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芯片制造,芯片设计制造封装的区别?
简单的说芯片设计是设计芯片内部线路,赋予其各类功能。
芯片制造是把设计好的芯片制造成实物。
而芯片封装是把制造好的芯片用各种方法保护起来,方便芯片的安装,使用。起到了提升可靠性的作用。值得一提的是,在摩尔定律即将失效的今天,芯片封装是提升芯片性能的另一个方向。今后,诸如倒装芯片封装,晶圆级封装等先进封装技术将带来新一轮的芯片性能爆发。
高端芯片制造有多难?
高端芯片制造非常难,因为它需要高度精密的设备和技术。以下是制造高端芯片的一些挑战:
1. 设计复杂性:高端芯片的设计通常非常复杂,需要大量的工程师和时间来完成。
2. 工艺流程:高端芯片制造需要复杂的工艺流程,包括多个步骤和控制点。每个步骤都需要高度精确的操作和控制,否则就会影响芯片的性能和稳定性。
3. 材料选择:高端芯片需要使用高质量的材料,如硅、铜等。这些材料的纯度和质量对芯片的性能和可靠性至关重要。
4. 设备要求:高端芯片制造需要使用高度精密的设备,如光刻机、离子注入机等。这些设备的成本非常高,而且需要高度的技术操作和维护。
5. 环境控制:高端芯片制造需要在非常严格的环境条件下进行,如低温、无尘、真空等。这些环境条件对设备的稳定性和芯片的性能都有很大的影响。
综上所述,制造高端芯片需要高度精密的设备和技术,以及严格的环境控制和工艺流程。这使得高端芯片制造非常难,需要大量的投资和技术支持。
华为正式表态?
华为的这个正式表态,应该是近日华为的轮值董事长郭平对新员工提问的回答
问:我来自成都研究所,请问在当前形势下,我们的研发投入是否会有所削减?我们的供应链该怎么保障?客户对我们的信心该怎么维持?
郭平:华为生存没有问题。我在很多场合说过,美国对华为卡脖子涉及到的不是爱因斯坦的问题。是什么问题?是成本问题、工艺问题和时间问题。这些问题,要靠有效的投入来解决。华为的决定是加强研发、加强投入。解决卡脖子问题,自建和帮助产业链的伙伴解决供应连续和竞争力问题。应该说,过去两年我们做得效果不错,管理层有信心。我们也有这样的支付能力,我们也对新加入的员工有期望。
从芯片制造产业链来看,对华为或者中国大陆来说,面临的最大拦路虎就是光刻机问题。特别是目前最先进的EUV光刻机,可称是人类工业化以来最精密复杂的机器,整机重达180吨,关键和核心零部件超过10万多个,集中了美国、德国、荷兰、瑞士、法国等十几个发达国家数万工程师之力,用了几十年时间不断研发、迭代制造出来的,是名符其实“工业皇冠上的明珠”!由于光刻机里的许多核心关键技术的专利都是美国的,按照美国的长臂管辖政策,由于没有得到美国的授权同意,荷兰的光刻机巨头ASML是不敢将EUV光刻机卖给中国大陆的,这也就导致了华为手机的芯片断供问题!针对中国大陆进军芯片产业问题,荷兰的光刻机巨头ASML曾表示:“就算把图纸给你们,中国人也不可能造出光刻机!”台湾地区的台积电创始人张忠谋也宣称:“技术是用钱买不来的,中国大陆永远不可能造出高端芯片!”ASML和台积电是芯片领域的两大霸主,一个控制着全球最高端EUV光刻机的制造,一个控制着全球的高端芯片制造,他们能走上今天的霸主位置,确实是靠着长期的技术研发突破而来的,绝非轻而易举得来的!虽然中国大陆已经有了90nm的光刻机,28nm的也在抓紧研制之中,但是必须承认,我们在技术上至少还落后了二至三代!现在,我们想要以一国之力全部解决零部件国产化问题,无论从人才、从技术、从投入、从时间而言,都不是可以一蹴而就的!尽管如此,中国大陆举国体制的优势,也在目前世界上最重要的半导体产业上逐渐显示出来了,这也是世界著名经济学家林毅夫为什么在公开场合说:“ASML的CEO温彼得担心不把光刻机卖给中国,大概3年以后中国就会自己掌握这个技术。”的原因。虽然,我们没有直接听到温彼得说过这样的话,但是他对美国的对华光刻机禁令多次表达担心却是真的。比如,温彼得称:“出口管制将使整个供应链系统效率降低,而美国的贸易限制也会伤害自身的经济。中国进口了该国所需芯片的60%,如果这些进口停止,美国将损失800亿到1000亿美元的收入,并将至少将失去12.5万个工作岗位。”因此,无论是光刻机,还是芯片制造问题,中国大陆最后都能解决!实际上,华为的任正非之前就指出:“光刻机和芯片只是应用工程问题而已,花时间就能解。”现在,再由轮值董事长郭平再次予以确认,说明攻克光刻机和芯片问题是有把握的,否则华为肯定不会仍然继续不断花巨资研发P系列、Mate系列高端手机,目的就是在等国产高端芯片到来的那一天!
世界顶尖芯片专家排名?
1、威廉,肖克莱(William Shockley)
1910年2月13日生于英国伦敦。美国物理学家,美国艺术与科学学院、电气与电子工程师协会高级会员。
2、约翰?巴丁(John Bardeen)
1908年5月23日,巴丁出生于威斯康星州麦迪逊城。巴丁的研究领域包括半导体器件、超导电性和复制技术。
3、沃尔特?布拉顿(Walter Houser Brattain)
1902年2月10日生于中国厦门市。美国物理学家,美国科学院院士。曾获巴伦坦奖章、约翰?斯可特奖章。布拉顿长期从事半导体物理学研究,发现半导体自由表面上的光电效应。
4、杰克?基尔比(Jack Kilby)
1923年生于美国密苏里州杰弗逊城。1958年9月12日,基尔比发明的微芯片成功地进行了演示,这是世界上第一块集成电路。
5、罗伯特?诺伊斯(Robert Noyce)
1927年12月,罗伯特?诺伊斯生于美国爱荷华州。他与同伴自行创办了仙童半导体公司,他担任总经理一职。肖克莱称他们为“八个天才的叛逆”。1968年8月,诺伊斯与戈登创办了著名的英特尔(Intel)公司,诺伊斯出任总经理。1970年,Intel推出世界上第一款DRAM(动态随机存储器)集成电路1103,实现了开门红。1971年,推出世界上第一款微处理器4004,揭开了基于微处理器的微型计算机的序幕。此后,Intel凭借技术创新的优势,成为全球最大的半导体厂商。
6、戈登?摩尔(Gordon Moore)
1929年1月3日生于旧金山佩斯卡迪诺,美国科学家,企业家,1965年,摩尔提出“摩尔定律”。1968年,摩尔和诺伊斯一起退出仙童公司,创办了Intel。他的定律不仅把英特尔带到了产业的顶峰,也指引着多年来IT产业的发展。
7、琼?霍尔尼(Jean Hoerni)
1924年生于瑞士,为“八个叛逆者”之一。1959年,他发明了平面工艺的一种叫做光学蚀刻的处理方法。霍尔尼创造了一个光罩,它就像一张底片,上面有一簇小孔,用来过滤掉不清洁的东西,然后让它在光线中翻动。在化学洗涤之后,金属板上只要是留下光阻剂的地方,杂质就不会散落到下面,以此来解决平面晶体管的可靠性问题,因而使半导体生产发生了革命性的变化,堪称“20世纪意义最重大的成就之一”,并且奠定了硅作为电子产业中关键材料的地位。
8、弗兰克·威纳尔斯(Frank M.Wanlass)
他曾获得美国盐湖城犹他大学的博士学位,在1963年的固态电路大会上,他提交了一份与Sah合著的关于CMOS的构想报告,同时还用了一些实验数据对CMOS技术进行了大概的解释,同时,关于CMOS的主要特征也基本确定:“静态电源功率密度低;工作电源功率密度高,能够形成高密度的场效应真空三极管逻辑电路。”简而言之,CMOS的最大特征就是低功耗。而今天,95%以上的集成电路芯片都是基于CMOS工艺。
9、张忠谋
1931年生于浙江。27岁那年,作为麻省理工学院毕业的硕士生,他与半导体开山鼻祖、英特尔公司创办人摩尔同时踏入半导体业,与集成电路发明人杰克?基尔比同时进入美国德州仪器公司。1972年,先后就任德州仪器公司副总裁和资深副总裁,是最早进入美国大型公司最高管理层的华人。1987年,创建了全球第一家专业代工公司——台湾积体电路制造股份有限公司(简称“台积电”)。 因在半导体业的突出贡献,他被美国媒体评为半导体业50年历史上最有贡献人士之一和全球最佳经理人之一。台湾人则尊他为“半导体教父”,因为是他开创了半导体专业代工的先河。
10、邓中翰
中星微集团创建人、董事长,“星光中国芯工程”总指挥。美国加州大学伯克利分校电子工程学博士、经济管理学硕士、物理学硕士。他是该校建校130年来第一位横跨理、工、商三学科的学者。1997年,邓中翰加入IBM公司,做高级研究员,负责超大规模CMOS集成电路设计研究,并申请多项发明专利,获“IBM发明创造奖”。一年后,邓中翰离开IBM回到硅谷,结合硅谷著名的风险投资基金,创建了集成电路公司PIXIM,INC.,市值很快达到了1.5亿美元。后在国家信息产业部的倡议下,邓中翰决定在国内组建中国本土的芯片设计公司。1999年10月,在中关村注册成立了“中星微电子有限公司”。 2001年3月11日,中星微“星光一号”研发成功。这是中国首枚具有自主知识产权、百万门级超大规模的数字多媒体芯片,同时结束了“中国硅谷”中关村无硅的历史。2001年5月,“星光一号”实现产业化。
芯片是设计难?
芯片的设计和工艺、两者相比是制程工艺更难。
虽然两者是站在“巨人肩膀”上从事芯片生产的不同分工,芯片设计处于产业上游,是集高精尖于一体的复杂工程。但就芯片采用高新技术的程度、范围;系统集成的密度和广度;精密化分析、操作、控制要求;甚至资金面和人才量要求,都体现芯片制程工艺的难度要大于芯片设计。
一、从两者采用的高新技术特点和程度来看。
芯片设计的确要采取许多科学技术,有相当高的技术含量。但在80年代EDA自动化设计软件问世以后,芯片语言编译集成电路“版图”变得相对容易。设计师只须明确目的和确定“架构及规范”,如各模块的性能要求即可用计算机语言建模。
而芯片工艺从采集提纯石英沙开始到封装、测试,采用的科技含量远大于芯片设计范围。
如以顶级的EUV光刻机为例,采用的13.5nm极紫外光源、日本和德国的光学系统等10万多个高科技零部件,蕴含的科技含量是芯片设计不能比的,有些甚至是芯片设计人员还没掌握的。
二、从两者系统集成密度和广度来看。
芯片设计的“集成规范”比制程工艺要少,设计师主要是将各功能模块、用数亿计的电路建立连接关系后翻拍到模板或掩膜上。
芯片工艺要求用紫外光源把掩膜上的电路图形,通过高2米、直径1米有二十余块镜片的透镜,逐层按比例缩小、最后刻印到涂有光刻胶的硅片上。
从光源计量曝光开始到测试完成,需集成众多高端设备、应用大量顶尖技术融为一体地步调一致。如光源计量参数分析、控制调整等等,工艺要求和系数都是动态性的,难度相应较高。稍有缺陷、良率就会下降甚至报废。
三、从两者精密化控制水平看。
芯片设计虽也复杂、难度较高,但大都用顶层框架往下的设计方式,可以逐层分解、容易控制。
而芯片工艺要使用到10万多个零部件,在3000多条线路上运作时、各工序在时空点上的衔接吻合要“一丝不苟”,于不足方寸的空间内设置百多亿个晶体管、並把它们有效连接起来,集成难度和精密化水准要高于芯片设计。
四、从资金、人才方面看。
芯片设计有几个卓越的领军人物率领一个团队,用一年时间化几千万美元、基本上可设计出一款高端芯片。可芯片制程工艺,需要在各工艺环节、设备操作的程序上有更多相应的专门人才进行精密化操控。因涉及的科技、工艺范围广,所以比芯片设计需更多的工程师。而且还要能在制程工艺中发觉设计中的问题加以改进、予以提高。
在资金上,一款芯片设计几千万资金即可搞定。但制程工艺的掌握提高,投入资金密度更大,可能是芯片设计的数倍。所以有人说:“芯片工艺是靠钱提升层级”,一定程度也有道理。
所以,芯片设计和制程工艺相比较,可以理解为芯片制程工艺更难。
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