需要300mm? 答：wafer size 变大，单一wafer 上的芯片数(chip)变多，单位成本降低200→300 面积增加2.25倍,芯片数目约增加2.5倍 5. 所谓的0.13 um 的工艺能力(technology)代表的是什幺意义？ 答：是指工厂的工艺能力可以达到0.13 um的栅极线宽。当栅极的线宽做的越小时，整个器件就可以变的越小，工作速度也越快。 6. 从0.35um->0.25um->0.18um->0.15um->0.13um 的technology改变又代表的是什幺意义？ 答：栅极线的宽（该尺寸的大小代表半导体工艺水平的高低）做的越小时，工艺的难度便相对提高。从0.35um -> 0.25um -> 0.18um -> 0.15um -> 0.13um 代表着每一个阶段工艺能力的提升。 7. 一般的硅片(wafer)基材(substrate)可区分为N,P两种类型（type）,何谓N, P-type wafer? 答：N-type wafer 是指掺杂negative元素(5价电荷元素，例如：P、As)的硅片, P-type 的wafer 是指掺杂positive 元素(3价电荷元素, 例如：B、In)的硅片。 200mm300mm 8〞12〞
集成电路封装概述 半导体器件有许多封装型式，从DIP、SOP、QPF、PGA、BGA到CSP再到SIP，技术指标一代比一代先进，这些都是前人根据当时的组装技术和市场需求而研制的。总体说来，它大概有三次重大的革新：第一次是在上世纪80年代从引脚插入式封装到表面贴片封装，极大地提高了印刷电路板上的组装密度；第二次是在上世纪90 年代球型矩正封装的出现，它不但满足了市场高引脚的需求，而且大大地改善了半导体器件的性能；晶片级封装、系统封装、芯片级封装是现在第三次革新的产物，其目的就是将封装减到最小。每一种封装都有其独特的地方，即其优点和不足之处，而所用的封装材料，封装设备，封装技术 根据其需要而有所不同。驱动半导体封装形式不断发展的动力是其价格和性能。电子产品是由半导体器件（集成电路和分立器件）、印刷线路板、导线、整机框架、外壳及显示等部分组成，其中集成电路是用来处理和控制信号，分立器件通常是信号放大，印刷线路板和导线是用来连接信号，整机框架外壳是起支撑和保护作用，显示部分是作为与人沟通的接口。所以说半导体器件是电子产品的主要和重要组成部分，在电子工业有“ 工业之米”的美称。 半导体组装技术（Assembly technology）的提高主要体现在它的封装型式（Package）不断发展。通常所指的组装（Assembly）可定义为：利用膜技术及微细连接技术将半导体芯片（chip）和框架（Lead-Frame）或基板（Substrate）或塑料薄片（Film）或印刷线路板中的导体部分连接以便引出接线引脚，并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺技术。它具有电路连接，物理支撑和保护，外场屏蔽，应力缓冲，散热，尺寸过度和标准化的作用。从三极管时代的插入式封装以及20世纪80年代的表面贴装式封装，发展到现在的模块封装，系统封装等等，前人已经研究出很多封装形式，每一种新封装形式都有可能要用到新材料，新工艺或新设备。封装的作用包括：1.物理保护。2.电器连接。3.标准规格化。 封装的分类： 1.根据材料分类，根据所用的材料来划分半导体器件封装形式有金属封装、陶瓷封装、金属-陶瓷封装和塑料封装。 2. 根据密封性分类，按封装密封性方式可分为气密性封装和树脂封装两类。 3. 根据外形、尺寸、结构分类，按封装的外形、尺寸、结构分类可分为引脚插入型、表面贴装型和高级封装。 SiP(system in a package，封装内系统，或称系统封装)是指将不同种类的元件，通过不同技术，混载于同一封装之内，由此构成系统集成封装形式。该定义是经过不断演变，逐渐形成的，开始是在单芯片封装中加入无源元件，再到单个封装中加入多个芯片、叠层芯片以及无源器件，最后封装构成一个体系，即SiP。该定义还包括，SiP应以功能块亚系统形式做成制品，即应具备亚系统的所有组成部分和功能。 微电子封装对集成电路(IC)产品的体积、性能、可靠性质量、成本等都有重要影响，IC 成本的40％是用于封装的，而IC失效率中超过25％的失效因素源自封装。实际上，封装已成为研发高性能电子系统的关键环节及制约因素，全球领先的整合器件制造商IDM在高密度、高可靠封装技术方面秣马厉兵，封装被列入重点研发计划正处于如火如茶之中。另外，支持发展速度的硅IC应用所需的无源元件的用量也越来越大，其典
半导体集成电路课程教案 西安理工大学教案(首页) 学院(部):自动化学院系(所):电子工程系 1 课程代码 04110680 总学时:64 学时课程名称半导体集成电路学分 4 讲课:64 学时 上机: 0 学时必修课( ? ) 校级任选课( ) 课程类别实验:0 学时院级任选课( ) 学位课( ? ) 授课专业电子科学与技术授课班级电子、微电 任课教师高勇余宁梅杨媛乔世杰职称教授/副教授通过本课程的教学～要求学生全面掌握各种集成电路包括双极集成电路、MOS集成电路和Bi-CMOS电路的制造工艺～集成电路中元器件的结构、特性及各种寄生效应,学会分析双极IC、数字CMOS集成电路中的倒相器的电路特性～掌握一定的手算分析能力～熟悉版图,掌握静态逻辑、传输门教学目的逻辑及动态逻辑电路的工作原理及特点,了解触发器电路及存储器电路,和要求掌握模拟电路的基本子电路(如电流源～基准源等)的工作原理和特性～掌握基本运算放大器的性能分析和设计方法,掌握AD/DA电路的类型及工作原理～基本了解AD/DA变换器的设计方法。为后继专业课的学习、将来在集成电路领域从事科研和技术工作奠定良好的理论基础。教学的重点是帮助学生在电子技术的基础上建立半导体集成电路的概念。重点讲述集成电路的寄生效应、典型的TTL单元电路以及MOS集成电路的基本逻辑单元和逻辑功能部件，尤其是CMOS集成电路(由于现在的教学重集成电路主流工艺为CMOS集成电路)。难点在于掌握集成电路中的各种点、难点寄生效应，另外，集成电路的发展很快，很多最新发展状态在书本上找不到现成的东西，比如随着集成电路特征尺寸的减小带来
的一些其他二级效应，以及各种不同的新型电路结构各自的特点和原理分析计算。 (1)朱正涌，半导体集成电路，清华大学出版社社 (2)张延庆，半导体集成电路，上海科学技术出版社 (3)Jan M.Rabaey, Anantha Chandrakasan, etc. Digital Integrated Circuits数字集成电路设计透视(影印版.第二版)，清华大学出版社(译本:周润德译电子工业出版社) (4)蒋安平等译，数字集成电路分析与设计,深亚微米工艺，电子工业出版社 教材和参(5)王志功等译，CMOS数字集成电路-分析与设计(第三版)，电子工业出考书版社(原书名:CMOS Digital Integrated Circuits:Analysis and Design, Third Edition，作者:Sung-Mo Kang, Yusuf Leblebici[美]，McGraw-Hill出版社) (6)陈贵灿等译, 模拟CMOS集成电路设计, 西安交通大学出版社(原书 2 名:Design of Analog CMOS Integrated Circuits，作者:毕查德.拉扎维[美]，McGraw-Hill出版社) 西安理工大学教案(章节备课) 学时:2学时章节第0章绪论 通过本章内容学习～帮助学生建立半导体集成电路的概念～使学生了解并教学目的掌握集成电路的发展历史、现状和未来。明确本课程教学内容及教学目标～和要求提出课程要求。要求学生通过本章学习～能够明确学习目标。 重点:集成电路的概念～集成电路的发展规律～集成电路涵盖的知识点重点及集成电路的分类。难点难点: 集成电路的宏观发展与微观发展的关联。 教学内容: 1 集成电路 1.1 集成电路定义
集成电路技术及其发展趋势 摘要目前，以集成电路为核心的电子产业已超过以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业，成为改造和拉动传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。作为当今世界竞争的焦点，拥有自主知识产权的集成电路已日益成为经济发展的命脉、社会进步的基础、国际竞争的筹码和国家安全的保障。 关键词集成电路系统集成晶体管数字技术
第一章绪论 1947年12月16日，基于John Bardeen提出的表面态理论、Willianm Shockley给出的放大器基本设想以及Walter Brattain设计的实验，美国贝尔实验室第一次观测到具有放大作用的晶体管。1958年12月12日，美国德州仪器公司的Jack 发明了全世界第一片集成电路。这两项发明为微电子技术奠定了重要的里程碑，使人类社会进入到一个以微电子技术为基础、以集成电路为根本的信息时代。50多年来，集成电路已经广泛地应用于军事、民用各行各业、各个领域的各种电子设备中，如计算机、手机、DVD、电视、汽车、医疗设备、办公电器、太空飞船、武器装备等。集成电路的发展水平已经成为衡量一个国家现代化水平和综合实力的重要标志[1]。 现代社会是高度电子化的社会。在日常生活中，小到电视机、计算机、手机等电子产品，大到航空航天、星际飞行、医疗卫生、交通运输等行业的大型设备，几乎都离不开电路系统的应用。构成电路系统的基本元素为电阻、电容、晶体管等元器件。早期的电路系统是将分立的元器件按照电路要求，在印刷电路板上通过导线连接实现的。由于分立元件的尺寸限制，在一块印刷电路板上可容纳的元器件数量有限。因此，由分立元器件在印刷电路板上构成的电路系统的规模受到限制。同时，这种电路还存在体积大、可靠性低及功耗高等问题。 半导体集成电路是通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路规则，互连“集成”在一块半导体单晶片上。封装在一个外壳内，执行特定的电路或系统功能。与印刷电路板上电路系统的集成不同，在半导体集成电路中，构成电路系统的所有元器件及其连线是制作在同一块半导体材料上的，材料、工艺、器件、电路、系统、算法等知识的有机“集成”，使得电路系统在规模、速度、可靠性和功耗等性能上具有不可比拟的优点，已经广泛的应用于日常生活中。半导体集成电路技术推动了电子产品的小型化、信息化和智能化进程。它彻底改变了人类的生活方式，成为支撑现代化发展的基石[2]。 1959年，英特尔(Intel)的始创人，Jean Hoerni 和Robert Noyce，在Fairchild Semiconductor开发出一种崭新的平面科技，令人们能在硅威化表面铺上不同的物料来制作晶体管，以及在连接处铺上一层氧化物作保护。这项技术上的突破取代了以往的人手焊接。而以硅取代锗使集成电路的成本大为下降，令
收稿地址：北京市石景山区鲁谷路35号电科大厦东楼 灰色关联度法对集成电路产业链关键环节的分析 ——台湾对大陆集成电路产业发展的启示 龚巍巍，杨志锋 （工业和信息化部电子科学技术情报研究所 北京 100040） 摘要：多年来，集成电路产业是我国非常重视和关注的重点产业领域，专家学者们对该产 业的研究也很多，方向主要集中在产业的定性分析上，如战略规划、发展规律、产业政策及投资等方面[1] ，而基于产业数据的深入分析对产业发展进行的研究则很少见。灰色关联分析是一种可在不完全的信息中，对所要分折、研究的各因素，通过一定的数据处理，在随机的因素序列间，找出它们的关联性，发现主要矛盾，找到主要特性和主要影响因素的定量分析方法。本文通过灰色关联度分析法对集成电路产业链各主要环节进行分析，为产业关键环节的研究提供依据，期望对产业发展的深入研究提供一定参考。 关键字：灰色关联度法；集成电路；产业链 1、灰色关联分析 灰色关联分析的基本思想是基于行为因子序列的微观或宏观几何接近，以分析和确定因子间的影响程度或因子对主行为的贡献测度而进行的一种分析方法。曲线越接近，相应序列之间的关联度就越大，反之就越小。灰色关联分析的主要数学计算过程如下： （1）在对研究问题定性分析的基础上,确定一个因变量因素和多个自变量因素.设因变 量数据构成参考序列0X ',各自变量数据构成比较序列i X '（1，2，…，n ），n+1个数据序列 构成如下矩阵： 其中， N 为变量序列的长度。 （2）首先对变量序列进行无量纲化处理，处理后各因素序列形成如下矩阵： 1010101(1)(1)(1)(1)(2)(2)(2)(,,,)(3.1)()()()n n n n N n x x x x x x X X X x N x N x N ?+'''?? ?''' ?'''= ? ? '''??((1),(2),,()),0,1,2, ,T i i i i X x x x N i n ''''==010 101(1) (1)(1)(2)(2) (2)(,, ,)(3.2)n n n x x x x x x X X X ?? ? ? = ? ?
集成电路产业链及主要企业分析
2017年8月中国集成电路产量达到151.7亿块，同比增长29.9%。2017年1-8月中国集成电路累计产量已超1000亿块，达到1030亿块，累计增长24.7%。从出口来看，8月中国出口集成电路18139百万个，同比增长12.8%；1-8月中国出口集成电路131521百万个，与去年同期相比增长13.9%。从销售额来看，中商产业研究院《2017-2022年中国集成电路行业深度调查及投融资战略研究报告》预测2017年集成电路销售额将达5000亿元。 集成电路产业链 集成电路的产业链又是怎样的呢？集成电路，就是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。 集成电路主要包括模拟电路、逻辑电路、微处理器、存储器等。广泛用于各类电子产品之中。集成电路作为现代社会信息化、智能化的基础，广泛用于计算机、手机、电视机、通信卫星、相机、汽车电子中，集成电路集成度的上升带动了计算机等产品设备的性能与功能更上一台阶。其中计算机和通信领域是集成电路的主要应用行业，2016年全球约74%的集成电路应用在计算机与通信领域中。
图片来源：中商产业研究院整理 主要企业 高通Qualcomm 高通创立于1985年，总部设于美国加利福尼亚州圣迭戈市，33,000多名员工遍布全球。高通公司是全球3G、4G与下一代无线技术的企业，目前已经向全球多家制造商提供技术使用授权，涉及了世界上所有电信设备和消费电子设备的品牌。高通产品正在变革汽车、计算、物联网、健康医疗、数据中心等行业，并支持数以百万计的终端以从未想象的方式相互连接。 骁龙是高通公司推出的高度集成的“全合一”移动处理器系列平台，覆盖入门级智能手机乃至高端智能手机、平板电脑以及下一代智能终端。 安华高科技 安华高科技（AvagoTechnologies）是新加坡一家设计和开发模拟半导体，定制芯片，射频和微波器件产品的公司，公司联合总部位于加利福尼亚州圣何塞和新加坡。目前，公司正在扩大移动技术的IP产品组合。 1961年，安华高科技作为惠普半导体产品事业部而成立。公司第一个核心产品是基于LED技术。2005年，公司在分拆成一个独立的法律实体前它是安捷伦半导体集团产品部的一部分。 安华高科技提供了一系列的模拟，混合信号和光电器件及子系统。公司销售的产品覆盖无线，有线通信，工业，汽车电子和消费电子。 安华高科技产品系列包括：ASICs，光纤，LED灯及LED显示器，运动控制解决方案，光传感器-环境光传感器和接近传感器，光电耦合器-密封塑料，射频与微波-包括薄膜体声波谐振器（FBAR）滤波器，GPS滤波器-LNA模块，以及功率放大器的手机。 联发科 台湾联发科技股份有限公司是全球著名IC设计厂商，专注于无线通讯及数字多媒体等技术领域。其提供的芯片整合系统解决方案，包含无线通讯、高清数字电视、光储存、DVD及蓝光等相关产品。 联发科技成立于1997年，已在台湾证券交易所公开上市。总部设于中国台湾地区，并设有销售或研发团队于中国大陆、印度、美国、日本、韩国、新加坡、丹麦、英国、瑞典及阿联酋等国家和地区。2016年原本势头暴涨的联发科，恰恰是因为大客户OPPO、vivo的“移情别恋”，导致出货量开始衰退，对2016年的整体业绩造成了直接的影响。随着去年底OPPO、vivo甚至魅族这个铁打的“联发科专业户”，都纷纷与高通达成专利授权协议，趋势对联发科愈发不利。
Question & PIE Answer
PIE 1. 何谓PIE? PIE 的主要工作是什幺? 答：Process Integration Engineer（工艺整合工程师）, 主要工作是整合各部门的资源, 对工艺持续进行改善, 确保产品的良率（yield）稳定良好。 2. 200mm，300mm Wafer 代表何意义? 答：8吋硅片（wafer）直径为200mm , 直径为300mm硅片即12吋. 目前中芯国际现有的三个工厂采用多少mm的硅片（wafer）工艺？未来北京3.的Fab4（四厂）采用多少mm的wafer 工艺？ 答：当前1~3 厂为200mm（8 英寸）的wafer, 工艺水平已达0.13um 工艺。 未来北京厂工艺wafer 将使用300mm（12 英寸）。 4. 我们为何需要300mm? 答：wafer size 变大，单一wafer 上的芯片数（chip）变多，单位成本降低200→300 面积增加2.25倍,芯片数目约增加2.5 倍 5. 所谓的0.13 um 的工艺能力（technology）代表的是什幺意义？答：是指工厂的工艺能力可以达到0.13 um 的栅极线宽。当栅极的线宽做的越小时，整个器件就可以变的越小，工作速度也越快。 从0.35um->0.25um->0.18um->0.15um->0.13um 的technology改变又代表的是什幺意义？ 答：栅极线的宽（该尺寸的大小代表半导体工艺水平的高低）做的越小时，工艺的难度便相对提高。从0.35um -> 0.25um -> 0.18um -> 0.15um -> 0.13um 代表着每一个阶段工艺能力的提升。 一般的硅片（wafer）基材（substrate）可区分为N,P 两种类型（type）,何谓N, P-type wafer? 答：N-type wafer 是指掺杂negative 元素（5 价电荷元素，例如：P、As）的硅片, P-type 的wafer 是指掺杂positive 元素（3 价电荷元素, 例如：B、 In）的硅片。 8. 工厂中硅片（wafer）的制造过程可分哪几个工艺过程（module）？答：主要有四个部分：DIFF （扩散）、TF（薄膜）、PHOTO （光刻）、ETCH （刻蚀）。其中
未来5年中国芯片行业产业链的深度分析 2020年中国芯片发展现状 一、进出口 根据中投产业研究院发布的《2020-2024年中国芯片行业产业链深度调研及投资前景预测报告》显示，2020年上半年，IC进口累计达2433亿只，同比增长25.5%；出口方面也保持两位数增长，累计达1126亿只，同比增长13.8%... 2020年1-6月中国IC进口继续保持高速增长，累计进口2433亿只，同比增长25.5%；累计进口总额10842亿元人民币（约折合1548.9亿美元），同比增长16.0%。 图表2020年中国IC进口量/值统计 数据来源：中国海关总署 2020年1-6月中国IC出口继续保持两位数增长，累计出口1126亿只，同比增长13.8%；累计出口总额3541亿元人民币（约折合505.9亿美元），同比增长14.1%。 图表2020年中国IC出口量/值统计
数据来源：中国海关总署 二、成长速度 中国虽为全球芯片市场，因芯片工艺不先进，被迫长期对外进口，随着我国芯片行业自产意识的增强、不断加大研发，我们芯片技术也在不断的增强。当前，中国已经有近2000家芯片设计相关企业，主要有华为、紫光展锐、联发科、依图科技等，中国芯片企业芯片营收占全球总规模的13%，目前多家中企芯片技术突破。 在过去的2019年，中国的芯片总产量上升到2018.2亿块，比上年的1810亿块同比增长了7.2%。 2020年中国芯片销售规模 根据中投产业研究院发布的《2020-2024年中国芯片行业产业链深度调研及投资前景预测报告》显示，2020年1-6月份我国集成电路产业销售额达到3539亿元，同比增长16.1%，其中，设计业1490.6亿元，同比增长23.6%；制造业966亿元，同比增长17.8%；封装测试业1082.4亿元，同比增长5.9%，三个产业环节的比例更加合理，2020年上半年虽然受疫情影响，但我国集成电路产业依然保持快速增长，预计全年销售规模可达8766亿元，同比增长15.92%。 2020年上半年，设计业、制造业、封测业分别占比42.12%，27.30%，30.58%。 2020年中国芯片产量规模 根据中投产业研究院发布的《2020-2024年中国芯片行业产业链深度调研及投资前景预测报告》显示，与其他行业相比，在疫情的冲击下，2020年上半年中国的芯片产业仍获得了充足的发展，生产的芯片总量达到了1146.8亿块，同比增长16.4%。虽然在部分高端芯片上，中国仍然大量依赖进口，但我们的进步是不容忽视的。
第8章动态逻辑电路 填空题 对于一般的动态逻辑电路，逻辑部分由输出低电平的网组成，输出信号与电源之间插入了栅控制1、 极为时钟信号的 ,逻辑网与地之间插入了栅控制极为时钟信号的。 【答案：NMOS, PMOS, NOMS】 对于一个级联的多米诺逻辑电路，在评估阶段：对PDN网只允许有跳变，对 PUN网只允许有跳变，2、 PDN与PDN相连或PUN与PUN相连时中间应接入。 【答案：】 解答题 从逻辑功能，电路规模，速度3方面分析下面2电路的相同点和不同点。从而说明CMOS动态组合逻辑1、 电路的特点。 【答案：】 图A是CMOS静态逻辑电路。图B是CMOS动态逻辑电路。2电路完成的均是NAND的逻辑功能。图B的逻辑部分电路使用了2个MOS管，图A使用了4个MOS管，由此可以看出动态组合逻辑电路的规模为静态电路的一半。图B的逻辑功能部分全部使用NMOS管，图A即使用NMOS也使用PMOS，由于NMOS的速度高于PMOS，说明动态组合逻辑电路的速度高于静态电路。 2、分析下面的电路，指出它完成的逻辑功能，说明它和一般动态组合逻辑电路的不同,说明其特点。 【答案：】
该电路可以完成OUT=AB的与逻辑。与一般动态组合逻辑电路相比，它增加了一个MOS管M kp,这个MOS 管起到了电荷保持电路的作用，解决了一般动态组合逻辑电路存在的电荷泄漏的问题。 3、分析下列电路的工作原理，画出输出端OUT的波形。 【答案：】 答案：
4、结合下面电路，说明动态组合逻辑电路的工作原理。 【答案：】 动态组合逻辑电路由输出信号与电源之间插入的时钟信号PMOS,NMOS逻辑网和逻辑网与地之间插入的时钟信号NMOS组成。当时钟信号为低电平时，PMOS导通，OUT被拉置高电平。此时电路处于预充电阶段。 当时钟信号为低电平时，PMOS截至，电路与V DD的直接通路被切断。这时NOMS导通，当逻辑网处于特定逻辑时，电路输出OUT被接到地，输出低电平。否则，输出OUT仍保持原状态高电平不变。例如此电路， NMOS网构成逻辑网中A与C,或B与C同时导通时，可以构成输出OUT到地的通路，将输出置为低电平。 第7章传输门逻辑 填空题 写出传输门电路主要的三种类型和他们的缺点：（1），缺点：；（2），缺点：；（3），缺1、 点：。 【答案：NMOS传输门，不能正确传输高电平，PMOS传输门，不能正确传输低电平，CMOS传输门， 电路规模较大。】 2、传输门逻辑电路的振幅会由于减小，信号的也较复杂，在多段接续时，一般要插入。 【答案：阈值损失，传输延迟，反相器。】 3、一般的说，传输门逻辑电路适合逻辑的电路。比如常用的和。 【答案：异或，加法器，多路选择器】 解答题 1、分析下面传输门电路的逻辑功能，并说明方块标明的MOS管的作用。 【答案：】
第一次作业： 1，集成时代以什么来划分？列出每个时代的时间段及大致的集成规模。答： 类别时间 数字集成电路 模拟集成电路MOS IC 双极IC SSI 1960s前期 MSI 1960s~1970s 100～500 30～100 LSI 1970s 500～2000 100～300 VLSI 1970s后期~1980s后期>2000 >300 ULSI 1980s后期~1990s后期 GSI 1990s后期~20世纪初 SoC 20世纪以后 2，什么是芯片的集成度？它最主要受什么因素的影响？ 答：集成度：单个芯片上集成的元件（管子）数。受芯片的关键尺寸的影响。 3，说明硅片与芯片的主要区别。 答：硅片是指由单晶生长，滚圆，切片及抛光等工序制成的硅圆薄片，是制造芯片的原料，用来提供加工芯片的基础材料；芯片是指在衬底上经多个工艺步骤加工出来的，最终具有永久可是图形并具有一定功能的单个集成电路硅片。 4，列出集成电路制造的五个主要步骤，并简要描述每一个步骤的主要功能。 答：晶圆(硅片)制备(Wafer Preparation)； 硅(芯）片制造(Wafer Fabrication)：在硅片上生产出永久刻蚀在硅片上的一整套集成电路。硅片测试/拣选(Die T est/Sort)：单个芯片的探测和电学测试，选择出可用的芯片。 装配与封装(Assembly and Packaging)：提供信号及电源线进出硅芯片的界面；为芯片提供机械支持，并可散去由电路产生的热能；保护芯片免受如潮湿等外界环境条件的影响。 成品测试与分析（或终测）(Final T est)：对封装后的芯片进行测试，以确定是否满足电学和特性参数要求。 5，说明封装的主要作用。对封装的主要要求是什么。 答：封装的作用：提供信号及电源线进出硅芯片的界面；为芯片提供机械支持，并可散去由电路产生的热能；保护芯片免受如潮湿等外界环境条件的影响。 主要要求：电气要求：引线应当具有低的电阻、电容和电感。机械特性和热特性：散热率应当越高越好;机械特性是指机械可靠性和长期可靠性。低成本：成本是必须要考虑的比较重要的因素之一。 6，什么是芯片的关键尺寸？这种尺寸为何重要？自半导体制造业开始以来，芯片的关键尺寸是如何变化的？他对芯片上其他特征尺寸的影响是什么？ 答：芯片上器件的物理尺寸被称为特征尺寸；芯片上的最小的特征尺寸被称为关键尺寸，且被作为定义制造工艺水平的标准。 为何重要：他代表了工艺上能加工的最小尺寸，决定了芯片上的其他特征尺寸，从而决定了芯片的面积和芯片的集成度，并对芯片的性能有决定性的影响，故被定义为制造工艺水平的标准。