半导体制造业的发展趋势
半导体是所有电子装置的基础。制造工艺和材料的发展推动了电路密度的
提高，从而使芯片速度更高、面积更小、成本更低。今天，整块半导体可能不万个晶处理器含42001/5。2000年8月推出的英特尔奔4到第一枚硅晶体管的70世纪GeForce FX图形处理器有1.25亿个晶体管，比20的体管，Nvidia个晶体
2300年代初英特尔的第一个处理器进步了一大块，当时的4004大约含管。半导体加工工艺由许多复杂工序组成。半导体公司拥有各个领域的专家，
个月，涉及3包括冶金学家、化学家、物理学家和工程师。整个工艺一般为1～晶片加工和测试，芯片封装以及最终测试。鉴于研制周期和批量加工性质，成本一般取决于每批启动的晶片数量和产品加工的成品率。除了工艺技术外，半导体制造中的其他关键因素包括晶片尺寸和线宽。线
宽越小，速度越快。每一块晶片要容纳无数个半导体芯片。许多新的加工厂目分SEMI12英寸或300毫米晶片。据前都采用8英寸晶片，但行业发展趋势是英寸毫米晶片的工厂。尽管向个生产30012析，半导体行业大约需要30～40毫米晶片容量晶片发展要求巨额设备投资，但这将有助于降低成本，因为300300月，英特尔推出了其第一个全功能2.5倍。2001年3毫米晶片的一般是200，每一个芯片240%毫米晶片，采用0.13微米技术。每一块晶片上的芯片增加、水电成本下降30%40%。成本下降（一）设计和加工
半导体的设计越来越复杂，每块电路的设计工作量不断增加。芯片设计采
（电子设计自动化）。芯片的大部分功能和成CAD用自动化工具如程序和EDA本在设计阶段决定。设计能力曾阻碍了半导体的发展，但目前最终设计的测试Desigh
Cadence 工具销售商包括EDA应对这一危机的领先能力成为主要瓶
颈。．
Mentor。Systems、Synopsys和作为一般规律，设计对资本要求不高，但需要
大量人才，而制造要求大量
资本，但不要太多人才。晶片加工工艺极其复杂，设备和工具投资要几十亿美Micron日立、三星、元。因此进入壁垒很高。领先晶片加工商包括英特尔、东芝、 UMC。以及纯委托加工厂如中国台湾的TSMC和晶片加工前道工序包括取向生长、光致抗蚀和光刻工艺、酸蚀、脱模、离
等。由于线宽越来越小，需要专门的激光装置进行深度紫外扩散、CMP子植入
/0.13月用于称，掩模的价格也越来越高。TSMC2002年1线（DUV）光蚀。此外，微米设计的掩模0.10微米设计的空白光掩模每套成本大约为65万美元。用于万美元。大约每套为150万～200范围内有GHz 后道工序包括测试、组装和封装。随着先进的封装技术如在Synopsys 封装设计成为一大问题。2000多个插脚和输入输出的倒装BGA的出现，美元封装”的情况。50VP的一位资深人员指出，有可能出现“10美元的芯片，此外，随着半导体产品的复杂性不断提高，日益上升的测试成本成为行业的一认为不年测试成本将超过加工成本。LST Logic大忧虑。有人提出，今后10会发生这种情况，因为半导体行业将开始用测试器进行测试，并将其放在芯片上。封装功能更多地向远东低成本地区外包。行业一体化瓦解，作为自然发展，
Chip 以及、ASE TestST 封装公司包括领先ICAmkor Technology、Assembly其单位价格和利润都低于半导体制造业的其他领。PAC封装业务是低附加值的，域。
（二）技术发展趋势
随着产品生命周期和收益高峰期的缩短，投放市场的时间成为市场制胜的关键因素。具有先发优势的企业不仅在市场上的时间更长，而且有更大的能力的要求，目前OEM来影响标准，获得关键的设计地位和合作主动权。为了满
足．
半导体制造业的主要技术趋势为： 1.晶片尺寸更大
英寸）的晶片转换。尽管最近两年行业设300毫米（12 半导体工业正在向毫米晶片厂的建设。摩备投资大大下降，但仅有的设备投资可能都投入了300 30个。托罗拉半导体产品部称，目前全球计划中的300毫米晶片厂大约有 2．线宽更小微米工艺技术。目前领先半导体工11989 年推出的英特尔486处理器采用和新制造工具上要投R&D艺平均为0.15和0.13微米。为实现这样的过渡，在纳米）技术，英特尔计划最早70入几十亿美元。目前已经在开发0.07微米（微米工艺技术。在接近摩尔定律极限的同时，科学家在2003年初展示其0.09们正在研究分子晶体管的可能性。制造商通过缩小线宽缩短电流流经的距离，提高芯片速度，降低功耗和散热。新材料 3.大部分半导体采用硅，随着速度要求的提高，许多新材料得到应用，其中
）（GaNInPh、，还有一些不太常用的材料，如锑、氮化镓GaAs包括常用的、SiGe 可提供高水平的集成，在一定时期内仍将是最常用的COMS和碳化硅（SiC）。工艺。特定应用如光学接口和功率放大器将采用新材料。目前，半导体中的大on （部分连接正逐步从铝向铜过渡，以提高芯片速度。SOISilicon
在硅晶片上采Insulator）是另一种新技术，可改善芯片性能，降低成本。SOI 用一层绝缘层，以降低漏电，可大大降低功耗。新的封装技术 4.封装对于降低成本和功耗非常重要。芯片制造商继续通过封装技术创新使
电路板空间密度的最大化，封装的关键性能要求包括插脚数目、其产品微型化。），提供的封装仅为芯片尺寸的CSP以及散热效果。有些技术如芯片比例封装
（．
120%。由于提高速度通常意味着更容易发热，所以散热非常重要。 5.技术要求范围扩大
所以微处理器设计实力和批量生产PC工业曾经主导了半导体的发展前景，
能力成为成功的关键。随着通信的发展，半导体工业涉及的技术范围更广，包括信号处理、模拟、功率管理和集成。混合信号技术（模拟和数字）和混合工艺技术（如将存储器和逻辑电路放在同一块芯片上）的实力也越来越重要凇５和笔记本电脑，这些产品的多媒体功DAβ凸笠嗪苤匾室乇鹗鞘只能和彩色显示都要消耗大量的功率。
模块方案6.
模块方案可提高集成度，降低成本，缩短投放市场的时间。这种集成对手
）SOCPDA等更为重要。但人们担心将更多系统放在一块芯片上（即单片系统机和个半导体都4的产品发展，将对分立半导体形成压力。现在将过去一般采用的所以希望从新增应用中得到补偿。但这并不能产生4倍的收入。塞入一块芯片，向标准产品转换 7.尽管专用集成电路对于特定用途市场大部分涉及专用集成电路。目前的IC
是最佳的，但其设计周期较长，固定成本较高。行业正向更加标准化和可编程的产品发展，以更快进入市场，提高灵活性。专用标准产品设计周期较短，可60%提出，多业务交换市场已经有月10PMC Sierra更快投入市场。2002年采用专用标准产品。
8.IC功能集成
由于强调更小、更便宜、更快和更低功率，因此能否提供集成度更高的方
集成可以是水平的或垂直的。所谓水平集成，是提IC案是供应商的主要区别。个端口的芯片。所谓垂直集8个和4供更多的相同特性，从而提高密度。比如．
