比来华为海思再次发力,成功自主研发了OLED的驱动芯片,并且已经成功流片。流片的意思便是试生产已经成功,接下来就可以导入量产阶段。这个驱动芯片是手机和大屏电视面板的核心零部件,这并不是处理器芯片,但是它的开拓成功也冲破了三星在该领域的垄断,在芯片领域也算是一个小小的里程碑了。
关于华为、关于光刻机、关于芯片,我们每天在各种渠道的媒体上看到,ASML的EUV 光刻机不给我们发货了,美国又限定我们的半导体企业了,台积电又不给我们生产芯片了等等。每个人对中国的芯片行业非常的关注,可是我们所理解到的信息都是很零散的,对芯片的全体制造过程,并没有一个完全的认识。在芯片家傍边我们有哪些短板、有哪些长处、各个工艺阶段在世界上所处的真实水平有多高,这些问题彷佛都是模棱两可,并没有一个清楚的认识。我们不是专业搞芯片设计的,以是不必去研讨芯片制造过程中的详细参数是多少,但是作为每一个关心中国芯片发展的人,都该当去理解一下我们自己的芯片家当到底是若何的。

芯片制造的流程大致可以分为硅片制造、芯片制造和封装测试三个阶段。在这里我们只从大类上来看,如果要细分的话里边有成千上万道工序。

工业硅
我们先来说硅片制造。沙子是我们手机芯片的最初始的质料。那门们就一起来见证一下沙子是如何变成芯片的吧!
沙子的身分是二氧化硅,我们想要得到芯片就要先从沙子里提炼出纯度比较高的硅,而且这种粗加工的硅,也叫工业硅,这种硅的纯度在98%以上,含有不少的其他元素杂质。当然了这个也的确没啥技能含量,中国在这个领域可以说是一骑绝尘,环球78%的工业硅的产能都在中国。
高纯度硅
接下来就要对工业硅进行提纯,也便是须要得到芯片级别的高纯度硅,这个纯度须要有多高呢?99.999999999%,这纯度够高吧,相应的技能含量就立马提高了很多,而这个领域的玩家就立马变了。市场份额第一的是美国公司,第二是德国公司,第三四五都这天本公司,中国玩家就立马不见了踪影,以是这是中国在全体芯片家当链中第一个受制于人的领域。
硅晶圆
有了高纯度的硅,那接下来就要制造硅晶片了,硅晶片的制造依然是一个非常难的。制造过程难到什么程度,全天下只有很少的公司能够做出这种电子级的硅晶圆,而个中前5家公司就占了92%的市场份额,由于芯片的需求量巨大而受制于硅晶圆的产能有限,以是硅晶圆的价格险些是每个季度都在上涨,而中国作为全天下最大的电子品消费市场,谁多掏钱又流到了谁的口袋就不言而喻了。中国虽然也具有晶圆的生产能力,但受制于技能和产能的缘故原由供应量实在是太小了。
芯片设计
有了硅晶圆就要在硅晶圆上制造芯片了,但在这之前,你必须要有芯片的图纸才能在硅晶圆上造出芯片,那就须要有芯片的设计能力。而在环球芯片设计的家当分布上,美国的芯片设计独占半边天,我们熟习的高通、博通、英伟达都是这类公司,当然中国也有一席之地,比如我们开头所提到的华为海思,其设计的麒麟芯片可以称得上是环球顶级的手机芯片了。但是这样的比例也不是一成不变的,大陆地区的芯片企业营收的增长率在六大地区中,可谓是一骑绝尘,虽然绝对数额差距不小,但这种差距正在快速缩小。
设计软件
在芯片设计领域,我们必须提到一个细分领域,便是芯片设计软件EDA,我们都知道芯片的设计跟我们平常制图一样都须要利用到软件,而设计芯片的时候就必须要用到EDA软件,也便是电子设计自动化软件。芯片的电路设计、性能剖析、设计芯片版图等等的事情须要,但是,这个软件经由市场的大浪淘沙之后基本被美国三家公司垄断了。而就在前年,这三家美国公司都被美国裹挟着,与华为停息了业务往来。也便是说,华为海思将不能够利用这三家公司的EDA软件来设计芯片。
光罩
在芯片完成设计之后,从电脑软件上的图纸转变为实体的第一步,便是要制造一个光罩
也叫做掩模板。这个跟摄影机的底片非常类似,你有一张底片就可以冲洗出无数张的照片,而这个光罩,便是利用激光刻蚀技能,在一张以石英玻璃为衬底其上镀了一层金属铬和感光胶,把电脑上的图刻在石英板上,成为一个模板。当然了,我们在这里提及来很大略,但实际上也是一个高门槛、高技能的活。环球95%的市场基本都被韩国和日本所覆盖,而我们国家处于第六名的清溢光电,虽然霸占的份额很小,但未来可期。
光刻
咱们先来看一下全体光刻的事理,全体过程实在跟我们冲洗照片非常类似。刚才说的制作好的光罩,就相称于一个照片的底片,通过光源照射在凸透镜上产生平行光,然后再经由下方的透镜把光芒缩微照射在事情台上的晶圆上,晶圆上涂有光刻胶,光刻胶在被光芒照射后化学性子发生了变革,被显影随意马虎溶解掉,剩下的便是跟光罩上一样的电路图了,只不过成了缩小版的在这个大的晶圆上移动一下位置,就制造好一个芯片,以是这个大晶圆上就会造出很多个芯片。
光刻机
要想实现这个过程必不可少切实其实定是光刻机,这个大家肯定是耳熟能详的,最有名切实其实定便是荷兰的ASML,环球的光刻机市场前三位就霸占了93%的市场份额,但中国也有自己的光刻机,上海微电子今年刚成功研发出了28纳米的光刻机,但是紧接着ASML就对旗下的28纳米的光刻机进行大贬价,对上海微电子进行打压,在光刻机这条路上道长且阻。
光刻胶
在光刻的时候有一种非常主要的耗材便是光刻胶。它是光刻工艺的核心材料。这种材料紧张被日本企业所垄断。美国仅有一家陶氏市占率仅为15%。由于80年代的时候,美国对日本发起了半导体大战,日本半导体家当遭受了巨大的打击,之后就另辟路子,从材料科学下手,如今成为了全体半导体家当的最上游。想象去年的日韩贸易战,日本断供材料给三星,三星就只能干瞪眼了,再牛的技能没材料都白扯,我们再来看看中国的光刻胶,国产化率其实是不高,大部分还是要入口的。
封装和测试
当在晶圆上刻蚀出芯片之后就须要进行后道工序了。首先要拿到封测上进行封装和测试。封装便是把一个大晶圆上的一个个的小芯片切割下来,然后进行电镀、接通信号等等的操作,使其具有各种功能,终极的产品便是我们手机里处理器的样子了,然后便是测试测试电流、散热线路、连通性等等的这些功能,把不合格的产品给筛选出来,当然了这个封装和测试的技能含量彷佛的确是没有制造难度那么高,这个领域的中国玩家也就多了起来除了一个安靠是来自美国,其他的基本都是台湾地区和大陆地区的封测厂。
当然从一粒沙子变成一个芯片,全体过程是极其繁芜的,里面所涉及到的设备更是数不胜数。我们只是在全体流程中摘取了几个有代表性的说一说,比较浅薄,有不到之处敬请包涵。那您的印象中觉得中国的半导体行业,在世界上处于一个什么样的水平呢?把你理解的打在我们的评论区,一起来磋商磋商吧!








