为什么说造芯片比造原子弹难多了

说造芯片比原子弹其实更多的是说客观性的，芯片是一个完整的产业链，需要多方面合作，那么，芯片生产过程是怎样的？下面我就带来介绍。

　为什么说造芯片比造原子弹难多了

　虽然都是高科技下的产物，但芯片相对于原子弹来说，还需要国际合作及产业链，并不是独立工程。

　造一颗普通原子弹大概需要15公斤的浓缩铀，提取一公斤的武器级的浓缩铀大概需要200吨的油矿，也就是需要三千吨的油矿;

　芯片完全不一样，它是一个产业链，涉及到很多行业，比如机械、电子、冶金、化工、材料等等;半导体芯片制造环节用到的一台设备光刻机，全球目前只有荷兰一家公司能做，但是需要两千多家厂商给它提供零部件;

　芯片没有办法建立完全本地化的产业链，它是一个国际合作的产物。

　芯片生产过程是怎样的

　将单晶硅切片打磨形成晶圆，在晶圆上，采用一定的工艺将电路中所需要的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线刻画在晶圆上，就形成了集成电路(integrated circuit，IC)，通过对集成电路封装测试便形成了芯片。

　一、IC设计

　半导体行业发展到现阶段，已经形成了IC设计和IC制造分离的模式，主要原因是建设IC制造厂需要花费高达数亿甚至数十亿美元的巨额投资，并且生产工艺日趋复杂，所以当前半导体行业便形成了IC设计和IC制造的专业化分工模式。

　从事IC设计的公司一般被称为“Fabless”(Fabrication(制造)和less(无、没有)的组合)，其只负责设计与销售，不负责制造，手机厂商中的华为、苹果、小米以及高通和联发科，都属于Fabless。

　IC制造的过程就如同盖房子一样，Fabless负责房子的设计部分。

　IC设计可分成几个步骤，依序为：规格制定→逻辑设计→电路布局→布局后模拟→光罩制作。

　规格制定

　需求端与IC设计工程师对接，并开出需要的IC的规格，以确定IC的功能、IC封装及管脚定义等，而后IC设计工程师开始设计。

　逻辑设计

　通过EDA软件的帮助，工程师完成逻辑设计图。

　电路布局

　将逻辑设计图转化为电路图。

　布局后模拟

　经由软件测试，试验电路是否符合要求。

　光罩制作

　电路图完成测试后，将电路制作成一片片光罩，完成后的光罩送往IC制造公司。

　二、IC制造

　IC的线路布局由Fabless设计好之后，就交由Foundry来对晶圆进行加工，将光罩上的电路加工到晶圆上。

　我们常说的台积电就是最为典型的Foundry，他们专注芯片制造，发展相关的工艺和制程，Foundry厂商其实就是Fabless厂商的代工方，俗称“代工厂”。

　加工晶圆时，可以简单分成几个步骤，依序为：金属溅镀→涂布光阻→蚀刻技术→光阻去除。虽然在实际制造时，制造步骤会复杂的多，使用的材料也有所不同，但是大体上皆采用类似的原理。

　金属溅镀

　将金属材料均匀洒在晶圆片上，形成薄膜。

　涂布光阻

　先将光阻材料放在晶圆片上，透过光罩将光束打在不要的部分上，破坏光阻材料结构，再以化学药剂将被破坏的材料洗去。

　蚀刻技术

　将没有受光阻保护的硅晶圆，以离子束蚀刻。

　光阻去除

　使用去光阻液将剩下的光阻溶解掉，如此便完成一次流程。

　最后便会在一整片晶圆上完成很多IC，接下来只要将完成的方形IC剪下，便可送到封装厂做封装测试。

　三、封装测试

　经过漫长的流程，从设计到制造，终于获得一颗IC。然而现在的IC相当小且薄，如果不施加保护，会被轻易的刮伤损坏。此外，因为芯片的尺寸微小，如果不用一个较大尺寸的外壳，将不易于安置在电路板上。因此需要对IC进行封装。

　目前常见的封装方式有两种，一种是电动玩具内常见的，黑色长得像蜈蚣的DIP封装，另一种为购买盒装CPU时常见的BGA封装。

　完成封装后，便要进入测试的阶段，在这个阶段便要确认封装完成的芯片是否能正常的工作，正确无误之后便可出货给组装厂，做成电子产品。至此，芯片便完成了整个生产的任务。

我想问一下集成电路目前的现状，希望有专业人士不吝赐教，大致介绍一下目前比较前沿的发展情况。

通富微电：公司主要从事集成电路 的封装测试业务，在中高端封装技术方面占有领先优势，是国内目前唯一实现高端封装测试技术MCM、MEMS量化生产的封装测试厂家。2006年产能达到35亿只，在内地本土集成电路封装测试厂中排名第一。公司是Micronas、FreesCAle、ToshiBA等境外知名半导体企业的合格分包方，其中全球前10大跨国半导体企业已有5家是公司长期稳定的客户。同时公司注重开发国内市场。

长电科技：公司是中国半导体第一大封装生产基地，国内著名的晶体管和集成电路制造商，产品质量处于国内领先水平。公司拥有目前体积最小可容纳引脚最多的全球顶尖封装科技，在同行业中技术优势十分突出。

华微电子：公司是我国最大的功率半导体专业生产企业，产品应用于家电 、绿色照明 、计算机和通讯、汽车电子四大领域，产品性能达到国际先进水平，有些产品的性能甚至超过了国际水平。

康强电子：主要从事半导体封装用引线框架和键合金丝的生产，属于科技创新 型企业，国内最大的塑封引线框架生产基地，年产量达160亿只，已成为我国专业生产半导体集成电路引线框架、键合金丝的龙头企业。

华天科技：公司主要从事集成电路的封装与测试业务，近年来产品结构不断优化，原来以中低端封装形式为主的收入结构得到改善，中端产品在收入中的占比不断提升，综合毛利率有所提高。公司开发生产LQFP、TSSOP、QFN、BGA、MCM等高端封装形式产品，以适应电子产品多功能、小型化、便携性的发展趋势要求，紧抓集成电路封装业面临产业升级带来的发展机遇，高端封装产业化项目逐步实施将提升公司发展后劲。

大恒科技：大恒图像的两个主要产品工业在线视觉检测设备和智能交通 用摄像头有望持续高成长 。中科大洋为数字电视 编播系统行业龙头。中科大洋依托中科院 ，技术优势明显。市场占有率超过50%左右。

有研新材：公司是我国最大的具有国际水平的半导体材料 研究、开发、生产基地，已形成具有自主知识产权的技术及产品品牌，在国内外市场具有较高的知名度和影响力。目前公司的8英寸、12英寸抛光片产品市场拓展仍在推进中，大直径单晶产品供应上已具备深加工能力，此外2009年公司节能灯用双磨片产品供应量快速增加，区熔产品生产供应有一定进展，这两项产品都有望成为公司新的利润增长点。

士兰微：公司是一家专业从事集成电路以及半导体微电子相关产品的设计、生产与销售的高新技术企业。公司主要产品是集成电路以及相关的应用系统和方案，主要集中在以下三个领域：以消费类 数字音视频应用领域为目标的集成电路产品，包括以光盘伺服为基础的芯片和系统。

上海贝岭：公司是我国集成电路行业的龙头，公司投入巨资建成8英寸集成电路生产线，还联手大股东华虹集团成立了上海集成电路研发中心，上海华虹NEC是世界一流水平的集成电路制造企业，技术实力雄厚，公司参股华虹NEC后更加突出了在集成电路方面的实力，有利于提升企业的核心竞争力。华大半导体在2015年5月成为该公司的控股股东，并表示公司将作为中国电子集成电路的统一运营平台，加快推进产业整合，实现资源的集中和业务的系统发展。

七星电子：公司是半导体设备龙头企业，长期受益政策扶持和国内市场需求。在国内市场需求和政府大力扶持的有利条件下，集成电路和平板显示产业重心正在向大陆转移，为设备类企业提供良好的发展机遇。开发的先进设备打破国外厂商的长期垄断，有望逐步替代国外设备，成为国内市场的重要供应商。

三安光电：公司公告以自有货币资金在厦门火炬高新区 火炬园成立一家全资子公司。主要从事危险化学品批发、电子元件 及组件、半导体分立器件、集成电路、光电子器件及其他电子器件等制造与销售；注册资金1亿元人民币。

目前我国人工智能、汽车电子、物联网、5G等现代科技行业的发展都离不开集成电路的支持，换言之，集成电路是目前我国科技发展的核心零部件，因此我国政府高度重视集成电路的发展，出台了多项政策支持集成电路行业。尤其是在经济发达的长三角和泛珠三角区域，上海、广东等城市拥有强大的经济和人才优势，在“十四五”期间形成了集成电路集群化发展的趋势。

1、集成电路渗透到我国各个行业

集成电路是我国科技发展的重要组成部分，也是我国各行各业实现智能化、数字化的基础。目前我国集成电路渗透到我国各个行业，例如工业机器人、5G网络建设、汽车电子以及计算机等重要科技领域，可以说集成电路是我国科技发展的基石，集成电路技术发展到位，我国才能够在科技领域不受制于人。

2、我国集成电路行业依赖进口较为严重

目前集成电路已渗透到我国各个行业，对于我国科技、工业等领域发展显得尤为重要，但因集成电路行业具有较高的技术壁垒，我国目前尚未完全突破技术壁垒，因此在7nm等精度较高的集成电路领域，我国仍需要进口。换言之，在关键技术领域，我国集成电路依赖进口较为严重。

2017-2020年，我集成电路进出口数量均呈现上升趋势，且进出口逆差也在不断扩大。根据海关总署数据显示，2020年中国共进口集成电路5431亿个，较2019年增加985亿个;出口集成电路2596亿个，较2019年增加411个，贸易逆差为2835亿个。2021年1-2月，我国累计进口集成电路963亿个;出口集成电路468亿个，贸易逆差为495亿个。

3、多项规划指明集成电路发展方向

在《中国制造2025》中针对集成电路产业的市场规模、产能规模等提出了具体的量化目标，同时在全国两会发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中也提到在事关国家安全和发展全局的基础核心领域，制定实施战略性科学计划和科学工程。瞄准人工智能、量子信息、集成电路等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

从国家急迫需要和长远需求出发，集中优势资源攻关关键元器件零部件和基础材料等领域关键核心技术。支持北京、上海、粤港澳大湾区形成国际科技创新中心，建设北京怀柔、上海张江、大湾区、安徽合肥综合性国家科学中心，支持有条件的地方建设区域科技创新中心。

3、政策规划下我国集成电路市场规模不断提升

在我国政策的促进下，我国集成电路行业主要代表企业不断突破技术壁垒，促进我国集成电路行业的发展，其中，中芯国际已能够生产n+1 nm的集成电路，虽不能完全替代7nm的芯片，但也能在短时间内解决我国机场电路短缺的问题。

根据中国半导体行业协会数据显示，2015-2020年我国集成电路市场规模呈逐年增加趋势。2020年我国集成电路市场规模为8848亿元，较2019年增加17.00%。

4、“十四五”期间各省份出台规划促进集成电路发展

目前长三角地区的安徽省、江苏省、上海市，泛珠三角地区的江西省、福建省、广东省、四川省均对“十四五”期间，集成电路的发展做出了明确的目标规划，形成了较为明确的集群化发展，除此之外，湖北省、重庆市以及山西省也针对“十四五”期间集成电路的发展做出了明确的目标规划。

综合来看，集成电路行业的发展对于我国工业智能化、5G网络、汽车电子、计算机等关键领域的发展起着至关重要的作用，但目前由于我国尚未完全突破集成电路的技术壁垒，到至我国对集成电路的进口依赖较为明显，未来在《中国智造2025》以及《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》的支持下，我国集成电路的发展会越来越好。

除国家层面外，我国经济较为发达的省份也在不停的摸索集成电路的发展，目前在长三角和泛珠三角地区已形成了集成电路发展的集群效应。

—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国集成电路行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》