我们日常生活中几乎所有的电子产品都会用到芯片,芯片对于电子器具的作用好比大脑对人体的作用。
芯片的制造技术十分尖端,融合了多个领域的知识,芯片的内部到底是怎样的呢?
我们用一个比较典型常见的芯片为大家介绍一下。电源管理芯片是一直常见的芯片,
这种芯片的结构我们分为几部分来说,第一部分是芯片的外观,正面是激光打标的编号和型号,
反面是割痕,这个割痕是由整版镀锡之后切开产生的。外层下面就是一些部件,
由半导体和功率电感装置组成。芯片的最底部就是焊盘和镀锡的地方,
只有一次厚度只有16um。芯片内部的电子器件尺寸都十
分的小,整个芯片的尺寸只有3*2.5*9mm,功率电感装置的尺寸是2*1.2*0.5mm,
半导体的尺寸最小只有1.4*0.9*0.3mm。芯片每两个焊接口的距离最大仅为1纳米。
由于尺寸太小,而且内部除了电子元器件之外还要安排线路的位置,所以制作工艺太过于繁琐,
对于生产机器的精度要求也很高,所以芯片的生产一直是世界很多国家的难题。
一个发展中国家,强如中国这样的发展中国家,从零开始建设芯片生产链都需要近20年的时间,
所以对于很多发展中国家,芯片的来源都是进口。芯片生产的最好的国家当属美国和德国,
这两个国家是世界上最早开始生产芯片的国家,在芯片领域他们拥有最好的技术人才和最完整先进的芯片生产链,在芯片市场上有一定垄断地位。
芯片也叫做集成电路或者微电路,世界上第一个集成电路是在1958年诞生的,是由美国人杰克.基尔比,
在集成电路诞生42年之后他被授予诺贝尔奖,没有他就没有如今的半导体产业。
集成电路可以依照模拟或者数字分为数字集成电路,模拟集成电路,另外还有一种混合信号集成电路。
数字集成电路在传递信息方面见长,模拟集成电路在控制电路方面应用较多。
发展芯片是成为发达国家的重要条件之一,希望我们的祖国也可以拥有完整的芯片生产链
也许不是人人都了解集成电路,但许多人听说过摩尔定律。摩尔定律是指,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。在半个世纪前,由英特尔创始人之一的摩尔提出的这一推测,已经延续了50多年。
摩尔定律揭示了集成电路领域的发展速度。在这样的高速创新发展中,集成电路的产品持续降低成本、提升性能、增加功能。也是在这样的高速发展中,各国集成电路技术的差距越拉越大。有业内人士表示,中国若想在主要集成电路领域追赶上顶级公司,需要的不止时间,而是整个系统性提升。
海关总署公开信息显示,集成电路进口额从2015年起已连续三年超过原油,且二者进口差额每年都在950亿美元以上。其中,2017年中国集成电路进口量高达3770亿块,同比增长10.1%;进口额为2601亿美元(约合17561亿元),同比增长14.6%。2017年中国货物进口额为12.46万亿元,也就是说集成电路进口额占中国总进口额的14.1%,而同期中国的原油进口总额仅约为1500亿美元。中国在半导体芯片进口上的花费已经接近原油的两倍。
“我国芯片一直依赖进口的原因,除了与我国半导体产业发展相对较晚有关外,也与半导体设备行业门槛高,当前正处于寡头垄断局面有关。——著名经济学家宋清辉”
“我国每年最大宗的进口产品,不是石油,也不是粮食,而是芯片!2013年至今每年进口额超过2000亿美元。
——全国政协委员、中国工程院院士邓中翰”
在今年全国两会上,邓中翰以一组数据道出了我国目前的“缺芯”之痛。
现在,贸易战的硝烟,依然弥漫在太平洋上方。就在刚才,美国政府公布了即将征收大幅关税的中国进口产品名录,在这份名录中,中国的半导体赫然在列。
此时,“中国不能再‘缺芯少魂’”成为业内人士发自肺腑的呼声。
芯片之所以在中美贸易摩擦中占有重要地位,是因为中国是世界上最大的半导体芯片消费市场。中国半导体行业协会(CSIA)的统计数据显示,2017年我国集成电路的产品需求达到1.40万亿元。2017年我国集成电路进口额超过2600亿美元,已经替代原油成为我国第一大进口商品。
在强大的芯片进口需求中,美国是重要贸易伙伴。商务部2017年5月发布的《关于中美经贸关系的研究报告》显示,美国出口15%的集成电路都销往中国。苹果、英特尔、高通、美光和博通这些美国企业巨头更是严重依赖中国市场。但这仅占中国集成电路进口总额的3.8%。
有分析指出,中美贸易摩擦中,如果美方所作所为引起我国在芯片行业对其报复,那么这一美国对华出口最多的行业将遭受毁灭性打击,当然,这取决于中国能从本国或其它国家找到替代品。虽然从这样的分析中看我国似乎是掌握了很大的主动权,但依然掩盖不住我国芯片长期依赖进口之痛。
“我国芯片一直依赖进口的原因,除了与我国半导体产业发展相对较晚有关外,也与半导体设备行业门槛高,当前正处于寡头垄断局面有关。
——著名经济学家宋清辉”
作为一个制造业大国,我国集成电路产业一直受到各方面种种限制,导致出现高端芯片长期依赖进口的局面,这给中国制造2025战略目标的实现、中国制造业做大做强,迈向高质量发展带来了阻碍。
“巧妇难为无米之炊。芯片就是很多高技术产业的粮食。”商务部国际贸易经济合作研究院国际市场研究所副所长白明告诉记者,欧美、日本、韩国企业经过几十年的技术积累,已经基本把芯片设计的核心技术掌握在手中,并在一定程度上形成了对华垄断的态势,而中国在这些领域和核心技术上的投入,则到了改革开放后很多年才跟上,这为我国高技术领域发展带来了不少挑战。在芯片领域,“我们虽然取得了很多的成绩,但更多的是赶,还没到超的阶段。”白明说。
“这次贸易摩擦不但有利于刺激国内相关产业的发展,而且还有利于相关国内企业深入研究和熟练掌握国际经贸规则,提升企业核心竞争力。”宋清辉表示,目前,中国的芯片行业面临着三大机遇:
自2010年以来,全球芯片行业发展进入新一轮高增长周期;
芯片国产化需求迫切;
三是国家重点扶植芯片产业。
与此同时,我国芯片行业也在遭遇巨大的挑战,芯片人才缺口十分严重。长期以来,中国芯片企业在发展动作上,海外并购频繁,凸显我国相关行业求发展的强烈愿望。
“我认为企业通过国际并购等手段,获取相应的技术无可厚非。但是,只有逐步消化吸收了国外的先进技术和管理经验,才能够更好地为我所用。”宋清辉说。
“芯片在中美经贸关系中是一个比较敏感的领域。美国心态可用‘可怜身上衣正单,心忧炭贱愿天寒’来形容。”白明说,美国在对华出口芯片的问题上一直是矛盾的,一方面美国希望出口大量芯片到中国,与韩、日等国争夺市场,另一方面又不希望中国在芯片领域取得大的突破,限制高端芯片出口到中国。
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