國內(nèi)外集成電路技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及問題

1、«集成電路技術(shù)已經(jīng)進入納米時代，世界上多條90nm /12英寸的生產(chǎn)線已進入規(guī)?；a(chǎn);65nm的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)基本成型，采用65nm技術(shù)的產(chǎn)品已經(jīng)出產(chǎn)。集成電路設(shè)計技術(shù)中，EDA工具已成為必備基礎(chǔ)手段，一系列設(shè)計方法學(xué)的研究成果 在其中得以體現(xiàn)并在產(chǎn)品設(shè)計過程中發(fā)揮作用，IP核復(fù)用技術(shù)已被廣泛應(yīng)用，相關(guān)產(chǎn)業(yè)即將成熟，系統(tǒng)級芯片(SOC)的設(shè)計思想在實際應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用，并處于逐漸豐富和完善 之中：芯片制造技術(shù)得益于光刻技術(shù)、SOI(Silicon on Insulator)技術(shù)、銅互連等技術(shù)的突破，目前已經(jīng)達到90nm的水平并且正向65nm工藝節(jié)點前進I封裝技術(shù)中，封裝形式的主流已

2、 經(jīng)轉(zhuǎn)變，新型封裝技術(shù)的應(yīng)用正在增多，以Sp(System in Package)封裝為代表的下一代封裝形式已經(jīng)出現(xiàn)，封裝與組裝的界限已經(jīng)變得模糊：測試技術(shù)從相關(guān)領(lǐng)域中的分離已經(jīng)成為定局，測試系統(tǒng)向高速、多管腳、多器件并行同測、SOC測試的方向發(fā)展明確。集成電路設(shè)計技術(shù)隨著工藝技術(shù)水平的不斷提高，早期的人工設(shè)計已逐步被計算機輔助設(shè)計(CAD)所取代,目前已進入超超大規(guī)模集成電路設(shè)計和SOC設(shè)計階段。在集成電路設(shè)計技術(shù)中最重要的設(shè)計方法、EDA工具及IP核三個方面都有新的發(fā)展：半定制正向設(shè)計成為世界集成電路設(shè)計的主流技術(shù)，而全定制一般應(yīng)用在CPU(Ce ntralProcess Un it)等設(shè)

3、計要求較高的產(chǎn)品中，逆向設(shè)計多應(yīng)用于特定的集成電路設(shè)計過程中，當 今世界領(lǐng)先的EDA工具基本掌握在世界專業(yè)EDA公司手中，如益華計算機 (Cadenee)、新思科技(Synopsys)、明導(dǎo)科技(Mentor Graphics)和近年發(fā)展迅猛的邁格瑪 (Magma)，它們的世 界市場占有率高達 60%以上，世界上IP專營公司日見增多，目前自主開發(fā)和經(jīng)營IP核的公 司有英國的ARM和美國的DeSOC等，世界IP核產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模。在我國，近年來集成電路設(shè)計業(yè)得到了長足發(fā)展，大唐微電子、杭州士蘭、珠海炬力、 華大等專業(yè)設(shè)計公司已經(jīng)嶄露頭角，年銷售額已經(jīng)達到幾億元人民幣。其設(shè)計能力達到 0.25-0

4、.18m,高端設(shè)計達到 0.13卩m。我國集成電路設(shè)計已從逆向設(shè)計過渡到正向設(shè)計， 全定制的設(shè)計方法也在某些電路設(shè)計中得到體現(xiàn)。但值得指出的是，我國集成電路設(shè)計公司基本上都是依賴國際先進的設(shè)計工具。在EDA工具方面，華大集成電路設(shè)計中心足我國大陸唯一研發(fā)EDA工具的科研機構(gòu)。該設(shè)計中心已經(jīng)成功開發(fā)出全套EDA工具軟件包一一熊貓九天系列 (Zeni系列)。雖然我國在EDA工具研發(fā)方面取得了一定的成績，但產(chǎn)品仍未達到普及的水平，還不能與世界頂尖 廠家在高層次、高水平上競爭。在IP核方面，我國IP核技術(shù)的發(fā)展相對落后，研發(fā)總量不大，未能形成規(guī)模市場，而 且還存在著接口標準不統(tǒng)一、復(fù)用機制不健全以及知

5、識產(chǎn)權(quán)保護力度不夠等問題，加之國際大型IP公司紛紛以各種合作的方式向國內(nèi)企業(yè)以低價甚至免費方式授權(quán)使用其IP核產(chǎn)品，對我國IP核產(chǎn)品的市場化形成非常大的阻力。集成電路芯片制造技術(shù)當前，國際先進的集成電路芯片加工水平已經(jīng)進入90nm/12英寸，而且正向65nm水平前進，65nm以下設(shè)備已逐步進入實用，4522nm設(shè)備和技術(shù)正在開發(fā)當中。在芯片制造技術(shù)領(lǐng)域的一個顯著特點是，集成電路工藝與設(shè)備的結(jié)合更為緊密，芯片制造共性工藝技術(shù)的開發(fā)越來越多地由設(shè)備制造商來承擔。目前，設(shè)備制造商的職責已經(jīng)從單純地提供硬件設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榧纫峁┯布O(shè)備又要提供軟件(含工藝菜單)、工藝控制及工藝集成等服務(wù)的總體解決方案，芯

6、片制造技術(shù)越來越多地融入設(shè)備之中。我國集成電路芯片制造技術(shù)水平與世界先進水平相差巨大。近年在全球市場興旺發(fā)展大潮的帶動下，我國集成電路產(chǎn)業(yè)投資加大，國際合作的大環(huán)境促進了產(chǎn)業(yè)從境外向我國大陸轉(zhuǎn)移，中芯國際、上海華虹NEC等大型芯片制造企業(yè)已經(jīng)具備大規(guī)模集成電路的生產(chǎn)能力。 目前，我國8英寸晶片制造產(chǎn)能快速擴充，主流制造工藝水平為0.18卩m。雖然我國集成電路芯片制造業(yè)近年來大規(guī)模發(fā)展，但不容忽視的是，生產(chǎn)過程中所用到的設(shè)備基本都是從國外進口。以光刻機為例，我國集成電路生產(chǎn)線中的光刻機基本都足從歐美和日本進口，尤其是 0.5卩m以下的光刻機百分之百都來自國外?？上驳氖?，在“十五” 計劃期間，國家

7、安排了集成電路專用設(shè)備重大科研專項，包括100nm分辨率集成電路光刻機、等離子刻蝕機和大傾角離子注入機，目前相關(guān)設(shè)備的研究已經(jīng)取得成果，等離子刻蝕機、大角度離子注入機已完成項目驗收，并被中芯國際批量采購。集成電路封裝技術(shù)集成電路封裝技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在封裝方式上。最早的集成電路封裝技術(shù)起源于半導(dǎo)體器件封裝技術(shù)，封裝方式足TO型(禮帽型)金屬殼和扁平長方形陶瓷殼，時至今日，封裝方式已經(jīng)發(fā)展到幾大類和若干小類，包括：(1)直插式：單列直插(SIP)、雙列直插式(DIP),引線芯片載體：弓I線陶瓷芯片載體(LCCC)、塑料有引線芯片載體(PLCC) , (3)四方型扁平封裝(QFP):薄型QFP(T

8、QFP)等，(4)小外形封裝(SOP): J型引腳小外型封裝(SOJ)、薄小外 形封裝(TSOP)等，(5)陣列式封裝：針柵陣列(PGA)、球柵陣列(BGA)、柱柵陣列(CGA)等。進入21世紀以來，新型的封裝方式不斷出現(xiàn)，其中以芯片級封裝(Chip SizePackage,CSP)、多芯片/三維立體封裝 (MultiChipPackaging , MCP /3D Packaging , 3D)、晶片級封 裝(Wafer Level Packaging , WLP)等幾項新型封裝技術(shù)最為引人矚目，這幾種新型的封裝方 式代表著當今封裝技術(shù)的最先進水平。CSP是一種封裝體尺寸最接近裸芯片尺寸的小型

9、封裝，目前CSP技術(shù)已趨于成熟，被眾多的產(chǎn)品所選用。WLP技術(shù)是在芯片制造工序完成后，直接對晶片利用半導(dǎo)體工藝進行后續(xù)封裝，而后再切割分離成單個器件。使用這種封裝方式， 可以提供相當于芯片尺寸大小的小型組件。三維立體封裝是指在垂直于芯片表面的方向上堆疊、互連兩片以上裸芯片的封裝方式，其空間占用小，電性能穩(wěn)定。目前，采用三、四或五 層裸芯片構(gòu)成的堆疊式存儲器產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)。除此之外，諸如系統(tǒng)級封裝(System in Package,SIP)等下一代封裝技術(shù)也由專家和研發(fā)機構(gòu)提出，相關(guān)的基礎(chǔ)研究已經(jīng)開展。每一代封裝技術(shù)的產(chǎn)生和推廣，均有相應(yīng)的加工設(shè)備作支撐，目前國際上各類先進封裝設(shè)備在封裝方式、

10、封裝速度和封裝可靠性等方面均可滿足大規(guī)模、快變化的工業(yè)生產(chǎn)需要，而且大有向?qū)I(yè)設(shè)備寡頭化發(fā)展的趨勢。近些年來，我國在集成電路封裝設(shè)備方面的開發(fā)和設(shè)備國產(chǎn)化方面有了一定的進展，典型設(shè)備包括；銅陵三佳公司研制的集成電路塑封模具、塑封壓機，振華集團建新分公司研制的塑封壓機，中電集團 45所研制的全自動引線鍵合機和全自動芯片鍵合機等。經(jīng)過多年的 努力，國內(nèi)一些單位在某些單臺集成電路專用設(shè)備研發(fā)上填補了我國在封裝設(shè)備領(lǐng)域的空白， 但無論從設(shè)備先進性和整體規(guī)模方面，距離滿足大工業(yè)化生產(chǎn)的要求還有很大的差距，距離世界先進設(shè)備的水平，相差更遠，而且國內(nèi)封裝技術(shù)發(fā)展速度明顯變緩。我國國內(nèi)的集成電路封裝大廠基本是合資或獨資企業(yè)，所擁有的封裝技術(shù)基本來自國外。集成電路測試技術(shù)測試技術(shù)的進步主要體現(xiàn)在測試設(shè)備的發(fā)展上，測試設(shè)備從測試小規(guī)模集成電路發(fā)展到測試中規(guī)模、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，設(shè)備水平從測試儀發(fā)展到大規(guī)模測試系統(tǒng)?，F(xiàn)今測試系統(tǒng)已向高速、多管腳、多器件并行同測和SOC測試的方向發(fā)展。世界先進的測試設(shè)備技術(shù)，基本掌握在美國、日本等專業(yè)測試設(shè)備生產(chǎn)廠家手中，如美國泰瑞達(TERADYNE)、安捷倫(Agilent Technologies)公