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完整的半导体产业链应该是什么样子

半导体产业链自上而下可以分为三个环节:设计、制造、封装测试。设计公司设计出集成电路,然后委托晶圆制造公司进行制造,最后再由封测厂商对集成电路进行封装测试。在制造和封装的过程中,还会涉及到很多高精度的设备和高纯度的材料。

半导体设计

半导体设计环节分为前端设计和后端设计,前端设计(也称逻辑设计)和后端设计(也称物理设计)并没有统一严格的界限,涉及到与工艺有关的设计就是后端设计。

企业在进行半导体设计的时候,需要制订好芯片规格,也就像功能列表一样,包括芯片需要达到的具体功能和性能方面的要求。比如华为公司需要研发下一代的麒麟1020芯片,那么芯片所要达到的功能与性能是怎么样的,这需要提前制定好,这样研发人员才能拿出设计解决方案和具体实现架构,划分模块功能。

在半导体设计的细节上,就像初步记下建筑的规划,要将整体轮廓描绘出来,方便后续制图。这个时候半导体研发人员就需要使用硬件描述语言将模块功能以代码来描述实现,也就是将实际的硬件电路功能通过硬件描述语言描述出来,形成寄存器传输级代码。利用这种语言,数字电路系统的设计才可以从顶层到底层(从抽象到具体)逐层描述自己的设计思想,用一系列分层次的模块来表示极其复杂的数字系统。

一旦形成了代码,这个时候就需要通过仿真验证来检验编码设计的正确性,检验的标准就是第一步制定的规格。看设计是否精确地满足了规格中的所有要求。规格是设计正确与否的黄金标准,一切违反,不符合规格要求的,就需要重新修改设计和编码。

半导体制造

半导体制造包括前道和后道制造工艺,后道工序主要是封装检测,较前道工序相对简单。键合是后道工序中有着最多装备的关键工序,引线键合是以细小的金属引线的两端分别与芯片和管脚键合而形成电气连接,该工艺具有实现简单、成本低廉、适用多种封装形式的优点。

半导体制造包括硅片制造:硅片制造的原料是硅锭,硅锭在要经历许多工艺步骤才能制成合乎要求的硅片,包括研磨、刻印定位槽、切片、磨片、倒角、刻蚀、抛光、清洗、检测和包装。晶圆制造:晶圆指制造半导体晶体管或集成电路的衬底。晶圆制造过程主要包括扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、化学机械抛光、金属化七个相互独立的工艺流程。晶圆封测:导体封装测试是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。晶圆封测过程主要包括晶圆电测、切割、贴片、引线键合、封装、老化测试。最后,再在一块极小的硅单晶片上,利用半导体工艺制作上许多晶体二极管、三极管电阻、电容等元件,并连接成完成特定电子技术功能的电子电路。

半导体封测

半导体封装是利用薄膜技术细微加工技术等,将芯片在基板上布局、固定及连接,并用可塑性绝缘介质灌封形成电子产品的过程,目的是保护芯片免受损伤,保证芯片的散热性能,以及实现电能和电信号的传输,确保系统正常工作。半导体测试主要是对芯片外观、性能等进行检测。

先进封装技术推动半导体封装市场继续扩容。封装技术的演进主要为了符合终端系统产品的需求,为配合系统产品多任务、小体积的发展趋势,集成电路封装技术的演进方向即为高密度、高脚位、薄型化、小型化。SiP和3D是封装未来重要的发展趋势,但鉴于3D封装技术难度较大、成本较高,SiP,PoP,HyBrid等封装仍是现阶段业界应用于高密度高性能系统级封装的主要技术。

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