半导体制造技术精选(九篇)

第1篇：半导体制造技术范文

关键词：微电子半导体制造封装技术

中图分类号：TN405文献标识码：A文章编号：1674-098X（2019）09（c）-0070-02

微电子技术作为当今工业信息社会发展最快、最重要的技术之一，是电子信息产业的“心脏”。而微电子技术的重要标志，正是半导体集成电路技术的飞速进步和发展。多年来，随着我国对微电子技术的重视和积极布局投入，结合社会良好的创新发展氛围，我国的微电子技术得到了迅速的发展和进步。目前我国自主制造的集成芯片在射频通信、雷达电子、数字多媒体处理器中已经得到了广泛应用。但总体来看，我国的核心集成电路基础元器件的研发水平、制造能力等还和发展较早的发达国家存在一定差距，唯有继续积极布局，完善创新体系，才能逐渐与世界先进水平接轨。集成电路技术，主要包括电路设计、制造工艺、封装检测几大技术体系，随着集成电路产业的深入发展，制造和封装技术已经成为微电子产业的重要支柱。本文将对微电子技术的制造和封装技术的发展和应用进行简要说明与研究。

1微电子制造技术

集成电路制造工艺主要可以分为材料工艺和半导体工艺。材料工艺包括各种圆片的制备，包括从单晶拉制到外延的多个工艺，传统Si晶圆制造的主要工艺包括单晶拉制、切片、研磨抛光、外延生长等工序，而GaAs的全离子注入工艺所需要的是抛光好的单晶片（衬底片），不需要外延。半导体工艺总体可以概括为图形制备、图形转移和扩散形成特征区等三大步。图形制备是以光刻工艺为主，目前最具代表性的光刻工艺制程是28nm。图形转移是将光刻形成的图形转移到电路载体，如介质、半导体和金属中，以实现集成电路的电气功能。注入或扩散是通过引入外来杂质，在半导体某些区域实现有效掺杂，形成不同载流子类型或不同浓度分布的结构和功能。

从历史进程来看，硅和锗是最早被应用于集成电路制造的半导体材料。随着半导体材料和微电子制造技术的发展，以GaAs为代表的第二代半导体材料逐渐被广泛应用。直到现在第三代半导体材料GaN和SiC已经凭借其大功率、宽禁带等特性在迅速占据市场。在这三代半导体材料的迭展中，其特征尺寸逐渐由毫米缩小到当前的14纳米、7纳米水平，而在当前微电子制造技术的持续发展中，材料和设备正在成为制造能力提升的决定性因素，包括光刻设备、掩模制造技术设备和光刻胶材料技术等。材料的研发能力、设备制造和应用能力的提升直接决定着当下和未来微电子制造水平的提升。

总之，推动微电子制造技术发展的动力来自于应用设计需求和其自身的发展需要。从长远看，新材料的出现带来的优越特性，是帶动微电子器件及其制造技术的提升的重要表现形式。较为典型的例子是GaN半导体材料及其器件的技术突破直接推动了蓝光和白光LED的诞生，以及高频大功率器件的迅速发展。作为微电子器件服务媒介，信息技术的发展需求依然是微电子制造技术发展的重要动力。信号的生成、存储、传输和处理等在超高速、高频、大容量等技术要求下飞速发展，也会持续推动微电子制造技术在加工技术、制造能力等方面相应提升。微电子制造技术发展的第二个主要表现形式是自身能力的提升，其主要来自于制造设备技术、应用能力的迅速发展和相应配套服务材料技术的同步提升。

2微电子封装技术

微电子封装的技术种类很多，按照封装引脚结构不同可以分为通孔插装式和表面安装式。通常来说集成电路封装技术的发展可以分为三个阶段：第一阶段，20世纪70年代，当时微电子封装技术主要是以引脚插装型封装技术为主。第二阶段，20世纪80年代，SMT技术逐渐走向成熟，表面安装技术由于其可适应更短引脚节距和高密度电路的特点逐渐取代引脚直插技术。第三阶段，20世纪90年代，随着电子技术的不断发展以及集成电路技术的不断进步，对于微电子封装技术的要求越来越高，促使出现了BGA、CSP、MCM等多种封装技术。使引脚间距从过去的1.27mm、0.635mm到目前的0.5mm、0.4mm、0.3mm发展，封装密度也越来越大，CSP的芯片尺寸与封装尺寸之比已经小于1.2。

目前，元器件尺寸已日益逼近极限。由于受制于设备能力、PCB设计和加工能力等限制，元器件尺寸已经很难继续缩小。但是在當今信息时代，依然在持续对电子设备提出更轻薄、高性能的需求。在此动力下，依然推动着微电子封装继续向MCM、SIP、SOC封装继续发展，实现IC封装和板级电路组装这两个封装层次的技术深度融合将是目前发展的重点方向。

芯片级互联技术是电子封装技术的核心和关键。无论是芯片装连还是电子封装技术都是在基板上进行操作，因此这些都能够运用到互联的微技术，微互联技术是封装技术的核心，现在的微互联技术主要包含以下几个：引线键合技术，是把半导体芯片与电子封装的外部框架运用一定的手段连接起来的技术，工艺成熟，易于返工，依然是目前应用最广泛的芯片互连技术；载体自动焊技术，载体自动焊技术可通过带盘连续作业，用聚合物做成相应的引脚，将相应的晶片放入对应的键合区，最后通过热电极把全部的引线有序地键合到位置，载体自动焊技术的主要优点是组装密度高，可互连器件的引脚多，间距小，但设备投资大、生产线长、不易返工等特性限制了该技术的应用。倒装芯片技术是把芯片直接倒置放在相应的基片上，焊区能够放在芯片的任意地方，可大幅提高I/O数量，提高封装密度。但凸点制作技术要求高、不能返工等问题也依然有待继续研究，芯片倒装技术是目前和未来最值得研究和应用的芯片互连技术。

总之，微电子封装技术经历了从通孔插装式封装、表面安装式封装、窄间距表面安装焊球阵列封装、芯片级封装等发展阶段。目前最广泛使用的微电子封装技术是表面安装封装和芯片尺寸封装及其互连技术，随着电子器件体积继续缩小，I/O数量越来越多，引脚间距越来越密，安装难度越来越大，同时，在此基础上，以及高频高密度电路广泛应用于航天及其他军用电子，需要适应的环境越来越苛刻，封装技术的可靠性问题也被摆上了新的高度。

第2篇：半导体制造技术范文

在其中，政府干预的影子在世界各国的半导体产业发展中随处可见。不管是半导体产品的钻研开发、出产制造，或者是与他国半导体产品的贸易，>文秘站:

各发达国家的产业政策比较

一.美国 美国是半导体技术的起源地.半导体发展的原始目的主要在于支撑国防业以及宇航业，确保美国国防部能取得最早进的武器系统以及宇航局具有最精密的操作节制装备。因为这两个行业是半导体产品的主要需求者，从而抉择了半导体行业发展的最初方向以及性质。事实表明，美国国防部的采购对于美国半导体业的初期发展拥有抉择性的影响，为其后来长时间处于世界领先地位奠定了坚实基础。但二0世纪八0年代美国作为半导体的主要出产商在全世界的位次大幅度降落，这样的衰退被良多美国人认为是对于国家军事安全以及经济的严重要挟，不少人将其归咎于美国政府微电子产业的政策方向。

为了应答这类状态，除了美国政府继续以巨大的国防支出来资助半导体业的研发外，一九八七年美国半导体协会成立。美国政府亦在贸易领域出台了1系列政策以支撑其半导体产业的发展，如一九八六年美国政府与日本签定了《半导体协议》，缘由是美国声称日本出产商以超低价格向美国倾销芯片并限制美商进入日本国内市场。双方最初签定的公约于一九九一年到期后，美国政府又就该协议在下＿个5年中的施行问题与日本政府商量。而这次谈判的重点则是请求日本市场对于美国半导体出产商敞开大门。但是必需指出的是美国政府因从国防安全角度动身1直严格节制其尖端核心半导体装备的出口。但是跟着时期的发展，半导体技术的广泛渗入性所酿成的日趋扩展的国际市场不是由哪几家企业或者哪几个国家可以全体垄断的。美国政府较为严格的出口限制必将影响到美国半导体出产商在国际市场上的竞争力。

二.日本 在日本，半导体产业政策的重心是半导体在工业以及消费领域中的利用。在日本半导体业发展中，为全面改变最初其技术依附于欧美的弱势地位, 日本的MITI施展了强大的引导作用，为日本半导体企业的有序竞争构建了有效框架。分析其政策沿革，演化进程大体上阅历了下列几个阶段。﹁是《电子工业振兴临时措施法》（简称"电振法"）于一九五七年制订。其颁布施行有效地增进了日本企业在学习美国先进技术的基础上，踊跃发展本国的半导体产业。2是《特定电子工业及特定机械工业振兴临时措施法》于一九七一年制订。该法进1步秉持了"电振法"的主旨，强化了发展以半导体为代表的电子产业的力度。该法的施行胜利地匡助日本企业通过加强本身研发、出产能力，有效地抵抗了欧美半导体厂商的冲击，进而使日本半导体制品不断走向世界。3是《特定机械情报产业振兴临时措施法》在一九七八年制订（于一九八五年失效）。该法进1步加强了以半导体为核心的信息产业的发展。上述3部专业法规在整体上加强了日本企业的竞争力。尔后日本没有颁布针对于以半导体为基础的电子、信息产业的专门法规，而是改成通过综合性法规在总体上推进包括半导体在内的高新技术的发展，其中较为首要的是于一九九五年出台的《科学技术基本法》。

MITI还通过限制外商在日本半导体产业的投资以及请求通过直接购买方式来获取技术从而防止了日本在技术上遭到他国的节制以及安排。直到二0世纪七0年代末，日本政府1直奉行着严厉的产业维护政策，包含进行严格的进口管制。对于于外国企业在半导体领域的对于日投资，日本政府也1直采用严格的审批轨制，并附以制止设立独资企业、外国企业的所有专利技术需向合资公司公然等刻薄前提，而这些措施直到一九七五年才被放宽。以后，日本政府的政策略微有所放松，但日本在微电子竞争中拔患上头筹的雄心壮志涓滴没有减弱。无比显明的1个例子就是由MITI提议的大范围综合项目VLSI的施行。这个由日本政府出资四0%的项目使日本5大半导体公司在1起通过合作共同研发更繁杂先进的新1代技术产品。此外,日本外贸组织JETO通过其在全世界五五个以上国家所设有的分支机构为日本半导体出产商提供有关行业的最新资讯，有力的增进了科技信息的沟通与传布。同时在融资上，日本政府主要应用国家开发银行动半导体企业提供低利贷款，使企业借贷利率接近于零，这与美国同时代市场利率四%⑸%相比较，堪称是拥有极大优势。

三.韩国 韩国相比美、日，韩国政府对于半导体产业的介入力度似乎更大了1些。韩国政府通过量种渠道去培育以及促使韩国大企业进入半导体领域。一九七六年政府成立了韩国电子技术学院（KIET），其主要职责是“规划与调和半导体R&D、进口、吸收以及传布国外技术，为韩国企业提供技术支撑，进行市场调研”。一九八二年，“长时间半导体产业增进规划”宣布启动，韩国政府为4大主要半导体企业提供了大量的财政、税收优惠。一九八六年，韩国政府制定了半导体信息技术开发方向的投资规划，每一年向半导体产业投资近亿美元。“政策经济”的结果是韩国半导体市场的发展至关使人鼓舞。在欧、美地区双双衰退的情况下，韩国半导体产业二00二年产值反而从九五.八亿美元增至一一二亿美元，同比增长了一七％。尽人皆知，韩国半导体产业高度集中于记忆体领域，因为经营记忆体的财团违后有着政府气力的强力支持，因而尽管目前市场在供给多余的压力下利润已经渐趋淡薄，但3星、南亚科技等韩国企业凭仗其范围效益，仍成为全世界少数获利的记忆体厂商。

四.欧洲 欧洲继美国以及亚洲以后，第3大半导体出产基地当数欧洲。西欧的半导体产业政策的演化可大致分为3个阶段：第1阶段是一九六五年前，除了政府对于与国防相干的R&D进行投资以及在政府采购中倾向于本国出产商外，基本上不存在政府对于半导体业发展的干预行动；第2阶段，一九六五年至一九七五年，欧洲政府无比注重计算机行业，对于半导体的科研给予了1些鼓励措施，但政府的介入仍有至关的局限性；第3阶段，自一九七五年以后，欧洲各国政府逐步加大了对于半导体产业的支撑力度，政策重心更集中于信息技术包含微电子方面。进入八0年代后，欧洲各国政府踊跃推进半导体产业重点企业的合作与发展，例如ESPRIT以及JESSI项目。其中,后者耗资四亿美元，主要致力于开发先

进的微芯片技术。另外,西欧各国政府还联合向非欧洲的半导体制造商施压，请求他们不能仅仅是在欧洲进行加工组装业务，而是更多的设立设计与技术部门。其目标则是但愿通过1系列措施，能加速欧洲半导体的技术立异，激励欧洲内部各国半导体企业间的交换与联络，从而在必定程度上维护欧洲本土的半导体核心技术和出产竞争力。

欧盟委员会也进1步加强了维护其半导体工业的力度。一九九0年欧盟与日本政府签署了1个自愿协定，规定了日本出产的标准存储器片在欧洲共同市场上的最低售价。另外，欧盟委员会还向韩国半导体商采用了反倾销措施。缘由是韩国倾销的芯片价格大大低于欧盟的可接受价格。一九九七年，最低售价又被再次强加到日本以及韩国的一四个半导体芯片制造商身上。二00三年欧盟在断定韩国政府不公平地向芯片厂商现代半导体公司提供补贴后随即抉择向现代半导体公司的内存芯片征收三四.八%的进口关税。

对于我国的启示与我国的对于策措施

从上文中咱们可以看出,不管是美国、欧洲仍是日本、韩国，没有1个国家的政府对于半导体产业的发展采用放任政策，而是通过1系列政策手腕进行扶植。即便是同1国家，政府在半导体工业发展的各个时代都制定了不同的策略。我国的半导体产业整体水平与这些发达国家比较，在出产能力、装备水平、开发手腕、工艺水平、产品技术指标、市场开辟等方面均存在很大差距。中国本土芯片制造企业目前只能知足芯片市场大约二0%的需求量，而其他近八0%的需求都不能不通过进口产品来补充。与此同时，中国所有半导体企业的总销售额仅占世界半导体总销售的一.五%。因此我国应通过鉴戒美国、日本等发达国家和韩国、欧洲的发展经验，并结合中国半导体业现阶段发展示状，明确在半导体领域的定位以及战略，并相应的改良或者调剂该产业的政府管理模式以及政策体系，以更好的增进中国半导体产业的发展，晋升我国半导体产业的国际竞争力。为此，我国政府还应在政策层面长进行进1步的深化改革。

一．中国应采用更为优惠的政策，构成优良的投资环境吸引外资更多投入到中国半导体产业。

美国、日本及韩国都是依托优惠的政策引导投资方向，使大量的资金涌入到半导体高技术领域，以加快产业结构向知识经济转变的步伐。我国目前也采用了1系列优惠性措施，比如二000年国务院颁布的《激励软件产业以及集成电路产业发展的若干政策》中规定，如果投资树立1个半导体产业，国家要跟进投资，如果申请银行贷款，国家将补贴一%到五%的利率。我国应制定比其他国家更具吸引力的政策，从而吸引更多投资以及技术进入这1国家战略产业，例如要学习韩国充沛应用入世三到五年的缓冲期维护幼稚产业的公道办法，对于半导体集成电路产业以及半导体产品在WTO框架内给予更多的优惠激励政策。

二．在短时间内，可以鉴戒走引进、消化、吸收、赶超的门路，重点发展市场需求大的半导体合用技术以及产品，通过技术改造、资本累积以及市场开辟的互动实现半导体产业水平的转动发展。

在引进投资时，要注意选准市场主体产品，引导企业进入高附加值市场。但从长时间来看，咱们应鉴戒日本半导体企业奉行的自行设计、自行出产的原则，树立起设计与出产“1条龙”的行业体系，以官方为主导共同联合出产技术的发展战略，开发更多症结技术，增添具有自主知识产权半导体产品的比例。固然如果大企业技术合作的目标是开发商品，这样做因为利益冲突难获胜利。要学习美国、日本，先合作钻研开发技术，大企业自己再弄商品化，合作开发才可能胜利。除了了大公司间进行技术亲密合作外，还可以参考美国半导体工业主要由技术密集型中小企业形成的特色，踊跃激励国内的民营企业以及民营资本介入到半导体工业相干材料与装备钻研制造上来。这是由芯片制造进程对于装备、材料请求的多样性、繁杂性和产品快速更新的特色所抉择的。

三．良多半导体业内人士1谈及发展半导体的症结因素时，不谋而合的认为是人材。

目前我国发展半导体产业最缺少的就是人材，既包含技术人员，也包含半导体企业有经验的中高阶主管。咱们应学习马来西亚等东南亚国家的发展经验，制订高工资、低（零）个人所患上税的人材吸引政策，吸引海外半导体设计、制造、管理专家来华工作。对于少数高科技设计人员以及工艺技术人员采用高薪聘任，乃至给予更优惠的待遇，比如可持有企业股分等。同时决不可忽视对于技术人材的培育，为基层功课员、技工、工程师提供较好的专业素质培训，这对于1个以出产为导向的半导体企业来讲也是相当首要的。

第3篇：半导体制造技术范文

产业规模扩大 园区信心增强

《规划》明确提出，到2015年，国内半导体照明产业规模达到5000亿元，形成20-30家龙头企业，形成部级产业化基地20个，试点示范城市50个。

根据国家半导体照明工程研发及产业联盟提供的数据，2011年我国半导体照明产业规模仅有1560亿元。2015年半导体照明产业规模要达到5000亿元，意味着“十二五”期间半导体照明产业规模将增长数倍。

对于《规划》中提出的这一系列目标，近年来在半导体照明领域表现抢眼的潍坊高新区如何应对颇受关注。据潍坊高新区管委会相关负责人介绍，潍坊高新区近年来制定出台一系列政策，培育壮大产业，成为国内大发芯片封装和路灯、景观、普通照明产品制造基地和全国第一个实现白光照明全覆盖的高科技园区。潍坊高新区目前正在建设部级半导体照明特色产业基地，加快打造“中国光都”。前不久，科技部刚刚批复潍坊高新区建设国家半导体照明工程产业基地，如今《规划》出台，无疑将对潍坊高新区半导体照明产业的发展起到促进作用。今后3年，潍坊高新区将在提高产业链各环节关键技术的同时，培育3家以上规模化生产企业，生产规模达到国内前列。

半导体照明产业同样是西安高新区重点发展的战略性新兴产业之一。西安高新区发展改革和商务局局长贾强介绍，陕西省此前已出台《太阳能光伏和半导体照明产业振兴规划》，明确提出将西安高新区建设成两个半导体照明产业聚集区之一。如今，西安高新区拥有半导体照明企业数量近70家，初步形成了较为完整的产业链，未来将在《规划》的指导下加速产业发展。

鼓励技术创新 企业应对挑战

《规划》在对半导体照明产业发展规模提出增长目标的同时，也对半导体产业的技术提出要求。《规划》提出，“十二五”期间，白光LED产业化光效达到150-2001m/W，成本降低至2011年的1/5，芯片国产化率达80%，申请发明专利300项，标准20项。

业内人士认为，目前国际知名半导体照明企业在专利、标准、人才等方面的竞争异常激烈，产业增长迅速，已经到了抢占产业制高点的关键时期。《规划》从技术层面对我国半导体照明产业提出要求，显然是为了增强企业的竞争力。

潍坊高新区企业浪潮华光光电子股份有限公司是国内最早引进生产型MOCVD设备，专业从事化合物半导体外延片及光电子器件研发与生产的高新技术企业，同时具有全色域半导体照明、民用LD外延材料制备、管芯生产、器件封装及应用产品一条龙生产技术，在国内光电子行业处于领先地位。由于多年来在半导体照明技术领域的积累和探索，该公司凭借“反极性红光LED技术”项目获得“2011中国LED技术创新奖”。对于《规划》中提出的技术要求，浪潮光电总经理助理王伟表示，为适应竞争需要，未来该公司将进一步加大技术投入，力争在专利申请和标准制定方面有所作为。

第4篇：半导体制造技术范文

改革开放以来，经过大规模引进消化和90年代的重点建设，目前我国半导体产业已具备了一定的规模和基础，包括已稳定生产的7个芯片生产骨干厂、20多个封装企业，几十家具有规模的设计企业以及若干个关键材料及专用设备仪器制造厂组成的产业群体，大体集中于京津、沪苏浙、粤闽三地。

我国历年对半导体产业的总投入约260亿元人民币（含126亿元外资）。现有集成电路生产技术主要来源于国外技术转让，其中相当部分集成电路前道工序和封装厂是与美、日、韩公司合资设立。其中三资企业的销售额约占总销售额的88%（1998年）。民营的集成电路企业开始萌芽。

设计：集成电路的设计汇集电路、器件、物理、工艺、算法、系统等不同技术领域的背景，是最尖端的技术之一。我国目前以各种形态存在的集成电路设计公司、设计中心等约80个，工程师队伍还不足3000人。2000年，集成电路设计业销售额超过300万元的企业有20多家，其中超过1000万的约10家。超过1亿的4家（华大、矽科、大唐微电子和士兰公司）。总销售额10亿元左右。年平均设计300种左右（其中不到200种形成批量）。

现主要利用外商提供的EDA工具，运用门阵列、标准单元，全定制等多种方法进行设计。并开始采用基于机构级的高层次设计技术、VHDL，和可测性设计技术等先进设计方法。设计最高水平为0.25微米，700万元件，3层金属布线，主线设计线宽0.8-1.5微米，双层布线。[1]目前，我国在通信类集成电路设计有一定的突破。自行设计开发的熊猫2000系列CAD软件系统已开发成功并正在推广。这个系统的开发成功，使我国继美国、欧共体、日本之后，第四个成为能够开发大型的集成电路设计软件系统的国家。目前逻辑电路、数字电路100万门左右的产品已可以用此设计。

前工序制造：1990年代以来，国家通过投资实施“908”、“909”工程，形成了国家控股的骨干生产企业。其中，中日合资、中方控股的华虹NEC（8英寸硅片，0.35-0.25微米，月投片2万片），总投资10亿美元，以18个月的国际标准速度建成，99年9月试投片，现已达产。该工程使我国芯片制造进入世界主流技术水平，增强了国内外产业界对我国半导体产业能力的信心。

在前8家生产企业中，三资企业占6家，总投资7.15亿美元，外方4.69亿美元，占66%.目前芯片生产技术多为6英寸硅片、0.8-1.5微米特征尺寸。7个主干企业生产线的月投片量已超过17万片，其中6～8英寸圆片的产量占33％以上。

目前这些企业生产经营情况良好。2000年，七个骨干企业总销售额达到56亿元人民币，利润7.5亿元，利润率达到13%.同年全国电子信息产业总销售额5800亿元人民币，利润380亿，利润率6.5%.

封装：由于中国是目前集成电路消费大国，同时国内劳动力、土地资源价格相对便宜，许多国外大型集成电路生产企业在中国建立了合资或独资集成电路封装厂。

国内现有封装企业规模都不大，而且所用芯片、框架、模塑料等也主要靠进口，因此大量的集成电路封装产品也只是简单加工，技术上与国际封装水平相差较远。主要以DIP为主，SOP、SOT、BGA、PPGA等封装方式国内基本属于空白。

集成电路封装业在整个产业链中技术含量最低，投入也相对较少（与芯片制造之比一般为10：1）。我国目前集成电路年封装量，仅占世界当年产量的1.8%～2.5%，封装的集成电路仅占年进口或消耗量的13%～14.4%，即中国所用85%以上的集成电路都是成品进口。

2000年，我国集成电路封装业的销售收入超过130亿元，其中销售收入超过1亿元的14家，全年封装电路近45亿块，其中年封装量超过5亿块的5家。

材料、设备、仪器：围绕6英寸芯片生产线使用的主要材料（硅单晶、塑封料、金丝、化学试剂、特种气体等）、部分设备（单晶炉、外延炉、扩散炉、CVD、蒸发台、匀胶显影设备、注塑机等）、仪器（40MHz以下的数字测试设备、模拟测试设备及数模混合测试设备）、部分仪器（40MHz以下的数字测试设备、模拟测试设备及数模混合测试设备）国内已能提供。

芯片制造设备，我国只具备部分浅层次设计制造能力，如电子45所已有能力制造0.5微米光刻机等。

半导体分立器件：2000年，全年分立器件的销售额60亿，产量341亿只。

供需情况和近期发展形势

20世纪90年代，我国集成电路产业呈加速发展趋势，年均增长率在30%以上。2000年，我国集成电路产量达到58.8亿块，总产值约200亿人民币（其中设计业10亿，芯片制造56亿，封装130亿）。如果加上半导体分立器件，总产值达到260亿元。预计2001年，集成电路产量可达70亿块。

2000年，全球半导体销售额达到1950亿美元，我国半导体生产从价值量上看，占世界半导体生产的1.6%（含封装、设计产值），从加工数量看占全世界份额不足1%（美国占32%，日本占23%）。

从需求方面看，据信息产业部有关人员介绍，2000年，国内集成电路总销售量240亿块，1200亿人民币。业内普遍估计，今后10年，半导体的国内需求仍将以20%的速率递增，估计2005年，我国集成电路国内市场的需求约为300亿块、800亿元人民币；2010年，达到700亿块、2100亿元人民币。

从近几年统计数字分析看，国内生产芯片（包括外商独资企业的生产和在国内封装的进口芯片）占国内需求量的20%～25%，但国内生产部分的80%为出口，按此计算，我国集成电路产业的自给率仅4%～5%.但是，有两个因素影响了对芯片生产自给率的准确估计。首先是我国集成电路的产品销售有很大一部分通过外贸渠道出口转内销，据信息产业部估计，出口转内销约占出口量的一半。如此推算，国内半导体生产满足国内市场的实际比重在12%～15%.实际上，国内生产的芯片质量已过关，主要是缺乏市场信任度，而销售渠道又往往掌握在三资企业外方手中。

但芯片走私的因素，可能又使自给率12%～15%的估计过分夸大。台湾合晶科技公司蔡南雄指出：官方统计，1997年中国大陆进口集成电路和分立器件约50亿美元，但当年集成电路进口实际用汇达95.5亿美元。[2]近几年大力打击走私，这一因素的作用可能有所减弱。但无论如何，我国现有半导体产业远远落后于国内需求的迅速增长则是不争的事实。

由于核心部件自给能力低，我国的电子信息产业成了高级组装业。著名的联想集团，计算机国内市场占有率是老大，利润率仅3%.我国电子信息制造业连年高速增长，真正发财的却是外国芯片厂商。

由此，进入1990年代以来，我国集成电路进口迅速增长。1994～1997年，集成电路进口金额年均递增22.6%；97年进口金额为36.48亿美元，96.06亿块。[3]1999年，我国集成电路进口75.34亿美元，出口（含进料、来料加工）18.89亿美元。

2000年6月，国家《软件产业和集成电路产业的发展的若干政策》（国发18号文件）。在国家发展规划和产业政策的鼓舞下，各地政府纷纷出台微电子产业规划，其中上海和北京为中心的两个半导体产业集中区，优惠力度较大，投资形势也最令人鼓舞。目前累计已开工建设待投产的项目，投资总额达50亿美元，超过我国累计投资额的1.5倍，未来2-3年这几条线都将投入量产。

·天津摩托罗拉：外商独资企业，总投资18亿美元，在建。2001年5月试投产，计划11月量产。

·上海中芯：1/3国内资金，2/3台资（第三国注册）。投资14亿美元。2001年11月将在上海试投产。

·上海宏立：预计2002年一季度投入试运行，16亿美元。

·北京讯创：6寸线，投资2亿美元。

·友旺：在杭州投资一条6寸线，10亿人民币左右，已打桩。

目前我国半导体产业和国际水平的差距

总体上说，我国微电子技术力量薄弱，创新能力差，半导体产业规模小，市场占有率低，处于国际产业体系的中下端。

从芯片制造技术看，和国际先进水平的差距至少是2代。[4]尽管华虹现已能生产0.25微米SDRAM，接近国际先进水平（技术的主导权目前基本上还在外方手中），国内主流产品仍以0.8-1.5微米中低端低价值产品为主。其中80%～90%为专用集成电路，其余为中小规模通用电路。占IC市场总份额66%的CPU和存储器芯片，我国无力自给。

我国微电子科技水平与国外的差距，至少是10年。[5]现有科技力量分散，科技与产业界联系不紧密。产业内各重要环节（基础行业、设计、制造工艺、封装），尚未掌握足以跨国公司对等合作的关键技术专利。

半导体基础（支撑）行业落后：目前硅材料已有能力自给，各项原料在不同程度上可以满足国内要求（材料半数国产化，关键材料仍需进口）。

但如上所述，几乎所有尖端设备，我们自己都不能设计制造，基本依赖进口。业内认为我国半导体基础行业和国际水平差距约20年。

一般地说，西方对我引进设备放松的程度和时机，取决于我国自身的技术进展，所以我国半导体设备技术的进步，成为争取引进先进设备的筹码（尽管代价高昂）。如没有这方面的工作，设备引进受到限制，连参与设备工艺的国际联合研制的资格也没有（韩台可以参与）。

已引进的先进生产线，经营控制权不在我手中，妨碍电路设计和工艺自主研发现有较先进的集成电路生产线（包括华虹NEC、首钢NEC），其技术、市场和管理尚未掌握在中国人手中。其原因是“自己人”管理，亏损面太大。现有骨干企业不是合资就是将生产线承包给外人，技术和经营的重大决策权多在外方代表手中。经营模式还没有跳出“两头在外”模式。

这也说明，我国现有国有企业经济管理机制，尽管有了很大进步，但还没有真正适应高科技产业对管理的苛刻要求，高级技术人才和营销人才更是缺乏。

“某厂…最赔钱的×号厂房，包出去了。这也怪了。台湾人也没有带多少资金技术，还是原来的设备和技术，就赢利。

“我问承包人，人还是我们的人，厂房技术还是我们的，为什么你们一来就行了？他说”体制改变了“。我问体制改了什么，是工资高了？也不是。他们几个人就是搞市场。咱们中国市场之大，是虚的。让人家占领的。

“10多年前我在美国参观，他们的工厂成品率是90%多，我们研究室4K最高时成品率50%多，当时这个成绩，全国轰动。我参观时问，你们有什么诀窍做到90%多？美国人说没有什么诀窍，就是经常换主管，新主管要超过上一任，又提高一步。主管到了线里，就是general，…说炒就炒。咱们国家行吗？我们这些领导都是孙子…半导体的生产求非常严格的纪律。没有这个东西绝对不行。你想100多道工艺，每一道差1%，成品率就是零。所以这个体制，说了半天没有说出来，一是市场，一是管理。”[6]但无论如何，我们半导体产业的“管理”和“市场”这两大门坎，是必须跨过去的。深化国企改革、发挥非国有经济的竞争优势，在半导体领域同样适用。

由于没有技术和经营控制权，导致我们的半导体产业遇到两方面困难。首先，国内单位自行设计的专用电路上线生产，必须取得生产厂家的外方同意，有的被迫转向海外代工，又多一道海关的麻烦；关系国家机密的芯片更无法在现有先进生产线加工（或者是外方以“军品”为名拒绝加工，或者是我方不放心）。

其次，妨碍了产学研结合、自主设计和研发工艺设备。例如中国科学院微电子中心已达到0.25微米工艺的中试水平，但因先进工厂的经营权不在自己手中，无法将自有工艺研究成果应用于大线试生产。

工艺技术是集成电路制造的关键技术。如果我方没有自主设计工艺的技术能力，即使买了先进生产线也无法控制。目前合资企业中，中方职工可以掌握在线的若干产品的工艺技术，但无法自主开展工艺技术研究。5年后我方将接管华虹NEC，也面临自己的工艺技术能否顶上去的问题。工艺科研领域目前所处的困境如不能及时摆脱，则仅有的研究力量也会逐渐萎缩，如果不重视工艺技术能力的成长，我们就无法掌握芯片自主设计生产能力。

设计行业处于幼稚阶段由于专业电路市场广阔，目前国内各种类型的设计公司逐渐增加。但企业普遍规模偏小、技术水平较低，缺乏自主开发能力。

由于缺乏技术的积累，我国还远没有形成具有自主知识产权的IP库，与国外超大规模IC的模块化设计和S0C技术差距甚远。设计软件基本用外国软件，即使设计出来，也往往因加工企业IP库的不兼容而遭拒绝。

集成电路的设计与加工技术是相互依存的。因为我国微细加工工艺水平落后，人才缺乏，目前不具备设计先进电路的水平，更没有具备设计CPU及大容量存储器的水平。也有的客户眼睛向外，不愿意在国内加工，但到国外加工还要受欺负。尽管我们花了100%的制版费，板图也拿不回来。

超大规模集成电路的设计，难度最大的是系统设计和系统集成的能力，最需要的人才是系统设计的领头人，这是我国最缺的人力资源。国内现有人才多数是设计后道的能力，做系统的能力差。国内现有环境，培养这样的人才比较难。

国内的设计制造行业，就单个企业来说很难开发需要高技术含量的超前性、引导性产品。多数民营中小企业只能跟在别人后面走仿制道路（所谓反向设计）。反向设计只能适应万门以下电路的设计开发。故目前还无法与国外先进设计公司竞争。

缺乏市场信任度由于总体技术水平低，市场多年被外国产品占领，自己的供给能力还没有赢得国内市场的信任，以致出现外商一手向国内IC厂定货，再转手卖给国内用户的现象。这是当前外（台）商大举在国内投资集成电路生产线的客观背景。

国内设计、制造的产品往往受到比国外产品更严格的挑剔，要打开市场需要更多的时间和精力，这就难免被国外同行抢先。半导体市场瞬息万变，竞争十分残酷，而我国对自己的半导体产业，似取过分自由放任态度，几乎完全暴露在国际竞争中。有必要对有关政策上给以重新评估。

我国电子整机厂多为组装厂，自己设计开发芯片的极少，由于多头引进，整机品种繁多，规格不一，批量较小，成本高。另外，象汽车电子、新一代“信息家电”等产品市场很大，但需要高水平且配套的芯片产品，而我国单个电路设计企业无力完成，设计和生产能力还尚待磨合。如欲进军这方面的市场，需要高层有明确的市场战略和行业级的协调。我国微电子行业目前因技术能力所限，可适应市场领域还比较狭窄，又面临着国际市场的巨大压力。要争得技术和资本的积累期和机会，必须有政府的组织作用。

还没有形成完整的产业体系从整体看，我国半导体产业还没有形成有机联系的生态群，或刚刚处于萌芽状态，产业内各环节上下游间互补性薄弱。目前少数先进生产能力，置于跨国公司的全球制造～营销体系内，外（台）商做OEM接单，来大陆工厂生产，国内芯片厂商被动打工。国家体制内的科研力量和现有生产体系的结合渠道不顺畅，国内科技型中小型民营（设计）企业和大型制造企业的互补关系正在建立中。

“集成电路设计与生产都需要有很强的队伍，能够根据国内整机的需要设计出产品，按照我们的工艺规则来生产。他的设计拿过来我们能做，做好了能够测试，测试以后能够用到整机单位去应用。这条路要把它走通。另外还有一批人能够打开市场。其他的暂时可以慢一点。”[7]所以，目前我国微电子领域与国际水平的差距，并非单项技术的差距，而是包括各环节在内的系统性的差距。单从技术和资金要素来看，“908”“909”工程的实践，可以说是试图以类似韩国的大规模投资来实现生产技术的“跨越”。但实践证明，单项发展，不足以带动一个科技-产业系统的整体进步。不仅要克服资金、人才、市场的瓶颈，也要克服体制、政策的瓶颈，非此不能吸引人才，不能调动各方面的积极性。

我国半导体产业发展的现有条件

经过20年的发展和积累，特别是近年来我国电子信息产业的高速发展，半导体产业在我国经济、国防建设中的重要地位，以及加快发展的必要性，已基本形成共识。应该说，我国已经在多方面具备了微电子大发展所必须的条件。

首先是经过多年的引进和国家大规模投资，已形成一定产业基础，初步形成从设计、前工序到后封装的产业轮廓。广义电子产业布局呈现向京津地区、华东地区和深穗地区集中的态势，已经形成了几个区域性半导体产业群落。这对信息知识的交流，技术的扩散，新机会的创造，以及吸引海外高级人才、都十分重要。

技术引进和国内科研工作的长期积累，也具备了自主研发的基础。“909”工程初步成功，说明投资机制有了巨大进步，直接鼓励了外商投资中国大陆的热情。尤其在通讯领域，国内以企业为主导的研发机制取得了可喜发展。

其次，国内投资环境大幅度改善。尤其是沿海经济发达地区，市场经济初见轮廓，法制和政策环境日益改善，人才和资金集中，信息基础设施完备，各种类型的民营企业已开始显现其经营管理能力，已有问鼎高效益高风险的微电子领域的苗头，各种类型的设计公司正在兴起。

近两年来，海外半导体产业界已经对我国大陆的半导体业投资环境表示了极大兴趣。外（台）商对大陆的半导体投资热，虽然并不能使我们在短期内掌握技术市场控制权（甚至可能对我人才产生逆向吸附作用），但有助于形成、壮大产业群，有助于冲破西方设备、技术封锁。长远看是利大于弊。

人才优势。国内软件人才潜力巨大，而软件设计和芯片设计是相通的。这是集成电路设计业的有力后盾。

再次是随着国内电子产品制造业的飞速发展，半导体产业市场潜力巨大。1990年代，我国电子产品制造业产值年均增长速度约27％，1999年为4300亿元人民币，2000年达5800亿（总产值1万亿）。其中，PC机和外部设备年增率平均40％以上，某些产品的产量已名列世界前茅；互联网用户和网络业务的年增率超过300％；公用固定通讯交换设备平均每年新增2000万线，预计2005年总量将超过3亿线；手机用户数每年增长1500-2000万户，2001年已突破1亿户。各类IC卡的需求量也猛增。据信息产业部预计，我国电子产品制造业未来5年平均增长率将超过15%（一般电子工业增长率比GDP增长率高1倍）。预计2005年，信息制造业的市场总规模达到2万亿。

最后是国家对半导体产业十分重视。官方人士多次表示：要想根本改变我国的电子信息产业目前落后状况，需要“十五”计划中，把推进超大规模集成电路的产业化作为加速发展信息产业的第一位的重点领域。并相应制定了产业优惠政策。这些政策将随着产业的发展逐步落实并进一步完善。[8]

注释：

[1]陈文华，1998年。

[2]《产业论坛》1998年第18期。

[3]陈文华，1998年。

[4]《关于加快我国微电子产业发展的建议》，工程科技与发展战略报告集，2000年。

[5]叶甜春，2000年。

[6]吴德馨院士访谈录，2001年3月。

第5篇：半导体制造技术范文

晶圆代工是台湾“两兆双星”产业中仅存的明星之一，而台积电又是这少数明星中最荣耀的一颗，可以说代表了台湾业界最大的骄傲。但谁都没想到，韩国三星日益膨胀的野心已经瞄准了它。

台积电成立于1987年，是由工研院出资，在新竹科学园区内成立的台湾最早的高科技企业，也是全球第一家专门的晶圆代工企业，为台湾培养了一代半导体人才。台湾后来能够在全球半导体市场占有一席之地，相关的晶圆厂以及集成电路设计、制造、测试、封装企业发展到上千家，年产值达到上万亿元（新台币，下同），都是源自于它。数十年来，董事长张忠谋带领台积电左拚右杀，始终保持全球第一大晶圆代工厂的霸主地位，已成为业内的传奇人物。

近年韩国三星的晶圆代工业务快速崛起，主要是以其庞大的手机、电脑、消费性电子等终端电子需求为诱饵，抢下台积电大客户手机芯片厂高通（Qualcomm）、可编程逻辑芯片厂赛灵思（Xilinx）、消费类系统芯片厂东芝等订单，2011年这方面的营收为4.7亿美元，比上年增长20%。如果再加上为苹果代工智能手机iPhone及平板电脑iPad内置的A4及A5微处理器的10亿美元业务，三星已跻身全球第四大晶圆代工厂，排名在台积电、联电和全球晶圆（Global Foundry）之后。

以三星的雄心和抱负，自然不肯久居人后，它一定会争做世界第一，而且也有能力这样做。对此，张忠谋毫不怀疑，而且时刻警惕。他时常提醒部下：“三星是可畏的对手。”

三星的晶圆代工美梦有多大，由其资本支出变化就可看出端倪。2010年三星高达11万亿韩元（约合97亿美元）的资本支出预算中，有2万亿韩元（约合18亿美元）用在逻辑芯片及晶圆代工领域。2011年10万亿韩元（约合90亿美元）的资本支出计划中，逻辑芯片及晶圆代工的比重已达到40%，等于比上年增加了一倍。

三星靠生产和销售电脑存储芯片赚了很多钱，因此有足够的资金研发更先进的晶圆及芯片设计制造技术。而以设计电脑起家的苹果，在芯片领域并不精深，因此非常依赖三星的芯片设计和代工能力。为了保住苹果的订单，三星与苹果合作开发了iPad、iPhone、iPod产品中采用安谋（ARM）架构的A4及A5微处理器，其中采用了许多三星的专利技术，包括内置封装技术，将三星的512 MB低功耗DDR2存储器整合在同一颗芯片中，目的是不让苹果把订单转给其他晶圆代工厂生产。否则谁接了A4及A5订单，就要面对来自三星的专利诉讼。

自从苹果向三星提出侵权诉讼后，为了摆脱三星的技术束缚，准备将新一代四核A6处理器交给台积电代工。如果顺利实现，今后苹果每卖出1部iPhone，台积电可以从中获得7美元营收。而台积电也拥有自己独特的专利技术，包括先进的28纳米制程，不仅可协助苹果设计A6处理器，量身打造出苹果所需要功能的特殊芯片，还能保护苹果的处理器不受到其他对手的专利权控告。

台积电现有晶圆代工客户主要包括高通（Qualcomm）和辉达（Nvidia）等。早在2008年，台积电就推出了“开放创新平台”，经营项目开始由单纯的晶圆代工制造向上游延伸，包括参与客户的芯片设计。台积电在该平台中提供了大量拥有自主知识产权的数据库供客户使用，对独立第三方的电子设计自动化工具及专利技术都要预先进行验证，并纳入台积电的经投片验证技术专利清单中。为了这个平台的设立，台积电还设立了一个为数近千人的设计服务平台组织，这意味着台积电已经有能力整合自己的专利技术，为客户量身订制特殊应用芯片。

但三星并不甘心放弃苹果这个大客户，除了声称将在美国德州奥斯汀晶圆厂投资36亿美元扩产，几乎全部用来提升逻辑芯片制程及产能以满足大客户苹果公司的庞大需求外，还砸下重金，加快28纳米制程研发进度，包括采用与台积电、英特尔等相同的后闸极（gate last）制程，同时也提出协助苹果设计新的A6处理器芯片，并计划兴建新的12英寸厂来争取晶圆代工商机，干扰台积电获得冀予厚望的苹果A6处理器订单。这等同于向台积电下了战帖。也就是说，苹果的A6芯片订单争夺战，其实就是台积电与三星之间的专利技术及28纳米制程的大对决，已经威胁到台积电的霸主地位。

梁孟松事件

为了与台积电大打技术军备竞赛，抢下苹果A6订单，三星在一年前挖角了台积电研发处前资深处长梁孟松为其操盘。

梁孟松在台积电工作了16年，负责DRAM和嵌入式存储芯片技术研发，帮助台积电建立起先进制程模组研发及量产模式，同时完成了0.13微米铜制程的量产基础，是台积电位居前十位的研发高手。此外，他曾担任过台积电研发部门负责人，因此得以了解台积电研发的整体状况。

在美国专利局的资料库中，梁孟松个人参与发明的专利半导体技术有181件。这个数字和台积电拥有的5000多件专利相比也许不算特别多，重要的是，梁孟松参与的都是最重要的先进制程技术研发，包括台积电去年10月宣布进入量产的28纳米制程，就和梁孟松参与研发的多项专利有关。因为工作原因，他得以接触台积电最核心的关键技术。

2006年，台积电研发副总蒋尚义退休后，梁孟松原本以为自己有机会再往上升，却没想到台积电找来英特尔前先进技术研发协理罗唯仁负责研发工作，原本一直和梁孟松在公司内平行发展的同事孙元成升任研发副总经理，梁孟松被调任基础架构的专案处长。梁孟松虽然研发能力很强，但不擅长团队合作，他一气之下，在2008年选择离职，到新竹清华大学任教，后转赴韩国成均馆大学，2011年7月加入三星电子，担任研发副总经理。

为了抢夺台积电的晶圆代工客户，三星这几年也着实下了不少工夫，其中包括2008年到2009年实施的“挖角计划”，计划要挖台积电200名到300名优秀工程师。三星开出的条件是：在台积电10年能赚到的钱，在三星3年就能赚到。以梁孟松的地位，三星付给他的薪金相当于美国公司的CEO。三星为了礼贤下士，还动用公司专机来台接送梁孟松到韩国上班。

台积电为了留人，提出结构性调薪等方案，劝这群人不要走，并威胁走了就不要想再回来。最后三星只挖到二十几个人。

当时梁孟松虽未从台积电离职后直接进入三星，但仍被视为是跳槽出走。关键是他离开后，在新竹清华大学电机研究所的教职只待了不到一年便转往韩国成均馆大学资讯科学院，而成均馆大学是三星在1996年投资建成的研究类大学，其中的资讯科学院更设在三星总部所在的水原市，进了成均馆大学就等于进了三星电子。从那时起，梁孟松就在为三星做事，并坐上了三星晶圆代工事业研发团队首席，协助三星在40纳米制程抢下台积电大客户高通及赛灵思订单。因此，他被台积电视为投奔敌营的叛将。

去年10月26日，即台积电宣布领先全球晶圆代工厂生产28纳米制程芯片的两天后，在台北智慧财产法院正式梁孟松侵犯台积电营业秘密，对其提出“定暂时状态假处分”申请，用意就是要“杀鸡吓猴”，警告其他人，离开台积电，就得承担被全世界最大晶圆代工厂控告的法律风险。下一步是要找到和查扣梁孟松交付营业秘密给三星的关键证据，然后顺滕摸瓜，在美国法院控告三星。

台积电选在开庭前两天宣布28纳米领先量产，就是要证明台积电在28纳米生产技术方面领先全球，而梁孟松拥有的先进制程技术是因在台积电工作时取得的，未来若梁孟松把拥有的先进制程知识使用在三星，形同三星利用台积电的营业秘密，双方将不可避免地陷入一场激烈的法律诉讼战。

半导体设备成为最终决胜关键

三星是以12英寸晶圆厂先进制程切入晶圆代工市场的，主要是看穿了晶圆代工市场未来的决胜关键在于谁能把握先进制程技术并提供足够的产能。所以，三星将重兵压在20纳米世代，2013年才是三星正式对决台积电的一年。

台积电当然也不是省油的灯，张忠谋知道，要应对三星的挑战，就是要技术走在对手之前，所以台积电现在正积极建立足够的具有知识产权的专利技术库，利用自身40纳米及28纳米的技术优势，累积足够的逻辑芯片制程研发基础。如此一来，才能在20纳米及15纳米世代，保持台积电强大的技术动能，不会被具备存储芯片技术优势的三星击中要害。

不过，三星还有一张王牌，那就是成功卡位18英寸晶圆设备。

开发下一代18英寸晶圆制造技术费用极为昂贵，世界上没有一家公司能独力负担。因此，目前台积电正在同三星、英特尔、IBM、全球晶圆等公司一道，在纽约州立大学阿尔巴尼分校的实验室共同研发全球最先进的下一代18英寸晶圆生产线，参与开发计划的企业每家投入44亿美元（约合新台币1331亿元）。这条生产线将使用120台不同的半导体设备，机台设计逼近物理极限，不只晶圆面积更大，线路宽度直接挑战10纳米，离理论上半导体线宽7纳米的极限已经相去不远。

然而第一批10台入选的设备中，竞有两台来自韩国的半导体设备商，这令台积电内部大为紧张。这种用于最先进制程的硅锗加工设备，采用了三星生产手机芯片的关键制程技术。这表明，三星再次祭出垂直整合策略，用半导体设备建立和台积电竞争的门槛，而这一块却是台积电最难以着力的弱点。

过去台积电能享受接近50%的高毛利率，系因其在先进制程上不断“超车”的结果，降低成本绑住客户。过去各家企业竞争，主要比谁能把IC芯片做得更小，晶圆生产成本每年降幅几可达29%，但随着摩尔定律逼近极限，晶圆代工将变为成熟产业，维持成本优势已日益困难，今后各家比的是谁能用半导体更有效地生产微机电、天线、模拟电源等，这些领域需要的设备都不一样，台积电的核心能力将完全取决于设备商。

此外，目前世界上有能力开发先进制程的设备商越来越少，特别是在去年，全球前十大半导体设备商发生多次购并，有能力投资18英寸晶圆厂的企业只剩下12家，而研发生产部分先进制程技术的半导体设备商只剩一两家，这无疑让未来设备商有更大的话语权。虽然要喝牛奶不见得一定要养牛，但如果全世界只剩下一家牧场，牛奶的价格恐怕就会由该牧场所决定。未来同样一台设备有可能会比现在贵上一倍，18英寸晶圆厂省下的成本效益，可能会被增加的设备价格吃掉。

三星在此时切入半导体设备产业，正好可以抢先卡位这块新商机，由此改变全球半导体设备产业的竞争态势。晶圆制造的900多道工序里，只要有几道被三星掌握，就将影响台积电的成本结构竞争力，而且三星擅长借力使力，他们会要求IC设计公司：你要进入我的手机供应链，就要用我的晶圆代工制程。以往三星就曾使用这种垂直整合战法，夹击台积电。例如半导体和液晶面板许多制程共通，三星就要求台湾友达光电、奇美电子等厂商，要拿到三星液晶面板订单，就要购买使用三星的生产设备，再利用其研发成果替这些韩国供应商升级，变成和台积电较劲的“先锋”部队。

以往韩国半导体设备制造的实力落后美国和日本，但开发半导体设备不只比技术，更比的是财力。在过去两年，三星不断投资入股韩国的半导体设备厂，把原本与日本合资设立的半导体设备企业变成三星独资，并把三星内部开发的尖端技术全转移到这些子公司身上。目前在这个领域，韩国的竞争力已有全球一线水准。

而台湾的半导体设备供应商却没有能力跟着台积电抵抗三星攻势。过去台积电认为这不是本业，多次错过投资半导体设备的机会。因为开发设备后，如果其他半导体业者不采用，根本没有经济效益。台湾家登精密曾一度找台积电投资被拒，最后却获得英特尔注资，该公司开发出的晶舟（放晶圆的盒子）是迄今台湾唯一打入18英寸晶圆前端前段供应链的设备。

三星的策略就是通过合作研发，让自己的关键技术成为业内标准，再将自己的优势技术放在设备里，逐步卡位半导体设备供应链，换得别人无法取代的领先地位。

这对台积电是一个很大的威胁。一旦三星打入18英寸设备供应链，不但自己掌握关键设备，还可以把旧的设备卖给对手，最新的设备留给自己使用，提高自己的竞争优势，让半导体设备变成与台积电竞争的决战关键。

现在，三星打造的半导体设备“舰队”已经成形，用过去打垮DRAM产业对手的策略和台积电对决。台积电也意识到了这点，赶紧采取应对措施。为了扩大产业领先优势，即便目前28纳米的良率不高，台积电仍然大幅扩产以满足客户的需求，用量的增长弥补良率不足，并提早在20纳米制程扎根。2012年，台积电拿出80多亿美元的资本支出用于先进制程技术研发，占营收比重超过50%，且预计未来3年都将维持此一比重，并派出工程师到各家设备商洽商，希望合作设计未来台积电使用的先进设备。

除了尖端技术以外，未来半导体业更大的挑战来自生产制造。台积电预期，当半导体制程微缩至22纳米节点，平面电晶体技术可能已走入最后一个世代。为了符合电子产品轻薄、省电，高效等需求，半导体业开始转向以IC堆叠的封装方式生产整合型芯片，即所谓3D IC芯片技术。

以往在半导体生态链中，封测厂一向扮演生产整合的角色，在完成制造与测试后，将成品运往封测厂进行必要的整合、堆叠与封装，但进入3D IC时代，硅穿孔（TSV）技术可望成为主流，此部分技术难度很高，且以晶圆厂较为擅长，未来生产整合的角色可能顺势转移至晶圆厂。

台积电在去年正式发表COWOS技术平台，积极开发可以整合多元芯片的封装技术，从28纳米开始，搭配先进封装技术的整合，可以替客户缩小产品尺寸，节省相当的成本。虽然英特尔和三星正积极设置COWOS或3D封装标准，但在客户利益冲突的限制下，预料此项业务将难与台积电相抗衡。未来台积电的高端订单操之在己，不会因为后段封测厂的制程技术落后而失去订单。

整体而言，支撑起台积电高获利与庞大市值的动能在于先进制程的领先与移动装置的需求推升。尽管未来3年大举投资，将导致折旧费用快速增长，但身为代工龙头，在生产技术上领先对手是营运成长的基本要件。台积电别无选择，只有现在积极投资，才能预约未来的获利。

第6篇：半导体制造技术范文

然而敢于摘取皇冠上的明珠，在勇气、魄力之外，更需兼有智慧、实力、耐力和毅力等诸多优秀元素于一身，方能成为最后的胜者！

IGBT，中文全称为绝缘栅双极晶体管，是自动控制和功率变换的关键部件，也是功率半导体器件第三次技术革命的代表性产品。它在轨道交通、航空航天、船舶驱动、智能电网、新能源装备等新兴产业具有不可替代的作用，尤其是在运营情况复杂多变、综合技术要求很高的轨道交通领域，它被称为牵引变流器的“CPU”。作为融合多种高科技于一身的集大成者，IGBT尤其是高电压高电流IGBT芯片技术一直被誉为现代机车车辆技术“皇冠上的明珠”。

2012年12月21日，一场看似不起眼的“轨道交通用3300伏IGBT芯片研制及其应用”的科技成果鉴定会在长沙举行。包括中国工程院院士刘友梅、清华大学教授钱佩信、中国电器工业协会电力电子分会秘书长肖向锋等10余名国内轨道交通、电力电子行业的专家学者汇聚一堂，共同对此轨道交通用3300伏IGBT芯片进行鉴定。在经历数小时的认真审核后，专家们一致认为，中国南车株洲所研制的3300伏高压IGBT芯片代表轨道交通用该电压等级IGBT器件技术的最高水平，填补了国内在该领域的空白，为我国建立IGBT芯片研制―模块封装测试―系统应用的完整产业链，实现重大民族装备自主掌握，突破了最关键节点，为我国高等级IGBT芯片技术比肩国际先进水平作出了贡献。

近10年来，摘取这颗“皇冠上的明珠”始终是国内轨道交通装备制造企业的孜孜以求的目标，并为此投入了大量的人力和物力。“十一五”以来，中国南车株洲所依托在大功率电力电子器件领域多年积淀的成果，汇集最优质的资源，历经艰辛，矢志不渝，终于率先成功摘取了这颗“皇冠上的明珠” 。

召唤：攻克国家难题的担当

IGBT在机车车辆上到底有什么作用？

俗话说，“火车跑的快，全靠车头带”，高速和重载是现代机车车辆装备发展的两个重要方向，要实现两者的关键是要给机车提供一个强大而持续发力的“心脏”，这个心脏就是牵引电传动系统。而牵引电传动系统的关键部件就是牵引变流器，它是机车功率转换的必备部件，要实现机车功率等级提高和操控的灵活自如，就离不开IGBT了。尽管一块IGBT模块只有巴掌大小，它却是驾驭一台庞大的机车的“命脉”，所以，业界也有把IGBT称为“机车之核”的，足见其重要性。

中国南车株洲所是我国轨道交通牵引电传动系统集成技术及产业的领军者，承袭50多年的深厚积淀和优势地位，中国南车株洲所先后主持开发了牵引电传动及其控制系统，装备在国内高速动车组、大功率交流传动电力机车、内燃机车和城市轨道车辆上，占据国内自主品牌近70%的市场份额，成为推动中国轨道交通关键部件装备的核心力量。

然而早些年，一个尴尬的事实困扰所有的机车人―我国几乎所有的机车车辆用IGBT模块全部依赖国外进口，特别是在高等级的IGBT器件上，更没有中国人的一席之地。即使作为中国牵引电传动技术的领军企业，中国南车株洲所也依然每年花费数亿元从国外采购IGBT产品。能够自主设计制造中国人自己的IGBT芯片及模块是中国南车株洲所矢志追求的夙愿。

与此同时，伴随着中国轨道交通高速发展的步伐，国内轨道交通产业对于IGBT的需求猛增，据国际权威机构ISUPPLI测算 ，2011年，全球电力电子器件市场规模达到200亿美元，2015年将达到245亿美元，未来，全球包括IGBT在内的电力电子市场规模将保持5%以上增长率。就国内轨道交通市场而言，预计未来10年中国轨道交通牵引市场每年对3300伏等级的IGBT模块需求量就达到10万～20万只/年，市场前景非常可观。

那么，为什么IGBT器件技术这么难呢？

IGBT器件技术分为IGBT芯片技术、模块封装技术及应用测试技术三大块。芯片技术是其中最为关键的技术，以7200千瓦大功率交流电力机车用IGBT为例，一块IGBT模块内共有36块指甲大小的芯片，每块芯片并联摆放5万个被称作为“元胞”的电子单元。这些“元胞”相当于IGBT的“细胞”，它们能够在百万分之一秒的时间内实现电流的快速转化。而要在指甲大小的芯片上均匀加工处理5万个细如发丝的“元胞”，难度无异于在“针尖上绣花”。业界认为，谁掌握了该项技术，谁就打开了通往IGBT系统集成技术的“阿里巴巴之门”。

早在2007年，国家相关部委联合下发了《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》，指南中就明确指出，要重点鼓励发展IGBT项目。相关部门将IGBT器件技术作为我国重大专项课题，曾投入百亿元之巨，集中进行研发，但因为种种原因，进展缓慢，成效不大。据业内专家分析统计，中国当前的功率半导体器件技术水平至少比国外落后15年以上。

2009年6月，时任国务院总理在视察中国南车株洲所时，曾殷切寄语：机车车辆很多核心技术不是有钱就能买到的，你们的担子很重，一定要抓住轨道交通大发展的大好机遇，上规模、上水平，勇克IGBT等国家技术难题，早日达到世界领先地位，希望寄托在你们身上！

市场的需求，现实的尴尬，总理的寄托，催生中国南车株洲所打响了一场IGBT项目攻坚战。

“在国产化IGBT芯片及模块的自主创新过程中，中国南车作为国有大型骨干企业要主动承担起重任，发挥创新主体主力军作用，在公司既有技术和产业化经验的基础上，中国南车株洲所要整合国内外的资源和力量，通过产学研结合，把创新主体的作用发挥到位，走中国特色的自主创新道路，早日摘取这颗‘皇冠上的明珠’！”中国工程院院士、公司执行董事、总经理丁荣军掷地有声。

勇气：让历史照亮发展前程

中国南车株洲所追逐“明珠”的脚步可以追溯到上个世纪60年代初，在建所初期就已起步。

20世纪60年代初，中国南车株洲所从零起步开始了电力机车电气系统的研究、设计、制造工作，用20年的时间走过了国外大约50年走过的路。中国南车株洲所依靠自己的力量，联合主机厂生产出了新中国首台电力机车，并首次用硅整流器取代传统的引燃管整流器，开启了国产电力机车的“电力电子时代”。在这个过程中积累了宝贵的经验，培养了我国最早的半导体器件研发队伍。

改革开放以后，中国南车株洲所利用铁道部引进8K电力机车的机遇，从美国西屋公司引进一条3英寸大功率半导体生产线。正是这条配置不全、夹杂许多国产及自制设备的“半条生产线”，在中国南车株洲所创造性地将原有工序拆分，使每条工序更加精细，成为当时国内引进的12条半导体生产线中最成功的一条。

随着研发的不断深入，中国南车株洲所消化吸收当时世界上先进的全套半导体烧结工艺，逐步追赶世界先进水平，先后自主开发了全压接技术和GTO器件技术，代表当时国际自动关断器件的最高水平。

2004年，成功研制5英寸系列普通晶闸管和整流管，成功应用到高压直流输电领域；

2005年，自主研发4000安/4500伏IGCT器件，使我国成为世界上第三个掌握该项技术的国家；

2006年，成功研制世界上第一只6英寸晶闸管，这是世界上最大直径、最大电流电压容量的晶闸管，使我国80万伏以上的超高压直流输电成为现实。

通过自主开发和引进吸收相结合，中国南车株洲所功率半导体技术从合金法发展到扩散法，从烧结型器件发展到全压型器件，产品品种从单一型整流管发展到集整流管、晶闸管、快速整流管、快速晶闸管、GTO、IGCT等多个功率等级于一体的功率半导体器件的研制基地，为中国南车株洲所在IGBT器件技术上的崛起树立了宝贵的信心和勇气。

由此可见，中国南车株洲所敢于角逐摘取“皇冠明珠”的勇气源于半个多世纪的准备和深厚积淀。这笔宝贵的财富，是同行及后来者所无法复制的！

破题，基于产业链提升的并购

改革永无止境，发展永无停滞。

虽然，中国南车株洲所掌握了双极器件技术，但对技术更为先进IGBT芯片及模块设计、制造技术还是空白。这直接影响到了公司以牵引变流为核心的产业结构的完整性。

在中国南车株洲所产业化的进程中，始终深藏着一个“IGBT梦”。

IGBT作为当今最符合节能与环保的电力电子产品，其应用范围之广泛、市场前景之广阔，无疑是企业家、投资者最理想的节能产品。谁掌握了IGBT器件技术，谁就掌握了功率半导体器件市场的话语权。

IGBT是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式器件，具有驱动容易、控制简单、开关频率高、导通电压低、通态电流大、损耗小等特点。它付出较小的功率就能控制高电压和大电流，并且能够根据实际需求进行变化。采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率和质量，节能效果十分明显，在家电领域，可比普通的变频家电节电30%；在轨道交通、智能电网、航空航天、船舶驱动、新能源装备等行业采用IGBT的大型功率变流装置，节电和节能效果也十分明显。

由于我国IGBT器件技术及产业化发展较晚，加之技术门槛难度之高、投入之大，目前中国市场的IGBT产品基本依赖进口；不仅如此，在技术和市场都被垄断的情况下，国外器件的采购均是“长周期、高价格”。例如，一个IGBT器件价格高达数万元，它的采购周期长达数月甚至半年以上，长此以往，必将影响我国电力电子产业的持续健康快速发展，更是严重阻碍我国战略性新兴产业的长远发展，特别是在轨道交通牵引装备、柔性直流输电等基础产业领域。

如何尽快突破IGBT芯片技术，率先打造一条从IGBT芯片研制―模块封装―系统应用测试的完整IGBT产业链，成为我国政府及产业界的共同诉求。基于现在良好的政策平台和市场前景，以及自身雄厚的技术基础和人才实力，中国南车株洲所要敢为人先，抓住机会，率先获取IGBT全套技术。

而要想在短短的几年时间，自主研发并掌握这一高端技术是几乎难以做到的，如果采取完全独立自主研发的方向，则需要耗费大量的时间、成本和资源，而且技术、能力和结果都不一定得到保障。

2008年10月31日，是一个对于中国功率半导体产业来说具有重大意义的日子，中国南车株洲所下属的株洲南车时代电气股份有限公司成功收购英国丹尼克斯半导体公司75%的股权，成为中国轨道交通装备企业首个海外并购项目。

丹尼克斯半导体公司是世界知名的半导体公司，也是全球最早开发IGBT技术的厂家，在收购完成当日，丁荣军不无感慨地说：“通过收购，中国南车株洲所具备了大功率高压晶闸管、IGCT和IGBT等半导体产品的完整产品结构，可以为国内外电力电子装置企业提供功率半导体器件的全套解决方案。”

这是一个双赢的协议，收购丹尼克斯半导体公司，目的是充分发挥双方的互补优势，在中国快速发展的轨道交通市场上，丹尼克斯半导体公司可以充分利用其巨大的技术优势，开拓中国庞大的牵引变流市场，获得快速发展的动力；同时，中国南车株洲所也可以学习对方的先进管理经验和技术开发模式，有利于实现技术升级和产业链的提升。

“采用资本运作的手段，改变了我国IGBT技术及产业长期受制于人的局面”，对于此项并购，投资者、行业专家给予了高度评价。

蝶变，快速嫁接的几何级效应

对于中国南车株洲所来说，并购丹尼克斯半导体公司只是万里长征的第一步。

在实施跨国产业并购后，如何发挥双方优势，做到既不损害小股东利益，又有步骤地实施技术嫁接、提升并实现产品自主化，创建中国自主的IGBT民族品牌，是摆在中国南车株洲所面前的一道战略重任。

为此，中国南车株洲所采取了“两翼齐飞”战略。

丹尼克斯半导体公司尽管是世界最早进行IGBT技术研发的厂家，但由于多种原因，特别是资金投入不足，没有形成很大的产业规模，发展较为缓慢，为了使其尽快走上良性发展的道路有必要对其进行“输血”。为此，中国南车株洲所投入巨资，对其厂房、发展平台进行改造，重头戏之一就是将其原有的4英寸IGBT芯片进行升级改造成为6英寸IGBT芯片生产线，实现了技术和工艺的全面升级，使之重新走上快速健康发展的道路。

借助丹尼克斯半导体公司在欧洲的“桥头堡”作用，2010年5月，中国南车株洲所在英国林肯成立功率半导体研发中心，成为中国轨道交通装备制造企业首个海外研发中心。该中心汇聚了来自全球半导体行业的近40名顶尖的中外高级专家，投入精力集中开发新一代IGBT芯片技术、新一代高功率密度IGBT模块技术和下一代碳化硅功率器件技术等前沿基础技术，两年多来，成果显著，成功开发了多个电压等级的IGBT芯片和模块产品。

研发中心成为中国南车株洲所对外技术交流的前沿窗口和桥梁，成为中国南车株洲所吸聚和整合全球技术资源的重要平台。

与此同时，中国南车株洲所在国内加快开始了IGBT产业化的进程。

2009年，中国南车株洲所在国内建成第一条工艺能力完整的IGBT模块封装线，该生产线定位于技术要求最高的轨道交通用高压IGBT的封装，年产能超过6万只IGBT模块。

为了获得更多的市场数据，中国南车株洲所成功在国内50多辆城市轨道车辆、大功率交流传动电力机车上对国产IGBT模块实现装车运营，通过数十万公里的前期试验、器件技术参数优化、变流器参数匹配等严格考核，其表现与同功率等级国外产品处于同等水平。

中国南车株洲所还积极获取国家的政策和项目支持，积极参与国家重大项目，承担了国家“极大规模集成电路制造装备及成套工艺” 重大专项中的“高速机车高压芯片封装机模块技术研发及产业化”项目，参与了“6500伏新型高压芯片工业开发及产业化”项目。通过持续的深入研究，中国南车株洲所IGBT器件技术整体已经跃上新的台阶

2011年5月，中国南车株洲所再次发力，一次性在株洲投入14亿元，建设国内第一条8英寸的IGBT芯片生产基地。基地设计年生产12万片8英寸IGBT芯片和100万只IGBT模块，成为国内唯一一家全面掌握IGBT芯片技术研发、模块封装测试和系统应用的企业。

此外，中国南车株洲所还致力于推动产学研结合，与中国科学院微电子技术研究所共同组建新型电力电子器件联合研发中心，开展以碳化硅（SIC）为基础材料的新型IGBT技术研发，以期掌握未来竞争中的主动权。在两个单位的共同努力下，成功研制出SiC IGBT芯片样品，构建了SiC IGBT的封装模型，为未来的可持续发展提供强劲动力。

第7篇：半导体制造技术范文

随着2005年的结束，中国第10个五年规划(2000―2005年)也进入尾声，取而代之的十一五规划于10月正式出炉，并在3月的中国人大会议中列入讨论，关于半导体产业的优惠政策也已列入国务院2006年立法计划，未来中国半导体产业将如何发展，将值得大家仔细去观察分析。

回顾中国半导体产业发展历程

中国半导体产业起步甚早，早在50年代末期的二五计划时期(1958―1962年)中国政府就开始关注半导体技术。并首次将半导体技术纳入中国必须发展的新兴技术之一，但是由于当时的政策核心以发展航空工业及核工业为主，半导体产业只是点缀性质，因此没有实际的进展。在渡过了二五、三五及五五几个阶段后．中国政府开始正视半导体产业的重要性，并决定全力扶持．加快中国IC产业发展的脚步，因此自1981年开始中国半导体产业的发展历程可分为以下几个阶段。

(一)80年代(1981―1990年，六五及七五计划)

在此阶段中国政府开始正视半导体产业的发展，并在七五计划中提出IC产业的发展概念，为了落实七五计划，1986年中国国务院第122次常务会议决定对，C路等4种电子产品实行4项优惠措施．分别为：(1)以IC销售额10％为限额，提列资金用于技术与产品开发；(2)重大技术改造项目，经批准进口的设备、仪器、零件．免征进口关税；(3)企业免征产品增值税和减半征收企业所得税；(4)每年中国电子发展基金给予财政支持，用于支持集成电路等电子产品的开发和生产。

除实行4项优惠措施外，中国政府还开放自国外引进半导体设备外，并带进半导体先进技术、软件乃至外资及其管理方法．并陆续出现了华晶4英寸厂、上海先进、上海贝岭等半导体企业，正式启动了中国半导体产业。

(二)八五，九五计划(1991―2000年)的“908”“909”专项工程

在经过六五及七五计划的发展后，中国半导体产业陆续出现上海先进、上海贝岭等企业，在80年代末期中国政府再根据1989年计委会公布的“半导体发展战略”进行规划．订定出“908”专项工程。

“908”专项工程算是中国第一项，c发展工程，也是中国第一次有明确的IC产业政策及发展目标，目标是建立一条6英寸生产线．重点扶持中国现有的五大，C制造企业一上海先进、首网日电、上海贝岭、中国华晶及绍兴华越．并积极引进外来资金与技术来改善中国本土晶圆厂的生产实力，其中华晶即是自朗讯引进的0．9 μm6英寸晶圆生产线。根据中国政府的规划，是期望透过“908”专项工程来改善中国IC产业结构，由过去的IDM模式，向垂直专业分工模式转变。

虽然中国政府在八五计划中推出“908”专项工程，并建立了一条6英寸生产线及五大汇制造企业，但中国IC产业的发展依旧严重落后于国外；有鉴于此，1995年11月中国原电子部向国务院提交了《关于九五期间加快中国集成电路产业发展的报告》，并在中央政府的支持下，1996年3月业界俗称的“909”工程正式成立。

“909”工程总投资40亿人民币(1996年国务院决定由中央财政再增加拨款1亿美元)，由国务院和上海市财政按6：4出资拨款；除延续过去对IC产业发展的支持外，更以建设大规模集成电路芯片生产线的主要发展标的．主要是规划从事代工的8英寸晶圆厂，及与此8英寸厂配套的IC设计公司与晶圆材料生产线。

在“909”工程中．首先于1996年由上海华虹微电子，与日本NEC公司合资成立上海华虹NEC．并陆续成立一系列基于此的产业链上下游公司，包括上海虹日国际、上海华虹国际、北京华虹集成电路设计公司等。而华虹NEC也克服了华晶?年漫长建厂的悲剧．于1997年7月31日开工动土，1999年2月完工并开始投产，2000年营收达30.15亿元人民币，并顺利获利5．16亿元人民币，虽然来年就出现13.84亿元的亏损，但以当时九五计划来看，华虹NEC仍是成功的发展项目。

(三)十五计划(2001―2005年)

虽然中国过去的经济成长速度惊人，但在被称为“工业之米”的半导体发展上，却显得十分落后，除在晶圆厂方面多半是5英寸及6英寸厂为主外，其国内所产制的芯片仅能供应国内所需的7．5％，显示中国半导体技术与国际水准的落差相当的大；为此中国政府针对半导体产业，在十五计划做了更详尽的规划。

在十五计划期间，中国半导体产业的发展方针是从IC设计业切入，并以，C制造业作为发展重点，继而带动封测。支持产业的发展；在产业布局方面，则期望完成长江三角洲、京津环渤海地区及珠江三角洲三大重点发展区域，并支持西部地区发展封装产业；至于重点扶持产品则选择量大面广的产品，其中首要发展的IC卡、通信IC、数字影音视频IC等。

另外中国政府亦颁布了“18号文件”，从税收．投融资、进出口、人才等方面提供优惠措施，成为中国第一个关于发展IC产业的综合性文件；并给予租税的优惠(在附加价值税17％中．IC设计给予14％的减免．其它IC厂商则减免11％)外，也提供半导体厂商相当良好的环境，以吸引国际大厂进驻。

在中国政府大力的推广下，中国大陆地区IC产业在十五期间出现了，无论在设计及制造方面，都有较过去5.6倍甚至10倍以上的成长，在晶圆代工方面更创造出中芯国际。华虹NEC、和舰等世界级厂商，并成为仅次于台湾地区的全球第二大晶圆代工市场；而中国也在2005年顺利超越美国及日本．成为全球第一大的区域性半导体市场。针对如此重要的十五计划，在下一段将针对其发展策略、目标。方向及成效做更详尽的说明。

“十五计划”的具体成效

十五计划算是中国半导体产业发展以来推动的最成功的一项计划，在计划结束的2005年，中国已跃升为全球最大区域性半导体市场，整体市场规模为4．534．8亿元人民币，较2004年成长28．4％，优于全球半导体市场的6．8％成长率，其中，C市场规模达3，803．7亿元人民币，较2004年成长30．8％，占整体半导体市场比重在83．9％以上。

在产量的表现上，2005年中国IC产量为265．78亿块，成长25．68％，销售额超过800亿元人民币，完全达成十五计划的发展目标。至于在IC产值方面，2005年中国，c产值达到702．1亿元人民币，成长28．8％，自2001―2005年的5 年间，中国IC产量及产值年均成长都超过30％；不过值得注意的是，虽然中国已成为全球最大的区域性半导体市场，但大部份仰赖的是进口，比重超过80％，中国本土IC产量及营收仍旧偏低。

而在中国IC产业结构方面，IC设计业扮演的角色快速提升，占IC总产值比重也逐年增加，2002年时比重仅有8％，至2004年已提升至14.9％．2005年更达到17．7％：IC制造业则受到全球Foundry市场低迷及芯片代工价格持续下滑的冲击．加上2005年新产能扩张的贡献度大幅减弱，影响中国本土IC制造业厂商的表现，成长率自2004年的190％大幅下滑至仅成长28，5％，为232．9亿元人民币，不过在市场比重方面，则顺利突破3成至33．2％。

至于过去执掌中国本土IC市场牛耳的IC封测产业，2005年依旧维持稳定的成长表现，营收为344．9亿元人民币，较2004年成长22．1％．但其占中国本土IC市场比重仅49 1％，首次跌破5成。

IC设计

中国IC设计业近三年来的产值表现非常惊人，受惠于中国本土IC设计业者在产品创新上取得了重大进展，如重邮信科成功开发出中国第一颗0．13微米制程的TD-SCDMA芯片“通信一号”、凯明推出采90纳米制程的第二代TD-SCDMA／GSM双模芯片“火星”，加上新崛起业者如珠海炬力、中星微电子顺利至美国IPO上市，带动2005年中国IC设计产业营收首次突破百亿元大关，达到124．3亿元人民币，较2004年成长52．5％，更自自2002年的21.6亿元人民币．成长6倍以上，2002年至2005年的年均成长率更高达79．2％，其占整体市场比重也成长至17．7％。

中国政府于2000年―2002年间陆续成立了7个部级设计产业基地，分别为上海、北京、无锡，杭州、深圳、西安及成都，近年来在中央及地方政府的大力推广下，已逐步形成几个主要的产业聚落，其中主要集中在以上海为中心的长三角地区。及北京为中心的京津环渤海湾地区，前者囊括了中国近5成的，C设计业者，后者则拥有近120家IC设计业者，除了这两个区域外．深圳则是中国最大的，C设计城市，已连续几年在产值上遥遥领先其它地区。

目前中国IC设计企业数约479家，较2004年的421家又增加了50几家，而50人以下的中小企业仍占大部份，比重超过6成，其中员工人数在20人以下的企业数有171家．比重约35．7％，而员工人数超过百人的企业家数则不到50家．比重仅9．4％，显示出中国IC设计企业的规模仍小。在设计能力上中国IC设计业者也大幅提升，目前已有超过5成的业者平均设计能力在0．18μm(含)以下．其中大部份业者的平均设计能力已达到0．18μm，比重约41．2％，其次则为0．25μm级，比重约21．4％；值得注意的是，具备0．13μm及以下设计能力业者比重已突破1成．约为10．5％，较2004年的6％大幅成长。

至于厂商排名方面，2005年中国前十大IC设计业者排名有了与过去不同的变化，最受人瞩目的是海归派企业的崛起，其中在2003年及2004年位居排行榜前两大的大唐微电子及杭州士兰微电子．2005年排名跌落到第四及五名，取而代之的是珠海炬力集成电路及北京中星微电子，这两家业者在2004年崛起，当年度营收成长率分别为900％及162％，2005年更以12．57亿元人民币及7．68亿元人民币荣登中国前两大IC设计业者宝座，出乎各界的意外。

重要的是，2005年中国IC设计中营收超过亿元人民币的企业家数已超过20家．为九五计划结束时的5倍之多，其中新龙头老大一珠海炬力，其2005年营收更突破10亿元大关，来到12．57亿元人民币．成为中国第一家营收突破亿美元关卡的企业；而珠海炬力及中星微电子于2005年11月相继赴美IPO上市，也为中国lC设计产业发展奠定了新的里程碑。

IC制造

自2002年以来，随着中芯国际、宏力半导体、和舰科技、上海先进等数个8英寸晶圆生产线的陆续建成投产，中国lC制造业快速的扩大，特别是在2004年．在全球IC市场产能吃紧的情况下，中国务晶圆生产线的产能利用率始终处于90％以上的高水平，代工价格也随之攀升。在这些因素的带动下，2004年中国IC制造产值成长率高达190％，为历年之最。

进入2005年，受到全球Foundry市场低迷的影响，中国IC制造企业产值成长率大幅回落，部份企业甚至出现负成长；与此同时，2000年以来的新建项目在2004年均已建成投产，2005年产能扩张对晶圆制造业规模成长的贡献度大大降低；2005年中国IC制造业产值成长率虽仅28．5％，但却顺利突破200亿元关卡，达到232．89亿元人民币。

在晶圆厂及制程技术的发展上，至2005年底中国共有15座4英寸厂、8座5英寸厂、17座6英寸厂、15座8英寸厂及2座12英寸厂．其中8英寸厂以中芯国际为主，其它如华虹NEC、上海先进、宏力半导体、和舰科技都各自拥有8英寸厂；至于12英寸厂则是中芯国际于北京投资的Fab4及Fab5，其中Fab4已于2004年投片，至2005年底月产能已达2．7万片，制程技术也达到0．11μm。

值得注意的是，2004年中国大陆晶圆代工产业营收达19．25亿美元规模，较2003年成长155．6％，占全球比重由2003年的6．57％、大幅跃升到11．53％．成为仅次于台湾地区120．22亿美元的第二大晶圆代工市场；2005年营收再提升至24亿美元，占全球比重也提升至13％。更重要的是，中芯国际成功挤下新加坡的特许半导体，以市占率7％跃居全球晶圆代工排名第三位，而中国晶圆代工厂商在全球20大中也共有5家企业入榜。

IC封测

与IC设计及IC制造业的高速发展相比，中国IC封测产业在近几年一直呈现稳定成长的态势，2005年新建项目建成投产的带动下成长率微幅上涨，2005年产值超过300亿元，达344．91亿元人民币，较2004年成长22．1％。

目前中国IC封装企业结构呈现明显的内外资差别，前10大企业中仅江苏长电一家本土企业入榜．不过年封装能力过亿块的企业已有9家，其中江苏长电年封装能力已达到20亿块以上；在技术方面，主要仍以低阶的DIP、QFP、SOP等传统封装形为主，不过江苏长电已开始朝CSP等级迈进。

分析中国半导体快速成长的原因产业优惠政策的支持

中国政府自1990年代的“908”及“909工程”开始，就将IC订定为国家发展的重点产业，不惜投入庞大的资金进行支持；到了十五时期，更是大力的发展汇产业，包括“18号文件”颁布就给予IC企业相当大的政策及税赋优惠。

国内市场需求持续成长

近年来NB、数字相机、PC、LCD显示器等信息产品厂房陆续大规模的向中国转移，中国已成为全球最大的信息产品生产基地，根据商务部数据，2005年中国计算机类产品出口额首次突破千亿大关，达1，048．4亿美元，占全国外贸出口总额比重也自十五计划之初2001年的7．9％提高到13．7％，预期未来中国信息产品的产量仍将大幅成长，加上消费电子及通信产品市场的持续扩大，可望带动中国国内IC产品需求持续成长。

产品设计能力大幅提升

过去中国半导体产业给人的印象普遍是技术实力的不足，此一情况在近年已有所改善。自2005年以来中国IC设计在产品创新上就取得了多项进展，包括重邮信科开发出中国第一颗0．13μm制程技术的TD-SCDMA手机核心芯片一一“通信一号”；凯明信息则推出采用90μm技术的第二代TD-SCDMA／GSM／GPRS双模及多媒体应用芯片――“火星”；青岛海信开发出中国第一款具自主知识产权的数字音视频芯片――“信芯”；中科技计算所开发出中国第一款AVS芯片――“凤芯1&2号”等，这些都显示出中国在3G通信、数字音频芯片等产品的设计能力已大幅提升。

国际半导体大厂到华投资热潮不断

随着近年来中国市场的陆续开放，其低廉劳力成本、地方政府优惠及庞大后盾市场等诱因吸引着国际大厂前往投资，并于当地设立研发中心、晶圆厂或封装厂房等，其中尤以封装测试厂为甚。以近两年的投资为例．AMD就投资1亿美元于苏州设立微处理器封装测试厂，并于2005年顺利投产；Intel于2003年宣布的成都封装厂一期工程也于2005年12月落成启用．将主要负责其自家产品P4 CPU的覆晶封测，第二期投资备忘录也已在2005年3月签订，预计于2007年投产，合计投资额4．5亿美元；至于早在深圳布局的STMicro，2006年2月亦宣布投入5亿美元．在深圳龙岗宝龙工业区兴建新的IC封测厂．有别于之前合资的深圳赛意法微电子．此为STMicro完全独资，计划年内动工，建成后年产量70亿块。

除了IC封测领域外，在IC制造方面也受到国际大厂的厚爱，其中由韩国Hynix与STMicro合作的无锡8英寸晶圆厂项目，已于2005年9月顺利获得中国工商银行7．5亿美元银行联贷．预计2006年第一季试产，第二季开始量产，初期月产能1．8万片，产品以DRAM为主：另外美国0C制造商AERO科技也在2006年2月与中国合肥高新区签订协议，将在合肥投资10亿美元分三期建设6英寸及8英寸晶圆生产线，月产能分别为4万片。

产学合作及人才培养成效浮现

由于半导体产业是知识密集型的高技术产业，相对的对于高水平技术人才的需求非常大，之前中国半导体产业普遍面临人才匮乏的问题，仅能从其它或台资企业挖角，不过近年来此情况已有所改变。2003年中国国务院科技领导小组推行了“国家集成电路人才培养基地计划”，并批准9所大学为首批人才培养基地，2004年8月再批准6所高校的加入，国家集成电路人才培养基地初步形成， 目标是在6―8年内培养出4万名IC设计人才及1万名相关制造技术人才，目前此效益已慢慢浮现。

十一五规划的半导体政策及发展目标

随着18号文件的取消及十一五计划的。有关半导体优惠政策已列入国务院2006年立法计划，并将在人大会议中讨论，其中扶持本土大企业、提高自主研发创新实力为首要目标，另外并将投资3．000亿元人民币在，C设计及制造产业上，持续重点发展设计及制造(晶圆代工)产业，其中，c设计将重点发展5家30～50亿元级企业及10家10～30亿元级厂商，制造方面则全力布建10座8英寸晶圆厂及5座12英寸晶圆厂。

另外在租税优惠方面也将有所著墨，除地方政府外，未来重点方向将放在所得税的优惠上，将原来的两免三减半提高为五免五减半(五年免税五年收一半税)或十年全免，虽然短期内其效应并无法显现，但却有利于国内外资本投入中国半导体产业。

另外就在中。美双方因18号文件中增值税问题签署谅解备忘录，由中国财政部、国家发改委及信息产业部共同制订的《集成电路产业研究与开发专项资金管理暂定办法》正式出炉，其中成立了一近30亿元人民币的研发基金．并决定自4月23日开始实施，此基金的相关内容如下：

成立宗旨：提高中国半导体研发能力及产业化水平。以加快技术创新及产品开发实力，并促进产学研合作。培养及奖励半导体产业的优秀人才。

申报条件：根据此一基金的规定。只要在中国境内注册，具有独立法人资格。经主管单位认定的半导体企业，并有符合申报指南要求的研发活动方案，具备所申报研发活动的能力、内部管理及财务制度健全皆可提出申请。

基金发放方式；将以无偿资助方式发放，其资助金额不超过该研发活动成本的50％。

值得注意的是，此半导体研发基金并不局限于半导体专用仪器。设备费及材料费上，只要是能提高研发能力的半导体相关方案，即便是人才的培养、引进及奖励等人事费也在补助范围之内。至于企业是否合格的认定工作将于发改委及信息产业部共同分担：其中发改委负责IC制造及封测业，信息产业部则负责IC设计企业，至于财政部则对发放基金的总量进行控制。

结语：十一五期间中国IC市场年复合成长率在2成以上

第8篇：半导体制造技术范文

在全球金融／经济风暴的袭击下，世界半导体业2008、2009连续两年陷入困境，出现负增长，2010年触底强劲反弹。WSTS(世界半导体贸易统计协会)去年秋季曾预测，当年市场将大幅增长31.7％，市场突破3000亿美元大关，达3004亿美元，是十年来增长最快的一年。可是，冷暖相依，大多市调公司对2011年市场并不看好，预期增长率仅能在5％上下，徘徊于个位数的低端。预测不过是预测而已

最近WSTS发表了今年1月份的数据统计，世界半导体的销售额达240亿美元，同比劲增16％，而环比(比上年12月)仅下降4.5％，是自1999年以来12年中下降最少的一年(据统计，1999～2010年间每年1月的平均环比负增长率达20％)。

依据上述数据，市场调研公司Ic Insights将历年的详细数据加以推算，再加上最近如美国失业率减少、新兴经济国家需求殷切等的经济积极因素，该公司对今年世界半导体市场前景表示乐观，认为可增长10％左右。

无独有偶，VLSI公司在3月份竞两次上调今年世界半导体市场的增长率，尤其引人瞩目。该公司不久前曾表示，去年世界半导体市场增长了30.9％，预测今年将增长8.1％，达2687亿美元，虽然承认今年市场确有许多不确定因素，但鉴于首季度的市场运行情况，于3月2日将今年的增长率上调至8.9％，达2707亿美元。等到3月30日，一季度的半导体市场表现红火好于预期，今年快速提高了11.6％，销量也从11％提高到14％，因此一季度为全年发展构建了良好基础。于是，VLSI公司便再次将今年世界半导体市场的增长率上调到12.2％，并认为即使有石油涨价、通货膨胀、日本地震等种种不利因素，未来几个季度运行速度可能会趋缓，但至少可保持两位数的增长率。

Ic Insights公司预测，今年热销的半寻体产品有数据转换电路、汽车专用模拟电路和MPU等，日前又特别提到了。-O-D(光电器件一传感器／传动器一分立器件)市场，3类产品总销售额将比去年上扬10.2％，达583亿美元，其中光电器件增长儿％，达2.64亿美元；传感器／传动器增长15％，达85亿美元；分立器件增长8％，达234亿美兀。

由于日本3，儿地震曾导致lS座晶圆厂生产中断，对半导体业造成不良影响，Ic Insights公司最近又出版了一份相关报告。据其统汁，世界半导体制造产能中有63％位于地震活动带，晶圆代工产能更超过90％，尤其是位于中国台湾地区的世界两大顶级晶圆代工厂

台积电和联电，一旦遭遇地震或飓风灾害，则将对整体电子产业供应链造成巨大冲击(见表1)。

450mm晶圆即将上马

自1980年半导体业界采用100ram晶圆进行生产，大约每s年前进一代，1985年采用150mm生产；1990年采用200mm生产：1995年采用300mm~产。可自300mm以来已超过15年还未走向450mm新一代晶圆，时间可谓长矣，近年虽议论不少，可始终未见具体计划。

究其原因，主要是缺少突破型新产品需求的驱动力，据说300mm晶圆线的巨额投资，厂商还没全部收回，因而缺少投资新一代工艺的经济实力。另外，开发新一代技术已不像以往各代的工艺主要是重复，而是要求制造设备厂商具有综合开发能力，包括工艺开发、材料准备、软件编写、工厂自动化等，庞大的资金和专业知识均非易事。当前，即使像应用材料和东京电子这样世界最大的设备制造公司在资源方面也难于独立完成这样的开发。

2008年5月、Intel、三星和台积电共同发表实施4S0mm生产线的声明时，业界一时震动。可其后适，遇经济风暴，市场陷入低迷，计划亮起红灯。直到不久前，人们才又见到促进派特别是Intel和台积电的动静，发表了较为具体的发展路线图。台积电计划2013～2014年完成试制生产线，2015～2016年实现量产，并计划2012年第三季度开始在450mm晶圆上采用20nmI艺技术进行生产。Intel公司2月宣布，即将投资50亿美元以上，在亚利桑那州建立42号工厂，采用14nm以下工艺，2013年建成，据称将是世界上最先进的工厂。

台积电4月5日在美国圣荷塞举行的技术论坛上，详细透露了公司的450mm晶圆生产计划。台积电将全力向4S0mm时代挺进，目的之一是降低成本，其二是争取比竞争对手抢先一步。450mm生产线约需投资100亿美元，其中设备费尤为高昂，但其生产率可比300mm生产线提高1，8倍，且可减少工厂数量，避免面临寻找大量优秀工程技术人员的难题，未来lO年将减少人员需求7000人。据悉，台积电将首先在新竹第12号工厂建立试制线，预计2013~2014年投入运行，然后转入台中第1s号工厂进行量产，计划2015～2016年完成。初时采用20nm工艺，未来将转向14nm工艺。

摩尔定律何时到头?

在半导体业界一向奉为圭臬的摩尔定律到头之论早已有之，iSuppli公司2009年便声称摩尔定律即将于2014年失效，曾引起热烈议论。被誉为台湾集成电路之父的台积电董事长张忠谋于今年4月下旬出席“全球科技高峰论坛”时又表示，摩尔定律大约再过6～8年将走到极限。他说，摩尔定律以往平均每两年进入新的一代，未来IC的微细化发展空间已不大、倒是电路板方面还有发展空间，未来势必要往新的应用发展，如低功耗等。

微细化技术发展的困难日益增大，速度趋缓，从2003年的90nm工艺、2005年的65nm工艺、2007年的45nm工艺到2009年32nm，都是两年一代。跨入2010年以后工艺革新的间隔时间将延长，预计将从2011～2012年的22nm、2014～2015年1snm到2017～2018年llnm，将放慢到2，5～3年一代。

今天的半导体业除了继续走传统微细化道路的所谓“More Moore(更摩尔)”方式之外，业界还提出了有别于此的所谓“More than Moore(超摩尔)”的发展道路。它包括通过3D方式提高集成度，以及将模拟电路、功率器件、传感器、生物芯片、无源元件等集成在一个封装里，称为SIP(System In a Package)。另外，“Beyond CMOS(后CMOS)”也是业者提出的另一方式，即利用与现有MOS晶体管不同原理进行工作的新器件，包括将原子、量子、光、自旋电子等用作芯片布线等技术，并将成为本世纪20年代的基础技术。

总之，未来集成电路必将走上多样化的发展道路，“More than Moore”和“Beyond CMOS”将成“MoreMoore”技术发展的原动力。此外，还有化合物半导体(Ge和III-V族半导体)材料的应用也值得注意，业界有“得材料者得天下”的说法。激荡的未来十年

无论如何，微细化的道路还将走下去，当前32nm工艺已成主流技术，今年世界主要半导体厂商如Intel、台积电、Global F、三星等公司即将跨入22nm新一代技术，但综观世界半导体业各生产公司，自130nm以下，共有6代生产工艺并存于世(图1)。预计明年22nm将成主流生产技术。

另外还有一种提法，认为微细化技术在NAND flash等的牵引下，不断采用新的手段，前进步伐还将加快，超过了ITRS(国际半导体技术发展路线图)的预测，今年1Xnm技术即将成事，9nm技术也已在实验室开发成功。若依ITRS路线图，2024年将进入5nm时代，届时每平方厘米尺寸的芯片上，集成的晶体管数将超过250亿个。当然，它必须经过革新原有技术，应用新的半导体材料。

总之，世界半导体业将在这新的十年里闪展腾挪，争时立新，人们必须清醒地认识到这一点，方能不失时机地择机而进。2011～2012年22nm工艺付诸量产时，现有的MOS晶体管结构和材料尚可维持，可到2014～201s年15nm时代以后，就必须要开发提高产品性能的新技术了。

第9篇：半导体制造技术范文

关键词：电子科学与技术；实验教学体系；微电子人才

作者简介：周远明（1984-），男，湖北仙桃人，湖北工业大学电气与电子工程学院，讲师；梅菲（1980-），女，湖北武汉人，湖北工业大学电气与电子工程学院，副教授。（湖北 武汉 430068）

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）29-0089-02

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业，因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节，对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用，是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。[1，2]

一、学科背景及问题分析

1.学科背景

21世纪被称为信息时代，信息科学的基础是微电子技术，它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表，制造和使用微小型电子元器件和电路，实现电子系统功能的新型技术学科，主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路，因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术，是信息社会的基石。此外，从地方发展来看，武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设，形成了以光通信、移动通信为主导，激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局，电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出，而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。

湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年，完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求，建设专业方向为微电子技术，毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统（激光器、太能电池、发光二极管等）的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来，始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引，遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络，坚持理论教学与实验教学紧密结合，致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才，以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

2.存在的问题与影响分析

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业，因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才，就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势，学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。

二、建设思路

电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验；专业课程实验平台即微电子实验中心，是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题：

第一，突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础（包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等），又要求具有较宽广的系统知识（包括计算机、通信、信息处理等基础知识），同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合，同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练，将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。

第二，构建科学合理的微电子实验教学体系，将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合，相互贯通，有机衔接，搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。

第三，兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域，各个领域对人才的要求既有共性，也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围，实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面，特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。

第四，实验教学与科学研究紧密结合，推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展，教研相长，鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中，以此提升实验教学质量。

三、建设内容

微电子是现代电子信息产业的基石，是我国高新技术发展的重中之重，但我国微电子技术人才紧缺，尤其是集成电路相关人才严重不足，培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强，培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。

电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心，具体包括四个教学实验室：半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力，巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识，提升学生在微电子技术领域的竞争力，培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时，本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”，同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。

（1）半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法，目的是加深学生对半导体基本理论的理解，掌握相关的测试方法与技能，包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。

（2）微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法，目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解，掌握相关的技能，包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交（直）流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。

（3）集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等，并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力，目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体，完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。

（4）科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间，为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件，充分发挥他们的想象力，目的是培养学生的创新意识与能力，包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析，制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练，加深对所需知识的接收与理解，初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和部级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。

四、总结

本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引，遵循微电子科学的发展规律，通过实验教学来促进理论联系实际，培养学生的科学思维和创新意识，系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能，最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标，以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

参考文献：

[1]刘瑞，伍登学.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践[J].实验室研究与探索，2004，（5）：6-9.