微电子工艺技术

1、2021/3/141 1 2021/3/142 2 教材与参考书、考核教材与参考书、考核 n教材教材: :王蔚王蔚 微电子制造技术微电子制造技术-原理与工艺原理与工艺（修（修 订版）电子工业出版社订版）电子工业出版社 20132013 n参考书参考书: :关旭东关旭东 硅集成电路工艺基础硅集成电路工艺基础北京大学北京大学 出版出版 20032003 n清华大学清华大学集成电路工艺集成电路工艺多媒体教学课件多媒体教学课件 20012001 nStephen A. C.Stephen A. C.微电子制造科学原理与工程技术微电子制造科学原理与工程技术 电子工业出版社电子工业出版社,2003,200

2、3 n考核方式：考核方式：考勤考勤20+20+作业作业10+10+考试（闭卷）考试（闭卷）7070 2021/3/143 第第0 0章章 绪论绪论 n1. 1. 引言引言 n2 2、集成电路的历史、集成电路的历史 n3. 3. 何为集成电路何为集成电路 n4. 4. 微电子工艺特点与基本工艺流程微电子工艺特点与基本工艺流程 2021/3/144 4 1 1、为什么要学习本课程、为什么要学习本课程? ? 2 2、本课程内容结构？、本课程内容结构？ 3 3、本课程学习目的？、本课程学习目的？ 4 4、如何学习本课程？、如何学习本课程？ 第第0 0章章 绪论绪论 一、引言一、引言 2021/3/14

3、5 为什么要学习本课程? 5 集成电集成电 路应用路应用 2021/3/146 6 半导体产业结构半导体产业结构 2021/3/147 7 我国集成电路产业在世界中的地位 1、中国目前进口第一多的商品不是原油、中国目前进口第一多的商品不是原油,是芯片，一年是芯片，一年 进口进口2500亿美元。亿美元。 2、我国集成电路产业处在世界的中下端，属于集成电、我国集成电路产业处在世界的中下端，属于集成电 路消费大国、制造大国，粗放型、高投入、低利润。路消费大国、制造大国，粗放型、高投入、低利润。 3、缺少高端设计，设备主要被国外垄断。、缺少高端设计，设备主要被国外垄断。 4、集成电路产业是国家的命脉，

4、走到了危险的边缘，、集成电路产业是国家的命脉，走到了危险的边缘， 不能再继续落后下去。不能再继续落后下去。 2021/3/148 8 1 1、集成电路定位、集成电路定位 它是信息技术产业的核心它是信息技术产业的核心,是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性 和先导性产业，当前和今后一段时期是我国集成电路产业发展的重要战略机遇期和攻坚和先导性产业，当前和今后一段时期是我国集成电路产业发展的重要战略机遇期和攻坚 期。期。 2 2、发展目标、发展目标 到到2015年，年，集成电路产业销售超3500亿元。移动智能终端、网络通信等部分重点 领域集成

5、电路设计技术接近国际一流水平。32/28纳米（nm）制造工艺实现规模量产， 中高端封装测试销售收入占封装测试业总收入比例达到30%以上，65-45nm关键设备和 12英寸硅片等关键材料在生产线上得到应用。 到到2020年，年，全行业销售收入年均增速超过20%，移动智能终端、网络通信、云计 算、物联网、大数据等重点领域集成电路设计技术达到国际领先水平，16/14nm制造工 艺实现规模量产，封装测试技术达到国际领先水平，关键装备和材料进入国际采购体系。 到到2030年，年，集成电路产业链主要环节达到国际先进水平，一批企业进入国际第一 梯队，实现跨越发展。 2014年年6月月,国家集成电路产业发展推

6、进纲要国家集成电路产业发展推进纲要 2021/3/149 9 2014年年6月月,国家集成电路产业发展推进纲要国家集成电路产业发展推进纲要 3 3、主要任务和发展重点、主要任务和发展重点 加速发展集成电路制造业加速发展集成电路制造业,加快45/40nm芯片产能扩充，加紧32/28nm芯片生产线 建设，加快立体工艺开发，推动22/20nm、16/14nm芯片生产线建设。大力发展模拟及 数模混合电路、微机电系统（MEMS）、高压电路、射频电路等特色专用工艺生产线;突突 破集成电路关键装备和材料。破集成电路关键装备和材料。 4 4、保障措施、保障措施 成立国家集成电路产业发展领导小组，成立国家集成电

7、路产业发展领导小组，国务院副总理马凯马凯任组长，工业化信息化部 部长苗圩苗圩任副组长。 设立国家产业投资基金，设立国家产业投资基金，已成功吸引了金融机构、民营企业等各方出资，募资已超 1000亿;已向紫光集团投资合计300亿元。 加大金融支持力度。加大金融支持力度。 加大人才培养和引进力度。加大人才培养和引进力度。 2021/3/1410 产业现状-全球 10 2018-2014全球集成电路市场规模及增速 1、2014年全球半导体市场规模达到年全球半导体市场规模达到3331亿美元亿美元,同比增长同比增长9%，为近四年增速之最。，为近四年增速之最。 2、从产业链结构看。制造业、从产业链结构看。制

8、造业、IC设计业、封装和测试业分别占全球半导体产业整体营业收设计业、封装和测试业分别占全球半导体产业整体营业收 入的入的50%、27%、和、和23%。 3、从产品结构看。模拟芯片、处理器芯片、逻辑芯片和存储芯片、从产品结构看。模拟芯片、处理器芯片、逻辑芯片和存储芯片2014年销售额分别年销售额分别442.1 亿美元、亿美元、622.1亿美元、亿美元、859.3亿美元和亿美元和786.1亿美元，分别占全球集成电路市场份额的亿美元，分别占全球集成电路市场份额的 16.1%、22.6%、32.6%和和28.6%。 2021/3/1411 技术现状-全球 年代年代1985年年1988年年1991年年1

9、994年年1997年年2000年年 集成度集成度1M4M16M64M256M1G 最小最小 线宽线宽 1.250.80.60.50.350.18 光刻光刻 技术技术 光学曝光光学曝光 准分子准分子 电子束电子束 电子束电子束 X射线射线 （电子束）（电子束） 年代年代2001年年2003年年2005年年2007年年2009年年2012年年2014年年 最小最小 线宽线宽 0.13um90nm65nm45nm32nm22nm14/16nm Intel首款14nm处理器第五代Core处理器问世（2015-1-6） 第五代第五代Core处理器平台电晶体处理器平台电晶体(Transistor)数量比第

10、四代数量比第四代Core加加35%,但尺寸却缩减但尺寸却缩减37%; 此外，在此外，在3D图像处理性能、影片转码速度、电池续航力、整体性能等评比项目，第五代图像处理性能、影片转码速度、电池续航力、整体性能等评比项目，第五代Core处理处理 器平台都较前一代产品分别提升器平台都较前一代产品分别提升22%、50%、40%以及以及1.5小时的表现。小时的表现。 2021/3/141212 集成电路产业发展白皮书集成电路产业发展白皮书(2015版版) 世界创新三大重点世界创新三大重点: : 一是一是14nm FinFET工艺芯片正式进入市场工艺芯片正式进入市场,英特尔公司在英特尔公司在22nm的的Fi

11、nFET结构三栅结构三栅 晶体管技术及晶体管技术及IBM和意法半导体公司的和意法半导体公司的22nm制程节点中采用的制程节点中采用的FD-SOI全耗尽技术。全耗尽技术。 二是二是3D-NAND存储技术存储技术走向走向商用。商用。 三是可穿戴市场推动无线充电技术走向成熟。无线充电技术已经成为业界三是可穿戴市场推动无线充电技术走向成熟。无线充电技术已经成为业界“抢攻抢攻” 的重点。的重点。 五大展望五大展望: : 一是产业规模持续增大，市场引领全球增长。一是产业规模持续增大，市场引领全球增长。 二是细分三业齐头并进，产业结构日趋合理。二是细分三业齐头并进，产业结构日趋合理。 三是技术水平持续提升，

12、国际差距逐步缩小。三是技术水平持续提升，国际差距逐步缩小。 四是国内企业实力倍增，有望洗牌全球格局。四是国内企业实力倍增，有望洗牌全球格局。 五是政策环境日趋向好，基金引领投资热潮。五是政策环境日趋向好，基金引领投资热潮。 2021/3/141313 产业现状-中国 2011-2014年我国集成电路产业销售规模及增长情况 1、2014年我国集成电路产业销售收入达年我国集成电路产业销售收入达3015.4亿元亿元,同比增长同比增长20.2%，增速较，增速较2013年年 提高提高4个百分点。个百分点。 2、从产业链结构看。、从产业链结构看。2014年集成电路产业中，设计的销售额为年集成电路产业中，设

13、计的销售额为1047.4亿元，同比增长亿元，同比增长 29.5%;芯片制造业销售收额芯片制造业销售收额712.1亿元，同比增长亿元，同比增长18.5%;封装测试封装测试业销售额业销售额1255.9亿亿 元，同比增长元，同比增长14.3%。 3、通信和、通信和消费电子消费电子是我国集成电路最主要的应用市场，合计共占整体市场的是我国集成电路最主要的应用市场，合计共占整体市场的48.9%。 计算机类集成电路市场份额进一步下滑，同比下滑达计算机类集成电路市场份额进一步下滑，同比下滑达13.28%。 2021/3/1414 2015中国集成电路产业发展十大趋势 1、中国、中国IC市场仍将引领全球增长。市

14、场仍将引领全球增长。2014年中国集成电路市场规模超过1万亿元 2、中国、中国IC企业开始步入全球第一梯队。企业开始步入全球第一梯队。海思2有望跻身全fablessTop10;紫光集团收购展讯 和锐迪科,并获得英特尔入股之后，成为国内IC企业的巨头;长电科技联合国家集成电路产业 投资基金股份有限公司、中芯国际子公司芯电上海共同出资收购全球第四大半导体封装测试 企业新加坡星科金朋。 3、产业基金引领、产业基金引领IC产业投资热潮。产业投资热潮。国家集成电路产业基金一期预计总规模已达1387.2亿元， 实现超募187.2亿元，重点投资芯片制造业，未来10年将拉动5万亿元资金投入到芯片产业。 4、中

15、国将成为、中国将成为12寸寸IC生产线全球投资热点区域。生产线全球投资热点区域。国内中芯国际和华力微电子等代工厂急需 扩充产能，建设新的12寸晶圆厂。 5、12寸晶圆将正式实现寸晶圆将正式实现“Made in China”。 6、中国集成电路制造工艺将跻身国际主流水平。目前国际主流制造工艺为、中国集成电路制造工艺将跻身国际主流水平。目前国际主流制造工艺为28nm工艺，占工艺，占 据了约四成的市场份额，中芯国际的据了约四成的市场份额，中芯国际的28nm制造工艺已经量产。制造工艺已经量产。 7、4G“中国芯中国芯”将取得重大突破。将取得重大突破。 8、芯片国产化替代进程将在多行业取得突破、芯片国产

16、化替代进程将在多行业取得突破2014年，国产芯片在多个行业应用中取得了年，国产芯片在多个行业应用中取得了 突破。突破。 9、智能终端与汽车电子仍将是推动中国、智能终端与汽车电子仍将是推动中国IC市场发展的主要动力。市场发展的主要动力。 10、趋势十、趋势十:IC行业的专利争夺将愈加激烈。行业的专利争夺将愈加激烈。 2021/3/141515 产业现状-重庆 集成电路集成电路: :2015年年,我省十大新兴产业首位，目前，我省十大新兴产业首位，目前， 已经初具规模。已经初具规模。 上世纪上世纪5050年代，我国的集成电路正是从重庆开始起步，位于重庆研究年代，我国的集成电路正是从重庆开始起步，位于

17、重庆研究 所成功研制出国内的第所成功研制出国内的第1 1片集成电路芯片，这个研究所正是位于南岸区的光片集成电路芯片，这个研究所正是位于南岸区的光 电路上，光电路得名由此而来。电路上，光电路得名由此而来。 直到直到20042004年前后，首先是台湾茂德科技最终落户重庆，建设集成电路年前后，首先是台湾茂德科技最终落户重庆，建设集成电路 芯片生产基地芯片生产基地; ;随后，市政府成立随后，市政府成立“811811”领导小组和指挥部，在沙坪坝区领导小组和指挥部，在沙坪坝区 西永建立微电子园区，重点扶持茂德，西永建立微电子园区，重点扶持茂德，20062006年茂德科技在渝成立全资子公年茂德科技在渝成立全

18、资子公 司，渝德科技。司，渝德科技。 如今，渝德科技被中航集团收购，更名为中航微电子。我市已有西南如今，渝德科技被中航集团收购，更名为中航微电子。我市已有西南 集成电路、中航微电子、奥特斯集成电路基板、台晶（重庆）电子、重庆集成电路、中航微电子、奥特斯集成电路基板、台晶（重庆）电子、重庆 石墨烯科技公司、石墨烯科技公司、SKSK海力士、中电海力士、中电2424所、四联微电子等集成电路生产和研所、四联微电子等集成电路生产和研 发机构，形成了设计发机构，形成了设计- -制造制造- -封装的完备产业链，重庆大学和重庆邮电大学封装的完备产业链，重庆大学和重庆邮电大学 成立了半导体学院培养集成电路人才。

19、成立了半导体学院培养集成电路人才。 2021/3/1416 16 本课程内容结构本课程内容结构? ? 集成电路制造技术集成电路制造技术原理与工艺原理与工艺 硅材料硅材料集成电路工艺集成电路工艺集成和封装测试集成和封装测试 第第1单元单元 第第2、3、4单元单元 第第5单元单元 1 单晶硅结单晶硅结 构构 2 硅锭及圆硅锭及圆 片制备片制备 3 外延外延12 金属化与金属化与 多层互连多层互连 13 工艺集工艺集 成成 14 测试封测试封 装装 4 氧化氧化5 扩散扩散 6 离子注离子注 入入 7 CVD8 PVD 9 光刻光刻 10 现代光现代光 刻技术刻技术 11 刻蚀刻蚀 2021/3/1

20、41717 本课程学习目的本课程学习目的? ? 1、掌握集成电路工艺设计、工艺集成流程。、掌握集成电路工艺设计、工艺集成流程。 2、清楚各种工艺设备及各工艺环节。、清楚各种工艺设备及各工艺环节。 3、了解集成电路产业和技术发展。、了解集成电路产业和技术发展。 4、了解集成电路封装和电学测试。、了解集成电路封装和电学测试。 2021/3/141818 如何学习本课程如何学习本课程? ? 1、这是一门工程学科、这是一门工程学科,不是理论基础课程。不是理论基础课程。 2、更多关注领域前沿，结合实际应用学习。、更多关注领域前沿，结合实际应用学习。 2021/3/141919 n18331833年年,

21、,英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的 电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情况下， 金属的电阻随温度升高而增加，但巴拉迪发现硫化银材料 的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次 发现。 n 18741874年，年，电报机、电话和无线电相继发明等早期电子仪器 亦造就了一项新兴的工业电子业的诞生。 2 2、集成电路的历史、集成电路的历史 2021/3/1420 1947年年:美国贝尔实验室的约翰美国贝尔实验室的约翰巴丁、布拉顿、肖克莱三人发明了晶体巴丁、布拉顿、肖克莱三人发明了晶体 管管,这是微电子技术发展中第一个里程碑这是微电子技术发展中第一个里程碑; 1950年:结型晶

22、体管诞生 1950年： R Ohl和肖克莱发明了离子注入工艺;1951年：场效应晶体管发 明；1956年：C S Fuller发明了扩散工艺。 1956年三人共同获得诺贝尔物理奖年三人共同获得诺贝尔物理奖 2021/3/1421 1958年:仙童公司Robert Noyce与德仪公司基尔比间隔 数月分别发明了集成电路,开创了世界微电子学的历史 ;1960年:H H Loor和E Castellani发明了光刻工艺;1962年：美国RCA公 司研制出MOS场效应晶体管。 19631963年年: :F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提出CMOS技术,今天，95% 以上的集成电路芯片都是基于

23、CMOS工艺 1964年:Intel摩尔提出摩尔定律,预测晶体管集成度将 会每18个月增加1倍 1966 1966年年: :美国RCA公司研制出CMOS集成电路，并研制出第一块门阵 列（50门），为现如今的大规模集成电路发展奠定了坚实基础，具有 里程碑意义 2021/3/1422 19711971年年:Intel:Intel推出推出1kb1kb动态随机存储器（动态随机存储器（DRAMDRAM）, ,标志着标志着 大规模集成电路出现大规模集成电路出现; ; 1971年年:全球第一个微处理器4004由Intel公司推出,这是一个里程碑式的 发明; 1978年年:64kb动态随机存储器诞生，不足0.

24、5平方厘米的硅片上集成了14 万个晶体管，标志着超大规模集成电路（VLSI）时代的来临; 19791979年年:Intel:Intel推出推出5MHz 80885MHz 8088微处理器微处理器, ,之后，之后，IBMIBM基基 于于80888088推出全球第一台推出全球第一台PCPC 1985年:80386微处理器问世,20MHz 1988年:16M DRAM问世，1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶 体管，标志着进入超大规模集成电路（VLSI）阶段 1989年：486微处理器推出，25MHz，1m工艺，后来50MHz芯片采 用 0.8m工艺 2021/3/1423 19931993年

25、年:66MHz:66MHz奔腾处理器推出奔腾处理器推出, ,采用采用0.6m0.6m艺艺 1995年年-2003年年:1995年，PentiumPro,133MHz，采用0.6-0.35m工艺;1997 年：300MHz奔腾问世，采用0.25m工艺;1999年：奔腾问世，450MHz ，采用0.25m工艺，后采用0.18m工艺；2000年：1GbRAM投放市场； 2000年：奔腾4问世，1.5GHz，采用0.18m工艺；2001年：Intel宣布2001年 下半年采用0.13m工；2003年：奔腾4E系列推出，采用90nm工艺 2005年年:intel 酷睿酷睿2系列上市系列上市,采用采用65

26、nm工艺工艺 2007年年:基于全新基于全新45纳米纳米High-K工艺的工艺的intel酷睿酷睿2 E7/E8/E9上市上市 2009年：年：intel酷睿酷睿i系列全新推出，创纪录采用了领先的系列全新推出，创纪录采用了领先的32纳纳 米工艺，并且下一代米工艺，并且下一代22纳米工艺正在研发纳米工艺正在研发 2021/3/1424 2012年年:Intel发布代号为发布代号为“Ivy Bridge”的第三代的第三代 Core i系列系列,首次将首次将CPU制作工艺提升到制作工艺提升到22nm。命。命 名为名为Core i7 3770K。 2014年年:英特尔英特尔(Intel)首款首款14纳

27、米纳米(nm)处理器处理器- 第五代酷睿第五代酷睿(Core)正式问世。正式问世。2015年半导体业将年半导体业将 迈入迈入14/16纳米制程世代纳米制程世代,英特尔为抢占先机。英特尔为抢占先机。 2021/3/142525 3 3、何为集成电路工艺、何为集成电路工艺 集成电路集成电路 集成电路设计（包括：（包括：模拟电路设计、数字电路 设计） 集成电路制造集成电路制造（包括：材料、清洗、掺杂、扩散、（包括：材料、清洗、掺杂、扩散、 薄膜、光刻、金属互联、刻蚀等）薄膜、光刻、金属互联、刻蚀等） 集成电路测试、封装及应用 （工艺检测、芯片封装、电学测试 可靠性分析等等） 微电子产品微电子产品:半

28、导体分离器件和集成电路（半导体分离器件和集成电路（90%） 2021/3/1426 集成电路（集成电路（integrated circuit）: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。 集成电路工艺（微电子工艺）集成电路工艺（微电子工艺）: : 狭义讲是指在半导体硅片上制造出集成电路或分立器件的芯片结构，这20-30各工艺步 骤的工作、方法和技术即为芯片制造工艺; 广义的讲，包含半导体集成电路和分立器件芯片制造及测试封装的工作、

29、方法和技术。 集成电路工艺是微电子学中最基础、最主要的研究领域之一。 不同产品芯片的制造工艺就是将多个单项工艺按照需要以一定顺序进行排列，称为该产不同产品芯片的制造工艺就是将多个单项工艺按照需要以一定顺序进行排列，称为该产 品的工艺流程。品的工艺流程。 2021/3/142727 微电子工业生产过程图微电子工业生产过程图 前工艺：微电子产前工艺：微电子产 品制造的特有工艺品制造的特有工艺 后工艺后工艺 2021/3/1428 300mm（12英寸）英寸）wafer 2021/3/1429 CMOS结构结构 2021/3/1430 2021/3/1431 2021/3/143232 n超净 环境

30、、操作者、工艺三方面的超净,如超净室，ULSI 在100级超净室制作，超净台达10级。 n超纯 指所用材料方面，如衬底材料、功能性电子材料、水、 气等; Si、Ge单晶纯度达11个9。 n高技术含量 设备先进，技术先进。 n高精度 光刻图形的最小线条尺寸在深亚微米量级，制备的 介质薄膜厚度也在纳米量级，而精度更在上述尺度之上。 n大批量，低成本 图形转移技术使之得以实现。 集成电路制造技术特点 -超净室超净室 2021/3/1433 这些微小颗粒的主要问题是在空气中长时间漂浮。 而洁净工作室的洁净度就是由空气中的微粒大小和微粒含 量决定的。 美国联邦标准209E规定空气质量由区域空气级别数来

31、决定的。标准按两种方法设定,一是颗粒的大小，二是颗 粒的密度。 而级别数是指在一立方英尺中含有直径为0.5微米或更 大的颗粒总数。 一般城市空气中通常包含烟、雾、气，每立方英尺多 达500万个颗粒，所以是500万级。 2021/3/1434 超净室超净室 2021/3/143535 超净环境（超净间） 2021/3/143636 2021/3/1437 超纯材料 1、超纯的半导体材料、超纯的半导体材料,目前纯度已达到目前纯度已达到99.99999999999%， 即即11个个9，记为，记为11N. 2、功能性电子材料（如、功能性电子材料（如:Al、Au等金属）、掺杂用气体、外延等金属）、掺杂用

32、气体、外延 气体等必须是高纯度材料。气体等必须是高纯度材料。 3、所用化学试剂、器皿、器具等的杂质含量必须低。、所用化学试剂、器皿、器具等的杂质含量必须低。 4、芯片清洗用水是高纯度的去离子水，一般用电阻率来表示、芯片清洗用水是高纯度的去离子水，一般用电阻率来表示. 超大规模集成电路纯用水的电阻为超大规模集成电路纯用水的电阻为18M.cm， 2021/3/1438 批量复制和广泛的用途 一、更大的晶圆片面积、更小尺寸晶体管。一、更大的晶圆片面积、更小尺寸晶体管。 一直在追求一直在追求 高性价比高性价比:低成本、高质量低成本、高质量 集成电路工艺是高可靠、高精度、低成本、集成电路工艺是高可靠、高

33、精度、低成本、 适合批量化大生产的工艺适合批量化大生产的工艺 各项工艺技术的进步推动新的行业各项工艺技术的进步推动新的行业 MEMS和纳米技术和纳米技术 2021/3/1439 IC测试厂测试厂 硅原料硅原料 拉拉 晶晶 切切 割割 研研 磨磨 清清 洗洗 晶圆材料晶圆材料 厂厂 电路设计电路设计 CAD Tape out 电路设计电路设计公司公司 Reticle 制作制作 mask制制 作厂作厂 硅片投入硅片投入 刻刻 号号 清清 洗洗 氧氧 化化 化学气相化学气相 沉积沉积 金属溅镀金属溅镀 护层沉积护层沉积 蚀刻蚀刻 离子离子注注入入/扩散扩散 光阻去除光阻去除 WAT测试测试 微影微影

34、 (光阻光阻) (曝光曝光) (显影显影) mask投入投入 集成电路集成电路 制造厂制造厂 硅片针测硅片针测 IC测试测试Burn in IC封装厂封装厂 封封 装装打打 线线切切 割割 客客 户户 2021/3/1440 IC制造流程 芯片设计芯片设计 晶圆制造晶圆制造 芯片封装芯片封装 芯片测试芯片测试 芯片制造芯片制造 光罩制造光罩制造 上游上游:设计设计 中游中游:制造制造 下游下游:封测封测 2021/3/1441 IC设计 IC设计设计- EDA & IP（占（占IC产业链产值产业链产值30%） EDA IP EDA技术是在电子技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机技术基础

35、上发展起来的计算机 软件系统软件系统,以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、 计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进 行电子产品的自动设计。行电子产品的自动设计。 利用利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议工具，电子设计师可以从概念、算法、协议 等开始设计电子系统，并将电子产品从电路设计、性等开始设计电子系统，并将电子产品从电路设计、性 能分析到设计出能分析到设计出IC版图或版图或PCB版图的整个过程的计算版图的整个过程的计算 机上自动处理完成。机上自动处理完成。 IP是一种知识产权（是一

36、种知识产权（Intellectual Property）,各个行各个行 业都有自己的知识产权，业都有自己的知识产权， 半导体行业领域半导体行业领域 IP我们理解为我们理解为:硅知识产权（硅知识产权（Silicon Intellectual Property）也叫）也叫 “SIP” 或者或者 “硅智财硅智财”。 IP是一种事先定义、设计、经验证、可重复使用的功是一种事先定义、设计、经验证、可重复使用的功 能模块。能模块。 全球全球3万人从业人万人从业人 员员,缔造缔造50亿美元亿美元 年产值年产值-知识密知识密 集型行业，处于技集型行业，处于技 术前沿术前沿 年产值年产值8亿美元亿美元,成成 长

37、率超长率超40% - 知识密集型行业知识密集型行业 2021/3/1442 IC制造 制造制造- 光罩光罩 & 晶圆晶圆 （占（占IC产业链产值产业链产值50%） MASK Foundry 光罩（英文光罩（英文:Reticle, Mask）:在制作在制作IC的过程中的过程中,利利 用光蚀刻技术，在半导体上形成图型，为将图型复制用光蚀刻技术，在半导体上形成图型，为将图型复制 于晶圆上，必须透过光罩做用的原理于晶圆上，必须透过光罩做用的原理1。比如冲洗照。比如冲洗照 片时，利用底片将影像复制至相片上。片时，利用底片将影像复制至相片上。 製作一套光罩的費用在數萬美元至數百萬美元均有。製作一套光罩的費

38、用在數萬美元至數百萬美元均有。 目前一款晶片至少需用到八層光罩，目前一款晶片至少需用到八層光罩，较为复杂的产品较为复杂的产品 需用到二、三十層光罩。光罩數愈多，生產過程也愈需用到二、三十層光罩。光罩數愈多，生產過程也愈 久。久。 晶圆代工是指向专业的集成电路设计公司提供专门晶圆代工是指向专业的集成电路设计公司提供专门 的制造服务。这种经营模式使得设计公司不需要自的制造服务。这种经营模式使得设计公司不需要自 己承担造价昂贵的厂房己承担造价昂贵的厂房,就能生产。这就意味着，晶就能生产。这就意味着，晶 圆代工商将庞大的建厂风险分摊到广大的客户群以圆代工商将庞大的建厂风险分摊到广大的客户群以 及多样化

39、的产品上，从而集中开发更先进的制造流及多样化的产品上，从而集中开发更先进的制造流 程。程。 资金密集型资金密集型 资金密集型资金密集型 知识密集型知识密集型 2021/3/1443 IC封测 成品成品- 封装封装 & 测试测试 （占（占IC产业链产值产业链产值20%） TEST Assembly 晶圆测试晶圆测试 晶圆测试为晶圆测试为IC后端的关键步骤后端的关键步骤,标有记号的不合格晶粒标有记号的不合格晶粒 会被洮汰，以免徒增制造成本。具承先起后的作用。会被洮汰，以免徒增制造成本。具承先起后的作用。 IC成品测试成品测试 封装成型后的测试，目的是封装成型后的测试，目的是确认确认I C成品的功能

40、、速成品的功能、速 度、容忍度、电力消耗、热力发散等属性是否正常，度、容忍度、电力消耗、热力发散等属性是否正常， 以确保以确保IC 出货前的品质。出货前的品质。 IC 封装是将前段制程加工完成之晶圆经切割、黏晶、封装是将前段制程加工完成之晶圆经切割、黏晶、 焊线等过后被覆包装材料焊线等过后被覆包装材料,以保护以保护IC 组件及易于装配组件及易于装配 应用，应用，IC 封装主要有四大功能封装主要有四大功能: 1、电力传送、电力传送2、讯号传送、讯号传送:3、热、热量量去除去除4、静电静电保护保护 测试并不须投入原测试并不须投入原 料料,无原料成本，但无原料成本，但 因设备投资金额大因设备投资金额大 ，固定成本高。固定成本高。 封装业因设备投资封装业因设备投资 金额不大金额不大,原料原料 成本是制造成本的成本是制造成本的 大宗，约占大宗，约占4 - 6成成 左右左右。 2021/3/1444 silicon substrate sourcedrain 绝缘氮化硅绝缘氮化硅 源的金属接触源的金属接触 栅的金属接触栅的金属接触 漏的金属接触漏的金属接触 多晶硅栅多晶硅栅 场氧化层场氧化层 栅氧化层栅氧化层 MOSFET的工艺流程简介 2021/3/14