集成電路風險分析

① 2012年半導體集成電路市場分析研究報告，求信譽好，數據權威的分析研究公司

「51報告在線」立足北京，10年行業研究經驗解決了成千上萬企業投資發展的困擾，為企業決策提供有效的依據。
本半導體集成電路市場分析研究報告分為8個章節由「51報告在線」提供
下面是我簡單單列出的本公司《2012年半導體集成電路市場分析研究報告》的部分目錄和內容
了解詳情請進入本公司網站產看。
第一章 半導體集成電路產業概述
第二章 中國半導體集成電路產業發展環境分析
第三章 中國半導體集成電路產業供需現狀分析
第四章 中國半導體集成電路產業總體發展狀況
第五章 2011年我國半導體集成電路產業重點區域分析
第六章 半導體集成電路產業市場分析
第七章 半導體集成電路國內重點生產廠家分析
第八章 2012-2016年半導體集成電路產業發展趨勢及投資風險分析
〖 描 述 〗
報告主要針對有中國半導體集成電路市場情況、規模、產品種類、結構性、價格、技術發展方向、重點區域及標桿廠商等多方面深度分析。
報告內容對生產企業、供應廠商、研究機構及投資者等了解半導體集成電路產業的市場情況提供重要的參考價值。
〖 目 錄 〗

第一章 半導體集成電路產業概述
第一節 半導體集成電路產業定義

第二節 半導體集成電路產業發展歷程

第三節 半導體集成電路分類情況

第四節 半導體集成電路產業鏈分析

一、產業鏈模型介紹

二、半導體集成電路產業鏈模型分析

第二章 中國半導體集成電路產業發展環境分析
第一節 中國經濟環境分析

一、宏觀經濟

二、工業形勢

三、固定資產投資

第二節 半導體集成電路產業相關政策

一、國家「十二五」產業政策

二、其他相關政策

第三節 中國半導體集成電路產業發展社會環境分析

一、居民消費水平分析

二、工業發展形勢分析

第三章 中國半導體集成電路產業供需現狀分析
第一節 半導體集成電路產業總體規模

第二節 半導體集成電路產能概況

一、2009-2011年產能分析

二、2012-2016年產能預測

第三節 半導體集成電路產量概況

一、2009-2011年產量分析

二、2012-2016年產量預測

第四節 半導體集成電路市場需求概況

一、2009-2011年市場需求量分析

二、2012-2016年市場需求量預測

第五節 進出口分析

第四章 中國半導體集成電路產業總體發展狀況
第一節 中國半導體集成電路產業規模情況分析

一、產業單位規模情況分析

二、產業人員規模狀況分析

三、產業資產規模狀況分析

四、產業市場規模狀況分析

第二節 中國半導體集成電路產業財務能力分析

第三節 產業競爭結構分析

一、現有企業間競爭

二、潛在進入者分析

三、替代品威脅分析

第四節 國際競爭力比較

第五節 半導體集成電路企業競爭策略分析

第五章 2011年我國半導體集成電路產業重點區域分析
第一節 華北

第二節 華南

第三節 華東

第四節 華西

第五節 其他重點經濟開發地區

第六章 半導體集成電路產業市場分析
第一節 重點產品

一、市場佔有率

二、市場應用及特點

三、供應商分析

第二節 技術分析

一、技術現狀

二、創新技術研發及方向

第三節 產品細分

第四節 市場價格分析

第七章 半導體集成電路國內重點生產廠家分析
第一節 A公司

一、企業基本概況

二、企業經營與財務狀況分析

三、企業競爭優勢分析

四、企業未來發展戰略與規劃

第二節 B公司

一、企業基本概況

二、企業經營與財務狀況分析

三、企業競爭優勢分析

四、企業未來發展戰略與規劃

第三節 C公司

一、企業基本概況

二、企業經營與財務狀況分析

三、企業競爭優勢分析

四、企業未來發展戰略與規劃

第四節 D公司

一、企業基本概況

二、企業經營與財務狀況分析

三、企業競爭優勢分析

四、企業未來發展戰略與規劃

第五節 E公司

一、企業基本概況

二、企業經營與財務狀況分析

三、企業競爭優勢分析

四、企業未來發展戰略與規劃

第八章 2012-2016年半導體集成電路產業發展趨勢及投資風險分析
第一節 當前半導體集成電路市場存在的問題

第二節 半導體集成電路未來發展預測分析

一、2012-2016年中國半導體集成電路產業發展規模

二、2012-2016年中國半導體集成電路產業技術趨勢預測

三、總體產業「十二五」整體規劃及預測

第三節 2012-2016年中國半導體集成電路產業投資風險分析

一、市場競爭風險

二、原材料壓力風險分析

三、技術風險分析

四、政策和體制風險

五、外資進入現狀及對未來市場的威脅

第四節 專家建議

② 如何提高集成電路成品率

面向高成品率設計的EDA技術

成品率下滑已成為當今納米集成電路設計中面臨的最大挑戰之一。如何在研發高性能IC同時保證較高的成品率已成為近年來學術界及工業界關注的熱點問題。一晶元成品率在電子產品生產中，成品率問題由於與生產成本以及企業利潤直接相關，一直以來受到業界的廣泛關注。如果產品的成品率過低，將會使生產成本陡然上升，不僅造成企業利潤減少，而且還會降低產品的市場競爭力，甚至造成整個產品項目的失敗。成品率問題的重要性同樣也體現在作為電子產品及IT產業的支撐產業——集成電路(IC)的設計和生產中。而且，在IC的設計和生產中成品率問題顯得更加突出，這主要與IC設計及製造的特點有關。首先，集成電路生產工藝十分復雜，一個晶元的產生往往要經過幾十甚至上百道工藝步驟，生產周期較長，在整個製造過程中任何一個工藝步驟上的偏差都將會對產品成品率造成影響。其次，集成電路生產的投資巨大，一條普通生產線往往需上億美元，先進生產線的造價更是驚人。如果流片的成品率過低（30%以下），將缺乏市場競爭力，難以付諸批量生產。成品率問題目前已成為影響IC設計及製造企業投資風險的關鍵因素之一。因此，許多IC開發項目甚至不惜適當降低IC的性能指標來滿足成品率的要求，這樣至少可以使產品進入市場收回投資。近年來，IT產業的迅猛發展，為了追求IT產品的高性能及便捷性，IC規模不斷擴大，特徵線寬不斷縮小，當前國際上CMOS的主流工藝已由幾年前0.25μm降至0.10μm以下。90納米及60納米生產線正在成為下一代主流生產線，而成品率下滑已成為當今納米集成電路設計中面臨的最大挑戰之一。而且，隨著無線產品的大量應用，對帶寬及器件響應速度也提出了更高的要求，高性能的射頻集成電路及微波單片集成電路（RFIC、MMIC）的研發以及新材料、新工藝、新器件的大量採用為IC設計帶來了前所未有的挑戰。這些因素大大增加了IC製造過程中的不確定性，使得IC產品的成品率更加難以控制。由於成品率問題的重要性，在當前的IC研發中，對成品率問題的考慮已滲透到IC設計製造的各個階段。如何在研發高性能IC同時保證較高的成品率已成為近年來學術界及工業界關注的熱點問題。二藉助EDA技術提高成品率影響IC成品率的因素有很多，但主要來自兩個方面:第一是工藝線水平、材料特性及環境的影響。在IC製造過程中如果工藝線不穩定，將會導致製造結果與設計的偏差，使成品率降低。同時，不同材料有著不同的加工工藝，加工難度也不一樣，材料特性也是影響成品率的重要因素。而環境因素如溫度、濕度等也會對IC的品質造成影響，從而引起成品率降低。在工藝方面最突出的就是缺陷對成品率的影響。缺陷是由於IC工藝線不穩定，使理想的IC結構發生變化，如金屬條變形、粉塵顆粒與冗餘物的出現等。針對這些問題主要通過改進、調整工藝線、進行工藝過程式控制制（SPC）來解決。第二是來自設計方面的影響。如果在IC設計中參數設計不合理，則會導致IC性能上的缺陷，造成成品率過低。同樣在結構設計方面的不合理也會造成成品率問題。針對此類問題主要通過改進參數及結構設計，增加冗餘結構設計等方法改善成品率。除了工藝線的調整與控制需完全在製造階段考慮外，其他有關成品率問題都可在IC設計階段予以解決或者改善。由於在設計階段對成品率的問題進行充分考慮，可以有效避免成品率問題帶來的風險，因此面向高成品率設計的EDA技術日益受到的重視。目前，無論在工藝方面還是設計方面就利用EDA技術提高成品率設計提出了許多有效的方法。這些方法主要的目的是解決以下三個問題：1.減小設計與製造間的誤差。主要是指由於工藝、材料、環境等因素的影響造成的誤差，主要通過改進工藝線、改善材料及環境、提高模型精度（建立考慮多種因素的元器件模擬模型）等達到使設計參數與加工後的參數基本一致。例如，在超深亞微米工藝下利用統計學技術，通過對測試數據進行統計學分析及MonteCarlo模擬，針對參數偏差及失效點（缺陷）的統計分布特點建立統計學模型，以及在此基礎進行靈敏度分析、成品率分析、優化以有效提高成品率；又如利用OPC（光學校正）技術，可對在光刻過程中產生的與原設計不一致的不規則幾何圖形進行校正，以減小與原設計的誤差。再如超深亞微米工藝下，隨著頻率提高、特徵尺寸減小帶來互連線的各種高頻效應，由此產生了信號完整性等許多復雜的問題，導致設計參數的偏離。建立有效的互連線模型和實現互連線網快速模擬，這也是面向高成品率設計目前亟待解決的一個重要問題。2.成品率估計。即在投片生產之前，根據工藝及設計的具體情況，利用EDA工具對成品率進行預測，如果成品率達不到預定指標，則需採取進一步改進設計、調整工藝等措施，提高成品率，降低投資風險。如在超大規模集成電路（VLSI）設計中，為了避免工藝缺陷對成品率的影響，通過對缺陷的統計分布情況進行分析，從中得出成品率估計結果。3.成品率優化。在成品率較低的情況下，採用一些工具對成品率結果進行優化（主要指對設計的優化）。如：設計中心法（DesignCentering），通過將設計參數值調整到參數值分布區域的中心，以避免工藝中的隨機擾動引起的對電路性能的影響，從而使成品率提高。三常用成品率設計演算法目前成品率分析及優化的方法大致可分為兩類，一種是數值方法，根據電路方程的特點對成品率進行估算及優化，具有運算速度快、估計結果精確的特點，但是其靈活性差，難以應用於復雜電路中；另一種是統計方法，主要是MonteCarlo方法及其改進方法，這種方法簡單靈活，可用於復雜電路的成品率分析及優化，但是其准確性依賴於模擬模型的准確性及模擬次數，而且其運算效率也與模型的復雜程度及模擬次數有關。1.數值方法基於數值演算法（國外有的文獻也稱之為幾何演算法）的成品率分析及優化技術的研究早在上世紀六七十年代已開展了大量研究，當時主要是針對電路中的成品率問題及容差分析等問題。隨著集成電路的出現，這些演算法大多數也沿用於集成電路成品率的分析與優化中。數值方法具有運行效率高、計算精確等特點，目前仍在IC設計中具有重要的地位。基於數值方法的成品率分析演算法的基本原理是：根據電路設計的性能指標及電路方程，計算出可以接受的電路（符合成品指標的電路）其設計參數的分布區域（以下簡稱可接受區），然後通過比較可接受區與電路設計參數在製造過程的誤差范圍的分布區（簡稱參數分布區），得出對當前設計參數下成品率的估計值，如果成品率過低，可以通過調整設計參數值，改變參數分布區，以提高成品率（成品率優化）。數值方法的原理雖然簡單，但是在實際的電路設計中，存在許多問題：一是參數維數問題，電路參數往往多達幾十甚至上百個，要分析求解的可接受區域及參數分布區是一個超橢圓（Hyperellipsoid），隨著電路參數的增加，電路分析的工作量成幾何指數增長，這為成品率的最終分析求解帶來很大困難。二是電路方程的復雜性，隨著IC性能指標的提高，及新材料、新器件的應用，在分析中需考慮的因素也越來越多，如：耦合、色散、趨膚效應等，電路方程的求解難度大大增加，這可能導致最終的成品率問題無法求解。當然，可以採用一些簡並公式和簡化方法進行處理，但是這將使成品率分析及優化結果的准確性在成品率問題中主要注重准確性，即結果與實際的一致性，而不是精確性，即對精度要求並不太嚴格）大打折扣。三是響應函數的形狀問題，在成品率優化中，目前主要採用牛頓法、最小二乘法及其改進演算法等，針對響應函數呈凸狀時，可以較快收斂，得到優化結果，而不適用於響應函數呈凹狀的情況。目前在成品率分析及優化中常用的演算法有線性切割法、單純形逼近法、模擬退火法、拉丁方法、橢圓法（Ellipsoidaltechnique）等。近年來，由於IC技術的飛速發展，依靠純數值方法進行成品率的分析與優化方法，特別是在遇到高階微分方程求解及物理效應分析時，已經力不從心，在許多應用中受到了限制。隨著計算機技術的發展，建模模擬技術的大量應用，基於統計學技術的IC成品率分析優化工具逐漸[工業電器網-cnelc]成為現在EDA中的主流成品率工具。2.統計學方法（統計設計方法）基於統計學的成品率分析及優化演算法（在有的文獻中稱之為統計設計方法）的核心是蒙特卡羅（MonteCarlo）方法。蒙特卡羅方法又稱為計算機隨機模擬方法，是一種基於「隨機數」的計算方法。這一方法源於美國在第一次世界大戰中研製原子彈的「曼哈頓計劃」。該計劃的主持人之一，數學家馮·諾伊曼用馳名世界的賭城——摩納哥的MonteCarlo——來命名這種方法，為它蒙上了一層神秘色彩。其實MonteCarlo方法的基本思想很早以前就被人們所發現和利用，早在17世紀，人們就知道用事件發生的「頻率」來決定事件的「概率」。19世紀人們用投針試驗的方法來決定圓周率л。上世紀40年代電子計算機的出現，特別是近年來高速電子計算機的出現，使得用數學方法在計算機上大量、快速地模擬這樣的試驗成為可能。科技計算中的問題比這要復雜得多。比如金融衍生產品（期權、期貨、掉期等）的定價及交易風險估算，問題的維數（即變數的個數）可能高達數百甚至數千。對這類問題，難度隨維數的增加呈指數增長，這就是所謂的「維數的災難（CourseDimensionality）」，傳統的數值方法難以對付(即使使用速度最快的計算機)。MonteCarlo方法能很好地用來對付維數的災難，因為該方法的計算復雜性不再依賴於維數。從而使得以前那些本來是無法計算的問題現在也能夠得到解決。以前，有許多電路成品率方法是建立在非線性規劃的基礎上的，如:線性切割法、單純形逼近法等。這些方法將成品率問題轉化為求解約束極值問題，雖然在數學模型建立方面相對比較簡單，但是計算上十分繁復。隨著電路產品規模的擴大，參與計算的電路參數越來越多，約束函數越來越復雜，這些方法已不適於電路成品率的計算。隨著計算機技術的迅速發展，在上個世紀六七十年代出現了一種新的電路成品率分析方法——蒙特卡羅成品率分析方法。這種方法根據蒙特卡羅方法的基本思想，通過計算機隨機模擬來計算電路產品的成品率，對於規模較大且比較復雜的電路可在較短的時間內得出分析結果，從而大大地提高了電路成品率分析的效率。蒙特卡羅成品率分析方法至今仍然是一種普遍應用的電路成品率分析方法。按蒙特卡羅法求出的成品率僅為實際成品率的近似統計估值，而且這一近似統計估值與參數抽樣規模的大小有關。抽樣規模越大，統計估值越精確。一般，為獲得合理的估值，需要進行上百次乃至千次試驗。這對大規模電路網路來說，電路分析所花費的計算成本是相當可觀的，這一點往往限制了蒙特卡羅法的應用范圍。單純應用蒙特卡羅法得不到最佳成品率、最佳額定參數及最佳容差。盡管如此，在電路的統計設計中，蒙特卡羅法仍是一個最基本的方法，並且具有顯著的優點，如：雖然計算精度與抽樣規模成平方關系，但抽樣規模與待求參數的數量無關；方法本身比較簡單，易於編程；蒙特卡羅法與產品的可接受區的形狀即是否為凸域無關，這對於將此方法應用到成品率的最優化問題無疑是一優點。由於上述優點，蒙特卡羅法至今在電路統計設計中仍然是被人們普遍應用的、強有力的方法。基於蒙特卡羅方法的成品率演算法的基本原理：首先根據電路中參數的特點對參數分布情況進行假設（一般是具有特定參數的正態分布），利用計算機偽隨機數演算法產生一批服從於假設分布的樣本點，將樣本點值代入電路模擬模型，進行電路模擬，通過比較模擬結果與預定的成品合格指標，對合格樣本點進行統計，那麼合格樣本點數與總樣本點數的比值就是成品率的估計值。雖然蒙特卡羅方法原理比較簡單，但是在實際應用中需要解決以下幾個關鍵問題：2.1.假設分布與實際分布的一致性。由於電路參數的實際分布需要通過大量的測試才能獲得，所以在實際應用中往往採用假設分布代替實際分布，那麼假設分布狀況與實際分布的偏差大小成為成品率估計准確性的關鍵。而且實際應用中往往採用改進演算法，這些演算法大多根據假設的分布情況進行推導，以減少模擬次數。如果假設分布與實際分布之間差別較大，可能使最終成品率估計結果出現錯誤。2.2.模擬次數。目前在一般的基於蒙特卡羅的成品率分析中模擬次數為200次～2000次。由於蒙特卡羅方法的精度與模擬次數的平方成正比，也就是說模擬次數越多，成品率估計越准確。然而，隨著模擬次數的增加，整個成品率分析的時間大大增加。尤其是針對比較復雜的電路，模擬一次時間較長，可能造成一次成品率分析需要幾天的時間，這為後面的成品率改進工作帶來極大的不便。模擬次數問題是影響成品率分析演算法性能的關鍵問題，目前主要從兩個方面解決，一是通過設計抽樣策略，通過對挑選具有參數分布特徵的樣本點進行模擬，以減少模擬次數，如：系統抽樣法、重要抽樣法等。另一種方法通過減少單次模擬時間來提高成品率分析效率，主要是根據電路的模擬模型的特徵，構建快速模型代替原模型進行模擬，如：採用人工神經網路方法、模糊邏輯方法、統計模型等。2.3.模型精確性問題。EDA工具是建立在電路元器件模型的基礎上的，模型的精確性直接影響到模擬結果的精確性，同樣在成品率分析中，如果模型精度較差，則會造成分析結果不準確，甚至是錯誤的結果。由於統計設計方法具有不受電路特徵限制、方法簡單靈活、計算準確等特點，已成為面向高成品率設計EDA技術中的重要組成部分，當前許多國際上著名的大型EDA工具軟體如：AgilentADS、Cadence、Synopsys等都集成了專門的統計學工具包或統計設計工具模塊，以滿足高成品率設計的要求。隨著集成電路技術的發展，設計難度的增大，基於統計設計方法的面向高成品率設計EDA技術將在IC設計中具有更好的用武之地。四發展前景隨著IC研發及製造企業的競爭日趨激烈，成品率問題作為影響企業經濟效益的關鍵因素，已成為IC設計及製造企業提高產品市場競爭力的重要砝碼。目前在許多大型的IC設計及製造企業配有專門的成品率團隊。而且出現了許多以解決成品率問題的集成電路設計服務公司。如PDFSolutions公司就是一家專為晶圓廠和代工廠提供成品率優化解決方案的供應商，而且目前正有意向EDA領域拓展，並推出了一種工具pDfx，它可在數字IC設計過程的物理綜合階段改善設計並提高成品率，預計該軟體的年使用費為15萬美元。EDA工具開發方面更是掀起一股熱潮，自2002年以來幾乎每年都有新的成品率EDA工具發布，如：2003年ChipMD公司推出成品率優化工具軟體DesignMD，可根據加工數據統計和操作條件調整模擬/混合信號器件晶體管的尺寸，使成品率提高30%，性能提高50%。該軟體可運行在Unix和Linux平台下，其一年使用期的定價為5萬美元。而且近年來許多老牌的EDA公司Cadence、Synopsys等也紛紛推出成品率優化工具包，如：Cadence公司推出的EncounterDiagnostics工具，Silvaco公司推出的SPayn等。而且值得一提是一些小型EDA公司單純以DFY(DesignforYield)統計設計工具為產品，取得十分喜人的市場業績，如：ZKOM公司的CrystalYield,ChipMD公司的DesignMD等，由此可見基於統計技術的DFY技術備受業界推崇，而且統計DFY-EDA具有較好的市場前景。面向高成品率設計的EDA工具已成為EDA軟體業一個新的增長點。目前國內在這方面已開展了相當多的研究，如西安電子科技大學在缺陷導致的IC功能成品率問題方面的研究、浙江大學在利用光學校正技術（OPC）改善IC成品率的研究等都取得較好的成果。但是由於我們國內EDA軟體產業發展起步較晚，目前國內具有自主知識產權的商用面向高成品率設計的EDA工具尚不多見。我國集成電路產業正處於高速發展階段，當前進一步開展面向高成品率設計的EDA技術研究以及完善EDA工具軟體的研製對提升我國集成電路技術水平及IC設計製造企業競爭力具有十分重要的意義，而且對我國EDA軟體產業的發展也具有巨大的推動作用。

---------------------------

晶片內晶元布局對成品率的影響

通常,在晶片內晶元布局設計中總是要想辦法使每片晶片內含有最大的晶元數,從而具有最高的晶元生產率。然而晶元生產輸出產量還會受到很多其它因素的影響,特別是會受到分步重復曝光機的曝光時間和在探針台上的測試的次數的影響。這就意味著這種晶片內晶元的某種布局策略不一定會得到最高的成品率。WaferYield Inc.公司總結了16家集成電路製造企業的生產情況,經研究發明出了一種較好的晶片內晶元布局方法,它能提高晶元成品率從而提高產量輸出。用這種方法可以使晶元成品率提高6%。

WaferYield公司總裁兼CEO的 Ron Sigura說：「我們發現,在一片晶片上用兩種不同的晶元布局方法可以設計得到相同的晶元數目,但分步重復曝光機的產量輸出的差別可以高達18%。」他解釋說,平均而言分步重復曝光或掃描曝光機設備平均7%的產能是用於生產位於晶片邊緣處占晶元總數1%的晶元,而這些晶元的成品率很小。他們公司的WAMA (Wafer Mapping) 曝光場區/晶元區 布局系統能綜合考慮成品率、曝光機和測試設備的生產效率、投資成本和回報等因素,對各項參數能進行整體的優化,最後得到最優的晶元布局結果。「這種平衡式的布局方法可能不會使每片晶片上的晶元數目達到最大化,但是它將使整體的成品率和生產效率達到最大化。」

這一研究方法顯示,大約有一半的公司採用人工布局方法,而另一半的公司則使用內部軟體來布局,使晶片上的晶元數最大化。在少數情況下,還會採用使Reticle內曝光場區總數最小化的排布策略。這種方法的出發點是假設所有Reticle曝光場區用到數目相同的掩摸版。然而,如WaferYield主席兼首席技術官Eitan Cadouri所說,今天,這種方法不再是正確的了,因為有些Reticle的曝光區域只包含CMP層（3到7層掩膜）,而其它Reticle區域則包含了一 套完整的掩膜版（16~30層掩膜）。CMP區所需要的曝光時間要比其他區域所需要的曝光時間少得多。此外,Cadouri還認為不是所有區域的曝光時間都是完全相同的。「在有些情況下要使用Blading技術,而Blading一個Reticle區域要比正常的區域花更長的時間。「我們對分步重復曝光時間的模擬結果顯示,即使晶元數目完全一樣,不同的布局方法其步進曝光所需要工藝時間也會有4~18%的差別。

在分步重復曝光機的曝光方面,他們對晶片邊緣處一些晶元的曝光時間進行了重新評估,發現可以對提高部分生產效率起到一定的作用。例如,如果分步重復曝光機的曝光光場一次能曝光4個晶元的話,在晶片邊緣處進行曝光時,套准過程可能會花費更長的時間,或許其中的一兩個晶元對成品率毫無貢獻,因為只有部分Reticle的圖形在晶片內。

至於測試方面,通常都是用戶先做好晶片內晶元的測量布局,然後生成相應的測試布局圖。而WAMA軟體卻能把測試時的一些限制條件,在產生晶片測試布局圖時就事先考慮進去。

或許這種布局策略最大的優點是不需要改變任何生產工藝。它支持所有晶元製造商所使用的分步重復曝光機和掃描曝光機,並能幫助工程師對設計、製造、封裝和測試各個環節的操作。

----------------------

基於形態學和線性規劃方法的成品率增強方法

號上每一點處對應結構元素的最大值;而灰度腐蝕是將結構元素緊貼在信號下方「滑動」，其原點刻畫出的軌跡。他們分別記為：f⊕g,fg。對灰度圖像的膨脹(或腐蝕)操作有兩種效果:如果結構元素的值都為正的，則輸出圖像會比輸人圖像亮(或暗);根據輸人圖像中暗(或亮)細節的灰度值以及它們的形狀相對於結構元素的關系，它們在運算中被消減或被除掉。灰度形學中的開閉運算都可以用來提取特徵或平滑圖像。灰度圖像的開運算可以去掉圖像上與結構函數的形態不相吻合的凸結構，同時保留那些相吻合的凸結構;而閉運算則會填充那些圖像上與結構函數不相吻合的凹結構，同時保留那些相吻合的凹結構。

第五章 關鍵面積方法研究 21

第五章 關鍵面積方法研究

本章首先討論了關鍵面積概念和對成品率研究的意義，然後研究了現有的開路、短路關鍵面積基礎模型，分析了其不足之處並提出了改進的關鍵面積應用模型，在此基礎上設計了關鍵面積提取演算法。最後研究了故障敏感度分析方法，論述了MC方法和關鍵面積方法在故障敏感度分析中的統一性。

5.1 關鍵面積方法概述

集成電路對製造缺陷的敏感程度可用關鍵面積(Critical
Area)來描述，一般認為關鍵面積的定義是：集成電路晶元上出現缺陷時必定導致電路產生故障的特殊區域的面積。利用關鍵面積的概念，某一類製造缺陷在晶元上引起的平均故障數可以表示為：

??Aav?D

積，D是該類缺陷的平均缺陷密度。Aav可以表示為: (3.1) 其中λ是該類製造缺陷在晶元上引起的平均故障數，Aav是該類缺陷的平均關鍵面

(3.2) Aav??A(R)h(R)dRR0R其中A(R)是粒徑為的 缺陷在晶元上的關鍵面積，h(R)是該類缺陷的粒徑分布函RM

數，R0表示版圖最小線寬，RM為最大缺陷粒徑。關鍵面積的提出隱含了一個重要的概念：製造過程中當一個粒徑為R的缺陷出現在晶元上時，該缺陷並不一定導致電路產生故障，能否導致故障取決於其位置是否在構成關鍵面積的特殊區域中。

a.缺陷落在關鍵區域中形成故障 b.缺陷不在關鍵區域中不導致故障

圖3.1導致電路故障的關鍵區域示意圖

關鍵面積決定缺陷是否導致故障的情形如圖3.1所示

22 基於形態學和線性規劃方法的成品率增強方法

5.2關鍵面積基礎模型研究

製造缺陷有很多種，但對電路產生的功能故障主要可分為導體層上的線條開路、短路以及導體層間的短路，其中開路故障主要由導體丟失物缺陷引起，而短路故障主要由導體冗餘物缺陷引起，層間的短路主要有針孔缺陷等引起。根據每一種缺陷產生故障的機理，需要相應的建立各種缺陷的關鍵面積模型。

圖 3.2 Y×X的晶元上一條長L寬W的金屬線

5.2.1 開路關鍵面積基礎模型

考慮如圖3.2所示的簡單版圖模式，一條長為L、寬為W(L>W)的金屬線淀積

Rc=R-W Ac(R)=(R-W)L

2W≤R W<R<2W

圖3.3 長金屬線開路關鍵區域

第五章 關鍵面積方法研究 23

於長為Y(Y?L)、寬為X的絕緣襯底上，考慮丟失物缺陷對該金屬造成開路的影響。丟失物缺陷要引起金屬線條開路必須滿足兩個條件，第一，缺陷圓粒徑必須大於等於線條寬度；第二，缺陷圓的圓心必須落在如圖3.3所示的陰影區域中。當這兩個條件都滿足時，使缺陷圓心必須位於一個長為L、寬為Rc的區域中，並且使金屬線條完全斷開，這種情況下Rc可和Ac(R)可表示為:

Rc?R?WAc(R)?Rc?L(3.3)

?(R?W)L

定義故障區域寬度Rc與晶元寬度W之比為故障核(相當於歸一化故障率)，記為K(R?W)。這樣，Ac(R)可表示為:

Ac(R)?AchipK(R?W)

(3.4)

圖 3.4 長金屬線開路故障核

其中Achip表示晶元面積。長金屬線的故障核如圖3.4所示，故障核可表示為:

?0,??R?WK(R?W)??,

?X

??1,0?R?WW?R?W?XR?W?X(3.5)

24 基於形態學和線性規劃方法的成品率增強方法

圖3.5 長金屬線的開路故障核特性
由故障核可知，當R小於W時，丟失物缺陷是不能導致金屬線開路的，即故障率為0，當R?W?X時，說明缺陷粒徑比晶元寬度還大，則電路故障率達到最大。由(3.4)得到關鍵面積為:

0?R?W?0,(3.6) ?Ac(

R)??L(R?W),W?R?W?X

?X?Y,R?W?X?當多條金屬線的開路情形時，如圖3.6所示的兩條相鄰金屬線條，在缺陷小於

(2W?S)時，關鍵區域等於兩條金屬線關鍵區域之和，但當缺陷粒徑大於(2W?S)時，故障區域之間出現重疊區域，如圖3.8所示，重疊區域長度xov?R?(2W?S)，

則故障區寬度為: (3.7) Rc?

2(R?W)?xov

圖 3.6 具有兩條導電線條的布線單元圖

③ 集成電路是怎樣製造出來

集成電路是製造過程：
集成電路（integrated circuit）是一種微型電子器件或部件。採用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然後封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構；其中所有元件在結構上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母「IC」表示。集成電路發明者為傑克·基爾比（基於鍺（Ge）的集成電路）和羅伯特·諾伊思（基於硅（Si）的集成電路）。當今半導體工業大多數應用的是基於硅的集成電路。

④ 全球多家行業發出警告晶元嚴重短缺，這會對哪些行業造成影響

晶元短缺對汽車行業的影響則更為明顯，這種短缺也導致當前半導體行業的劇變，英特爾在產品延期後解僱了首席執行官鮑勃·斯萬，而手機晶元巨頭高通也加入了並購的熱潮。動力半導體及智能感測器製造商華潤微發郵件稱，為爭取生產線資源，盡量滿足供應需求，華潤微對產品價格進行相應調整，調整幅度視品種而定。

受新冠名風波影響，5G智能手機等消費電子需求猛增，汽車銷售反彈進一步擠壓了半導體廠商的產能。產業分析公司VLSIresearch的總裁RistoPuhakka表示：“在整個半導體行業，閑置產能很少，而且需求持續增長。

台積電表示，由於需求激增，其今年的投資至少增加了47%，並表示，將把解決汽車晶元短缺作為“首要任務”。

ElsieNeoh是FusionWorldwide電子元器件分銷商的商品經理，他說，整個行業的交付時間已經從新冠名爆發之前的8-10周增加到6個月。

這種短缺也導致當前半導體行業BA033SFP-E2的劇變，英特爾在產品延期後解僱了首席執行官鮑勃·斯萬，而手機晶元巨頭高通也加入了並購的熱潮。

一、疫情影響,全球晶元產能下降。

疫情是最直接的原因,由於國際疫情遲遲無法徹底控制,病毒傳播風險一直存在,防控力度小,防控措施滯後,導致晶元生產廠商無法全負荷生產,生產效率下降。再者,由於晶元本身製造工藝流程復雜,高端晶元不同生產環節更是由全球不同廠商來完成,只要其中某一個環節受疫情影響無法正常運作,整個晶元製造流程便會陷入停滯,造成整體的產能下降,晶元源頭供應量減少,但市場需求量依舊在遞增,此消彼長,自然就造成了全球電子行業晶元短缺。

二、美國斷供,加劇了晶元短缺狀況。

美國將華為、中芯國際列入實體名單,禁止向其供應半導體元件與材料,意圖通過徹底斷供來遏制頭部企業發展,進一步擴大自身對市場的掌控力,本就短缺晶元的年景加上刻意的針對,加劇了國內晶元短缺的狀況。作為科技領域新興的人工智慧行業,在晶元短缺的情況下,又會面臨怎樣的影響?未來又將朝什麼方向發展?

總的來說,可以用“短期無虞,長期影響較大”來說明晶元荒對人工智慧行業的影響。

首先,人工智慧產品的核心是智能演算法,演算法是決定產品“智能化”的內核因素,而演算法要落地到實際應用中,依舊需要晶元來承載;國內人工智慧行業依舊處於展露頭角的階段,許多基礎的智能演算法對晶元性能並沒有過於極端的要求,而28nm製程的晶元足以滿足多數智能產品需求,目前在28nm製程的晶元上,我國是有一定生產能力的,國內晶元廠商目前的能力可以保證這個水準的晶元供應。

對於斷供的尖端7nm以及5nm製程的高端晶元,除了高端智能手機應用外,其他智能產品短時間內不會應用如此尖端的晶元。其次,尖端晶元供應是整個行業都在短缺,供不應求是行業常態。我國人工智慧企業通常會選擇在核心演算法上進行優化以匹配現有的硬體水平,且人工智慧產品的商業化應用程度對硬體需求也不高,市場處於培養成長階段,從成本方面來看,高端晶元也並非主流配置。

最後,晶元短缺對人工智慧行業長期影響是比較大的,因為主流市場可能需求不大,但尖端的人工智慧技術與演算法實驗依舊需要尖端晶元進行落地應用,尖端晶元如果長期斷供,對核心演算法的升級會造成影像,也一定程度上阻礙著尖端技術的進步。

⑤ 投模擬晶元的風險主要有哪些

若干萬種集成電路晶元就分三種，模擬電路、數字電路、和存儲電路。只能說凡是輸出0或1(高電平或低電平)的電路，就是數字電路，典型的有74系列。其它都屬於模擬電路或存儲電路。

⑥ 中國集成電路發展的出路在哪裡

世界上的其它地方都曾出現過好幾次IC市場慘淡的局面，但在中國20多年來一直都沒有出現，所以IC市場的中心正在不斷從美國、歐洲、日本等國家向中國轉移，IC的生產中心也在不斷地從其他國家或地區轉移到中國。去年（2004年）台灣的8寸晶圓生產廠宣布在廣東珠海市落戶，以及台聯電和台積電IC生產廠商在國內蘇州、上海投資辦廠，一下子把中國的IC產業推向了世界高峰。現在，世界上任何一個IC生產廠家的產品或相同型號的IC幾乎在中國都可以找得到，中國IC市場的份額已經佔全世界的五分之一以上。並且這個分量還在繼續增長，因為中國是一個產品加工能力最強和市場潛力最大的國家。作為一個IC的使用者，我對中國IC產業的發展感到很欣慰，也感到嘆息。欣慰的是IC產業在國內的蓬勃發展必然會帶動中國電子工業及其他產業的蓬勃發展，並且我們的IC產量和產值很快就可以趕上日本、歐洲和美國。IC的發源地在美國，二十多年前傳入歐洲和日本，十年前又傳入台灣，現在又傳到了中國大陸。在IC產生技術方面，日本用了26年才趕上美國，而台灣只用了十年多一點時間就趕上了美國，這不能不說是一個奇跡。根據統計，2000年以來中國的IC產業每年都有30%以上的速度增長，因此可以估計，用不了十年，中國的IC產業就可以趕上美國。嚴格來說早在二十年前，國外的IC生產技術就已經傳入中國，但中國一直沒有把握住機會，因此我們不能不嘆息。八十年代末，中國就開始從日本大量引進IC生產技術，當時國內的最大IC廠家742廠（華晶集團）就是在那時候從日本東芝公司引進IC生產技術的，同時向東芝引進IC生產技術的還有韓國三星。現在可以檢討一下中國二十幾年來IC產業的發展是個什麼樣子，我們可以用信息產業部（以前叫電子工業部或四機部）一位領導的真心話來概括：我們二十多年來用於引進IC（彩電用）生產的錢，光利息用來買IC都用不完。是什麼原因造成中國IC產業發展這么令人感嘆？很多不知情的人都把責任歸於日本沒有真心向中國人傳授技術，那麼爾後中國從歐洲引進的IC生產技術又怎麼樣呢？上海非利蒲半導體廠、上海貝嶺半導體、還有深圳的賽意法半導體公司等等，當時引進技術的時候技術水平也應該是很先進的了吧，但為什麼也發展不起來？中國沒有IC用戶嗎？中國IC市場的容量每年都有上百億元的增長，把它攤到任何一個IC企業，這個企業都會被掌死。就良心而論，如果我們不是當年從日本引進了彩電生產技術，中國的電子工業不會像今天發展得這么快。如果拿今天的三星與中國任何一個企業相比，就會知道中國的IC企業到底輸在哪裡？我認為，中國的IC產業不是人們所認為的是輸在生產技術上，因為三星公司也是與中國華晶公司同時引進日本的IC生產技術，並且目前在三星公司工作的很多高級技術人員也是中國人，因此我們只能認為，中國IC產業的失敗，是輸在管理和體制上。先天不足，後天營養不良，是中國IC產業失敗的一個重要原因。中國是一個計劃經濟色彩很濃的國家，雖然是改革開放了，但一些大的技術引進項目，還需要國家政府部門進行立項、審批和撥款，而目前國內大多數的企業還都是國營企業，國營企業在爭取技術引進項目的時候一般都會弄虛作假。這些企業為了爭取得到國家技術引進項目，可以說是不擇一切手段，其中在寫可行性報告的時候，首先是把技術引進的必要性寫得天花亂墜，然後把經濟效益也寫得非常可觀，最後把投資寫得非常節省，只有國外同類項目的三分之一，目的就是要先拿到項目，資金不足，等上馬以後再繼續向國家申請，反正生米已經將要煮成飯，國家不可能不給。因此，技術引進項目在一開始就是先天不足，經常是一邊引進技術設備一邊修改方案，最後把資金用完了，還不能正常生產，更談不上日後設備更新和技術改造了。如：華晶半導體廠（742廠），IC產生技術引進項目在進行到第一期工程後，因資金不足就基本停止了下來，但為了向政府部門報喜，表示項目超前完成任務，提前出產品，不得不向東芝公司買進IC半成品進行封裝，然後打上自己的品牌，一個自力更生，獨立生產的IC產品就這樣誕生了。但直到今天，華晶半導體廠當年的雄偉目標一直都沒有實現過。思想保守，不重視技術引進，企業缺乏活力，是國內IC生產廠家失敗的另一個重要原因。在政府領導的眼裡，引進IC產生技術和設備，IC產品就可以像麵包師烤麵包一樣，等著麵包出爐了，殊不知IC產品最關鍵的技術還在前頭，就是產品技術開發。搞過電路設計的工程師都會清楚，開發一個電子產品，比較復雜一些的一般都需要一年甚至兩年的時間，而開發一個IC產品需要的時間還要更長，因為IC樣片試制出來後還要作電路試驗，還需要整機廠的配合。況且以前搞IC設計基本上都是手工操作（用膠帶貼圖），特別是搞模擬電路IC設計，對設計師的技術水平（經驗）要求更高。光有IC產生技術和設備，還需找米下鍋，而IC產品設計，在國內IC產生技術剛引進的時候還是個空白，對IC產品設計人才的培養最少需要三到五年的時間，並且當年連師傅都沒有到哪裡去培養。因此引進成熟的IC技術產品是解決IC產生廠當時等米下鍋的唯一出路，但是在自力更生，自主開發等思想的指導下，只好讓IC技術開發人員加班加點，重復別人的勞動，讓IC生產設備耐心地等待著新產品的誕生，和靜靜地等待著衰老。因為，IC產品技術引進多麼丟中國人的臉。而在此同時，韓國三星卻每年花幾億美金來進行技術引進，然後用同樣的生產設備進行IC生產，並把產品源源不斷地賣到中國，每年幾十億元的錢也源源不斷從中國人的手中流入別人的腰包。你看多可惜，中國就這樣失去了一次IC發展的好機會。今天三星半導體公司的產品樣樣均有，這些產品完全都是他們自己設計的嗎？我看不是，我相信大部分產品都是靠引進技術進行生產的；連日本人賣給中國人的生產設備也是通過引進，然後改造再賣給中國。而在國人看來引進設備還可以，但引進技術就是恥辱，中國人能把衛星發射上天，為什麼就不能開發IC。20世紀末IC技術得到了長足的發展，特別是個人電腦發明以後，IC生產技術和IC電路開發技術，無論是在效率上或者在性能上，以及在產能上都比前10年最少增長了100倍。英特爾公司在進行80286 CPU電路布圖設計的時候基本上還是用手工貼圖的方法，而到了80386 CPU電路布圖設計的時候才開始採用CAD和EAD技術，正是因為CAD技術的飛速發展才引起今天IC技術的進一步飛速發展。今天IC的生產和開發技術越來越集中，並且產能已基本集中在幾個世界級的IC企業手中，而且IC生產是一種高投入，高產出，高風險的行業。中國領導已經初步認識到這一點，要想讓現在國內的IC企業（國營企業）直接去追趕國外的IC企業巨頭，已經是不可能了，那樣只能白白地丟失更多的錢。上個世紀將要結束的時候，國家在IC產業方面進行了政策調整，原來只允許國營企業涉及的IC產業，現在反過來鼓勵民營企業進入IC技術領域，並把民營企業的概念延伸到外商在國內投資企業的范圍，這一觀念的改變使得二十多年籠罩在中國IC產業頂上的陰雲，一下子變得豁然開朗，隨著台灣IC企業向大陸轉移，以及國外IC企業競爭的激烈，和國外留學人員創業的濃厚興趣，在2000年以後的幾年裡，中國從事IC技術的企業一下子猛增了400多家，其中大部份都是海歸人員新辦的IC設計公司，中國IC產業的春天終於到來了。與此同時，在政府提出信息產業要有自己的「心」（CPU）和「腦」（系統軟體）的號召下，一些代表國家頂級IC技術的產品，如：方舟1號、2號；龍芯1號、2號；漢芯等CPU產品在政府的大力支持下，在短短的兩年裡也陸續在不同場合亮了相，並得到政府部門的嘉獎，同時也給中國政府的官員面子增加了光彩，證明政府的支持是正確和有效的。沒有人懷疑，CPU不是當今IC技術中的皇冠，英特爾公司獨領風騷20多年，靠的就是CPU一枝獨秀。但是CPU與其他IC產品不同，它不但需要硬體支持，更需要軟體來支持，沒有一大幫熱血沸騰的軟體開發隊伍跟進，不斷地開發應用軟體來支持，任何先進的CPU都會變成廢物。對於CPU電路性能的優越性我們暫且不說，但如果我們自己生產的CPU採用的是別人的IP，那麼我們的CPU到底有多少優勢，能與英特公司抗衡嗎？如果我們自己生產的CPU採用的是自己的IP，手中已經掌握大量軟體資源的軟體公司願意跟進嗎？況且開發自己的IP談何容易，如果選用別人的IP，還不是需要乖乖的給別人交一筆知識產權費。世界上曾有多少人，想在CPU行業與英特爾公司爭奪天下，都沒有成功。在英特爾公司剛推出80286的時候，那是個群雄輩出的時代，有西門子、NEC、台灣聯電、IBM等好幾十家公司跟進；到了80386和80486的時代，世界大部分廠家紛紛倒閉，只剩下幾家；再到奔騰CPU的時代，世界CPU的廠家幾乎只剩英特爾公司一家，最後有十幾家CPU公司聯合起來搞一個Power-CPU與英特爾公司的奔騰CPU抗衡也沒成功。那麼中國IC產業的出路在哪裡？實際上這兩年華為、中興等IC開發公司的實際行動已經作了回答，就是要搞那些能與自己產品配套用的IC，或某個新技術領域，別人還沒有進入這個領域的新IC，這樣才可能會成功。不過，現在華為和中興的IC開發公司還是處於自己種菜自己吃的小農經濟經營方式，只不過是省了點趕集買菜的時間和路費，圖了個方便。他們這種小農經濟經營方式，註定他們的IC開發公司規模不可能做得很大。他們如果想把IC開發公司規模做大，必須自己構建一個農場或收購一個農場，把自己培養成一個IC專業戶。當一種主流文化形成以後，一般人只能跟著它走，誰要是想與它作對，必須量力而行，估計一下自己有沒有那麼大的實力，和敢不敢付出那麼高的成本，如：美國的王安電腦就是因為與眾不同，而倒在了IBM電腦的腳下。目前WINDOWS操作系統已經積累了7000多萬行原代碼，雖然它很不盡人意，但誰想准備用新的操作系統取代它都是一件很難的事情。很多人都希望用LINUX來取代它，這種想法過於簡單，在政府的支持下，很多人已經實踐了好幾年，並且在這方面花的錢起碼也有十幾億元，到現在還沒有看得出有成功的希望。中國IC產業的發展絕不會像政府官員宣布的那樣，缺「心」就是搞CPU——要與英特爾對著干，少「腦」就要搞操作系統——要與微軟對著干。如果大家都去搞CPU和操作系統，很多企業都得要完蛋。企業要生存首先是要解決吃飯問題，然後才能求發展，過度地追求高標准，高水平，不先考慮市場的需求和自己的實力，對於一個沒有品牌基礎的新企業來說，死得更快。中國科學院軟體所倪光南院士早在幾年前就指出，中國集成電路的發展方向是搞系統晶元和與之相配的嵌入式系統軟體。目前在世界上系統晶元雖然還沒有形成規模，但嵌入式系統軟體發展非常快，從事嵌入式系統軟體開發的人員也越來越多，這也給將來系統晶元的發展打下了良好的基礎。在這里我不願意作為算命先生來推算中國最近誕生的方舟、龍芯、漢芯等產品的命運，但如果沒有政府的繼續支持，可以肯定他們往後的日子非常艱難，但政府鼓勵發展自己的CPU也情有獨鍾，我們無法評論。幾年以前我與華邦公司總裁?元先生（他現在是台灣地區SOC促進會主席）進行交流的時候，他就指出：最近美國十幾家IC公司聯合起來生產POWER-CPU與英特爾公司抗衡，都沒成功，今後幾年誰再去搞CPU，誰將會死得更快。威盛是唯一一家敢與英特較勁的CPU公司，並且它還是一家生產電腦的公司，要不是他自產自消，它可能很早就倒閉了。除非國產的CPU公司也能自產自消，或者政府一直願意眷養著，要麼這些CPU公司也將很快就會倒閉。元先生原來就是搞CPU出身的，他深知CPU河流的深淺，所以他自己創建公司的時候就沒有開發和生產自己的CPU，而是開發計算機圖形處理晶元。華邦公司開發成功的兩塊圖形處理晶元（用於電腦顯示卡和VCD電腦放映卡）在97年前後出盡了風頭，為公司賺足了發展資金。因此，公司在剛上馬的時候產品選型非常重要，要麼還沒等站穩腳跟，產品很可能就要過時和被淘汰。自從晶體管於上個世紀40年代後期、集成電路自60年代初期發明以來，半導體製造技術和計算機產業一直都在按摩爾定律（每隔18個月性能翻一翻）以驚人的速度迅速發展，並創造了人類歷史上的「數字文明」。在半導體這樣的日新月異的產業領域，對於所有相關企業而言，永遠都會有新機遇和新威脅。不管是擁有什麼樣的業績和規模的企業，都會面臨這樣的業務環境的變化。深知半導體產業戰略意義的地區和國家為了增強半導體技術的競爭力都在不斷投入龐大的資源。同時，半導體產業，技術開發、生產體制和客戶企業等全球化趨勢也越來越明顯。翻開半導體產業發展史，半導體產業首先誕生於美國，然後擴展到歐洲，之後經日本和韓國，發展到台灣和擴展到了中國大陸。展望未來，毋庸置疑的是半導體產業將以驚人的速度在中國出現。所以，產業的發展將沿地區性和全球性兩個方向推進。在半導體產業區域擴展的同時，構成這一產業的企業也經歷了反復的重組和整合，半導體產業構造的進化始終沒有停止過，擁有嶄新業務模式的企業將會不斷登台亮相。到上世紀80年代後期為止，幾乎所有的著名半導體製造商都是獨立進行產品的策劃、設計、生產和銷售。這種業務形式被人們稱為「integrated device manufacturers：IDM（集成設備製造商）」。這種業務形式在90年代初很快就被台灣的半導體製造商創造的兩種新業務形式所突破。這兩種新業務形式之一是專門從事半導體生產的「半導體代工廠商（Foundry）」和專門從事半導體設計的「半導體設計廠商(Fabless)」。這是一種新的資源共享模式，它是由IP（知識產權）供應商和SOC設計服務公司來承擔的一種產品設計外包模式。笛卡兒發明的三根直線把歐洲人的思維延伸到無限遠的空間，而計算機的發明和應用卻把中國人的思維固化在1+1=0的原點上。自從2000年以來，中國突然誕生了400多IC設計公司，這些IC設計公司無一不是從事CPU、DSP、SOC等數字電路器件的技術開發。這些數字電路IC的技術開發需要購買或租用非常昂貴CAD、EAD軟體和IC測試設備，並且這些產品的生產工藝以及介面電路已經標准化，IP授權費用很高，產品更新換代速度非常快，一個IC設計公司光靠一個產品很難養活一個公司，因此，在很短時間內將會有一大批IC設計公司被淘汰出局。奇怪的是，那些具有廣泛應用的模擬器件或IC，卻無人去問津。例如：電源開關管、電源管理IC、音頻放大IC等等。這些模擬半導體器件的技術開發，不需要昂貴的IC開發專用CAD、EAD工具軟體，甚至用手工同樣也可以進行技術開發。因此，模擬半導體器件的利潤相對來說比數字電路IC還要高。例如：筆記本電腦、液晶電視、手機、數碼相機等產品用的電源適配器或充電器的價值，估計每年超過300億元，其中半導體器件的價值就超過100億元；還有CRT電視機、空調等電源使用的半導體器件，總價值將超過300億元。這么大的半導體市場，卻沒有人看見，反而大家都?死盯在CPU、 DSP、SOC等這幾個電腦專用的技術產品上。在他們看來，只有使用昂貴的CAD、EAD工具軟體和IC測試設備，開發出來的大規模集成電路，才算是高新技術，才能給中國人的臉爭光。難道電腦比人腦還要更聰明嗎？別忘了，每年創收幾百億美金的微軟公司的WINDOWS軟體產品，是用人的腦子開發出來的；每年創收幾十億美金的CAD、EAD集成電路技術開發工具軟體，也是SYNOPSYS、CADENCE和MENTOR等公司的工程師用人的腦子開發出來的。其實數字電路要比模擬電路簡單非常多，因為，數字電路基本上都是由與門、或門、非門等三種基礎電路組成。因此，一些國外的CAD、EAD集成電路技術開發工具軟體提供商，大部分都是把重點放在數字電路技術設計上。模擬電路設計相對來說，要比數字電路困難很多，因為，大部分CAD、EAD工具軟體對模擬電路設計都用不上，大部分模擬電路設計還得靠人的工作經驗積累，這應該是給中國人留下了一個最好的後門——發展IC技術的最好機會。

⑦ 針對項目晶元行業出現的亂象，下一步將重點做好哪些方面工作

近日，國家發改委回應晶元項目爛尾現象，表示下一步將重點做好：加強規劃布局、完善政策體系、建立防範機制、壓實各方責任。

1、加強規劃布局

按照「主體集中、區域集聚」的發展原則，加強對集成電路重大項目建設的服務和指導，有序引導和規范集成電路產業發展秩序，做好規劃布局。引導行業加強自律，避免惡性競爭。

2、完善政策體系

加快落實國發〔2020〕8號文，也就是關於新時期促進集成電路產業和軟體產業高質量發展的若干政策，抓緊出台配套措施，進一步優化集成電路產業發展環境，規范市場秩序，提升產業創新能力和發展質量，引導產業健康發展。

3、建立防範機制

建立「早梳理、早發現、早反饋、早處置」的長效工作機制，強化風險提示，加強與銀行機構、投資基金等方面的溝通協調，降低集成電路重大項目投資風險。

4、壓實各方責任

堅持企業和金融機構自主決策、自擔責任，提高產業集中度。引導地方加強對重大項目建設的風險認識，按照「誰支持、誰負責」原則，對造成重大損失或引發重大風險的，予以通報問責。

(7)集成電路風險分析擴展閱讀

千億晶元項目「爛尾」

近日，有記者探訪到，武漢弘芯半導體千億級項目現場已爛尾。據報道，項目似乎因拖欠工程款而完全停工，現場也如爛尾樓一樣凋敝。原本號稱投資 1280 億元的半導體項目，如今危機重重，還要拿光刻機去抵押，造芯夢碎了一地。

這個工地位於武漢市臨空港經濟技術開發區的國家網安基地，面積之大，相當於 59 個足球場。根據視頻，現場沒有一點施工的跡象：網安大道一側的廠房還是毛坯，施工器材擺放凌亂，樓旁荒草叢生。

更有媒體報道，甚至，高樓旁的空地上，還有一小塊地被開墾成了菜園，裡面絲瓜、辣椒等各類蔬菜長勢喜人,可見此地荒廢已久。

投資超千億、運行了三年，曾經備受期待的國產晶元項目如今人去樓空，只剩下一個荒蕪工地，還有將大陸僅有的一台 7nm 光刻機拿去抵押的唏噓。

⑧ 5nm晶元集體翻車，出現了哪些問題

近幾年，半導體技術的創新和產品更新迭代越來越快，尤其以新款智能手機的升級換代最具代表性。各大手機就紛紛陸續推出了搭載新一代處理器的高端旗艦機型，除了5G、高刷屏、大電池以及高功率快充，新一代的5nm製程工藝晶元，也成為今年各大廠商新款手機必不可少的標配。理論上，晶元的工藝製程越低，功耗越低、能效比也就越高，不過目前看來，現階段的幾款5nm晶元卻集體翻車了，功耗和發熱普遍偏高，綜合表現並不理想。

總而言之，5nm晶元集體翻車，看來主要是由於晶元供應商太過盲目追求性能的提升，而疏忽了功耗和能效的優化，以至於性能雖然增強了，但續航、功耗和發熱等方面卻拖了後腿。

目前看來，5nm晶元集體翻車，聯發科卻成了唯一的贏家，並且聯發科還有大把時間進行優化和打磨，完全能夠有機會進一步的提升。至於發哥最終能有怎樣的表現，不妨讓我們拭目以待吧！

⑨ 中國晶元技術的「瓶頸」是什麼

中國晶元技術的「瓶頸」是中國在晶元技術領域沒有核心技術和自主研發能力，沒有主導晶元從材料、設計到生產制備的全套技術中任何一個環節。

中國科學院院士、湖南先進感測與信息技術創新研究院院長彭練矛16日在湖南湘潭表示，針對中國半導體材料、製造工藝和晶元設計落後的狀況，碳基電子大有所為，其對國產晶元技術突圍具有重要價值和意義。

「沒有晶元技術，就沒有中國的現代化。實現由中國主導晶元技術的『直道』超車，就是碳基電子的定位和使命。」彭練矛表示，碳基電子的終極使命就是在現有優勢下揚長避短，從材料開始，全面突破現有的主流半導體技術，研製出中國人完全自主可控的晶元技術，在主流晶元領域產生重要影響。

(9)集成電路風險分析擴展閱讀：

15日至17日，由湖南先進感測與信息技術創新研究院承辦的「碳基材料與信息器件研討會」在湘潭召開，北京大學、清華大學、浙江大學、國防科技大學、中國科學院微電子研究所、電科集團等中國高校、科研機構以及企業的170餘名代表參會。

彭練矛在會上作了題為「碳基電子的定位和使命」的主題報告。

⑩ 為什麼集成電路不能完全取代分立元件

集成電路製造，晶元面積是第一要素
部分元器件尺寸受限，是無法集成的，最明顯的是電容和電感

以常用的220V耐壓的電解電容為例，要想在集成電路里實現220V的耐壓
、容值幾十uF的電容，工藝成本本身就會很高，
因為，集成電路裡面的電容一般耐壓都小於5V，目前還沒有公司能集成
220V耐壓電容的，而且在同等面積下，耐壓和電容值成反比的。
所以，要想做出這么大的電容，不僅需要非常好的工藝水平，還得需要
很大的晶元面積，可能比本身電路面積大很多倍，比起單獨做個電解電容，成本那可就高了不少，
這顯然是沒事虧錢的行為。
一個顯而易見的問題，集成電路發展這么多年，原來大個的電解電容還是那麼大個。。。

第二，部分功率器件受電流、散熱等方面影響，無法集成，比如說大功率的三極體或MOS管，本身就很燙了，還需要加散熱器的，你還要把他往一塊集成，指甲蓋都不夠的地方越來越燙，散熱搞不定，電路根本就沒辦法穩定工作，還隨時有燒掉的風險。。。。

總結一句話：集成還是不集成，那是成本的考慮~~