国际与国内IC产业

芯片产业报告

沈阳光电信息产业园孟庆伟2008年9月

一、芯片概述（一）芯片的定义我们通常所说的“芯片”是指集成电路，它是微电子技术的主要产品。微电子技术涉及的行业很多,包括化工、光电技术、半导体材料、精密设备制造、软件等,其中又以集成电路技术为核心,包括集成电路的设计、制造.（二）芯片产业常用基本术语1、晶圆,多指单晶硅圆片,由普通硅沙拉制提炼而成,是最常用的半导体材料。２、前、后工序:IC制造过程中,晶圆光刻的工艺(即所谓流片),被称为前工序,这是IC制造的最要害技术;晶圆流片后,其切割、封装等工序被称为后工序。３、光刻:IC生产的主要工艺手段,指用光技术在晶圆上刻蚀电路.是IC工艺先进水平的主要指标。４、封装:指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接。５、存储器:专门用于保存数据信息的IC。６、逻辑电路:以二进制为原理的数字电路。（三）芯片的分类：1、按半导体材料分类芯片的两大材料为Si与Ge，技术方向却是把Si和Ge合成在一起组成SiGe芯片，两者的优点体现于单一芯片上。2、按集成电路工作原理分类芯片上的集成电路可以是CMOS，或者是TTL。两者的差异在于工作原理。把CMOS和TTL技术合成单一芯片的技术是BI-CMOS。最后，和TTL工作原理相似的还有一种ECL电路，不过这种芯片不很常见。3、按芯片加工技术分类进入了Sub-Micron“次微米”时代的半导体业突飞猛进，越过了半微米，四分一微米等门槛，到达了“深次微米”的意境。电路越来越小，密度越来越高，功能越趋完美，价钱越来越低。4、按工作方式分类芯片的工作方式两种：Analog和Digital。处理声，光，无线信号等物理现象的是Analog芯片。并以此进行逻辑计算的是Digital芯片。5、按功能分类5.1、处理器。处理器又可从其应用范围细分为通用处器，嵌入处理器，数字信号处理器，数学辅助处理器。

5.2、记忆芯片(1)以读写分类，有RAM和ROM。(2)以记忆更新性分类，有DRAM和SRAM两种芯片。(3)以电源依赖性分，有volitile和non-volitile记忆芯片。

5.3。特定功能。比如记忆管理芯片，以太网控制器，IO控制器，等等。6、按设计方式分类当今的芯片设计有两大阵营：FPGA和ASIC。

（四）芯片的生产过程（1）硅提纯

生产CPU等芯片的材料是半导体，现阶段主要的材料是硅Si，这是一种非金属元素，从化学的角度来看，由于它处于元素周期表中金属元素区与非金属元素区的交界处，所以具有半导体的性质，适合于制造各种微小的晶体管，是目前最适宜于制造现代大规模集成电路的材料之一。（2）切割晶圆所谓的“切割晶圆”也就是用机器从单晶硅棒上切割下一片事先确定规格的硅晶片，并将其划分成多个细小的区域，每个区域都将成为一个CPU的内核(Die)（3）影印和蚀刻（4）重复、分层为加工新的一层电路，再次生长硅氧化物，然后沉积一层多晶硅，涂敷光阻物质，重复影印、蚀刻过程，得到含多晶硅和硅氧化物的沟槽结构。（5）封装这时的CPU是一块块晶圆，它还不能直接被用户使用，必须将它封入一个陶瓷的或塑料的封壳中，这样它就可以很容易地装在一块电路板上了。（6）多次测试测试是一个CPU制造的重要环节，也是一块CPU出厂前必要的考验。这一步将测试晶圆的电气性能，以检查是否出了什么差错，以及这些差错出现在哪个步骤。二、国际IC产业的分析（一）集成电路技术上的三次重大突破

第一次是1963年发明的CMOS技术，至今仍是集成电路的基础；第二次是2001年时特征尺寸从180纳米缩小到130纳米、材料上用铜作为互连层金属代替了延用30年之久的铝；第三次是2007年英特尔首先采用高k介质材料及金属栅，连戈登摩尔也坦承此项技术将摩尔定律又延伸了另一个10年。

（二）、集成电路产业结构的变化及其发展历程回顾集成电路的发展历程，即整个集成电路产品的发展经历了从传统的板上系统（System-on-board）到片上系统（System-on-a-chip）的过程。其产业结构经历了三次变革。第一次变革：以加工制造为主导的IC产业发展的初级阶段。第二次变革：Foundry公司与IC设计公司的崛起。80年代，集成电路的主流产品为微处理器（MPU）、微控制器（MCU）及专用IC（ASIC）。第三次变革：“四业分离”的IC产业。90年代，随着INTERNET的兴起，IC产业跨入以竞争为导向的高级阶段，国际竞争由原来的资源竞争、价格竞争转向人才知识竞争、密集资本竞争。（三）、IC产业链的转转移。先进制程的研研发费用高耸耸，是导致全全球IC产业业链加快转移移的主要原因因。伴随全球球IC产业链链不断向赚钱钱越多的市场场转移，全球球存储器走上上了超级大厂厂特大晶(Superfab)道路路，就一定会会优先采用最最先进的工艺艺技术。目前前由于12英英寸的性价比比已经超过8英寸，因此此全球43个个8英寸厂，，估计在未来来3至4年中中会以每年25%左右的的速度逐步退退出。（四）、国国际IC产产业的的发展展趋势势从90年代代初的的PC推动动，到到97、98年年的网网络推推动，，再到到现在在的消消费电电子产产品推推动，，IC产业业上升升的速速度越越来越越快。。从2004到到2006年，，世界界IC市场场的平平均增增长率率将在在10—15%之间间，2007年年营业业额已已达2600亿亿美元元。亚亚太地地区成成为全全球半半导体体市场场增长长的““火车车头””，市市场增增长潜潜力继继续看看好。。2008年年在全全球电电子设设备市市场中中，六六大领领域中中的电电脑，，工业业设备备，汽汽车设设备、、有线线通讯讯和无无线通通讯等等五个个领域域预计计2008年增增长率率将低低于2007年年，直直接导导致2008年年全球球芯片片市场场增长长放缓缓，美美国半半导体体产业业协会会表示示，高高企的的能源源成本本几乎乎没有有影响响到需需求。。个人人电脑脑和手手机的的销售售依然然强劲劲。个个人电电脑消消耗了了40%的的芯片片产量量，手手机消消耗了了20%的的芯片片产量量。发发展中中国家家将占占到全全球PC销销售量量的一一半.1985-2007年全全球半半导体体产业业销售售收入入规模模增长长情况况1986-2007年全全球半半导体体产业业销售售收入入增长长率变变动情情况三、国国内IC产产业分分析我国大大陆的的IC设设计、、芯片片制造造和封封装测测试三三大行行业规规模都都迅速速扩大大。2005年年集成成电路路销售售收入入达702亿元元，增增长28.8%；2006年年实现现销售售收入入1006.3亿元元，同同比增增长达达到43.3%；2007年年是近近五年年来中中国IC市市场增增长率率最低低的一一年，，市场场规模模达到到5623.7亿元元，同同比增增长18.6%，销销售额额达到到1251.3亿元元，同同比增增长24.3%。虽虽然存存在着着创新新能力力不够够及市市场价价格下下降过过快带带来的的压力力，但但是近近年来来IC业的的进步步是肯肯定的的，目目前中中国国国内已已经成成为全全球IC产产业发发展最最快的的地区区之一一。从结结构构来来看看，，计计算算机机、、消消费费、、网网络络通通信信三三大大领领域域占占中中国国IC市市场场近近九九成成市市场场份份额额，，值值得得一一提提的的是是汽汽车车电电子子领领域域，，在在2007年年实实现现了了38.2%的的高高增增长长率率，，是是2007年年中中国国集集成成电电路路市市场场上上发发展展最最快快的的领领域域。。2008年年上上半半年年，，据据统统计计，，1-6月月份份国国内内集集成成电电路路总总产产量量为为202.1亿亿块块，，同同比比增增长长6.2%。。全全行行业业销销售售总总额额为为656.13亿亿元元人人民民币币，，同同比比增增长长率率为为10.4%。。中国集成电电路市场应应用结构（一）、国国内IC设设计产业发发展情况据统计，中中国目前集集成电路设设计公司约约有500多家，从从业人员由由2000年的3000人发发展到20000人人左右。2003年年的IC设设计销售收收入为57.6亿元元，占整个个集成电路路产业产值值的12.6%，2008年年上半年，，IC设计计业销售收收入225.7亿元元，芯片制制造业397.9亿亿元，封装装测试业627.7亿元。中中国半导体体市场增长长率已经连连续5年超超过美国和和日本，成成为世界上上半导体市市场增长最最快的地区区。从整体体布局上，，中国IC设计业形形成了以““京津三角角”、“长长江三角””、“珠江江三角”和和“西部三三角”为主主的地域相相对集中的的产业格局局，“东北北地区”IC产业正正处于亟需需发展阶段段。2008年中国国IC市场场将从2007年的的750亿亿美元上升升到810亿美元，，增长率仅仅为7%。。在中国设计计的主要电电子产品的的营业收入入预测(以以百万美元元为单位)。（二）国内IC制造产产业发展情情况从2000年到2005年，，中国IC产业确立立了自身在在全球市场场中的地位位，快速地地缩短了与与IC制造造业大部分分最先进的的技术节点点的差距。。中国集成成电路产业业继续保持持了稳定增增长的势头头，产业销销售额在2006年年首次突破破1000亿元的基基础上继续续较快增长长，规模达达到1251.3亿亿元，同比比增长24.3%。。1、IC制制造业增幅幅最大在2007年国内集集成电路各各行业的发发展上，IC(集成成电路)设设计、芯片片制造与封封装测试行行业均有增增长，其中中以封装测测试业的发发展最为迅迅速。2007年国国内集成电电路封装测测试业共实实现销售收收入627.7亿元元，同比增增长26.4%，2007年国内芯芯片制造企企业共实现现销售收入入397.9亿元，，增幅为23%。随随着IC设设计和芯片片制造行业业的迅猛发发展，国内内集成电路路价值链格格局继续改改变国内集集成电路产产业链结构构有所变化化,芯片制制造业所占占比例由2006年年的32.1%下降降到31.8%，封封装测试业业所占份额额则由2006年的的49.3%上升至至50.2%。2、IC制制造业发展展特点（1）.产产业发展增增速减缓增增幅合理，，2007年年中国集成成电路产业业增长速度度明显放缓缓，24.3%的年年度增幅与与2006年36.2%的增增幅相比回回落了11.9个百百分点，也也低于2007年初初人们普遍遍预期的30%左右右的增幅。。（2）.生产线线建设取取得新成成果投资资成为拉拉动IC制造业业增长主主要动力力，2007年中国国集成电电路产业业在生产产线投资资与建设设方面仍仍旧保持持旺盛的的势头。。芯片生生产线方方面，2007年无锡锡海力士士-意法法12英英寸生产产线迅速速达产，，全年共共实现销销售收入入93.59亿亿元，比比2006年增增长了2.4倍倍，从而而拉动了了2007年国国内芯片片制造业业整体规规模的扩扩大。此外，国内内有多条集集成电路芯芯片生产线线正处于建建设或达产产过程中，，包括2007年12月份刚刚建成投产产的中芯国国际(上海海)12英英寸芯片厂厂、正在建建设中的海海力士-意意法无锡工工厂二期、、茂德的重重庆8英寸寸芯片厂、、英特尔大大连12英英寸芯片厂厂，以及2008年年初中芯国国际刚刚宣宣布准备建建设的深圳圳8英寸、、12英寸寸生产线和和英特尔支支持建设的的深圳方正正微电子芯芯片厂二期期工程建设设等。在封装测试试领域，各各主要厂商商也进行了了大规模的的扩产。。（3）.企企业改组改改制取得新新进展公开开上市成为为企业发展展方向2007年年，展讯通通信、南通通富士通、、天水华天天等数家半半导体企业业在美国纳纳斯达克和和国内上市市，至此国国内半导体体领域上市市公司已经经达到19家，涵盖盖了IC设设计、芯片片制造、封封装测试、、分立器件件以及半导导体材料等等多个领域域。国内芯芯片制造业业在未来5年也将呈呈现快速发发展的势头头，年均符符合增长率率预计将达达到25.6%，到到2012年时,销销售收入规规模将达到到1244.3亿元元。而封装装测试业未未来则将保保持目前稳稳定发展的的势头，到到2012年销售收收入规模预预计将达到到1487.7亿元元，年均符符合增长率率为18.8%。随随着IC芯芯片制造和和封装测试试的发展，，国内集成成电路产业业的产业结结构也将逐逐渐发生变变化，其趋趋势是设计计和芯片制制造业所占占比重快速速上升，而而封装测试试业所占比比重则逐步步下降。到到2012年,芯片片制造业所所占比重将将上升至34.8%，但同时时，封装测测试业仍将将是国内集集成电路产产业的主要要组成部分分并占据41.6%的份额。。（三）国国内IC产业发发展趋势势随着全球球IC产产业向中中国大陆陆地区转转移的热热潮不减减，天然然的地缘缘优势以以及两岸岸IC产产业的互互补性为为两岸IC合作作缔造了了良性的的发展平平台2006年我国国台湾公公司在大大陆投资资总额超超过1000亿亿美元，，而IC业占据据其中重重要席位位。如今今，台湾湾地区越越来越多多的半导导体制造造和设计计企业向向大陆转转移，台台湾地区区半导体体厂商与与大陆厂厂商合作作的步伐伐在继续续深入和和加快。。预计2008年全球球半导体体销售额额仅增长长4%，，从2007年年的2690亿亿美元上上升到接接近2800亿亿美元。。同时，，中国半半导体销销售额预预计仅增增长7%，明显显低于过过去的两两位数增增长率。。但是，，2008年国国内无厂厂IC产产业将比比2007年的的31亿亿美元增增长16%，达达到36亿美元元。消费费电子产产品和无无线产业业设备升升级正在在推动该该市场的的增长。。2007-2012年中国国IC产产业营业业额将达达到71亿美元元，复合合年增长长率将达达18%。2007-2012年年中国IC产业业营业额额(以百百万美元元为单位位)四、加速发展展中国IC产产业的措施（一）、强化化战略规划与与政府作用上世纪80年年代之前，美美国、日本政政府制定了扶扶植芯片产业业的国家战略略，投入大量量资源，使其其迅速崛起成成为全球芯片片产业霸主。。紧随其后，，韩国、新加加坡、中国台台湾地区着力力发展动态储储存器和芯片片代工产业，，并取得巨大大成功。中国国虽是全球第第三大芯片市市场，但"主主角"几乎都都是外国公司司，应像把发发展芯片产业业作为国家战战略。（二）、制订订强有力的产产业政策为扶植芯片产产业，许多国国家和地区出出台特殊的税税收政策。在在所得税方方面，新加坡坡对芯片企业业免十年，韩韩国免七年、、减半三年年。在增值税税方面，新加加坡为3%、、韩国10%，均低于中中国大陆。政政府急需设立立一个专门、、高效、强有有力的芯片产产业工作小组组，追踪国际际产业前沿动动态，加强政政策调研并制制定相关优惠惠政策。（三）、加强强自主创新依托人才优势势和产业优势势，设立国家家级的芯片研研发中心，整整合有限资源源，力争十年年内赶超中国国台湾地区、、韩国、日本本。为加快自自主创新，国国家应制订相相关政策，鼓鼓励国内企业业加大研发投投入。（四）、打打造世界级芯芯片企业目前，全球芯芯片十强企业业2年平均每每家产值91亿美元，其其中英特尔名名列榜首，三三星位居第二二。目前在美美国上市的芯芯片公司有92家，市值值达5040亿美元。而而我国国内上上市的芯片公公司仅4家，，海外上市的的芯片公司仅仅3家，总市市值80亿美美元。（五）、加加快培育和引引进人才高校需要企业业界强大的资资金、技术及及产业经验的的帮助，同样样，企业也需需要高校在科科学前沿源源源不断的创新新和培养的大大量人才以确确保自己的领领先地位。因因此，高校与与企业间的合合作对于中国国ＩＣ业来说说是至关重要要的。在这种大背景景下，高校无无疑成为了培培养合格ＩＣＣ人才的主要要基地，但是是由于ＩＣ产产业其独特的的市场特性，，抛开市场的的教学将不会会取得良好的的效果，因此此，高校应该该与ＩＣ企业业充分合作，，共同为培养养我国自己的的ＩＣ人才创创造一个良好好的环境。综上所述，产产业报告从研研究芯片发展展出发，到当当今的形势和和以后的发展展，以自己的的观点剖析了了中国IC产产业的现状，，希望能对大大家有帮助。。附表表1、、据据GSA统统计计，，2007年年营营收收排排名名前前15位位公公司司(不不包包括括晶晶圆圆供供应应商商)为为：：1.英英特特尔尔：：383亿亿美美元元2.三三星星：：199亿亿美美元元3.德州州仪器：133亿美美元4.东芝芝：129亿美元5.意法法半导体：：100亿亿美元6.海力力士半导体体：91.9亿美元元7.瑞萨萨：80亿亿美元8.恩智智浦半导体体：68.1亿美元元9.英飞飞凌科技:61.9亿美元10.AMD:60.1亿亿美元11.NEC电子子:58.6亿美元元12.飞思思卡尔半导导体:57.2亿美美元13.美光光科技:56.9亿美元14.高通通-QCT:56.2亿美元元15.富士士通:47.6亿亿美元附表2、美美国IC产产业十大公公司英特尔德州仪器超威半导体体飞思卡尔半半导体高通美光科技赛灵思英伟达博通附表3、日本IC产产业十大公公司东芝瑞萨索尼日电富士通松下尔必达爱普生三洋三菱附表4、韩国IC产