集成電路作為信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心，是關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展全局的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。隨著產(chǎn)業(yè)分工不斷細(xì)化，集成電路行業(yè)可分為集成電路設(shè)計(jì)、制造、封裝及測(cè)試等子行業(yè)。其中，集成電路設(shè)計(jì)處于產(chǎn)業(yè)鏈的上游，負(fù)責(zé)芯片的開發(fā)設(shè)計(jì)。

 

　　近年來(lái)，智能手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)類電子以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、3G通信、汽車電子、工業(yè)控制、儀器儀表、信息安全、醫(yī)療電子等市場(chǎng)快速發(fā)展，極大地帶動(dòng)了集成電路設(shè)計(jì)業(yè)的快速成長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)繼續(xù)保持較快增長(zhǎng)，行業(yè)銷售額同比增長(zhǎng)了18.10%，規(guī)模達(dá)到621.68億元。

 

　　一、國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀
 

　　目前，以集成電路為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)超過(guò)了以汽車、石油、鋼鐵為代表的傳統(tǒng)工業(yè)成為第一大產(chǎn)業(yè)，成為改造和拉動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)邁向數(shù)字時(shí)代的強(qiáng)大引擎和雄厚基石。1999年全球集成電路的銷售額為1250億美元，而以集成電路為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)的世界貿(mào)易總額約占世界GNP的3%，現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的數(shù)據(jù)表明，每l~2元的集成電路產(chǎn)值，帶動(dòng)了10元左右電子工業(yè)產(chǎn)值的形成，進(jìn)而帶動(dòng)了100元GDP的增長(zhǎng)。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值增長(zhǎng)部分的65%與集成電路相關(guān)；美國(guó)國(guó)防預(yù)算中的電子含量已占據(jù)了半壁江山（2001年為43.6%）。預(yù)計(jì)未來(lái)10年內(nèi)，世界集成電路銷售額將以年平均15%的速度增長(zhǎng)，2010年將達(dá)到6000~8000億美元。作為當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，擁有自主版權(quán)的集成電路已曰益成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈、社會(huì)進(jìn)步的基礎(chǔ)、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的籌碼和國(guó)家安全的保障。

　　

　　集成電路的集成度和產(chǎn)品性能每18個(gè)月增加一倍。據(jù)專家預(yù)測(cè)，今后20年左右，集成電路技術(shù)及其產(chǎn)品仍將遵循這一規(guī)律發(fā)展。 集成電路最重要的生產(chǎn)過(guò)程包括：開發(fā)EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）工具，利用EDA進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果在硅圓片上加工芯片（主要流程為薄膜制造、曝光和刻蝕），對(duì)加工完畢的芯片進(jìn)行測(cè)試，為芯片進(jìn)行封裝，最后經(jīng)應(yīng)用開發(fā)將其裝備到整機(jī)系統(tǒng)上與最終消費(fèi)者見面。 20世紀(jì)80年代中期我國(guó)集成電路的加工水平為5微米，其后，經(jīng)歷了3、1、0.8、0.5、0.35微米的發(fā)展，目前達(dá)到了0.18微米的水平，而當(dāng)前國(guó)際水平為0.09微米（90納米），我國(guó)與之相差約為2-3代。

 

　　1、設(shè)計(jì)工具與設(shè)計(jì)方法

　　隨著集成電路復(fù)雜程度的不斷提高，單個(gè)芯片容納器件的數(shù)量急劇增加，其設(shè)計(jì)工具也由最初的手工繪制轉(zhuǎn)為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），相應(yīng)的設(shè)計(jì)工具根據(jù)市場(chǎng)需求迅速發(fā)展，出現(xiàn)了專門的EDA工具供應(yīng)商。目前，EDA主要市場(chǎng)份額為美國(guó)的Cadence、Synopsys和Mentor等少數(shù)企業(yè)所壟斷。中國(guó)華大集成電路設(shè)計(jì)中心是國(guó)內(nèi)唯一一家EDA開發(fā)和產(chǎn)品供應(yīng)商。

 

　　由于整機(jī)系統(tǒng)不斷向輕、薄、小的方向發(fā)展，集成電路結(jié)構(gòu)也由簡(jiǎn)單功能轉(zhuǎn)向具備更多和更為復(fù)雜的功能，如彩電由5片機(jī)到3片機(jī)直到現(xiàn)在的單片機(jī)，手機(jī)用集成電路也經(jīng)歷了由多片到單片的變化。目前，SoC作為系統(tǒng)級(jí)集成電路，能在單一硅芯片上實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、處理和I/O等功能，將數(shù)字電路、存儲(chǔ)器、MPU、MCU、DSP等集成在一塊芯片上實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整系統(tǒng)的功能。它的制造主要涉及深亞微米技術(shù)，特殊電路的工藝兼容技術(shù)，設(shè)計(jì)方法的研究，嵌入式IP核設(shè)計(jì)技術(shù)，測(cè)試策略和可測(cè)性技術(shù)，軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)和安全保密技術(shù)。SoC以IP復(fù)用為基礎(chǔ)，把已有優(yōu)化的子系統(tǒng)甚至系統(tǒng)級(jí)模塊納入到新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中，實(shí)現(xiàn)了集成電路設(shè)計(jì)能力的第4次飛躍。

 

　　2、制造工藝與相關(guān)設(shè)備

　　光刻技術(shù)的主要設(shè)備是曝光機(jī)和刻蝕機(jī)，目前在130nm的節(jié)點(diǎn)是以193nmDUV（Deep Ultraviolet Lithography）或是以光學(xué)延展的248nmDUV為主要技術(shù)，而在l00nm的節(jié)點(diǎn)上則有多種選擇：157nm DIJV、光學(xué)延展的193nm DLV和NGL.在70nm的節(jié)點(diǎn)則使用光學(xué)延展的157nm DIJV技術(shù)或者選擇NGL技術(shù)。到了35nm的節(jié)點(diǎn)范圍以下，將是NGL所主宰的時(shí)代，需要在EUV和EPL之間做出選擇。此外，作為新一代的光刻技術(shù)，X射線和離子投影光刻技術(shù)也在研究之中。

 

　　3、測(cè)試

　　由于系統(tǒng)芯片（SoC）的測(cè)試成本幾乎占芯片成本的一半，因此未來(lái)集成電路測(cè)試面臨的最大挑戰(zhàn)是如何降低測(cè)試成本。結(jié)構(gòu)測(cè)試和內(nèi)置自測(cè)試可大大縮短測(cè)試開發(fā)時(shí)間和降低測(cè)試費(fèi)用。另一種降低測(cè)試成本的測(cè)試方式是采用基于故障的測(cè)試。在廣泛采用將不同的IP核集成在一起的情況下，還需解決時(shí)鐘異步測(cè)試問(wèn)題。另一個(gè)要解決的問(wèn)題是提高模擬電路的測(cè)試速度。

 

 

　　4、封裝

　　電子產(chǎn)品向便攜式/小型化、網(wǎng)絡(luò)化和多媒體化方向發(fā)展的市場(chǎng)需求對(duì)電路組裝技術(shù)提出了苛刻需求，集成電路封裝技術(shù)正在朝以下方向發(fā)展：

 

　?、俾阈酒夹g(shù)。主要有COB（ChipOI1Board）技術(shù)和Flip Chip（倒裝片）技術(shù)兩種形式。

 

　?、谖⒔M裝技術(shù)。是在高密度多層互連基板上，采用微焊接和封裝工藝組裝各種微型化片式元器件和半導(dǎo)體集成電路芯片，形成高密度、高速度、高可靠的三維立體機(jī)構(gòu)的高級(jí)微電子組件的技術(shù)，其代表產(chǎn)品為多芯片組件（MCM）。

 

　?、蹐A片級(jí)封裝。其主要特征是：器件的外引出端和包封體是在已經(jīng)過(guò)前工序的硅圓片上完成，然后將這類圓片直接切割分離成單個(gè)獨(dú)立器件。

 

　?、軣o(wú)焊內(nèi)建層（Bumpless Build-Up Layer， BBLIL）技術(shù)。該技術(shù)能使CPIJ內(nèi)集成的晶體管數(shù)量達(dá)到10億個(gè)，并且在高達(dá)20GHz的主頻下運(yùn)行，從而使CPU達(dá)到每秒1億次的運(yùn)算速度。此外，BBUL封裝技術(shù)還能在同一封裝中支持多個(gè)處理器，因此服務(wù)器的處理器可以在一個(gè)封裝中有2個(gè)內(nèi)核，從而比獨(dú)立封裝的雙處理器獲得更高的運(yùn)算速度。此外，BBUL封裝技術(shù)還能降低CPIJ的電源消耗，進(jìn)而可減少高頻產(chǎn)生的熱量。

 

　　5、材料

　　集成電路的最初材料是鍺，而后為硅，一些特種集成電路（如光電器件）也采用三五族（如砷化鎵）或二六族元素（如硫化鎘、磷化銦）構(gòu)成的化合物半導(dǎo)體。由于硅在電學(xué)、物理和經(jīng)濟(jì)方面具有不可替代的優(yōu)越性，故目前硅仍占據(jù)集成電路材料的主流地位。鑒于在同樣芯片面積的情況下，硅圓片直徑越大，其經(jīng)濟(jì)‘性能就越優(yōu)越，因此硅單晶材料的直徑經(jīng)歷了1、2、3、5、6、8英寸的歷史進(jìn)程，目前，國(guó)內(nèi)外加工廠多采用8英寸和12英寸硅片生產(chǎn)，16和18英寸（450mm）的硅單晶及其設(shè)備正在開發(fā)之中，預(yù)計(jì)2016年左右18英寸硅片將投入生產(chǎn)。

 

　　此外，為了適應(yīng)高頻、高速、高帶寬的微波集成電路的需求，SoI （Silicon-on-Insulator）材料，化合物半導(dǎo)體材料和鍺硅等材料的研發(fā)也有不同程度的進(jìn)展。

 

　　6、應(yīng)用

　　應(yīng)用是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，是集成電路最終進(jìn)入消費(fèi)者手中的必經(jīng)之途。除眾所周知的計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、消費(fèi)類產(chǎn)品的應(yīng)用外，集成電路正在不斷開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域，諸如微機(jī)電系統(tǒng)，微光機(jī)電系統(tǒng)，生物芯片（如DNA芯片），超導(dǎo)等。這些創(chuàng)新的應(yīng)用領(lǐng)域正在形成新的產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)。

 

　　7、基礎(chǔ)研究

　　基礎(chǔ)研究的主要內(nèi)容是開發(fā)新原理器件，包括：共振隧穿器件（RTD）、單電子晶體管（SET）、量子電子器件、分子電子器件、自旋電子器件等。技術(shù)的發(fā)展使微電子在21世紀(jì)進(jìn)入了納米領(lǐng)域，而納電子學(xué)將為集成電路帶來(lái)一場(chǎng)新的革命。

 

　　二、我國(guó)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)

 

　　趨勢(shì)一：中國(guó)IC市場(chǎng)仍將引領(lǐng)全球增長(zhǎng)

　　2014年中國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)1萬(wàn)億元，增速高于全球市場(chǎng)。受多樣化應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)，市場(chǎng)規(guī)模仍將持續(xù)保持高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，達(dá)到1.2萬(wàn)億元，占全球集成電路市場(chǎng)半壁江山，同比增長(zhǎng)將超過(guò)10%，遠(yuǎn)超全球3%的增速，繼續(xù)成為引領(lǐng)全球集成電路市場(chǎng)增長(zhǎng)的火車頭。國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，國(guó)內(nèi)政策、資金環(huán)境改善都將促使全球產(chǎn)業(yè)格局發(fā)生改變，在旺盛的市場(chǎng)需求帶動(dòng)下，技術(shù)、資金的轉(zhuǎn)移加速，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。預(yù)計(jì)2015年，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)銷售收入將達(dá)到3500億元，年平均增長(zhǎng)率達(dá)到18%。

 

　　趨勢(shì)二：中國(guó)IC企業(yè)開始步入全球第一梯隊(duì)

　　中國(guó)IC企業(yè)實(shí)力不斷增強(qiáng)。海思從2012年開始已是中國(guó)最大的Fabless廠商，成為中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)頭羊，2015年有望躋身全球fabless Top10。此外，紫光集團(tuán)收購(gòu)展訊和銳迪科，并獲得英特爾入股之后，成為國(guó)內(nèi)IC企業(yè)的巨頭；2014年年底，長(zhǎng)電科技聯(lián)合國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金股份有限公司、中芯國(guó)際子公司芯電上海共同出資收購(gòu)全球第四大半導(dǎo)體封裝測(cè)試企業(yè)——新加坡星科金朋，若能順利完成星科金朋的收購(gòu)，將毫無(wú)疑問(wèn)進(jìn)入封裝產(chǎn)業(yè)全球前五。綜合來(lái)看，在國(guó)內(nèi)整機(jī)市場(chǎng)增長(zhǎng)的帶動(dòng)下，2015年中國(guó)IC企業(yè)實(shí)力將持續(xù)提升，開始步入全球第一梯隊(duì)。

 

　　趨勢(shì)三：產(chǎn)業(yè)基金引領(lǐng)IC產(chǎn)業(yè)投資熱潮

　　隨著國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金項(xiàng)目啟動(dòng)，國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)陸續(xù)啟動(dòng)收購(gòu)、重組，帶動(dòng)了整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)的大整合。集成電路的投資市場(chǎng)逐漸火熱，目前，國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)基金一期預(yù)計(jì)總規(guī)模已達(dá)1387.2億元，實(shí)現(xiàn)超募187.2億元。針對(duì)基金重點(diǎn)投資芯片制造業(yè)，兼顧芯片設(shè)計(jì)、封裝測(cè)試、設(shè)備和材料等產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃，我國(guó)為打造出自主品牌IDM或虛擬IDM，預(yù)計(jì)2015年起未來(lái)五年將成為基金密集投資期，從而帶動(dòng)行業(yè)資本活躍流動(dòng)。隨著集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金首批項(xiàng)目的正式落地，這個(gè)旨在拉動(dòng)中國(guó)集成電路芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基金，未來(lái)10年將拉動(dòng)5萬(wàn)億元資金投入到芯片產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

 

　　趨勢(shì)四：中國(guó)將成為12寸IC生產(chǎn)線全球投資熱點(diǎn)區(qū)域

　　高產(chǎn)能、低成本將是未來(lái)集成電路代工廠競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵，因此制程線寬的縮小和晶圓尺寸的進(jìn)一步增大將是未來(lái)集成電路的發(fā)展趨勢(shì)。2014年我國(guó)12寸晶圓廠占全球12寸晶圓廠產(chǎn)能比重為7%，產(chǎn)線主要有十條，其中四條為外企投資設(shè)立，分別為海力士（無(wú)錫）、英特爾（大連）和三星（西安）。面對(duì)大陸IC設(shè)計(jì)業(yè)者崛起，2015年需要強(qiáng)而有力的晶圓代工支持，國(guó)內(nèi)中芯國(guó)際和華力微電子等代工廠急需擴(kuò)充產(chǎn)能，建設(shè)新的12寸晶圓廠。同時(shí)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備市場(chǎng)的興起，臺(tái)積電、聯(lián)電、格羅方德等代工大廠都將搶占中國(guó)市場(chǎng)，加緊在中國(guó)的產(chǎn)線布局，投資12寸生產(chǎn)線。

 

 

　　趨勢(shì)五：12寸晶圓將正式實(shí)現(xiàn)“Made in China”

　　12寸晶圓代表當(dāng)今半導(dǎo)體材料的先進(jìn)水平，目前主要被國(guó)外企業(yè)壟斷。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的12寸晶圓主要從國(guó)外進(jìn)口。然而中國(guó)集成電路電路市場(chǎng)逐漸擴(kuò)大，占據(jù)全球半壁江山。特別隨著國(guó)內(nèi)集成電路制造企業(yè)持續(xù)投入、國(guó)際企業(yè)在國(guó)內(nèi)大規(guī)模建廠，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)12寸晶圓的需求將成爆發(fā)式增長(zhǎng)。12寸晶圓市場(chǎng)需求巨大，預(yù)計(jì)2015年接近全球晶圓總產(chǎn)能的六成。國(guó)內(nèi)企業(yè)在市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)下，結(jié)合已有的研發(fā)制造基礎(chǔ)，有動(dòng)力推進(jìn)12寸晶圓量產(chǎn)。同時(shí)，國(guó)際企業(yè)在貼近市場(chǎng)的準(zhǔn)則下，也有望在中國(guó)投資建設(shè)12寸晶圓廠。這將使得原材料缺口得到一定程度的緩解。

 

　　趨勢(shì)六：中國(guó)集成電路制造工藝將躋身國(guó)際主流水平

　　目前國(guó)際主流先進(jìn)制造工藝為28nm工藝，占據(jù)了約四成的市場(chǎng)份額。中芯國(guó)際的28nm制造工藝歷經(jīng)三年的研發(fā)，技術(shù)積累深厚，申請(qǐng)了多項(xiàng)相關(guān)專利技術(shù)以及100多項(xiàng)IP，已可提供包含28nm多晶硅和高介電常數(shù)金屬柵極制造服務(wù)。此外，2014年7月，高通和中芯國(guó)際展開合作，并在12月宣布成功制造28nm高通驍龍410處理器。預(yù)計(jì)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試運(yùn)行和測(cè)試之后，2015年28nm制程芯片將在中芯國(guó)際的開始大規(guī)模量產(chǎn)，預(yù)示著我國(guó)集成電路制造工藝將躋身國(guó)際主流水平。

 

　　趨勢(shì)七： 4G“中國(guó)芯”將取得重大突破

　　2014年是中國(guó)的4G元年，下半年4G手機(jī)市場(chǎng)迎來(lái)爆發(fā)性的增長(zhǎng)，全年中國(guó)4G手機(jī)出貨量將接近1億部。在中國(guó)4G手機(jī)終端火爆增長(zhǎng)的背景下，國(guó)內(nèi)主流設(shè)計(jì)企業(yè)瞄準(zhǔn)市場(chǎng)，紛紛推出4G芯片，2014年更是成為中國(guó)4G芯大舉發(fā)展的一年，如海思推出了麒麟系列高端應(yīng)用處理器應(yīng)用于華為的旗艦機(jī)型，聯(lián)芯推出LC1860 4G智能手機(jī)芯片，展訊也推出SC96系列4G芯片。在絕大部分國(guó)產(chǎn)手機(jī)芯片支持4G的趨勢(shì)下，2015年，預(yù)計(jì)搭載中國(guó)芯的4G手機(jī)有望占據(jù)國(guó)內(nèi)20%市場(chǎng)。

 

　　趨勢(shì)八：芯片國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程將在多行業(yè)取得突破

　　2014年，國(guó)產(chǎn)芯片在多個(gè)行業(yè)應(yīng)用中取得了突破。高鐵領(lǐng)域，自動(dòng)控制和功率變換的核心芯片IGBT芯片實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化；金融卡領(lǐng)域，大唐微電子的金融卡芯片已經(jīng)通過(guò)農(nóng)業(yè)銀行、光大銀行等銀行測(cè)試；4G領(lǐng)域，華為海思、聯(lián)芯等的4G平臺(tái)在下半年開始進(jìn)入市場(chǎng)；智能硬件領(lǐng)域，國(guó)芯科技的數(shù)字電視芯片、華為的機(jī)頂盒和智能網(wǎng)關(guān)芯片等產(chǎn)品市場(chǎng)占有率穩(wěn)步提高。2015年，在國(guó)家重點(diǎn)支持集成電路國(guó)產(chǎn)化的形勢(shì)下，隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)技術(shù)的進(jìn)一步成熟，國(guó)產(chǎn)芯片將在更多的行業(yè)應(yīng)用中占有一席之地，尤其是涉及信息安全等領(lǐng)域的高端芯片的國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程將進(jìn)一步加速。

 

　　趨勢(shì)九：智能終端與汽車電子仍將是推動(dòng)中國(guó)IC市場(chǎng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?/div>