前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇集成電路的制造范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
【關(guān)鍵詞】雙極性器件;熱現(xiàn)象;集成電路;可制造性設計
1.引言
技術(shù)計算機輔助設計(TCAD)主要是研發(fā)新的半導體器件結(jié)構(gòu)和優(yōu)化工藝流程及其器件物理特性參數(shù)的技術(shù),在過去的二十年中,從納米級微處理器到高壓功率器件的研究過程中,TCAD已經(jīng)成為集成電路設計非常重要的工具,隨著計算機處理能力和運算速度的提高,TCAD在研究新的器件結(jié)構(gòu)以及優(yōu)化工藝流程的效率越來越來高,使用TCAD工具可以大大提高成品率,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和上市時間。
Sentaurus Workbench是當今全球最為著名的IC設計軟件開發(fā)商美國新思科技(Synopsys Inc.)研發(fā)的新一代納米級TCAD仿真平臺,又被稱為新一代集成電路虛擬化加工與制造系統(tǒng)。它集成了TCAD各模擬工具,具有直觀易操作的圖形界面,用戶可以通過圖形界面來進行半導體器件結(jié)構(gòu)的研究及其制備中工藝模擬和器件仿真的設計、組織和運行,并通過它所提供的數(shù)據(jù)管理和仿真管理機制,對產(chǎn)品性能進行有效的預測,它自動地管理信息流,其中包括用戶輸入文件、項目參數(shù)信息和運用看圖工具來分析器件特性。
2.Sentaurus Workbench的結(jié)構(gòu)和特點
2.1 SWB的結(jié)構(gòu)
SWB仿真系統(tǒng)基于開放性的圖形化環(huán)境,集成了大量的工藝和器件TCAD仿真工具(圖1所示),并嵌入了可對IC加工項目、加工實驗類別及實驗數(shù)據(jù)進行管理、組合和優(yōu)化的功能,實現(xiàn)了對集成電路芯片加工的實際流程進行有效的虛擬化優(yōu)化模擬。就是在SWB仿真系統(tǒng)中嵌入了實驗設計(DOE)處理模塊、表面響應建模(RSM)、實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模塊、工藝條件優(yōu)化模塊、簡潔工藝模型(PCM)、二維和三維可視化繪圖支持模塊等輔助工具。SWB仿真系統(tǒng)有效解決了IC工藝設計的中心化設計問題,使得半導體工藝條件的優(yōu)化評估和器件特性的優(yōu)化分析以及互聯(lián)、布線設計和寄生效應分析變得更加容易。SWB通過一系列虛擬化仿真技術(shù)進行設計評估、產(chǎn)量優(yōu)化和失效分析,最終確定出最佳工藝條件,從而達到提高效率和節(jié)省費用的目的。
2.2 SWB的特點
作為新一代TCAD設計工具,SWB具有以下特點(圖2所示)。
多功能直觀的圖形用戶界面,把仿真過程組織到項目和文件夾中,簡化了復雜仿真項目的修改和處理;
工藝流程、電學特性測試程序和可視化繪圖工具分層封裝,保證對模擬數(shù)據(jù)流和模擬結(jié)果的有效管理,允許不同用戶共享實驗信息與數(shù)據(jù);
可以進行實驗設計方法、表面響應建模、優(yōu)化和統(tǒng)計分析功能;
在同一圖形用戶界面的程序調(diào)度工具可以安排和監(jiān)測正在運行著的仿真程序;
靈活開放的工具界面允許第三方工具軟件嵌入并提供軟件接口。
3.器件結(jié)構(gòu)及制程的設計
本工作取雙極性NPN晶體管為例,研究了NPN晶體管正常工作時體內(nèi)熱現(xiàn)象的分布,在SWB下實現(xiàn)小尺寸雙極性器件熱損耗結(jié)構(gòu)的可制造性設計,并提出具有建設性意義的研究路線。
我們研究的小尺寸縱向NPN雙極性晶體管的結(jié)構(gòu)如圖3所示。基極設計采用雙多晶硅自對準結(jié)構(gòu),可以減小基極串聯(lián)電阻,同時具有更小的寄生面積,從而使寄生電容變小,使器件的速度性能得到增強。采用了多晶硅發(fā)射極技術(shù),有助于實現(xiàn)發(fā)射極剖面結(jié)構(gòu)的工藝控制,而使薄淺基極的形成更加容易。隔離要考慮的重點是為了降低串聯(lián)電阻以增加器件的工作速度,我們采用的是淺槽隔離(STI)。
器件制程設計綜述如下:襯底參數(shù)為:N-外延層、N+襯底;外延層結(jié)構(gòu):1.6μm,摻雜濃度為2.5×1014cm-3,其上采用雙多晶硅自對準結(jié)構(gòu)。首先,淀積厚度為3500的P+多晶硅,在930℃熱退火40分鐘后形成外基區(qū);然后,注入硼劑量為1.5×1013cm-2,能量為30KeV,800℃下熱退火30分鐘形成內(nèi)基區(qū)。接下來,淀積SiO2作為隔離墻,再淀積一層厚度為3000的N+多晶硅,注入As劑量為2.4×1016cm-2,在1050℃快速熱退火1分鐘后形成發(fā)射極。淀積鋁作為電極引線,N+襯底作為集電極?;鶇^(qū)(注入)結(jié)深的設計值約為0.38μm,發(fā)射區(qū)(注入)結(jié)深的設計值約為0.24μm,故基區(qū)寬度的設計值約為140納米。
4.可制造性設計的實現(xiàn)
首先,在SWB環(huán)境下實現(xiàn)工藝級和器件物理特性仿真,保持VCE=3.0V不變,將VBE作為變量,通過調(diào)節(jié)VBE使得VCE恒定,由SWB模擬可以得到VBE與晶格溫度的關(guān)系曲線,如圖4所示。
由圖4可以看出,隨著晶格溫度的升高,VBE逐漸增大,在大約T=350K時,VBE達到最大值約0.735V。隨后,隨著晶格溫度的升高,VBE卻逐漸減小。
當IC=5×10-4A時,我們得到了與器件結(jié)構(gòu)相對應的溫變?nèi)S描述,見圖5所示。
圖5中X坐標與Y坐標分別表示晶體管水平和垂直方向的尺寸。由圖5所示,器件器件縱向的溫變最大值為437.83K,最小值為432.02K。圖5是由工藝級的結(jié)構(gòu)設計結(jié)果自動導入器件物理特性分析系統(tǒng),基于小尺寸熱電流三維模型數(shù)值求解得到的。顯然,圖5對于研究器件荷電狀態(tài)下器件結(jié)構(gòu)與熱效應之間的關(guān)系是至關(guān)重要的。圖5中Y方向上的零點為晶圓襯底與外延層的交界位置處,沿縱向點對點的溫變定量分析充分地體現(xiàn)出管芯級可制造性設計的技術(shù)價值和技術(shù)含量。特別是Y軸負方向頂端所涵蓋的區(qū)域是器件發(fā)射極內(nèi)引線部分,該部分的溫變行為將誘發(fā)管芯內(nèi)電極金屬化層的電遷移或造成臺階開路,所有這些,都會直接造成器件失效。
5.結(jié)束語
本工作基于集成電路模擬系統(tǒng)SWB可制造性設計完成小尺寸雙極性晶體管(BJT)熱現(xiàn)象相關(guān)的研究。客觀上為讀者展示了可制造性設計平臺和典型的可制造性設計的技術(shù)路線。研究結(jié)果表示出,基于器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)的可制造性設計同器件物理特性的虛擬分析構(gòu)成的所謂TCAD一體化虛擬制造與保持器件特性的最優(yōu)化設計是相當重要的。
參考文獻
[1]王陽元,張興.面向21世紀的微電子技術(shù)[J].世界科技研究與發(fā)展,1999,4:6-11.
[2]D.C.Montgomery,Design and Analysis of Experiments,New York:John Wiley & Sons,1997.
[3]R.Myers and D.Montgomery,Response Surface Methodology:Process and Product Optimization Using Designed Experiments,New York:John Wiley & Sons,1995.
[4]施敏著.現(xiàn)代半導體器件物理[M].科學出版社,2001:26-41.
作者簡介:
董志強(1955—),男,山東平陰人,海灣電子(山東)有限公司董事長兼總經(jīng)理。
岳躍忠(1963—),男,山東嘉祥人,海灣電子(山東)有限公司工程部開發(fā)處處長,長期負責大功率整流橋系列的開發(fā)及性能研究,已有三項專利授權(quán)并獲得兩項山東省省級科技成果。
關(guān)鍵詞:公路工程造價;審計;控制
中圖分類號: TU723.5 文獻標識碼: A 文章編號:
公路工程的建設和實施是資金密集型產(chǎn)業(yè),在工程建設中,總結(jié)出以下工程造價審計控制要點:
一、公路工程建設直接材料的費用約占工程項目總造價的百分之七十左右以上。因此,加強工程運行中的材料管理和監(jiān)督,使項目提高綜合管理水平,實現(xiàn)經(jīng)濟效益目標的根本保證。
1.材料采購的造價審計控制
工程建設中的材料使用量計劃一般是由工程技術(shù)人員準備,準備好材料用量計劃,確定經(jīng)濟采購量和制定物料采購計劃,這是采購部門主要的依據(jù)材料和應嚴格按照采購計劃進行招標,確定購買點,然后簽訂購買合同的依據(jù)所在。項目管理人員應審查采購計劃的科學性,合理性,可行性,消除工程建設中存在的盲目采購和重復購買行為,同時還要根據(jù)單位預算,施工圖紙,實際需要和市場供求等,嚴格審查材料采購計劃。審核內(nèi)容主要是購買的數(shù)量和價格的確定。
2、材料合同管理的造價審計控制
工程材料采購必須簽署正式的書面合同,以合同的形式來約束和規(guī)范采購行為,為防范采購材料的風險,減少和降低經(jīng)濟糾紛。一方面要注意合同本身的審計控制,即檢查是否有合同條款的違反法律,合同條款是否完整和有效。材料采購合同中應當標明各種采購材料的規(guī)格,型號,數(shù)量,單價、費用金額等以及其他有關(guān)相應的事項:如果不能明確把握施工過程中的材料用量,應明確使用的材料的單位價格,并在合同中仔細注明。合同的內(nèi)容要達到平衡各方效益,不能損害任何一方的利益。如果在工程的建設和運行中有這些現(xiàn)象的發(fā)生,就應考慮進行審計審查,查清原因,看看有沒有人情和權(quán)錢交易現(xiàn)象的存在,一旦發(fā)現(xiàn)立即采取積極的措施。
3、價格和質(zhì)量的造價審計控制
工程項目的價格和質(zhì)量控制是工程材料采購管理和監(jiān)督工作的核心。在價格上,管理成員應通過計算機查詢,市場研究,成本分析,專家咨詢方法審查申報價格,達到工程中的價格和市場價格公平一致,保證沒有任何材料被高估,同時,對工程材料采購相關(guān)因素包括質(zhì)量保證,采購成本,運輸成本與庫存成本等都要審查,并綜合考慮材料價格的合理性。
4、材料票據(jù)在造價中的審計控制
材料管理相關(guān)人員應對購買發(fā)票,運輸費用的各種單據(jù),入庫的結(jié)算賬單審計監(jiān)督,檢查各種票據(jù)是否遵守法律的規(guī)定和規(guī)范,查看有沒有逃避稅收的發(fā)票等,看有沒有材料直接打入到自己的個人賬戶的現(xiàn)象,材料合同單位和財政回票上的金融單位是否相一致。入庫收據(jù)單記錄的采購材料的品種,規(guī)格,型號,數(shù)量、單位價格、金額等是否準確一致。
二、建立內(nèi)部造價的審計系統(tǒng)組織
工程項目內(nèi)部造價審計作為一個工程項目內(nèi)部的一個獨立的審計監(jiān)管系統(tǒng),要客觀、公正地評價項目的采購,建設,管理,金融財務和經(jīng)濟管理等經(jīng)濟活動的各個方面。同時促進單位領導建立完善的采購活動的內(nèi)部控制審計制度,預防并及時發(fā)現(xiàn)和糾正所有各種采購過程中出現(xiàn)的不足現(xiàn)象和違法行為。因此,我們應該重視單位的內(nèi)部審計系統(tǒng)的完整性和有效性。是否有內(nèi)部專一的審計專業(yè)人員。內(nèi)部審計制度的實施對幫助企業(yè)依據(jù)法律運行,依章管理,依法采購,滿足企業(yè)監(jiān)管的要求,控制企業(yè)的風險,提高企業(yè)的經(jīng)營管理水平,降低企業(yè)采購成本具有很大的作用。使企業(yè)采購活動標準化,企業(yè)運行有序化,確保企業(yè)經(jīng)濟目標的實現(xiàn),更有助于提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。
三、重視公路施工工程中的索賠事宜
在公路工程的建設合同履行過程中,如果不是自己方面的錯誤,而是由于對方的錯誤造成的損失,合同的一方可以根據(jù)合同的規(guī)定向?qū)Ψ教岢鰧嶋H的經(jīng)濟補償和索賠要求。審查證據(jù)索賠事項是否有效的遵守合同的相應的規(guī)定,當一方向另一方提出索賠要求時,這是合法的權(quán)利體現(xiàn),同時要有正當?shù)乃髻r理由和索賠事件的有效證據(jù)和在合適的時間內(nèi)進行索賠。
四、項目工程中的工程量清單實際完成量的計量支付
認真審查在項目工程的建設和運行過程中,監(jiān)理單位和建設單位是否按照合同規(guī)定的工程量清單進行的工程計算和測量。審查是否對已完成的工程量進行了合格的驗收并支付其相應的工程款項等。審查工程竣工后是否按照合同的規(guī)定進行了工程結(jié)算,審查工程量清單約定的計算準則是否按規(guī)定進行了調(diào)整。
五、建設成本的審計
審查建筑安裝工程投資核算是否真實、合法,審查相應設備的投資核算是否真實、合法,材料設備采購價格和數(shù)量是否真實、合理,審查預付投資列支內(nèi)容和分攤是否真實合理。前期費用和管理費用是否真實合法,有無大幅度超支的情況,并分析其原因;對征地拆遷費支出審查是否屬實,是否合理合法,是否手續(xù)完善;審查各種稅費計繳的真實性和合法性;審查是否有非公路工程項目的支出,設計外的項目成本行為分析;檢查是否在規(guī)定的施工和運行期限計貸款利率。竣工決算審計項目成本的真實性、準確性、合法性,凡符合合同規(guī)定的內(nèi)容,財務、工程審批手續(xù)齊全的結(jié)算成本可以得到審計;最后審查竣工決算的合理性。
六、竣工交付資產(chǎn)的使用審計
審計過程中對交付的固定資產(chǎn)進行審查,審查是否真實可靠,是否辦理了相關(guān)的驗收和運行手續(xù);對移交的工器具、備品備件的移交進行審查,并對部分的移交手續(xù)進行抽查,查明收入是否和賬單數(shù)據(jù)一致,有沒有虛交的資產(chǎn)和賬外的資產(chǎn)等問題。審核交付的資產(chǎn)和遞延的資產(chǎn)是否合法合規(guī)。
七、尾工工程的審計
審計尾工工程的完成量和所需要的投資額度。查明是否需要留足投資和有無新增的項目內(nèi)容等。
八、對建設項目結(jié)余資金的審計
對項目的銀行的存款、現(xiàn)金和其他貨幣資金進行審查,對庫存物資的存儲量進行審查,審查有無積壓、隱瞞、轉(zhuǎn)移、挪用的現(xiàn)象。對往來的款項進行認真的核實,審查各債務是否及時得到清除。
在當前集成電路封裝制造中,考慮到集成電路封裝的制造特點以及生產(chǎn)現(xiàn)狀,要想提高集成電路封裝制造的生產(chǎn)效率,就要立足現(xiàn)有生產(chǎn)條件,對生產(chǎn)流程和生產(chǎn)程序進行優(yōu)化,并把握生產(chǎn)原則,制定具體的生產(chǎn)方案,保證集成電路封裝制造能夠在生產(chǎn)效率上獲得全面提高?;谶@一認識,我們應對集成電路封裝制造引起足夠的重視,認真分析其生產(chǎn)流程特點,從產(chǎn)品特性分析和產(chǎn)品制造流程優(yōu)化入手,為集成電路封裝制造提供有力的支持,保證集成電路封裝制造的生產(chǎn)效率滿足實際需要。
【關(guān)鍵詞】集成電路 封裝制造 生產(chǎn)效率
1 前言
結(jié)合當前集成電路封裝制造實際,集成電路封裝的生產(chǎn)效率,是決定集成電路封裝制造效果的重要因素,只有全面提高生產(chǎn)效率,才能滿足集成電路封裝制造需要,為集成電路封裝制造提供有力支持。為此,集成電路封裝制造要想提高生產(chǎn)效率,就要對現(xiàn)有生產(chǎn)流程進行完善,并制定操作性較強的生產(chǎn)計劃,同時還要對設備人員配比進行優(yōu)化,真正從生產(chǎn)流程和制造現(xiàn)場入手,制定完善的生產(chǎn)計劃,保證集成電路封裝制造生產(chǎn)效率能夠得到全面提高,滿足集成電路封裝制造需要。
2 集成電路封裝制造,應對現(xiàn)有生產(chǎn)流程進行完善
通過對集成電路封裝制造過程進行了解后可知,生產(chǎn)流程是決定生產(chǎn)效率的重要因素,只有建立完善的生產(chǎn)流程,才能保證集成電路封裝制造取得積極效果。為此,集成電路封裝制造生產(chǎn)效率的提高,應從對現(xiàn)有生產(chǎn)流程進行完善入手,具體應做好以下幾個方面工作:
2.1 對現(xiàn)有生產(chǎn)流程進行深入了解,總結(jié)生產(chǎn)流程不足
在對生產(chǎn)流程進行完善之前,需要對現(xiàn)有的生產(chǎn)流程進行全面了解,并對生產(chǎn)流程的特點和要素進行全面了解,做到總結(jié)現(xiàn)有生產(chǎn)流程的不足,為生產(chǎn)流程的優(yōu)化提供有力支持,保證生產(chǎn)流程的完善能夠滿足生產(chǎn)需要并取得實效。
2.2 根據(jù)產(chǎn)品特點,對現(xiàn)有生產(chǎn)流程進行完善
基于提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率的現(xiàn)實需要,在集成電路封裝制造過程中,應根據(jù)產(chǎn)品特點對現(xiàn)有生產(chǎn)流程進行完善,將側(cè)重點放在生產(chǎn)流程的合理性和生產(chǎn)效率上。結(jié)合當前集成電路封裝產(chǎn)品制造實際,對現(xiàn)有生產(chǎn)流程進行完善是提高生產(chǎn)效率的有效手段。
2.3 結(jié)合生產(chǎn)實際,對生產(chǎn)流程進行適當調(diào)整
深入了解了生產(chǎn)流程的特點之后,應根據(jù)集成電路封裝產(chǎn)品的特點對生產(chǎn)流程進行適當調(diào)整,調(diào)整應重點對工序、人員和交接過程進行改進,使集成電路封裝產(chǎn)品能夠在整體生產(chǎn)效率上得到全面提高。因此,對生產(chǎn)流程進行適當調(diào)整是十分必要的。
3 集成電路封裝制造,應制定操作性較強的生產(chǎn)計劃
結(jié)合集成電路封裝制造實際,在集成電路封裝制造過程中,科學的生產(chǎn)計劃是保障產(chǎn)品生產(chǎn)效率的重要指導文件,只有強化生產(chǎn)計劃的編制質(zhì)量,并提高生產(chǎn)計劃的可操作性,才能保證集成電路封裝制造取得積極效果。為此,集成電路封裝制造應保證生產(chǎn)計劃的可操作性,具體應從以下幾個方面入手:
(1)生產(chǎn)計劃在編制之前,需要對生產(chǎn)流程進行全面深入的了解。鑒于生產(chǎn)計劃的重要性,在生產(chǎn)計劃編制之前,只有對生產(chǎn)流程進行深入的了解,才能提高生產(chǎn)計劃的針對性,保證生產(chǎn)計劃的指導性得到全面發(fā)揮。因此,生產(chǎn)計劃的編制需要以生產(chǎn)實際為前提。
(2)生產(chǎn)計劃在編制中,應充分考慮設備及人員生產(chǎn)能力。考慮到生產(chǎn)計劃的指導性,在生產(chǎn)計劃編制過程中,只有對設備和人員的生產(chǎn)能力有足夠的了解,才能保證生產(chǎn)計劃的指導性有效發(fā)揮。因此,生產(chǎn)計劃的編制,應以設備和人員的生產(chǎn)實際為主,切忌盲目編制生產(chǎn)計劃。
(3)生產(chǎn)計劃在編制中,應做到生產(chǎn)資源合理調(diào)配和優(yōu)化。在生產(chǎn)計劃的編制中,生產(chǎn)資源的調(diào)配和優(yōu)化是保證生產(chǎn)計劃有效性的關(guān)鍵因素?;谶@一認識,生產(chǎn)計劃的編制,應立足企業(yè)實際,對生產(chǎn)資源和生產(chǎn)流程進行全面了解,實現(xiàn)生產(chǎn)資源的合理調(diào)配和優(yōu)化,滿足生產(chǎn)需要。
4 集成電路封裝制造,應正確利用分析方法
直接觀察法是一種簡便有效的分析工具,它可以幫助我們更好的理解現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)問題,尋找提高的機會,同時它提供了一種流程分析的方法.一種非常有效的持續(xù)改進方法。通過觀察設備及操作工的活動,迅速發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的問題,利用分析工具弄清楚哪些活動是有價值的,哪些活動是沒有價值但必須的,哪些活動是沒有價值也沒有必要做的,去掉那些沒有價值的活動,多做增值的活動,就找到提高的辦法了。通常在分析過程中我們會用到一些工具去記錄和分析我們所觀察到的內(nèi)容。自上而下的流程圖,生產(chǎn)流程圖,材料流程圖,人員流程圖。
通常集成電路封裝制造會存在以下問題:
(1)每批料在上料前和卸料后都要進行點數(shù),此時設備會處于等待狀態(tài)大概十五分鐘,大大降低了設備的利用率。
(2)在上料后。設備需要3分鐘下載程序,此時操作工處于閑置狀態(tài)。 所有的料都卸載后,操作工需耍對所有的料進行點數(shù),在點數(shù)的這段時間設備處于閑置狀態(tài)。
(3)在所有的 片測試完畢后,操作工需要把裝料的小推車送到下一站點,再進行下一批料的上料,在送料的這段時間設備處于閑置狀態(tài)。
基于以上問題.我們對操作流程做了調(diào)整,以便盡可能的減少設備的等待時間,提高設備的利用率。
5 結(jié)論
通過本文的分析可知,集成電路封裝的生產(chǎn)效率,是決定集成電路封裝制造效果的重要因素,只有全面提高生產(chǎn)效率,才能滿足集成電路封裝制造需要,為集成電路封裝制造提供有力支持。為此,集成電路封裝制造要想提高生產(chǎn)效率,就要對現(xiàn)有生產(chǎn)流程進行完善,并制定操作性較強的生產(chǎn)計劃,同時還要對設備人員配比進行優(yōu)化,真正從生產(chǎn)流程和制造現(xiàn)場入手,制定完善的生產(chǎn)計劃,保證集成電路封裝制造生產(chǎn)效率能夠得到全面提高。
參考文獻
[1]王戟.SECS/GEM在半導體生產(chǎn)計算機集成制造系統(tǒng)中的應用研究[D].浙江工業(yè)大學,2013.
[2]朱虹,錢省三.基于TOC理論的OEE的應用[J].半導體技術(shù),2014.
[3]楊明朗,段天宏,楊曉丹.包裝企業(yè)作業(yè)環(huán)境人機工程模糊綜合評價研究及實現(xiàn)[J].包裝工程,2014.
[4]顧文艷.機械系統(tǒng)人機界面虛擬設計方法的研究[D].中國農(nóng)業(yè)大學,2014.
[5]孔造杰.工業(yè)維護管理系統(tǒng)ROM理論與方法研究[D].天津大學,2014.
[6]邵志芳,錢省三.半導體晶圓制造車間層控制的內(nèi)容及方法[J].半導體技術(shù),2013.
關(guān)鍵詞:集成電路 設計驗證 發(fā)展策略
1 引言
近些年來,微電子技術(shù)的集成度每過一年半就會翻一番,前后30年的時間里其尺寸縮小了近1000倍,而性能增強了1萬倍。目前,歐美發(fā)達國家的IC 產(chǎn)業(yè)已經(jīng)非常專業(yè),使設計、制造、封裝以及測試形成了共同發(fā)展的情形。因為測試集成電路可以作為設計、制造以及封裝的補充,使其得到了迅速發(fā)展[1]。
我國經(jīng)濟處于穩(wěn)定增長中。目前,全球半導體產(chǎn)業(yè)都在重點關(guān)注我國的集成電路產(chǎn)業(yè),因為我國存在著龐大市場、廉價勞動力以及非常優(yōu)越的政策支持等,因此,我國的集成電路產(chǎn)業(yè)在近幾年有了迅速的發(fā)展。而計算機、通信以及電子類技術(shù)也被集成電路產(chǎn)業(yè)帶動發(fā)展,而廣泛地使用互聯(lián)網(wǎng)也產(chǎn)生了很多新興產(chǎn)業(yè)。與此同時,對集成電路進行測試的服務業(yè)也得到了很大發(fā)展?,F(xiàn)如今,集成電路在我國有世界第二大市場,但是國內(nèi)的自給率低于25%,特別是在計算機CPU上,國內(nèi)技術(shù)與歐美發(fā)達國家還存在較大的差距。
微電子技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)邁進納米與SoC(系統(tǒng)級芯片)時期,而CPU時鐘也已進入GHz,在發(fā)展高端的集成電路產(chǎn)業(yè)上,我國還需要繼續(xù)努力,與發(fā)達國家縮小差距。尤其與集成電路測試相關(guān)的技術(shù)一直是國內(nèi)發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的薄弱點,因此,必須逐步提升集成電路的測試能力。
2我國集成電路測試技術(shù)能力現(xiàn)狀
上世紀七十年代,我國開始系統(tǒng)地研發(fā)集成電路的測試技術(shù)。經(jīng)過40年的實際,我國的集成電路已經(jīng)從開發(fā)硬件和軟件發(fā)展到系統(tǒng)集成,從仿制他國變成了獨立研發(fā)。伴隨著集成電路產(chǎn)業(yè)在我國飛速發(fā)展,與之相關(guān)的檢測技術(shù)與服務也發(fā)揮著越來越大的作用,公共測試的也有了更大的需求,國內(nèi)出現(xiàn)了一大批專業(yè)芯片測試公司進行封裝測試板塊。而集成電路的測試產(chǎn)業(yè)在一定程度上補充了設計、制造以及封裝,使這些產(chǎn)業(yè)得到飛速發(fā)展。
但是,因為IC芯片的應用技術(shù)需要越來越高的要求與性能,所以必須提高測試芯片的要求。對于國內(nèi)剛步入正軌的半導體行業(yè)來說,其測試能力與IC設計、制造和封裝相比較是很薄弱的一個環(huán)節(jié)。尤其是產(chǎn)品已經(jīng)邁進性能較高的CPU和DSP 時代,而高性能的CPU和DSP產(chǎn)品的發(fā)展速度遠高于其他各類IC產(chǎn)品。相比較于設計行業(yè)的飛速發(fā)展,國內(nèi)的測試業(yè)的非常落后,不但遠遠跟不上發(fā)達國家的步伐,也不能完全滿足國內(nèi)集成電路發(fā)展的需求,從根本上制約著我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,缺少可以獨立完成專業(yè)測試的公司,不能完全滿足國內(nèi)IC設計公司的分析驗證與測試需要,已經(jīng)是我國發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的瓶頸。盡管有很多外企在我國設置了測試機構(gòu),但是他們中的大部分都不會提供對外測試的服務,即便提供服務,也極少對小批量的高端產(chǎn)品進行測試開發(fā)、生產(chǎn)測試和驗證。目前國內(nèi)對于一些高端技術(shù)的集成電路產(chǎn)品的測試通常是到國外進行。而對于IC發(fā)展,不僅僅對其測試設備有著新要求,測試技術(shù)人員也必須有較高的素質(zhì)。將硬件和軟件進行有機結(jié)合,完善管理制度,才可以保證測試IC的質(zhì)量,從而使整機系統(tǒng)的可靠性得到保障[2]。因此,必須加快建設國內(nèi)獨立的專業(yè)化集成電路測試公司,逐步在社會中展開測試芯片的工作,能夠大量減少測試時間,增強測試效果,最終使企業(yè)減少測試花銷,從根本上解決我國測試能力現(xiàn)存的問題,才能夠加強集成電路設計和制造能力,從而使國內(nèi)的集成電路產(chǎn)業(yè)得到發(fā)展。
3我國集成電路測試的發(fā)展策略
伴隨著不斷壯大的IC 設計公司,關(guān)于集成電路產(chǎn)業(yè)的分工愈發(fā)精細,建立一個有著強大公信力的中立測試機構(gòu)進行專業(yè)化的服務測試,是國內(nèi)市場發(fā)展的最終趨勢與要求。因此,系統(tǒng)地規(guī)劃和研究集成電路測試業(yè)的策略,對設計、制造與封裝進行強有力的技術(shù)支撐,必將使集成電路產(chǎn)業(yè)得到飛速發(fā)展。以下是使我國集成電路測試產(chǎn)業(yè)得到進一步發(fā)展的建議:
3.1發(fā)展低成本測試技術(shù)
目前,我國的高端IC 產(chǎn)品還沒有占據(jù)很高的比例,市場主要還是被低檔與民用的消費類產(chǎn)品占據(jù),例如MP3 IC、音視頻處理IC、電源管理IC以及功率IC等,其使用的芯片售價本來就比較低,所以沒有能力承受非常昂貴的測試費,因此企業(yè)需要比較低成本的測試。這就從根本上決定國內(nèi)使用的IC 測試設備還不具有很高的檔次,所以,選擇測試系統(tǒng)時主要應該注重經(jīng)濟實惠以及有合適技術(shù)指標的機型。
3.2研發(fā)高端測試技術(shù)
伴隨著半導體工藝的迅速發(fā)展,IC產(chǎn)品中的SoC占據(jù)了很大的比重,產(chǎn)值也越來越多。但是SoC在產(chǎn)業(yè)化以前需要通過測試。所以,快速發(fā)展的SoC 市場給其相關(guān)測試帶來了非常大的市場需要。在進入SoC時代之后,測試行業(yè)同時面臨著挑戰(zhàn)和機遇。SoC的測試需要耗費大量的時間,必須生產(chǎn)很多測試圖形與矢量,還必須具有足夠大的故障覆蓋率。以后,SoC會逐漸變成設計集成電路主要趨勢。為了良好地適應IC 設計的發(fā)展,對于測試高端芯片技術(shù)也必須進行儲備,測試集成電路的高端技術(shù)的研究應該快于IC設計技術(shù)的發(fā)展[3]。
4結(jié)束語
我國作為世界第二大生產(chǎn)集成電路的國家,目前測試集成電路的技術(shù)還比較落后,比較缺乏設計高水平測試集成電路裝備的能力。對集成電路進行測試是使一個國家良好發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)不可或缺的條件。集成電路企業(yè)需要不斷地增強測試技術(shù)的消化、吸收以及創(chuàng)新,政府也需要發(fā)揮自身的導向性,為集成電路企業(yè)設計和建立服務性的測試平臺。
參考文獻:
[1]程家瑜,王革,龔鐘明,等.未來10年我國可能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的重大核心技術(shù)[J].中國科技論壇,2004(2):9-12.
2015年7月,國務院總理在出席國家科技戰(zhàn)略座談會時曾提到,中國每年因為芯片進口,要花費2000多億美元,這筆錢與每年進口石油花費的金額差不多。
工信部的數(shù)據(jù)顯示,2015年集成電路進口2313億美元,多年來與石油一起位列最大的兩宗進口商品。
對此,多名專家呼吁:必須加強自主研發(fā),實現(xiàn)芯片國產(chǎn)化,保障國家安全。
事實上,早在2014年,工信部就已經(jīng)正式公布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》,并設立了逾千億元的國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金。
這個“香餑餑”引得多地采取積極措施跟進,至今熱度不減。
而重慶,這個世界上最重要的信息產(chǎn)業(yè)基地之一,更是加足了馬力,致力于打造千億產(chǎn)值芯片全產(chǎn)業(yè)鏈。
沉浮中起步
為何集成電路是兵家必爭之地?
這是因為,集成電路是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的核心。芯片,是一切人工智能的源頭。
可以說,集成電路是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基石,是電子信息產(chǎn)業(yè)“皇冠上的明珠”。
長期以來,在智能手機、電腦終端上能自主研發(fā)高性能的“中國芯”,一直是中國IT人的夢想。然而,信息核心技術(shù)的一個特點是具有高度的壟斷性,很多國外處理器生產(chǎn)廠商幾乎壟斷了各領域的芯片供應。
這個最薄弱的痛點,重慶更是感同身受。
近幾年,重慶加速發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè),生產(chǎn)了大量的筆記本電腦、手機等電子產(chǎn)品。但偌大的生產(chǎn)量背后,卻有一個非常薄弱的環(huán)節(jié),那就是終端中最核心的芯片生產(chǎn)制造。
重慶每年消耗全國10%、100多億元的芯片量,但這些都需要進口。
其實,對于集成電路,重慶曾有過無比輝煌的時期。
上世紀50年代,中國第一片集成電路芯片就誕生于重慶永川的電子工業(yè)部二十四所??梢哉f,國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的萌芽,正是從重慶開始的。
然而,起步較早的重慶集成電路產(chǎn)業(yè),卻因種種原因沒能適時“生根發(fā)芽”,直到2004年前后才有了壯大的契機。
2004年下半年,全球知名動態(tài)隨機存取內(nèi)存設計、研發(fā)、制造及營銷企業(yè)――臺灣茂德科技打算在大陸投資建設新的集成電路芯片生產(chǎn)基地。
彼時,在工業(yè)板塊僅汽摩產(chǎn)業(yè)“一業(yè)獨大”的重慶,也正在探尋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變革的突破口,并把目標鎖定為信息產(chǎn)業(yè),計劃引進數(shù)家有分量的電子企業(yè),以形成新的產(chǎn)業(yè)支撐。
雙方很快一拍即合。2006年,茂德在重慶投資成立全資子公司渝德科技。
艱難中發(fā)展
雖然承載了各方期許,但茂德的這個項目似乎生不逢時。
在集成電路產(chǎn)業(yè)領域中有一種“硅周期”現(xiàn)象:五年為一個周期,周期內(nèi)集成電路產(chǎn)品市場總會出現(xiàn)起伏波動,循環(huán)往復。
茂德在渝建廠時,恰遇波谷期。再加上2008年爆發(fā)的全球金融危機,加劇了集成電路行業(yè)下滑,讓茂德公司“入不敷出”。
母公司乏力,子公司自然難以幸免。由于缺乏資金支持,渝德科技運轉(zhuǎn)艱難。
如何讓剛剛重生的集成電路產(chǎn)業(yè)走出困境?重慶開始尋找新機遇。
當時,世界500強中航工業(yè)集團正計劃拓寬發(fā)展領域,希望將航空高新技術(shù)迅速融入到新型顯示、航空電子等新興產(chǎn)業(yè),以放大其核心優(yōu)勢。2010年中期,重慶提出希望中航工業(yè)集團參與渝德重組,引起中航極大興趣。
經(jīng)談判,2011年5月21日,中航工業(yè)集團買下渝德科技位于西永的工廠。
隨后,渝德科技更名中航微電子有限公司,中航工業(yè)集團由此成為首家進入集成電路領域的央企。
截至2015年底,中航微電子集成電路產(chǎn)量已由初期的每個月9000片增至2015年的每月3.7萬片。
從2011年到2014年,來到重慶西永微電園的還有西南集成電路、中國電子科技集團等一批集成電路企業(yè)。
2014年9月,世界著名半導體公司韓國SK海力士的半導體項目在重慶正式投產(chǎn)。該項目總投資12億美元,主要進行半導體后工序加工服務,包括封裝、測試、模組等生產(chǎn)線。預計到2018年產(chǎn)品銷售額可達15億美元,有望成為國內(nèi)產(chǎn)能最大、技術(shù)含量最高的芯片封裝測試企業(yè)。
經(jīng)過幾年摸索,重慶集成電路產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。
機遇中壯大
要想真正做強集成電路產(chǎn)業(yè),僅僅在封裝測試一環(huán)取得突破還不行。
以SK海力士半導體項目為例,封裝測試僅僅是整個集成電路產(chǎn)業(yè)中利潤較低的一環(huán)。
集成電路產(chǎn)業(yè)鏈有上、中、下游,分別對應設計、晶圓制造以及封裝測試。但在世界范圍內(nèi),通常情況下,集成電路設計類公司的毛利率在60%左右,晶圓制造企業(yè)的毛利率一般維持在35%左右,而封測企業(yè)的平均毛利率僅為25%左右。
找準薄弱點,重慶再次發(fā)力。
2016年3月,重慶在集成電路產(chǎn)業(yè)方面又迎來了一位“大咖”――ARM公司。當今世界,手機芯片99%是基于ARM公司的專利,各種手機之外的移動通訊89%也是如此。
“跟ARM合作就是跟未來世界的巨人合作。”市長黃奇帆說。
與此同時,重慶萬國半導體12英寸功率半導體芯片制造及封裝測試生產(chǎn)基地也在兩江新區(qū)開工,該項目總投資10億美元。
此次引進12英寸芯片制造,完成了重慶多年來的心愿。
僅僅兩個月后,重慶又與全球著名集成電路制造企業(yè)格羅方德(Global foundry)簽署合作協(xié)議,雙方將在重慶合資組建300mm晶圓廠,并于2017年投產(chǎn)。
除了招商引資,重慶還注重修煉“內(nèi)功”――先后在重慶大學、重慶郵電大學成立半導體學院,專門為集成電路行業(yè)提供人才支持,包括高端設計、研發(fā)、檢測以及半導體產(chǎn)業(yè)一線的技能人才培養(yǎng)。