集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢研究

魏語航

（大連市第十三中學(xué)，遼寧 大連 116000）

集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢研究

魏語航

（大連市第十三中學(xué)，遼寧 大連 116000）

集成電路的發(fā)展水平與其技術(shù)和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀相關(guān)，而在國家極端制造能力領(lǐng)域中，超大規(guī)模集成電路的發(fā)展水平是該領(lǐng)域中非常重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一。對集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢和發(fā)展路徑進(jìn)行了分析，對我國集成電路技術(shù)市場未來發(fā)展進(jìn)行了展望，并提出了發(fā)展建議。

集成電路技術(shù)；CMOS器件；系統(tǒng)集成芯片；工業(yè)控制

1 集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著集成方法學(xué)的應(yīng)用以及細(xì)微加工技術(shù)的發(fā)展和壯大，集成電路技術(shù)的應(yīng)用范圍也隨之不斷擴(kuò)大，而集成電路在整體發(fā)展趨勢上，將不斷向系統(tǒng)化、小型化和關(guān)聯(lián)性方向轉(zhuǎn)變。

1.1 器件特征尺寸逐步縮小

自20世紀(jì)60年代以來，按照摩爾定律集成電路一直呈現(xiàn)持續(xù)增長的趨勢，集成電路中的晶體管數(shù)量保持著每18個(gè)月就翻一番的態(tài)勢。制造技術(shù)平均每兩三年就會(huì)更新一代，這也是柵長不斷縮小后出現(xiàn)的結(jié)果，按照等比例原則進(jìn)行器件柵長的縮小，有利于其他工藝參數(shù)的提高。摩爾定律在未來5年內(nèi)仍然會(huì)是集成電路發(fā)展需要遵循的定律，按照這一規(guī)律，CMOS器件由亞半微米發(fā)展到納米，器件柵長也由小于100 nm發(fā)展為小于50 nm。

1.2 系統(tǒng)集成芯片

集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了不同類型集成電路的相互鑲嵌，從而出現(xiàn)了各類嵌入式系統(tǒng)和片上系統(tǒng)技術(shù)，而片上系統(tǒng)又稱SoC。也可以認(rèn)為，在集成電路（IC）過渡到系統(tǒng)集成（IS）過程中，可將一個(gè)子系統(tǒng)或者整個(gè)電子系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上，完成信息的處理和加工。SoC是一種系統(tǒng)級的集成電路，能在單一芯片上對信號(hào)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換和處理等。SoC可將存儲(chǔ)器、MPU、MCU、DSP和數(shù)字電路等在一塊芯片上實(shí)現(xiàn)集成，達(dá)到系統(tǒng)功能的完整。SoC在制造上涉及到的技術(shù)比較多，包含了嵌入式IP核設(shè)計(jì)技術(shù)、可測性技術(shù)、安全保密技術(shù)等，它是在IP復(fù)用基礎(chǔ)上，將已優(yōu)化子系統(tǒng)以及系統(tǒng)級模塊并入到新系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，用以達(dá)到集成電路設(shè)計(jì)的再一次飛躍。

1.3 結(jié)合科學(xué)帶動(dòng)關(guān)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展

隨著細(xì)微加工技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，將會(huì)促進(jìn)交叉學(xué)科和一系列關(guān)聯(lián)技術(shù)的不斷發(fā)展，比如微電子系列、DNA芯片、生物芯片和二元光學(xué)等都取得了非常大的進(jìn)步。

2 我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑探析

隨著我國集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金項(xiàng)目的啟動(dòng)，以及《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》細(xì)則的不斷落實(shí)，國內(nèi)大型企業(yè)逐步進(jìn)行了擴(kuò)產(chǎn)、收購和重組，不僅促進(jìn)了集成電路整個(gè)產(chǎn)業(yè)的整合，還為集成電路市場帶來了投資熱潮，截至2016年，國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金項(xiàng)目預(yù)計(jì)總規(guī)模達(dá)1 682.3億元，超募達(dá)到197.2億元。預(yù)計(jì)在2016年之后的未來5年，會(huì)出現(xiàn)基金密集投資高峰，在集成電路領(lǐng)域?qū)?huì)有萬億規(guī)模的社會(huì)資金進(jìn)入到該領(lǐng)域。在我國IC市場上應(yīng)用牽引會(huì)是發(fā)展的新生動(dòng)力，CPU、存儲(chǔ)器以及模擬IC依舊是當(dāng)前市場的主力，對ASSP產(chǎn)品的需求也在不斷增加。具體而言，在我國的市場中，內(nèi)在存儲(chǔ)器芯片依舊是產(chǎn)品門類中需求最大的，占據(jù)整個(gè)市場的1/4，其規(guī)模已超過2 465.5億元。在傳統(tǒng)大類產(chǎn)品中，CPU市場規(guī)模在1 682.2億元，占據(jù)了市場份額的16.2%，IC市場規(guī)模在1 417.4億元，占據(jù)市場份額的13.6%。當(dāng)前國內(nèi)集成電路市場在整體發(fā)展中，增長最為快速的是ASSP產(chǎn)品，主要是以智能終端和手機(jī)基帶芯片為主的應(yīng)用處理技術(shù)領(lǐng)域。

3 對集成電路技術(shù)市場的展望

隨著智能城市建設(shè)的推進(jìn)和信息消費(fèi)的升溫等，我國集成電路技術(shù)市場在諸多有利因素的帶動(dòng)下，得到了持續(xù)的發(fā)展。無論是在智能的交通、電網(wǎng)、工業(yè)控制方面，還是在金融、汽車、醫(yī)療等行業(yè)的電子應(yīng)用中都得到了極大的發(fā)展，同時(shí)，還帶動(dòng)了對控制器、處理器和傳感器等專用電路方面需求的提升。國內(nèi)集成電路技術(shù)企業(yè)也在進(jìn)行兼并和重組，在半導(dǎo)體行業(yè)中，投資者和企業(yè)在某些領(lǐng)域進(jìn)行并購是為了實(shí)現(xiàn)雙贏。比如，在我國存儲(chǔ)器領(lǐng)域中，目前已濃縮為3家核心企業(yè)，提高了利潤率，這就體現(xiàn)了制造能力和規(guī)模效應(yīng)的集中性。我國集成電路想要做強(qiáng)，不僅需要加大研發(fā)力度，更要兼并重組，從而使企業(yè)能迅速壯大，縮短研發(fā)時(shí)間，這才是當(dāng)前我國集成電路企業(yè)后來居上的最好選擇。以長電科技為例，長電科技是我國封測的龍頭，以蛇吞象的形式將全球第四大封測廠星科金朋收購，至2017年，其規(guī)模已排名全球第三，在技術(shù)水平上與國際龍頭企業(yè)比肩。圖1為2017年先進(jìn)封裝廠商市占率預(yù)測。通過圖1可以看出，長電科技進(jìn)入全球半導(dǎo)體封測業(yè)第一陣營后的2017市占率排在了全國第三。

圖1 2017年先進(jìn)封裝廠商市占率預(yù)測

集成電路的投入具有一定的閾值，規(guī)模達(dá)不到量就沒有明顯效果，因此，我國集成電路需將有效資源集中，加大力度進(jìn)行整合，從而提升企業(yè)整體競爭力。當(dāng)集成電路制造達(dá)到相應(yīng)的體量，就能夠?qū)崿F(xiàn)盈利。我國集成電路技術(shù)市場的未來發(fā)展需結(jié)合現(xiàn)狀，積極推進(jìn)企業(yè)進(jìn)行資源整合，并將整合的資源重點(diǎn)放在優(yōu)勢企業(yè)上，從而打造在全球具備競爭力的集成電路核心企業(yè)，這樣利于帶動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

4 結(jié)束語

集成電路產(chǎn)品發(fā)展的一大動(dòng)力是性價(jià)比的提高，集成電路技術(shù)在今后幾年的發(fā)展中，它的特征為尺寸會(huì)不斷縮小，且摩爾定律依舊起著作用。集成電路也將結(jié)合其他學(xué)科，形成新的技術(shù)和發(fā)展方向，推動(dòng)傳統(tǒng)格局的改變。我國集成電路技術(shù)產(chǎn)業(yè)在未來的發(fā)展中必須結(jié)合當(dāng)前現(xiàn)狀，進(jìn)行資源的優(yōu)化和整合，加強(qiáng)資源集中，全力打造核心龍頭企業(yè)，以促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展和不斷變強(qiáng)。

［1］馮亞林，張蜀平.集成電路的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢［J］.微電子學(xué)，2006（04）.

［2］吳漢明，吳關(guān)平，吳金剛，等.納米集成電路大生產(chǎn)中新工藝技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.中國科學(xué)：信息科學(xué)，2012（12）.

［3］閔昊.中國集成電路的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢初析［J］.電子技術(shù)，2004（01）.

TN47

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.01.099

2095－6835（2018）01－0099－02

〔編輯：張思楠〕