半导体小知识教学提纲.docx
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半导体小知识教学提纲
半导体小知识
OEM（OriginalEquipmentManufacturer,贴牌生产或原始设备制造商）原指由采购方提供设备和技术，由制造方提供人力和场地，采购方负责销售，制造方负责生产的一种现代流行的生产方式。
但是，目前大多采用由采购方提供品牌和授权，由制造方生产贴有该品牌产品的方式。
台湾早已成为全球PC机最大的OEM基地，印度亦是通过OEM方式成为世界最大的计算机软件出口国。
在IT业，从技术到零部件到软件的功能模块，谁是全能？
康柏总裁菲费尔谈到这个问题时说：
"用最直接的方式赚钱！
"，并公开表示要省去那些所谓的资产（厂房、设备、办公楼等）带来的负担。
甚至有人称：
OEM造就整个IT产业！
美国耐克公司，其年销售收入高达20亿美元，自己却没有一家生产工厂，只专注研究、设计及行销，产品全部采用OEM方式，成为目前世界上OEM经营的成功典范。
半导体行业产品种类繁多，被广泛运用于各行各业。
产品主要包括集成电路、分立器件、光电子器件和传感器四个大类。
其中，集成电路为整个半导体产业核心，可以进一步分为微处理器、逻辑IC、存储器、模拟电路四个子领域。
2013年全球集成电路、分立器件、光电子器件、传感器市场规模分别为2507亿、182亿、275亿和80亿美元，占比分别为82%、6%、9%和3%。
在集成电路行业中，微处理器、逻辑IC、存储器、模拟电路市场规模分别为587亿、848亿、673亿和399亿美元，分别占半导体行业的19%、28%、22%和13%。
从半导体整条产业链来看，上游IP供应和IC设计两个环节技术壁垒最高，半导体设备和晶圆制造环节技术壁垒次之，封测行业在产业链上相对最低。
IP供应龙头ARM和Fables
【IDM整合元件制造商（IntegratedDeviceManufacturer）Fabless是SIC（半导体集成电路）行业中无生产线设计公司的简称】、
IC设计龙头高通每年研发费用占收入比重分别高达30%和20%;
半导体设备龙头ASML【ASML的主要产品是用来生产大规模集成电路的核心设备光刻机（Stepper）】
Foundry龙头台积电每年研发费用率则分别为11%和8%【。
晶圆越大，同一圆片上可生产的IC就越多，可降低成本；但对材料技术和生产技术的要求更高。
一般认为硅晶圆的直径越大，代表着这座晶圆厂有更好的技术】
而封测龙头日月光每年的研发费用占收入比例仅为4%左右
半导体封测技术的演进主要体现在两个维度：
一是IC的I/O引脚数不断增多，二是IC的内核面积与封装面积之比越来越高。
最初的DIP（双列直插式封装）芯片封装技术I/O引脚数量很少，一般不超过100个，Intel早期的CPU都采用DIP封装。
而到了BGA（球形触点陈列）封装技术不仅大大增加了芯片的I/O引脚数，可以达到1000个，还提高了引脚之间的间距，能够提高最终产品生产的良率，Intel集成度很高的CPUPentium、PentiumPro、PentiumⅡ都选择这一技术。
当芯片制程来到40nm及以下时，传统的WireBonding和FlipChip技术难以实现芯片与外部的连接。
而CopperBumping技术则能将原来100-200um的Pitch降低到50-100um的Pitch，成为了先进制程的唯一选择，也是全球封测大厂必争之
展讯和锐迪科是中国本土最优秀的两家IC设计厂商，展讯在TD-SCDMA基带芯片技术领先，锐迪科则在射频IC上有优势。
据中国半导体协会统计，2012年展讯和锐迪科分别以43.8亿元和24.6亿元排在中国十大IC设计厂商中第2位和第3位。
展讯和锐迪科分别于2007年和2010年在美国纳斯达克上市公司。
在极高的资本壁垒和技术壁垒双重作用下，全球晶圆代工行业已经形成寡头垄断格局。
行业龙头台积电2013年营收为199亿美元，占据晶圆代工行业半壁江山，市占率高达46%。
全球其他主要代工厂还有GlobalFoundries、联电、三星半导体、中芯国际等厂商，前五大厂商合计市占率高达79%。
以华为海思最近发布的Kirin920芯片为例，该芯片才首次采用28nm制程。
而联发科在2013年3月发布的MT6572就已经开始采用28nm制程，高通最新发布的骁龙810/808更是采用了下一代20nm制程。
中国大陆制造环节发展的滞后也直接影响了IC设计环节的发展，使得本土IC厂商与世界龙头IC厂商竞争不再同一条起跑线上
随着制程的缩小和晶圆尺寸的增大，晶圆制造厂投资金额呈指数式增长。
8英寸工厂需要10亿美元，12英寸工厂需要25亿-30亿美元，未来到18英寸工厂投资额将高达100亿-120亿美元，这将是大部分晶圆厂无法承受的金额。
我们认为，为支持国内集成电路产业的发展，国家将给予中芯国际更多政策和资金方面的支持。
去年，中芯国际在北京政府的大力支持之下与中关村[-2.49%资金研报]发展集团和北京工业发展投资管理有限公司合资成立中芯北方集成电路制造（北京）有限公司，注册资本12亿美元，中芯国际占55%。
预计到今年年底，中芯国际北京和深圳Fab都将投产，产能将分别达到6k/月和10k/月。
IP（IntellectualProperty）就是常说的知识产权。
美国Dataquest咨询公司将半导体产业的IP定义为用于ASIC（专用集成电路）、ASSP（专用标准产品）、PLD（可编辑逻辑器件）等当中，并且是预先设计好的电路功能模块。
软IP、固IP和硬IP。
软IP用计算机高级语言的形式描述功能块的行为，但是并不涉及用什么电路和电路元件实现这些行为。
软IP的最终产品基本上与通常的应用软件大同小异，开发过程与应用软件也十分相象，只是所需的开发软、硬件环境，尤其工具软件要昂贵很多。
软IP的设计周期短，设计投入少，由于不涉及物理实现，为后续设计留有很大的发挥空间，增大了IP的灵活性和适应性。
当然软IP的一个不可避免的弱点是：
会有一定比例的后续工序无法适应软IP设计，从而造成一定程度的软IP修正。
固IP是完成了综合的功能块，有较大的设计深度，以网表的形式提交客户使用。
如果客户与固IP使用同一个生产线的单元库，IP的成功率会比较高。
硬IP提供设计的最终阶段产品：
掩膜。
随着设计深度的提高，后续工序所需要做的事情就越少，当然，灵活性也就越少。
不同的客户可以根据自己的需要订购不同的IP产品
目前自主开发和经营IP核的公司有英国的ARM（AdvancedRISCMachine）、Amphion已经美国的DeSOC等。
以ARM公司为例，从1985年设计开发出第一块RISC处理器IP模块，到1990年首次将其IP专利权转让给Apple公
2013, 半导体, 中国, 事件, 产业
点评：
集成电路产业作为信息技术时代一个国家核心竞争力的体现，对经济发展和国家安全的重要性自不必多言。
而这次新一届领导人把集成电路产业上升到国家战略，成立领导小组来支持这个产业，绝对是恰逢其时、雪中送炭。
中国的集成电路产业发展到了快速成长、亟需营养的青年时期。
但放眼全球，危机却步步逼来：
全球集成电路产业进入了寡头竞争，新的上下游的“合纵连横”正在形成，领先的设备公司、制造公司和设计公司之间的虚拟联盟正在形成，原本开放的产业形态正在发生根本性地变换。
二.澜起科技引领中国芯片公司重启海外上市路
事件：
9月26日澜起科技在纳斯达克上市，这是三年来唯一在美国上市的芯片公司。
在澜起股价强势上涨的利好下，敦泰科技与11月8日、矽力杰与12月12日在台湾成功上市。
点评：
在中概股表现不好，众多公司私有化的背景下，能够敢于“走出去”更值得提倡。
澜起科技在纳斯达克的上市以及后续优秀业绩和优良股市的表现，不仅给中国芯片概念股在国际市场打了一针强心剂，也给后续中概股在美国股市的上市融资起到了至关重要的作用。
澜起科技是国内少有的“在国际，为国际”国际化芯片公司：
国际化的管理团队；国际化的产品市场（尤其是作为全球少数几家在云计算数据中心领域掌握关键技术的芯片公司）；国际一流的财务数据：
澜起科技2013年第三季度毛利率为63.7%，运营利润率为28.8%！
这是中国唯一在净利润率排进全球前十五名的芯片公司；上市以来，股价较发行价最高曾经上涨96.9%。
。
三.展讯进入十亿美元俱乐部，成为首家销售额过十亿美元的设计公司，引领中国芯片公司在手机领域全面开花
事件：
11月12日，展讯发布2013年第三季度财报：
总营收为2.933亿美元；净利润为3570万美元，比去年同期增长53.4%。
预估2013年全年销售额将超过10亿美元。
成为大陆第一家销售额超过10亿美元的芯片设计公司。
点评：
与海思的销售额主要来自母公司华为，支撑也主要依靠母公司，并且手机芯片也主要供给母公司的封闭模式不同，展讯的销售额完全来自纯市场定价的的开放市场，并且芯片出货量和扶持的产业链上的企业也远多于海思。
（中国市场广阔，需要探讨多种模式的发展路径，海思的封闭模式也是一种值得鼓励的发展方式：
海思走多远，就看华为走多远。
期待海思这种特殊的发展模式能为中国集成电路产业发展探寻一条新的路径。
）2013年是展讯“量”与“质”双丰收的一年：
主芯片出货超过3.2亿颗，仅次于高通和联发科，成为全球第三大手机主芯片供应商；智能手机主芯片出货超过1.2亿颗，占全球17%的市场份额；而TD主芯片出货接近1亿颗，超过60%的市占率。
在“质”上，展讯在今年更是和紫光强强联手，为公司未来进一步跨越式发展奠定了坚实的基础。
有形的数字背后是对产业链巨大的无形带动：
展讯与中芯国际、长电科技、通富微电等国内代工、封测厂紧密合作，实现了先进工艺在国内的大规模生产与封装；随着展讯主芯片不断地攻城拔寨，国内众多中小周边芯片公司的配套产品也通过和展讯方案的紧密配合“飞入寻常百姓家”。
整个2013年，中国的芯片公司在手机市场取得了非凡的成就：
前十大芯片设计公司中有六家（展讯、海思、锐迪科、格科、敦泰和兆易创新）主要面向手机市场；而像集创北方、博通集成电路、中科汉天下和卓盛等围绕手机周边芯片的中小公司也是成绩喜人。
重邮信科也获得了三星风投、华犇电子信息投资创业基金、凌阳科技等公司的战略性投资。
并与三星半导体合作完成了两款芯片，向海尔等品牌厂家推出了四核智能手机的完整解决方案。
众多“中国芯”也随着中国的手机“冲出亚洲，走向世界”，组成了一道靓丽的风景线！
四.国内资本积极介入集成电路产业:
紫光重磅收购，加快产业整合，推动产业发展
事件：
6月20日清华紫光集团向展讯发出收购要约；7月12日紫光和展讯联合宣布，双方已达成最终的合并协议，收购总价为17.8亿美元。
而这样的案例并不是唯一：
1月16日台湾威盛宣布将与上海联和投资公司共同设立资本额达2.5亿美元的合资公司；锐迪科微电子分别在9月27日收到上海浦东科技投资和11月6日收到紫光的收购要约。
同时也应该看到，“并购”仅仅是万里长征第一步，中国的集成电路产业要立足于世界，还有太多的雄关要跨越。
毕竟中国的芯片产业在全球来看还是“小荷才露尖尖角”。
喧嚣过去时，尘埃落定日，当是中国芯片产业“自强”的真正开始。
五.中芯国际连续六个季度盈利，引领中国Foundry产业创新高
事件：
10月22日，中芯国际发布2013年第三季度财报：
销售额为5.343亿美元，同比增长15.8%；净利润4250万美元，同比增长2.5倍，连续六个季度获得盈利。
2013年是中芯国际多方面成功的一年：
管理层面上团队继续优化与补全；战略层面上与北京成立合资公司，启动总投资高达35.9亿美元的中芯北京二期项目；资本层面上中芯的股价（港股）全年上涨55.26%，并且在11月7日成功发行2亿美元可换股债券；技术层面全年实现先进技术与特色工艺的双丰收：
40纳米在第三季度销售额中占15.7%,而特色产品的销售额，2013年第三季度比2012年第三季度增长超过50%；业务层面上预估2013年中芯国际将会第一次实现连续两年盈利，并且销售额、毛利和净利都将再创历史新高。
同样中国Foundry在2013年也全面进步：
华力微电子的55纳米工艺开始量产；华虹和宏力半导体完成整合；先进半导体积极定位中国市场，中国客户的销售额创历史新高。
中芯作为大陆最大的半导体公司、最大的Foundry厂，它的发展对中国半导体绝对是“一枝一叶总关情”，同样带给业界的贡献绝不应该仅仅是晶圆生产、销售额和技术发展等看得见的层面。
事实上，在中国半导体产业大发展的新时代，管理层的选择、战略定位的分析、“长期规划”与“短期规划”的平衡，都非常值得深思。
中芯国际“凤凰涅槃”的经验绝对值得业界深思与借鉴。
六.资本青睐，股市飘红，中国集成电路设计产业一片红
点评：
资本市场对中国设计公司的青睐，是有多层次原因的：
从国家领导人的高度重视带来的政策憧憬，到“斯诺登事件”和“监听门”带来的对国家自主安全的反思，以及国家每年进口芯片接近2000亿美元这个“中国芯痛”带来的进口替代的空间，乃至“产业升级”和“创新驱动”背景下中国高科技企业的发奋图强。
“中国芯”的进步和未来给了我们太多的期待。
七.多家中概股被私有化：
展讯引领中国芯片公司“回家”
事件：
12月16日展讯宣布被紫光收购之交易得到了中国监管部门的批准；12月24日展讯下市，变成一家私有化公司；9月25日美新半导体下市；锐迪科微电子分别在9月27日和11月6日收到浦东科投与清华紫光的私有化要约。
点评：
如果说澜起科技去美国上市是“走出去”的话，那么展讯的私有化则是“回家”。
八.合肥、天津、无锡等地相继推出集成电路产业发展规划，众多城市争当中国半导体产业发展第二梯队领头羊
；12月18日国内穿戴式市场芯片龙头和国内CPU龙头公司北京君正发布公告：
投资1.4亿在合肥成立全资子公司；2014年1月13日，包括展讯通信、兆易创新、北京君正、大唐电信等多个领域龙头在内的十五家芯片公司集体签约合肥；按照中国集成电路设计协会的统计，天津则成为2013年芯片设计销售额增长最快的城市。
随着产业转移，中国的集成电路产业逐渐进入后“京沪深”时代。
合肥、天津、无锡等地将积极争当中国半导体产业发展第二梯队的领头羊。
而从上到下的高度重视、自下而上的专业服务，制订专业的产业发展规划，拥有深刻的产业理解，则是胜出的关键之匙。
九.中微、新阳等公司产品进入世界一线大厂量产：
国产设备和材料产业大丰收
事件：
2013年8月，上海新阳半导体材料股份有限公司的超纯铜电镀液产品百分之百切换进中芯国际上海8寸厂中央供液系统，并被认定为该厂超纯铜电镀材料Baseline（基准材料）产品。
至此，国内诞生了第一款8寸晶圆制程工艺材料Baseline产品，打破了国际半导体材料巨头企业的长期垄断，国产高端半导体材料正式进入90纳米以上技术节点。
而安集微电子和江丰等公司在各自领域也均取得了长足的进步。
在材料产业喜报频传的同时，设备产业也取得骄人成绩：
2013年中微半导体的设备订单比2012年增加了一倍，截至2013年年底，中微半导体已有多个等离子体刻蚀设备产品的240个反应台，在20多个国内外先进的芯片生产线实现量产。
在国内高端介质刻蚀设备市场达到30%以上的市场占有率，在先进封装硅通孔刻蚀超过了50%的市场占有率。
在台湾的一流生产线上已超过100台进入量产，包括40纳米到28纳米量产。
在韩国先进生产线最关键的20纳米前端接触孔刻蚀上，已实现每月3万片以上晶圆的量产，并在15纳米接触孔刻蚀的研发上，超过美国设备，成为下一代的首选设备；盛美半导体2013年销售海力士三台12寸清洗设备，获得台湾合晶，长电先进等其他客户多台量产订单，全年销售额接近一亿人民币，较2012年成长接近500%，并且首次实现全年盈利；而睿励科学仪器的光学测量设备也开始了在12寸生产线销售。
这是我国半导体材料和设备企业，第一次实现在国际和国内先进芯片生产线大规模量产的记录。
点评：
长久以来，设备和材料产业一直处在被遗忘的角落，之所以“这里的黎明静悄悄”，除了处在产业链的上游之外，更主要的原因在于技术门槛、专利壁垒和量产难度非常高，长久都被海外少数几家巨头垄断。
随着以中微半导体、上海新阳半导体为代表的国内设备和材料企业成功打破国际巨头垄断，进入国际市场，标志着我国本土半导体设备和材料产业取得质的突破，正式踏进新时代。
随着半导体进入纳米时代，设备越来越成为芯片产业的关键，其中最难的是光刻和离子体刻蚀；而材料则成为生产中的石油，在生产中发挥着越来越重要的作用。
“工欲善其事，必先利其器”，材料和设备产业作为能够快速配合半导体制造实现成本控制、工艺提高的环节，对我国半导体产业的优化与提升有着极其重要的意义；而同样，在国际半导体材料和设备工业高度垄断和集中的情况下（国际上每种领域只有两三家存在），国产厂家的“大丰收”不仅仅打破了国际上的垄断，并且在使国际竞争对手快速降价，以及帮助中国半导体制造业建立全线可掌控的综合竞争力上起到了极其重要的作用。
十.瑞芯、全志和晶晨等“平板三杰”引领中国应用处理器芯片公司笑傲全球平板市场
事件：
2013年，瑞芯、全志和晶晨等应用处理器芯片公司发布多款领先产品，因事件众多，统一算为2013年的现象级事件。
点评：
后PC时代，手机和平板电脑市场顺理成章成为全球芯片巨头竞相逐鹿的主战场。
如果说手机领域是展讯、联发科和海思等中国公司共抗高通的话，那么在平板领域，绝对是中国公司笑傲江湖。
第一梯队的瑞芯、全志和晶晨这“平板三杰”和第二梯队的君正、新岸线、炬力、盈方微等中国公司在2013年主芯片出货就接近1.2亿颗。
市占率超过全球一半，而在非苹果系的平板电脑市场更是占据绝对优势地位。
2013年上半年全志一马当先，下半年瑞芯则重回平板之王，而晶晨则在OTT市场独领风骚。
“平板三杰”中的瑞芯微是少有的被国际公司高度关注的中国公司：
作为一个中国公司，能够创造市场、引领市场，而不是靠价格战去低价竞争，瑞芯微算是中国公司的一个另类。
头顶“平板之王”的名号，瑞芯微在2013年以及今年CES上发布的多款产品引起了国际品牌的青睐。
无近虑则有远忧，中国平板公司的丰收年是盛宴的开启，还是最后的晚餐？
这是一个严峻的问题。
从长远来看，应用处理器公司面临着没有通信芯片的威胁，而联发科和展讯等通信芯片公司已经杀入平板市场，“挟通信以令平板”，并取得良好成绩。
有“通信”转“平板”是顺水推舟，而仅有“平板”想转“通信”却是相反；与此同时，与通信芯片开始寡头竞争相比，应用处理器公司还是乱战一团，缺乏整合。
期待瑞芯和全志等公司能够引领处理器领域的大整合。
结尾
今年花胜去年红，更喜明年花更好。
作为产业人，也许你错过了美国芯片业的传奇，但却会亲眼见证中国半导体的辉煌。
如果你又是中国产业人，那么我们将以生逢其时为幸，以乐（做）在其中为荣。
就让我们在这个“荣幸”的时代用我们的中国心托起产业的中国芯！
MSI（中型集成电路），晶体管数100~1,000
LSI（大规模集成电路），晶体管数1,000~10,0000
VLSI（超大规模集成电路），晶体管数100,000~
7什么是IP核
IP核是具有复杂系统功能的能够独立出售的VISI块
集成电路设计从晶体管的集成发展到逻辑门的集成，现在又发展到IP的集成，即SoC（System-on-a-Chip）设计技术。
SoC可以有效地降低电子/信息系统产品的开发成本，缩短
SoC的特征：
实现复杂系统功能的VLSI；采用超深亚微米工艺技术；
使用一个以上嵌入式CPU/数字信号处理器（DSP）；
外部可以对芯片进行编程；
开发周期，提高产品的竞争力，是未来工业界将采用的最主要的产品开发方式。
CSIA发布2013年中国半导体十大集成电路设计企业
1）深圳海思半导体有限公司
2）展讯通讯有限公司
3）锐迪科微电子（上海）有限公司
4）中国华大集成电路设计集团有限公司
5）杭州士兰微电子股份有限公司
6）格科微电子（上海）有限公司
7）联芯科技有限公司
8）杭州国微科技有限公司
9）北京中星微电子有限公司
10）北京中电华大电子设计有限责任公司
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