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        芯片設(shè)計(jì)流片、驗(yàn)證、成本那此事 我們聊聊芯片設(shè)計(jì)、流片、驗(yàn)證、制造、成本的那些事;流片對(duì)于芯片設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)就是參加一次大考。 流片的重要性就在于能夠檢驗(yàn)芯片設(shè)計(jì)是否成功,是芯片制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也就是將設(shè)計(jì)好的方案交給芯片制造廠生產(chǎn)出樣品。檢測(cè)設(shè)計(jì)的芯片是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,或者是否需要進(jìn)一步優(yōu)化;如果能夠生產(chǎn)出符合要求的芯片,那么就可以大規(guī)模生產(chǎn)了。 上圖流程的輸入是芯片立項(xiàng)設(shè)計(jì),輸出是做好的芯片晶圓。 一、晶圓術(shù)語(yǔ) 1.芯片(chip、die)、器件(device)、電路(circuit)、微芯片(microchip)或條碼(bar):所有這些名詞指的是在晶圓表面占大部分面積的微芯片圖形; 2.劃片線(scribeline、sawline)或街區(qū)(street、avenue):這些區(qū)域是在晶圓上用來(lái)分隔不同芯片之間的間隔區(qū)。劃片線通常是空白的,但有些公司在間隔區(qū)內(nèi)放置對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記,或測(cè)試的結(jié)構(gòu); 3.工程實(shí)驗(yàn)片(engineering die)和測(cè)試芯片(testdie):這些芯片與正式芯片或電路芯片不同。它包括特殊的器件和電路模塊用于晶圓生產(chǎn)工藝的電性測(cè)試; 4.邊緣芯片(edgedie):在晶圓邊上的一些掩膜殘缺不全的芯片而產(chǎn)生的面積損耗。由于單個(gè)芯片尺寸增大而造成的更多邊緣浪費(fèi)會(huì)由采用更大直徑晶圓所彌補(bǔ)。推動(dòng)半導(dǎo)體工業(yè)向更大直徑晶圓發(fā)展的動(dòng)力之一就是為了減少邊緣芯片所占的面積; 5.晶圓的晶面(wafercrystal plane):圖中的剖面標(biāo)示了器件下面的晶格構(gòu)造,此圖中顯示的器件邊緣與晶格構(gòu)造的方向是確定的; 6.晶圓定位邊(waferflats)/凹槽(notche):圖示的晶圓由注定位邊(majorflat)和副定位邊(minorflat),表示這是一個(gè)P型<100>晶向的晶圓。300mm和450mm直徑的晶圓都是用凹槽作為晶格導(dǎo)向的標(biāo)識(shí)。這些定位邊和凹槽在一些晶圓生產(chǎn)工藝中還輔助晶圓的套準(zhǔn)。 二、芯片的流片方式(FullMask、MPW) FullMask和MPW都是集成電路的一種流片(將設(shè)計(jì)結(jié)果交出去進(jìn)行生產(chǎn)制造)方式。FullMask是“全掩膜”的意思,即制造流程中的全部掩膜都為某個(gè)設(shè)計(jì)服務(wù);而MPW全稱(chēng)為MultiProject Wafer,直譯為多項(xiàng)目晶圓,即多個(gè)項(xiàng)目共享某個(gè)晶圓,也即同一次制造流程可以承擔(dān)多個(gè)IC設(shè)計(jì)的制造任務(wù)。 1.FullMask,“全掩膜”,即制造流程中的全部掩膜都為某個(gè)設(shè)計(jì)服務(wù);Full Mask的芯片,一片晶圓可以產(chǎn)出上千片DIE;然后封裝成芯片,可以支撐大批量的客戶(hù)需求。 2.MPW全名叫MultiProject Wafer,和電路設(shè)計(jì)PCB的拼板打樣類(lèi)似,叫多項(xiàng)目晶圓。多項(xiàng)目晶圓就是將多個(gè)使用相同工藝的集成電路設(shè)計(jì)放在同一晶圓片上流片,制造完成后,每個(gè)設(shè)計(jì)可以得到數(shù)十片芯片樣品,這一數(shù)量對(duì)于原型(Prototype)設(shè)計(jì)階段的實(shí)驗(yàn)、測(cè)試已經(jīng)足夠。這種操作方式可以讓流片費(fèi)下降90%-95%,也就大幅降低了芯片研發(fā)的成本。 晶圓廠每年都會(huì)有固定的幾次MPW機(jī)會(huì),叫Shuttle(班車(chē)),到點(diǎn)即發(fā)車(chē),是不是非常形象不同公司拼Wafer,得有個(gè)規(guī)則,MPW按SEAT來(lái)鎖定面積,一個(gè)SEAT一般是3mm*4mm的一塊區(qū)域,一般晶圓廠為了保障不同芯片公司均能參與MPW,對(duì)每家公司預(yù)定的SEAT數(shù)目會(huì)限制(其實(shí)SEAT多成本就上去了,MPW意義也沒(méi)有了)。MPW優(yōu)勢(shì)投片成本小,一般就小幾十萬(wàn),可以很好降低風(fēng)險(xiǎn);需要注意的是MPW從生產(chǎn)角度是一次完整的生產(chǎn)流程,因此其還是一樣耗時(shí)間,一次MPW一般需要6~9個(gè)月,會(huì)帶來(lái)芯片的交付時(shí)間后延。 因?yàn)槭瞧碬afer,因此通過(guò)MPW拿到的芯片數(shù)目就會(huì)很有限,主要用于芯片公司內(nèi)部做驗(yàn)證測(cè)試,也可能會(huì)提供給極少數(shù)的頭部客戶(hù)。從這里大家可能已經(jīng)了解了,MPW是一個(gè)不完整的,不可量產(chǎn)的投片。 3.晶圓生產(chǎn)角度介紹MPW 畢竟芯片加工還是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過(guò)程,我相信很多朋友看完第一和小二之前理解的晶圓結(jié)構(gòu),是下圖的,一個(gè)框歸屬于一個(gè)芯片公司。 實(shí)則不然,這就需要和晶圓的生產(chǎn)流程的光刻技術(shù)相關(guān)了;現(xiàn)階段的光刻技術(shù)DUV/EUV等,大多采用縮影的方式進(jìn)行曝光,如下圖所示: 采用1:5放大的mask,對(duì)晶圓進(jìn)行曝光,一次曝光的矩形區(qū)域通常稱(chēng)為一個(gè)shot,完成曝光后,光刻機(jī)自動(dòng)調(diào)整晶圓位置,對(duì)下個(gè)shot進(jìn)行曝光,如此循環(huán)(Step-and-Repeat),直到整個(gè)晶圓完成曝光,而這一個(gè)Shot的區(qū)域,則是大家一起分擔(dān)SEAT的區(qū)域; 如下示意圖中,一個(gè)Shot里面劃分4個(gè)小格,每個(gè)格子給到一家廠商的設(shè)計(jì),MPW晶圓一般20個(gè)以?xún)?nèi)用戶(hù)。 三、芯片ECO流程 ECO指的是Engineering ChangeOrder,即工程變更指令。ECO可以發(fā)生在Tapeout之前,過(guò)程中,或者之后;Tapeout之后的ECO,改動(dòng)少的可能僅需要改幾層Metallayer,改動(dòng)大可能需要?jiǎng)邮畮讓覯etallayer,甚至重新流片。ECO的實(shí)現(xiàn)流程如下圖所示: 如果MPW或者FullMask的芯片,驗(yàn)證有功能或者性能缺陷,通過(guò)ECO對(duì)電路和標(biāo)準(zhǔn)單元布局進(jìn)行小范圍調(diào)整,保持原設(shè)計(jì)布局布線結(jié)果基本不變的前提下做小規(guī)模優(yōu)化,修復(fù)芯片的剩余違例,最終達(dá)到芯片的簽核標(biāo)準(zhǔn)。不能通過(guò)后端布局布線的流程來(lái)修復(fù)違例(重新走一遍流程太費(fèi)時(shí)了),而要通過(guò)ECO的流程來(lái)進(jìn)行時(shí)序、DRC、DRV以及功耗等優(yōu)化。 四、流片Corner 1.Corner是芯片制造是一個(gè)物理過(guò)程,存在著工藝偏差(包括摻雜濃度、擴(kuò)散深度、刻蝕程度等),導(dǎo)致不同批次之間,同一批次不同晶圓之間,同一晶圓不同芯片之間情況都是不相同的。 在一片wafer上,不可能每點(diǎn)的載流子平均漂移速度都是一樣的,隨著電壓、溫度不同,它們的特性也會(huì)不同,把他們分類(lèi)就有了PVT(Process,Voltage,Temperature),而Process又分為不同的corner:TT:TypicalNTypical PFF:FastNFastPSS:SlowNSlowPFS:FastNSlowPSF:SlowNFastP第一個(gè)字母代表NMOS,第二個(gè)字母代表PMOS,都是針對(duì)不同濃度的N型和P型摻雜來(lái)說(shuō)的。NMOS和PMOS在工藝上是獨(dú)立做出來(lái)的,彼此之間不會(huì)影響,但是對(duì)于電路,NMOS和PMOS是同時(shí)工作的,會(huì)出現(xiàn)NMOS快的同時(shí)PMOS也快,或者慢,所以會(huì)出現(xiàn)FF、SS、FS、SF四種情況。通過(guò)Process注入的調(diào)整,模擬器件速度快慢,同時(shí)根據(jù)偏差大小設(shè)定不同等級(jí)的FF和SS。正常情況下大部分是TT,而以上5種corner在+/-3sigma可以覆蓋約99.73%的范圍,這種隨機(jī)性的發(fā)生符合正態(tài)分布。 2.Cornerwafer的意義在工程片流片的時(shí)候,F(xiàn)AB會(huì)pirun關(guān)鍵層次調(diào)整inline variation,有的還會(huì)下backupwafer以保證出貨的wafer器件on target,即在TTcorner附近。如果單純是為了做一些樣品出來(lái),只進(jìn)行工程片流片,那可以不驗(yàn)證corner,但如果為了后續(xù)量產(chǎn)準(zhǔn)備,是必須要考慮corner的。由于工藝在制作過(guò)程中會(huì)有偏差,而corner是對(duì)產(chǎn)線正常波動(dòng)的預(yù)估,F(xiàn)AB也會(huì)對(duì)量產(chǎn)芯片的corner驗(yàn)證有所要求。所以在設(shè)計(jì)階段就要滿(mǎn)足corner,在各種corner和極限溫度條件下對(duì)電路進(jìn)行仿真,使其在各種corner上都能正常工作,才能使最終生產(chǎn)出的芯片良率高。 3.CornerSplitTable策略對(duì)于產(chǎn)品來(lái)講,一般corner做到spec上,正常情況下spec有6個(gè)sigma,如FF2(或2FF)表示往快的方向偏2個(gè)Sigma,SS3(或3SS)表示往慢的方向偏3個(gè)Sigma。Sigma主要表征了Vt的波動(dòng),波動(dòng)大sigma就大,這里3個(gè)sigma就是在工藝器件的spec線上,可以允許超出一點(diǎn)點(diǎn),因?yàn)榫上波動(dòng)不可能正正好好做到spec上。 如下是55nmLogic工藝片的例,擬定的cornersplittable: ①#1&#2兩片pilotwafer,一片盲封,一片測(cè)CP; ②#3&#4兩片hold在Contact,為后道改版預(yù)留工程wafer,可以節(jié)省ECO流片時(shí)間; ③#5~#12八片hold在Poly,等pilot的結(jié)果看是否需要調(diào)整器件速度,并驗(yàn)證corner; ④除了留有足夠的芯片用于測(cè)試驗(yàn)證,Metal Fix,還應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目需求,預(yù)留盡可能多的wafer作為量產(chǎn)出貨。 4.確認(rèn)Corner結(jié)果 首先,大部分都應(yīng)該落于四個(gè)corner決定的window范圍內(nèi),如果出現(xiàn)大的偏差,那可能是工藝shift。如果各個(gè)corner的良率都沒(méi)影響符合預(yù)期,那說(shuō)明工藝窗口充分。如果有個(gè)別條件良率低,那就需要調(diào)整工藝窗口。Cornerwafer的目的是驗(yàn)證設(shè)計(jì)余量,考察良率是否有損失。大體上,超出這個(gè)corner約束性能范圍內(nèi)的芯片報(bào)廢。 Corner驗(yàn)證對(duì)標(biāo)的是WAT測(cè)試結(jié)果,一般由FAB主導(dǎo),但是cornerwafer的費(fèi)用是由設(shè)計(jì)公司承擔(dān)的。一般成熟穩(wěn)定的工藝,同一片wafer上的芯片,同一批次的wafer甚至不同批次的wafer參數(shù)都是很接近的,偏差的范圍相對(duì)不會(huì)很大。工藝角(ProcessCorner)PVT(PrecessVoltageTemperature)工藝誤差與雙極晶體管不同,在不同的晶片之間以及在不同的批次之間,MOSFETs參數(shù)變化很大。 為了在一定程度上減輕電路設(shè)計(jì)任務(wù)的困難,工藝工程師們要保證器件的性能在某個(gè)范圍內(nèi),大體上,他們以報(bào)廢超出這個(gè)性能范圍的芯片的措施來(lái)嚴(yán)格控制預(yù)期的參數(shù)變化。 ①M(fèi)OS管的快慢分別指閾值電壓的高低,快速對(duì)應(yīng)閾值低,慢速對(duì)應(yīng)閾值高。GBW=GM/CC,其它條件相同情況下,vth越低,gm值越高,因此GBW越大,速度越快。(具體情況具體分析) ②電阻的快慢。fast對(duì)應(yīng)的是方塊電阻小,slow對(duì)應(yīng)的是方塊電阻大。 ③電容的快慢。fast對(duì)應(yīng)的是電容最小,slow對(duì)應(yīng)的是容值最大。 五、流片成本和晶圓價(jià)格 40nm的流片Mask成本大概在80-90萬(wàn)美元,晶圓成本每片在3000-4000美元左右,加上IPmerge,七八百萬(wàn)人民幣跑不掉了。 28nm工藝流片一次需要200萬(wàn)美元;14nm工藝流片一次需要500萬(wàn)美元;7nm工藝流片一次需要1500萬(wàn)美元;5nm工藝流片一次4725萬(wàn)美元;3nm工藝流片可能要上億美元;掩膜版、晶圓這兩項(xiàng)主要流片成本中,掩膜版最貴。 越先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn),所需要的掩膜版層數(shù)就越多;因?yàn)槊恳粚印把谀ぐ濉睂?duì)應(yīng)涂抹一次光刻膠、曝光、顯影、刻蝕等操作,涉及材料成本、儀器折舊成本,這些成本都需要fabless客戶(hù)買(mǎi)單! 28nm大概需要40層,14nm工藝需要60張掩膜版;7nm工藝需要80張甚至上百?gòu)堁谀ぐ妫灰粚覯ask8萬(wàn)美金,因此芯片必須量產(chǎn),拉低成本! 40nmMCU工藝為例:如果生產(chǎn)10片晶圓,每片晶圓成本(90萬(wàn)+4000*10)/10=9.4萬(wàn)美元;生產(chǎn)10000片晶圓,每片晶圓成本(90萬(wàn)+4000*10000)/10000=4090美元。(晶圓量越大越便宜,不同產(chǎn)家報(bào)價(jià)也不一樣。) 晶圓代工價(jià)格來(lái)源于網(wǎng)絡(luò) 臺(tái)積電今年給的最新報(bào)價(jià):最先進(jìn)的制程3nm,每片晶圓19865美元,折合人民幣大概14.2w左右。 結(jié)語(yǔ) 芯片從設(shè)計(jì)到成品有幾個(gè)重要環(huán)節(jié),分別是設(shè)計(jì)->流片->封裝->測(cè)試,但芯片成本構(gòu)成的比例確大不相同,一般為人力成本20%,流片40%,封裝35%,測(cè)試5%。 芯片流片是高風(fēng)險(xiǎn)的事情,這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)有多高,這個(gè)概率在15%-35%左右;不同的團(tuán)隊(duì)和芯片種類(lèi)概率也不一樣。有模擬芯片公司即使在團(tuán)隊(duì)完備、思路清晰的情況下,還是耗了8年時(shí)間,歷經(jīng)18次流片,才最終完成了傳感器模擬計(jì)算IP驗(yàn)證,打造出了理想中的那顆超低功耗、超近傳感芯片。 半導(dǎo)體芯片工藝節(jié)點(diǎn)演變路徑分析 摘要: 晶體管的縮小過(guò)程中涉及到三個(gè)問(wèn)題。第一是為什么要把晶體管的尺寸縮小,以及是按照怎樣的比例縮小的,這個(gè)問(wèn)題是縮小有什么好處。第二是為什么技術(shù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)字不能等同于晶體管的實(shí)際尺寸。或者說(shuō),在晶體管的實(shí)際尺寸并沒(méi)有按比例縮小的情況下,為什么要宣稱(chēng)是新一代的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。這個(gè)問(wèn)題就是縮小有什么技術(shù)困難。第三是晶體管具體如何縮小。也就是,技術(shù)節(jié)點(diǎn)的發(fā)展歷程是怎樣的。在每一代都有怎樣的技術(shù)進(jìn)步。這也是真正的問(wèn)題。在這里特指晶體管的設(shè)計(jì)和材料。 1引言 在摩爾定律的指導(dǎo)下,集成電路的制造工藝一直在往前演進(jìn)。得意于這幾年智能手機(jī)的流行,大家對(duì)節(jié)點(diǎn)了解甚多。例如40nm、28 nm、20nm、16nm等等,要知道的這些節(jié)點(diǎn)的真正含義,首先要解析一下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的意思。 常聽(tīng)說(shuō)的,諸如,臺(tái)積電16nm工藝的NvidiaGPU、英特爾14 nm工藝的i5CPU等等,這個(gè)長(zhǎng)度的含義,具體的定義需要詳細(xì)的給出晶體管的結(jié)構(gòu)圖才行。在早期,可以姑且認(rèn)為是相當(dāng)于晶體管的尺寸。 為什么這個(gè)尺寸重要呢。因?yàn)榫w管的作用,是把電子從一端(S),通過(guò)一段溝道,送到另一端(D),這個(gè)過(guò)程完成了之后,信息的傳遞就完成了。因?yàn)殡娮拥乃俣仁怯邢薜模诂F(xiàn)代晶體管中,一般都是以飽和速度運(yùn)行的,所以需要的時(shí)間基本就由這個(gè)溝道的長(zhǎng)度來(lái)決定。越短,就越快。這個(gè)溝道的長(zhǎng)度,和前面說(shuō)的晶體管的尺寸,大體上可以認(rèn)為是一致的。但是二者有區(qū)別,溝道長(zhǎng)度是一個(gè)晶體管物理的概念,而用于技術(shù)節(jié)點(diǎn)的那個(gè)尺寸,是制造工藝的概念,二者相關(guān),但是不相等。 在微米時(shí)代,一般這個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)字越小,晶體管的尺寸也越小,溝道長(zhǎng)度也就越小。但是在22nm節(jié)點(diǎn)之后,晶體管的實(shí)際尺寸,或者說(shuō)溝道的實(shí)際長(zhǎng)度,是長(zhǎng)于這個(gè)數(shù)字的。比方說(shuō),英特爾的14nm的晶體管,溝道長(zhǎng)度其實(shí)是20nm左右。 根據(jù)現(xiàn)在的了解,晶體管的縮小過(guò)程中涉及到三個(gè)問(wèn)題,分別是: 第一,為什么要把晶體管的尺寸縮小,以及是按照怎樣的比例縮小的。這個(gè)問(wèn)題就是在問(wèn),縮小有什么好處。 第二,為什么技術(shù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)字不能等同于晶體管的實(shí)際尺寸。或者說(shuō),在晶體管的實(shí)際尺寸并沒(méi)有按比例縮小的情況下,為什么要宣稱(chēng)是新一代的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。這個(gè)問(wèn)題就是在問(wèn),縮小有什么技術(shù)困難。 第三,晶體管具體如何縮小。也就是,技術(shù)節(jié)點(diǎn)的發(fā)展歷程是怎樣的。在每一代都有怎樣的技術(shù)進(jìn)步。這也是題主所提的真正的問(wèn)題。在這里特指晶體管的設(shè)計(jì)和材料。 2工藝節(jié)點(diǎn)演變路徑分析 2.1縮小晶體管的尺寸 第一個(gè)問(wèn)題,因?yàn)榫w管尺寸越小,速度就越快。這個(gè)快是可以直接解釋為基于晶體管的集成電路芯片的性能上去的。以微處理器CPU為例,見(jiàn)圖1,來(lái)源是40 YearsofMicroprocessorTrendData。 圖1的信息量很大,這里相關(guān)的是綠色的點(diǎn),代表CPU的時(shí)鐘頻率,越高當(dāng)然越快。可以看出直到2004年左右,CPU的時(shí)鐘頻率基本是指數(shù)上升的,背后的主要原因就是晶體管的尺寸縮小。 另外一個(gè)重要的原因是,尺寸縮小之后,集成度(單位面積的晶體管數(shù)量)提升,這有多個(gè)好處。一來(lái)可以增加芯片的功能,二來(lái)更重要的是,根據(jù)摩爾定律,集成度提升的直接結(jié)果是成本的下降。這也是為什么半導(dǎo)體行業(yè)50年來(lái)如一日地追求摩爾定律的原因,因?yàn)槿绻_(dá)不到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),你家的產(chǎn)品成本就會(huì)高于能達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)手,你家就倒閉了。 圖1微處理器芯片的發(fā)展趨勢(shì) 還有一個(gè)原因是晶體管縮小可以降低單個(gè)晶體管的功耗,因?yàn)榭s小的規(guī)則要求,同時(shí)會(huì)降低整體芯片的供電電壓,進(jìn)而降低功耗。但是有一個(gè)重要的例外,就是從物理原理上說(shuō),單位面積的功耗并不降低。因此這成為了晶體管縮小的一個(gè)很?chē)?yán)重的問(wèn)題,因?yàn)槔碚撋系挠?jì)算是理想情況,實(shí)際上,不僅不降低,反而是隨著集成度的提高而提高的。在2000年的時(shí)候,人們已經(jīng)預(yù)測(cè),根據(jù)摩爾定律的發(fā)展,如果沒(méi)有什么技術(shù)進(jìn)步的話(huà),晶體管縮小到2010年時(shí),其功耗密度可以達(dá)到火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的水平,這樣的芯片當(dāng)然是不可能正常工作的。即使達(dá)不到這個(gè)水平,溫度太高也會(huì)影響晶體管的性能。 事實(shí)上,業(yè)界現(xiàn)在也沒(méi)有找到真正徹底解決晶體管功耗問(wèn)題的方案,實(shí)際的做法是一方面降低電壓(功耗與電壓的平方成正比),一方面不再追求時(shí)鐘頻率。因此在圖1中,2005年以后,CPU頻率不再增長(zhǎng),性能的提升主要依靠多核架構(gòu)。這個(gè)被稱(chēng)作“功耗墻”,至今仍然存在,所以你買(mǎi)不到5GHz的處理器,4G的都幾乎沒(méi)有。 以上是三個(gè)縮小晶體管的主要誘因。可以看出,都是重量級(jí)的提升性能、功能、降低成本的方法,所以業(yè)界才會(huì)一直堅(jiān)持到現(xiàn)在。那么是怎樣縮小的呢。物理原理是恒定電場(chǎng),因?yàn)榫w管的物理學(xué)通俗地說(shuō),是電場(chǎng)決定的,所以只要電場(chǎng)不變,晶體管的模型就不需要改變,這種方式被證明效果最佳,被稱(chēng)為DennardScaling,提出者是IBM。 電場(chǎng)等于電壓除以尺寸。既然要縮小尺寸,就要等比降低電壓。如何縮小尺寸。簡(jiǎn)單將面積縮小到原來(lái)的一半。面積等于尺寸的平方,因此尺寸就縮小大約0.7。如果看一下晶體管技術(shù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)字[3]:130nm、90 nm、65nm、45nm、32 nm、22nm、14nm、10 nm、7nm(5nm),會(huì)發(fā)現(xiàn)是一個(gè)大約為0.7為比的等比數(shù)列,就是這個(gè)原因。當(dāng)然,前面說(shuō)過(guò),在現(xiàn)在,這只是一個(gè)命名的習(xí)慣,跟實(shí)際尺寸已經(jīng)有差距了。 2.2節(jié)點(diǎn)的數(shù)字不能等同于晶體管的實(shí)際尺寸 第二個(gè)問(wèn)題,為什么現(xiàn)在的技術(shù)節(jié)點(diǎn)不再直接反應(yīng)晶體管的尺寸呢。原因也很簡(jiǎn)單,因?yàn)闊o(wú)法做到這個(gè)程度的縮小了。有三個(gè)主要的原因。 首先,原子尺度的計(jì)量單位是安,為0.1nm。10nm的溝道長(zhǎng)度,也就只有不到100個(gè)硅原子而已。晶體管本來(lái)的物理模型這樣的:用量子力學(xué)的能帶論計(jì)算電子的分布,但是用經(jīng)典的電流理論計(jì)算電子的輸運(yùn)。電子在分布確定之后,仍然被當(dāng)作一個(gè)粒子來(lái)對(duì)待,而不是考慮它的量子效應(yīng)。因?yàn)槌叽绱螅圆恍枰5窃叫。驮讲恍辛耍托枰紤]各種復(fù)雜的物理效應(yīng),晶體管的電流模型也不再適用。 其次,即使用經(jīng)典的模型,性能上也出了問(wèn)題,這個(gè)叫做短溝道效應(yīng),其效果是損害晶體管的性能。短溝道效應(yīng)其實(shí)很好理解,通俗地講,晶體管是一個(gè)三個(gè)端口的開(kāi)關(guān)。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò),其工作原理是把電子從一端(源端)弄到另一端(漏端),這是通過(guò)溝道進(jìn)行的,另外還有一個(gè)端口(柵端)的作用是,決定這條溝道是打開(kāi)的,還是關(guān)閉的。這些操作都是通過(guò)在端口上加上特定的電壓來(lái)完成的。 晶體管性能依賴(lài)的一點(diǎn)是,必須要打得開(kāi),也要關(guān)得緊。短溝道器件,打得開(kāi)沒(méi)問(wèn)題,但是關(guān)不緊,原因就是尺寸太小,內(nèi)部有很多電場(chǎng)上的互相干擾,以前都是可以忽略不計(jì)的,現(xiàn)在則會(huì)導(dǎo)致柵端的電場(chǎng)不能夠發(fā)揮全部的作用,因此關(guān)不緊。關(guān)不緊的后果就是有漏電流,簡(jiǎn)單地說(shuō)就是不需要、浪費(fèi)的電流。這部分電流可不能小看,因?yàn)榇藭r(shí)晶體管是在休息,沒(méi)有做任何事情,卻在白白地耗電。目前,集成電路中的這部分漏電流導(dǎo)致的能耗,已經(jīng)占到了總能耗的接近半數(shù),所以也是目前晶體管設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)的一個(gè)最主要的目標(biāo)。 最后,集成電路的制造工藝也越來(lái)越難做到那么小的尺寸了。決定制造工藝的最小尺寸的東西,叫做光刻機(jī)[5]。它的功能是,把預(yù)先印制好的電路設(shè)計(jì),像洗照片一樣洗到晶片表面上去,在我看來(lái)就是一種Bug級(jí)的存在,因?yàn)橥掏侣史浅5馗摺7駝t那么復(fù)雜的集成電路,如何才能制造出來(lái)呢。比如英特爾的奔騰4處理器,據(jù)說(shuō)需要30多還是40多張不同的設(shè)計(jì)模板,先后不斷地曝光,才能完成整個(gè)處理器的設(shè)計(jì)的印制。 但是光刻機(jī),顧名思義,是用光的,當(dāng)然不是可見(jiàn)光,但總之是光。而稍有常識(shí)就會(huì)知道,所有用光的東西,都有一個(gè)本質(zhì)的問(wèn)題,就是衍射。光刻機(jī)不例外。因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題的制約,任何一臺(tái)光刻機(jī)所能刻制的最小尺寸,基本上與它所用的光源的波長(zhǎng)成正比。波長(zhǎng)越小,尺寸也就越小,這個(gè)道理是很簡(jiǎn)單的。目前的主流生產(chǎn)工藝采用荷蘭艾斯摩爾生產(chǎn)的步進(jìn)式光刻機(jī),所使用的光源是193nm的氟化氬(ArF)分子振蕩器產(chǎn)生的,被用于最精細(xì)的尺寸的光刻步驟。 相比之下,目前的最小量產(chǎn)的晶體管尺寸是20nm(14 nmnode),已經(jīng)有了10倍以上的差距。為何沒(méi)有衍射效應(yīng)呢。答案是業(yè)界十多年來(lái)在光刻技術(shù)上投入了巨資,先后開(kāi)發(fā)了各種魔改級(jí)別的技術(shù),諸如浸入式光刻(把光程放在某種液體里,因?yàn)楣獾恼凵渎矢撸钚〕叽绶幢扔谡凵渎剩⑾辔谎谀#ㄍㄟ^(guò)180度反向的方式來(lái)讓產(chǎn)生的衍射互相抵消,提高精確度)等等,就這樣一直撐到了現(xiàn)在,支持了60nm以來(lái)的所有技術(shù)節(jié)點(diǎn)的進(jìn)步。 又為何不用更小波長(zhǎng)的光源呢。答案是,工藝上暫時(shí)做不到。高端光刻機(jī)的光源,是世界級(jí)的工業(yè)難題。以上就是目前主流的深紫外曝光技術(shù)(DUV)。業(yè)界普遍認(rèn)為,7 nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)是它的極限了,甚至7nm都不一定能夠做到量產(chǎn)。下一代技術(shù)仍然在開(kāi)發(fā)之中,被稱(chēng)為極紫外(EUV),其光源降到了13 nm。但是,因?yàn)樵谶@個(gè)波長(zhǎng),已經(jīng)沒(méi)有合適的介質(zhì)可以用來(lái)折射光,構(gòu)成必須的光路了,因此這個(gè)技術(shù)里面的光學(xué)設(shè)計(jì),全部是反射,而在如此高的精度下,設(shè)計(jì)如此復(fù)雜的反射光路,本身就是難以想象的技術(shù)難題。 這還不算什么,此問(wèn)題已經(jīng)能被克服了。最難的還是光源,雖然可以產(chǎn)生所需的光線,但是強(qiáng)度遠(yuǎn)低于工業(yè)生產(chǎn)的需求,造成EUV光刻機(jī)的晶圓產(chǎn)量達(dá)不到要求,換言之拿來(lái)用就會(huì)賠本。一臺(tái)這種機(jī)器,就是上億美元。所以EUV還屬于未來(lái)。由于以上三個(gè)原因,其實(shí)很早開(kāi)始就導(dǎo)致晶體管的尺寸縮小進(jìn)入了深水區(qū),越來(lái)越難。到了22nm之后,芯片已經(jīng)無(wú)法按比例縮小了。因此,就沒(méi)有再追求一定要縮小,反而是采用了更加優(yōu)化的晶體管設(shè)計(jì),配合上CPU架構(gòu)上的多核多線程等一系列技術(shù),繼續(xù)為消費(fèi)者提供相當(dāng)于更新?lián)Q代了的產(chǎn)品性能。因?yàn)檫@個(gè)原因,技術(shù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)字仍然在縮小,但是已然不再等同于晶體管的尺寸,而是代表一系列構(gòu)成這個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的指標(biāo)的技術(shù)和工藝的總和。 2.3晶體管縮小過(guò)程中面對(duì)的問(wèn)題 第三個(gè)問(wèn)題,技術(shù)節(jié)點(diǎn)的縮小過(guò)程中,晶體管的設(shè)計(jì)是怎樣發(fā)展的。首先搞清楚,晶體管設(shè)計(jì)的思路是什么。主要的無(wú)非兩點(diǎn):第一提升開(kāi)關(guān)響應(yīng)度,第二降低漏電流。 圖2晶體管漏電流-柵電壓的關(guān)系圖 為了講清楚這個(gè)問(wèn)題,最好的方法是看圖2。晶體管物理特性圖,基本上搞清楚一張就足夠了,就是漏電流-柵電壓的關(guān)系圖,比如下面這種:橫軸代表柵電壓,縱軸代表漏電流,并且縱軸一般是對(duì)數(shù)坐標(biāo)。 前面說(shuō)過(guò),柵電壓控制晶體管的開(kāi)關(guān)。可以看出,最好的晶體管,是那種能夠在很小的柵電壓變化內(nèi),一下子就從完全關(guān)閉(漏電流為0),變成完全打開(kāi)(漏電流達(dá)到飽和值),也就是虛線。這個(gè)性質(zhì)有多方面的好處,接下來(lái)再說(shuō)。 顯然這種晶體管不存在于這個(gè)星球上。原因是,在經(jīng)典的晶體管物理理論下,衡量這個(gè)開(kāi)關(guān)響應(yīng)能力的標(biāo)準(zhǔn),叫做SubthresholdSwing(SS),有一個(gè)極限值,約為60mV/dec。英特爾的數(shù)據(jù)上,最新的14nm晶體管,這個(gè)數(shù)值大概是70mV/dec左右。并且,降低這個(gè)值,和降低漏電流、提升工作電流(提高速度)、降低功耗等要求,是等同的,因?yàn)檫@個(gè)值越低,在同樣的電壓下,漏電流就越低。而為了達(dá)到同樣的工作電流,需要的電壓就越低,這樣等同于降低了功耗。所以說(shuō)這個(gè)值是晶體管設(shè)計(jì)里面最重要的指標(biāo),不過(guò)分。 圍繞這個(gè)指標(biāo),以及背后的晶體管性能設(shè)計(jì)的幾個(gè)目標(biāo),大家都做了哪些事情呢。 先看工業(yè)界,畢竟實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。下面的記憶,和節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)不一定完全準(zhǔn)確,但具體的描述應(yīng)該沒(méi)錯(cuò):65nm引入Ge strained的溝道。strain原理是通過(guò)在適當(dāng)?shù)牡胤綋诫s一點(diǎn)點(diǎn)的鍺到硅里面去,鍺和硅的晶格常數(shù)不同,因此會(huì)導(dǎo)致硅的晶格形狀改變,而根據(jù)能帶論,這個(gè)改變可以在溝道的方向上提高電子的遷移率,而遷移率高,就會(huì)提高晶體管的工作電流。而在實(shí)際中,人們發(fā)現(xiàn),這種方法對(duì)于空穴型溝道的晶體管(pmos),比對(duì)電子型溝道的晶體管(nmos),更加有效。 圖3基本的晶體管結(jié)構(gòu) 2.4里程碑的突破,45nm引入高K值的絕緣層 (1)45nm引入了高k值絕緣層/金屬柵極的配置。這個(gè)也是一個(gè)里程碑的成果,曾經(jīng)有一位教授,當(dāng)年是在英特爾開(kāi)發(fā)了這項(xiàng)技術(shù)的團(tuán)隊(duì)的主要成員之一,因此對(duì)這一點(diǎn)提的特別多,耳濡目染就記住了。 這是兩項(xiàng)技術(shù),但其實(shí)都是為了解決同一個(gè)問(wèn)題:在很小的尺寸下,如何保證柵極有效的工作。前面沒(méi)有細(xì)說(shuō)晶體管的結(jié)構(gòu),見(jiàn)圖3。 圖3是一個(gè)最基本的晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖,現(xiàn)在的晶體管早就不長(zhǎng)這樣了,但是任何半導(dǎo)體物理都是從這兒開(kāi)始講起的,所以這是“標(biāo)配版”的晶體管,又被稱(chēng)為體硅(bulk)晶體管。gate就是柵。其中有一個(gè)oxide,絕緣層,前面沒(méi)有提到,但是卻是晶體管所有的構(gòu)件中,最關(guān)鍵的一個(gè)。它的作用是隔絕柵極和溝道。因?yàn)闁艠O開(kāi)關(guān)溝道,是通過(guò)電場(chǎng)進(jìn)行的,電場(chǎng)的產(chǎn)生又是通過(guò)在柵極上加一定的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的,但是歐姆定律告訴我們,有電壓就有電流。如果有電流從柵極流進(jìn)了溝道,那么還談什么開(kāi)關(guān),早就漏了。 所以,需要絕緣層。為什么oxide(o rdielectric)而不是insulator。因?yàn)樽钤绲慕^緣層就是和硅非常自然地共處的二氧化硅,其相對(duì)介電常數(shù)(衡量絕緣性的,越高,對(duì)晶體管性能來(lái)說(shuō)越好)約是3.9。一個(gè)好的絕緣層是晶體管的生命線。但是要說(shuō)明,硅天然就具有這么一個(gè)性能超級(jí)好的絕緣層,對(duì)于半導(dǎo)體工業(yè)來(lái)說(shuō),是一件有歷史意義的幸運(yùn)的事情。有人曾經(jīng)感慨,上帝都在幫助人類(lèi)發(fā)明集成電路,首先給了那么多的沙子(硅晶圓的原料),又給了一個(gè)完美的自然絕緣層。所以至今,硅極其難被取代。一個(gè)重要原因就是,作為制造晶體管的材料,其綜合性能太完美了。 二氧化硅雖好,在尺寸縮小到一定限度時(shí),也出現(xiàn)了問(wèn)題。縮小尺寸的過(guò)程中,電場(chǎng)強(qiáng)度是保持不變的,在這樣的情況下,從能帶的角度看,因?yàn)殡娮拥牟▌?dòng)性,如果絕緣層很窄很窄的話(huà),那么有一定的幾率電子會(huì)發(fā)生隧穿效應(yīng)而越過(guò)絕緣層的能帶勢(shì)壘,產(chǎn)生漏電流。可以想象為穿過(guò)一堵比自己高的墻。這個(gè)電流的大小和絕緣層的厚度,以及絕緣層的“勢(shì)壘高度”成負(fù)相關(guān)。因此厚度越小,勢(shì)壘越低,這個(gè)漏電流越大,對(duì)晶體管越不利。 但是在另一方面,晶體管的開(kāi)關(guān)性能、工作電流等等,都需要擁有一個(gè)很大的絕緣層電容。實(shí)際上,如果這個(gè)電容無(wú)限大的話(huà),會(huì)達(dá)到理想化的60mV/dec的SS極限指標(biāo)。這里說(shuō)的電容都是指單位面積的電容。這個(gè)電容等于介電常數(shù)除以絕緣層的厚度。顯然,厚度越小,介電常數(shù)越大,對(duì)晶體管越有利。 可以看出,已經(jīng)出現(xiàn)了一對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)上的矛盾,那就是絕緣層的厚度要不要繼續(xù)縮小。實(shí)際上在這個(gè)節(jié)點(diǎn)之前,二氧化硅已經(jīng)縮小到了不到2nm的厚度,也就是十幾個(gè)原子層的厚度,漏電流的問(wèn)題已經(jīng)取代了性能的問(wèn)題,成為頭號(hào)大敵。于是聰明絕頂?shù)娜祟?lèi),開(kāi)始想辦法。人類(lèi)很貪心的,既不愿意放棄大電容的性能增強(qiáng),又不愿意冒漏電的風(fēng)險(xiǎn)。于是人類(lèi)說(shuō),如果有一種材料,介電常數(shù)很高,同時(shí)能帶勢(shì)壘也很高,那么是不是就可以在厚度不縮小的情況下(保護(hù)漏電流),繼續(xù)提升電容(提高開(kāi)關(guān)性能)。 于是大家就開(kāi)始找,找了許多種奇奇怪怪的材料,終于最后經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,確定使用一種名為HfO2的材料。這個(gè)元素我以前聽(tīng)都沒(méi)有聽(tīng)過(guò)。這個(gè)就叫做high-k,這里的k是相對(duì)介電常數(shù)(相對(duì)于二氧化硅的而言)。當(dāng)然,這個(gè)工藝的復(fù)雜程度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這里描述的這么簡(jiǎn)單。具備high-k性質(zhì)的材料很多,但是最終被采用的材料,一定要具備許多優(yōu)秀的電學(xué)性質(zhì)。 因?yàn)槎趸枵娴氖且豁?xiàng)非常完美的晶體管絕緣層材料,而且制造工藝流程和集成電路的其它制造步驟可以方便地整合,所以找到這樣一項(xiàng)各方面都符合半導(dǎo)體工藝制造的要求的高性能絕緣層材料,是一件了不起的工程成就。 圖4三柵極晶體管結(jié)構(gòu) 至于金屬柵,是與high-k配套的一項(xiàng)技術(shù)。在晶體管的最早期,柵極是用鋁制作,后來(lái)經(jīng)過(guò)發(fā)展,改用重?fù)诫s多晶硅制作,因?yàn)楣に嚭?jiǎn)單,性能好。到了high-k這里,大家發(fā)現(xiàn),high-k材料有兩個(gè)副作用,一是會(huì)莫名其妙地降低工作電流,二是會(huì)改變晶體管的閾值電壓。閾值電壓就是把晶體管的溝道打開(kāi)所需要的最小電壓值,這個(gè)值是非常重要的晶體管參數(shù)。 這個(gè)原理不細(xì)說(shuō)了,主要原因是,high-k材料會(huì)降低溝內(nèi)的道載流子遷移率,并且影響在界面上的費(fèi)米能級(jí)的位置。載流子遷移率越低,工作電流就越低,而所謂的費(fèi)米能級(jí),是從能帶論的圖像上來(lái)解釋半導(dǎo)體電子分布的一種分析方法,簡(jiǎn)單地說(shuō),它的位置會(huì)影響晶體管的閾值電壓。這兩個(gè)問(wèn)題的產(chǎn)生,都和high-k材料內(nèi)部的偶極子分布有關(guān)。偶極子是一端正電荷一端負(fù)電荷的一對(duì)電荷系統(tǒng),可以隨著外加電場(chǎng)的方向而改變自己的分布,high-k材料的介電常數(shù)之所以高的原因,就跟內(nèi)部的偶極子有很大關(guān)系。所以這是一把雙刃劍。 于是人類(lèi)又想,就想到了用金屬做柵極,因?yàn)榻饘儆幸粋(gè)效應(yīng)叫做鏡像電荷,可以中和掉high-k材料的絕緣層里的偶極子對(duì)溝道和費(fèi)米能級(jí)的影響。這樣一來(lái)就兩全其美。至于這種或這幾種金屬究竟是什么,除了掌握技術(shù)的那幾家企業(yè)之外,外界沒(méi)有人知道,是商業(yè)機(jī)密。于是摩爾定律再次勝利。 (2)3 2nm第二代的high-k絕緣層/金屬柵工藝。因?yàn)?5nm英特爾取得了巨大的成功(在很多晶體管、微處理器的發(fā)展圖上,45nm這一代的晶體管,會(huì)在功耗、性能等方面突然出現(xiàn)一個(gè)較大的進(jìn)步標(biāo)志),32nm時(shí)候繼續(xù)在基礎(chǔ)上改換更好的材料,繼續(xù)了縮小尺寸的老路。當(dāng)然,前代的Gestrain工藝也是繼續(xù)使用的。 (3)22nmFinFET(英特爾成為T(mén)ri-gate)三柵極晶體管。 這一代的晶體管,在架構(gòu)上進(jìn)行了一次變革。變革的最早設(shè)計(jì)可以追溯到伯克利的胡正明教授2000年左右提出的三柵極和環(huán)柵晶體管物理模型,后來(lái)被英特爾變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。 圖4是FinFET一般模型。它的實(shí)質(zhì)上是增加了一個(gè)柵極。直觀地說(shuō),如果看回前面的那張“標(biāo)配版”的晶體管結(jié)構(gòu)圖的話(huà),在尺寸很短的晶體管里面,因?yàn)槎虦系佬?yīng),漏電流是比較嚴(yán)重的。而大部分的漏電流,是通過(guò)溝道下方的那片區(qū)域流通的。溝道在圖上并沒(méi)有標(biāo)出來(lái),是位于氧化絕緣層以下、硅晶圓表面的非常非常薄(1~2 nm)的一個(gè)窄窄的薄層。溝道下方的區(qū)域被稱(chēng)為耗盡層,就是大部分的淺色區(qū)域。 圖5SOI(絕緣層上硅)晶體管結(jié)構(gòu) 圖6FinFET晶體管結(jié)構(gòu) 2.5聰明的IBM,天才的英特爾。 于是有人就開(kāi)始想啊,既然電子是在溝道中運(yùn)動(dòng),那么我為何非要在溝道下面留有這么一大片耗盡層呢。當(dāng)然這是有原因的,因?yàn)槲锢砟P托枰@片區(qū)域來(lái)平衡電荷。但是在短溝道器件里面,沒(méi)有必要非要把耗盡層和溝道放在一起,等著漏電流白白地流過(guò)去。于是有人(IBM)開(kāi)了一個(gè)腦洞:把這部分硅直接拿掉,換成絕緣層,絕緣層下面才是剩下的硅,這樣溝道就和耗盡層分開(kāi)了,因?yàn)殡娮觼?lái)源于兩極,但是兩極和耗盡層之間,被絕緣層隔開(kāi)了,這樣除了溝道之外,就不會(huì)漏電了。比如圖5這樣。這個(gè)叫做SOI(絕緣層上硅)[10],雖然沒(méi)有成為主流,但是因?yàn)橛衅鋬?yōu)勢(shì),所以現(xiàn)在還有制造廠在搞。 有人(英特爾)又想了,既然都是拿掉耗盡層的硅,插入一層氧化層,那么為什么非要放上一堆沒(méi)用的硅在下面,直接在氧化層底下,再弄一個(gè)柵極,兩邊夾著溝道,豈不是更好。看看IBM,是否有雄心。但是英特爾還覺(jué)得不夠,又想,既然如此,有什么必要非得把氧化層埋在硅里面。把硅弄出來(lái),周?chē)袢髦我粯拥乇话辖^緣層,外面再放上柵極,豈不是更加優(yōu)化。于是就有了FinFET,圖6這種。FinFET勝出在于,不僅大大降低了漏電流,而且因?yàn)橛卸嘁粋(gè)柵極,這兩個(gè)柵極一般都是連在一起的,因此等于大大地增加了前面說(shuō)過(guò)的那個(gè)絕緣層電容,也就是大大地提升了晶體管的開(kāi)關(guān)性能。所以又是一次革命式的進(jìn)步。 圖714nmFinFET結(jié)構(gòu) 這個(gè)設(shè)計(jì)其實(shí)不難想到,難的是,能夠做到。為什么呢。因?yàn)樨Q起來(lái)的那一部分硅,也就是用作溝道的硅,太薄了,只有不到10nm,不僅遠(yuǎn)小于晶體管的最小尺寸,也遠(yuǎn)小于最精密的光刻機(jī)所能刻制的最小尺寸。于是如何把這個(gè)Fin給弄出來(lái),還得弄好,成了真正的難題。 英特爾的做法是很聰明的,解釋起來(lái)需要很多張工藝流程圖。但是基本原理是,這部分硅不是光刻出來(lái)的,而是長(zhǎng)出來(lái)的。它先用普通精度的光刻刻出一堆架子,然后再沉淀一層硅,在架子的邊緣就會(huì)長(zhǎng)出一層很薄的硅,然后再用選擇性的刻蝕把多余的材料弄走,剩下的就是這些立著的、超薄的硅Fin了。當(dāng)時(shí)說(shuō)出這套方法的時(shí)候,徹底絕了。14nm繼續(xù)FinFET。接著是英特爾的14 nm晶體管的SEM橫截面圖,大家感受一下,F(xiàn)in的寬度只有平均9 nm。當(dāng)然了,在所有的后代的技術(shù)節(jié)點(diǎn)中,前代的技術(shù)也是繼續(xù)整合采用的。所以現(xiàn)在,在業(yè)界和研究中,一般聽(tīng)到的晶體管,都被稱(chēng)作high-k/metalgate Ge-strained14nmFinFET(圖7),整合了多年的技術(shù)精華。 2.6為摩爾定律的延續(xù)而奮斗 而在學(xué)術(shù)界,近些年陸續(xù)搞出了各種異想天開(kāi)的新設(shè)計(jì),比如隧穿晶體管、負(fù)電容效應(yīng)晶體管、碳納米管等等。所有這些設(shè)計(jì),基本是四個(gè)方向,材料、機(jī)理、工藝、結(jié)構(gòu)。而所有的設(shè)計(jì)方案,其實(shí)可以用一條簡(jiǎn)單的思路概括,就是前面提到的那個(gè)SS值的決定公式,里面有兩項(xiàng)相乘組成: (Forthisexpression.Thefirst termcouldbeseenaselectrostatics,thesecondtermcouldbeseen astransport.Thisisnotaveryphysicallystrictway todescribe,butitprovidesaconvenientpictureofvariouswaystoimprove transistorproperties.) 因此,改進(jìn)要么是改善晶體管的靜電物理(electrostatics),這是其中一項(xiàng),要么改善溝道的輸運(yùn)性質(zhì)(transport),這是另一項(xiàng)。而晶體管設(shè)計(jì)里面,除了考慮開(kāi)關(guān)性能之外,還需要考慮另一個(gè)性能,就是飽和電流問(wèn)題。很多人對(duì)這個(gè)問(wèn)題有誤解,以為飽不飽和不重要,其實(shí)電流能飽和才是晶體管能夠有效工作的根本原因,因?yàn)椴伙柡偷脑?huà),晶體管就不能保持信號(hào)的傳遞,因此無(wú)法攜帶負(fù)載,換言之只中看,不中用,放到電路里面去,根本不能正常工作的。 舉個(gè)例子,有段時(shí)間石墨烯晶體管很火,石墨烯作溝道的思路是第二項(xiàng),就是輸運(yùn),因?yàn)槭┑碾娮舆w移率遠(yuǎn)遠(yuǎn)地完爆硅。但直到目前,石墨烯晶體管還沒(méi)有太多的進(jìn)展,因?yàn)槭┯袀(gè)硬傷,就是不能飽和電流。但是,去年貌似聽(tīng)說(shuō)有人能做到調(diào)控石墨烯的能帶間隙打開(kāi)到關(guān)閉,石墨烯不再僅僅是零帶隙,想來(lái)這或許會(huì)在晶體管材料方面產(chǎn)生積極的影響。 在2016年的IEDM會(huì)議上,臺(tái)積電已經(jīng)領(lǐng)先英特爾,發(fā)布了7nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的晶體管樣品,而英特爾已經(jīng)推遲了10nm的發(fā)布。當(dāng)然,兩者的技術(shù)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不一樣,臺(tái)積電的7nm其實(shí)相當(dāng)于英特爾的10nm,但是臺(tái)積電率先拿出了成品。三星貌似也在會(huì)上發(fā)表了自己的7nm產(chǎn)品。可以看出,摩爾定律確實(shí)放緩了。22nm是在2010年左右出來(lái)的,到了2017年現(xiàn)在,技術(shù)節(jié)點(diǎn)并沒(méi)有進(jìn)步到10nm以下。 而且2016年,ITRS已經(jīng)宣布不再制定新的技術(shù)路線圖,換言之,權(quán)威的國(guó)際半導(dǎo)體機(jī)構(gòu)已經(jīng)不認(rèn)為,摩爾定律的縮小可以繼續(xù)下去了。這就是技術(shù)節(jié)點(diǎn)的主要現(xiàn)狀。 3結(jié)語(yǔ) 技術(shù)節(jié)點(diǎn)不能進(jìn)步,是不是一定就是壞事。其實(shí)不一定。28nm這個(gè)節(jié)點(diǎn),其實(shí)不屬于前面提到的標(biāo)準(zhǔn)的dennardscaling的一部分,但是這個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn),直到現(xiàn)在,仍然在半導(dǎo)體制造業(yè)界占據(jù)了很大的一塊市場(chǎng)份額。臺(tái)積電、中芯國(guó)際等這樣的大代工廠,都是在28nm上玩得很轉(zhuǎn)的。為何,因?yàn)檫@個(gè)節(jié)點(diǎn)被證明是一個(gè)在成本、性能、需求等多方面達(dá)到了比較優(yōu)化的組合的一個(gè)節(jié)點(diǎn),很多芯片產(chǎn)品,并不需要使用過(guò)于昂貴的FinFET技術(shù),28 nm能夠滿(mǎn)足自己的需求。 但是有一些產(chǎn)品,比如主流的CPU、GPU、FPGA、memory等,其性能的提升有相當(dāng)一部分是來(lái)自于芯片制造工藝的進(jìn)步。所以再往后如何繼續(xù)提升這些產(chǎn)品的性能,是很多人心中的問(wèn)號(hào),也是新的機(jī)會(huì)。
        導(dǎo)電橡膠通常是指體積電阻在10的9次歐姆厘米以?xún)?nèi),由于橡膠是優(yōu)良的絕緣體,體積電阻大于10的14次左右。導(dǎo)電橡膠分為防靜電級(jí)別導(dǎo)電橡膠,體積電阻在10的5次至10的9次方之間,導(dǎo)電炭黑填充的導(dǎo)電橡膠,體積電阻通常可保持在幾千歐,甚至更低到一二百歐,再低低于50歐姆厘米的已經(jīng)是難度非常大。當(dāng)體積電阻低于10歐姆厘米以下時(shí),導(dǎo)電橡膠即具有電磁屏蔽功能。下文講的即是體積電阻在10歐姆厘米以下,主要用于電磁屏蔽場(chǎng)合。 導(dǎo)電橡膠是否真的能導(dǎo)電? 依據(jù)電流、電壓和電阻的關(guān)系,只有電壓降時(shí),總是會(huì)存在一定電流流動(dòng),只是電流太小,人感覺(jué)不到。導(dǎo)電橡膠的體積電阻相對(duì)金屬還是很大,依據(jù)體積電阻與距離成反比的關(guān)系,距離越長(zhǎng),阻值越大。在醫(yī)用電極上,導(dǎo)電橡膠已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,此時(shí)導(dǎo)電橡膠電極較薄,一般是在1mm以下,電極只是在上下二個(gè)面接觸,即距離只有1mm,這時(shí)導(dǎo)電橡膠是完全通電的。 導(dǎo)電橡膠是將玻璃鍍銀、鋁鍍銀、銀等導(dǎo)電顆粒均勻分布在硅橡膠中,通過(guò)壓力使導(dǎo)電顆粒接觸,達(dá)到良好的導(dǎo)電性能。在商業(yè)上都有應(yīng)用。其主要作用是密封和電磁屏蔽。產(chǎn)品可以模壓或擠出成形,有片裝或其他的沖切形狀可供選擇。屏蔽性能高達(dá)120dB(10GHz)。分為CONSIL-NC(石墨鍍鎳填硅橡膠)CONSIL-V(銀填充硅橡膠擠出襯墊)CONSIL-A(鋁鍍銀填硅橡膠)CONSIL-N(鎳鍍銀填硅橡膠)CONSIL-C(銅鍍銀填硅橡膠)SC-CONSIL(石墨填硅橡膠CONSIL-R(純銀填硅橡膠)CONSIL-II(銀填硅橡膠模制襯墊)等。
        5月24日消息,根據(jù)研究機(jī)構(gòu)Counterpoint的最新報(bào)告,中芯國(guó)際在2024年第一季度的全球晶圓代工行業(yè)中取得了歷史性的突破,以6%的市場(chǎng)份額升至全球第三大晶圓代工廠,僅次于臺(tái)積電和三星。報(bào)告指出,盡管2024年第一季度全球晶圓代工業(yè)營(yíng)收環(huán)比下滑了5%,但同比增長(zhǎng)了12%。中芯國(guó)際的上升主要得益于其在CMOS圖像傳感器(CIS)、電源管理IC(PMIC)、物聯(lián)網(wǎng)芯片和顯示驅(qū)動(dòng)IC(DDIC)等業(yè)務(wù)的增長(zhǎng),以及市場(chǎng)的復(fù)蘇。此外,隨著客戶(hù)補(bǔ)充庫(kù)存需求的擴(kuò)大,中芯國(guó)際預(yù)計(jì)在第二季度將繼續(xù)保持增長(zhǎng)勢(shì)頭。臺(tái)積電繼續(xù)保持其在晶圓代工行業(yè)的領(lǐng)先地位,一季度份額占比達(dá)到62%,遠(yuǎn)超預(yù)期。臺(tái)積電還將AI相關(guān)收入年均復(fù)合增長(zhǎng)率50%的持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)至2028年,顯示出其在AI領(lǐng)域的強(qiáng)勁動(dòng)力和長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃。三星作為第二大代工廠,占據(jù)了13%的市場(chǎng)份額,盡管中低端手機(jī)市場(chǎng)需求相對(duì)疲軟,三星預(yù)計(jì)隨著第二季度需求的改善,晶圓代工收入將出現(xiàn)兩位數(shù)百分比的反彈。Counterpoint機(jī)構(gòu)還觀察到,半導(dǎo)體行業(yè)在2024年第一季度已顯露出需求復(fù)蘇的跡象,盡管這一進(jìn)展相對(duì)緩慢,經(jīng)過(guò)連續(xù)幾個(gè)季度的去庫(kù)存,渠道庫(kù)存已經(jīng)正常化。該機(jī)構(gòu)認(rèn)為,AI的強(qiáng)勁需求和終端產(chǎn)品需求的復(fù)蘇將成為2024年晶圓代工行業(yè)的主要增長(zhǎng)動(dòng)力。
        半導(dǎo)體封裝工藝的研究分析 對(duì)半導(dǎo)體封裝工藝的研究,先探析半導(dǎo)體工藝概述,能對(duì)其工作原理有一定的了解與掌握;再考慮半導(dǎo)體封裝工藝流程,目的是在作業(yè)階段嚴(yán)謹(jǐn)管控,能采用精細(xì)化管理模式,在細(xì)節(jié)上規(guī)避常規(guī)問(wèn)題發(fā)生;再?gòu)男聲r(shí)代發(fā)展背景下提出半導(dǎo)體封裝工藝面臨的挑戰(zhàn),建議把工作重心放在半導(dǎo)體封裝工藝質(zhì)量控制方面,要對(duì)其要點(diǎn)內(nèi)容全面掌握,才可有效提升半導(dǎo)體封裝工藝質(zhì)量。 從半導(dǎo)體封裝工藝質(zhì)量控制方面分析,在實(shí)踐階段就有較大難度,主要考慮該工藝流程較多,各流程均有明確的內(nèi)容及要求,工藝流程間還有相互的影響性,在實(shí)踐作業(yè)階段需嚴(yán)謹(jǐn)控制,工作人員能本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度多角度探析,在科技手段的合理應(yīng)用下,提高半導(dǎo)體封裝工藝質(zhì)量與技術(shù)水平,關(guān)系到實(shí)踐應(yīng)用綜合成效,確保良好的綜合效益。 半導(dǎo)體工藝概述 半導(dǎo)體工藝主要是應(yīng)用微細(xì)加工技術(shù)、膜技術(shù),把芯片及其他要素在各個(gè)區(qū)域中充分連接,如:基板、框架等區(qū)域中,有利于引出接線端子,通過(guò)可塑性絕緣介質(zhì)后灌封固定,使其形成一個(gè)整體,以立體結(jié)構(gòu)方式呈現(xiàn),最終形成半導(dǎo)體封裝工藝。半導(dǎo)體工藝概念也屬于半導(dǎo)體芯片封裝的狹義定義。從廣義方面探究,是指封裝工程,要與基板連接固定,再配置相應(yīng)的電子設(shè)備,構(gòu)建成一個(gè)完整的系統(tǒng),并有較強(qiáng)的綜合性能。 半導(dǎo)體封裝工藝流程 半導(dǎo)體封裝工藝流程所包括的工作內(nèi)容較多,如圖1所示,各流程中的具體要求不同,但作業(yè)流程間存在密切關(guān)系,還需在實(shí)踐階段詳細(xì)分析,具體內(nèi)容如下。 芯片切割 半導(dǎo)體封裝工藝中半導(dǎo)體封裝工藝芯片切割,主要是把硅片切成單個(gè)芯片,并第一時(shí)間處理硅片上的硅屑,避免對(duì)后續(xù)工作開(kāi)展及質(zhì)量控制造成阻礙。 貼片工藝 貼片工藝主要考慮到硅片在磨片過(guò)程避免其電路受損,選擇外貼一層保護(hù)膜的方式對(duì)其有效處理,始終都強(qiáng)調(diào)著電路完整性。 焊接鍵合工藝 控制焊接鍵合工藝質(zhì)量,會(huì)應(yīng)用到不同類(lèi)型的金線,并把芯片上的引線孔與框架襯墊上的引腳充分連接,保證芯片能與外部電路相連,影響工藝整體性。通常情況下,會(huì)應(yīng)用搭配摻雜金線、合金金線。 例如:摻雜金線包括GS、GW、TS三種型號(hào),均處于半硬態(tài)的狀態(tài)。其中,GS摻雜金線適合應(yīng)用在弧高大于250μm的高弧鍵合范疇內(nèi);GW摻雜金線適合應(yīng)用在弧高200~300μm的中高弧鍵合范疇內(nèi);TS摻雜金線適合應(yīng)用在弧高100~200μm的中低弧鍵合范疇內(nèi)。而合金金線主要包括兩種型號(hào),分別是AG2、AG3,適合應(yīng)用在弧高70~100μm的低弧鍵合范疇內(nèi)。較特殊的是摻雜金線、合金金線直徑可選擇性較多,如:0.013mm、0.014mm、0.015mm、…、0.045mm、0.050mm、0.060mm、0.070mm。在工藝質(zhì)量控制階段需依據(jù)作業(yè)要求及標(biāo)準(zhǔn),合理選擇金線類(lèi)型及直徑,也能滿(mǎn)足工藝質(zhì)量管控要求。 塑封工藝 塑封元件的主要線路是模塑,塑封工藝的質(zhì)量控制,是為了對(duì)各元件進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù),尤其是在外力因素影響下,部分元件損壞程度不同,需在工藝質(zhì)量控制階段就能對(duì)元件物理特性詳細(xì)分析。 當(dāng)前,在塑封工藝處理階段會(huì)主要應(yīng)用3種方式,分別是陶瓷封裝、塑料封裝、傳統(tǒng)封裝,考慮全球芯片生產(chǎn)要求,所有封裝類(lèi)型的比例控制也是一項(xiàng)極其重要的工作,在整個(gè)操作的過(guò)程中對(duì)人員綜合能力提出較高要求,把已經(jīng)完工的芯片在環(huán)氧樹(shù)脂集合物的應(yīng)用條件下,與引線框架包封在一起,先對(duì)引線鍵合的芯片、引線框架預(yù)熱處理,然后放在封裝模上(壓模機(jī)),啟動(dòng)壓膜、關(guān)閉上下模,使樹(shù)脂處于半融化狀態(tài)被擠到模當(dāng)中,待其充分填充及硬化后可開(kāi)模取出成品。 在操作環(huán)節(jié)中需要注意的是突發(fā)性問(wèn)題,如:封裝方式、尺寸差異等,建議在模具選擇與使用階段均能?chē)?yán)謹(jǐn)控制,不能單一化地考慮模具專(zhuān)用設(shè)備的價(jià)格,還需保證整個(gè)工藝質(zhì)量與作業(yè)成效,其中就把控自動(dòng)上料系統(tǒng)(如圖2所示),在實(shí)踐中做好質(zhì)量控制工作,才能實(shí)現(xiàn)預(yù)期作業(yè)目標(biāo)。 后固化工藝 待塑封工藝處理工作完成后,還需對(duì)其進(jìn)行后固化處理,重點(diǎn)考慮工藝周?chē)蚬軞じ浇卸嘤嗖牧希纾簾o(wú)關(guān)緊要的連接材料,還需在此環(huán)節(jié)中也需做好工藝質(zhì)量控制,尤其是把管殼周?chē)嘤嗟牟牧媳仨毴コ苊庥绊懻w工藝質(zhì)量及外觀效果。 測(cè)試工藝 待上述工藝流程均順利地完成后,還需對(duì)該工藝的整體質(zhì)量做好測(cè)試工作,此環(huán)節(jié)中應(yīng)用到先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)及配套設(shè)施,保證各項(xiàng)條件能滿(mǎn)足測(cè)試工作開(kāi)展要求。同時(shí),還能在測(cè)試過(guò)程中對(duì)各信息數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄,核心要點(diǎn)是芯片是否正常工作,主要是根據(jù)芯片性能等級(jí)進(jìn)行詳細(xì)分析。因測(cè)試設(shè)備采購(gòu)價(jià)格較高,會(huì)在此方面產(chǎn)生較大的投資成本,為避免產(chǎn)生不利的影響,依然是把工作要點(diǎn)放在工序段工藝質(zhì)控方面,主要包含外觀檢測(cè)、電氣性能測(cè)試兩部分。 例如:電氣性能測(cè)試,主要是對(duì)集成電路進(jìn)行測(cè)試,會(huì)選擇自動(dòng)測(cè)試設(shè)備開(kāi)展單芯片測(cè)試工作,還能在測(cè)試的過(guò)程中把各集成電路快速地插入到測(cè)試儀所對(duì)應(yīng)的電氣連接小孔中,各小孔均有針,并有一定的彈性,與芯片的管腳充分接觸,順利地完成了電學(xué)測(cè)試工作。而外觀檢測(cè),是工作人員借助顯微鏡對(duì)各完成封裝芯片詳細(xì)觀察,保證其外觀無(wú)瑕疵,也能確保半導(dǎo)體封裝工藝質(zhì)量。 打標(biāo)工藝 打標(biāo)工藝是把已經(jīng)完成測(cè)試的芯片傳輸?shù)桨氤善穫}(cāng)庫(kù)中,完成最后的終加工,檢查工藝質(zhì)量,做好包裝及發(fā)貨工作。此工藝的流程包括三方面。 1)電鍍。待管腳成型后,要在其表面涂刷防腐材料,避免管腳出現(xiàn)氧化、腐蝕等現(xiàn)象。通常情況下,均會(huì)采用電鍍沉淀技術(shù),是因?yàn)榇蟛糠值墓苣_在加工階段均會(huì)選擇錫材料,考慮此類(lèi)材料自身的性質(zhì)與特點(diǎn),也需做好防腐、防蝕工作。 2)打彎。簡(jiǎn)單是說(shuō),是把上述環(huán)節(jié)中處理后的管腳進(jìn)行成型操作,待鑄模成型后,能把集成電路的條帶置于管腳去邊成型工具中,主要是對(duì)管腳加工處理,控制管腳形狀,一般為J型或L型,并在其表面貼片封裝,也關(guān)系工藝整體質(zhì)量。 3)激光打印。主要就是在已經(jīng)成型的產(chǎn)品印制圖案,是在前期設(shè)計(jì)階段就做好了圖案設(shè)計(jì)工作,也相當(dāng)于半導(dǎo)體封裝工藝的一種特殊標(biāo)志(如圖3所示)。
        我們聊聊芯片設(shè)計(jì)、流片、驗(yàn)證、制造、成本的那些事;流片對(duì)于芯片設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)就是參加一次大考。 流片的重要性就在于能夠檢驗(yàn)芯片設(shè)計(jì)是否成功,是芯片制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也就是將設(shè)計(jì)好的方案交給芯片制造廠生產(chǎn)出樣品。檢測(cè)設(shè)計(jì)的芯片是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,或者是否需要進(jìn)一步優(yōu)化;如果能夠生產(chǎn)出符合要求的芯片,那么就可以大規(guī)模生產(chǎn)了。 上圖流程的輸入是芯片立項(xiàng)設(shè)計(jì),輸出是做好的芯片晶圓。 一、晶圓術(shù)語(yǔ) 1.芯片(chip、die)、器件(device)、電路(circuit)、微芯片(microchip)或條碼(bar):所有這些名詞指的是在晶圓表面占大部分面積的微芯片圖形; 2.劃片線(scribeline、sawline)或街區(qū)(street、avenue):這些區(qū)域是在晶圓上用來(lái)分隔不同芯片之間的間隔區(qū)。劃片線通常是空白的,但有些公司在間隔區(qū)內(nèi)放置對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記,或測(cè)試的結(jié)構(gòu); 3.工程實(shí)驗(yàn)片(engineeringdie)和測(cè)試芯片(testdie):這些芯片與正式芯片或電路芯片不同。它包括特殊的器件和電路模塊用于晶圓生產(chǎn)工藝的電性測(cè)試; 4.邊緣芯片(edgedie):在晶圓邊上的一些掩膜殘缺不全的芯片而產(chǎn)生的面積損耗。由于單個(gè)芯片尺寸增大而造成的更多邊緣浪費(fèi)會(huì)由采用更大直徑晶圓所彌補(bǔ)。推動(dòng)半導(dǎo)體工業(yè)向更大直徑晶圓發(fā)展的動(dòng)力之一就是為了減少邊緣芯片所占的面積; 5.晶圓的晶面(wafercrystalplane):圖中的剖面標(biāo)示了器件下面的晶格構(gòu)造,此圖中顯示的器件邊緣與晶格構(gòu)造的方向是確定的; 6.晶圓定位邊(waferflats)/凹槽(notche):圖示的晶圓由注定位邊(majorflat)和副定位邊(minorflat),表示這是一個(gè)P型<100>晶向的晶圓。300mm和450mm直徑的晶圓都是用凹槽作為晶格導(dǎo)向的標(biāo)識(shí)。這些定位邊和凹槽在一些晶圓生產(chǎn)工藝中還輔助晶圓的套準(zhǔn)。 二、芯片的流片方式(FullMask、MPW) FullMask和MPW都是集成電路的一種流片(將設(shè)計(jì)結(jié)果交出去進(jìn)行生產(chǎn)制造)方式。FullMask是“全掩膜”的意思,即制造流程中的全部掩膜都為某個(gè)設(shè)計(jì)服務(wù);而MPW全稱(chēng)為MultiProjectWafer,直譯為多項(xiàng)目晶圓,即多個(gè)項(xiàng)目共享某個(gè)晶圓,也即同一次制造流程可以承擔(dān)多個(gè)IC設(shè)計(jì)的制造任務(wù)。 1.FullMask,“全掩膜”,即制造流程中的全部掩膜都為某個(gè)設(shè)計(jì)服務(wù);FullMask的芯片,一片晶圓可以產(chǎn)出上千片DIE;然后封裝成芯片,可以支撐大批量的客戶(hù)需求。 2.MPW全名叫MultiProjectWafer,和電路設(shè)計(jì)PCB的拼板打樣類(lèi)似,叫多項(xiàng)目晶圓。多項(xiàng)目晶圓就是將多個(gè)使用相同工藝的集成電路設(shè)計(jì)放在同一晶圓片上流片,制造完成后,每個(gè)設(shè)計(jì)可以得到數(shù)十片芯片樣品,這一數(shù)量對(duì)于原型(Prototype)設(shè)計(jì)階段的實(shí)驗(yàn)、測(cè)試已經(jīng)足夠。這種操作方式可以讓流片費(fèi)下降90%-95%,也就大幅降低了芯片研發(fā)的成本。 晶圓廠每年都會(huì)有固定的幾次MPW機(jī)會(huì),叫Shuttle(班車(chē)),到點(diǎn)即發(fā)車(chē),是不是非常形象不同公司拼Wafer,得有個(gè)規(guī)則,MPW按SEAT來(lái)鎖定面積,一個(gè)SEAT一般是3mm*4mm的一塊區(qū)域,一般晶圓廠為了保障不同芯片公司均能參與MPW,對(duì)每家公司預(yù)定的SEAT數(shù)目會(huì)限制(其實(shí)SEAT多成本就上去了,MPW意義也沒(méi)有了)。MPW優(yōu)勢(shì)投片成本小,一般就小幾十萬(wàn),可以很好降低風(fēng)險(xiǎn);需要注意的是MPW從生產(chǎn)角度是一次完整的生產(chǎn)流程,因此其還是一樣耗時(shí)間,一次MPW一般需要6~9個(gè)月,會(huì)帶來(lái)芯片的交付時(shí)間后延。 因?yàn)槭瞧碬afer,因此通過(guò)MPW拿到的芯片數(shù)目就會(huì)很有限,主要用于芯片公司內(nèi)部做驗(yàn)證測(cè)試,也可能會(huì)提供給極少數(shù)的頭部客戶(hù)。從這里大家可能已經(jīng)了解了,MPW是一個(gè)不完整的,不可量產(chǎn)的投片。 3.晶圓生產(chǎn)角度介紹MPW 畢竟芯片加工還是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過(guò)程,我相信很多朋友看完第一和小二之前理解的晶圓結(jié)構(gòu),是下圖的,一個(gè)框歸屬于一個(gè)芯片公司。 實(shí)則不然,這就需要和晶圓的生產(chǎn)流程的光刻技術(shù)相關(guān)了;現(xiàn)階段的光刻技術(shù)DUV/EUV等,大多采用縮影的方式進(jìn)行曝光,如下圖所示: 采用1:5放大的mask,對(duì)晶圓進(jìn)行曝光,一次曝光的矩形區(qū)域通常稱(chēng)為一個(gè)shot,完成曝光后,光刻機(jī)自動(dòng)調(diào)整晶圓位置,對(duì)下個(gè)shot進(jìn)行曝光,如此循環(huán)(Step-and-Repeat),直到整個(gè)晶圓完成曝光,而這一個(gè)Shot的區(qū)域,則是大家一起分擔(dān)SEAT的區(qū)域; 如下示意圖中,一個(gè)Shot里面劃分4個(gè)小格,每個(gè)格子給到一家廠商的設(shè)計(jì),MPW晶圓一般20個(gè)以?xún)?nèi)用戶(hù)。 三、芯片ECO流程 ECO指的是EngineeringChangeOrder,即工程變更指令。ECO可以發(fā)生在Tapeout之前,過(guò)程中,或者之后;Tapeout之后的ECO,改動(dòng)少的可能僅需要改幾層Metallayer,改動(dòng)大可能需要?jiǎng)邮畮讓覯etallayer,甚至重新流片。ECO的實(shí)現(xiàn)流程如下圖所示: 如果MPW或者FullMask的芯片,驗(yàn)證有功能或者性能缺陷,通過(guò)ECO對(duì)電路和標(biāo)準(zhǔn)單元布局進(jìn)行小范圍調(diào)整,保持原設(shè)計(jì)布局布線結(jié)果基本不變的前提下做小規(guī)模優(yōu)化,修復(fù)芯片的剩余違例,最終達(dá)到芯片的簽核標(biāo)準(zhǔn)。不能通過(guò)后端布局布線的流程來(lái)修復(fù)違例(重新走一遍流程太費(fèi)時(shí)了),而要通過(guò)ECO的流程來(lái)進(jìn)行時(shí)序、DRC、DRV以及功耗等優(yōu)化。 四、流片Corner 1.Corner是芯片制造是一個(gè)物理過(guò)程,存在著工藝偏差(包括摻雜濃度、擴(kuò)散深度、刻蝕程度等),導(dǎo)致不同批次之間,同一批次不同晶圓之間,同一晶圓不同芯片之間情況都是不相同的。 在一片wafer上,不可能每點(diǎn)的載流子平均漂移速度都是一樣的,隨著電壓、溫度不同,它們的特性也會(huì)不同,把他們分類(lèi)就有了PVT(Process,Voltage,Temperature),而Process又分為不同的corner:TT:TypicalNTypicalPFF:FastNFastPSS:SlowNSlowPFS:FastNSlowPSF:SlowNFastP第一個(gè)字母代表NMOS,第二個(gè)字母代表PMOS,都是針對(duì)不同濃度的N型和P型摻雜來(lái)說(shuō)的。NMOS和PMOS在工藝上是獨(dú)立做出來(lái)的,彼此之間不會(huì)影響,但是對(duì)于電路,NMOS和PMOS是同時(shí)工作的,會(huì)出現(xiàn)NMOS快的同時(shí)PMOS也快,或者慢,所以會(huì)出現(xiàn)FF、SS、FS、SF四種情況。通過(guò)Process注入的調(diào)整,模擬器件速度快慢,同時(shí)根據(jù)偏差大小設(shè)定不同等級(jí)的FF和SS。正常情況下大部分是TT,而以上5種corner在+/-3sigma可以覆蓋約99.73%的范圍,這種隨機(jī)性的發(fā)生符合正態(tài)分布。 2.Cornerwafer的意義在工程片流片的時(shí)候,F(xiàn)AB會(huì)pirun關(guān)鍵層次調(diào)整inlinevariation,有的還會(huì)下backupwafer以保證出貨的wafer器件ontarget,即在TTcorner附近。如果單純是為了做一些樣品出來(lái),只進(jìn)行工程片流片,那可以不驗(yàn)證corner,但如果為了后續(xù)量產(chǎn)準(zhǔn)備,是必須要考慮corner的。由于工藝在制作過(guò)程中會(huì)有偏差,而corner是對(duì)產(chǎn)線正常波動(dòng)的預(yù)估,F(xiàn)AB也會(huì)對(duì)量產(chǎn)芯片的corner驗(yàn)證有所要求。所以在設(shè)計(jì)階段就要滿(mǎn)足corner,在各種corner和極限溫度條件下對(duì)電路進(jìn)行仿真,使其在各種corner上都能正常工作,才能使最終生產(chǎn)出的芯片良率高。 3.CornerSplitTable策略對(duì)于產(chǎn)品來(lái)講,一般corner做到spec上,正常情況下spec有6個(gè)sigma,如FF2(或2FF)表示往快的方向偏2個(gè)Sigma,SS3(或3SS)表示往慢的方向偏3個(gè)Sigma。Sigma主要表征了Vt的波動(dòng),波動(dòng)大sigma就大,這里3個(gè)sigma就是在工藝器件的spec線上,可以允許超出一點(diǎn)點(diǎn),因?yàn)榫上波動(dòng)不可能正正好好做到spec上。 如下是55nmLogic工藝片的例,擬定的cornersplittable: ①#1&#2兩片pilotwafer,一片盲封,一片測(cè)CP; ②#3&#4兩片hold在Contact,為后道改版預(yù)留工程wafer,可以節(jié)省ECO流片時(shí)間; ③#5~#12八片hold在Poly,等pilot的結(jié)果看是否需要調(diào)整器件速度,并驗(yàn)證corner; ④除了留有足夠的芯片用于測(cè)試驗(yàn)證,MetalFix,還應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目需求,預(yù)留盡可能多的wafer作為量產(chǎn)出貨。 4.確認(rèn)Corner結(jié)果 首先,大部分都應(yīng)該落于四個(gè)corner決定的window范圍內(nèi),如果出現(xiàn)大的偏差,那可能是工藝shift。如果各個(gè)corner的良率都沒(méi)影響符合預(yù)期,那說(shuō)明工藝窗口充分。如果有個(gè)別條件良率低,那就需要調(diào)整工藝窗口。Cornerwafer的目的是驗(yàn)證設(shè)計(jì)余量,考察良率是否有損失。大體上,超出這個(gè)corner約束性能范圍內(nèi)的芯片報(bào)廢。 Corner驗(yàn)證對(duì)標(biāo)的是WAT測(cè)試結(jié)果,一般由FAB主導(dǎo),但是cornerwafer的費(fèi)用是由設(shè)計(jì)公司承擔(dān)的。一般成熟穩(wěn)定的工藝,同一片wafer上的芯片,同一批次的wafer甚至不同批次的wafer參數(shù)都是很接近的,偏差的范圍相對(duì)不會(huì)很大。工藝角(ProcessCorner)PVT(PrecessVoltageTemperature)工藝誤差與雙極晶體管不同,在不同的晶片之間以及在不同的批次之間,MOSFETs參數(shù)變化很大。 為了在一定程度上減輕電路設(shè)計(jì)任務(wù)的困難,工藝工程師們要保證器件的性能在某個(gè)范圍內(nèi),大體上,他們以報(bào)廢超出這個(gè)性能范圍的芯片的措施來(lái)嚴(yán)格控制預(yù)期的參數(shù)變化。 ①M(fèi)OS管的快慢分別指閾值電壓的高低,快速對(duì)應(yīng)閾值低,慢速對(duì)應(yīng)閾值高。GBW=GM/CC,其它條件相同情況下,vth越低,gm值越高,因此GBW越大,速度越快。(具體情況具體分析) ②電阻的快慢。fast對(duì)應(yīng)的是方塊電阻小,slow對(duì)應(yīng)的是方塊電阻大。 ③電容的快慢。fast對(duì)應(yīng)的是電容最小,slow對(duì)應(yīng)的是容值最大。 五、流片成本和晶圓價(jià)格 40nm的流片Mask成本大概在80-90萬(wàn)美元,晶圓成本每片在3000-4000美元左右,加上IPmerge,七八百萬(wàn)人民幣跑不掉了。 28nm工藝流片一次需要200萬(wàn)美元;14nm工藝流片一次需要500萬(wàn)美元;7nm工藝流片一次需要1500萬(wàn)美元;5nm工藝流片一次4725萬(wàn)美元;3nm工藝流片可能要上億美元;掩膜版、晶圓這兩項(xiàng)主要流片成本中,掩膜版最貴。 越先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn),所需要的掩膜版層數(shù)就越多;因?yàn)槊恳粚印把谀ぐ濉睂?duì)應(yīng)涂抹一次光刻膠、曝光、顯影、刻蝕等操作,涉及材料成本、儀器折舊成本,這些成本都需要fabless客戶(hù)買(mǎi)單! 28nm大概需要40層,14nm工藝需要60張掩膜版;7nm工藝需要80張甚至上百?gòu)堁谀ぐ妫灰粚覯ask8萬(wàn)美金,因此芯片必須量產(chǎn),拉低成本! 40nmMCU工藝為例:如果生產(chǎn)10片晶圓,每片晶圓成本(90萬(wàn)+4000*10)/10=9.4萬(wàn)美元;生產(chǎn)10000片晶圓,每片晶圓成本(90萬(wàn)+4000*10000)/10000=4090美元。(晶圓量越大越便宜,不同產(chǎn)家報(bào)價(jià)也不一樣。) 晶圓代工價(jià)格來(lái)源于網(wǎng)絡(luò) 臺(tái)積電今年給的最新報(bào)價(jià):最先進(jìn)的制程3nm,每片晶圓19865美元,折合人民幣大概14.2w左右。 結(jié)語(yǔ) 芯片從設(shè)計(jì)到成品有幾個(gè)重要環(huán)節(jié),分別是設(shè)計(jì)->流片->封裝->測(cè)試,但芯片成本構(gòu)成的比例確大不相同,一般為人力成本20%,流片40%,封裝35%,測(cè)試5%。 芯片流片是高風(fēng)險(xiǎn)的事情,這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)有多高,這個(gè)概率在15%-35%左右;不同的團(tuán)隊(duì)和芯片種類(lèi)概率也不一樣。有模擬芯片公司即使在團(tuán)隊(duì)完備、思路清晰的情況下,還是耗了8年時(shí)間,歷經(jīng)18次流片,才最終完成了傳感器模擬計(jì)算IP驗(yàn)證,打造出了理想中的那顆超低功耗、超近傳感芯片。 半導(dǎo)體芯片工藝節(jié)點(diǎn)演變路徑分析 摘要: 晶體管的縮小過(guò)程中涉及到三個(gè)問(wèn)題。第一是為什么要把晶體管的尺寸縮小,以及是按照怎樣的比例縮小的,這個(gè)問(wèn)題是縮小有什么好處。第二是為什么技術(shù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)字不能等同于晶體管的實(shí)際尺寸。或者說(shuō),在晶體管的實(shí)際尺寸并沒(méi)有按比例縮小的情況下,為什么要宣稱(chēng)是新一代的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。這個(gè)問(wèn)題就是縮小有什么技術(shù)困難。第三是晶體管具體如何縮小。也就是,技術(shù)節(jié)點(diǎn)的發(fā)展歷程是怎樣的。在每一代都有怎樣的技術(shù)進(jìn)步。這也是真正的問(wèn)題。在這里特指晶體管的設(shè)計(jì)和材料。 1引言 在摩爾定律的指導(dǎo)下,集成電路的制造工藝一直在往前演進(jìn)。得意于這幾年智能手機(jī)的流行,大家對(duì)節(jié)點(diǎn)了解甚多。例如40nm、28nm、20nm、16nm等等,要知道的這些節(jié)點(diǎn)的真正含義,首先要解析一下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的意思。 常聽(tīng)說(shuō)的,諸如,臺(tái)積電16nm工藝的NvidiaGPU、英特爾14nm工藝的i5CPU等等,這個(gè)長(zhǎng)度的含義,具體的定義需要詳細(xì)的給出晶體管的結(jié)構(gòu)圖才行。在早期,可以姑且認(rèn)為是相當(dāng)于晶體管的尺寸。 為什么這個(gè)尺寸重要呢。因?yàn)榫w管的作用,是把電子從一端(S),通過(guò)一段溝道,送到另一端(D),這個(gè)過(guò)程完成了之后,信息的傳遞就完成了。因?yàn)殡娮拥乃俣仁怯邢薜模诂F(xiàn)代晶體管中,一般都是以飽和速度運(yùn)行的,所以需要的時(shí)間基本就由這個(gè)溝道的長(zhǎng)度來(lái)決定。越短,就越快。這個(gè)溝道的長(zhǎng)度,和前面說(shuō)的晶體管的尺寸,大體上可以認(rèn)為是一致的。但是二者有區(qū)別,溝道長(zhǎng)度是一個(gè)晶體管物理的概念,而用于技術(shù)節(jié)點(diǎn)的那個(gè)尺寸,是制造工藝的概念,二者相關(guān),但是不相等。 在微米時(shí)代,一般這個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)字越小,晶體管的尺寸也越小,溝道長(zhǎng)度也就越小。但是在22nm節(jié)點(diǎn)之后,晶體管的實(shí)際尺寸,或者說(shuō)溝道的實(shí)際長(zhǎng)度,是長(zhǎng)于這個(gè)數(shù)字的。比方說(shuō),英特爾的14nm的晶體管,溝道長(zhǎng)度其實(shí)是20nm左右。 根據(jù)現(xiàn)在的了解,晶體管的縮小過(guò)程中涉及到三個(gè)問(wèn)題,分別是: 第一,為什么要把晶體管的尺寸縮小,以及是按照怎樣的比例縮小的。這個(gè)問(wèn)題就是在問(wèn),縮小有什么好處。 第二,為什么技術(shù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)字不能等同于晶體管的實(shí)際尺寸。或者說(shuō),在晶體管的實(shí)際尺寸并沒(méi)有按比例縮小的情況下,為什么要宣稱(chēng)是新一代的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。這個(gè)問(wèn)題就是在問(wèn),縮小有什么技術(shù)困難。 第三,晶體管具體如何縮小。也就是,技術(shù)節(jié)點(diǎn)的發(fā)展歷程是怎樣的。在每一代都有怎樣的技術(shù)進(jìn)步。這也是題主所提的真正的問(wèn)題。在這里特指晶體管的設(shè)計(jì)和材料。 2工藝節(jié)點(diǎn)演變路徑分析 2.1縮小晶體管的尺寸 第一個(gè)問(wèn)題,因?yàn)榫w管尺寸越小,速度就越快。這個(gè)快是可以直接解釋為基于晶體管的集成電路芯片的性能上去的。以微處理器CPU為例,見(jiàn)圖1,來(lái)源是40YearsofMicroprocessorTrendData。 圖1的信息量很大,這里相關(guān)的是綠色的點(diǎn),代表CPU的時(shí)鐘頻率,越高當(dāng)然越快。可以看出直到2004年左右,CPU的時(shí)鐘頻率基本是指數(shù)上升的,背后的主要原因就是晶體管的尺寸縮小。 另外一個(gè)重要的原因是,尺寸縮小之后,集成度(單位面積的晶體管數(shù)量)提升,這有多個(gè)好處。一來(lái)可以增加芯片的功能,二來(lái)更重要的是,根據(jù)摩爾定律,集成度提升的直接結(jié)果是成本的下降。這也是為什么半導(dǎo)體行業(yè)50年來(lái)如一日地追求摩爾定律的原因,因?yàn)槿绻_(dá)不到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),你家的產(chǎn)品成本就會(huì)高于能達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)手,你家就倒閉了。 圖1微處理器芯片的發(fā)展趨勢(shì) 還有一個(gè)原因是晶體管縮小可以降低單個(gè)晶體管的功耗,因?yàn)榭s小的規(guī)則要求,同時(shí)會(huì)降低整體芯片的供電電壓,進(jìn)而降低功耗。但是有一個(gè)重要的例外,就是從物理原理上說(shuō),單位面積的功耗并不降低。因此這成為了晶體管縮小的一個(gè)很?chē)?yán)重的問(wèn)題,因?yàn)槔碚撋系挠?jì)算是理想情況,實(shí)際上,不僅不降低,反而是隨著集成度的提高而提高的。在2000年的時(shí)候,人們已經(jīng)預(yù)測(cè),根據(jù)摩爾定律的發(fā)展,如果沒(méi)有什么技術(shù)進(jìn)步的話(huà),晶體管縮小到2010年時(shí),其功耗密度可以達(dá)到火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的水平,這樣的芯片當(dāng)然是不可能正常工作的。即使達(dá)不到這個(gè)水平,溫度太高也會(huì)影響晶體管的性能。 事實(shí)上,業(yè)界現(xiàn)在也沒(méi)有找到真正徹底解決晶體管功耗問(wèn)題的方案,實(shí)際的做法是一方面降低電壓(功耗與電壓的平方成正比),一方面不再追求時(shí)鐘頻率。因此在圖1中,2005年以后,CPU頻率不再增長(zhǎng),性能的提升主要依靠多核架構(gòu)。這個(gè)被稱(chēng)作“功耗墻”,至今仍然存在,所以你買(mǎi)不到5GHz的處理器,4G的都幾乎沒(méi)有。 以上是三個(gè)縮小晶體管的主要誘因。可以看出,都是重量級(jí)的提升性能、功能、降低成本的方法,所以業(yè)界才會(huì)一直堅(jiān)持到現(xiàn)在。那么是怎樣縮小的呢。物理原理是恒定電場(chǎng),因?yàn)榫w管的物理學(xué)通俗地說(shuō),是電場(chǎng)決定的,所以只要電場(chǎng)不變,晶體管的模型就不需要改變,這種方式被證明效果最佳,被稱(chēng)為DennardScaling,提出者是IBM。 電場(chǎng)等于電壓除以尺寸。既然要縮小尺寸,就要等比降低電壓。如何縮小尺寸。簡(jiǎn)單將面積縮小到原來(lái)的一半。面積等于尺寸的平方,因此尺寸就縮小大約0.7。如果看一下晶體管技術(shù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)字[3]:130nm、90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、14nm、10nm、7nm(5nm),會(huì)發(fā)現(xiàn)是一個(gè)大約為0.7為比的等比數(shù)列,就是這個(gè)原因。當(dāng)然,前面說(shuō)過(guò),在現(xiàn)在,這只是一個(gè)命名的習(xí)慣,跟實(shí)際尺寸已經(jīng)有差距了。 2.2節(jié)點(diǎn)的數(shù)字不能等同于晶體管的實(shí)際尺寸 第二個(gè)問(wèn)題,為什么現(xiàn)在的技術(shù)節(jié)點(diǎn)不再直接反應(yīng)晶體管的尺寸呢。原因也很簡(jiǎn)單,因?yàn)闊o(wú)法做到這個(gè)程度的縮小了。有三個(gè)主要的原因。 首先,原子尺度的計(jì)量單位是安,為0.1nm。10nm的溝道長(zhǎng)度,也就只有不到100個(gè)硅原子而已。晶體管本來(lái)的物理模型這樣的:用量子力學(xué)的能帶論計(jì)算電子的分布,但是用經(jīng)典的電流理論計(jì)算電子的輸運(yùn)。電子在分布確定之后,仍然被當(dāng)作一個(gè)粒子來(lái)對(duì)待,而不是考慮它的量子效應(yīng)。因?yàn)槌叽绱螅圆恍枰5窃叫。驮讲恍辛耍托枰紤]各種復(fù)雜的物理效應(yīng),晶體管的電流模型也不再適用。 其次,即使用經(jīng)典的模型,性能上也出了問(wèn)題,這個(gè)叫做短溝道效應(yīng),其效果是損害晶體管的性能。短溝道效應(yīng)其實(shí)很好理解,通俗地講,晶體管是一個(gè)三個(gè)端口的開(kāi)關(guān)。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò),其工作原理是把電子從一端(源端)弄到另一端(漏端),這是通過(guò)溝道進(jìn)行的,另外還有一個(gè)端口(柵端)的作用是,決定這條溝道是打開(kāi)的,還是關(guān)閉的。這些操作都是通過(guò)在端口上加上特定的電壓來(lái)完成的。 晶體管性能依賴(lài)的一點(diǎn)是,必須要打得開(kāi),也要關(guān)得緊。短溝道器件,打得開(kāi)沒(méi)問(wèn)題,但是關(guān)不緊,原因就是尺寸太小,內(nèi)部有很多電場(chǎng)上的互相干擾,以前都是可以忽略不計(jì)的,現(xiàn)在則會(huì)導(dǎo)致柵端的電場(chǎng)不能夠發(fā)揮全部的作用,因此關(guān)不緊。關(guān)不緊的后果就是有漏電流,簡(jiǎn)單地說(shuō)就是不需要、浪費(fèi)的電流。這部分電流可不能小看,因?yàn)榇藭r(shí)晶體管是在休息,沒(méi)有做任何事情,卻在白白地耗電。目前,集成電路中的這部分漏電流導(dǎo)致的能耗,已經(jīng)占到了總能耗的接近半數(shù),所以也是目前晶體管設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)的一個(gè)最主要的目標(biāo)。 最后,集成電路的制造工藝也越來(lái)越難做到那么小的尺寸了。決定制造工藝的最小尺寸的東西,叫做光刻機(jī)[5]。它的功能是,把預(yù)先印制好的電路設(shè)計(jì),像洗照片一樣洗到晶片表面上去,在我看來(lái)就是一種Bug級(jí)的存在,因?yàn)橥掏侣史浅5馗摺7駝t那么復(fù)雜的集成電路,如何才能制造出來(lái)呢。比如英特爾的奔騰4處理器,據(jù)說(shuō)需要30多還是40多張不同的設(shè)計(jì)模板,先后不斷地曝光,才能完成整個(gè)處理器的設(shè)計(jì)的印制。 但是光刻機(jī),顧名思義,是用光的,當(dāng)然不是可見(jiàn)光,但總之是光。而稍有常識(shí)就會(huì)知道,所有用光的東西,都有一個(gè)本質(zhì)的問(wèn)題,就是衍射。光刻機(jī)不例外。因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題的制約,任何一臺(tái)光刻機(jī)所能刻制的最小尺寸,基本上與它所用的光源的波長(zhǎng)成正比。波長(zhǎng)越小,尺寸也就越小,這個(gè)道理是很簡(jiǎn)單的。目前的主流生產(chǎn)工藝采用荷蘭艾斯摩爾生產(chǎn)的步進(jìn)式光刻機(jī),所使用的光源是193nm的氟化氬(ArF)分子振蕩器產(chǎn)生的,被用于最精細(xì)的尺寸的光刻步驟。 相比之下,目前的最小量產(chǎn)的晶體管尺寸是20nm(14nmnode),已經(jīng)有了10倍以上的差距。為何沒(méi)有衍射效應(yīng)呢。答案是業(yè)界十多年來(lái)在光刻技術(shù)上投入了巨資,先后開(kāi)發(fā)了各種魔改級(jí)別的技術(shù),諸如浸入式光刻(把光程放在某種液體里,因?yàn)楣獾恼凵渎矢撸钚〕叽绶幢扔谡凵渎剩⑾辔谎谀#ㄍㄟ^(guò)180度反向的方式來(lái)讓產(chǎn)生的衍射互相抵消,提高精確度)等等,就這樣一直撐到了現(xiàn)在,支持了60nm以來(lái)的所有技術(shù)節(jié)點(diǎn)的進(jìn)步。 又為何不用更小波長(zhǎng)的光源呢。答案是,工藝上暫時(shí)做不到。高端光刻機(jī)的光源,是世界級(jí)的工業(yè)難題。以上就是目前主流的深紫外曝光技術(shù)(DUV)。業(yè)界普遍認(rèn)為,7nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)是它的極限了,甚至7nm都不一定能夠做到量產(chǎn)。下一代技術(shù)仍然在開(kāi)發(fā)之中,被稱(chēng)為極紫外(EUV),其光源降到了13nm。但是,因?yàn)樵谶@個(gè)波長(zhǎng),已經(jīng)沒(méi)有合適的介質(zhì)可以用來(lái)折射光,構(gòu)成必須的光路了,因此這個(gè)技術(shù)里面的光學(xué)設(shè)計(jì),全部是反射,而在如此高的精度下,設(shè)計(jì)如此復(fù)雜的反射光路,本身就是難以想象的技術(shù)難題。 這還不算什么,此問(wèn)題已經(jīng)能被克服了。最難的還是光源,雖然可以產(chǎn)生所需的光線,但是強(qiáng)度遠(yuǎn)低于工業(yè)生產(chǎn)的需求,造成EUV光刻機(jī)的晶圓產(chǎn)量達(dá)不到要求,換言之拿來(lái)用就會(huì)賠本。一臺(tái)這種機(jī)器,就是上億美元。所以EUV還屬于未來(lái)。由于以上三個(gè)原因,其實(shí)很早開(kāi)始就導(dǎo)致晶體管的尺寸縮小進(jìn)入了深水區(qū),越來(lái)越難。到了22nm之后,芯片已經(jīng)無(wú)法按比例縮小了。因此,就沒(méi)有再追求一定要縮小,反而是采用了更加優(yōu)化的晶體管設(shè)計(jì),配合上CPU架構(gòu)上的多核多線程等一系列技術(shù),繼續(xù)為消費(fèi)者提供相當(dāng)于更新?lián)Q代了的產(chǎn)品性能。因?yàn)檫@個(gè)原因,技術(shù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)字仍然在縮小,但是已然不再等同于晶體管的尺寸,而是代表一系列構(gòu)成這個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的指標(biāo)的技術(shù)和工藝的總和。 2.3晶體管縮小過(guò)程中面對(duì)的問(wèn)題 第三個(gè)問(wèn)題,技術(shù)節(jié)點(diǎn)的縮小過(guò)程中,晶體管的設(shè)計(jì)是怎樣發(fā)展的。首先搞清楚,晶體管設(shè)計(jì)的思路是什么。主要的無(wú)非兩點(diǎn):第一提升開(kāi)關(guān)響應(yīng)度,第二降低漏電流。 圖2晶體管漏電流-柵電壓的關(guān)系圖 為了講清楚這個(gè)問(wèn)題,最好的方法是看圖2。晶體管物理特性圖,基本上搞清楚一張就足夠了,就是漏電流-柵電壓的關(guān)系圖,比如下面這種:橫軸代表柵電壓,縱軸代表漏電流,并且縱軸一般是對(duì)數(shù)坐標(biāo)。 前面說(shuō)過(guò),柵電壓控制晶體管的開(kāi)關(guān)。可以看出,最好的晶體管,是那種能夠在很小的柵電壓變化內(nèi),一下子就從完全關(guān)閉(漏電流為0),變成完全打開(kāi)(漏電流達(dá)到飽和值),也就是虛線。這個(gè)性質(zhì)有多方面的好處,接下來(lái)再說(shuō)。 顯然這種晶體管不存在于這個(gè)星球上。原因是,在經(jīng)典的晶體管物理理論下,衡量這個(gè)開(kāi)關(guān)響應(yīng)能力的標(biāo)準(zhǔn),叫做SubthresholdSwing(SS),有一個(gè)極限值,約為60mV/dec。英特爾的數(shù)據(jù)上,最新的14nm晶體管,這個(gè)數(shù)值大概是70mV/dec左右。并且,降低這個(gè)值,和降低漏電流、提升工作電流(提高速度)、降低功耗等要求,是等同的,因?yàn)檫@個(gè)值越低,在同樣的電壓下,漏電流就越低。而為了達(dá)到同樣的工作電流,需要的電壓就越低,這樣等同于降低了功耗。所以說(shuō)這個(gè)值是晶體管設(shè)計(jì)里面最重要的指標(biāo),不過(guò)分。 圍繞這個(gè)指標(biāo),以及背后的晶體管性能設(shè)計(jì)的幾個(gè)目標(biāo),大家都做了哪些事情呢。 先看工業(yè)界,畢竟實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。下面的記憶,和節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)不一定完全準(zhǔn)確,但具體的描述應(yīng)該沒(méi)錯(cuò):65nm引入Gestrained的溝道。strain原理是通過(guò)在適當(dāng)?shù)牡胤綋诫s一點(diǎn)點(diǎn)的鍺到硅里面去,鍺和硅的晶格常數(shù)不同,因此會(huì)導(dǎo)致硅的晶格形狀改變,而根據(jù)能帶論,這個(gè)改變可以在溝道的方向上提高電子的遷移率,而遷移率高,就會(huì)提高晶體管的工作電流。而在實(shí)際中,人們發(fā)現(xiàn),這種方法對(duì)于空穴型溝道的晶體管(pmos),比對(duì)電子型溝道的晶體管(nmos),更加有效。 圖3基本的晶體管結(jié)構(gòu) 2.4里程碑的突破,45nm引入高K值的絕緣層 (1)45nm引入了高k值絕緣層/金屬柵極的配置。這個(gè)也是一個(gè)里程碑的成果,曾經(jīng)有一位教授,當(dāng)年是在英特爾開(kāi)發(fā)了這項(xiàng)技術(shù)的團(tuán)隊(duì)的主要成員之一,因此對(duì)這一點(diǎn)提的特別多,耳濡目染就記住了。 這是兩項(xiàng)技術(shù),但其實(shí)都是為了解決同一個(gè)問(wèn)題:在很小的尺寸下,如何保證柵極有效的工作。前面沒(méi)有細(xì)說(shuō)晶體管的結(jié)構(gòu),見(jiàn)圖3。 圖3是一個(gè)最基本的晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖,現(xiàn)在的晶體管早就不長(zhǎng)這樣了,但是任何半導(dǎo)體物理都是從這兒開(kāi)始講起的,所以這是“標(biāo)配版”的晶體管,又被稱(chēng)為體硅(bulk)晶體管。gate就是柵。其中有一個(gè)oxide,絕緣層,前面沒(méi)有提到,但是卻是晶體管所有的構(gòu)件中,最關(guān)鍵的一個(gè)。它的作用是隔絕柵極和溝道。因?yàn)闁艠O開(kāi)關(guān)溝道,是通過(guò)電場(chǎng)進(jìn)行的,電場(chǎng)的產(chǎn)生又是通過(guò)在柵極上加一定的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的,但是歐姆定律告訴我們,有電壓就有電流。如果有電流從柵極流進(jìn)了溝道,那么還談什么開(kāi)關(guān),早就漏了。 所以,需要絕緣層。為什么oxide(ordielectric)而不是insulator。因?yàn)樽钤绲慕^緣層就是和硅非常自然地共處的二氧化硅,其相對(duì)介電常數(shù)(衡量絕緣性的,越高,對(duì)晶體管性能來(lái)說(shuō)越好)約是3.9。一個(gè)好的絕緣層是晶體管的生命線。但是要說(shuō)明,硅天然就具有這么一個(gè)性能超級(jí)好的絕緣層,對(duì)于半導(dǎo)體工業(yè)來(lái)說(shuō),是一件有歷史意義的幸運(yùn)的事情。有人曾經(jīng)感慨,上帝都在幫助人類(lèi)發(fā)明集成電路,首先給了那么多的沙子(硅晶圓的原料),又給了一個(gè)完美的自然絕緣層。所以至今,硅極其難被取代。一個(gè)重要原因就是,作為制造晶體管的材料,其綜合性能太完美了。 二氧化硅雖好,在尺寸縮小到一定限度時(shí),也出現(xiàn)了問(wèn)題。縮小尺寸的過(guò)程中,電場(chǎng)強(qiáng)度是保持不變的,在這樣的情況下,從能帶的角度看,因?yàn)殡娮拥牟▌?dòng)性,如果絕緣層很窄很窄的話(huà),那么有一定的幾率電子會(huì)發(fā)生隧穿效應(yīng)而越過(guò)絕緣層的能帶勢(shì)壘,產(chǎn)生漏電流。可以想象為穿過(guò)一堵比自己高的墻。這個(gè)電流的大小和絕緣層的厚度,以及絕緣層的“勢(shì)壘高度”成負(fù)相關(guān)。因此厚度越小,勢(shì)壘越低,這個(gè)漏電流越大,對(duì)晶體管越不利。 但是在另一方面,晶體管的開(kāi)關(guān)性能、工作電流等等,都需要擁有一個(gè)很大的絕緣層電容。實(shí)際上,如果這個(gè)電容無(wú)限大的話(huà),會(huì)達(dá)到理想化的60mV/dec的SS極限指標(biāo)。這里說(shuō)的電容都是指單位面積的電容。這個(gè)電容等于介電常數(shù)除以絕緣層的厚度。顯然,厚度越小,介電常數(shù)越大,對(duì)晶體管越有利。 可以看出,已經(jīng)出現(xiàn)了一對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)上的矛盾,那就是絕緣層的厚度要不要繼續(xù)縮小。實(shí)際上在這個(gè)節(jié)點(diǎn)之前,二氧化硅已經(jīng)縮小到了不到2nm的厚度,也就是十幾個(gè)原子層的厚度,漏電流的問(wèn)題已經(jīng)取代了性能的問(wèn)題,成為頭號(hào)大敵。于是聰明絕頂?shù)娜祟?lèi),開(kāi)始想辦法。人類(lèi)很貪心的,既不愿意放棄大電容的性能增強(qiáng),又不愿意冒漏電的風(fēng)險(xiǎn)。于是人類(lèi)說(shuō),如果有一種材料,介電常數(shù)很高,同時(shí)能帶勢(shì)壘也很高,那么是不是就可以在厚度不縮小的情況下(保護(hù)漏電流),繼續(xù)提升電容(提高開(kāi)關(guān)性能)。 于是大家就開(kāi)始找,找了許多種奇奇怪怪的材料,終于最后經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,確定使用一種名為HfO2的材料。這個(gè)元素我以前聽(tīng)都沒(méi)有聽(tīng)過(guò)。這個(gè)就叫做high-k,這里的k是相對(duì)介電常數(shù)(相對(duì)于二氧化硅的而言)。當(dāng)然,這個(gè)工藝的復(fù)雜程度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這里描述的這么簡(jiǎn)單。具備high-k性質(zhì)的材料很多,但是最終被采用的材料,一定要具備許多優(yōu)秀的電學(xué)性質(zhì)。 因?yàn)槎趸枵娴氖且豁?xiàng)非常完美的晶體管絕緣層材料,而且制造工藝流程和集成電路的其它制造步驟可以方便地整合,所以找到這樣一項(xiàng)各方面都符合半導(dǎo)體工藝制造的要求的高性能絕緣層材料,是一件了不起的工程成就。 圖4三柵極晶體管結(jié)構(gòu) 至于金屬柵,是與high-k配套的一項(xiàng)技術(shù)。在晶體管的最早期,柵極是用鋁制作,后來(lái)經(jīng)過(guò)發(fā)展,改用重?fù)诫s多晶硅制作,因?yàn)楣に嚭?jiǎn)單,性能好。到了high-k這里,大家發(fā)現(xiàn),high-k材料有兩個(gè)副作用,一是會(huì)莫名其妙地降低工作電流,二是會(huì)改變晶體管的閾值電壓。閾值電壓就是把晶體管的溝道打開(kāi)所需要的最小電壓值,這個(gè)值是非常重要的晶體管參數(shù)。 這個(gè)原理不細(xì)說(shuō)了,主要原因是,high-k材料會(huì)降低溝內(nèi)的道載流子遷移率,并且影響在界面上的費(fèi)米能級(jí)的位置。載流子遷移率越低,工作電流就越低,而所謂的費(fèi)米能級(jí),是從能帶論的圖像上來(lái)解釋半導(dǎo)體電子分布的一種分析方法,簡(jiǎn)單地說(shuō),它的位置會(huì)影響晶體管的閾值電壓。這兩個(gè)問(wèn)題的產(chǎn)生,都和high-k材料內(nèi)部的偶極子分布有關(guān)。偶極子是一端正電荷一端負(fù)電荷的一對(duì)電荷系統(tǒng),可以隨著外加電場(chǎng)的方向而改變自己的分布,high-k材料的介電常數(shù)之所以高的原因,就跟內(nèi)部的偶極子有很大關(guān)系。所以這是一把雙刃劍。 于是人類(lèi)又想,就想到了用金屬做柵極,因?yàn)榻饘儆幸粋(gè)效應(yīng)叫做鏡像電荷,可以中和掉high-k材料的絕緣層里的偶極子對(duì)溝道和費(fèi)米能級(jí)的影響。這樣一來(lái)就兩全其美。至于這種或這幾種金屬究竟是什么,除了掌握技術(shù)的那幾家企業(yè)之外,外界沒(méi)有人知道,是商業(yè)機(jī)密。于是摩爾定律再次勝利。 (2)32nm第二代的high-k絕緣層/金屬柵工藝。因?yàn)?5nm英特爾取得了巨大的成功(在很多晶體管、微處理器的發(fā)展圖上,45nm這一代的晶體管,會(huì)在功耗、性能等方面突然出現(xiàn)一個(gè)較大的進(jìn)步標(biāo)志),32nm時(shí)候繼續(xù)在基礎(chǔ)上改換更好的材料,繼續(xù)了縮小尺寸的老路。當(dāng)然,前代的Gestrain工藝也是繼續(xù)使用的。 (3)22nmFinFET(英特爾成為T(mén)ri-gate)三柵極晶體管。 這一代的晶體管,在架構(gòu)上進(jìn)行了一次變革。變革的最早設(shè)計(jì)可以追溯到伯克利的胡正明教授2000年左右提出的三柵極和環(huán)柵晶體管物理模型,后來(lái)被英特爾變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。 圖4是FinFET一般模型。它的實(shí)質(zhì)上是增加了一個(gè)柵極。直觀地說(shuō),如果看回前面的那張“標(biāo)配版”的晶體管結(jié)構(gòu)圖的話(huà),在尺寸很短的晶體管里面,因?yàn)槎虦系佬?yīng),漏電流是比較嚴(yán)重的。而大部分的漏電流,是通過(guò)溝道下方的那片區(qū)域流通的。溝道在圖上并沒(méi)有標(biāo)出來(lái),是位于氧化絕緣層以下、硅晶圓表面的非常非常薄(1~2nm)的一個(gè)窄窄的薄層。溝道下方的區(qū)域被稱(chēng)為耗盡層,就是大部分的淺色區(qū)域。 圖5SOI(絕緣層上硅)晶體管結(jié)構(gòu) 圖6FinFET晶體管結(jié)構(gòu) 2.5聰明的IBM,天才的英特爾。 于是有人就開(kāi)始想啊,既然電子是在溝道中運(yùn)動(dòng),那么我為何非要在溝道下面留有這么一大片耗盡層呢。當(dāng)然這是有原因的,因?yàn)槲锢砟P托枰@片區(qū)域來(lái)平衡電荷。但是在短溝道器件里面,沒(méi)有必要非要把耗盡層和溝道放在一起,等著漏電流白白地流過(guò)去。于是有人(IBM)開(kāi)了一個(gè)腦洞:把這部分硅直接拿掉,換成絕緣層,絕緣層下面才是剩下的硅,這樣溝道就和耗盡層分開(kāi)了,因?yàn)殡娮觼?lái)源于兩極,但是兩極和耗盡層之間,被絕緣層隔開(kāi)了,這樣除了溝道之外,就不會(huì)漏電了。比如圖5這樣。這個(gè)叫做SOI(絕緣層上硅)[10],雖然沒(méi)有成為主流,但是因?yàn)橛衅鋬?yōu)勢(shì),所以現(xiàn)在還有制造廠在搞。 有人(英特爾)又想了,既然都是拿掉耗盡層的硅,插入一層氧化層,那么為什么非要放上一堆沒(méi)用的硅在下面,直接在氧化層底下,再弄一個(gè)柵極,兩邊夾著溝道,豈不是更好。看看IBM,是否有雄心。但是英特爾還覺(jué)得不夠,又想,既然如此,有什么必要非得把氧化層埋在硅里面。把硅弄出來(lái),周?chē)袢髦我粯拥乇话辖^緣層,外面再放上柵極,豈不是更加優(yōu)化。于是就有了FinFET,圖6這種。FinFET勝出在于,不僅大大降低了漏電流,而且因?yàn)橛卸嘁粋(gè)柵極,這兩個(gè)柵極一般都是連在一起的,因此等于大大地增加了前面說(shuō)過(guò)的那個(gè)絕緣層電容,也就是大大地提升了晶體管的開(kāi)關(guān)性能。所以又是一次革命式的進(jìn)步。 圖714nmFinFET結(jié)構(gòu) 這個(gè)設(shè)計(jì)其實(shí)不難想到,難的是,能夠做到。為什么呢。因?yàn)樨Q起來(lái)的那一部分硅,也就是用作溝道的硅,太薄了,只有不到10nm,不僅遠(yuǎn)小于晶體管的最小尺寸,也遠(yuǎn)小于最精密的光刻機(jī)所能刻制的最小尺寸。于是如何把這個(gè)Fin給弄出來(lái),還得弄好,成了真正的難題。 英特爾的做法是很聰明的,解釋起來(lái)需要很多張工藝流程圖。但是基本原理是,這部分硅不是光刻出來(lái)的,而是長(zhǎng)出來(lái)的。它先用普通精度的光刻刻出一堆架子,然后再沉淀一層硅,在架子的邊緣就會(huì)長(zhǎng)出一層很薄的硅,然后再用選擇性的刻蝕把多余的材料弄走,剩下的就是這些立著的、超薄的硅Fin了。當(dāng)時(shí)說(shuō)出這套方法的時(shí)候,徹底絕了。14nm繼續(xù)FinFET。接著是英特爾的14nm晶體管的SEM橫截面圖,大家感受一下,F(xiàn)in的寬度只有平均9nm。當(dāng)然了,在所有的后代的技術(shù)節(jié)點(diǎn)中,前代的技術(shù)也是繼續(xù)整合采用的。所以現(xiàn)在,在業(yè)界和研究中,一般聽(tīng)到的晶體管,都被稱(chēng)作high-k/metalgateGe-strained14nmFinFET(圖7),整合了多年的技術(shù)精華。 2.6為摩爾定律的延續(xù)而奮斗 而在學(xué)術(shù)界,近些年陸續(xù)搞出了各種異想天開(kāi)的新設(shè)計(jì),比如隧穿晶體管、負(fù)電容效應(yīng)晶體管、碳納米管等等。所有這些設(shè)計(jì),基本是四個(gè)方向,材料、機(jī)理、工藝、結(jié)構(gòu)。而所有的設(shè)計(jì)方案,其實(shí)可以用一條簡(jiǎn)單的思路概括,就是前面提到的那個(gè)SS值的決定公式,里面有兩項(xiàng)相乘組成: (Forthisexpression.Thefirsttermcouldbeseenaselectrostatics,thesecondtermcouldbeseen astransport.Thisisnotaveryphysicallystrictwaytodescribe,butitprovidesaconvenientpictureofvariouswaystoimprovetransistorproperties.) 因此,改進(jìn)要么是改善晶體管的靜電物理(electrostatics),這是其中一項(xiàng),要么改善溝道的輸運(yùn)性質(zhì)(transport),這是另一項(xiàng)。而晶體管設(shè)計(jì)里面,除了考慮開(kāi)關(guān)性能之外,還需要考慮另一個(gè)性能,就是飽和電流問(wèn)題。很多人對(duì)這個(gè)問(wèn)題有誤解,以為飽不飽和不重要,其實(shí)電流能飽和才是晶體管能夠有效工作的根本原因,因?yàn)椴伙柡偷脑?huà),晶體管就不能保持信號(hào)的傳遞,因此無(wú)法攜帶負(fù)載,換言之只中看,不中用,放到電路里面去,根本不能正常工作的。 舉個(gè)例子,有段時(shí)間石墨烯晶體管很火,石墨烯作溝道的思路是第二項(xiàng),就是輸運(yùn),因?yàn)槭┑碾娮舆w移率遠(yuǎn)遠(yuǎn)地完爆硅。但直到目前,石墨烯晶體管還沒(méi)有太多的進(jìn)展,因?yàn)槭┯袀(gè)硬傷,就是不能飽和電流。但是,去年貌似聽(tīng)說(shuō)有人能做到調(diào)控石墨烯的能帶間隙打開(kāi)到關(guān)閉,石墨烯不再僅僅是零帶隙,想來(lái)這或許會(huì)在晶體管材料方面產(chǎn)生積極的影響。 在2016年的IEDM會(huì)議上,臺(tái)積電已經(jīng)領(lǐng)先英特爾,發(fā)布了7nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的晶體管樣品,而英特爾已經(jīng)推遲了10nm的發(fā)布。當(dāng)然,兩者的技術(shù)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不一樣,臺(tái)積電的7nm其實(shí)相當(dāng)于英特爾的10nm,但是臺(tái)積電率先拿出了成品。三星貌似也在會(huì)上發(fā)表了自己的7nm產(chǎn)品。可以看出,摩爾定律確實(shí)放緩了。22nm是在2010年左右出來(lái)的,到了2017年現(xiàn)在,技術(shù)節(jié)點(diǎn)并沒(méi)有進(jìn)步到10nm以下。 而且2016年,ITRS已經(jīng)宣布不再制定新的技術(shù)路線圖,換言之,權(quán)威的國(guó)際半導(dǎo)體機(jī)構(gòu)已經(jīng)不認(rèn)為,摩爾定律的縮小可以繼續(xù)下去了。這就是技術(shù)節(jié)點(diǎn)的主要現(xiàn)狀。 3結(jié)語(yǔ) 技術(shù)節(jié)點(diǎn)不能進(jìn)步,是不是一定就是壞事。其實(shí)不一定。28nm這個(gè)節(jié)點(diǎn),其實(shí)不屬于前面提到的標(biāo)準(zhǔn)的dennardscaling的一部分,但是這個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn),直到現(xiàn)在,仍然在半導(dǎo)體制造業(yè)界占據(jù)了很大的一塊市場(chǎng)份額。臺(tái)積電、中芯國(guó)際等這樣的大代工廠,都是在28nm上玩得很轉(zhuǎn)的。為何,因?yàn)檫@個(gè)節(jié)點(diǎn)被證明是一個(gè)在成本、性能、需求等多方面達(dá)到了比較優(yōu)化的組合的一個(gè)節(jié)點(diǎn),很多芯片產(chǎn)品,并不需要使用過(guò)于昂貴的FinFET技術(shù),28nm能夠滿(mǎn)足自己的需求。 但是有一些產(chǎn)品,比如主流的CPU、GPU、FPGA、memory等,其性能的提升有相當(dāng)一部分是來(lái)自于芯片制造工藝的進(jìn)步。所以再往后如何繼續(xù)提升這些產(chǎn)品的性能,是很多人心中的問(wèn)號(hào),也是新的機(jī)會(huì)。
        導(dǎo)電橡膠通常是指體積電阻在10的9次歐姆厘米以?xún)?nèi),由于橡膠是優(yōu)良的絕緣體,體積電阻大于10的14次左右。導(dǎo)電橡膠分為防靜電級(jí)別導(dǎo)電橡膠,體積電阻在10的5次至10的9次方之間,導(dǎo)電炭黑填充的導(dǎo)電橡膠,體積電阻通常可保持在幾千歐,甚至更低到一二百歐,再低低于50歐姆厘米的已經(jīng)是難度非常大。當(dāng)體積電阻低于10歐姆厘米以下時(shí),導(dǎo)電橡膠即具有電磁屏蔽功能。下文講的即是體積電阻在10歐姆厘米以下,主要用于電磁屏蔽場(chǎng)合。 導(dǎo)電橡膠是否真的能導(dǎo)電? 依據(jù)電流、電壓和電阻的關(guān)系,只有電壓降時(shí),總是會(huì)存在一定電流流動(dòng),只是電流太小,人感覺(jué)不到。導(dǎo)電橡膠的體積電阻相對(duì)金屬還是很大,依據(jù)體積電阻與距離成反比的關(guān)系,距離越長(zhǎng),阻值越大。在醫(yī)用電極上,導(dǎo)電橡膠已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,此時(shí)導(dǎo)電橡膠電極較薄,一般是在1mm以下,電極只是在上下二個(gè)面接觸,即距離只有1mm,這時(shí)導(dǎo)電橡膠是完全通電的。 導(dǎo)電橡膠是將玻璃鍍銀、鋁鍍銀、銀等導(dǎo)電顆粒均勻分布在硅橡膠中,通過(guò)壓力使導(dǎo)電顆粒接觸,達(dá)到良好的導(dǎo)電性能。在商業(yè)上都有應(yīng)用。其主要作用是密封和電磁屏蔽。產(chǎn)品可以模壓或擠出成形,有片裝或其他的沖切形狀可供選擇。屏蔽性能高達(dá)120dB(10GHz)。分為CONSIL-NC(石墨鍍鎳填硅橡膠)CONSIL-V(銀填充硅橡膠擠出襯墊)CONSIL-A(鋁鍍銀填硅橡膠)CONSIL-N(鎳鍍銀填硅橡膠)CONSIL-C(銅鍍銀填硅橡膠)SC-CONSIL(石墨填硅橡膠CONSIL-R(純銀填硅橡膠)CONSIL-II(銀填硅橡膠模制襯墊)等。
        全球市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)TrendForce表示,第三季受俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)、中國(guó)封城、通膨壓力與客戶(hù)庫(kù)存調(diào)節(jié)等負(fù)面因素影響,導(dǎo)致全球IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)營(yíng)收動(dòng)能下滑,2022年第三季全球十大IC設(shè)計(jì)業(yè)者營(yíng)收達(dá)373.8億美元,季減5.3%。高通仍居產(chǎn)業(yè)龍頭之位,博通由于高階網(wǎng)通芯片銷(xiāo)售情況良好,超車(chē)NVIDIA(英偉達(dá))與AMD(超微)至排名第二,NVIDIA與AMD因個(gè)人電腦與挖礦需求疲弱,排名分別下滑至第三與第四。 高通手機(jī)業(yè)務(wù)處理器與5G數(shù)據(jù)機(jī)芯片銷(xiāo)售較第二季成長(zhǎng),加上車(chē)用部門(mén)與業(yè)界擴(kuò)大合作,兩大產(chǎn)品部門(mén)營(yíng)收分別季增6.8%與22.0%,彌補(bǔ)射頻前端芯片營(yíng)收衰退,帶動(dòng)第三季營(yíng)收達(dá)99億美元,季增5.6%,穩(wěn)居全球第一。博通半導(dǎo)體解決方案銷(xiāo)售表現(xiàn)不俗,高階網(wǎng)通市場(chǎng)穩(wěn)定需求推動(dòng)下,營(yíng)收達(dá)69.4億美元,季增6.8%,收購(gòu)云端運(yùn)算業(yè)者VMware(威睿)仍在審查階段,若收購(gòu)?fù)瓿珊笥袡C(jī)會(huì)挑戰(zhàn)第一位置。 NVIDIA資料中心與車(chē)用業(yè)務(wù)皆有成長(zhǎng),但仍難彌補(bǔ)挖礦市場(chǎng)急凍導(dǎo)致顯卡需求疲軟的營(yíng)收沖擊,游戲應(yīng)用與專(zhuān)業(yè)視覺(jué)化解決方案業(yè)務(wù)分別季減32.6%與44.5%,本季營(yíng)收60.9億美元,季減14.0%。AMD資料中心業(yè)務(wù)營(yíng)收季增8.3%,對(duì)內(nèi)部而言首度超過(guò)客戶(hù)端部門(mén)的營(yíng)收表現(xiàn),然而個(gè)人消費(fèi)電子需求走弱,客戶(hù)端業(yè)務(wù)(含桌上型、筆電處理器與芯片組)營(yíng)收驟減52.5%,本季整體營(yíng)收55.7億美元,季減15.0%。 Marvell網(wǎng)通產(chǎn)品組合含資料中心、企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)、汽車(chē)等領(lǐng)域,為需求相對(duì)穩(wěn)健市場(chǎng),營(yíng)收達(dá)15.3億美元,季增2.5%。本次重回榜上的音訊芯片大廠CirrusLogic(思睿邏輯),是低功耗、高精度混合訊號(hào)處理解決方案的領(lǐng)導(dǎo)廠商,即使Android手機(jī)市況不佳,但旗艦級(jí)Android手機(jī)音訊芯片市場(chǎng)導(dǎo)入度再度提高,受惠蘋(píng)果iPhone14系列大單挹注,整體市況不佳環(huán)境營(yíng)收仍達(dá)5.4億美元,季增37.3%。 臺(tái)系業(yè)者部分,聯(lián)發(fā)科持續(xù)受中系品牌手機(jī)銷(xiāo)售不振與客戶(hù)庫(kù)存調(diào)整影響,手機(jī)、智慧裝置平臺(tái)、電源管理芯片皆呈季減,營(yíng)收46.8億美元,季減11.6%,持續(xù)以降低庫(kù)存為首要目標(biāo)。瑞昱雖網(wǎng)通、車(chē)用產(chǎn)品組合銷(xiāo)售穩(wěn)定,但占32%的電腦產(chǎn)品組合市況疲弱,營(yíng)收9.8億美元,季減5.5%。聯(lián)詠受面板減產(chǎn)、客戶(hù)端庫(kù)存持續(xù)去化影響,系統(tǒng)單芯片與顯示驅(qū)動(dòng)芯片兩大產(chǎn)品線雙雙價(jià)量齊跌,營(yíng)收下滑至6.4億美元,季衰退39.9%,為降幅最大業(yè)者。中國(guó)韋爾半導(dǎo)體CMOS影像感測(cè)器、觸控暨顯示驅(qū)動(dòng)芯片、類(lèi)比芯片等產(chǎn)品以手機(jī)為主要應(yīng)用,受中國(guó)封控、手機(jī)市況不佳影響,營(yíng)收5.1億美元,季減25.8%。 TrendForce表示,IC設(shè)計(jì)業(yè)者受產(chǎn)品組合規(guī)劃不同,如資料中心、網(wǎng)通、物聯(lián)網(wǎng)、汽車(chē)等產(chǎn)品組合需求穩(wěn)定,但消費(fèi)電子、面板、挖礦等需求走弱,終端拉貨力道縮手影響,營(yíng)收互有增減。面對(duì)近期低迷市況,第三季半數(shù)以上IC設(shè)計(jì)業(yè)者營(yíng)收均呈現(xiàn)衰退。 展望2022年第四季至2023年第一季,高通膨環(huán)境下,年底購(gòu)物節(jié)慶對(duì)消費(fèi)電子的消費(fèi)動(dòng)能回升力道有限,加上客戶(hù)端的高庫(kù)存仍需時(shí)間去化,對(duì)IC設(shè)計(jì)業(yè)者來(lái)說(shuō)將是極具挑戰(zhàn)的兩季,營(yíng)收呈現(xiàn)季減可能性不低。但各業(yè)者皆在產(chǎn)業(yè)低谷,持續(xù)降低自身庫(kù)存同時(shí)提高現(xiàn)金水位,產(chǎn)品拓展至資料中心、汽車(chē)等領(lǐng)域,為日后整體半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)再度回溫做好準(zhǔn)備。 半導(dǎo)體投資銳減,初創(chuàng)芯片公司陷入倒閉潮 據(jù)外媒theregister報(bào)道,隨著經(jīng)濟(jì)衰退將投資者對(duì)半導(dǎo)體初創(chuàng)公司的天文數(shù)字炒作帶回現(xiàn)實(shí),一些風(fēng)險(xiǎn)投資支持的公司認(rèn)為現(xiàn)在是為下一個(gè)繁榮時(shí)期建設(shè)的合適時(shí)機(jī),而其他公司則跌跌撞撞并崩潰。 報(bào)道指出,半導(dǎo)體初創(chuàng)公司的全球風(fēng)險(xiǎn)投資資金在經(jīng)歷了幾年的溫和增長(zhǎng)后,在2020年和2021年達(dá)到了新的高度,但今年的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實(shí)已經(jīng)轉(zhuǎn)化為依賴(lài)投資者現(xiàn)金生存或發(fā)展的私營(yíng)硅公司的資本大幅減少。 根據(jù)PitchBook提供的數(shù)據(jù),截至12月5日,2022年全球半導(dǎo)體初創(chuàng)企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)投資達(dá)到78億美元。與去年創(chuàng)紀(jì)錄的145億美元投資者注入硅公司的資金相比下降了46%,與2020年的103億美元相比下降了24%。 與此同時(shí),今年全球半導(dǎo)體融資交易數(shù)量下降至618筆,與去年記錄的771筆交易相比僅下降了近20%,實(shí)際上比2020年的511筆融資高出近21%. 投資者審查增加,給一些初創(chuàng)企業(yè)帶來(lái)更大風(fēng)險(xiǎn) 私人投資者和芯片設(shè)計(jì)師RutaBelwalkar告訴TheRegister,今年經(jīng)濟(jì)活動(dòng)放緩增加了投資者對(duì)半導(dǎo)體初創(chuàng)企業(yè)生存能力的審查。 雖然芯片公司的門(mén)檻一直高于軟件初創(chuàng)公司,因?yàn)樗麄兪琴Y本密集型的,但投資者的錢(qián)以前更容易獲得。 “但現(xiàn)在具體來(lái)說(shuō),他們要問(wèn)的是,‘你有客戶(hù)嗎?你的第一個(gè)芯片流片了嗎?你有未來(lái)幾代人的路線圖嗎?’”Belwalkar說(shuō)。 Belwalkar指的是無(wú)晶圓廠芯片設(shè)計(jì)公司,它們需要籌集足夠的資金來(lái)雇用人員、設(shè)計(jì)集成電路,然后支付數(shù)千萬(wàn)美元用于流片,這是設(shè)計(jì)過(guò)程的最后一步,將光掩模發(fā)送給合同芯片制造商(就像臺(tái)灣的臺(tái)積電)制造。 今年顯然失去了投資者興趣的一家芯片設(shè)計(jì)初創(chuàng)公司是Mythic。 這家總部位于德克薩斯州的公司去年籌集了7000萬(wàn)美元,試圖通過(guò)為邊緣AI用例設(shè)計(jì)模擬芯片脫穎而出,但根據(jù)11月的一份報(bào)告,它在能夠產(chǎn)生收入之前就耗盡了風(fēng)險(xiǎn)投資資金,這個(gè)消息由一名高級(jí)管理人員于11月發(fā)布,但該公司的高官拒絕進(jìn)一步置評(píng)。 Belwalkar表示,如果其他芯片設(shè)計(jì)初創(chuàng)公司很快遭遇類(lèi)似的倒閉,她不會(huì)感到驚訝,因?yàn)樗麄儧](méi)有足夠快地從研發(fā)過(guò)渡到商業(yè)化。 “現(xiàn)在,如果一家初創(chuàng)公司沒(méi)有辦法在明年生存下來(lái),并且他們無(wú)法在明年年中籌集到資金,那么他們可能會(huì)用完錢(qián)。我并不是說(shuō)他們的IP不好或其他什么.只是有很高的機(jī)會(huì)。在團(tuán)隊(duì)中維持這么多人,這很艱難,“她說(shuō)。 或者,如果有感興趣的買(mǎi)家,一家初創(chuàng)公司最終可能會(huì)被收購(gòu)。 然而,根據(jù)PitchBook分析師布倫丹·伯克(BrendanBurke)最近關(guān)于AI芯片初創(chuàng)公司狀況的一份報(bào)告,對(duì)并購(gòu)交易以及現(xiàn)有半導(dǎo)體公司開(kāi)發(fā)能力的監(jiān)管審查力度加大,可能會(huì)削弱這種興趣。 Burke正在談?wù)撐鞣奖O(jiān)管機(jī)構(gòu)的反對(duì)意見(jiàn),這些反對(duì)意見(jiàn)扼殺了英偉達(dá)今年早些時(shí)候以660億美元收購(gòu)Arm的出價(jià),以及英特爾和AMD在過(guò)去幾年中分別進(jìn)行的收購(gòu)——分別是HabanaLabs和Xilinx——這提高了他們各自的AI芯片能力. 在一個(gè)領(lǐng)域,芯片初創(chuàng)公司可能會(huì)看到更多的并購(gòu)興趣,那就是汽車(chē)。因?yàn)榕c專(zhuān)注于汽車(chē)的芯片公司相比,AMD和Nvidia等規(guī)模較大的公司缺乏一些能力。 Burke說(shuō):“市場(chǎng)規(guī)模鼓勵(lì)初創(chuàng)公司在這個(gè)市場(chǎng)下大賭注,以從以英飛凌、恩智浦和瑞薩為首的汽車(chē)芯片制造商手中奪取市場(chǎng)份額。” 商業(yè)化有人磕磕絆絆,有人挺胸前進(jìn) 即使一家半導(dǎo)體初創(chuàng)公司開(kāi)始向客戶(hù)銷(xiāo)售產(chǎn)品,也不能保證未來(lái)的成功,當(dāng)經(jīng)濟(jì)不景氣時(shí),這一現(xiàn)實(shí)會(huì)變得更加明顯。 Graphcore是一家資金充足的總部位于英國(guó)布里斯托爾的AI芯片初創(chuàng)公司,旨在與Nvidia競(jìng)爭(zhēng),據(jù)報(bào)道,在失去與微軟的關(guān)鍵交易后,由于其他財(cái)務(wù)困境,今年其私人估值被削減了10億美元。《泰晤士報(bào)》在10月份報(bào)道說(shuō),雖然Graphcore去年的收入略有增長(zhǎng),達(dá)到500萬(wàn)美元,但公司的虧損也同樣增加到1.85億美元。該報(bào)補(bǔ)充說(shuō),這些困境促使Graphcore今年裁員約170人。 Graphcore在給到時(shí)代周刊的一份聲明中表示:“Graphcore擁有大量現(xiàn)金儲(chǔ)備并且處于有利位置……然而宏觀經(jīng)濟(jì)背景極具挑戰(zhàn)性。這意味著圍繞我們的優(yōu)先事項(xiàng)做出一些艱難但必要的決定,以使我們?cè)?023年處于可持續(xù)增長(zhǎng)的最佳位置。” 由兩位專(zhuān)注于AI的風(fēng)險(xiǎn)資本家撰寫(xiě)的2022年AI現(xiàn)狀報(bào)告強(qiáng)調(diào)了小型AI芯片公司與Nvidia競(jìng)爭(zhēng)的困難,表明GPU在AI研究論文中的引用率是Graphcore、英特爾HabanaLabs部門(mén)芯片其他三家資金雄厚的初創(chuàng)公司(CerebrasSystems、SambaNova和Cambricon)的90倍。在規(guī)模較小的Nvidia競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手中,Graphcore在2021年和2022年的研究論文中被引用次數(shù)最多。 硅谷晶圓級(jí)AI芯片公司CerebrasSystems的首席執(zhí)行官AndrewFeldman告訴TheRegister說(shuō):“我們有多年的經(jīng)驗(yàn),我們有很多付費(fèi)客戶(hù),這是我認(rèn)為其他人所不具備的。” Feldman拒絕討論他自己公司的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù),但他表示,客戶(hù)“逐年”購(gòu)買(mǎi)了更多的系統(tǒng)。他補(bǔ)充說(shuō),這家初創(chuàng)公司在接下來(lái)的六到九個(gè)月內(nèi)不必再籌集一輪資金。 “你怎么知道你在艱難的市場(chǎng)中什么時(shí)候做得好?那就是在當(dāng)你的客戶(hù)購(gòu)買(mǎi)更多,當(dāng)你有更多的客戶(hù),當(dāng)你為他們解決真正困難的問(wèn)題時(shí),”他說(shuō)。 對(duì)于某些人來(lái)說(shuō),現(xiàn)在是構(gòu)建的最佳時(shí)機(jī) Cerebras并不是唯一一家在經(jīng)濟(jì)低迷時(shí)期對(duì)未來(lái)充滿(mǎn)信心的風(fēng)險(xiǎn)投資支持的硅公司,對(duì)于兩家初創(chuàng)公司而言,一個(gè)主要原因是他們計(jì)劃如何利用半導(dǎo)體領(lǐng)域的兩種增長(zhǎng)趨勢(shì)。 其中之一是Eliyan。這家硅谷初創(chuàng)公司在11月宣布,它已經(jīng)籌集了4000萬(wàn)美元的資金,以將其芯片到芯片互連技術(shù)商業(yè)化,該公司聲稱(chēng)這將使chiplet設(shè)計(jì)——越來(lái)越多地被業(yè)界接受為設(shè)計(jì)芯片的卓越方式——更多比先進(jìn)的封裝解決方案經(jīng)濟(jì)高效。 Eliyan的首席執(zhí)行官RaminFarjadrad告訴TheRegister,隨著經(jīng)濟(jì)對(duì)半導(dǎo)體公司利潤(rùn)率的拖累,對(duì)其解決方案的需求增加了,因?yàn)樗梢詭椭麄冊(cè)谖磥?lái)節(jié)省小芯片制造成本。 “作為我們技術(shù)的一部分,我們通過(guò)消除先進(jìn)封裝提供的關(guān)鍵之一是改善這些類(lèi)型產(chǎn)品的總體成本,”他說(shuō)。 Farjadrad說(shuō),當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)低迷還帶來(lái)了其他好處。隨著行業(yè)需求降溫,F(xiàn)arjadrad說(shuō)他已經(jīng)能夠以更少的錢(qián)更快地獲得某些材料。隨著今年早些時(shí)候半導(dǎo)體股票的下跌,勞動(dòng)力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)變得不那么激烈,這使得Eliyan更容易從大公司聘請(qǐng)技術(shù)人才。 “甚至在六個(gè)月前,我們可能還難以從大公司挖到真正優(yōu)秀的人才,因?yàn)樗麄兊腫限制性股票單位]很高等等,”他說(shuō)。“但現(xiàn)在,這要容易得多。人們甚至主動(dòng)找我們,所以我們不必花那么多錢(qián)來(lái)招聘。” AsteraLabs也處于招聘狂潮之中,盡管這家半導(dǎo)體初創(chuàng)公司最初并不打算作為一家私人控股公司這樣做更長(zhǎng)時(shí)間。那是因?yàn)樗M谀甑浊吧鲜校缓笥譀Q定不上市。 相反,AsteraLabs今年從投資者那里籌集了另一輪融資,價(jià)值1.5億美元,估值增加了兩倍多,達(dá)到32億美元,這與2022年科技公司估值大幅下降的趨勢(shì)背道而馳。 AsteraLabs的首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人JitendraMohan告訴TheRegister,這家硅谷公司不需要籌集更多資金,因?yàn)樗呀?jīng)產(chǎn)生了“巨大的收入”并且擁有良好的資產(chǎn)負(fù)債表。 然而,AsteraLabs及其投資者認(rèn)為該公司正處于重大機(jī)遇的風(fēng)口浪尖,因?yàn)樗陂_(kāi)發(fā)芯片架構(gòu),允許超大規(guī)模和云客戶(hù)利用ComputeExpressLink。CXL是在新的基于英特爾和AMD的服務(wù)器中引入的標(biāo)準(zhǔn),除其他外,它將實(shí)現(xiàn)更便宜、更靈活和更大的DRAM配置以及內(nèi)存池。 “我們發(fā)現(xiàn)自己在CXL上處于領(lǐng)先地位。我們的投資者和我們一起審視了這家公司并說(shuō),‘看,是時(shí)候踩油門(mén)了’,”他說(shuō)。 收錄于合集#半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) 176個(gè) 上一篇碳化硅單晶襯底加工技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
        當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月15日,德州儀器(TI)宣布,將在美國(guó)猶他州李海(Lehi)建造第二座300mm晶圓廠。德州儀器計(jì)劃在猶他州李海建造第二座300毫米半導(dǎo)體晶圓制造廠,這是該公司在猶他州110億美元投資的一部分。 報(bào)道稱(chēng),新工廠將位于德州儀器現(xiàn)有300毫米半導(dǎo)體晶圓廠LFAB廠的旁邊,第二座工廠建成后,將與現(xiàn)有的工廠合并,并最終作為一家工廠運(yùn)營(yíng)。新的晶圓廠將為德州儀器額外創(chuàng)造約800個(gè)工作崗位,以及數(shù)千個(gè)間接就業(yè)崗位。 新工廠預(yù)計(jì)將于2023年下半年開(kāi)始建設(shè),最早將于2026年投產(chǎn)。新工廠的成本包含在TI此前宣布的擴(kuò)大制造能力的資本支出計(jì)劃中,并將與TI現(xiàn)有的300毫米晶圓廠形成互補(bǔ)晶圓廠, 據(jù)悉,德州儀器于2021年收購(gòu)了位于李海的12英寸晶圓廠LFAB,于2022年底投入生產(chǎn),可支持65nm和45nm生產(chǎn)技術(shù)制造模擬和嵌入式處理芯片,產(chǎn)品可應(yīng)用于可再生能源、電動(dòng)汽車(chē)、太空望遠(yuǎn)鏡等領(lǐng)域。據(jù)官網(wǎng)介紹,德州儀器對(duì)李海LFAB工廠的投資將達(dá)到約30億至40億美元。 更多新聞 #機(jī)構(gòu):2023年全球半導(dǎo)體營(yíng)收衰退5.3% 據(jù)聯(lián)合新聞網(wǎng)報(bào)道,研究機(jī)構(gòu)國(guó)際數(shù)據(jù)信息(IDC)預(yù)期,受庫(kù)存調(diào)整及需求疲軟影響,2023年全球半導(dǎo)體總營(yíng)收將衰退5.3%。 IDC全球半導(dǎo)體與賦能科技研究集團(tuán)總裁MarioMorales日前表示,庫(kù)存調(diào)整自2022年上半年開(kāi)始,并延續(xù)到2022年下半年,預(yù)期將于2023年上半年落底。 Morales預(yù)估2023年全球半導(dǎo)體總營(yíng)收將年減5.3%,前三季度均較去年有所減少,第四季有所增長(zhǎng)。其中,2023年物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)恐將衰退3.1%,數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)將下滑5.5%,儲(chǔ)存市場(chǎng)將衰退達(dá)23.8%。但汽車(chē)與通信市場(chǎng)可望上升,將分別增長(zhǎng)2.1%及1.3%。 晶圓代工方面,營(yíng)收表現(xiàn)將相對(duì)平穩(wěn),預(yù)估將小幅衰退1.8%。Morales表示,臺(tái)積電因在先進(jìn)制程技術(shù)具領(lǐng)先地位,表現(xiàn)可望優(yōu)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)水平。 Morales預(yù)估,2024年晶圓代工營(yíng)收可望增長(zhǎng)18.6%至1438億美元,2026年將逼近1947億美元規(guī)模。 #捷捷微電:公司超結(jié)MOS已量產(chǎn) 主要應(yīng)用于高壓應(yīng)用領(lǐng)域 2月15日,捷捷微電在投資者互動(dòng)平臺(tái)上表示,公司目前在新能源汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)品銷(xiāo)售占比還不是很高,在新能源汽車(chē)方面,有部分TVS產(chǎn)品用于充電樁上,主要是提供安全保護(hù)。另外,公司超結(jié)MOS已量產(chǎn),主要應(yīng)用于高壓應(yīng)用領(lǐng)域,有充電器電源、工業(yè)電源、充電樁、車(chē)載OBC、光伏儲(chǔ)能等。 另?yè)?jù)了解,捷捷微電8寸產(chǎn)線“高端功率半導(dǎo)體器件產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”(一期)基礎(chǔ)設(shè)施及配套等建設(shè)已完成,二期設(shè)備也在逐步投入中。目前一期進(jìn)度符合預(yù)期,試生產(chǎn)的產(chǎn)品良率也在預(yù)期內(nèi)。 #看好氮化鎵市場(chǎng) 德州儀器擬擴(kuò)大日本福島工廠產(chǎn)能 德州儀器(TI)日本負(fù)責(zé)人SamuelVicari日前接受日經(jīng)新聞專(zhuān)訪,透露將擴(kuò)大在日氮化鎵晶圓產(chǎn)能。 Vicari表示,“雖然整體市場(chǎng)放緩是事實(shí),但我們涵蓋的一些市場(chǎng)仍然表現(xiàn)良好,例如汽車(chē)。對(duì)工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)化以提高(供應(yīng)網(wǎng)絡(luò))效率的需求也很強(qiáng)勁。這些應(yīng)用需要成熟制程產(chǎn)品,供需仍然緊張。” Vicari透露,公司正繼續(xù)積極投資擴(kuò)大制造能力,“在以使用200mm晶圓的生產(chǎn)線為中心的日本,我們生產(chǎn)特殊產(chǎn)品(多種產(chǎn)品的小批量生產(chǎn))。特別是,使用氮化鎵(GaN)的產(chǎn)品是一項(xiàng)高需求。我們將主要投資福島縣的會(huì)津工廠以擴(kuò)大產(chǎn)能。我們將縮小目標(biāo)并投資于重要技術(shù)。”
        9月8日,宏光半導(dǎo)體發(fā)布公告,公司近日與協(xié)鑫集團(tuán)有限公司訂立戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,以展開(kāi)長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作。 根據(jù)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,公司與合作方擬于氮化鎵(GaN)功率芯片在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)展密切合作,包括:(i)合作方或其下屬公司將投資公司或公司下屬公司的股權(quán),雙方建立深度合作;(ii)雙方將在境內(nèi)成立新能源合營(yíng)公司布局GaN芯片在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用,包括但不限于充電╱換電技術(shù)及設(shè)備,儲(chǔ)能技術(shù)及其設(shè)施,分布式光伏逆變器等;(iii)公司將向合營(yíng)公司提供技術(shù)支持,共同開(kāi)發(fā)基于矽基功率芯片及第三代半導(dǎo)體之應(yīng)用產(chǎn)品;及(iv)合作方基于其在新能源產(chǎn)業(yè)之領(lǐng)先地位及全面布局,將協(xié)助公司及合營(yíng)公司進(jìn)入新能源產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈?zhǔn)袌?chǎng)。 公開(kāi)資料顯示,宏光半導(dǎo)體主要從事半導(dǎo)體產(chǎn)品,包括發(fā)光二極管燈珠、新一代半導(dǎo)體氮化鎵芯片、GaN器件及其相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)品以及快速充電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造、分包服務(wù)及銷(xiāo)售。 據(jù)悉,2021年8月,宏觀照明發(fā)布公告改名為“宏光半導(dǎo)體”,同時(shí)宏光半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)內(nèi)從事第三代半導(dǎo)體GaN芯片一體化生產(chǎn)能力的IDM供應(yīng)商FastCharging的全資控股,正式跨入第三代半導(dǎo)體時(shí)代。 此后,宏光半導(dǎo)體在氮化鎵上的布局不斷加快。 2022年3月24日,宏光半導(dǎo)體(06908.HK)發(fā)布公告,與GUHHoldingsBerhad(3247.KL)訂立無(wú)法律約束力諒解備忘錄,有意在將公司快充電池及氮化鎵(GaN)器件產(chǎn)品銷(xiāo)售擴(kuò)展至馬來(lái)西亞及東南亞,擴(kuò)大收入來(lái)源。同時(shí),與科通芯城集團(tuán)(00400.HK)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,意在打通國(guó)內(nèi)芯片銷(xiāo)售渠道。3月29日,公司再發(fā)公告稱(chēng)全資附屬公司徐州金沙江半導(dǎo)體有限公司與GaNSystemsInc.(GaNSystems)于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心電力基礎(chǔ)設(shè)施成功進(jìn)行首次公開(kāi)GaN行業(yè)實(shí)地試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)為數(shù)據(jù)中心節(jié)省最高20%的能源消耗的重大突破。 據(jù)悉,GUHHoldingsBerhad為馬來(lái)西亞上市公司,主要從事制造印刷電路板業(yè)務(wù)。此次合作除了擴(kuò)展銷(xiāo)售市場(chǎng)外,宏光半導(dǎo)體還將為GUH提供電池工廠之建設(shè)計(jì)劃及采購(gòu)相關(guān)設(shè)備,并向GUH提供100兆瓦時(shí)儲(chǔ)能站之全套模塊設(shè)備。 與此同時(shí),宏光半導(dǎo)體宣布引入重磅客戶(hù)羅馬仕。公司稱(chēng)子公司和羅馬仕與鴻智電通各自訂立了為期三年的戰(zhàn)略合作協(xié)議。羅馬仕是一家在全球范圍內(nèi)提供高質(zhì)素移動(dòng)能源技術(shù)的創(chuàng)新科技公司,其主要的產(chǎn)品是移動(dòng)電源、車(chē)用充電器及變壓器。另一家合作伙伴,鴻智電通則擁有超過(guò)20年的相關(guān)芯片設(shè)計(jì)及技術(shù)經(jīng)驗(yàn),擁有多項(xiàng)注冊(cè)專(zhuān)利及知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù),專(zhuān)注于智能能源電池電機(jī)的高壓快速充電、儲(chǔ)能、電池管理系統(tǒng)及電機(jī)控制芯片。 這次的合作,將由宏光子公司提供半導(dǎo)體、GaN相關(guān)產(chǎn)品及快速充電電池芯片組系統(tǒng)解決方案,鴻智電通提供EPC300X主控芯片,羅馬仕負(fù)責(zé)提供需求和系統(tǒng)方案驗(yàn)證。三者將達(dá)成長(zhǎng)期穩(wěn)定的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,有望充分協(xié)同各自體系資源和能力,發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì),加快GaN領(lǐng)域布局,合力創(chuàng)建第三代半導(dǎo)體新格局。 在宏光半導(dǎo)體加速發(fā)展的兩年時(shí)間里,國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)首次頒發(fā)的終身成就獎(jiǎng)的王寧國(guó)博士擔(dān)任公司非執(zhí)行董事、中芯國(guó)際創(chuàng)始人兼原CEO張汝京擔(dān)任公司高級(jí)顧問(wèn),兩位高咖位人物的空降入局也使得宏光半導(dǎo)體聲名鵲起。 當(dāng)下以氮化鎵(GaN)以及碳化硅(SiC)技術(shù)為代表第三代半導(dǎo)體還處于起步階段,宏光半導(dǎo)體此番布局依舊不算遲,有望成長(zhǎng)為半導(dǎo)體行業(yè)的“新黑馬”。
        導(dǎo)電橡膠通常是指體積電阻在10的9次歐姆厘米以?xún)?nèi),由于橡膠是優(yōu)良的絕緣體,體積電阻大于10的14次左右。導(dǎo)電橡膠分為防靜電級(jí)別導(dǎo)電橡膠,體積電阻在10的5次至10的9次方之間,導(dǎo)電炭黑填充的導(dǎo)電橡膠,體積電阻通常可保持在幾千歐,甚至更低到一二百歐,再低低于50歐姆厘米的已經(jīng)是難度非常大。當(dāng)體積電阻低于10歐姆厘米以下時(shí),導(dǎo)電橡膠即具有電磁屏蔽功能。下文講的即是體積電阻在10歐姆厘米以下,主要用于電磁屏蔽場(chǎng)合。 導(dǎo)電橡膠是否真的能導(dǎo)電? 依據(jù)電流、電壓和電阻的關(guān)系,只有電壓降時(shí),總是會(huì)存在一定電流流動(dòng),只是電流太小,人感覺(jué)不到。導(dǎo)電橡膠的體積電阻相對(duì)金屬還是很大,依據(jù)體積電阻與距離成反比的關(guān)系,距離越長(zhǎng),阻值越大。在醫(yī)用電極上,導(dǎo)電橡膠已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,此時(shí)導(dǎo)電橡膠電極較薄,一般是在1mm以下,電極只是在上下二個(gè)面接觸,即距離只有1mm,這時(shí)導(dǎo)電橡膠是完全通電的。 導(dǎo)電橡膠是將玻璃鍍銀、鋁鍍銀、銀等導(dǎo)電顆粒均勻分布在硅橡膠中,通過(guò)壓力使導(dǎo)電顆粒接觸,達(dá)到良好的導(dǎo)電性能。在商業(yè)上都有應(yīng)用。其主要作用是密封和電磁屏蔽。產(chǎn)品可以模壓或擠出成形,有片裝或其他的沖切形狀可供選擇。屏蔽性能高達(dá)120dB(10GHz)。分為CONSIL-NC(石墨鍍鎳填硅橡膠)CONSIL-V(銀填充硅橡膠擠出襯墊)CONSIL-A(鋁鍍銀填硅橡膠)CONSIL-N(鎳鍍銀填硅橡膠)CONSIL-C(銅鍍銀填硅橡膠)SC-CONSIL(石墨填硅橡膠CONSIL-R(純銀填硅橡膠)CONSIL-II(銀填硅橡膠模制襯墊)等。
        在剛剛落幕的2022世界人工智能大會(huì)上,瀚博半導(dǎo)體、壁仞科技、天數(shù)智芯、寒武紀(jì)、地平線等一眾國(guó)產(chǎn)AI芯片公司紛紛亮出了最新的技術(shù)和產(chǎn)品。 與之前不同,今年各企業(yè)展示的重點(diǎn)不再局限于芯片產(chǎn)品本身的技術(shù)和指標(biāo),而是更多地引入了芯片落地場(chǎng)景的演示。看來(lái),注重芯片產(chǎn)品的落地應(yīng)用,已經(jīng)成為國(guó)產(chǎn)AI芯片行業(yè)發(fā)展的明顯趨勢(shì)。AI芯片賽道火熱,玩家眾多,其中,有一家出身大廠的低調(diào)公司——昆侖芯科技。昆侖芯科技前身為百度智能芯片及架構(gòu)部,即以前的“百度昆侖”。 9月6日,百度集團(tuán)執(zhí)行副總裁沈抖在2022智能經(jīng)濟(jì)高峰論壇上透露,昆侖芯3代將于2024年初量產(chǎn)。此前,昆侖芯1、2代已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),并達(dá)到數(shù)萬(wàn)片規(guī)模部署。據(jù)一位接近昆侖芯科技的專(zhuān)業(yè)人士透露,昆侖芯科技的收入規(guī)模去年就已經(jīng)達(dá)到億級(jí)。 作為互聯(lián)網(wǎng)大廠下場(chǎng)造芯的代表,昆侖芯科技憑什么在國(guó)產(chǎn)AI芯片角逐場(chǎng)上殺出重圍?從離開(kāi)百度成立,到即將量產(chǎn)第三代芯片,讓我們一窺這家低調(diào)潛行的AI芯片公司的成長(zhǎng)軌跡。 01.十年韜光養(yǎng)晦,扎實(shí)部署數(shù)萬(wàn)片 今年6月,昆侖芯科技正式成立一周年。作為一家致力于研發(fā)前沿科技的芯片公司,“務(wù)實(shí)”是昆侖芯科技的基因,其核心團(tuán)隊(duì)在芯片技術(shù)方面已經(jīng)有十年的經(jīng)驗(yàn)積累。2011年起,昆侖芯核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)就開(kāi)始在百度內(nèi)部進(jìn)行AI異構(gòu)計(jì)算方向的探索,CEO歐陽(yáng)劍更是國(guó)內(nèi)最早參與異構(gòu)計(jì)算與硬件計(jì)算加速項(xiàng)目的工程師之一,精通各類(lèi)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。 百度十余年的業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)積累,為昆侖芯注入了強(qiáng)大的場(chǎng)景基因。也正因如此,昆侖芯團(tuán)隊(duì)更能從AI落地的實(shí)際需求出發(fā),按照復(fù)雜前沿的人工智能場(chǎng)景需求來(lái)迭代架構(gòu)。歐陽(yáng)劍曾說(shuō):“AI芯片企業(yè)必須堅(jiān)持科技創(chuàng)新、以客戶(hù)為導(dǎo)向”。AI芯片企業(yè)在架構(gòu)上要?jiǎng)?chuàng)新,要面向產(chǎn)業(yè)實(shí)際,才有可能在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化上突出重圍。 從2018年至今,昆侖芯的云端AI芯片已經(jīng)迭代兩代,并且實(shí)現(xiàn)了數(shù)萬(wàn)片的規(guī)模落地。昆侖芯1代已經(jīng)在百度搜索引擎、小度等業(yè)務(wù)中部署超過(guò)兩萬(wàn)片,昆侖芯2代也于2021年8月實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),且已在互聯(lián)網(wǎng)、智慧工業(yè)、智慧城市、智算中心、智慧交通、科研等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模部署。 02.“芯”無(wú)旁騖,自研核心架構(gòu) 業(yè)界普遍認(rèn)為,如果一個(gè)團(tuán)隊(duì)有很強(qiáng)的工業(yè)界背景,那么他們的學(xué)術(shù)能力就會(huì)稍弱。但昆侖芯科技是一個(gè)特例,他們?cè)谛酒敃?huì)HotChips上發(fā)表了四篇論文,這一點(diǎn)是國(guó)內(nèi)其他大多數(shù)AI芯片團(tuán)隊(duì)無(wú)法做到的。 2011年,歐陽(yáng)劍及其團(tuán)隊(duì)開(kāi)始用FPGA做AI加速架構(gòu)的研發(fā),2017年,他們?cè)贖otChips上正式發(fā)布了自研的昆侖芯XPU架構(gòu)。據(jù)昆侖芯科技CEO歐陽(yáng)劍透露,這個(gè)X是多樣性(diversified)的意思,昆侖芯的XPU架構(gòu)從設(shè)計(jì)理念上兼顧了通用性、易用性和高性能。通用性對(duì)于技術(shù)和產(chǎn)品都非常重要。昆侖芯團(tuán)隊(duì)之前做AI場(chǎng)景相關(guān)業(yè)務(wù)時(shí)發(fā)現(xiàn),如果為不同的場(chǎng)景專(zhuān)門(mén)定制技術(shù),那么技術(shù)的生命周期就會(huì)非常短。因?yàn)槎ㄖ萍夹g(shù)的適用范圍窄,不能重復(fù)適用。這會(huì)浪費(fèi)研發(fā)成本,降低研發(fā)效率,也會(huì)導(dǎo)致技術(shù)積累上的斷層。正因如此,昆侖芯XPU架構(gòu)從設(shè)計(jì)之初,就并非針對(duì)某一特定算法、模型、場(chǎng)景、公司而定制,而是追求通用性、靈活性、易用性。 03.加速落地,非百度業(yè)務(wù)營(yíng)收過(guò)半 除了在百度的搜索、小度、商業(yè)化等場(chǎng)景中不斷深耕,昆侖芯科技也一直在探索非百度業(yè)務(wù)的落地。 去年10月,昆侖芯拿下某省級(jí)司法體系千萬(wàn)級(jí)智慧檢務(wù)綜合平臺(tái)項(xiàng)目。此前,昆侖芯AI芯片在湖北宜昌的“超級(jí)電腦”上應(yīng)用部署,該電腦最大算力達(dá)51200萬(wàn)億次/秒。今年3月,昆侖芯科技拿下了北京市實(shí)驗(yàn)室服務(wù)保障中心的千萬(wàn)級(jí)AI大單,助力北京市重點(diǎn)支持的新型研發(fā)機(jī)構(gòu)“訓(xùn)練”大模型;9月2日,百度智能云-昆侖芯(鹽城)智算中心在江蘇鹽城上線,算力規(guī)模達(dá)200P。 近期,昆侖芯科技在生物計(jì)算領(lǐng)域也有了新突破。昆侖芯的產(chǎn)品在Alphafold上的測(cè)試效果較業(yè)界主流方案速度有明顯提升,最高可提速10倍。此外,昆侖芯的產(chǎn)品在ESM-1b、MSA-Transformer、Grover等其他經(jīng)典生物計(jì)算模型的測(cè)試上也有明顯的延時(shí)優(yōu)勢(shì)。 過(guò)去一年,昆侖芯科技積極探索非百度業(yè)務(wù)的落地,成果頗豐。據(jù)相關(guān)人士透露,2022上半年,非百度業(yè)務(wù)的營(yíng)收在昆侖芯科技整體營(yíng)收中占比已經(jīng)過(guò)半。這說(shuō)明昆侖芯科技正在擺脫“產(chǎn)品僅在百度內(nèi)部使用”的刻板印象,加速外部客戶(hù)拓展。 公開(kāi)資料顯示,昆侖芯科技在今年6月完成了新一輪融資,但并未透露具體金額。 04.殺出重圍后昆侖芯憑什么持續(xù)領(lǐng)跑? 歐陽(yáng)劍在2022WAIC芯片論壇上說(shuō):“從過(guò)去10余年的歷史來(lái)看,無(wú)論是云計(jì)算還是更早的移動(dòng)互聯(lián)、PC、大型機(jī),每一個(gè)時(shí)代的設(shè)備供應(yīng)商和芯片供應(yīng)商都會(huì)面臨重新洗牌。對(duì)于創(chuàng)業(yè)公司而言,如何才能在宏大的產(chǎn)業(yè)方向中,抓住場(chǎng)景和技術(shù)創(chuàng)新,構(gòu)建‘雙驅(qū)動(dòng)’模式,這一點(diǎn)很重要。” 光靠技術(shù)和概念,公司無(wú)法持續(xù)運(yùn)營(yíng),所以場(chǎng)景落地對(duì)于AI芯片公司很重要。國(guó)產(chǎn)AI芯片只有落地,才能為王。近年來(lái),政策和資本加速推動(dòng)AI芯片行業(yè)向前發(fā)展,國(guó)產(chǎn)AI芯片市場(chǎng)態(tài)勢(shì)火熱,眾多玩家開(kāi)始角逐。憑借十年的技術(shù)沉淀和豐富的產(chǎn)業(yè)落地,昆侖芯在國(guó)產(chǎn)AI芯片角逐場(chǎng)中殺出重圍。在今年6月的一周年慶典上,昆侖芯科技發(fā)布了“開(kāi)放坦誠(chéng)、務(wù)實(shí)自驅(qū)、追求卓越、突破創(chuàng)新、共生共贏”的企業(yè)價(jià)值觀。在行業(yè)略顯浮躁的背景下,有不少員工表示,“務(wù)實(shí)”是昆侖芯最明顯的特質(zhì)之一。
        深耕半導(dǎo)體硅片、功率器件、射頻芯片,依托產(chǎn)業(yè)鏈一體化優(yōu)勢(shì),穩(wěn)步擴(kuò)產(chǎn)鑄就業(yè)績(jī)高增長(zhǎng)。立昂微成立于2002年,主營(yíng)半導(dǎo)體硅片、半導(dǎo)體功率器件、化合物半導(dǎo)體射頻芯片三大板塊。經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展,公司已經(jīng)成長(zhǎng)為目前國(guó)內(nèi)屈指可數(shù)的從硅片到芯片的一站式制造平臺(tái),形成了以盈利的小尺寸硅片產(chǎn)品帶動(dòng)大尺寸硅片的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,以成熟的半導(dǎo)體硅片業(yè)務(wù)、半導(dǎo)體功率器件業(yè)務(wù)帶動(dòng)化合物半導(dǎo)體射頻芯片產(chǎn)業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式。 投資要點(diǎn): 1)半導(dǎo)體硅片:產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)從6寸到12寸、輕摻到重?fù)健型到P型等領(lǐng)域全覆蓋,客戶(hù)包括中芯國(guó)際、華潤(rùn)微、華虹宏力、士蘭微等國(guó)內(nèi)主要晶圓廠及IDM廠商。2021年公司6寸和8寸產(chǎn)線長(zhǎng)期滿(mǎn)負(fù)荷,產(chǎn)銷(xiāo)兩旺,硅片業(yè)務(wù)營(yíng)收14.6億元,同比增長(zhǎng)50%,毛利率45.5%。產(chǎn)能建設(shè)方面,衢州月產(chǎn)15萬(wàn)片12寸硅片,覆蓋14nm以上技術(shù)節(jié)點(diǎn)邏輯電路、圖像傳感器件、功率器件;國(guó)晶半導(dǎo)體聚焦12寸輕摻拋光片,2023H2預(yù)計(jì)月產(chǎn)能15萬(wàn)片。8寸拋光片月產(chǎn)能27萬(wàn)片,6寸拋光片月產(chǎn)能60萬(wàn)片;預(yù)計(jì)到2022年4月份6-8寸外延片將達(dá)到月產(chǎn)能65萬(wàn)片。我們看好公司硅片業(yè)務(wù)隨國(guó)內(nèi)晶圓廠同步快速發(fā)展,量?jī)r(jià)齊升。 2)半導(dǎo)體功率:主要產(chǎn)品為6寸肖特基芯片、MOSFET芯片、TVS芯片。2021年公司半導(dǎo)體器件聚焦光伏(出貨占比46%)、汽車(chē)電子(出貨占比20%左右)下游應(yīng)用,全年維持滿(mǎn)產(chǎn)滿(mǎn)銷(xiāo)狀態(tài),依托硅片產(chǎn)業(yè)鏈一體化優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)營(yíng)收10.07億元,同比增長(zhǎng)100%;實(shí)現(xiàn)毛利率50.95%,較2020年提升21%。客戶(hù)包括ONSEMI、揚(yáng)州虹揚(yáng)、陽(yáng)信長(zhǎng)威、國(guó)內(nèi)外功率器件封裝企業(yè),并通過(guò)博世、大陸集團(tuán)、法格、長(zhǎng)城汽車(chē)、比亞迪等認(rèn)證。產(chǎn)能建設(shè)方面,目前功率半導(dǎo)體月產(chǎn)17.5萬(wàn)片,預(yù)計(jì)今年6月底達(dá)到23.5萬(wàn)片/月。我們看好公司半導(dǎo)體功率業(yè)務(wù)依托產(chǎn)業(yè)鏈一體化和差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),長(zhǎng)期高增長(zhǎng)。 3)半導(dǎo)體射頻:立昂東芯6寸砷化鎵芯片產(chǎn)能規(guī)模和工藝水平位居國(guó)內(nèi)第一梯隊(duì)。2021年砷化鎵芯片業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營(yíng)收4411萬(wàn)元,同比增長(zhǎng)474%,毛利率較2020年大幅改善,擁有了包括昂瑞微、芯百特等在內(nèi)的60余家優(yōu)質(zhì)客戶(hù)群,正在持續(xù)開(kāi)展客戶(hù)送樣驗(yàn)證工作。產(chǎn)能建設(shè)方面,杭州基地已建成年產(chǎn)7萬(wàn)片并實(shí)現(xiàn)批量出貨,海寧基地有年產(chǎn)36萬(wàn)片的射頻芯片產(chǎn)能布局,即將開(kāi)工建設(shè)。隨著公司射頻芯片產(chǎn)能順利爬坡和成本管控逐步落實(shí),預(yù)計(jì)今年將實(shí)現(xiàn)盈虧平衡。 盈利預(yù)測(cè):公司作為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片龍頭,充分受益于中國(guó)半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)替代加速,業(yè)績(jī)快速釋放,預(yù)計(jì)2022-2024營(yíng)收分別為38.3、50.43、62.91億元,實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn)分別為9.99、13.5、17.37億元,對(duì)應(yīng)P/E42、31.07、24.16倍,維持“強(qiáng)烈推薦”評(píng)級(jí)。
        顯示面板是手機(jī)、電視、平板電腦、筆記本電腦、安防監(jiān)控設(shè)備、車(chē)載顯示屏等設(shè)備必不可少的組成部件。顯示面板的發(fā)展大致可分為以下階段: · 20世紀(jì)20年代CRT(CathodeRayTube,陰極射線管)技術(shù)作為第一代顯示技術(shù)被正式商業(yè)化,代表產(chǎn)品:黑白及彩色CRT電視。 · 20世紀(jì)90年代,等離子技術(shù)、LCD(LiquidCrystalDisplay,液晶顯示)技術(shù)并行。2000年后,等離子技術(shù)逐步退出市場(chǎng),LCD(液晶技術(shù))逐漸成為全球最主流的顯示技術(shù)。 · 2010年左右,OLED商業(yè)化進(jìn)程得到了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,之后AM-OLED逐漸成為中小尺寸平板顯示的主流,但因壽命問(wèn)題無(wú)法在大屏幕市場(chǎng)取代LCD,也無(wú)法在超大屏幕市場(chǎng)取代LED。 · 未來(lái)Mini/MicroLED有望成為下一代主流技術(shù)。 顯示面板分類(lèi): ·全球顯示面板市場(chǎng)以LCD為主,新顯示賽道快速增長(zhǎng)。LCD由于其技術(shù)的成熟性,以及在大屏幕顯示領(lǐng)域如電視、筆記本電腦等的廣泛應(yīng)用,市場(chǎng)需求和占比較大。 ·2020年,全球LCD面板出貨量高達(dá)2.33億平方米,占全球顯示面板96%市場(chǎng)份額。LCD面板保有量高,未來(lái)將繼續(xù)穩(wěn)定在高出貨量水平,預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到2.79億平方米。OLED因其獨(dú)特的柔性特質(zhì),能滿(mǎn)足曲面和折疊屏的需求,被廣泛應(yīng)用于手機(jī)等小屏幕產(chǎn)品,同時(shí)也應(yīng)用于一些新興的電子產(chǎn)品如智能穿戴和VR設(shè)備等。 ·2020年,全球OLED面板出貨量?jī)H為9.7百萬(wàn)平方米,但從2021年起預(yù)計(jì)將以16.34%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng),2025年有望達(dá)到25.1百萬(wàn)平方米。根據(jù)Omdia數(shù)據(jù),面板各下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展與市場(chǎng)需求穩(wěn)步增長(zhǎng),TV、移動(dòng)設(shè)備作為最大應(yīng)用類(lèi)別保持平穩(wěn)增長(zhǎng);商用、車(chē)載等新顯示賽道快速增長(zhǎng)。 全球顯示面板行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模(出貨量,單位:百萬(wàn)平方米): 顯示行業(yè)主要下游穩(wěn)步增長(zhǎng)(單位:百萬(wàn)平方米): LCD已取得主導(dǎo),OLED投入加大。相較于韓國(guó)與中國(guó)臺(tái)灣地區(qū),中國(guó)大陸顯示面板發(fā)展較晚。隨著京東方等國(guó)產(chǎn)面板廠商的崛起,中國(guó)大陸顯示面板以20.23%的年復(fù)合增長(zhǎng)率快速追趕,市場(chǎng)規(guī)模從2016年的43.6百萬(wàn)平方米增長(zhǎng)至2020年的91.1百萬(wàn)平方米,預(yù)計(jì)2025年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到121.2百萬(wàn)平方米。 LCD面板方面至2025年我國(guó)在全球市場(chǎng)的出貨量占比將達(dá)到45.28%;OLED領(lǐng)域起步較晚,主要受制于行業(yè)較高的技術(shù)壁壘早期發(fā)展緩慢,但近年隨著我國(guó)的投入不斷加大,整體OLED產(chǎn)能快速增長(zhǎng)。2020年我國(guó)OLED面板產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的比重12.37%,首次突破10%,預(yù)計(jì)2025年將上升至24.3%。 中國(guó)顯示面板行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模(出貨量,單位:百萬(wàn)平方米): 中國(guó)大陸顯示面板占全球份額: DDIC,即面板顯示驅(qū)動(dòng)芯片,是顯示面板的主要控制元件之一。LCD驅(qū)動(dòng)芯片為L(zhǎng)CD顯示屏中的燈珠提供穩(wěn)定的電壓或電流驅(qū)動(dòng)信號(hào),從而控制燈珠的光線強(qiáng)度和色彩,并在液晶片板上變化出不同深淺的顏色組合,進(jìn)而保證顯示畫(huà)面的均勻性和穩(wěn)定性。而OLED驅(qū)動(dòng)芯片主要通過(guò)向OLED單元背后的薄膜晶體管發(fā)送指令的方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)OLED發(fā)光單元的開(kāi)關(guān)控制。 手機(jī)LCD顯示模組及驅(qū)動(dòng)芯片: 顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)速度略高于顯示面板市場(chǎng): ·受益于全球顯示面板出貨量的增長(zhǎng),顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)規(guī)模也快速增長(zhǎng)。根據(jù)Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì),全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片出貨量從2016年的123.91億顆增長(zhǎng)至2020年的165.40億顆,年復(fù)合增長(zhǎng)率為7.49%。預(yù)計(jì)未來(lái)顯示技術(shù)的升級(jí)與下游應(yīng)用的拓展將推動(dòng)顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)的進(jìn)一步增長(zhǎng),到2025年出貨量增至233.20億顆。 ·和下游顯示面板市場(chǎng)相對(duì)應(yīng),全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片以LCD驅(qū)動(dòng)芯片為主,預(yù)計(jì)未來(lái)將繼續(xù)穩(wěn)定在高出貨量水平,OLED驅(qū)動(dòng)芯片隨著OLED屏的高速增長(zhǎng)份額逐漸提高。目前LCD驅(qū)動(dòng)芯片已經(jīng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供應(yīng),且TFT-LCD已大量轉(zhuǎn)向TDDI,該市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入成熟甚至過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)階段。 ·隨著智能手機(jī)、電視等電子設(shè)備對(duì)液晶面板的需求不斷增長(zhǎng),顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)預(yù)計(jì)將在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng),其主要增長(zhǎng)引擎包括高分辨率、集成功能需求的增加以及平均售價(jià)的降低。 全球DDIC市場(chǎng)規(guī)模(單位:億顆): 中國(guó)DDIC市場(chǎng)規(guī)模(出貨量): 在新興應(yīng)用領(lǐng)域強(qiáng)勁需求帶動(dòng)下,2021年增速或達(dá)到周期性峰值: ·根據(jù)CINNOResearch數(shù)據(jù),2021年全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)增至138億美元,增長(zhǎng)率將達(dá)到56.8%為近年來(lái)的最高峰,也為全球集成電路芯片市場(chǎng)中成長(zhǎng)力度最大的細(xì)分產(chǎn)業(yè)之一。目前,由于晶圓代工與封測(cè)產(chǎn)能短缺導(dǎo)致短期晶圓與封測(cè)價(jià)格不斷上漲;同時(shí),全球顯示面板市場(chǎng)的增長(zhǎng)也帶動(dòng)了顯示驅(qū)動(dòng)芯片長(zhǎng)期需求量的增加。 ·2020至2021年間,雖然市場(chǎng)需求量大幅增加,但是全球晶圓產(chǎn)能投資中8英寸產(chǎn)能增量有限,尤其是在90~150nm制程節(jié)點(diǎn)產(chǎn)能短缺更為明顯。因此,價(jià)格上漲為全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)規(guī)模上升的主要推動(dòng)力(預(yù)計(jì)2021年價(jià)格帶動(dòng)營(yíng)收規(guī)模增長(zhǎng)約53%,出貨量帶動(dòng)營(yíng)收增長(zhǎng)約2%)。 隨著面板制造產(chǎn)能持續(xù)向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移,大陸已經(jīng)奠定了全球面板制造中心的地位,相應(yīng)的大陸市場(chǎng)也成為全球驅(qū)動(dòng)芯片主要市場(chǎng)。CINNO預(yù)計(jì)2021年國(guó)內(nèi)顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)規(guī)模將同比大幅增長(zhǎng)68%至57億美金,至2025年將持續(xù)增長(zhǎng)至80億美金,年均復(fù)合增長(zhǎng)率CAGR將達(dá)9%。 全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)規(guī)模: 中國(guó)驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)規(guī)模(單位:億美元): TDDI開(kāi)辟新領(lǐng)域成長(zhǎng): ·顯示驅(qū)動(dòng)芯片的功能集成是當(dāng)下主流的技術(shù)發(fā)展方向,面對(duì)智能手機(jī)更高屏占比的發(fā)展趨勢(shì),顯示驅(qū)動(dòng)芯片與觸控芯片的整合能夠有效減少顯示面板外圍芯片的尺寸,因此TDDI芯片的市場(chǎng)滲透率迅速提升,開(kāi)辟了顯示驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域的新戰(zhàn)場(chǎng)。未來(lái),以車(chē)載電子為代表的其他電子設(shè)備也將廣泛采用TDDI芯片,推動(dòng)市場(chǎng)維持高速增長(zhǎng)。 ·根據(jù)Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì),自2015年TDDI芯片首次問(wèn)世以來(lái),其出貨量由0.4億顆迅速提升至2019年的5.2億顆。未來(lái),以車(chē)載電子為代表的其他電子設(shè)備也將廣泛采用TDDI芯片,推動(dòng)市場(chǎng)維持高速增長(zhǎng),至2024年全球出貨量預(yù)計(jì)將達(dá)到11.5億顆,自2020年至2024年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到18.3%。 1)目前為智能手機(jī)液晶面板的主流驅(qū)動(dòng)方案。除蘋(píng)果外,其他知名終端品牌的液晶面板機(jī)型高比例采用TDDI。根據(jù)Omdia數(shù)據(jù),2020年用于智能手機(jī)的TDDI出貨量達(dá)到7.81億顆。 2)后疫情時(shí)期,遠(yuǎn)程教育擴(kuò)大化,平板電腦需求激增,TDDI在平板電腦顯示屏的滲透率迅速增長(zhǎng)。隨著尺寸和分辨率的提升,一塊屏幕需要配備兩顆芯片,目前正在成為主流方案趨勢(shì),根據(jù)Omdia數(shù)據(jù),2020年用于平板電腦顯示屏的TDDI出貨量達(dá)到8400萬(wàn)顆。 3)車(chē)載顯示器TDDI市場(chǎng)日趨成熟: ·目前面板廠商正在為車(chē)載顯示器積極開(kāi)發(fā)in-cell觸控集成方案,芯片廠商在2020年起逐步開(kāi)始量產(chǎn)TDDI解決方案。 ·汽車(chē)電子化的趨勢(shì),推動(dòng)車(chē)用電子零組件需求持續(xù)提升,其中車(chē)用觸控面板的使用量,有望在2022年迎來(lái)更大規(guī)模的爆發(fā),帶動(dòng)車(chē)用TDDI迎來(lái)首波拉貨高峰,據(jù)DIGITIMES信息,包括顯示驅(qū)動(dòng)大廠Synaptics以及聯(lián)詠、奇景光電、敦泰都已經(jīng)對(duì)此領(lǐng)域重兵部署,并在2022年啟動(dòng)大量出貨。 ·根據(jù)Omdia數(shù)據(jù),2020年車(chē)載顯示器的TDDI出貨量達(dá)到500萬(wàn)顆。 全球TDDI芯片出貨量: 2020年LCDTDDI分下游占比(單位:萬(wàn)顆): 大尺寸為切入口,中小領(lǐng)域伴隨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移替代加速 顯示驅(qū)動(dòng)IC的產(chǎn)業(yè)鏈大體由IC設(shè)計(jì)—晶圓代工—封測(cè)—面板廠構(gòu)成,目前供給的瓶頸主要在于晶圓代工的產(chǎn)能。DDIC的產(chǎn)業(yè)鏈較為簡(jiǎn)單,作為顯示屏成像系統(tǒng)的重要部分,其所在電子產(chǎn)品中所占的成本約10-15%,但因芯片嵌入數(shù)量較多,故在芯片設(shè)計(jì)行業(yè)中屬于毛利較低產(chǎn)品。而在產(chǎn)能緊張的階段,顯示芯片因其低毛利等特點(diǎn),往往被晶圓代工廠擠壓產(chǎn)能。 由于顯示產(chǎn)品的多樣性,顯示類(lèi)驅(qū)動(dòng)IC的制程范圍也比較廣,其主要產(chǎn)品涵蓋了28nm-150nm的工藝段。其中NB和MNT等IT產(chǎn)品和TV主要為110-150nm;主要用于LCD手機(jī)和平板的集成類(lèi)TDDI(Touch+DDIC)制程段在55-90nm;用于AMOLED驅(qū)動(dòng)IC的制程段相對(duì)先進(jìn)為28-40nm;其他規(guī)格較低的驅(qū)動(dòng)芯片(穿戴、白電、小家電等分辨率較低應(yīng)用)我們本章暫不做討論。 各顯示品類(lèi)的驅(qū)動(dòng)IC制程以及同類(lèi)競(jìng)品: 2021年各品類(lèi)顯示驅(qū)動(dòng)IC的供給呈現(xiàn)不同程度的緊張,除了自身的需求增長(zhǎng)外,同制程內(nèi)其他品類(lèi)IC的晶圓消耗也會(huì)影響DDIC的供給。2021年最為缺貨的電源管理芯片,10M以下的低端圖像識(shí)別芯片以及指紋識(shí)別芯片等等的需求增加,會(huì)不同程度的擠壓TV和IT驅(qū)動(dòng)芯片的晶圓供給;車(chē)載MCU芯片工藝主要集中在在28-40nm,使同樣在此制程段同時(shí)非常緊缺的AMOLED的DDIC供應(yīng)難以得到快速補(bǔ)充。 DDIC占整體晶圓產(chǎn)能約3%,占晶圓代工廠產(chǎn)能約6%。根據(jù)DISCEIN數(shù)據(jù),顯示驅(qū)動(dòng)IC消耗的晶圓產(chǎn)能約250-270K/M,如參考2021年超過(guò)約9500K/M的晶圓產(chǎn)能,實(shí)際占比不到3%;如排除約5000K/M的IDM產(chǎn)能(如三星和英特爾等),剩下的晶圓代工產(chǎn)能(如臺(tái)積電、聯(lián)電、中芯國(guó)際等)約4500K/M,DDIC占其中不到6%的產(chǎn)能比重。 全球晶圓產(chǎn)能與主流DDIC消耗晶圓比重分布: 手機(jī)和TV消耗晶圓量較大: ·根據(jù)Omdia數(shù)據(jù),大尺寸顯示驅(qū)動(dòng)芯片(包括TV、MNT、NB和9寸以上TPC)占總需求的70%,其中液晶電視面板所用驅(qū)動(dòng)芯片占大尺寸總需求的40%以上,因其每年約2.7億(2020年AVCRevo數(shù)據(jù)為272.2M)的面板出貨量和超過(guò)50%的UHD占比,對(duì)顯示驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量需求較大,其晶圓消耗占比也較高。 ·在中小型顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng),智能手機(jī)的市場(chǎng)份額最大。2020年,包含LCD面板驅(qū)動(dòng)芯片和AMOLED面板驅(qū)動(dòng)芯片在內(nèi),占驅(qū)動(dòng)芯片總需求的20%,但由于手機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片往往集成了觸控和T-CON的功能,單個(gè)晶粒面積是TV驅(qū)動(dòng)芯片的三倍左右,導(dǎo)致消耗的晶圓量接近下游主流顯示的一半。 ·2021年IT線產(chǎn)品增長(zhǎng)仍然較強(qiáng),同時(shí)由于更高分辨率在電視面板中的滲透率提升,根據(jù)Omdia測(cè)算,主流顯示驅(qū)動(dòng)芯片的總需求預(yù)計(jì)將在2021年增長(zhǎng)至84億顆。 全球主要顯示驅(qū)動(dòng)IC年度出貨量占比: 終端所需DDIC數(shù)量與面板尺寸、分辨率高低成正比,面板尺寸越大,分辨率越高、所需DDIC數(shù)量越多。未來(lái)隨著大面板屏幕尺寸繼續(xù)增加,各類(lèi)屏幕分辨率、色域要求不斷提升,每臺(tái)終端產(chǎn)品所需的DDIC數(shù)量還將進(jìn)一步增長(zhǎng)。 終端產(chǎn)品與DDIC數(shù)量對(duì)應(yīng)關(guān)系: 臺(tái)廠和韓廠占據(jù)了大部分顯示驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)份額。根據(jù)Omdia數(shù)據(jù),大尺寸顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)中,臺(tái)廠份額最大。聯(lián)詠2020年份額為24%排名第一,其次是奇景光電和瑞鼎、以及三星旗下LSI和和LG旗下SiliconWorks。在智能手機(jī)領(lǐng)域,臺(tái)廠在LCD占主導(dǎo)地位,2020年近80%份額,聯(lián)詠和和奕力排名包攬前二。 2020年大尺寸顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)份額: 2020年LCD手機(jī)顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)份額: AMOLED領(lǐng)域韓廠因其技術(shù)優(yōu)勢(shì)份額占優(yōu)。三星旗下LSI在2020年占據(jù)超一半AMOLED顯示驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)份額,作為三星顯示SDC的專(zhuān)屬供應(yīng)商,LSI和美格納(前身為Hynix半導(dǎo)體)尚未與中國(guó)大陸面板廠展開(kāi)合作。聯(lián)詠和瑞鼎是2020年中國(guó)大陸面板廠的主要AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片供應(yīng)商,市場(chǎng)份額在2020年分別為7%和6%。 2020年AMOLED手機(jī)顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)份額: 隨著中國(guó)大陸面板廠的份額提升,上游供應(yīng)鏈的轉(zhuǎn)移帶動(dòng)國(guó)內(nèi)顯示驅(qū)動(dòng)芯片行業(yè)快速發(fā)展。 大尺寸顯示驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域,集創(chuàng)北方和奕斯偉增長(zhǎng)顯著。奕斯偉在2020四季度為BOE最大的TV顯示驅(qū)動(dòng)芯片供應(yīng)商;集創(chuàng)北方在BOE、HKC惠科等面板大廠份額持續(xù)提升。2020年,集創(chuàng)北方和奕斯偉市場(chǎng)份額分別為3.2%和2%。 手機(jī)顯示驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)公司市場(chǎng)份額仍然較低,但呈現(xiàn)局部突圍態(tài)勢(shì): · 豪威在2020年收購(gòu)了新思的移動(dòng)TDDI業(yè)務(wù),積極結(jié)合其CIS產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)在中國(guó)市場(chǎng)進(jìn)行擴(kuò)張; · 集創(chuàng)北方在2020年底開(kāi)始為品牌小米量產(chǎn)TDDI; · 云英谷于2020年三季度開(kāi)始量產(chǎn)AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片; · 華為海思自研的OLED驅(qū)動(dòng)芯片在2021下半年已經(jīng)試產(chǎn)完畢,計(jì)劃2022年正式向供應(yīng)商完成量產(chǎn)交付,該芯片樣本在2021下半年已經(jīng)送至京東方、華為、榮耀等廠商處進(jìn)行測(cè)試; · 中穎電子后裝AMOLED顯示驅(qū)動(dòng)芯片已在2021年量產(chǎn)出貨,同時(shí)計(jì)劃在2022年中推出前裝品牌市場(chǎng)規(guī)格芯片。 TV顯示驅(qū)動(dòng):為國(guó)內(nèi)廠商切入 顯示驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的最佳入口 TV面板顯示驅(qū)動(dòng)是消耗數(shù)量最多的顯示品類(lèi)。顯示驅(qū)動(dòng)IC通過(guò)電壓驅(qū)動(dòng)面板的Source線來(lái)控制幾百萬(wàn)個(gè)像素的開(kāi)關(guān)狀態(tài)顯示畫(huà)面,在常規(guī)的IC設(shè)計(jì)下,對(duì)驅(qū)動(dòng)IC用量影響最大的因素為分辨率。TV面板的單顆驅(qū)動(dòng)IC一般擁有960-1366個(gè)驅(qū)動(dòng)通道,常規(guī)設(shè)計(jì)下一個(gè)HD分辨率的OC需要三顆驅(qū)動(dòng)IC,一般FHD需6顆,UHD則需12顆。 除了常規(guī)設(shè)計(jì)外,面板廠商也在開(kāi)發(fā)Dualgate(一個(gè)驅(qū)動(dòng)通道驅(qū)動(dòng)兩列)或者triplegate(一個(gè)驅(qū)動(dòng)通道驅(qū)動(dòng)三列)設(shè)計(jì),入門(mén)級(jí)的32寸HD有1顆或者2顆的驅(qū)動(dòng)IC設(shè)計(jì),但目前UHD占整體TV比重超50%,這類(lèi)方案在分辨率越來(lái)越高的情況實(shí)際難以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)DISCEIN數(shù)據(jù),TV面板所需要的驅(qū)動(dòng)IC數(shù)量對(duì)應(yīng)2.7億片TV面板出貨量全年約25億顆規(guī)模,是消耗數(shù)量最多的顯示品類(lèi)。 TV顯示驅(qū)動(dòng)IC用量: TV各分辨率占比: TV驅(qū)動(dòng)IC率先成為大陸廠商切入的最佳入口。我們認(rèn)為目前TV驅(qū)動(dòng)IC為突破口主要因: · 大尺寸TV面板產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化程度最高,技術(shù)壁壘相對(duì)中小尺寸門(mén)檻低; · TV顯示驅(qū)動(dòng)每年需求量約25億顆在主流顯示里占比較大; · 在顯示面板在幾次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移后,在大尺寸LCDTV領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)了以大陸為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)格局,前三強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)格局已經(jīng)形成,加上CHOT等其他面板廠,使得TV驅(qū)動(dòng)IC的需求由大陸廠商主導(dǎo)。 但TV領(lǐng)域也是目前競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的領(lǐng)域,整體份額較為接近,其中中國(guó)大陸廠商集創(chuàng)北方和奕斯偉也占據(jù)了一定份額,根據(jù)CINNOResearch數(shù)據(jù),本土驅(qū)動(dòng)芯片企業(yè)中,2021上半年兩者合計(jì)占據(jù)了電視、顯示器和筆記本等中大尺寸應(yīng)用90%以上市場(chǎng)份額。 全球LCDTV供應(yīng)商出貨面積(百萬(wàn)平方米): 2020年TV驅(qū)動(dòng)IC競(jìng)爭(zhēng)格局: TV面板商出貨量: MNT顯示驅(qū)動(dòng):應(yīng)用場(chǎng)景多維, 大陸廠商奮起直追 MNT顯示驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品維度豐富。MNT和TV整機(jī)的形態(tài)比較類(lèi)似,但TV產(chǎn)品相對(duì)來(lái)說(shuō)場(chǎng)景簡(jiǎn)單較為中規(guī)中矩,MNT附帶更多應(yīng)用場(chǎng)景需求,如畫(huà)面比、產(chǎn)品刷新率、平面和曲面、分辨率等產(chǎn)品維度比較豐富,應(yīng)用于辦公、娛樂(lè)、電競(jìng)等各個(gè)場(chǎng)景。 因尺寸限制用量較小。從用量來(lái)說(shuō),受到尺寸普遍較小的限制,MNT產(chǎn)品難以像TV產(chǎn)品一樣簡(jiǎn)單采用10顆以上960通道的驅(qū)動(dòng)IC,而傾向采用數(shù)量更少的1446通道的驅(qū)動(dòng)IC,結(jié)合MNT的整體規(guī)模以及傾向于用較多通道的驅(qū)動(dòng)IC,MNT的IC需求量對(duì)應(yīng)每年1.6億片MNT面板出貨量約9億顆規(guī)模,在幾個(gè)主要應(yīng)用里僅大于TPC。 MNT顯示驅(qū)動(dòng)IC用量: 相比于TV面板以大陸廠商為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)格局,MNT面板目前仍是多強(qiáng)局面。其中大陸廠商BOE出貨量全球第一,其他排名靠前廠商中主要有韓國(guó)廠商樂(lè)金顯示以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的友達(dá)、群創(chuàng),大陸廠商目前加大MNT投入持續(xù)追趕。 顯示器面板廠商出貨量: MNT驅(qū)動(dòng)IC目前仍然不是新晉廠商的第一選擇,但隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移份額快速增長(zhǎng)。似然MNT驅(qū)動(dòng)IC產(chǎn)品本身與TV的驅(qū)動(dòng)IC規(guī)格差距不大,但因整體規(guī)模、產(chǎn)品多樣性、定制化等原因不是新晉廠商進(jìn)入市場(chǎng)的的第一選擇,目前集中度較高主要為臺(tái)廠主導(dǎo)。但目前國(guó)內(nèi)面板產(chǎn)商奮起直追,大陸的集創(chuàng)北方、奕斯偉以及新相微等也隨著MNT的面板產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移至大陸份額快速增長(zhǎng)。 2020年MNT驅(qū)動(dòng)IC競(jìng)爭(zhēng)格局: NB驅(qū)動(dòng)IC:后疫情時(shí)代承接新剛性 需求,完全由臺(tái)廠主導(dǎo) 筆記本電腦后疫情時(shí)代下承接更多新剛性需求,用量約TV一半。疫情期間包括宅經(jīng)濟(jì)、在線辦公、在線教育等各剛性需求,特別是教育筆電的集中采購(gòu),大幅增加了NB的新剛性需求,2022年略有回落。 根據(jù)TrendForce預(yù)計(jì),2022全年出貨量將年減3.3%為2.38億臺(tái),其中Chromebook占比約12.4%,出貨動(dòng)能略有放緩,宅經(jīng)濟(jì)效應(yīng)所衍生的需求有所減退。NB產(chǎn)品的分辨率結(jié)構(gòu)目前以HD和FHD為主占比近90%,故IC用量相對(duì)較少,NB的IC需求量對(duì)應(yīng)每年2.3億片NB面板出貨量約12億顆規(guī)模,接近TV用量的一半。 全球筆電市場(chǎng)規(guī)模(單位:百萬(wàn)臺(tái)): NB顯示驅(qū)動(dòng)IC用量: NB驅(qū)動(dòng)IC基本完全由臺(tái)廠主導(dǎo),技術(shù)門(mén)檻較高: ·從供應(yīng)商來(lái)看,中國(guó)大陸方面除京東方早期通過(guò)G8.5代線的開(kāi)創(chuàng)性生產(chǎn)方案快速占領(lǐng)市場(chǎng)為全球第一外,2-4位均為臺(tái)廠和韓廠,目前在NB線中大陸廠商尚未掌握主導(dǎo)權(quán)。 ·由于NB尤其注重功耗、畫(huà)質(zhì)及COG設(shè)計(jì)等特點(diǎn)提高了驅(qū)動(dòng)IC的技術(shù)門(mén)檻,其供應(yīng)完全由臺(tái)廠主導(dǎo),第一的聯(lián)詠和第二的瑞鼎占據(jù)了超過(guò)60%的份額,大陸廠商參與度相對(duì)TV和MNT更低。 ·2021年也因供給方的高寡占,導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)IC成為NB面板供應(yīng)的掣肘,特別是因?yàn)榧夹g(shù)門(mén)檻大陸廠商較難快速形成補(bǔ)充。 ·除了技術(shù)門(mén)檻外,由于NB驅(qū)動(dòng)IC的通道數(shù)、COG設(shè)計(jì)以及功耗等因素考量,一片12寸晶圓能生產(chǎn)約5K的TV驅(qū)動(dòng)IC或7K以上MNT驅(qū)動(dòng)IC,但僅能生產(chǎn)2-3K的NB驅(qū)動(dòng)IC,預(yù)計(jì)2022年依然有缺芯擾動(dòng)的情況下NB的驅(qū)動(dòng)IC供需改善晚于MNT和TV。 2020年NB驅(qū)動(dòng)IC競(jìng)爭(zhēng)格局: 筆電面板廠商出貨量: AMOLED驅(qū)動(dòng)IC:滲透率 提升帶動(dòng)高速成長(zhǎng) AMOLED滲透率持續(xù)提升,目前進(jìn)入建設(shè)高峰期。AMOLED目前還在高速成長(zhǎng)期,大陸和韓國(guó)廠商還在投資建設(shè)新工廠增加產(chǎn)能,同時(shí)進(jìn)行良率提升、技術(shù)優(yōu)化和產(chǎn)品創(chuàng)新。 根據(jù)TrendForce數(shù)據(jù),2021年手機(jī)用AMOLED面板市場(chǎng)滲透率為42%,盡管因AMOLED顯示面板IC持續(xù)缺貨,手機(jī)品牌和OEM廠商在其新機(jī)型中擴(kuò)大采用AMOLED面板的趨勢(shì),將帶動(dòng)AMOLED市場(chǎng)滲透率成長(zhǎng),預(yù)計(jì)2022年滲透率提升至46%。同時(shí),OLED下游的應(yīng)用逐漸從手機(jī)拓展到穿戴、平板、筆記本等領(lǐng)域,供應(yīng)商從SDC壟斷發(fā)展到一超多強(qiáng)的局面。 智能手機(jī)各技術(shù)市場(chǎng)占比: OLED供應(yīng)鏈中的智能手機(jī)品牌和OEM廠商供應(yīng)鏈數(shù)量關(guān)系: AMOLED驅(qū)動(dòng)IC對(duì)制程要求較高,同制程內(nèi)多種競(jìng)品盈利能力強(qiáng)。AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片的制程區(qū)間處于成熟制程中產(chǎn)能最緊張的28-55nm,這個(gè)區(qū)間內(nèi)存在較多更具備盈利性?xún)?yōu)勢(shì)的競(jìng)品如車(chē)載MCU、高端CIS,消費(fèi)電子SoC等,使得AMOLED產(chǎn)能受到排擠,其需求優(yōu)先級(jí)較低難以被滿(mǎn)足。 28-55nm制程競(jìng)品: 大陸廠商還未具備大規(guī)模供貨AMOLED驅(qū)動(dòng)IC能力。和AMOLED面板廠商格局相似,AMOLED的驅(qū)動(dòng)IC前三位均為韓廠,包括三星電子旗下的LSI以及LG集團(tuán)旗下的SiliconWorks,前三者的份額已經(jīng)超過(guò)80%,第二梯隊(duì)主要是臺(tái)系廠商聯(lián)詠、瑞鼎等,大陸芯片廠商未具備大規(guī)模供貨的能力,目前在缺芯缺產(chǎn)能的情況下,大陸面板廠處于相對(duì)被動(dòng)地位。 2020年AMOLED驅(qū)動(dòng)IC競(jìng)爭(zhēng)格局: 晶圓代工產(chǎn)業(yè)格局制約中國(guó)大陸OLED驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)展進(jìn)程。韓國(guó)晶圓代工廠與韓國(guó)OLED驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)廠商深度綁定,形成垂直整合模式,處于全球領(lǐng)先地位;中國(guó)臺(tái)灣晶圓代工廠也與當(dāng)?shù)氐腛LED驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)廠商深度合作,優(yōu)先為當(dāng)?shù)匦酒O(shè)計(jì)廠商代工;中國(guó)大陸晶圓廠主要代工液晶顯示驅(qū)動(dòng)芯片,OLED驅(qū)動(dòng)芯片代工經(jīng)驗(yàn)較少,大陸OLED驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)廠商大多不得不將訂單交給臺(tái)灣晶圓廠。 供需逐步緩解,結(jié)構(gòu)性供不應(yīng)求仍持續(xù) 2020年四季度以來(lái),由于代工廠晶圓成熟制程日趨緊缺,疊加產(chǎn)能分配優(yōu)先級(jí)問(wèn)題,驅(qū)動(dòng)IC的供應(yīng)掣肘逐步顯現(xiàn)。 ·根據(jù)群智咨詢(xún)測(cè)算,DDIC供需比從2020年一季度的15.6%,跌至2020年四季度的-16.5%后,呈現(xiàn)逐漸收窄趨勢(shì),供需關(guān)系逐漸緩解,預(yù)計(jì)2022年上半年供需會(huì)逐步進(jìn)入相對(duì)平衡狀態(tài),但隨著供應(yīng)鏈產(chǎn)能依舊較緊2022年下半年仍然有缺貨風(fēng)險(xiǎn)。 全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)供需趨勢(shì): 供需持續(xù)緊張的同時(shí),驅(qū)動(dòng)IC價(jià)格也呈逐季上漲趨勢(shì): ·2021上半年持續(xù)的供需不平衡,疊加供應(yīng)鏈擠兌效應(yīng),LCD和OLEDDDIC,其價(jià)格連續(xù)數(shù)個(gè)季度環(huán)比大幅上漲;但隨著終端庫(kù)存增長(zhǎng),需求波動(dòng)系數(shù)放大,需求端對(duì)于DDIC的漲價(jià)接受意愿將逐步減弱。 ·根據(jù)群智咨詢(xún)預(yù)測(cè),展望2022年,隨著包括晶合等新增產(chǎn)能持續(xù)釋放以及疫情紅利后終端需求的穩(wěn)步回歸,驅(qū)動(dòng)IC的價(jià)格大概率將呈現(xiàn)高位持平價(jià)格走勢(shì)。 2021年驅(qū)動(dòng)IC價(jià)格趨勢(shì)(單位:美元): 需求端:在LCD領(lǐng)域中國(guó)大陸 廠商將擁有絕對(duì)話(huà)語(yǔ)權(quán) 顯示驅(qū)動(dòng)IC需求取決于面板整體產(chǎn)能。面板廠的產(chǎn)能上限直接決定了驅(qū)動(dòng)IC的需求上限,即使終端需求相對(duì)較弱,但面板廠依然有相當(dāng)大的動(dòng)力在不擊穿現(xiàn)金成本的情況下維持滿(mǎn)稼動(dòng),一方面可獲得正向現(xiàn)金流,一方面即使虧損也可推動(dòng)產(chǎn)業(yè)重組。從2021下半年面板行業(yè)稼動(dòng)率來(lái)看,即使LCD面板價(jià)格從高點(diǎn)回調(diào)較大,但制造商依然維持約90%的高稼動(dòng)率。 大尺寸LCD面板價(jià)格(美元): 國(guó)內(nèi)面板產(chǎn)線稼動(dòng)率: 未來(lái)中國(guó)大陸的面板制造廠商有較強(qiáng)的上游議價(jià)和對(duì)供應(yīng)的影響力。韓國(guó)面板廠商的產(chǎn)能重構(gòu)和停產(chǎn),以及臺(tái)廠商對(duì)于產(chǎn)能投資的謹(jǐn)慎,間接增加了中國(guó)大陸面板廠商在全球的產(chǎn)能份額。根據(jù)Omdia預(yù)測(cè),國(guó)內(nèi)前三大廠商在經(jīng)過(guò)幾次收購(gòu)和產(chǎn)能擴(kuò)張后,預(yù)計(jì)將在2023年達(dá)到全球產(chǎn)能份額的52%,成為行業(yè)發(fā)展主陣地,對(duì)上游擁有較強(qiáng)的影響力。 2020-2026產(chǎn)能預(yù)測(cè): 2020-2026產(chǎn)能份額預(yù)測(cè): 隨著國(guó)內(nèi)面板廠陸續(xù)投產(chǎn),對(duì)OLED顯示驅(qū)動(dòng)需求也在持續(xù)提升: ·根據(jù)UBIResearch數(shù)據(jù),在AMOLED市場(chǎng),2020年三星為市場(chǎng)份額為68.2%,排全球第一;第二為L(zhǎng)G,市場(chǎng)份額為21%左右,主要由大尺寸OLED面板(電視)貢獻(xiàn);京東方為第三,份額約5.7%。 ·但從需求來(lái)看,中國(guó)是最大買(mǎi)方市場(chǎng),采購(gòu)約占50%。隨著國(guó)內(nèi)面板廠6代OLED線陸續(xù)投產(chǎn),對(duì)顯示驅(qū)動(dòng)芯片需求也在持續(xù)提升。 供給端:上下游合作, 逐步完善產(chǎn)業(yè)生態(tài) 整體來(lái)看,隨著國(guó)內(nèi)顯示面板行業(yè)規(guī)模躍居全球之首,與之配套的上游產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)如制造和封測(cè)等都將逐步走向國(guó)產(chǎn)化。 晶圓代工:綁定模式 為目前發(fā)展方向 中大尺寸面板顯示驅(qū)動(dòng)以成熟制程為主。從制程來(lái)看,由于大、中尺寸面板終端產(chǎn)品顯示技術(shù)已較為成熟,對(duì)于集成度要求較手機(jī)屏幕要求更低,多用90nm及以上的成熟制程DDIC即可生產(chǎn)。 且由于大、中尺寸面板所需芯片數(shù)量較多,因此其所使用的90nm及以上制程的DDIC仍占全球DDIC市場(chǎng)的主要部分,2020年市占率達(dá)到約80%;在芯片整體向更先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)推進(jìn)的趨勢(shì)下,90nm及以上制程的DDIC市占率將逐漸下降,但仍將占據(jù)大部分市場(chǎng)份額,根據(jù)Frost&Sullivan預(yù)測(cè),在2024年90nm及以上制程的DDIC市占率仍將超70%。 2020年全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片分布(按制程): 2024年全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片分布預(yù)測(cè)(按制程): 顯示芯片的晶圓代工產(chǎn)能主要集中在非大陸代工廠。根據(jù)Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì),2020年,不考慮三星電子等同時(shí)具備設(shè)計(jì)能力和晶圓產(chǎn)能的IDM企業(yè),僅考慮晶圓代工企業(yè),全球晶圓代工企業(yè)在顯示驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域的年產(chǎn)量約200萬(wàn)片(折合12英寸晶圓),聯(lián)華電子、世界先進(jìn)、力積電、東部高科等晶圓代工企業(yè)在顯示驅(qū)動(dòng)芯片晶圓代工領(lǐng)域均有布局。 ·在大尺寸領(lǐng)域,中芯國(guó)際和晶合集成的產(chǎn)能相對(duì)較小,在小尺寸方面,晶合和集創(chuàng)北方綁定后,快速把90nm的TDDI技術(shù)能夠快速推廣,實(shí)現(xiàn)了在小尺寸領(lǐng)域占比超過(guò)30%; ·但在OLED顯示驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域占比不到1%,主要因?yàn)镺LED驅(qū)動(dòng)芯片基本采取40nm/28nm以及少量55nm制程,而國(guó)內(nèi)目前在這段工藝方面還較弱,有代工能力的廠商不多,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)顯示芯片代工供給結(jié)構(gòu)性失衡。 LCD顯示驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域隨著韓國(guó)中游面板制造廠的份額收縮而逐漸轉(zhuǎn)移其產(chǎn)能至其他領(lǐng)域,臺(tái)廠依然占據(jù)大部分份額。LCD的顯示驅(qū)動(dòng)IC制程主要是110-150nm以及少量90nm。 ·國(guó)內(nèi)晶合集成是最大增長(zhǎng)點(diǎn),根據(jù)其招股書(shū)披露,Q4相比Q1每月增加約20K的產(chǎn)能,其中約90%用于驅(qū)動(dòng)IC;中芯國(guó)際在突破先進(jìn)工藝同時(shí)也將部分產(chǎn)能轉(zhuǎn)向成熟的驅(qū)動(dòng)IC領(lǐng)域;聯(lián)電戰(zhàn)略為繼續(xù)維持驅(qū)動(dòng)IC領(lǐng)域的龍頭代工廠地位,增加部分28nm產(chǎn)能至AMOLED的DDIC。 ·韓廠方面隨著,特別是三星為主的韓國(guó)晶圓廠隨著本土面板廠的勢(shì)微,逐步將顯示驅(qū)動(dòng)IC的產(chǎn)能轉(zhuǎn)向其他領(lǐng)域。 2021年一季度至四季度晶圓產(chǎn)能變化趨勢(shì)(單位:K/M): 韓廠和臺(tái)廠的崛起過(guò)程中均與上下游形成了綁定關(guān)系: ·DDIC所在的制程分類(lèi)為高壓模擬,雖然已有40nm選項(xiàng),但2020年前長(zhǎng)期低迷的ASP市場(chǎng),使得中大尺寸TFTLCD用的DDIC無(wú)法承擔(dān)12寸晶圓的高成本線。 ·其應(yīng)對(duì)方式是轉(zhuǎn)往二、三甚至四線代工廠生產(chǎn),以聯(lián)合下游面板廠承包產(chǎn)能的商業(yè)模式維持對(duì)重要客戶(hù)的供應(yīng)。因顯示驅(qū)動(dòng)芯片行業(yè)的商業(yè)模式與普通的芯片行業(yè)較為不同,以及其出貨量大對(duì)于代工產(chǎn)能的需求,掌握供應(yīng)鏈或?yàn)橥黄品较颉? ·目前,驅(qū)動(dòng)芯片廠商主要擁有兩種模式,一種模式是韓國(guó)的全產(chǎn)業(yè)鏈整合模式,一個(gè)集團(tuán)整合了芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝制造、面板廠商和整機(jī)廠商;另一種模式是中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的上下游綁定模式,驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)廠商可以與晶圓代工廠綁定,形成IDM模式,保障工藝開(kāi)發(fā)及產(chǎn)能。 國(guó)外DDIC龍頭產(chǎn)業(yè)鏈深度捆綁,國(guó)內(nèi)困局有待突破: 能夠提供AMOLED代工的晶圓廠更為有限,產(chǎn)能基本被韓臺(tái)壟斷。目前,根據(jù)Omdia資料,只有五家晶圓代工廠商能夠?yàn)镠V40nm和28nm制程的AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片提供成熟的產(chǎn)能,包括三星、聯(lián)電、臺(tái)積電、格芯和中國(guó)大陸的中芯國(guó)際。其中,三星、臺(tái)積電、聯(lián)電三家晶圓廠提供90%晶圓產(chǎn)能供應(yīng)。 ·三星:主要工廠為奧斯汀S2,為高端iPhone和Galaxy機(jī)型供貨,只向三星LSI提供28nm產(chǎn)能。 ·聯(lián)電:目前正在擴(kuò)大28nm產(chǎn)能維持其驅(qū)動(dòng)IC領(lǐng)域的龍頭代工廠地位,預(yù)計(jì)2022年將增加到15-16K/M。三星LSI為主要客戶(hù),剩余5K/M產(chǎn)能供應(yīng)給LXSemicon(前身為SiliconWorks)、聯(lián)詠和其他中小廠商;聯(lián)詠占據(jù)其HV40納米產(chǎn)能的主要份額;小公司較難從UMC獲得產(chǎn)能。 ·臺(tái)積電:28nm產(chǎn)能仍較難開(kāi)出,將在2022年主要向LXSemicon提供40nm產(chǎn)能,約10K/M,蘋(píng)果為其最終客戶(hù);其他公司可獲得的剩余產(chǎn)能或不足5K/M,如奕力、新思和云英谷在2022年將繼續(xù)主要依賴(lài)臺(tái)積電,每家每月或不到1K。 ·格芯:主要向美格納提供28nm產(chǎn)能;LXSemicon和新思也將在2022年開(kāi)始建立合作關(guān)系;集創(chuàng)北方計(jì)劃導(dǎo)入其40nm制程,預(yù)計(jì)將在2022年下半年進(jìn)行量產(chǎn)。 ·中芯國(guó)際:產(chǎn)能持續(xù)增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2022年底達(dá)7-8K/M。瑞鼎投片量正在增加,目前占據(jù)40nm產(chǎn)能約一半。集創(chuàng)北方、奕斯偉、華為海思和豪威等正在進(jìn)行樣品輸出或驗(yàn)證,最快于2022年第二季度后才能進(jìn)行量產(chǎn),中芯國(guó)際開(kāi)出的新產(chǎn)能為關(guān)鍵資源。 ·晶合集成:計(jì)劃開(kāi)發(fā)AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片40nm產(chǎn)能,預(yù)計(jì)到2023年投產(chǎn)。 AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片無(wú)晶圓廠和晶圓代工廠之間的供應(yīng)鏈關(guān)系(主要智能手機(jī))●Major○GeneralFew: 封裝測(cè)試:隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移 邁向第一梯隊(duì) 全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)行業(yè)集中度較高,頭部效應(yīng)明顯: ·除部分專(zhuān)門(mén)提供對(duì)內(nèi)顯示驅(qū)動(dòng)封測(cè)服務(wù)的廠商集中在韓國(guó)外,行業(yè)龍頭企業(yè)均集中在中國(guó)臺(tái)灣及大陸地區(qū)。 ·中國(guó)臺(tái)灣和大陸的顯示驅(qū)動(dòng)芯片廠商都是采用委外代工的方式生產(chǎn),由晶圓代工廠進(jìn)行晶圓制造,再由封裝廠為晶圓進(jìn)行金凸塊加工,隨后由測(cè)試廠(委外測(cè)試廠或公司自有產(chǎn)能)進(jìn)行晶圓良率測(cè)試,最后由專(zhuān)業(yè)封裝廠進(jìn)行切割、COG/COF加工等封裝工作。 ·根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)行業(yè)中,獨(dú)立對(duì)外提供服務(wù)且市場(chǎng)份額占比較高的企業(yè)包括頎邦科技、南茂科技、匯成股份、頎中科技與通富微電。 主流顯示驅(qū)動(dòng)芯片封裝技術(shù): 供應(yīng)鏈同步轉(zhuǎn)移,產(chǎn)業(yè)格局或生變。和顯示面板行業(yè)格局相似,全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)廠商主要集中在韓國(guó),中國(guó)臺(tái)灣和中國(guó)大陸。伴隨著顯示驅(qū)動(dòng)芯片行業(yè)轉(zhuǎn)移,封測(cè)供應(yīng)鏈也正在從韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣,到中國(guó)大陸這樣的順序轉(zhuǎn)移。 韓國(guó):以Steco、LB-Lusem為代表,分別系三星和LG與生態(tài)內(nèi)的顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)服務(wù)商,不對(duì)外部的顯示驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)公司提供服務(wù)。三星、LG作為顯示面板產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè),采用全產(chǎn)業(yè)鏈整合模式,集團(tuán)內(nèi)部整合了芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝制造、面板廠商和整機(jī)廠商,具備較強(qiáng)的技術(shù)與規(guī)模優(yōu)勢(shì)。 中國(guó)臺(tái)灣:以頎邦、南茂為代表。 ·由于中國(guó)臺(tái)灣LCD產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為完善,曾有包括矽品(被日月光收購(gòu))、悠立(被安靠收購(gòu))、飛信(與頎邦合并)、福葆等十余家封測(cè)廠商入局顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)領(lǐng)域,導(dǎo)致該市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈,并經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的行業(yè)整合,中小型封測(cè)廠紛紛被大廠并購(gòu),目前僅剩頎邦科技、南茂科技兩家顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)廠商,形成雙寡頭壟斷市場(chǎng)的格局。 ·同上文晶圓代工所述,中國(guó)臺(tái)灣顯示面板產(chǎn)業(yè)上下游綁定模式發(fā)展成熟,顯示驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)廠商、晶圓代工廠、封測(cè)廠商以及顯示面板產(chǎn)業(yè)均可形成資本與業(yè)務(wù)上的綁定,如聯(lián)詠與聯(lián)電綁定,聯(lián)電與頎邦綁定,富士康旗下天鈺、夏普、群創(chuàng)綁定,明基友達(dá)與瑞鼎綁定,形成全產(chǎn)業(yè)鏈模式,保障工藝開(kāi)發(fā)、產(chǎn)能以及下游客戶(hù)。 中國(guó)大陸:由于整體封測(cè)廠起步較晚,在技術(shù)和規(guī)模兩方面與韓廠和臺(tái)廠存在一定差距,主要代表有廈門(mén)通富、頎中科技、匯成股份、納沛斯等。目前隨著顯示驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的快速成長(zhǎng)和國(guó)內(nèi)資本投入的提高,顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)業(yè)務(wù)已逐漸開(kāi)始轉(zhuǎn)移至中國(guó)大陸。 產(chǎn)能緊張帶動(dòng)顯示封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模上漲。2015年起,由于京東方等國(guó)內(nèi)領(lǐng)先面板廠商突破,面板實(shí)現(xiàn)大宗商品化,整體面板及其零部件處于一個(gè)價(jià)格下行時(shí)期,因此該階段顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模沒(méi)有顯著增長(zhǎng)。 2020年,盡管疫情帶來(lái)短期沖擊,但居家隔離、遠(yuǎn)程辦公等宅經(jīng)濟(jì)效應(yīng)刺激了顯示行業(yè)相關(guān)終端需求的爆發(fā)。同時(shí),由于晶圓代工廠產(chǎn)能緊張,整體顯示芯片價(jià)格不斷上漲帶動(dòng)了顯示封測(cè)市場(chǎng)的增長(zhǎng),根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù),全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模于2020年達(dá)到36億美元,較2019年增長(zhǎng)20%,預(yù)計(jì)2021年持續(xù)增長(zhǎng)至45億美元,同比增長(zhǎng)25%。 全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模: 大陸顯示封測(cè)廠商快速追趕,預(yù)計(jì)到2025年份額接近臺(tái)廠: ·受益于領(lǐng)先的晶圓代工廠及成熟的芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè),2016年中國(guó)臺(tái)灣的顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模為57.3億元。隨后通過(guò)并購(gòu)整合,進(jìn)一步增強(qiáng)了產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力,2020年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了88.9億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為11.61%。 ·相比之下中國(guó)大陸相關(guān)廠商起步相對(duì)較晚,2016年中國(guó)大陸的顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模僅為19.1億元。隨著集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的快速成長(zhǎng)和國(guó)內(nèi)資本投入的提高,顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)業(yè)務(wù)已逐漸開(kāi)始轉(zhuǎn)移至中國(guó)大陸。同時(shí),受益于全球顯示驅(qū)動(dòng)芯片價(jià)格上漲,2020年中國(guó)大陸顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到46.8億元,占比有所上升。 ·未來(lái)隨著國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)廠商的發(fā)展以及晶圓產(chǎn)能緊缺短期內(nèi)難以改變的局面,中國(guó)顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)行業(yè)的需求將快速增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)中國(guó)大陸整體顯示驅(qū)動(dòng)封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模將從2021年的67.3億元增長(zhǎng)至2025年的127.6億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為17.34%,2025年中國(guó)大陸+中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)顯示驅(qū)動(dòng)封測(cè)市場(chǎng)占全球市場(chǎng)比重將提升至77.01%。 中國(guó)大陸和中國(guó)臺(tái)灣顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模: 隨著國(guó)內(nèi)顯示面板產(chǎn)業(yè)的崛起,顯示驅(qū)動(dòng)芯片將加速?lài)?guó)產(chǎn)化,也將帶動(dòng)封測(cè)供應(yīng)鏈同步轉(zhuǎn)移: ·中國(guó)大陸起步相對(duì)較晚,且由于缺乏成熟的芯片設(shè)計(jì)廠商,市場(chǎng)需求不足,因此中國(guó)大陸地區(qū)的封測(cè)企業(yè)規(guī)模相對(duì)中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的封測(cè)企業(yè)規(guī)模較小。 · 隨著中國(guó)大陸近年來(lái)對(duì)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的不斷扶持和企業(yè)技術(shù)的不斷成熟,急劇上升的顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)需求將會(huì)推動(dòng)現(xiàn)有顯示驅(qū)動(dòng)芯片封測(cè)廠商的持續(xù)擴(kuò)產(chǎn),并吸引更多領(lǐng)先的封測(cè)廠商進(jìn)入行業(yè)。
        據(jù)日經(jīng)亞洲評(píng)論報(bào)道,主要的iPhone零部件制造商日本村田制作所周一表示,將在未來(lái)三年內(nèi)進(jìn)行價(jià)值2300億日元(20.2億美元)的“戰(zhàn)略投資”,作為公司在智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)價(jià)值鏈努力的一部分。。 村田制作所總裁NorioNakajima表示,戰(zhàn)略投資將包括并購(gòu)和資本合作。預(yù)留的金額還將用于其他長(zhǎng)期目標(biāo),例如內(nèi)部數(shù)字化轉(zhuǎn)型和脫碳工作。 根據(jù)一項(xiàng)涵蓋2022~2024財(cái)年的計(jì)劃,這筆資金投入是建立在用于維持和擴(kuò)大現(xiàn)有業(yè)務(wù)產(chǎn)能的6400億日元常規(guī)投資之外。 根據(jù)該計(jì)劃,該公司希望在未來(lái)三年內(nèi)將銷(xiāo)售額增長(zhǎng)16%至2萬(wàn)億日元,同時(shí)將營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率保持在20%或更高。在截至3月份的當(dāng)前營(yíng)業(yè)年度中,村田制作所預(yù)測(cè)銷(xiāo)售和營(yíng)業(yè)利潤(rùn)將連續(xù)第二年創(chuàng)下紀(jì)錄。 村田是世界上最大的電容器供應(yīng)商,電容器是在智能手機(jī)和其他設(shè)備中存儲(chǔ)和釋放電荷的微小部件。這家總部位于京都的公司一直在擴(kuò)展到其他智能手機(jī)組件,例如發(fā)送和接收無(wú)線電信號(hào)的射頻設(shè)備,該領(lǐng)域面臨來(lái)自高通和博通等公司的競(jìng)爭(zhēng)。 村田指出,由于第五代技術(shù)有望將互聯(lián)網(wǎng)連接擴(kuò)展到現(xiàn)代生活的更多方面,包括汽車(chē)和工廠機(jī)器,因此對(duì)此類(lèi)設(shè)備或前端模塊的需求將在2020年至2025年間增加兩倍。 中島在分析師會(huì)議上表示,村田熱衷于并購(gòu)和資本合作,“如果它們能幫助村田提供與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手不同的產(chǎn)品”。村田與無(wú)線技術(shù)巨頭爭(zhēng)奪訂單,蘋(píng)果、華為、三星和Oppo等智能手機(jī)制造商每年都會(huì)發(fā)布新產(chǎn)品。他表示,該公司準(zhǔn)備獲得對(duì)贏得訂單至關(guān)重要的獨(dú)特技術(shù)。 村田過(guò)去曾這樣做過(guò)。2016年,它接管了Primatec,以獲得制造可彎曲基板的技術(shù),這些基板用于最新的iPhone機(jī)型。 村田制作所周一分別宣布,已開(kāi)始在泰國(guó)建設(shè)一家生產(chǎn)電容器的工廠,以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)基地的多元化。村田制作所已經(jīng)在泰國(guó)經(jīng)營(yíng)著一家生產(chǎn)傳感器和其他電子設(shè)備的工廠,現(xiàn)在正在附近建造一座新的生產(chǎn)工廠,生產(chǎn)該公司的旗艦產(chǎn)品多層陶瓷電容器。 目前,其生產(chǎn)集中在日本和中國(guó)。村田的一位官員表示,新工廠將于2023年10月投入運(yùn)營(yíng),旨在“更好地平衡日本、中國(guó)和東南亞之間的生產(chǎn)”。 泰國(guó)新工廠的建設(shè)將耗資120億日元,但村田制作所并未透露新工廠的土地收購(gòu)成本。 該建設(shè)是村田將生產(chǎn)從中國(guó)轉(zhuǎn)向多元化的努力的一部分。在截至3月份的一年中,該公司在大中華地區(qū)的銷(xiāo)售額占總銷(xiāo)售額的58%。 中島還表示,“中國(guó)擁有當(dāng)今世界上最大的勞動(dòng)力和消費(fèi)市場(chǎng)。2030年,印度、東南亞和非洲也將出現(xiàn)。我們需要為此做好準(zhǔn)備。”
        全球PCB產(chǎn)值超650億美元 印制電路板的制造品質(zhì)不但直接影響電子產(chǎn)品的可靠性,而且影響下游產(chǎn)品整體競(jìng)爭(zhēng)力。目前在下游應(yīng)用領(lǐng)域方面,通訊電子、消費(fèi)電子已成為PCB應(yīng)用的主要領(lǐng)域。未來(lái),隨著汽車(chē)電子、可穿戴設(shè)備、工業(yè)控制、醫(yī)療器械等下游領(lǐng)域的新興需求涌現(xiàn),PCB行業(yè)將迎來(lái)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。 從全球印制電路板產(chǎn)值變化來(lái)看,2014~2020年間全球印制電路板產(chǎn)值呈現(xiàn)出先減后增的震蕩性變化,2020年全球全球印制電路板產(chǎn)值約為652億美元。 以中國(guó)為首的亞太地區(qū)是PCB主要市場(chǎng) 在全球PCB行業(yè)市場(chǎng)區(qū)域方面,根據(jù)PRNewswire統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2020年亞太地區(qū)的市場(chǎng)占全球市場(chǎng)總額的90%,其中中國(guó)大陸的PCB市場(chǎng)規(guī)模占據(jù)全球市場(chǎng)總額的約53.8%;在北美和歐洲,2020年P(guān)CB市場(chǎng)份額占比分別為4.8%和3.2%,占比非常少。 多層板、撓性板是PCB主要細(xì)分產(chǎn)品 在當(dāng)前PCB行業(yè)的細(xì)分市場(chǎng)中,為適應(yīng)不同電子設(shè)備使用要求,PCB衍生出多種類(lèi)型,不同產(chǎn)品類(lèi)型在PCB產(chǎn)量中占有不同比例。根據(jù)Prismark發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2020年仍是多層板和撓性板占主導(dǎo),二者分別占比為37.39%和20.01%。 未來(lái)全球PCB市場(chǎng)仍有增長(zhǎng)空間 伴隨著生活水平及消費(fèi)水平的不斷提高,終端消費(fèi)者更加注重電子產(chǎn)品的用戶(hù)體驗(yàn)及高科技含量,電子產(chǎn)品更新?lián)Q代加速,新技術(shù)、新材料、新設(shè)計(jì)的持續(xù)開(kāi)發(fā)及快速轉(zhuǎn)化對(duì)印制電路板行業(yè)提供了廣大的下游需求空間。 并且未來(lái),隨著汽車(chē)電子、可穿戴設(shè)備、工業(yè)控制、醫(yī)療器械等下游領(lǐng)域的新興需求涌現(xiàn),PCB行業(yè)將迎來(lái)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。因此按照增長(zhǎng)速度,預(yù)計(jì)到2026年全球印制電路板市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)到780億美元。
        據(jù)經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)報(bào)道,半導(dǎo)體漲價(jià)風(fēng)持續(xù)擴(kuò)大,供應(yīng)鏈透露,晶圓代工廠聯(lián)電、世界先進(jìn)擬于農(nóng)歷年后二度調(diào)高報(bào)價(jià),漲幅最高上看15%,聯(lián)電更已通知12英寸客戶(hù),因產(chǎn)能太滿(mǎn),必須延長(zhǎng)交期近一個(gè)月;下游封測(cè)廠日月光投控、京元電等也因芯片產(chǎn)出后對(duì)封測(cè)需求大增,產(chǎn)能同步吃緊,也有意漲價(jià)。 聯(lián)電、世界、日月光投控、京元電都不對(duì)報(bào)價(jià)置評(píng),僅強(qiáng)調(diào)現(xiàn)階段客戶(hù)需求非常強(qiáng)勁。業(yè)界人士指出,聯(lián)電、世界前一波漲價(jià),主要針對(duì)今年首季生產(chǎn)的客戶(hù),相關(guān)漲價(jià)效益將反映在本季財(cái)報(bào);以投片到產(chǎn)出約需三至四個(gè)月計(jì)算,此次農(nóng)歷年后再漲價(jià),將在第2季財(cái)報(bào)看到效益。 由于晶圓代工與封測(cè)是半導(dǎo)體兩大關(guān)鍵供應(yīng)鏈,相關(guān)指標(biāo)廠再度漲價(jià),IC設(shè)計(jì)廠將受累,不僅面臨搶產(chǎn)能大戰(zhàn),還要解決上游(晶圓代工)、下游(封測(cè))兩面調(diào)升價(jià)格夾擊對(duì)毛利率的影響,成為夾心餅干。 供應(yīng)鏈指出,去年開(kāi)始,疫情催生宅經(jīng)濟(jì)大爆發(fā),帶動(dòng)筆電、平板、電視、游戲機(jī)等終端裝置需求大增,加上5G應(yīng)用滲透率擴(kuò)大,尤其5G手機(jī)需要的半導(dǎo)體含量較4G手機(jī)高三、四成,部分芯片用量更是倍增,伴隨多鏡頭趨勢(shì),導(dǎo)致電源管理IC、驅(qū)動(dòng)IC、指紋辨識(shí)芯片、圖像感測(cè)器(CIS)等需求大開(kāi),這些芯片主要采8英寸晶圓生產(chǎn),導(dǎo)致8英寸晶圓代工供不應(yīng)求態(tài)勢(shì)延續(xù)。 盡管部分芯片商考量8英寸晶圓廠產(chǎn)能緊俏,將微控制器(MCU)、WiFi及藍(lán)牙等芯片轉(zhuǎn)至12英寸晶圓廠生產(chǎn),但并未解決8英寸晶圓代工供應(yīng)不足的狀況,反而使得晶圓代工產(chǎn)能不足的問(wèn)題延伸至12英寸晶圓代工,包括55納米至22納米產(chǎn)能都告急,市場(chǎng)大缺貨。 聯(lián)電、世界去年已有一波8英寸代工漲價(jià)動(dòng)作,考慮到近期疫情未減緩甚至升溫,宅經(jīng)濟(jì)相關(guān)需求維持高檔,加上去年底車(chē)市陸續(xù)回溫,促使8英寸代工產(chǎn)能持續(xù)吃緊,聯(lián)電、世界都有意啟動(dòng)農(nóng)歷年后第二波8英寸代工漲價(jià)行動(dòng),漲幅逾一成,上看15%。
        半導(dǎo)體分立器件的技術(shù)涉及了微電子、半導(dǎo)體物理、材料學(xué)、電子線路等諸多學(xué)科、多領(lǐng)域,不同學(xué)科、領(lǐng)域知識(shí)的結(jié)合促進(jìn)行業(yè)交叉邊緣新技術(shù)的不斷發(fā)展。隨著終端應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的整體技術(shù)水平要求越來(lái)越高,半導(dǎo)體分立器件技術(shù)也在市場(chǎng)的推動(dòng)下不斷向前發(fā)展,新材料、低損耗高可靠性器件結(jié)構(gòu)理論、高功率密度的芯片制造與封裝工藝技術(shù)已應(yīng)用到分立器件生產(chǎn)中,行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品的技術(shù)含量日益提高、設(shè)計(jì)及制造難度也相應(yīng)增大。 近年來(lái),中國(guó)半導(dǎo)體分立器件制造企業(yè)通過(guò)持續(xù)的引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新以及自主創(chuàng)新,產(chǎn)品技術(shù)含量及性能水平大幅提高。部分優(yōu)質(zhì)企業(yè)在細(xì)分產(chǎn)品領(lǐng)域的技術(shù)工藝水平已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,并憑借其成本、技術(shù)優(yōu)勢(shì)逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。但在諸如分立器件芯片等部分高端產(chǎn)品領(lǐng)域,目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)水平尚存在一定的差距。 行業(yè)的技術(shù)水平和技術(shù)特點(diǎn) 1.周期性 半導(dǎo)體分立器件作為基礎(chǔ)性的功能元器件,應(yīng)用涵蓋了通信電路、消費(fèi)電子、智能終端、汽車(chē)電子、LED照明、智能電網(wǎng)等眾多配套領(lǐng)域。隨著半導(dǎo)體分立器件行業(yè)新型技術(shù)特征的發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大。由于半導(dǎo)體分立器件所服務(wù)的行業(yè)領(lǐng)域較廣,具體受下游單一行業(yè)周期性變化影響不顯著,但與整體宏觀經(jīng)濟(jì)景氣度具有一定的關(guān)聯(lián)性。 2.區(qū)域性 國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體分立器件的生產(chǎn)主要集中在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、工業(yè)基礎(chǔ)配套完善的電子信息產(chǎn)業(yè)制造區(qū)域。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,中國(guó)已形成了三大電子信息產(chǎn)業(yè)集聚帶。即以上海、江蘇、浙江為中心的長(zhǎng)江三角洲地區(qū),以廣州、深圳為龍頭的珠江三角洲以及以北京、天津?yàn)檩S線的環(huán)渤海灣地區(qū)。受該市場(chǎng)區(qū)域的影響,半導(dǎo)體分立器件行業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)出一定的區(qū)域性特征。 3.季節(jié)性 半導(dǎo)體分立器件應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,下游客戶(hù)季節(jié)性需求呈現(xiàn)此消彼長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)均衡關(guān)系,行業(yè)的季節(jié)性特征不明顯。 行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)情況 從全球半導(dǎo)體分立器件產(chǎn)業(yè)格局來(lái)看,美國(guó)、歐洲及日本處于競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)先地位,其中美國(guó)半導(dǎo)體分立器件廠商眾多且技術(shù)具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),典型的代表企業(yè)有德州儀器、安森美半導(dǎo)體、威世半導(dǎo)體等,其主要銷(xiāo)售市場(chǎng)為美國(guó)及亞太地區(qū);歐洲半導(dǎo)體分立器件廠商產(chǎn)品線齊全,代表企業(yè)有安世集團(tuán)、英飛凌、意法半導(dǎo)體等,主要銷(xiāo)售市場(chǎng)為歐洲及亞太地區(qū);日本半導(dǎo)體分立器件代表企業(yè)有東芝、羅姆半導(dǎo)體、富士機(jī)電等公司,其主要銷(xiāo)售市場(chǎng)在日本本土。 相較于國(guó)外,中國(guó)半導(dǎo)體分立器件行業(yè)起步較晚,主要通過(guò)國(guó)外引進(jìn)及國(guó)內(nèi)企業(yè)的自主創(chuàng)新逐步發(fā)展。由于國(guó)外企業(yè)控制著核心技術(shù)、關(guān)鍵元器件、關(guān)鍵設(shè)備等資源,高端產(chǎn)品仍舊主要依賴(lài)海外進(jìn)口。中國(guó)作為全球最大的半導(dǎo)體行業(yè)新興市場(chǎng),國(guó)際廠商十分重視中國(guó)市場(chǎng)帶來(lái)的發(fā)展機(jī)遇,不斷增加研發(fā)、技術(shù)、資本和人員投入,進(jìn)行營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)和市場(chǎng)布局,目前國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)仍占據(jù)中國(guó)分立器件市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)地位。 憑借多年的市場(chǎng)發(fā)展經(jīng)驗(yàn),中國(guó)半導(dǎo)體分立器件產(chǎn)業(yè)已形成了一定規(guī)模,國(guó)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)通過(guò)持續(xù)加強(qiáng)自主創(chuàng)新和技術(shù)升級(jí),在銷(xiāo)售規(guī)模、技術(shù)水平、生產(chǎn)工藝以及產(chǎn)品品質(zhì)等方面均有了較大程度的提升,并且在不同細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域逐步取得了一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí),由于中國(guó)是全球功率半導(dǎo)體最大的銷(xiāo)售市場(chǎng),國(guó)內(nèi)廠商與下游客戶(hù)的距離更近、與本土客戶(hù)的溝通交流更為順暢,相比國(guó)外廠商在服務(wù)響應(yīng)客戶(hù)需求、降低產(chǎn)品成本等方面具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),功率半導(dǎo)體器件國(guó)產(chǎn)品牌替代率逐步提升是未來(lái)大勢(shì)所趨。 面對(duì)廣闊的市場(chǎng)前景,疊加國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的鼓勵(lì)以及行業(yè)技術(shù)水平的不斷提升,國(guó)內(nèi)企業(yè)在技術(shù)工藝和市場(chǎng)份額的提升上仍有較大的開(kāi)拓空間。在國(guó)際貿(mào)易爭(zhēng)端不確定條件下,包括分立器件在內(nèi)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)口替代需求愈發(fā)明顯,對(duì)于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的分立器件企業(yè)而言,將形成顯著的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)份額提升空間。
        韓國(guó)政府指出,到2030年,三星和SK海力士在逾510兆韓元的半導(dǎo)體研究和生產(chǎn)投資中扮演領(lǐng)導(dǎo)者的角色,他們將躋身于153家推動(dòng)韓國(guó)十年發(fā)展的公司之列,這些公司目的是在保護(hù)韓國(guó)最重要的經(jīng)濟(jì)行業(yè)。 三星計(jì)劃2030年資本支出增加30%,達(dá)1510億美元。而SK海力士則承諾斥資970億美元擴(kuò)建現(xiàn)有設(shè)備,并計(jì)劃斥資1060億美元在龍仁市建設(shè)四個(gè)新工廠。 目前全球芯片短缺問(wèn)題從汽車(chē)業(yè)傳到智慧手機(jī)和面板等科技領(lǐng)域,美國(guó),歐盟和中國(guó)等政府都將半導(dǎo)體發(fā)展放到國(guó)家戰(zhàn)略層級(jí)上。 而韓國(guó)是美國(guó)的盟友,也是中國(guó)的主要出口國(guó),韓國(guó)一直在兩大強(qiáng)權(quán)之間游走,同時(shí)增強(qiáng)自己的生產(chǎn)能力。韓國(guó)貿(mào)易,工業(yè)和能源部表示,半導(dǎo)體在韓國(guó)出口中所占比重最大,到2030年,芯片出口可望成長(zhǎng)一倍,達(dá)到2000億美元。 資料來(lái)源:Bloomberg 韓國(guó)政府希望建立一條“K-半導(dǎo)體帶”,該帶狀產(chǎn)業(yè)鏈延伸到漢城以南數(shù)十公里,并將IC設(shè)計(jì)人員,制造商和供應(yīng)商聚集在一起。 三星和SK海力士制造全球大多數(shù)存儲(chǔ)器,但在先進(jìn)邏輯IC制造的能力則是落后臺(tái)積電(2330-TW)。先進(jìn)邏輯IC可以處理諸如AI和資料處理等復(fù)雜的運(yùn)算,這是臺(tái)積電主導(dǎo)的領(lǐng)域,而且臺(tái)積電還能獨(dú)立生產(chǎn)蘋(píng)果所要求的大量處理器。 資料來(lái)源:Bloomberg 不過(guò)三星已經(jīng)成功在邏輯IC代工闖出一片天,并讓臺(tái)積電感到有威脅,未來(lái)三星將計(jì)劃在GPU和移動(dòng)處理器上搶下更多的市占。此外,SK海力士也宣布進(jìn)軍邏輯IC晶圓代工的雄心。 韓國(guó)政府表示將透過(guò)減稅,降低利率,放寬法規(guī)和加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施等政策來(lái)激勵(lì)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),希望韓國(guó)的芯片制造商不被全球領(lǐng)先者拉開(kāi)。韓國(guó)政府還將在未來(lái)十年確保“K-半導(dǎo)體帶”有充足的水源、電力等供應(yīng),這些對(duì)于先進(jìn)的芯片制造工廠都是不可缺少的。 韓國(guó)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易研究所半導(dǎo)體分析師KimYang-paeng表示,韓國(guó)實(shí)質(zhì)上是在招攬全球半導(dǎo)體供應(yīng)商進(jìn)駐,并與韓廠合作,以便可以在韓國(guó)建立一個(gè)半導(dǎo)體生態(tài)體系,而不是希望它們遷移到美國(guó)或其他地方。此外,投資擴(kuò)大晶圓代工領(lǐng)域至邏輯IC也是為了長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮,如果韓國(guó)主導(dǎo)的存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)問(wèn)題,還可以有別的業(yè)務(wù)能依靠。
        據(jù)西班牙ABC日?qǐng)?bào)2021年5月23日?qǐng)?bào)道,由于全球受新冠肺炎疫情影響,遠(yuǎn)距辦公及居家防疫興起,使許多企業(yè)與民眾在購(gòu)買(mǎi)辦公及娛樂(lè)電子產(chǎn)品需求大增,但芯片制造遠(yuǎn)落后于市場(chǎng)需求,智能手機(jī)、電腦、汽車(chē)、飛機(jī)、醫(yī)療設(shè)備及家電等產(chǎn)品供應(yīng)不足,造成數(shù)十億美元之損失,并阻礙全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇。 波士頓顧問(wèn)公司(BostonConsultingGroup,BCG)之半導(dǎo)體專(zhuān)家AntonioVaras表示,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)制造很難根據(jù)市場(chǎng)需求而變動(dòng),改變其生產(chǎn)線制程需耗時(shí)3個(gè)月,而建造工廠則需2至4年,且須投入巨額資本額。 設(shè)立一間新半導(dǎo)體工廠的成本則根據(jù)工廠所需技術(shù)先進(jìn)程度而定,目前僅建造工廠而沒(méi)包含維修成本就已高達(dá)50億至200億美元。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)難以增加新供應(yīng)商,也跟產(chǎn)業(yè)的進(jìn)入門(mén)檻高有關(guān)系。 該專(zhuān)家表示,在新冠肺炎疫情之前,BCG預(yù)測(cè)2020年芯片需求將成長(zhǎng)7%,而疫情后盡管工業(yè)及汽車(chē)銷(xiāo)售量下降,市場(chǎng)其他商品的需求卻大幅增加,使芯片需求呈2位數(shù)增長(zhǎng)。 芯片供需不平衡已對(duì)全球通貨膨脹造成威脅,且芯片制造能否于短期內(nèi)供應(yīng)全球所需是個(gè)重大問(wèn)題。 各界對(duì)于芯片短缺將持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短看法不一,美國(guó)英特爾最為悲觀,認(rèn)為達(dá)到芯片供需均衡至少需耗時(shí)2年,荷蘭商安智銀行(ING)中國(guó)分行主管及經(jīng)濟(jì)學(xué)家彭藹嬈認(rèn)為,中國(guó)臺(tái)灣是芯片生產(chǎn)之關(guān)鍵重地,目前正面臨缺水、缺電及疫情可能導(dǎo)致封城、港口工人數(shù)減少及影響芯片出口等問(wèn)題,恐使芯片短缺進(jìn)一步加劇。 由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈?zhǔn)謴?fù)雜,包括設(shè)計(jì)、制造、組裝、封裝及測(cè)試等,而且每一環(huán)節(jié)都有其困難度,且產(chǎn)線主要位于中國(guó)大陸、中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)、日本、美國(guó)及歐洲等國(guó)家,可能不易解決芯片短缺問(wèn)題。 BCG報(bào)告認(rèn)為未來(lái)10年全球芯片之產(chǎn)能有24%將集中于中國(guó)大陸,中國(guó)臺(tái)灣將提供全球21%產(chǎn)能、韓國(guó)為19%、日本為13%、美國(guó)為10%,而歐洲各國(guó)則為8%。 目前,中國(guó)政府已投入大量資金進(jìn)入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),美國(guó)政府也通過(guò)520億美元扶持半導(dǎo)體的計(jì)劃,并鼓勵(lì)半導(dǎo)體企業(yè)在美國(guó)投資,如邀請(qǐng)臺(tái)積電到亞利桑那州(Arizona)設(shè)置半導(dǎo)體工廠,投資金額約120億美元。日本也積極邀請(qǐng)臺(tái)積電到日本設(shè)廠,以提供當(dāng)?shù)仄?chē)、風(fēng)力發(fā)電及工業(yè)機(jī)械等產(chǎn)業(yè)的芯片需求。 歐盟執(zhí)委會(huì)(ComisionEuropa)報(bào)告指出,歐洲仍依賴(lài)美國(guó)的芯片設(shè)計(jì)和亞洲的生產(chǎn)。盡管歐盟國(guó)內(nèi)生產(chǎn)毛額(GDP)占全球之23%,但芯片收入則僅占9%。歐盟內(nèi)部市場(chǎng)委員ThierryBreton則強(qiáng)調(diào),歐盟將提出半導(dǎo)體聯(lián)盟及其愿景,目前已獲22個(gè)成員國(guó)支持,目標(biāo)于2030年提升歐盟芯片全球產(chǎn)能從目前的9%提升至20%。
        搶攻5G、電動(dòng)車(chē)(EV)商機(jī),日本電子零件廠擴(kuò)大投資、8大廠設(shè)備投資額將突破1兆日?qǐng)A,其中太陽(yáng)誘電擬將積層陶瓷電容(MLCC)增產(chǎn)15%。 日刊工業(yè)新聞18日?qǐng)?bào)導(dǎo),因看好5G、EV普及,電子零件需求中長(zhǎng)期看好,日本電子零件廠增加今年度(2021年度、2021年4月~2022年3月)的設(shè)備投資額、搶攻商機(jī),8大廠合計(jì)設(shè)備投資額將超過(guò)1兆日?qǐng)A、將較2020年度增加約3成。 京瓷(Kyoce)今年度設(shè)備投資額將年增約45%至1700億日?qǐng)A、將連2年創(chuàng)新高。京瓷社長(zhǎng)谷本秀夫指出,"需求看旺的5G相關(guān)零件產(chǎn)能將較上年度增加10%以上"。京瓷將對(duì)生產(chǎn)陶瓷基板的鹿兒島川內(nèi)工廠及生產(chǎn)有機(jī)基板的京都綾部工廠進(jìn)行投資。 MLCC龍頭廠村田制作所(Murata)今年度設(shè)備投資額雖較上年度減少,不過(guò)社長(zhǎng)中島規(guī)巨指出,"上年度是包含取得土地等費(fèi)用的數(shù)字。若僅限于對(duì)產(chǎn)線的投資、今年度將同于或是略高于上年度"。村田將在野洲事業(yè)所設(shè)置全固態(tài)電池產(chǎn)線、主要將供應(yīng)給穿戴裝置使用。另外,中島規(guī)巨指出,"圓筒型電池?fù)碛写罅康挠唵魏头e壓訂單,有必要進(jìn)行一定程度的投資"。 報(bào)導(dǎo)指出,MLCC大廠太陽(yáng)誘電(TaiyoYuden)今年度MLCC產(chǎn)能將較上年度提高10~15%。 MLCC需求旺,村田太誘營(yíng)收、獲利創(chuàng)新高 太陽(yáng)誘電5月13日宣布,因電動(dòng)化、推升車(chē)用MLCC需求強(qiáng)勁,加上游戲機(jī)等民生機(jī)器用、筆電、平板等情報(bào)機(jī)器用MLCC需求增加,帶動(dòng)2020年度(2020年4月~2021年3月)合并營(yíng)收、合并營(yíng)益、合并純益皆創(chuàng)下歷史新高紀(jì)錄。太陽(yáng)誘電預(yù)估2021年度(2021年4月~2022年3月)合并營(yíng)收將年增9.0%至3280億日?qǐng)A、合并營(yíng)益將年增15.3%至470億日?qǐng)A、合并純益將年增4.8%至300億日?qǐng)A,營(yíng)收、獲利將續(xù)創(chuàng)歷史新高。 太陽(yáng)誘電預(yù)估2021年度電容部門(mén)(MLCC部門(mén))營(yíng)收將年增11.7%至2180億日?qǐng)A。 村田制作所4月28日宣布,因MLCC在眾多領(lǐng)域的需求強(qiáng)勁,帶動(dòng)2020年度(2020年4月~2021年3月)營(yíng)收、營(yíng)益、純益皆創(chuàng)下歷史新高紀(jì)錄。2020年度村田電容部門(mén)(以MLCC為主)營(yíng)收年增12.0%至6265.46億日?qǐng)A。 村田指出,供應(yīng)鏈雖發(fā)生晶片短缺等混亂局面,不過(guò)因5G普及、加上汽車(chē)產(chǎn)量恢復(fù)及電動(dòng)化,帶動(dòng)電子零件需求將呈現(xiàn)擴(kuò)大,因此預(yù)估2021年度(2021年4月~2022年3月)合并營(yíng)收將年增1.8%至1.66兆日?qǐng)A、合并營(yíng)益將年增2.2%至3200億日?qǐng)A、合并純益將年增1.2%至2400億日?qǐng)A,營(yíng)收、獲利將續(xù)創(chuàng)歷史新高。村田預(yù)估2021年度電容部門(mén)營(yíng)收將年增約11%。 村田制作所董事南出雅范于4月28日表示,將在2021年度前半(2021年4~9月期間)少量生產(chǎn)全固態(tài)電池、之后計(jì)劃在后半(2021年10月~2022年3月)增加產(chǎn)能。
        日前,國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,10月份全國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)量為16.5萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)94.1%。投資機(jī)構(gòu)普遍關(guān)注相關(guān)公司在汽車(chē)電子領(lǐng)域的業(yè)務(wù)布局以及未來(lái)的投入情況。近日,深南電路、崇達(dá)技術(shù)、鵬鼎控股、博敏電子四家PCB行業(yè)上市公司在接待投資機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)回應(yīng)了這些問(wèn)題。 深南電路在接受調(diào)研時(shí)回應(yīng)稱(chēng),汽車(chē)電子是公司看好并重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域之一,新能源汽車(chē)和ADAS是目前公司在汽車(chē)電子領(lǐng)域發(fā)展的主要方向,公司已積極投入汽車(chē)電子相關(guān)技術(shù)研發(fā),積累生產(chǎn)能力,并已與國(guó)內(nèi)外部分知名廠商開(kāi)展合作。伴隨未來(lái)5G建設(shè)逐步完善,各類(lèi)終端應(yīng)用(車(chē)聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等)涌現(xiàn),汽車(chē)也可能成為大的移動(dòng)終端,公司在通信領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)將有機(jī)會(huì)進(jìn)一步得到延伸。 鵬鼎控股也表示,公司看好未來(lái)隨著智能化水平的提升,汽車(chē)電子對(duì)軟板及高精密硬板需求的提升。 翔說(shuō)汽車(chē)創(chuàng)始人、新能源與智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)專(zhuān)家智庫(kù)成員張翔在接受《證券日?qǐng)?bào)》記者采訪表示:“隨著汽車(chē)智能網(wǎng)聯(lián)化程度的提高,汽車(chē)電子元器件的需求也隨之增加,PCB板作為電子元器件的承載基座,需求同樣水漲船高。目前,汽車(chē)電子成本占整車(chē)成本的比重越來(lái)越高,一般可達(dá)25%,例如大屏幕、數(shù)字儀表、駕駛輔助等都需要汽車(chē)電子支撐,所以PCB板需求增長(zhǎng)非常快。” 川財(cái)證券研報(bào)指出,普通燃油車(chē)安全控制用PCB、電動(dòng)化汽車(chē)電機(jī)管理用PCB以及智能網(wǎng)聯(lián)化新增PCB將成為汽車(chē)PCB板市場(chǎng)的三個(gè)主要組成部分,汽車(chē)電動(dòng)化、智能化為汽車(chē)PCB市場(chǎng)帶來(lái)新的增長(zhǎng)空間。 從營(yíng)收結(jié)構(gòu)來(lái)看,崇達(dá)技術(shù)在汽車(chē)電子領(lǐng)域已經(jīng)有相對(duì)領(lǐng)先的布局。崇達(dá)技術(shù)證代透露,公司目前汽車(chē)電子領(lǐng)域(營(yíng)收)占比12%左右,主要合作的客戶(hù)有安波福、松下、Hanon、比亞迪、均勝電子、Preh、捷溫、航盛電子、零跑汽車(chē)、Nexty等。 博敏電子表示,在國(guó)家大力發(fā)展新能源汽車(chē)的政策驅(qū)動(dòng)下,未來(lái)新能源汽車(chē)的占比將不斷提高,且單車(chē)的PCB需求量也會(huì)大幅提升,例如電控、智能互聯(lián)等;在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面,新能源汽車(chē)電子用HDI板和軟硬結(jié)合板的比重將會(huì)不斷增加,公司將不斷加大研發(fā)力度,搶占先發(fā)優(yōu)勢(shì),同時(shí)將HDI板和FPC的產(chǎn)能逐漸向新能源汽車(chē)電子轉(zhuǎn)移,以提高公司在汽車(chē)電子領(lǐng)域發(fā)展的后勁。
        “全球芯片供應(yīng)短缺正影響手機(jī)生產(chǎn)和筆記本電腦制造等電子產(chǎn)業(yè)鏈。”今日日本網(wǎng)21日?qǐng)?bào)道稱(chēng),根本的原因在于,亞洲相關(guān)企業(yè)對(duì)晶圓制造廠的投資不足,這意味著面對(duì)5G手機(jī)、筆記本電腦和汽車(chē)快于預(yù)期的需求增長(zhǎng),這些企業(yè)難以提高芯片產(chǎn)量。 大眾集團(tuán)ID.3電動(dòng)車(chē)生產(chǎn)線受到芯片短缺影響。本報(bào)記者李司坤本報(bào)駐德國(guó)特約記者青木●張靜 東亞晶圓供應(yīng)吃緊 韓國(guó)“全球財(cái)經(jīng)”網(wǎng)站23日的報(bào)道稱(chēng),全球半導(dǎo)體不足并非突然出現(xiàn)的,此前受美國(guó)制裁的華為就曾大規(guī)模囤貨。現(xiàn)在全球電子產(chǎn)品因疫情暢銷(xiāo),加之下半年日本關(guān)鍵半導(dǎo)體工廠火災(zāi),東南亞工廠因疫情封閉,法國(guó)工廠接連出現(xiàn)大罷工等,均加劇了全球半導(dǎo)體緊缺狀況。 美國(guó)科技網(wǎng)站ExtremeTech在21日的文章中稱(chēng),“芯片荒”的一個(gè)關(guān)鍵原因是生產(chǎn)商對(duì)芯片原材料產(chǎn)品200毫米晶圓投資不足。在過(guò)去的幾十年里,制造商們不斷推出更大的晶圓尺寸,因?yàn)楦蟮木A尺寸減少了材料的浪費(fèi),且提高工廠每天生產(chǎn)的芯片產(chǎn)量。最初200毫米晶圓被認(rèn)為會(huì)隨著300毫米晶圓的上線而消失,但這一趨勢(shì)最終并沒(méi)有發(fā)生,客戶(hù)們?nèi)耘f喜歡在200毫米的晶圓生產(chǎn)線上生產(chǎn),該生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)非常成熟,且成本也較為低廉。 許多物聯(lián)網(wǎng)和5G芯片都是在200毫米的晶圓上進(jìn)行刻蝕的,隨著今年這些產(chǎn)品需求增長(zhǎng),200毫米晶圓產(chǎn)能已經(jīng)很難預(yù)定。像臺(tái)積電這樣的大型代工廠在擴(kuò)展新的200毫米產(chǎn)能方面進(jìn)展緩慢。在新冠疫情暴發(fā)前,許多晶圓廠的200毫米產(chǎn)能利用率已經(jīng)很高了。疫情爆發(fā)后,對(duì)各種芯片的額外需求進(jìn)一步增加了已經(jīng)接近飽和的供應(yīng)鏈的壓力。 影響汽車(chē)、相機(jī)等多個(gè)行業(yè) “汽車(chē)行業(yè)正努力應(yīng)對(duì)交付瓶頸!”德國(guó)《商報(bào)》23日?qǐng)?bào)道,受疫情及中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速?gòu)?fù)蘇的影響,德國(guó)汽車(chē)制造商和配件供應(yīng)商出現(xiàn)芯片供應(yīng)短缺問(wèn)題。這種情況可能會(huì)持續(xù)到明年。而中國(guó)汽車(chē)行業(yè)本月早些時(shí)候就爆出這一問(wèn)題。一位資深行業(yè)協(xié)會(huì)官員表示,預(yù)計(jì)一些中國(guó)汽車(chē)制造商的生產(chǎn)將在明年第一季度受到影響。路透社也有相關(guān)報(bào)道稱(chēng),荷蘭汽車(chē)芯片供應(yīng)商恩智浦半導(dǎo)體告訴客戶(hù),由于材料成本“顯著增加”和芯片的“嚴(yán)重短缺”,該公司必須提高所有產(chǎn)品的價(jià)格。 美國(guó)《華爾街日?qǐng)?bào)》21日援引大眾汽車(chē)的表態(tài)稱(chēng),因?yàn)楣酒?chē)芯片短缺,將調(diào)整其在中國(guó)、北美和歐洲工廠的生產(chǎn)計(jì)劃。“我們現(xiàn)在明顯感受到了全球半導(dǎo)體供應(yīng)減少的影響。”汽車(chē)零部件供應(yīng)商大陸集團(tuán)也表示,中國(guó)在疫情導(dǎo)致全球銷(xiāo)量下滑后出現(xiàn)需求反彈,導(dǎo)致半導(dǎo)體供不應(yīng)求,供應(yīng)鏈瓶頸可能持續(xù)到2021年。汽車(chē)芯片的短缺,將會(huì)導(dǎo)致電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)和車(chē)載電腦兩大模塊無(wú)法生產(chǎn),甚至?xí)屲?chē)企面臨停產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。《商報(bào)》稱(chēng),汽車(chē)行業(yè)的自動(dòng)化和電動(dòng)化趨勢(shì)已經(jīng)讓越來(lái)越多的芯片被內(nèi)置到汽車(chē)中。 芯片交付瓶頸也在威脅日本相機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈。德國(guó)《經(jīng)濟(jì)周刊》報(bào)道稱(chēng),10月底日本AKM半導(dǎo)體公司發(fā)生大火,將使DAC和ADC芯片的生產(chǎn)癱瘓數(shù)月。日本索尼公司宣布不再訂購(gòu)RX0II緊湊型相機(jī),Alpha6100系統(tǒng)相機(jī)也有交付延遲,佳能、尼康也到了AKM生產(chǎn)停工的影響。制造商預(yù)計(jì)至少六個(gè)月才能恢復(fù)生產(chǎn)。芯片短缺也造成圖形卡、游戲機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像產(chǎn)業(yè)頭無(wú)法提高產(chǎn)量。 增產(chǎn)已提上日程 中國(guó)通信專(zhuān)家項(xiàng)立剛23日對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者表示,全球芯片短缺局面在短期內(nèi)不太容易獲得緩解。他指出,與芯片生產(chǎn)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)體包括日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣以及中國(guó)大陸,目前美國(guó)、韓國(guó)、日本都在很大程度上受到新冠疫情影響,波及芯片產(chǎn)業(yè)鏈。芯片不足所導(dǎo)致的問(wèn)題會(huì)一層一層地傳導(dǎo),從上游傳到下游,最后傳到終端。 “隨著世界半導(dǎo)體需求進(jìn)入超級(jí)擴(kuò)張期,韓國(guó)三星電子、SK海力士等均做好增產(chǎn)準(zhǔn)備”,韓國(guó)《亞細(xì)亞經(jīng)濟(jì)》21日?qǐng)?bào)道稱(chēng),韓國(guó)半導(dǎo)體出口已經(jīng)連續(xù)兩個(gè)月出現(xiàn)激增,價(jià)格也繼續(xù)上升。 根據(jù)韓國(guó)官方數(shù)據(jù),12月1日至20日,韓國(guó)半導(dǎo)體出口比去年同期猛增26.4%,而整個(gè)11月這一數(shù)字為16.4%。最新發(fā)布的《2021韓國(guó)出口展望》報(bào)告也認(rèn)為,明年世界半導(dǎo)體行業(yè)將迎來(lái)“超級(jí)景氣”,主要半導(dǎo)體需求將增加19%-34%。三星電子和SK海力士最近分別對(duì)半導(dǎo)體部門(mén)進(jìn)行大規(guī)模人事調(diào)整,這被認(rèn)為是準(zhǔn)備明年業(yè)務(wù)的先手棋。
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