2021開篇寄語

集成電路（Integrated Circuit），被譽(yù)為人類最偉大的成就之一，我們用地球上儲(chǔ)量豐富的硅元素，造就了這個(gè)星球最高水準(zhǔn)的科技！

如果要評(píng)選2020年的年度科技關(guān)鍵詞，“芯片”一定是最熱門的候選之一，成為現(xiàn)象級(jí)詞匯。而隨著人類科技的不斷進(jìn)步，我們有理由相信，芯片領(lǐng)域注定是最熱的科技賽道之一。

在這樣的背景下，是德科技的系列線上欄目IC手記孕育而生，在往后的一段日子里，我們會(huì)為大家介紹半導(dǎo)體行業(yè)的相關(guān)知識(shí)，追逐技術(shù)熱點(diǎn)，介紹新技術(shù)測(cè)試方案。

半導(dǎo)體簡(jiǎn)介

半導(dǎo)體是指導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的一種可控性材料， 其導(dǎo)電能力受摻雜、溫度和光照影響十分顯著，進(jìn)而可以制作各種半導(dǎo)體器件和集成電路（IC）。

半導(dǎo)體按照功能劃分為分立器件、集成電路（IC）、傳感器和光電子器材四大類，如圖1。其中集成電路（IC）占據(jù)了80%以上的份額，為半導(dǎo)體的支柱性產(chǎn)業(yè)。芯片，特指封裝好以后的集成電路。

圖1 半導(dǎo)體功能分類

半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展歷史

在介紹半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展歷史之前，我們先介紹下目前主流半導(dǎo)體行業(yè)的兩種運(yùn)作模式：

1、IDM（Integrated Device Manufacture整合組件制造商）模式：以Samsung、Intel等為代表，集設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)于一身；

2、垂直分工模式（圖2）：芯片設(shè)計(jì)公司(Fabless)負(fù)責(zé)芯片的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)好的芯片版圖交由晶圓廠（Foundry）進(jìn)行制造，加工完成的晶圓交由封裝測(cè)試廠（OSAT）進(jìn)行切割及封裝等工序，每一個(gè)環(huán)節(jié)由專門公司負(fù)責(zé)。垂直分工模式將相對(duì)輕資產(chǎn)的設(shè)計(jì)和重資產(chǎn)的制造及封測(cè)分離，有利于研發(fā)的集中投入，加速技術(shù)突破，從而提升了整個(gè)產(chǎn)業(yè)的運(yùn)作效率。目前垂直分工模式也成為了半導(dǎo)體行業(yè)的主流運(yùn)作模式。

圖2 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的垂直分工模式

從上世紀(jì)50年代開始出現(xiàn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)至今，每一次技術(shù)的進(jìn)步和需求的變化，都推動(dòng)了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展：

1950到1970年代

1947年，貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了第一只三極管，60年代，仙童公司開發(fā)了世界上第一款商用集成電路（IC），其后集成電路（IC）實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)。英特爾（Intel）創(chuàng)始人之一的戈登·摩爾提出了著名的“摩爾定律”，意為當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。摩爾定律的提出，為后面幾十年半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展指明了方向，半導(dǎo)體行業(yè)也開啟了高速發(fā)展的歷程。

1970到1985年代

隨著家電時(shí)代的繁榮，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)模式也逐步轉(zhuǎn)變?yōu)镮DM模式，主流晶圓尺寸3-4英寸，制程1.2um – 0.5um，助推了日本半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。

1985到2010年代

在PC及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域需求的驅(qū)動(dòng)下，垂直化分工模式成為行業(yè)的主要趨勢(shì)，IC設(shè)計(jì)公司（Fabless）與晶圓廠（Foundry）相結(jié)合的方式開始成為集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新模式，主流晶圓尺寸發(fā)展為6-8英寸，制程發(fā)展到40nm，也造就了東亞地區(qū)半導(dǎo)體行業(yè)的繁榮。

2010至今

屬于5G，AI，大數(shù)據(jù)/云，IoT的時(shí)代，在消費(fèi)端需求及技術(shù)進(jìn)步的雙重驅(qū)動(dòng)下，產(chǎn)業(yè)分工進(jìn)一步細(xì)化，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)開始崛起，更多的應(yīng)用趨勢(shì)正在推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，主流晶圓尺寸8-12英寸，制程發(fā)展到了驚人的5nm甚至3nm，依然在不斷進(jìn)化。

圖3 半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展歷史，

資料來源于公開渠道及市場(chǎng)信息

后摩爾時(shí)代

過去的半個(gè)多世紀(jì)，半導(dǎo)體行業(yè)一直遵循著摩爾定律（Moore's law）的軌跡高速的發(fā)展，如今我們的半導(dǎo)體制程節(jié)點(diǎn)已經(jīng)來到了5nm，借助于EUV光刻等先進(jìn)技術(shù)，正在向3nm甚至更小的節(jié)點(diǎn)演進(jìn)，每進(jìn)步1nm，都需要付出巨大的努力，單純靠提升工藝來提升芯片性能的方法已經(jīng)無法充分滿足時(shí)代的需求，半導(dǎo)體行業(yè)也逐步進(jìn)入了后摩爾時(shí)代。

在后摩爾時(shí)代，我們的技術(shù)路線基本按照2個(gè)不同的維度繼續(xù)演進(jìn)：

“More Moore”：繼續(xù)延續(xù)摩爾定律的精髓，以縮小數(shù)字集成電路的尺寸為目的，同時(shí)器件優(yōu)化重心兼顧性能及功耗。