Ai芯天下丨书单丨《芯事》:梳理行业脉络看懂芯片产业
伴随着中美贸易冲突,特别是美国对中兴通讯下达的禁售令,让全社会突然认识到的重要性,而《芯事》为大众了解集成电路发展史中的各种人和事,打开了一扇窗。
首先是产品技术线。从半导体技术在美国诞生讲起,谈到了集成电路的发明,产品化的过程。也弹到了整个IC行业从一体化生产到垂直分工模式的演进,各个玩家在这个行业中的角色和地位。读完之后,对IC行业的产业链有了更清晰的认识。
第二条是地理线。结合历史,作者讲述了美国、日本、韩国、欧洲和中国的半导体行业发展路径和特色。其实,半导体产业也像是一面镜子,在历史的大背景下,折射出了美国人的创新、日本人的团结、韩国人不服输的精神。
④深紫外线(DUV,Deep Ultra-Violet): 林本坚,定义的光刻技术最短波长的光线
⑤极紫外光刻技术(EUVL):常称作EUV光刻,它以波长为10-14纳米的极紫外光作为光源的光刻技术。具体为采用波长为13.4nm 的紫外线。极紫外线就是指需要通过通电激发紫外线管的K极然后放射出紫外线。
⑥“浸润式”微影技术(Immersion Lightography):最短波长已经达到10纳米、7纳米、5纳米,光刻时介质为水。
①除了不认同肖克利的商业策略外,这些年轻天才无法忍受肖克利的家长制作风。摩尔曾经回忆说:“当实验室里出现一件小事故后,肖克利会要求我们用测谎仪来测试谁说了谎,谁又是无辜的。”
②肖克利博士原以为,在人情伦理似乎比企业规章制度更为重要的20世纪50年代,“叛逆八人帮”离职后会遭到业界的唾弃。结果正好相反,有人认为肖克利所赏识的人才必定有非同寻常的能力,这也成为这八个人命运的转折点。事实上,肖克利后来也改口把他们称为“八个叛逆的天才”。
③在摩尔定律的影响下,如果信息技术企业今天和18个月前卖掉同样数量 同样的产品, 它的营业额就要降一半,这被业界称为反摩尔定律。
④1985年,就在英特尔管理层普遍感到悲观和不知所措的关键时刻,格鲁夫与时任董事长兼首席执行官摩尔讨论:“如果我们下了台,另选一名新总裁,你认为他会采取什么行动?”摩尔犹豫了片刻后答道:“会放弃存储芯片的生意。”格鲁夫盯着摩尔说:“你我为什么不走出这扇门, 然后自己动手?”
⑤光学微影与检测技术是利用特定波长的可见或不可见光,针对目标物进行曝光显影与检测的技术, 是摩尔定律能够延续芯片的密集度与运算效能得以保障的关键技术之一。
⑥也正是由于12英寸工厂固定投资成本极高,因而原先很多的垂直一体化芯片制造商没有足够资金投资,使得台积电抓住了“行业断层”的机会,逐渐成为晶圆代工行业的龙头企业。
2018年 4月16日,美国商务部发布公告,美国在未来 7年内禁止中兴通讯向美国企业购买敏感产品。由于中兴的基带芯片、射频芯片、存储芯片对美国供应商的依赖程度大,因而芯片成为“敏感产品”中的焦点。
作者最为深刻的体会就是芯片行业发展的不易。从普普通通的石英砂,到电子信息行业 “皇冠上的明珠”芯片,需要经历极其严苛、极高难度的淬炼才能达到9.999 999 999%的高纯度。
还需要集创造性的科学思维的见解、艺术般的设计、严谨的工匠精神、精密的质量管理于一体,才能在小小的芯片上成就如同城市交通网络般浩瀚的电路。
正因如此,任何芯片的开发要获得成功,就必须赶上一日千里的行业更新速度,否则只能在升级换代中被淘汰。
而这又意味着必须协调好政策、人才、投资、技术和市场的经营关系,建立起足够的技术升级能力、周期扩展能力和综合管理能力。
英伟达和台积电(还有格罗方德,联电,力晶)的崛起,以及目前半导体公司(中芯国际,寒武纪)快速发展,代表了半导体行业的方向,代工向东方转移。
而日本的半导体产业更加表现出高精尖的技术发展路径,如信越化学,三菱住友等。德国世创电子也是同样的代表公司。随着10纳米以下技术发展,精度达到原子级别。
晶圆加工行业的应用材料公司,泛林,东京电子,中微半导体是其中翘楚。封装测试领域的日月光半导体,矽品精密,艾克尔科技是主要供应商。
逻辑芯片(模拟和数字)和存储芯片的设计公司,高通,安华高(博通),,三星,AMD,海思,展讯,迈威尔,联发科,赛灵思。
ARM(IP核),MIPS在知识产权模块领域几乎无人能敌。此外,还有很多小而精的公司堪称细分领域的隐形冠军。
光学的卡尔蔡司,掩膜的福尼克斯,探针卡的福达电子和凯斯科德,光纤的IPG光电,激光系统设备的ESI,半导体度量设备的耐诺,封测设备的泰瑞达和爱德万,电子气体的林德,法国液化空气集团,美国空气化工。
虽然在早期,技术与科学研究是以未加计划的、个体的方式进行的,可是到了今天,在任何主要国家,这种研究都是受到认真调控的。
1986年,电子工业部在厦门举办集成电路战略研讨会,出台了集成电路“七五”行业规划(1986―1990年),在上海和北京建设南北两个微电子基地。
1988年,上海的半导体企业开始了合资模式的探索。这一年,上海无线电十四厂引进技术项目、建设新厂房,成立了中外合资的上海贝岭微电子制造有限公司。同年,上海无线电七厂和荷兰飞利浦公司合资成立上海飞利浦半导体公司(1995年更名为上海先进半导体制造有限公司,2004年改制为上海先进半导体制造股份有限公司),生产大规模集成电路。
中国芯的奠基者,黄昆和謝希德。北京电子厂等代表最早的半导体公司,江南无线电器材厂到无锡微电子联合公司再到华晶电子集团代表了改革开放初期的发展,中兴半导体、上海贝岭、上海先进半导体、中芯国际、通富微、华天科技代表了新一代半导体公司。中芯国际的江上舟开创了自主自立自强的战略方针,可惜英年早逝。
武汉新芯2008年量产,成为华中地区唯一的15英寸芯片生产商,但一直处于亏损状态。2012年,兆易创新成为其客户,公司经营好转。2016年,长江存储成立,控股武汉新芯。
杨士宁,作为新一代中芯国际以及长江存储的领军人物,领导一众人才让存储芯片有机会与国际巨头竞争。
中微半导体的尹志尧也让我国在半导体设备市场有了一席之地。紫光集团收购了展讯,使得从3-4G时代以及北斗芯片都有所建树。
封装测试行业,我们有士兰微电子,长电科技,海思半导体等知名企业。2014年是我国集成电路发展的又一个新起点,《国家集成电路产业发展推进纲要》提出。
在摩尔效应下发展而来的深度摩尔,就是体积越来越小,单位面积晶体管数量越多,但是到了5纳米就开始很难实现。于是超越摩尔概念出现,封装的形式和载板的功能性提升。
·摩尔定律并不是自然规律,而是以微电子学位基础,集自然科学、高新技术、经济学 、社会学为一体的推测。
“三螺旋”模式带来的创新启示在于,传统创新模式中从基础研究向应用开发转化的链条过于简单,忽视了不断变化的市场需求。
随着产品迭代周期的不断加快,“线性”模式的局限或将日益明显,取而代之的则是充分考虑复杂的市场情况、强调跨学科研究和并行开发的创新,在集成电路及其应用开发中表现得尤其明显。
基础材料、工业设计、精加工、软件设计、生产线等集成电路行业发展能力背后的统筹协调,显然不是单个企业、单纯的市场机制就能实现的。
只有国家战略层面的系统布局、合理引导和协同创新,才能使海外回流的人才、蓬勃发展的国内人才有其充分的用武之地,让民族企业在全球的激烈竞争中夯实根基、全力冲刺,让中国芯片的自力更生、创新升级之路越走越稳、越行越远。
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