全面解讀集成電路產業鏈及相關技術

　　集成電路產業化過程

　　IC產業化初期主要用于航天和軍事，美國阿波羅11號登月成功和兩次海灣戰爭是IC應用于航天和軍事最成功的案例，1980年IBM研制出第一代商用化PC，IC在民用電子領域的發展逐漸加速，其發展過程主要經歷了三次重要的變革，每次變革主要是因為單一公司的資本支出或技術無法支撐IC產業進一步發展，在此過程中，行業內公司的經營模式變得多樣化，新的廠商的進入也導致整個行業發生結構性變化。

　　集成電路產業垂直分工歷程

　　第一次變革——電腦元件的標準化。1960年至1970年，系統廠商包辦了所有的設計和制造，隨著電腦的功能要求越來越多，整個設計過程耗時較長，使得部分系統廠商產品推出時便已落伍，因此，有許多廠商開始將使用的硬件標準化，1970年左右，微處理器、存儲器和其他小型IC元件逐漸標準化，也由此開始區分系統公司與專業集成電路制造公司。

　　第二次變革——ASIC(特殊應用集成電路)技術的誕生。雖然有部分集成電路標準化，但在整個電腦系統中仍有不少獨立IC，過多的IC使得運行效率不如預期，ASIC技術應運而生，同時系統工程師可以直接利用邏輯門元件資料庫設計IC，不必了解晶體管線路設計的細節部分，設計觀念上的改變使得專職設計的Fabless公司出現，專業晶圓代工廠Foundry的出現填補了Fabless公司需要的產能。

　　第三次變革——IP(集成電路設計知識產權模塊)的興起。由于半導體制程的持續收縮，使得單一晶片上的集成度提高，如此一來，只是用ASIC技術，很難適時推出產品，此時IP概念興起，IP即將具有某種特定功能的電路固定化，當IC設計需要用到這項功能時，可以直接使用這部分電路，隨之而來的是專業的IP與設計服務公司的出現。

　　IC多采用單片單晶硅作為半導體基質，并在該基質上構建各種復雜電路。單晶硅材料可由常見的富含二氧化硅的砂石經過提煉獲得，同時，硅元素僅次于氧元素，是地殼中第二豐富的元素，構成地殼總質量的 26.4%。由價格低廉的沙子到性能卓越的芯片，集成電路“點石成金”的制作流程可分為設計、 制造、 封測(封裝和測試) 三個步驟。

　　集成電路芯片生產流程

　　經過提純得到的多晶硅經過高溫熔融，通過拉晶工藝制成純度高達 99.9999999%以上的高純單晶硅晶柱。切割晶柱并通過拋光、研磨等工藝，得到薄而光滑的晶圓，后進行檢測。 按照設計好的電路，對晶圓進行顯影、 摻雜、 蝕刻等復雜的加工處理，分小格，將集成電路“印”在晶圓上。經過晶圓測試后，從晶圓上切割出質量合格的晶塊，后進行封裝。封裝測試通過后，得到可以使用的集成電路芯片。

　　整個 IC 生產技術的提高體現在這三個領域各自的進化，設計端由早期工程師手工設計進化至如今引入了 EDA( 電子設計自動化)技術;制造端體現在晶圓尺寸的增加和集成度的提高;封測端則由芯片層級拓展至系統層級。 下部分也將按該制作流程，介紹每部分技術和市場情況。