这里我只简单展示了光刻技术中的七个步骤 , 如果加上清洗等环节 , 一层光刻过程可能包含十几个步骤 。
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集成电路的工艺节点和掩膜层数
我们今天的芯片制造可能会涉及到很多层 , 例如 , 在7纳米时候曾经高达到85层 。 优化之后 , 到7nm+时我们只有75层 。 但是到5纳米时 , 我们又回到80层 。
每一层都含有几十个简单的步骤 , 相乘之后 , 我们的制造就会有极多的步骤 。 例如 , 在10纳米时 , 我们就会有3000步 。 所以我们常用层数来表征制造的复杂度 。 如果制作1层需要1天的时间 , 那么我们制作5纳米就需要80天 , 所以集成电路需要很长的时间去制造 。
我们的“中国芯”
那我们国家的芯片发展得怎么样呢?
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全球半导体市场分布情况
首先 , 中国是全球最大的单一半导体市场 。 2020年 , 我们中国使用的芯片价值1515亿美元 , 占比是35% 。 全球生产的芯片每三块中就有一块是被中国消费的 。
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中国集成电路产业链各环节发展情况
中国自己生产的集成电路并不是太多 , 在行业中最主要的是设计 。 我们去年的芯片设计产值一共是3778亿人民币 , 相当于约540亿美元 。 我们的增长速度非常快 , 在过去的十几年中 , 我们的设计提升了将近45倍 , 制造提升了将近14倍 , 封测提升了9倍 。 而同期全球的增长速度远远低于我们 。 所以 , 在新世纪以后 , 半导体芯片在中国的发展是非常快的 。
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中国芯片设计产业发展情况
从2004年到2020年 , 我国的芯片设计产业快速发展 , 年均复合增长是27.1% 。 这意味着我国芯片设计产业连续16年增长27% , 增长速度非常快 , 每隔三五年就能翻一番 。 2014年以后 , 我国的芯片设计产业已经达到了相当大的规模 , 年均复合增长率仍然在保持在两位数 , 大概在25.2% 。
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中国芯片制造产业发展情况
前些年我们的芯片制造业发展速度不够快 , 过去16年的年均复合增长率是18% , 但是最近的五六年在加速发展 , 已经达到24% 。
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中国芯片封测产业发展情况
我们的芯片封测业曾经是这个行业中规模最大的产业 , 虽然发展速度不是最快的 , 但是它长期主导着这个行业 。 它的年均复合增长率在15%左右 , 近些年发展速度有点放慢 , 基本在12.2% 。
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中国半导体装备产业发展情况
我们的芯片装备制造业也在迅速增长 , 现在年均复合增长率达到25% 。
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中国半导体材料产业情况
【什么是芯片?】我们的芯片材料业起步非常晚 , 过去十年我们才慢慢起步 , 增长速度还不够快 。
但是可以看到 , 我国拥有比较完整的产业链 , 有半导体产业链里的所有内容 , 尽管发展水平还不够高 。
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