集成電路芯片范文
時間:2023-03-28 16:57:14
導語:如何才能寫好一篇集成電路芯片,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
關鍵詞:集成電路芯片;數據手冊;硬件設計;軟件設計;微控制器
中圖分類號:TP39;TN60 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2017)06-00-02
0 引 言
目前電子產品的智能化、微型化乃是大勢所趨,而設計的重點主要為硬件電路設計與軟件程序設計。硬件電路設計必須熟悉集成電路芯片的功能及相應的應用電路,為此我們經常需要閱讀集成電路芯片的數據手冊(Datasheet)。
在項目設計階段的芯片選型、硬件電路設計、軟件程序設計,直至后期的產品系統調試等,都離不開集成電路芯片數據手冊的技術支持。從閱讀集成電路芯片數據手冊的角度來看,數據手冊大致可分為兩大類,一類是不帶有CPU的集成電路芯片,如常用的74HC系列數字電路、功率MOSFET電子器件等;另一類是帶CPU的集成電路芯片-微控制器等,如STM8S系列、ARM Cortex-M4。
如何在最短的時間內根據項目設計的功能要求,選擇并熟悉集成路芯片功能參數、設計硬件原理圖及印制電路板圖,直至最終完成系統調試工作,本文從電子工程師應用的角度,就集成電路芯片數據手冊的快速閱讀內容、方法、建議作歸納總結,供設計者參考。
1 集成電路芯片數據手冊簡介
集成電路芯片數據手冊是集成電路芯片制造商提供的芯片使用手冊,比較詳細地描述產品的特性(Features)、電氣特性(Electrical Characteristics)、引腳功能(Pinout and Pin Description)、典型應用電路(Typical Application Circuit)、封裝尺寸(Package Dimensions)或封裝信息(Package Information)、PCB庫元件封裝參考圖(Soldering Footprint or Recommended Package Footprint)、備用功能映射(Alternate Function Remapping)、通用硬件寄存器映射(General Hardware Register Map)、時序圖(Timing Diagram)、詳細型號說明及訂貨信息(Ordering Information)等,是工程師在電子產品設計、維修等工作過程中查閱最多的文檔資料。
2 集成電路芯片數據手冊的閱讀內容
2.1 閱讀集成電路芯片數據手冊的簡介部分
閱讀集成電路芯片數據手冊(Datasheet)簡介部分的目在于知道這是什么元件,有什么功能,可應用在什么場合。主要包括產品提供商、元器件型號、封裝類型、基本特性或應用場合等內容。概述(General Description),相對而言比較籠統的介紹了芯片的功能;特性(Features) 標注的是基本電氣的性能;應用(Applications)大致了解芯片的用途,可應用在哪些方面等。有些手冊會給出等效原理圖(Schematic Diagram),但只是電路效果相同,并非芯片內部的實際電路,即使按該電路搭建,也無法替代該芯片的使用。
2.2 熟悉元器件的功能框圖、引腳功能描述及注意事項
首先要特別注意元器件的工作電源及引腳編號,若單片機集成電路AT89S52是5 V工作電源,只有一個接地引腳,而目前很多基于ARM Cortex-M0、ARM Contex-M4等微控制器的工作電源為3.3 V,且有多個工作電源VDD引腳與多個接地引腳GND。其次接線圖(Connection Diagram)或引腳描述(Pinout and Pin Description)會告訴讀者引腳的編號、功能,注意選用的芯片封裝,不同的封裝往往編號相同但引腳功能不同。最后功能塊圖(Block Diagram)會描述芯片內部的主要功能模塊,方便使用者進一步熟悉芯片內部的資源;注意事項是指芯片工作所能長期承受的電氣參數及工作環境,超出這一條件芯片便會損壞或無法正常工作。正確理解引腳功能描述是使用芯片、正確設計接口電路并選取正確電路參數的前提。
2.3 電路的設計
閱讀芯片數據手冊的最終目的是使用電子元器件進行電路設計。正確設計電路是應用該電子元器件的前提。所謂電路設計就是在電子元器件的外面添加一些電阻以限流,添加電容進行濾波,添加三極管進行電流放大,添加光電藕合器進行隔離以提高抗干擾或實現電平轉換等,以便電子元器件能夠按照工藝控制要求正常、穩定、長期工作。不僅要查閱數據手冊提供的典型應用電路(Typical Application Circuit)作為參考,還要特別注意制造商提供的應用筆記(Application Note),應用筆記是生產制造商對Data Sheet的延伸和補充,是制造商對芯片使用經驗的總結,提供的參考電路具有非常好的實用效果,若有應用筆記一般會在Data Sheet中加以說明。
2.4 器件的封裝
在進行原理圖設計時,必須確定芯片的封裝,因為不同的封裝其引腳的編號很可能不同,且制作電路板時必須有詳細的尺寸才能建PCB元件庫。封裝尺寸(Package Dimensions)或封裝信息(Package Information)會詳細說明芯片的機械尺寸,主要包括芯片大小、引腳間距、引腳寬度及PCB庫元件封裝參考圖(Soldering Footprint or Recommended Package Footprint)。
2.5 橫向閱讀
通過橫向閱讀可以閱讀不同公司相同產品的數據手冊,因為有的制造商提供的數據手冊比較詳細,而有的則比較簡單,且僅部分制造商會提供應用筆記參考。同時還可以從互聯網上百度芯片的應用案例,并進入知網查閱芯片的相關應用論文,以進一步加深對芯片應用的理解,正確、快速設計出芯片的應用電路。
2.6 元器件的采購
認真閱讀訂貨須知(Ordering Information),主要內容為型號的詳細含義,注意芯片引腳數、芯片封裝、引腳間距、工作溫度范圍、包裝形式等標識,需提供詳細的型號才能采購,同時注意包裝信息,方便現自動貼裝。
2.7 微控制器的閱讀
對于微控制器的閱讀,必須注意內部資源及相關寄存器,具體內容為程序空間及存貯類型、數據空間RAM、掉電保護E2PROM或D_Flash空間、系統振蕩電路及時鐘、定時器/計數器、A/D轉換及D/A轉換、SPI接口、I2C總線、CAN總線、異步通信口UART等。值得注意的是,通用輸入輸出(GPIO)引腳往往是復合多功能引腳,其功能的確定由相關寄存器設置,因此硬件設計必須與軟件設計相結合。此外,從編程的角度出發,還要熟悉編譯系統及程序下載適配器等。
3 快速閱讀集成電路芯片數據手冊方法建議
3.1 閱讀集成電路芯片數據手冊方法
快速閱讀集成電路芯片的數據手冊,建議采用如下步驟:
(1)到芯片制造商官方網站下載數據手冊及芯片應用筆記資料,亦可通過供貨商提供;
(2)正確理解參數的含義,熟悉芯片的相關參數,確認該芯片能否滿足功能需求;
(3)硬件設計時要研究與引腳、功能控制等相關的芯片內部資源;
(4)軟件編程要熟悉相關寄存器;
(5)無需閱讀全文,只需閱讀所要使用的功能部分即可,且需注意所選型號與所提供資源的關系;
(6)注意關連性,如用到定時器時要熟悉系統時鐘,因為定時器的時鐘源來自系統時鐘分頻;
(7)軟件編程時應注意分析并讀懂時序圖,不必閱讀大量的文字說明;
(8)到百度或智庫查閱相關應用性案例作為參考,以節省研究時間,盡快正確使用。
(9)注意結合芯片采購,選中的型號或封裝需能在市場采購到且要考慮供貨時間、價格成本等,尤其對于用量不大的產品設計,更應注意供貨市場的穩定性。
(10)考慮芯片的生命周期,同時盡可能選用小封裝貼片元件,注意其后續的供貨生命周期及需求量,有些元件雖然新,但用戶少,有些元件雖然老但用戶多,典型的如AT89C52芯片。
(11)注意數據手冊中的“note”,重要通知(Important Notice)以及法律責任申明等信息,這也是較好利用芯片的關鍵所在。
3.2 閱讀集成電路芯片數據手冊建議
閱讀芯片數據手冊的目的是為了正確應用芯片。因此對工程師做出如下建議:
(1)平時可以通過選擇兩篇典型的數據手冊,如美國安森美(ON Semiconductor) 的NTD5865NL功率MOSFET管和意法半導體ST的STM8S103微控制器,閱讀研究并積累;
(2)注意提高英文閱讀能力,因為大多數集成電路芯片產自國外;
(3)盡可能找制造廠家的英文版數據手冊閱讀,翻譯的中文數據手冊中往往存在錯誤。
4 結 語
閱讀英文版集成電路芯片數據手冊,在閱讀過程中要將重點內容與所需功能相結合,芯片選型和市場供貨相結合,硬件設計和軟件設計相結合,在閱讀過程中注意查閱并理解參數的正確含義,具備快速閱讀芯片數據手冊的能力,是所有電子工程師必須具備的基本能力,本文僅作一些探討。
參考文獻
[1] Athalye P, Maksimovic D, Erickson R. High-Performance front-end converter for avionics applications[J].IEEE Trans. On Aerospace and Electronic Systems,2003,39(2):462-470.
[2]閆琪,王江,熊小龍.智能車設計“飛思卡爾杯”從入門到精通[M].北京:北京航空航天大學出版社,2014.
[3]劉建,解洪成,張衛國.交互式電子技術手冊的數據來源分析[J].江蘇科技大學學報(自然科學版),2007,21(S1):84-88.
[4]馬沛生.特性數據與數據手冊[J].化學工程,1987,7:9-12.
[5]黃志球,徐丙鳳,闞雙龍,等.嵌入式機載軟件安全性分析標準、方法及工具研究綜述[J].軟件學報,2014,25(2):200-218.
[6] Maithil Pachchigar,Richard Liggiero.獲取數據手冊以外的ADC數據[J].中國集成電路,2015,24(11):40-43.
[7]趙廷弟.安全性設計分析與驗證[M].北京:國防工業出版社,2011.
[8]胡璇,楊春暉,黃茂生,等.航電系統軟件需求知識本體構建及評價[J].計算機工程, 2013,39(3):56-62.
[9]李震,劉斌,陸民燕,等.基于擴展Petri網的除冰軟件安全需求建模和驗證[J].北京航空航天大學學報,2012,38(1):64-68.
[10]崔萌,李宣東,鄭國梁.UML實時活動圖的形式化分析[J].計算機學報,2004, 27(3):339-346.
[11]樊曉光,文奎,張鳳鳴.軟件安全性研究綜述[J].計算機科學,2011,38(5):8-13.
[12]楊仕平,桑楠,熊光澤.安全關鍵軟件的防危性測評技術研究[J].計算機學報,2004,27(4):442-450.
[13]方濱興,陸天波,李超.軟件確保研究進展[J].通信學報,2009,30(2):106-117.
[14]邵津,鄧芳,王千祥.一種基于模型的軟件系統監測方法[J].計算機研究與發展, 2010,47(7):1175-1183.
篇2
關鍵詞:微處理器;程控增益;D/A轉換
中圖分類號:TP301文獻標識碼:A文章編號:1672-7800(2012)012-0031-03
0引言
隨著科學技術的不斷發展,對測試系統提出了一系列新的要求。對微弱前置信號放大電路,有很多新技術。使其向高準確度、多功能、高可靠性和低價格方向發展。
當前,隨著數字化技術的不斷發展,各類測量儀表越來越趨于采取數字化和智能化方向的發展。這些設備一般由前端的傳感器、放大器電路和后端的數據處理電路組成。其中后端數據處理電路通常采用高精度APD 和高速單片機,以保證儀表的精度和速度要求。對于前端電路,由于傳感器輸出信號的幅度和驅動能力均比較微弱,必須加接高精度的測量放大器以滿足后端電路的要求;另一方面,傳感器在不同測試中輸出信號的幅度可能相差很多,傳統的處理方法是對放大器增加手動檔位調節以保證后端的APD 采集輸入端的信號在一定幅度內,從而保證整個儀表的測量精度。
1系統總體方案
本系統由單片機控制電路、程控放大電路、鍵盤電路、顯示電路及其驅動電路組成。通過鍵盤設置增益,顯示器顯示增益實現人機交互功能。其中心思想是通過單片控制運算放大器的輸入電阻從而實現增益可控。
如圖1所示,運算放大器的電壓放大倍數為A=-Rf/Ri。要使增益可變,只要改變Rf或者Ri就可以。設計思路是用DAC0832代替Ri,DAC0832相當于一個R-2R電阻網絡,通過單片機控制其輸入,實現對增益的控制,從而實現控制其放大倍數的目的。
系統的總體框圖如圖2所示。
1.1可控增益放大部分
增益放大電路主要由D/A轉換器DAC0832和寬帶集成運算放大器AD811AN組成。
(1)D/A轉換器DAC0832。DAC0832是8位高分辨率電流輸出型D/A轉換器,芯片內有兩級輸入寄存器,使DAC0832具備雙緩沖、單緩沖和直通3種輸入方式,以便適應各種電路的需要(如要求多路D/A異步輸入、同步轉換等)。D/A轉換結果采用電流形式輸出。如需要相應的模擬信號,可通過一個高輸入阻抗的線性運算放大器實現這個功能。運放的反饋電阻可通過RFB端引用片內固有電阻,還可以外接。
(2)寬帶集成運算放大器AD811AN。AD811是美國模擬器件公司開發的視頻運算放大器中的一種,具有高速、高頻、寬頻帶、低噪聲等優點,并且是電流反饋型運算放大器。
(3) 增益放大模塊原理如圖3所示。如圖3,D0~D7為單片機輸出的8位數字信號,待放大小信號從參考電壓端輸入,通過DAC0832轉換,其輸出端Iout1輸出電流為Iout1=-D/256*Ui/R0,再經過運算放大器反向放大得到輸出電壓Uo=D/256*Rf/R0*Ui,只要調節好Rf與R0d比值就可以實現輸出倍數按要求的連續可調。
1.2微處理器
微處理器采用8位高性能單片機AT89C51。AT89C51是一種帶4K字節FLASH存儲器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器,俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1 000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造,與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。
1.3按鍵輸入電路
輸入電路采用獨立式編碼方式需要8個按鍵。獨立式鍵盤是指直接用I/O口線構成單個的按鍵電路,每個獨立式按鍵占用一根I/O口線。其電路配置靈活,軟件結構簡單。此處只用8個按鍵,所以采用獨立式按鍵。
1.4驅動顯示電路
LED數碼管是由7個發光二極管和一個dp小數點位組成。發光二極管具有單向導通性,只有當外加正向電壓產生足夠大電流時才能發光。它的閾值電壓比普通二極管高,電壓越高發光越強。
2系統軟件設計
該系統的軟件采用模塊化設計,包括單片機控制模塊、按鍵輸入模塊、驅動顯示模塊、程控放大模塊。
系統控制模塊通過調用各子程序來實現相應的功能,初始化完成單片機各端口及寄存器定義、變量定義等任務。
2.1控制模塊流程
初始化程序,將P0、P1口置高,初始化8155,檢測有無按鍵按下,如有按鍵按下,8155驅動LED顯示。
2.2D/A轉換模塊流程
通過D/A轉換將模擬信號放大到欲實現的倍數并具有倒相功能,設計中可實現0~255倍變換。DAC0832可以看成一個R-2R電阻網絡,8位輸入口的輸入可以看成是對電阻網絡進行編程,輸入不同的值得到不同的輸出、輸入電壓比。只要調整輸出放大器就可以得到相應的放大倍數。
2.3驅動顯示程序
MOD:PUSH ACC
PUSHDPH
PUSHDPL
SETBRS0
CLRP2.6
SETBP2.7
MOVR1,#FF01H
MOVA,#02
MOVX @R1, A
DIR:MOVR0,#DIS0
MOVR6,#20H
MOVR7,#00H
MOVDPTR, #TAB
DIR1:MOVA,#00H
MOVR1,#0FBH
MOV@R1,A
MOVA,@R0
MOVCA,A+@DPTR
MOVR1,#0F9H
MOVX@R1,A
MOVA,R6
MOVR1,#0FBH
MOVXR1,A
HERE:DJNZ R7,HERE
INCR0
CLRC
MOVA,R6
RRCA
MOVR6,A
JNZDIR1
SETBP2.7
CLRRS0
POPDPL
POPDPH
POPACC
RET
TAB:DB C0H F9H A4H B0H99H
DB 92H 82H F8H 80H 90H
DB 88H 83H C6H A1H 86H
DB 8EH BFH8CH FFH3仿真
3.1軟件簡介
Proteus軟件是英國Labcenter Electronics公司出版的EDA工具軟件(該軟件中國總為廣州風標電子技術有限公司)。它是目前最好的仿真單片機及器件的工具,不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能,還能仿真單片機及器件。雖然,目前國內推廣剛起步,但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發應用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件),從原理圖、代碼調試到單片機與電路協同仿真,一鍵切換到PCB設計,真正實現了從概念到產品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺,其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器,并持續增加其他系列處理器模型。在編譯方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。
3.2功能特點
Proteus軟件具有其它EDA工具軟件(例:Multisim)的功能。這些功能是:①原理布圖;②PCB自動或人工布線;③SPICE電路仿真。
(1)互動的電路仿真。用戶甚至可以實時采用諸如RAM,ROM,鍵盤,馬達,LED,LCD,AD/DA,部分SPI器件,部分IIC器件。
(2)仿真處理器及其電路??梢苑抡?1系列、AVR、PIC、ARM等常用主流單片機。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程,再配合顯示及輸出,能看到運行后輸入輸出的效果。配合系統配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等,Proteus建立了完備的電子設計開發環境。
3.3仿真電路圖
在仿真電路圖中包括控制模塊、程控增益放大模塊、鍵盤輸入模塊、驅動顯示模塊。采用8155對端口進行擴展外接按鍵及LED顯示器。鍵盤輸入部分獨立式按鍵輸入方式。顯示部分采用LED數碼管顯示。在數模轉換部分采用DAC0832。
4結語
由DAC0832和89C51構成的程控放大器具有電路簡單、增益調整方便、成本低等特點。這種設計越來越得到普及,不僅應用在低端產品中同時也應用在高端產品中,為生活和生產提供了極大的便利。隨著電子技術和計算機技術的發展,程控放大器有著廣大的應用前景,并將朝著集成化、智能化、多功能化方向發展。
參考文獻:
[1]朱玉田.程控增益放大器實現方法的比較與選用[J].機電工程,1997(10).
篇3
21世紀第1個10年,我國集成電路產量的年均增長率超過25%,集成電路銷售額的年均增長率則達到23%。我國集成電路產業規模已經由2001年不足世界集成電路產業總規模的2%提高到2010年的近9%。我國成為過去10年世界集成電路產業發展最快的地區之一。
但同一時期,國內集成電路市場規模也由2001年的1140億元擴大到2010年的7350億元,擴大了5.5倍。國內集成電路產業規模與市場規模之比始終未超過20%。如扣除集成電路產業中接受境外委托代工的銷售額,則我國集成電路市場的實際國內自給率還不足10%,國內市場所需的集成電路產品主要依靠進口。這就凸顯出我國集成電路產業的第一個隱憂:行業規模擴大迅速,但市場自給率一直得不到顯著提高。
在產業規模迅速擴大的同時,我國集成電路行業的整體技術水平在過去10年也得到了全面提高。隨著國內數條12英寸生產線的建成量產,國內芯片生產技術的主體已經由5、6英寸,0.5微米以上工藝水平提升至8、12英寸,0.18微米至90納米的水平,其中中芯國際、大連Intel等企業的最高技術水平已經到65納米的水平。
但是,雖然我國集成電路產業技術水平不斷提高,但與國際先進水平的差距未能有效減小,這是集成電路產業的第二個隱憂。近10年來,受西方國家對集成電路技術出口限制的制約,我國集成電路芯片制造技術始終落后于國際先進水平2個技術節點,目前以Intel、三星半導體、臺積電等為代表的世界領先半導體企業的32納米集成電路芯片生產線已紛紛建成投產,相對于國內65納米的最高技術而言,依然領先了45納米和32納米兩個世代。
隨著國內集成電路產業規模的擴大,以中芯國際、華虹NEC、海思半導體、展訊、長電科技、南通富士通等為代表的一批本土集成電路企業快速鵲起,并成為國內集成電路行業發展的中堅力量。但是,這些企業與Intel、高通、日月光等國際半導體巨頭相比,無論是業務規模還是技術水平都還有著較大的差距。以中芯國際為例,其2010年的銷售收入僅相當于臺積電的1/10,其與全球第三大晶圓代工企業――Global Foundries的營收差距也在擴大。國內最大的IC設計企業――海思半導體,其2010年的銷售收入也僅為全球最大的IC設計企業――高通公司的1/10,與全球第10大IC設計企業的營收差距也在40億元以上。國內集成電路行業亟待打造堪與國際半導體巨頭相抗衡的“航空母艦”。
篇4
關鍵詞:集成電路 設計驗證 發展策略
1 引言
近些年來,微電子技術的集成度每過一年半就會翻一番,前后30年的時間里其尺寸縮小了近1000倍,而性能增強了1萬倍。目前,歐美發達國家的IC 產業已經非常專業,使設計、制造、封裝以及測試形成了共同發展的情形。因為測試集成電路可以作為設計、制造以及封裝的補充,使其得到了迅速發展[1]。
我國經濟處于穩定增長中。目前,全球半導體產業都在重點關注我國的集成電路產業,因為我國存在著龐大市場、廉價勞動力以及非常優越的政策支持等,因此,我國的集成電路產業在近幾年有了迅速的發展。而計算機、通信以及電子類技術也被集成電路產業帶動發展,而廣泛地使用互聯網也產生了很多新興產業。與此同時,對集成電路進行測試的服務業也得到了很大發展。現如今,集成電路在我國有世界第二大市場,但是國內的自給率低于25%,特別是在計算機CPU上,國內技術與歐美發達國家還存在較大的差距。
微電子技術的發展已經邁進納米與SoC(系統級芯片)時期,而CPU時鐘也已進入GHz,在發展高端的集成電路產業上,我國還需要繼續努力,與發達國家縮小差距。尤其與集成電路測試相關的技術一直是國內發展集成電路產業的薄弱點,因此,必須逐步提升集成電路的測試能力。
2我國集成電路測試技術能力現狀
上世紀七十年代,我國開始系統地研發集成電路的測試技術。經過40年的實際,我國的集成電路已經從開發硬件和軟件發展到系統集成,從仿制他國變成了獨立研發。伴隨著集成電路產業在我國飛速發展,與之相關的檢測技術與服務也發揮著越來越大的作用,公共測試的也有了更大的需求,國內出現了一大批專業芯片測試公司進行封裝測試板塊。而集成電路的測試產業在一定程度上補充了設計、制造以及封裝,使這些產業得到飛速發展。
但是,因為IC芯片的應用技術需要越來越高的要求與性能,所以必須提高測試芯片的要求。對于國內剛步入正軌的半導體行業來說,其測試能力與IC設計、制造和封裝相比較是很薄弱的一個環節。尤其是產品已經邁進性能較高的CPU和DSP 時代,而高性能的CPU和DSP產品的發展速度遠高于其他各類IC產品。相比較于設計行業的飛速發展,國內的測試業的非常落后,不但遠遠跟不上發達國家的步伐,也不能完全滿足國內集成電路發展的需求,從根本上制約著我國集成電路產業的發展,缺少可以獨立完成專業測試的公司,不能完全滿足國內IC設計公司的分析驗證與測試需要,已經是我國發展集成電路產業的瓶頸。盡管有很多外企在我國設置了測試機構,但是他們中的大部分都不會提供對外測試的服務,即便提供服務,也極少對小批量的高端產品進行測試開發、生產測試和驗證。目前國內對于一些高端技術的集成電路產品的測試通常是到國外進行。而對于IC發展,不僅僅對其測試設備有著新要求,測試技術人員也必須有較高的素質。將硬件和軟件進行有機結合,完善管理制度,才可以保證測試IC的質量,從而使整機系統的可靠性得到保障[2]。因此,必須加快建設國內獨立的專業化集成電路測試公司,逐步在社會中展開測試芯片的工作,能夠大量減少測試時間,增強測試效果,最終使企業減少測試花銷,從根本上解決我國測試能力現存的問題,才能夠加強集成電路設計和制造能力,從而使國內的集成電路產業得到發展。
3我國集成電路測試的發展策略
伴隨著不斷壯大的IC 設計公司,關于集成電路產業的分工愈發精細,建立一個有著強大公信力的中立測試機構進行專業化的服務測試,是國內市場發展的最終趨勢與要求。因此,系統地規劃和研究集成電路測試業的策略,對設計、制造與封裝進行強有力的技術支撐,必將使集成電路產業得到飛速發展。以下是使我國集成電路測試產業得到進一步發展的建議:
3.1發展低成本測試技術
目前,我國的高端IC 產品還沒有占據很高的比例,市場主要還是被低檔與民用的消費類產品占據,例如MP3 IC、音視頻處理IC、電源管理IC以及功率IC等,其使用的芯片售價本來就比較低,所以沒有能力承受非常昂貴的測試費,因此企業需要比較低成本的測試。這就從根本上決定國內使用的IC 測試設備還不具有很高的檔次,所以,選擇測試系統時主要應該注重經濟實惠以及有合適技術指標的機型。
3.2研發高端測試技術
伴隨著半導體工藝的迅速發展,IC產品中的SoC占據了很大的比重,產值也越來越多。但是SoC在產業化以前需要通過測試。所以,快速發展的SoC 市場給其相關測試帶來了非常大的市場需要。在進入SoC時代之后,測試行業同時面臨著挑戰和機遇。SoC的測試需要耗費大量的時間,必須生產很多測試圖形與矢量,還必須具有足夠大的故障覆蓋率。以后,SoC會逐漸變成設計集成電路主要趨勢。為了良好地適應IC 設計的發展,對于測試高端芯片技術也必須進行儲備,測試集成電路的高端技術的研究應該快于IC設計技術的發展[3]。
4結束語
我國作為世界第二大生產集成電路的國家,目前測試集成電路的技術還比較落后,比較缺乏設計高水平測試集成電路裝備的能力。對集成電路進行測試是使一個國家良好發展集成電路產業不可或缺的條件。集成電路企業需要不斷地增強測試技術的消化、吸收以及創新,政府也需要發揮自身的導向性,為集成電路企業設計和建立服務性的測試平臺。
參考文獻:
[1]程家瑜,王革,龔鐘明,等.未來10年我國可能實現產業跨越式發展的重大核心技術[J].中國科技論壇,2004(2):9-12.
篇5
在今年的評選中,國民技術股份有限公司的USBKEY系列安全芯片、上海華虹集成電路有限責任公司的世博門票芯片Inlay、北京兆易創新科技有限公司的SPI Flash存儲器GD25Q80SCP、深圳比亞迪微電子有限公司的30萬像素的 CMOS圖像傳感器、深圳國微技術有限公司的CAM卡專用芯片共五款芯片憑借優異的銷售業績榮獲第五屆“中國芯”最佳市場表現獎。
福州瑞芯微電子有限公司的個人移動信息終端主控芯片RK2818、硅谷數模半導體(北京)有限公司的超低功耗HDMI1.3發送芯片ANX7150、北京君正集成電路有限公司的應用處理器JZ4760、盛科網絡(蘇州)有限公司的高端以太網交換芯片CTC6048-Humber、北京華大信安科技有限公司基于ECC的客戶端安全芯片IS32U256A、北京中電華大電子設計有限責任公司的802.11n全集成射頻芯片HED09W06RN、美新半導體(無錫)有限公司的新型磁傳感器MMC214 MMC3140、華芯半導體有限公司的2Gb大容量動態存儲器芯片、天津市晶奇微電子有限公司的視頻監控用大動態范圍低照度CMOS圖像傳感器BGI0365、北京東方聯星科技有限公司的多系統兼容衛星導航芯片OTrack-32共十款芯片因在產品和應用上的創新,以及出色的性能而榮獲第五屆“中國芯”最具潛質獎。
2010年是國務院《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》(即18號文)頒布十周年。為了總結中國集成電路產業十年來所取得的成就,CSIP在全國范圍內組織開展“十年‘中國芯’評選活動”。評選得到集成電路設計企業、制造和封裝測試企業、產業園區和集成電路產業化基地、行業協會等相關機構的熱烈響應和大力支持。經過專家組的綜合評審,深圳市海思半導體有限公司、大唐微電子技術有限公司、北京中星微電子有限公司、無錫華潤矽科微電子有限公司、上海華虹集成電路有限責任公司、北京中電華大電子設計有限責任公司、展訊通信(上海)有限公司、晶門科技有限公司、福州瑞芯微電子有限公司、杭州國芯科技股份有限公司、北京君正集成電路股份有限公司等11家企業榮獲“十年中國芯”領軍設計企業獎。
埃派克森微電子(上海)有限公司、安凱(廣州)微電子技術有限公司、昂寶電子(上海)有限公司、北京創毅視訊科技有限公司、北京華虹集成電路設計有限責任公司、北京同方微電子有限公司、重慶西南集成電路設計有限責任公司、格科微電子(上海)有限公司、國民技術股份有限公司、杭州士蘭微電子股份有限公司、華潤矽威科技(上海)有限公司、炬力集成電路設計有限公司、瀾起科技(上海)有限公司、美新半導體(無錫)有限公司、深圳市芯??萍加邢薰尽⑸钲谑兄信d微電子技術有限公司、深圳芯邦科技股份有限公司、無錫硅動力微電子股份有限公司、無錫市晶源微電子有限公司等19家企業榮獲“十年中國芯”優秀設計企業獎。
中芯國際集成電路制造有限公司(SMIC)、上海華虹NEC電子有限公司、華潤上華科技有限公司、新思科技(Synopsys)、北京華大九天軟件有限公司、安謀咨詢(上海)有限公司(ARM)、蘇州國芯科技有限公司、杭州中天微系統有限公司、四川和芯微電子股份有限公司、無錫中微騰芯電子有限公司、上海華嶺集成電路股份有限公司等11家企業榮獲“十年中國芯”最佳支撐服務企業獎。
北京集成電路設計園、國家集成電路設計深圳產業化基地、上海張江高科技園區、國家集成電路設計上海產業化基地、無錫(國家)工業設計園、無錫國家集成電路設計園、天津濱海高新技術產業開發區軟件園榮獲“十年中國芯”最佳產業園區獎。
經過多年推廣和實踐,“中國芯”這個榮譽已經被產業界所廣泛接受,成為表征中國集成電路產業銳意進取、創新不止的品牌和符號,不僅極大地提升了企業的知名度和影響力,為企業帶來了良好的經濟和社會效益,也演變成促進產業鏈上下游有效溝通與合作的橋梁?!笆曛袊尽眲t是表彰十年來始終致力于促進和發展我國集成電路產業的先進企業和園區,具有體現產業發展成就、展示企業成長軌跡、反映政策環境和區域格局變遷的豐富內涵,是對過去十年我國集成電路產業發展歷史的高度概括和總結。兩個品牌的共同點是均聚焦于體現自主創新、勇于開拓的“芯”字上,具有產業風向標和創新應用的鮮明特色,在促進產業鏈上下游聯動和塑造有利的產業環境方面發揮了積極作用。
篇6
集成電路是換代節奏快、技術含量高的產品。從當今國際市場格局來看,集成電路企業之間在知識產權主導權上斗爭激烈,重要集成電路產品全球產業組織呈現出跨國公司(準)寡頭壟斷的特征,集成電路跨國公司銷售、制造、研局朝全球化方向發展。有鑒于此,當前集成電路是中國的“短腿”產業。
(一)產品研究開發至關重要。
集成電路產品研發和換代周期較短。按照摩爾定律,集成芯片上所集成的電路數目,微處理器的性能,每隔一個周期就翻一番;可比單位貨幣所能購買到的電腦性能,每隔一個周期就翻兩番。為什么集成電路產品研發換代周期如此之短?因為芯片制造商要以最短時間,盡其所能,開發新技術,將技術標準更新換代,以實現產品性價比迅速優化,并大規模鎖定消費者群體,乃至防止自身技術標準鎖定的消費者、使用者群體流失到競爭廠商那兒去。由此,集成電路制造商要生存和發展,必須從銷售收入之中,高比率地支出研發預算,建設研發隊伍,開展研發行動。研發主要目標在于,形成具有性價比優勢的技術標準和產品規格。以全球優勢芯片制造商英特爾為例,近幾年其研發支出占銷售收入的比重一直高達13-15%,而同期相對比,即使是研發強度較高的汽車和航空器產業,其優勢跨國公司的研發支出占銷售收入的比重也都在5%上下。
(二)知識產權主導權上斗爭激烈。
研發投入和行動是為了獲取創新成果。集成電路廠商之間,在研發成果的認定、建設、保護方面,常年都是劍張弩拔,斗爭異常劇烈。首先,研發成果要及時在產品市場銷售地申請登記為專利、商標等知識產權;這種登記行動在步調上要早于國際市場開拓。再以英特爾公司為例,美國專利和商標局的數據顯示,近幾年來英特爾所獲該局授權專利數目一直排在前十位,2007年獲得授權數1865項,在授權巨頭中排第五。其次是技術標準的認定和推廣。一項技術標準的權益的表現就是一個技術專利群體。從全球個人和辦公用計算機市場整體格局看,英特爾和微軟擁有所謂w英特爾事實標準;為鞏固這一標準的壟斷地位和保持周邊技術標準的優勢地位,英特爾可謂不遺余力。英特爾每隔一個季度,要在美國、中國、歐洲等世界主要大市場區,選擇商務中心城市,舉辦所謂英特爾信息技術峰會;峰會的一項重要工作就是推介英特爾的技術標準。近年推出的計算機技術標準涵蓋到系統總線、PC架構、多媒體網絡、無線通訊、數字家電等方面。三是知識產權的訴訟與反訴訟。作為PC機技術標準主導者,英特爾和微軟兩家公司幾乎每年都發生訴訟與反訴訟事件,訴訟涉及的核心問題是知識產權侵權和市場壟斷。近年來,就法院正式立案案件而言,英特爾的訴訟或反訴伙伴涉及美國Broadcom、超微、美國消費者群體、Transmeta、Intergraph、中國臺灣威盛、中國深圳東進等;至于從2005年開始,美國AMD公司訴訟英特爾更是表明,AMD公司要正面挑戰英特爾在PC機CPU芯片供應上占據多年的絕對壟斷地位。
(三)重要集成電路產品全球產業組織呈現出跨國公司(準)寡頭壟斷的特征。
集成電路廠商要做到大規模鎖定消費者群體,除在研發投入和節奏上要占優勢和先機之外,還需要盡可能地將產品市場國際化。因為只有以高度國際化的市場為基礎,企業才能在產品生產和銷售上取得規模經濟優勢,才能攤薄昂貴的研發成本。全球產品市場規模的擴張和研發強度的加大又是相輔相成的。于是,對集成電路等產業來說,若以全球市場為背景,我們會看到這樣一幅圖景:一旦某個企業在市場份額上初占優勢,它在研究開發經費的投入,在技術標準的推出和擁有,在鎖定消費者步伐等方面,都會較長時間處于優勢或領先的地位。全球市場份額也會朝向寡頭集中,直至另一個后起之秀再憑借某些條件,逐步突破原有優勢企業的寡頭地位,并推動市場份額重組,乃至再次形成新的銷售市場朝向單寡頭或少數寡頭集中的格局特征。當前集成電路產品全球的銷售市場和產業組織格局充分說明這一點。據Gartner公司調查,2007年全球前十大公司占全球商業芯片銷售收入的53.1%。需注意,這僅是關于全部各類銷售收入的集中度數據。集成電路(芯片)是中間產品;對某一具體最終產品所使用某種具體芯片而言,往往由單個或為數不多的若干芯片制造商處于市場壟斷地位。例如,對個人和辦公用微型計算機最終產品來說,因所謂WINTEL事實技術標準對既定消費者群體的鎖定,至少在PC機的CPU芯片供應上,很多年來,英特爾公司實際上一直處于單寡頭壟斷地位。當然,近幾年這種單寡頭絕對壟斷地位也一定程度受到AMD公司的沖擊。至于其他具體種類芯片,也以單寡頭或少數寡頭壟斷供應居多。
(四)跨國公司銷售、制造、研局朝全球化方向發展。
2007年全球集成電路銷售收入最多的十家公司分別是英特爾,三星電子、東芝、德州儀器、意法半導體、英飛凌、現代半導體、瑞薩、恩智浦和日本電氣。十大巨頭均為跨國公司,均以全球市場為背景,進行制造、銷售、研發基地配置,以盡可能地取得行業競爭優勢。以英特爾公司為例。英特爾在50個國家開設約300個分支機構,總公司對分支構架的控制主要采取控股、內部化方式,全球化布局戰略在銷售、制造、研發等方面都得到充分體現。
從銷售收入地域格局來看,銷售地域格局的多元化和新銷售地域增長點的形成是支撐英特爾銷售收入迅猛上升的主要因素。1997至2007年間,英特爾公司美洲銷售份額從44%0持續下降至20%;歐洲份額從27%持續下降至19%;亞洲份額從19%持續上升至51%。
從制造過程來看,英特爾在全球范圍整合生產體系,將高附加值部分(硅片生產與加工)留在美國,將制造設施放在以色列,將勞動密集型業務放在馬來西亞、愛爾蘭、菲律賓、巴巴多斯、中國和哥斯達黎加等地。隨著中國市場重要性上升,英特爾在建設原上海測試和封裝工廠的基礎上,先后于2004年、2007年再在中國成都、大連建設封裝測試和生產制造工廠。
從研局來看,在芯片設計和測試方面,美國、印度、以色列、中國等重要區域市場支點和人力資源豐富區是公司布局重點,其三大模塊化通信平臺、解決方案中心、研發中心分別布設在美國、中國和比利時。20世紀90年代以來,英特爾的全球架構整合行動一定程度影響和引領著其他芯片商。其中,一些公司對海外機構進行了重組。
(五)集成電路是中國的“短腿”產業。
我國集成電路的設計和制造還處在起步發展階段,遠不具備強勢國際分工地位。這在多方面都有所體現。首先,集成電路是中國大額逆差產業。盡管近年我國貨物貿易實現巨額貿易順差,但順差、逆差產業的分化明顯。順差主要集中在紡織、家電等產業上,而集成電路、礦產、塑料等發生大額逆差。2005年和2006年集成電路是我國頭號逆差產品,其貿易逆差總額分別高達856億美元和676億美元,相當于當年全部貨物貿易順差的48.2%和66.4%。其次,我國各種專有權連年發生大額貿易逆差。2006年和2007年,通過國際收支反映出來的中國“專有權利使用費和特許費”貿易項逆差分別為64.3億美元和78.5億美元,分別相當于當年服務貿易國際收支逆差總額的72.8%和99.4%。如前闡述,集成電路產業要發展,需要以企業擁有強勢知識產權所有權為基礎,而專有權貿易項大額逆差實際上和集成電路設計產業處在幼稚期密切相關。還有,目前我國集成電路設計和制造企業的實際情況也說明了這一點。2007年中國內地銷售收入排名第一的集成電路設計企業——華大集成電路設計集團有限公司銷售收入總額大致相當于同年英特爾銷售額的5%。在排名前幾位的芯片設計制造商中,業務種類主要集中在身份管理、消費結算、通信、MPi、多媒體等低端芯片上面。
二、中國本土企業的借鑒經驗
目前,在智能卡,固定和無線網絡、消費電子、家電所用芯片,以及PC機芯片等產品領域,我國已經有若干集成電路設計制造企業,自主品牌業務迅速增長。境內自主品牌企業的成長經歷初步表明,國內大市場能夠為企業成長提供比較優勢,知識產權建設是企業可持續成長的推動力,企業應該高度重視知識產權貿易糾紛應對,目前中國集成電路企業“走出去”尚不普遍。
(一)若干中低端集成電路設計企業迅速成長。
根據來自中國半導體行業協會的數據,中國內地集成電路設計產業銷售收入從2002年的21.6億元增長到2006年的186億元,年均增長71.3%。位居2007年銷售額前五位的企業分別是中國華大集成電路、深圳海思半導體、上海展訊通信、大唐微電子、珠海炬力集成電路。我國集成電路的本土“巨頭”的業務范圍主要集中在智能卡、多媒體、通信卡等低端業務上。同時,這些企業在成長早期的某個三至五年時間段,都發生過業務量迅猛增長。其中,珠海炬力2002-2005年間銷售收入年均增長高達950%;上海展訊通信2007年銷售收入相比上年增長了233.1%,中國華大集成電路2004-2006年銷售收入年均增長62.6%。
(二)境內大市場能夠為企業成長提供比較優勢。
境內大市場對企業成長的重要作用的典型表現是:“第二代身份證項目”為中國華大、大唐微電子、上海華虹、清華同方微電子等企業成長提供了較大市場機遇。這里再以珠海炬力對市場的主動開發為例。從2001年開始,珠海炬力推出所謂“保姆式服務”。炬力在銷售芯片的同時,免費附送一套完整的MP3制造“操作手冊”,對芯片手工、規范、標準、制作和質量等做詳細說明。同時,只要買了炬力芯片,炬力服務支持人員會告訴你到哪里買合適的PBC板,到哪里買電容、電阻,成本是多少??蛻艏幢闶峭庑校灰規讉€會焊接技術、能看懂圖紙的技術人員。然后再買模具回來,往上一扣就可以出貨?!氨D肥椒铡蔽舜罅恐行S商進入MP3市場,僅2005年,境內出現的MP3品牌就達600多個。由此,珠海炬力在中國本土成功巨量引爆MP3生產和消費能力。這種操作給矩力銷售收入帶來了井噴式增長。還有,珠海炬力后來深陷與美國芯片商SigmaTel公司的訴訟糾紛,對向美國出口受到限制,這時,正是面向境內和其他國家的銷售為珠海炬力提供了市場緩沖和財務支持。在后來與SigmaTel公司的較量中,珠海炬力要求國內司法機關執行“訴前禁令”,而正是因為考慮到可能失去中國境內大市場,成為外方企業考慮和解的重要權衡因素,中國境內大市場成為斗爭籌碼之一。實際上,我們再從國際經貿理論提供的論證來看,不論是波特的國家比較優勢論,還是戰略性貿易理論,或者是楊小凱等人新興古典貿易理論,境內大市場都是構建國際分工比較優勢的重要支持因素之一。
(三)知識產權建設是企業可持續成長的推動力。
具備研究開發實力是啟動、占領和拓展市場的基礎,也是企業可持續成長的動力。所有快速成長的中國集成電路設計企業都表現出了這個特點,有的企業在技術標準建設上也取得了很大成績。
1中國華大。2006年華大實現了新增知識產權45項,其中申報發明專利29項,軟件著作權登記8項,集成電路版圖登記8項。該公司自2003年開始進行WLAN芯片研發工作,成為無線局域網領域的“寬帶無線IP標準工作組”正式成員。此外,作為“WAPI產業聯盟”發起人單位之一,華大還積極參與到國家WLAN標準的制定。
2深圳海思。海思掌握具有一定地位的IC設計與驗證技術,擁有先進的EDA設計平臺、開發流程和規范,已經成功開發出100多款自主知識產權的芯片,共申請專利500多項。
3上海展訊通信。展訊近百項發明專利獲得國內外正式授權,目前已形成一套核心技術的專利群。
4大唐微電子。公司連續開發出一系列具有自主知識產權的技術與產品,目前,公司共向國家知識產權局申報專利90項。
5珠海炬力。2003年以來,珠海炬力不斷加大自主知識產權技術的研發投入力度,并積極申請專利、布圖設計、軟件著作權、商標權等多種形態知識產權,專利申請量和獲得授權的數量實現了迅速增長。
(四)知識產權貿易糾紛提供的教訓非常深刻。
在深圳海思尚未從華為拆分出來的時候,華為就在集成系統的軟硬件方面和國外廠商有過知識產權摩擦。至于從2005年年初至2007年6月,珠海炬力與美國老牌芯片商SigmaTel的知識產權糾紛所引發的摩擦影響之大、企業投入之巨、持續時間之長、社會關注之廣,在我國貿易糾紛歷史上極為罕見。這一知識產權貿易糾紛提供的教訓值得我國集成電路和高新技術企業長期引以為鑒。
1集成電路企業全球市場份額大幅攀升必然引發知識產權貿易摩擦。2003年以前,SigmaTel曾經在全球MP3芯片市場中占據70%以上的份額。但是,正是由于集成電路產品的快速換代性和消費者群體鎖定性,隨著珠海炬力的崛起,SigmaTel的市場份額不斷遭到炬力蠶食。2006年4月,SigrnaTel第一季度收入較上年同期下降67%,正是出于“生死存亡”的考慮,SigmaTel才選擇在珠海炬力成長的關鍵期,不遺余力地通過訴訟和其他途徑,試圖“阻擊”炬力市場領地的蔓延。
2知識產權訴訟過程本身就會給競爭對手造成重大傷害。在訴訟其間,珠海炬力曾經遭遇對美國出口受到禁止、公司股價大跌、前后訴訟支出超過1000萬美元等考驗,如若公司沒能挺住,可能就倒在訴訟途中。
3與訴訟對手和解,是雙方博弈的理性選擇。在整個訴訟和反訴過程中,珠海炬力經歷“遭訴應訴反訴拒絕和解在對方調整條件后和解”的互動角色變化。而對手Sigma7el則經歷“一定程度得手遭反訴提出和解遭到拒絕調整條件后和解”的角色變化。雙方的和解與英特爾、微軟、IBM、華為等公司與糾紛對手和解有類似之處,是實力較量之后的理性博弈和解。
4企業的知識產權管理必須同步于產品國際市場開拓。2005年以前,珠海炬力的知識產權管理是滯后于國際市場開拓的,當然也談不上事前對可能陷入的訴訟做前瞻性準備。而正是回應訴訟強烈地推動了企業的知識產權管理。
(五)企業主動“走出去”尚不普遍。
目前就企業國際化而言,境內快速成長的企業均在自身設計產品出口方面取得了較大進展。其中,深圳海思、上海展訊、大唐微電子、珠海炬力等企業的海外銷售收入都在公司銷售總額中占有一定的比例。其中,2006年,深圳海思出口收入占銷售收入的69%,上海展訊占32.6%,大唐微電子占1.4%,珠海炬力占89%。不過,在海外分支機構建設方面,僅深圳海思、上海展迅通信初步取得進展。
三、中國集成電路產業繼續突圍發展的基本要領
集成電路之所以成為中國的短腿產業,有其內在原因。集成電路企業的啟動需要有較先進的技術和較強勁的資本實力作為基礎;也需要國內居民普遍的收入達到一定水平,以支撐電腦、手機、消費電子、高端家電等購買閥值相對較高的產品形成市場規模。至于某些中高端芯片產品發展,國內企業還處于成長初期,會面臨外方強勢跨國公司全面壟斷市場的壓力。全面考慮這些情況,作為“短腿”的中國集成電路產業的發展歷程必定是一個不斷在技術和市場上構建優勢,并突出外方強勢企業重圍的過程。
(一)積極拓展產品種類,提升產品檔次。
我國現有集成電路企業,現有的集成電路關聯企業,如計算機、家電、消費電子、工程服務等產業領域廠商,應該在企業原有的技術和財務實力的基礎上,通過開發創新技術、建設技術標準和拓展產品市場,逐步拓寬和提升我國能夠設計、開發、制造的集成電路產品種類,乃至實現我國設計的自主品牌集成電路產品,逐漸延伸到手機、計算機用CPU等高端芯片產品領域,并逐漸結束我國在高端集成電路領域的空白狀態。
(二)企業主動開發境內大市場。
隨著我國居民收入水平不斷增長,我國消費購買閥值增大,對像集成電路這種高技術產業的突圍成長而言,境內大市場的孵化、支持、緩沖等作用將表現得越來越明顯。不過,境內大市場的這種作用需要企業主動去發現、開發和利用。因此,在中國內地企業提升集成電路產品檔次、培育民族品牌產品、建設自主技術標準體系的過程中,應該借鑒珠海炬力、中國華大等企業的經驗,創造性地拿出市場開發方案,通過生產和消費兩方面的促進,激發我國的集成電路市場容量潛力,并實現企業快速成長。
(三)加強技術標準建設,占領知識產權制高點。
境內集成電路企業和集成電路產業關聯企業,應以某些技術單點的創新成就為基礎,加強產品價值鏈上下游環節技術創新和專利開發,以點帶面,逐步形成本國自主知識產權技術標準集群。企業和政府共同努力,將謀求事實國際標準與國際標準認定結合起來,大力推進技術標準國際化。企業應積極建設產業聯盟,集中同行技術實力,削弱國際同行競爭性標準影響力,促進自主產權技術標準建設。政府則應完善技術標準國內管理。同時,積極參加技術標準國際組織和論壇,推動技術標準國際合作機制改革。
(四)企業盡快“走出去”,培育形成民族自主品牌跨國公司。
隨著我國自主品牌集成電路產品國際市場份額的增大,隨著產品品種逐漸延伸到電子產品CPU等核心環節或高端領域,我國企業與外國跨國公司的直面競爭將在所難免。因此,從指導思想上,在集成電路企業的成長過程中,一定要盡快“走出去”,要以本行業世界一流跨國公司為標桿,構建全球性與區域性恰當結合的研發、生產、銷售網絡。另外,與集成電路關聯的計算機制造、電信服務、工程服務企業,也都應該盡快成長為自主品牌跨國公司,并和集成電路跨國公司成長形成呼應、配合和相互促進的關系。
(五)政府和社會將集成電路產業作為戰略產業予以扶持和資助。
集成電路產業具有以下特征:研發和資本需求強度較高,廠商靜態動態規模經濟效應明顯,本國廠商和產業成長面臨外方強勢競爭對手,這些特征非常符合戰略性貿易理論所闡述的戰略性產業的特征。因此,政府應將該產業作為戰略扶持產業。具體地說,政府應該選擇集成電路(潛在)優勢企業,運用研發資助、財稅優惠、優惠性融資、出口補貼、“走出去”資助,外方優惠政策爭取等措施,積極推動本國戰略產業廠商提高國際市場份額。此外,政府還應和科研機構、其他社會各界一道,面向集成電路產業,加大基礎科學研究力度,加強與科技項目、知識產權、人才培養相關的配套公共管理和服務。
(六)政府統籌建設境內外大市場,加強國際經貿合作關系。
首先要加強境內外關聯產品消費設施和流通市場的建設。在國內,特別是在廣大農村地區宜采取財政支出、優惠信貸等方式;在境外,主要面向發展中經濟貿易伙伴,以政府發展援助、企業公益行動、貿易能力援助等方式,支持或幫助有線無線網絡、電力等基礎設施建設,改善PC、手機、家電等關聯產品流通市場,提升貿易伙伴的貿易能力。其次要策略地開展國際經貿關系合作。積極面向在集成電路產業上和我國不存在競爭關系的經濟體,通過FTA/RTA和其他經貿協議,形成(準)共同產品市場關系。第三要優化企業對外投資環境。加強國際投資協定合作和雙邊協商,破除中國企業境外投資進入障礙。
篇7
2013年,中國集成電路進口和逆差總額分別為2313億和1436億美元,與2500億美元的石油進口額相當。在國家信息安全受到日益嚴峻挑戰的情況下,隨著中國制造和中國需求的不斷崛起,集成電路的產業轉移已成大勢所趨。
《綱要》全面系統地為保障產業發展提供了方向:一是頂層支持力度加大,由國家層面自上而下推動;二是提供了全面的投融資方案,包括成立國家和地方投資資金;三是通過稅收政策提升企業盈利能力,包括所得稅、增值稅、營業稅以及進口免稅等;四是通過政府采購和推進國產化解決需求問題,尤其是政府信息化和信息安全部門國產化力度加強;五是、夯實產業發展長期基礎,包括強化創新能力,加強人才培養和引進及對外開放和合作等。
政策助力產業迎接長線拐點
《綱要》分為五部分,分別為現狀和形勢、總體要求、發展目標、主要任務和發展重點、保障措施。
現狀和形勢:1.存在融資難、創新薄弱、產業與市場脫節、缺乏協同、政策環節不完善等問題,大量依賴進口難以保障國家信息安全;2.投資攀升、份額集中;移動智能終端、云計算、物聯網、大數據快速發展;中國是全球最大的集成電路市場。
總體要求:1.指導思想是突出企業主體地位,以需求為導向,以整機和系統為牽引、設計為龍頭、制造為基礎、裝備和材料為支撐,以技術、模式和體制機制創新為動力;2.基本原則:需求牽引、創新驅動、軟硬結合、重點突破、開放發展。
發展目標:1.到2015年,體制機制創新取得明顯成效,建立與產業發展規律相適應的融資平臺和政策環境,產業銷售超過3500億元;2.到2020年,與國際先進水平的差距逐步縮小,全行業銷售年均增速超過20%;3)到2030年,集成電路產業鏈主要環節達到國際先進水平,一批企業進入國際第一梯隊,實現跨越發展。
主要任務和發展重點:1.著力發展集成電路設計業;2.加速發展集成電路制造業;3.提升先進封裝測試業發展水平;4.突破集成電路關鍵裝備和材料。
保障措施:加強組織領導;設立國家產業投資基金;加大金融支持力度;落實稅收支持政策;加強安全可靠軟硬件的推廣應用;強化企業創新能力建設;加大人才培養和引進力度;繼續擴大對外開放。
這是繼2000年18號文和2011年4號文之后,政府對集成電路產業的最重要扶持政策,相對以往政策的特色包括:1.提升至國家戰略層面,包括成立國家集成電路產業發展領導小組,強化頂層設計,并設計國家產業投資基金等;2.強化企業主體地位,發揮企業活力;3.側重利用資本市場各種投資工具,如產業基金,兼并重組,融資工具等,這與以往以直接補貼企業和科研機構研發費用、稅收優惠等為主不同;4.市場化運作,政府資本定位為參與者,反映政府對企業長遠發展和盈利能力的訴求;5.力度大、范圍廣:扶持半導體產業鏈方方面面,從設計、制造、封裝測試到關鍵材料和設備,并設置了具體目標和任務,以及全面的保障政策。
在《綱要》前一年,中國半導體企業和各地政府已在開始運用各種資本市場手段謀求產業整合和政策扶持。2013年9月,國務院副總理馬凱強調加快推動中國集成電路產業發展,其后納斯達克三大中國半導體公司展訊、RDA和瀾起先后被國內資本私有化,北京市成立300億規模的集成電路產業發展股權投資基金,天津、上海、江蘇、深圳等地政府和國內最大的集成電路制造商中芯國際也紛紛效仿。在集成電路產業中引入資本市場工具已經成為業界共識。
從另外一個層面上來講,集成電路產業是一個投資規模大、技術門檻高,亦是高度全球化、專業化和市場化的產業,美、中國臺灣、韓在早期產業發展和追趕過程中均給予大力扶持,且產業贏家通常都經過了殘酷的全球市場篩選,英特爾、高通、臺積電、聯發科、三星等無不如此。因此,此次帶有濃厚市場色彩的產業推進綱要將從國家戰略的層面理順集成電路產業發展的脈絡,助力中國半導體產業迎接長線拐點。
國產芯片替代空間巨大
2013年,中國集成電路進出口總額分別為2313億和877億美元,較2012年分別增加20.5%和64.1%,逆差1436億美元,比2012年增長3.7%。中國集成電路進口額占2013年全年貨物進口額的12%,與2500億美元的石油進口額相當。在中國經濟產業轉型升級加快的大背景下,國產集成電路在國內有著巨大的市場替代空間。同時,從國家安全角度來講,作為電子信息產業的基石,中國關鍵集成電路基本都靠進口,如通用計算機CPU、存儲器、通訊芯片、高端顯示器件、各類傳感器等,特別是在斯諾登將美國棱鏡計劃公諸于世之后,中國信息安全更是受到了前所未有的挑戰和威脅。
中國信息技術產業規模多年位居世界第一,2013年產業規模達到12.4萬億元,生產了世界絕大部分手機、電腦、電視,但主要以整機制造為主,由于以集成電路和軟件為核心的價值鏈環節缺失,行業平均利潤率僅為4.5%,低于工業平均水平1.6個百分點。
同時也應該看到,中國巨大的終端產量不僅使中國成為世界工廠,也同時造就了中國電子制造業的諸多品牌,如以聯想、華為、酷派、中興、金立、OPPO、小米等為代表的中國智能手機制造商已經攫取了全球智能手機出貨量的30%;聯想2013年在PC市場取代HP成為市場第一并迅速擴大領先優勢;中國電視公司如TCL、海信、康佳等亦已躋身全球出貨量前10名。隨著中國電子制造業在全球話語權的提升,電子制造上游產業必然會向中國轉移,“中國制造”必然會帶動上游“中國創造”,而這其中集成電路是最為核心的部件。
另一方面,旺盛的本土需求也是發展中國集成電路產業的強大動因。中國擁有全球最大、增長最快的集成電路市場,2013年規模達9166億元,占全球市場的50%左右。隨著中國經濟發展方式的轉變、產業結構的加快調整,以及新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展,工業化和信息化深度融合,大力推進信息消費,對集成電路的需求將大幅增長,預計到2015年市場規模將達1.2萬億元。
行業各鏈條協同發展
集成電路產業主要有四個環節,即集成電路設計、集成電路制造、集成電路后段封裝測試以及支撐輔助上述三個環節的設備和材料等產業?!毒V要》突出了“芯片設計-芯片制造-封裝測試-裝備與材料”的全產業鏈布局,各鏈條應該協同發展,進而構建“芯片―軟件―整機―系統―信息服務”生態鏈,并提出了“三步走”的目標。
到2015年,移動智能終端、網絡通信等部分重點領域集成電路設計技術接近國際一流水平。32/28納米(nm)制造工藝實現規模量產,中高端封裝測試銷售收入占封裝測試業總收入比例達到30%以上,65-45nm關鍵設備和12英寸硅片等關鍵材料在生產線得到應用。
到2020年,企業可持續發展能力大幅增強。移動智能終端、網絡通信、云計算、物聯網、大數據等重點領域集成電路設計技術達到國際領先水平,產業生態體系初步形成。16/14nm制造工藝實現規模量產,封裝測試技術達到國際領先水平,關鍵裝備和材料進入國際采購體系,基本建成技術先進、安全可靠的集成電路產業體系。
到2030年,集成電路產業鏈主要環節達到國際先進水平,一批企業進入國際第一梯隊,實現跨越發展。
中國公司與世界一流差距明顯,追趕趨勢明確。2013年全球集成電路銷售額年增長5%,達到3150億美元(不包含制造、封測等中間環節,因其產值已體現在最終芯片產品售價中)。集成電路產業有IDM和Fabless(無晶圓設計)/Foundry(制造)/SATS(封裝測試)兩種商業模式。IDM以英特爾、三星、德州儀器、東芝、瑞薩等公司為代表,這些公司內部集合了集成電路設計、制造和封測三個環節。而Fabless/Foundry/SATS則由Fabless公司設計芯片,并委托Foundry和SATS公司進行制造和封裝測試,最終Fabless公司再把芯片銷售給客戶。世界主要的Fabless公司有高通、博通、AMD、聯發科、NVIDIA、Marvell等,Foundry有臺積電、Globalfoundries、電和中國中芯國際等,封測公司有日月光、安可、矽品等。以2013年全球3150億美元的集成電路銷售額來看,IDM和Fabless分別占3/4和1/4。
隨著智能移動終端取代傳統PC進程的不斷加速,高投資壁壘、縱向整合的IDM模式面臨船大難掉頭的困局。由于銷售額增長緩慢甚至是零增長和負增長,IDM大量的固定資產投資和研發費用削弱了公司的盈利能力。而Fabless公司則憑借專業分工、揚己所長,在移動終端集成電路市場中不斷攫取份額。
聚焦龍頭
對于未來政府政策的著力點,盡管具體的《細則》尚待一定時日出臺,但從《綱要》的八條保障措施可以窺得一斑,這八條措施分別為加強組織領導、設立國家產業投資基金、加大金融支持力度、落實稅收支持政策、加強安全可靠軟硬件的推廣應用、強化企業創新能力建設、加大人才培養和引進力度、繼續擴大對外開放。
以上八點措施在2000年《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》(18號文)和2011年《進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》(4號文)基礎上重點增加了加強組織領導、設立國家集成電路產業投資基金、加大金融支持力度三個內容。
篇8
在回顧國家集成電路產業投資基金投資情況時,丁文武指出,從成立至2015年12月底,國家集成電路產業投資基金累計決策投資28個項目,承諾投資約426億元,實際出資約262億元。在集成電路制造、設計、封裝測試、裝備、材料等各環節的承諾投資總額的比重,分別達到45%、38%、11%、3%和3%。
在芯片制造領域,主要圍繞三個方面開展工作:一是關注先進工藝。大力支持中芯國際,促進了其12英寸生產工藝的建設,未來還將繼續加大對中芯國際的支持。二是圍繞特色工藝,先后支持了杭州士蘭微建設8英寸的生產線。三是在有機化合物半導體領域,支持了廈門三安光電的建設。
在設計領域,重點扶持這個領域的龍頭企業,增強其在移動通信領域的競爭優勢。支持北斗導航芯片、國產打印機芯片等細分行業優勢企業。同時也投資了部分公開上市的設計企業(Pro-IPO),以平衡基金整體收益。
在封測領域,覆蓋了長電科技、通富微電和華天科技三大骨干企業,支持其開展跨國并購,提高先進封裝測試水平和產能,引導三家企業發揮比較優勢開展差異化競爭。此外,國家集成電路產業投資基金還支持了裝備領域、材料領域,支持集成電路生態建設領域等。
在談到未來國家集成電路產業投資基金的工作重點時,丁文武指出,國家集成電路產業投資基金將繼續貫徹《國家集成電路產業發展推進綱要》,堅持市場化運作、專業化管理的原則,進一步完善工作機制,加大對芯片制造業的投資力度,投資布局從“面覆蓋”向“點突破”轉變,投資工作重心從“注重投資前”向“投前投后并重”轉變。
首先是要扎實推進存儲器等一些重大項目。中國每年進口的集成電路芯片里1/4是存儲器。這是一個巨大的需求,如果完全依靠海外供應,對產業發展和信息安全,都是很大的制約和挑戰,所以把存儲器作為國家戰略進行推動。
其次,著力支持中芯國際等大企業提升可持續發展能力。丁文武說,2015年我們已經對中芯國際進行了支持,也在考慮其他大型龍頭制造企業。
篇9
微電子學是電子學的分支學科,主要致力于電子產品的微型化,達到提升電子產品應用便利和應用空間的目的。微電子學還屬于一門綜合性較強學科類型,具體的微電子研究中,會用到相關物理學、量子力學和材料工藝等知識。微電子學研究中,切實將集成電路納入到研究體系中。此外,微電子學還對集成電子器件和集成超導器件等展開研究和解讀。微電子學的發展目標是低能耗、高性能和高集成度等特點。集成電路是通過相關電子元件的組合,形成一個具備相關功能的電路或系,并可以將集成電路視為微電子學之一。集成電路在實際的應用中具有體積小、成本低、能耗小等特點,滿足諸多高新技術的基本需求。而且,隨著集成電路的相關技術完善,集成電路逐漸成為人們生產生活中不可缺少的重要部分。
2微電子發展狀態與趨勢分析
2.1發展與現狀
從晶體管的研發到微電子技術逐漸成熟經歷漫長的演變史,由晶體管的研發以組件為基礎的混合元件(鍺集成電路)半導體場效應晶體管MOS電路微電子。這一發展過程中,電路涉及的內容逐漸增多,電路的設計和過程也更加復雜,電路制造成本也逐漸增高,單純的人工設計逐漸不能滿足電路的發展需求,并朝向信息化、高集成和高性能的發展方向。現階段,國內對微電子的發展創造了良好的發展空間,目前國內微電電子發展特點如下:(1)微電子技術創新取得了具有突破性的進展,且逐漸形成具有較大規模的集成電路設計產業規模。對于集成電路的技術水平在0.8~1.5μm,部分尖端企業的技術水平可以達到0.13μm。(2)微電子產業結構不斷優化,隨著技術的革新產業結構逐漸生成完整的產業鏈,上下游關系處理完善。(3)產業規模不斷擴大,更多企業參與到微電子學的研究和電路中,有效推動了微電子產業的發展,促使微電子技術得到了進一步的完善和發展。
2.2發展趨勢
微電子技術的發展中,將微電子技術與其他技術聯合應用,可以衍生出更多新型電子器件,為推動學科完善提供幫助。另外微電子技術與其他產業結合,可以極大的拉動產業的發展,推動國內生產總值的增加。微電子芯片的發展遵循摩爾定律,其CAGR累計平均增長可以達到每年58%。在未來一段時間內,微電子技術將按照提升集團系統的性能和性價比,如下為當前微電子的發展方向。
2.2.1硅基互補金屬氧化物半導體(CMOS)
CMOS電路將成為微電子的主流工藝,主要是借助MOS技術,完成對溝道程度的縮小,達到提升電路的集成度和速度的效果。運用CMOS電路,改善芯片的信號延遲、提升電路的穩定性,再改善電路生產成本,從而使得整個系統得到提升,具有極高研究和應用價值??梢詫MOS電路將成為未來一段時間的主要研究對象,且不斷對CMOS電路進行縮小和優化,滿足更多設備的需求。
2.2.2集成電路是當前微電子技術的發展重點
微電子芯片是建立在的集成電路的基礎上,所以微電子學的研究中,要重視對集成電路研究和分析。為了迎合信息系統的發展趨勢,對于集成電路暴露出的延時、可靠性等因素,需要及時的進行處理。在未來一段時間內對于集成電路的研究和轉變勢在必行。
2.2.3微電子技術與其他技術結合
借助微電子技術與其他技術結合,可以衍生出諸多新型技術類型。當前與微電子技術結合的技術實例較多,積極為社會經濟發展奠定基礎。例如:微光機電系統和DNA生物芯片,微光機電系統是將微電子技術與光學理論、機械技術等結合,可以發揮三者的綜合性能,可以實現光開關、掃描和成像等功能。DNA生物芯片是將微電子技術與生物技術相結合,能有效完成對DNA、RNA和蛋白質等的高通量快速分析。借助微電子技術與其他技術結合衍生的新技術,能夠更為有效推動相關產業的發展,為經濟發展奠定基礎。
3微電子技術的應用解讀
微電子學與集成電路的研究不斷深入,微電子技術逐漸的應用到人們的日常生活中,對于改變人們的生活品質具有積極的作用。且微電子技術逐漸成為一個國家科學技術水平和綜合國力的指標。在實際的微電子技術應用中,借助微電子技術和微加工技術可以完成對微機電系統的構建,在完成信息采集、處理、傳遞等功能的基礎上,還可以自主或是被動的執行相關操作,具有極高的應用價值。對于DNA生物芯片可以用于生物學研究和相關醫療中,效果顯著,對改善人類生活具有積極的作用和意義。
4結束語
微電子學與集成電路均為信息技術的基礎,其中微電子學中囊括集成電路。在對微電子學和集成電路的解析中,需要對集成電路和微電子技術展開綜合解讀,分析微電子技術的現狀和發展趨勢,再結合具體情況對微電子技術的當前應用展開解讀,為微電子學與集成電路的創新和完善提供參考,進而推動微電子技術的發展,創造更大的產值,實現國家的持續健康發展。
作者:胥亦實 單位:吉林大學
參考文獻
[1]張明文.當前微電子學與集成電路分析[J].無線互聯科技,2016(17):15-16.
[2]方圓,徐小田.集成電路技術和產業發展現狀與趨勢[J].微電子學,2014(01):81-84.
篇10
一代的是W1芯片,二代是H1芯片。
集成電路(英語:integratedcircuit,縮寫作IC),或稱微電路(microcircuit)、微芯片(microchip)、晶片/芯片(chip)在電子學中是一種把電路(主要包括半導體設備,也包括被動組件等)小型化的方式,并時常制造在半導體晶圓表面上。晶體管發明并大量生產之后,各式固態半導體組件如二極管、晶體管等大量使用,取代了真空管在電路中的功能與角色。到了20世紀中后期半導體制造技術進步,使得集成電路成為可能。相對于手工組裝電路使用個別的分立電子組件,集成電路可以把很大數量的微晶體管集成到一個小芯片,是一個巨大的進步。
(來源:文章屋網 )
相關期刊
精品范文
10集成電路及應用