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一、加快推進(jìn)國(guó)內(nèi)集成電路企業(yè)科研平臺(tái)建設(shè)
近年來(lái),國(guó)家加大集成電路科研平臺(tái)建設(shè),建設(shè)了包括面向集成電路重點(diǎn)產(chǎn)品的高性能工藝及技術(shù)服務(wù)平臺(tái)、集成電路先進(jìn)封測(cè)工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)平臺(tái)、國(guó)產(chǎn)設(shè)備、材料成套驗(yàn)證和配套工藝開(kāi)發(fā)平臺(tái)、國(guó)內(nèi)集成電路制造企業(yè)的公共技術(shù)IP和“專利池”建設(shè)等多個(gè)平臺(tái)。
南通富士通是崇川區(qū)一家專門(mén)從事集成電路封測(cè)的企業(yè),近幾年來(lái),公司主管科技部門(mén)通過(guò)推動(dòng)企業(yè)科研平臺(tái)的建設(shè),成功地實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。早在2002年之前,該公司的主導(dǎo)產(chǎn)品還是DIP、SIP系列的單芯片,直插式的封裝產(chǎn)品,從2003年開(kāi)始,南通市通過(guò)培養(yǎng)企業(yè)成立工程技術(shù)研發(fā)中心平臺(tái),研發(fā)具有先進(jìn)前瞻性的集成電路封裝產(chǎn)品,公司逐漸向集成電路封裝先進(jìn)高端產(chǎn)品進(jìn)軍,2007年,公司在省、市、區(qū)科技部門(mén)的幫助下,成立省級(jí)工程技術(shù)研究中心,攻克了汽車(chē)點(diǎn)火模塊的系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)。2008年,再次實(shí)施了BGA封裝技術(shù)開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,并首次實(shí)現(xiàn)公司在國(guó)內(nèi)本土企業(yè)的第一個(gè)“第一”:國(guó)內(nèi)BGA封裝量產(chǎn)第一。2011年,公司通過(guò)引進(jìn)上海微系統(tǒng)所王曦院士,成立省級(jí)企業(yè)院士工作站,同年,進(jìn)一步整合企業(yè)研發(fā)資源,成立了南通市首家集成電路封測(cè)企業(yè)研究院。通過(guò)一系列的平臺(tái)建設(shè),公司研發(fā)能力大幅提升,現(xiàn)有封裝技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn),研發(fā)平臺(tái)同時(shí)能夠?yàn)槭?nèi)的其他中小型集成電路企業(yè)提供技術(shù)服務(wù),更好地帶動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
二、加大科技項(xiàng)目研發(fā)資金扶持力度
企業(yè)創(chuàng)新的動(dòng)力是利潤(rùn),在企業(yè)之間的激烈競(jìng)爭(zhēng)中,只有通過(guò)創(chuàng)新提高利潤(rùn)的企業(yè)才能生存下來(lái),新的技術(shù)不斷地取代傳統(tǒng)的落后技術(shù)。目前,國(guó)內(nèi)本土集成電路企業(yè)與國(guó)外集成電路企業(yè)相比,具有起步晚,起點(diǎn)低,企業(yè)資金規(guī)模小的特點(diǎn)。一方面,國(guó)內(nèi)集成電路要面臨國(guó)外集成電路的技術(shù)壟斷,另一方面,因?yàn)檠邪l(fā)成本高,投入資金過(guò)大,面臨自身的資金壓力,企業(yè)研發(fā)積極性不強(qiáng)。
為了帶動(dòng)企業(yè)研發(fā)積極性,解決企業(yè)研發(fā)資金不足難題,國(guó)家、地方各級(jí)政府大力發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè),集成電路產(chǎn)業(yè)再一次迎來(lái)了快速發(fā)展的新機(jī)遇。2009年開(kāi)始,國(guó)家開(kāi)始實(shí)施重大科技專項(xiàng),集成電路作為02專項(xiàng)首次被列入到重大發(fā)展項(xiàng)目行列,國(guó)家每年拿出十多億資金用作集成電路企業(yè)研發(fā)引導(dǎo)資金,省市地方科技部門(mén)予以配套支持,企業(yè)利潤(rùn)部分用作自籌資金。項(xiàng)目取得巨大成效,轄區(qū)企業(yè)南通富士通牽頭承擔(dān)了2009年02專項(xiàng)“先進(jìn)封裝工藝開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”、2011年02專項(xiàng)“高集成度多功能芯片系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”兩個(gè)項(xiàng)目,其中2009年項(xiàng)目已實(shí)施完成,項(xiàng)目總投資3.6億元,形成新增產(chǎn)值33億元,利潤(rùn)1.5億,稅收7400多萬(wàn)元。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了BGA/CSPBGA、newWLP、FC/FCBGA、高可靠汽車(chē)電子封裝技術(shù)開(kāi)發(fā)、MCP特殊封裝等技術(shù),共形成新產(chǎn)品新工藝5項(xiàng),申報(bào)專利100項(xiàng),獲國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品認(rèn)定2項(xiàng),獲省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)1項(xiàng)。
多年來(lái),富士通公司通過(guò)實(shí)施各級(jí)各類科技計(jì)劃項(xiàng)目,不僅提升了技術(shù)和進(jìn)行產(chǎn)品的更新?lián)Q代,更帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展,一批集成電路新興產(chǎn)業(yè)在不斷發(fā)展。
三、加強(qiáng)國(guó)際合作,促進(jìn)技術(shù)消化吸收再創(chuàng)新
企業(yè)技術(shù)要得到盡快發(fā)展,一方面依托企業(yè)自身技術(shù)積累,另一方面要借“東風(fēng)”,這個(gè)“東風(fēng)”就是國(guó)際先進(jìn)技術(shù)。誠(chéng)然,國(guó)外對(duì)集成電路先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行壟斷,要引進(jìn)國(guó)外技術(shù),往往是花大價(jià)錢(qián)買(mǎi)了國(guó)外落后的設(shè)備和專利,到國(guó)內(nèi)沒(méi)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間就被淘汰了,難以達(dá)到目標(biāo)。所以,企業(yè)要想從國(guó)外引進(jìn)技術(shù),就必須要與國(guó)外企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作,建立海外研發(fā)機(jī)構(gòu),及時(shí)了解國(guó)際集成電路技術(shù)動(dòng)態(tài)。國(guó)家、省市地方科技部門(mén)相繼成立了產(chǎn)學(xué)研合作處,通過(guò)提供政策便利、資金引導(dǎo),幫助企業(yè)成功實(shí)現(xiàn)國(guó)際產(chǎn)學(xué)研合作,推動(dòng)一批海外研發(fā)機(jī)構(gòu)的建立。
轄區(qū)企業(yè)南通富士通2009年通過(guò)建立海外研發(fā)機(jī)構(gòu)JCTECH,與日本富士通株式會(huì)社進(jìn)行技術(shù)合作,引進(jìn)了富士通高可靠圓片級(jí)封裝技術(shù),通過(guò)進(jìn)一步消化吸收再創(chuàng)新,成功地實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)圓片級(jí)封裝技術(shù)產(chǎn)品的達(dá)產(chǎn),減少了技術(shù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的彎路。
四、建立健全知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理體系
知識(shí)產(chǎn)權(quán)作為一種無(wú)形財(cái)產(chǎn)權(quán),是一種十分重要的經(jīng)濟(jì)資源。在省、市、區(qū)科技部門(mén)的指導(dǎo)下,南通富士通公司最早實(shí)施了省級(jí)知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略推進(jìn)項(xiàng)目、省知識(shí)產(chǎn)權(quán)貫標(biāo)工作。通過(guò)實(shí)施各級(jí)各類知識(shí)產(chǎn)權(quán)項(xiàng)目,公司強(qiáng)化知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理部門(mén)、確立知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略目標(biāo)、完善知識(shí)產(chǎn)權(quán)相關(guān)制度、建立專利預(yù)警制度、加強(qiáng)專利培訓(xùn)和專利挖掘、注重競(jìng)爭(zhēng)合作。通過(guò)不斷增強(qiáng)自身知識(shí)產(chǎn)權(quán)實(shí)力,為公司發(fā)展?fàn)幦×巳驈V闊的市場(chǎng)空間。
目前,南通富士通公司主要客戶遍布世界半導(dǎo)體知名企業(yè),其中包括摩托羅拉、西門(mén)子、東芝等世界排名前二十位的半導(dǎo)體企業(yè),具有較強(qiáng)的海外市場(chǎng)開(kāi)發(fā)能力和競(jìng)爭(zhēng)力,出口占比70%。
五、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)科技管理,促進(jìn)集成電路企業(yè)研發(fā)資源的整合及科研平臺(tái)的建設(shè),提高企業(yè)自身創(chuàng)新能力;使用研發(fā)引導(dǎo)資金能夠有效地增強(qiáng)集成電路企業(yè)創(chuàng)新積極性,增強(qiáng)企業(yè)研發(fā)能力,技術(shù)水平及研發(fā)能力上縮短甚至趕超國(guó)際先進(jìn)水平;產(chǎn)學(xué)研國(guó)際合作引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù),減少企業(yè)研發(fā)過(guò)程中的彎路,知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系的建立,確保集成電路企業(yè)權(quán)益不被侵犯。通過(guò)一些列有效的科技管理,相信國(guó)內(nèi)集成電路企業(yè)在近幾年內(nèi)打破國(guó)外技術(shù)封鎖,填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白,向世界級(jí)企業(yè)轉(zhuǎn)變。
作者簡(jiǎn)介:
參考文獻(xiàn)
[1]江蘇省集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告 電子工業(yè)出版社 2011.
關(guān)鍵詞:集成電路 設(shè)計(jì)驗(yàn)證 發(fā)展策略
1 引言
近些年來(lái),微電子技術(shù)的集成度每過(guò)一年半就會(huì)翻一番,前后30年的時(shí)間里其尺寸縮小了近1000倍,而性能增強(qiáng)了1萬(wàn)倍。目前,歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的IC 產(chǎn)業(yè)已經(jīng)非常專業(yè),使設(shè)計(jì)、制造、封裝以及測(cè)試形成了共同發(fā)展的情形。因?yàn)闇y(cè)試集成電路可以作為設(shè)計(jì)、制造以及封裝的補(bǔ)充,使其得到了迅速發(fā)展[1]。
我國(guó)經(jīng)濟(jì)處于穩(wěn)定增長(zhǎng)中。目前,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)都在重點(diǎn)關(guān)注我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè),因?yàn)槲覈?guó)存在著龐大市場(chǎng)、廉價(jià)勞動(dòng)力以及非常優(yōu)越的政策支持等,因此,我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)在近幾年有了迅速的發(fā)展。而計(jì)算機(jī)、通信以及電子類技術(shù)也被集成電路產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)發(fā)展,而廣泛地使用互聯(lián)網(wǎng)也產(chǎn)生了很多新興產(chǎn)業(yè)。與此同時(shí),對(duì)集成電路進(jìn)行測(cè)試的服務(wù)業(yè)也得到了很大發(fā)展。現(xiàn)如今,集成電路在我國(guó)有世界第二大市場(chǎng),但是國(guó)內(nèi)的自給率低于25%,特別是在計(jì)算機(jī)CPU上,國(guó)內(nèi)技術(shù)與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家還存在較大的差距。
微電子技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)邁進(jìn)納米與SoC(系統(tǒng)級(jí)芯片)時(shí)期,而CPU時(shí)鐘也已進(jìn)入GHz,在發(fā)展高端的集成電路產(chǎn)業(yè)上,我國(guó)還需要繼續(xù)努力,與發(fā)達(dá)國(guó)家縮小差距。尤其與集成電路測(cè)試相關(guān)的技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的薄弱點(diǎn),因此,必須逐步提升集成電路的測(cè)試能力。
2我國(guó)集成電路測(cè)試技術(shù)能力現(xiàn)狀
上世紀(jì)七十年代,我國(guó)開(kāi)始系統(tǒng)地研發(fā)集成電路的測(cè)試技術(shù)。經(jīng)過(guò)40年的實(shí)際,我國(guó)的集成電路已經(jīng)從開(kāi)發(fā)硬件和軟件發(fā)展到系統(tǒng)集成,從仿制他國(guó)變成了獨(dú)立研發(fā)。伴隨著集成電路產(chǎn)業(yè)在我國(guó)飛速發(fā)展,與之相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)與服務(wù)也發(fā)揮著越來(lái)越大的作用,公共測(cè)試的也有了更大的需求,國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了一大批專業(yè)芯片測(cè)試公司進(jìn)行封裝測(cè)試板塊。而集成電路的測(cè)試產(chǎn)業(yè)在一定程度上補(bǔ)充了設(shè)計(jì)、制造以及封裝,使這些產(chǎn)業(yè)得到飛速發(fā)展。
但是,因?yàn)镮C芯片的應(yīng)用技術(shù)需要越來(lái)越高的要求與性能,所以必須提高測(cè)試芯片的要求。對(duì)于國(guó)內(nèi)剛步入正軌的半導(dǎo)體行業(yè)來(lái)說(shuō),其測(cè)試能力與IC設(shè)計(jì)、制造和封裝相比較是很薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)。尤其是產(chǎn)品已經(jīng)邁進(jìn)性能較高的CPU和DSP 時(shí)代,而高性能的CPU和DSP產(chǎn)品的發(fā)展速度遠(yuǎn)高于其他各類IC產(chǎn)品。相比較于設(shè)計(jì)行業(yè)的飛速發(fā)展,國(guó)內(nèi)的測(cè)試業(yè)的非常落后,不但遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上發(fā)達(dá)國(guó)家的步伐,也不能完全滿足國(guó)內(nèi)集成電路發(fā)展的需求,從根本上制約著我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,缺少可以獨(dú)立完成專業(yè)測(cè)試的公司,不能完全滿足國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)公司的分析驗(yàn)證與測(cè)試需要,已經(jīng)是我國(guó)發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的瓶頸。盡管有很多外企在我國(guó)設(shè)置了測(cè)試機(jī)構(gòu),但是他們中的大部分都不會(huì)提供對(duì)外測(cè)試的服務(wù),即便提供服務(wù),也極少對(duì)小批量的高端產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)測(cè)試和驗(yàn)證。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于一些高端技術(shù)的集成電路產(chǎn)品的測(cè)試通常是到國(guó)外進(jìn)行。而對(duì)于IC發(fā)展,不僅僅對(duì)其測(cè)試設(shè)備有著新要求,測(cè)試技術(shù)人員也必須有較高的素質(zhì)。將硬件和軟件進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,完善管理制度,才可以保證測(cè)試IC的質(zhì)量,從而使整機(jī)系統(tǒng)的可靠性得到保障[2]。因此,必須加快建設(shè)國(guó)內(nèi)獨(dú)立的專業(yè)化集成電路測(cè)試公司,逐步在社會(huì)中展開(kāi)測(cè)試芯片的工作,能夠大量減少測(cè)試時(shí)間,增強(qiáng)測(cè)試效果,最終使企業(yè)減少測(cè)試花銷(xiāo),從根本上解決我國(guó)測(cè)試能力現(xiàn)存的問(wèn)題,才能夠加強(qiáng)集成電路設(shè)計(jì)和制造能力,從而使國(guó)內(nèi)的集成電路產(chǎn)業(yè)得到發(fā)展。
3我國(guó)集成電路測(cè)試的發(fā)展策略
伴隨著不斷壯大的IC 設(shè)計(jì)公司,關(guān)于集成電路產(chǎn)業(yè)的分工愈發(fā)精細(xì),建立一個(gè)有著強(qiáng)大公信力的中立測(cè)試機(jī)構(gòu)進(jìn)行專業(yè)化的服務(wù)測(cè)試,是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展的最終趨勢(shì)與要求。因此,系統(tǒng)地規(guī)劃和研究集成電路測(cè)試業(yè)的策略,對(duì)設(shè)計(jì)、制造與封裝進(jìn)行強(qiáng)有力的技術(shù)支撐,必將使集成電路產(chǎn)業(yè)得到飛速發(fā)展。以下是使我國(guó)集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)得到進(jìn)一步發(fā)展的建議:
3.1發(fā)展低成本測(cè)試技術(shù)
目前,我國(guó)的高端IC 產(chǎn)品還沒(méi)有占據(jù)很高的比例,市場(chǎng)主要還是被低檔與民用的消費(fèi)類產(chǎn)品占據(jù),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(jià)本來(lái)就比較低,所以沒(méi)有能力承受非常昂貴的測(cè)試費(fèi),因此企業(yè)需要比較低成本的測(cè)試。這就從根本上決定國(guó)內(nèi)使用的IC 測(cè)試設(shè)備還不具有很高的檔次,所以,選擇測(cè)試系統(tǒng)時(shí)主要應(yīng)該注重經(jīng)濟(jì)實(shí)惠以及有合適技術(shù)指標(biāo)的機(jī)型。
3.2研發(fā)高端測(cè)試技術(shù)
伴隨著半導(dǎo)體工藝的迅速發(fā)展,IC產(chǎn)品中的SoC占據(jù)了很大的比重,產(chǎn)值也越來(lái)越多。但是SoC在產(chǎn)業(yè)化以前需要通過(guò)測(cè)試。所以,快速發(fā)展的SoC 市場(chǎng)給其相關(guān)測(cè)試帶來(lái)了非常大的市場(chǎng)需要。在進(jìn)入SoC時(shí)代之后,測(cè)試行業(yè)同時(shí)面臨著挑戰(zhàn)和機(jī)遇。SoC的測(cè)試需要耗費(fèi)大量的時(shí)間,必須生產(chǎn)很多測(cè)試圖形與矢量,還必須具有足夠大的故障覆蓋率。以后,SoC會(huì)逐漸變成設(shè)計(jì)集成電路主要趨勢(shì)。為了良好地適應(yīng)IC 設(shè)計(jì)的發(fā)展,對(duì)于測(cè)試高端芯片技術(shù)也必須進(jìn)行儲(chǔ)備,測(cè)試集成電路的高端技術(shù)的研究應(yīng)該快于IC設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展[3]。
4結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)作為世界第二大生產(chǎn)集成電路的國(guó)家,目前測(cè)試集成電路的技術(shù)還比較落后,比較缺乏設(shè)計(jì)高水平測(cè)試集成電路裝備的能力。對(duì)集成電路進(jìn)行測(cè)試是使一個(gè)國(guó)家良好發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)不可或缺的條件。集成電路企業(yè)需要不斷地增強(qiáng)測(cè)試技術(shù)的消化、吸收以及創(chuàng)新,政府也需要發(fā)揮自身的導(dǎo)向性,為集成電路企業(yè)設(shè)計(jì)和建立服務(wù)性的測(cè)試平臺(tái)。
參考文獻(xiàn):
[1]程家瑜,王革,龔鐘明,等.未來(lái)10年我國(guó)可能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的重大核心技術(shù)[J].中國(guó)科技論壇,2004(2):9-12.
【關(guān)鍵詞】集成電路;芯片;封裝技術(shù)
1.引言
封裝技術(shù)是一種將集成電路用塑料、陶瓷或玻璃等材料包裝的技術(shù)。以CPU為例,我們實(shí)際看到的體積和外觀并不是真正的內(nèi)存的大小和面貌,而是內(nèi)存芯片經(jīng)過(guò)封裝后的產(chǎn)品。因?yàn)樾酒仨毰c外界隔離,以防止空氣中的雜質(zhì)對(duì)芯片電路進(jìn)行腐蝕造成電氣性能下降。此外,封裝后的芯片更便于安裝和運(yùn)輸。封裝技術(shù)的好壞還直接影響到芯片性能的好壞和與之連接的PCB(印制電路板)的設(shè)計(jì)和制造,所以說(shuō)它是至關(guān)重要的。
由于現(xiàn)在處理器芯片的內(nèi)頻越來(lái)越高,功能越來(lái)越強(qiáng),引腳數(shù)越來(lái)越多,封裝的外形也不斷在改變。電子產(chǎn)品向便攜式、小型化、網(wǎng)絡(luò)化和多媒體化方向發(fā)展的市場(chǎng)需求對(duì)封裝技術(shù)提出了更加嚴(yán)格的需求,集成電路封裝技術(shù)正在不斷的發(fā)展。
2.IC封裝的現(xiàn)狀
2.1 現(xiàn)階段較廣泛應(yīng)用的集成電路封裝
2.1.1 DIP雙列直插式封裝
DIP封裝是最普及的插裝型封裝,適用于中小規(guī)模集成電路(IC),其引腳數(shù)一般不超過(guò)100個(gè)。采用DIP封裝的芯片有兩排引腳,需要插入到具有DIP結(jié)構(gòu)的芯片插座上,也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進(jìn)行焊接。DIP封裝具有以下特點(diǎn):
①適合在PCB上穿孔安裝,操作方便;②比TO型封裝易于對(duì)PCB布線;③芯片面積與封裝面積之間的比值比較大,故體積也比較大。
Intel系列CPU中8088就采用這種封裝形式,緩存(Cache)和早期的內(nèi)存芯片也是這種封裝形式。
2.1.2 PLCC塑料有引腳片式載體封裝
PLCC封裝屬于表面貼裝型封裝。PLCC是一種塑料有引腳的片式載體封裝,引腳從封裝的四個(gè)側(cè)面引出,呈丁字形,采用片式載體是有時(shí)在系統(tǒng)中需要更換集成電路,因而先將芯片封裝在一種載體(carrier)內(nèi),然后將載體插入插座內(nèi),載體和插座通過(guò)硬接觸而導(dǎo)通的。這樣在需要時(shí),只要在插座上取下載體就可方便地更換另一載體。PLCC封裝主要用于高速,高頻集成電路封裝。
2.1.3 QFP/PFP方形扁平式/扁組件式封裝
QFP封裝的芯片引腳之間距離很小,管腳很細(xì),一般大規(guī)模或超大型集成電路都采用這種封裝形式,其引腳數(shù)常在100個(gè)以上。此形式封裝的芯片必須采用SMT(表面安裝設(shè)備技術(shù))將芯片與主板焊接起來(lái)。采用SMT安裝的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有設(shè)計(jì)好的相應(yīng)管腳的焊點(diǎn)。引腳端子從封裝的兩個(gè)側(cè)面引出,呈L字形,引腳可達(dá)300腳以上。
PFP方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區(qū)別是QFP一般為正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是長(zhǎng)方形。
QFP/PFP封裝具有以下特點(diǎn):
①適于SMT表面安裝技術(shù)在PCB電路板上安裝布線,操作方便,可靠性高;②芯片面積與封裝面積之間的比值較小;③封裝外形尺寸小,寄生參數(shù)小,適合高頻應(yīng)用;④引腳從直插式改為了歐翼型,引腳間距可更密,引腳寬度可更細(xì)。
Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用這種封裝形式。
2.2 現(xiàn)階段較先進(jìn)的集成電路封裝
2.2.1 BGA球柵陣列式封裝
BGA一出現(xiàn)便成為CPU、主板上南/北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。BGA是表面貼裝型封裝的一種,在PCB的背面布置二維陣列的球形端子,而不采用針腳引腳。引腳可超過(guò)200,是多引腳大規(guī)模集成電路(LSI)常用的一種封裝。BGA封裝具有以下特點(diǎn):
①I(mǎi)/O引腳數(shù)雖然增多,但引腳間距遠(yuǎn)大于QFP,故提高了組裝成品率;②功耗雖增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,故可改善它的電熱性能;③厚度比QFP減少約1/2,重量減輕約3/4;④信號(hào)傳輸延遲小,使用頻率大大提高;⑤組裝可用共面焊接,可靠性高;⑥占用基板面積過(guò)大。
2.2.2 CSP芯片尺寸封裝
隨著全球電子產(chǎn)品個(gè)性化、小型化和便攜化的需求,出現(xiàn)了CSP芯片尺寸封裝。它減小了芯片封裝外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長(zhǎng)不大于芯片的1.2倍,IC面積只比晶粒大不超過(guò)1.4倍。CSP封裝具有以下特點(diǎn):
①近似芯片尺寸的超小型封裝;②保護(hù)裸芯片;③滿足了LSI芯片引出腳不斷增加的需要;④電、熱性能優(yōu)良;⑤解決了IC裸芯片不能進(jìn)行交流參數(shù)測(cè)試和老化篩選的問(wèn)題;⑥便于焊接、安裝和修整更換。
目前日本有多家公司生產(chǎn)CSP,而且正越來(lái)越多地應(yīng)用于移動(dòng)電話、數(shù)碼錄像機(jī)、筆記本電腦等產(chǎn)品上。從CSP近幾年的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,CSP將取代QFP成為高I/O端子IC封裝的主流。
2.2.3 MCM多芯片模塊系統(tǒng)封裝
為了解決單一芯片集成度低和功能不夠完善的問(wèn)題,把多個(gè)高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多層互聯(lián)基板上用SMT技術(shù)組成多種多樣的電子模塊系統(tǒng),從而出現(xiàn)MCM多芯片模塊系統(tǒng)。MCM的特點(diǎn)有:
①封裝延遲時(shí)間縮小,易于實(shí)現(xiàn)組件高速化;②縮小整機(jī)或組件封裝尺寸和重量,通常體積減小約1/4,重量減輕約1/3;③可靠性大大提高。
目前MCM已經(jīng)成功地用于大型通用計(jì)算機(jī)和超級(jí)巨型機(jī)中,今后將用于工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)、醫(yī)用電子設(shè)備和汽車(chē)電子設(shè)備等領(lǐng)域。
3.國(guó)內(nèi)外封裝技術(shù)比較
我國(guó)的封裝技術(shù)比較落后,目前仍然停留在PDIP、PSOP、PQFP、PLCC、PGA等較為低檔產(chǎn)品的封裝上。國(guó)外的封裝早就已經(jīng)規(guī)?;a(chǎn),在國(guó)內(nèi)封裝企業(yè)主要集中在長(zhǎng)三角的合資或國(guó)外獨(dú)資企業(yè),沒(méi)有一家企業(yè)位能獨(dú)立進(jìn)行批量生產(chǎn),其根本原因是政府的政策不夠完善,我們的觀念、技術(shù)和管理與國(guó)外還存在很大差距。其具體原因有:
①封裝技術(shù)研發(fā)環(huán)境欠佳,可操作性不夠強(qiáng);
②封裝設(shè)備相對(duì)落后,材料性能的落后,而且質(zhì)量不穩(wěn)定;
③封裝設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)能力不足,缺少有經(jīng)驗(yàn)的維修工程師,而且可靠性實(shí)驗(yàn)設(shè)備不齊全,測(cè)試手段不足;
④?chē)?guó)內(nèi)封裝企業(yè)普遍規(guī)模較小,從事低端產(chǎn)品生產(chǎn)的居多,可持續(xù)發(fā)展能力不強(qiáng),缺乏向高端產(chǎn)品封裝技術(shù)發(fā)展的技術(shù)和資金;
⑤掌握封裝技術(shù)專業(yè)人才相對(duì)短缺、缺少正規(guī)的培訓(xùn)人才的途徑和手段;
⑥缺少團(tuán)隊(duì)精神,缺乏現(xiàn)代企業(yè)管理的機(jī)制和理念;
⑦政府的政策導(dǎo)向不夠明確,現(xiàn)有機(jī)制不夠靈活,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)沒(méi)得到很好調(diào)整。
4.IC封裝的發(fā)展趨勢(shì)
在過(guò)去幾十年里,為適應(yīng)集成電路向小型化、高速化、高頻化、大功率發(fā)展的需要,集成電路封裝技術(shù)得到了不斷的提高和改進(jìn),朝著小尺寸、多I/O、高密度、高可靠性、高散熱能力、自動(dòng)化組裝的方向發(fā)展。
就芯片水平來(lái)看,二十一世紀(jì)的封裝技術(shù)發(fā)展將呈現(xiàn)以下趨勢(shì):
①單芯片向多芯片發(fā)展。為了適應(yīng)多功能化需要,多芯片封裝成為發(fā)展潮流,采用兩芯片重疊,三芯片重疊或多芯片疊裝構(gòu)成存儲(chǔ)器模塊等方式,以滿足系統(tǒng)功能的需要。
②平面封裝(MCM)向立體封裝(3D)發(fā)展。伴隨著芯片體積的增加導(dǎo)致封裝出來(lái)的產(chǎn)品面積也會(huì)明顯增加,在現(xiàn)有技術(shù)條件和有限的空間內(nèi),如何進(jìn)一步提高晶體管的密度,必然在二維平面封裝(MCM)的基礎(chǔ)上向Z方向發(fā)展,即實(shí)現(xiàn)3D封裝。3D封裝可實(shí)現(xiàn)超大容量存儲(chǔ),不但使電子產(chǎn)品密度更高,也使其功能更多,傳輸速度更快,性能更好,可靠性更好,還有可能降低價(jià)格。
③為適應(yīng)市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的以手機(jī)、筆記本電腦、平板顯示等為代表的便攜式電子產(chǎn)品的需求,IC封裝正在向著微型化、薄型化、不對(duì)稱化、低成本化方向發(fā)展。
④為了適應(yīng)綠色環(huán)保的需要,IC封裝正向無(wú)鉛化、無(wú)溴阻燃化、無(wú)毒低毒化方向快速發(fā)展。
電子產(chǎn)品高性能、多功能、小型化、便攜式的趨勢(shì),不但對(duì)集成電路的性能要求在不斷提升,而且對(duì)電子封裝密度有了更高的要求。隨著時(shí)間的推移,封裝會(huì)有越來(lái)越多的改進(jìn),性價(jià)比將得到進(jìn)一步的提高,由于其靈活性和優(yōu)異的性能,封裝有著廣泛的前景。我們應(yīng)該加強(qiáng)封裝技術(shù)的研究,把我國(guó)的封裝技術(shù)水平進(jìn)一步提高,為我國(guó)電子工業(yè)作出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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《推進(jìn)綱要》出臺(tái)正逢其時(shí)
集成電路產(chǎn)業(yè)是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心,是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國(guó)家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前和今后一段時(shí)期是我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期和攻堅(jiān)期,加快推進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展,對(duì)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、保障國(guó)家安全、提升綜合國(guó)力具有重大戰(zhàn)略意義。
集成電路作為目前幾乎所有信息產(chǎn)品的物理載體,屬于牽涉國(guó)家安全重中之重的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。但是,長(zhǎng)期以來(lái),它卻一直是我國(guó)的短板產(chǎn)業(yè),集成電路進(jìn)口金額已經(jīng)超過(guò)原油,成為我國(guó)第一大進(jìn)口商品。有中國(guó)海關(guān)總署的數(shù)據(jù)佐證,2013 年全年,中國(guó)集成電路進(jìn)口量 2663 億塊,同比增長(zhǎng) 10.13%,進(jìn)口金額達(dá) 2313 億美元,同比增長(zhǎng)20.47%。而同期中國(guó)原油進(jìn)口 2.8 億噸,總金額 2196 億美元。與此同時(shí),我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售額只有2400億元,大約只是進(jìn)口額的六分之一。
工業(yè)和信息化部副部長(zhǎng)楊學(xué)山在6月24日的新聞會(huì)上介紹《推進(jìn)綱要》的相關(guān)情況時(shí),也用一串?dāng)?shù)據(jù)說(shuō)明了現(xiàn)狀:我國(guó)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模多年位居世界第一,2013年產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到12.4萬(wàn)億元,生產(chǎn)了14.6億部手機(jī)、3.4億臺(tái)計(jì)算機(jī)、1.3億臺(tái)彩電,但主要以整機(jī)制造為主,由于以集成電路和軟件為核心的價(jià)值鏈核心環(huán)節(jié)缺失,行業(yè)平均利潤(rùn)率僅為4.5%,低于工業(yè)平均水平1.6個(gè)百分點(diǎn)。但是,我國(guó)擁有全球最大、增長(zhǎng)最快的集成電路市場(chǎng),2013年規(guī)模達(dá)9166億元,占全球市場(chǎng)份額的50%左右,預(yù)計(jì)到2015年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)1.2萬(wàn)億元。
因此,在我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)的核心技術(shù)缺乏、產(chǎn)品難以滿足市場(chǎng)需求等問(wèn)題存在的當(dāng)前,出臺(tái)《推進(jìn)綱要》,無(wú)疑是為我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的興旺發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的政策基礎(chǔ),給我國(guó)集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈的整體大發(fā)展注入了一針“強(qiáng)心劑”。
《推進(jìn)綱要》部署張弛有道
我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力之所以不強(qiáng),楊部長(zhǎng)在新聞會(huì)上總結(jié)了四點(diǎn)原因:一是企業(yè)融資瓶頸突出。骨干企業(yè)自我造血機(jī)能差,國(guó)內(nèi)融資成本高,社會(huì)資本也因集成電路產(chǎn)業(yè)投入資金額大、回報(bào)周期相對(duì)較長(zhǎng)而缺乏投資意愿;二是持續(xù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)。領(lǐng)軍人才匱乏,企業(yè)小散弱,全行業(yè)研發(fā)投入不足英特爾一家公司的六分之一;三是產(chǎn)業(yè)發(fā)展與市場(chǎng)需求脫節(jié),“芯片―軟件―整機(jī)―系統(tǒng)―信息服務(wù)”產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同格局尚未形成,內(nèi)需市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)得不到充分發(fā)揮;四是適應(yīng)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)的政策環(huán)境還不完善。他指出:“《推進(jìn)綱要》的實(shí)施,就是要破解上述難題,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好環(huán)境?!?/p>
《推進(jìn)綱要》凝練了推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的四項(xiàng)主要任務(wù),更加突出企業(yè)的主體地位,以需求為導(dǎo)向,以技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新和體制機(jī)制創(chuàng)新為動(dòng)力,破解產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸,著力發(fā)展集成電路設(shè)計(jì)業(yè),加速發(fā)展集成電路制造業(yè),提升先進(jìn)封裝測(cè)試業(yè)發(fā)展水平,突破集成電路關(guān)鍵裝備和材料,推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)突破和整體提升,實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。
楊部長(zhǎng)進(jìn)一步從細(xì)分行業(yè)的角度講解了各自的發(fā)展重點(diǎn):在設(shè)計(jì)業(yè)方面,圍繞產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)展布局,近期重點(diǎn)聚焦移動(dòng)智能和網(wǎng)絡(luò)通信核心技術(shù)和產(chǎn)品,提升信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力;加緊部署云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)用關(guān)鍵芯片和軟件,創(chuàng)新商業(yè)模式,搶占未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn);分領(lǐng)域、分門(mén)類,逐步突破智能電網(wǎng)、智能交通、金融電子等行業(yè)應(yīng)用核心芯片與軟件。在制造業(yè)方面,抓住技術(shù)變革的有利時(shí)機(jī),突破投融資瓶頸,加快先進(jìn)生產(chǎn)線建設(shè),提升綜合能力,建立可持續(xù)的盈利模式。同時(shí)兼顧特色工藝發(fā)展。在封裝測(cè)試業(yè)方面,提升芯片級(jí)封裝、圓片級(jí)封裝、硅通孔、三維封裝等先進(jìn)封裝和測(cè)試技術(shù)層次,擴(kuò)大規(guī)模。在裝備和材料業(yè)方面,加強(qiáng)裝備、材料與工藝的結(jié)合,研發(fā)光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備,開(kāi)發(fā)光刻膠、大尺寸硅片等關(guān)鍵材料,快速形成配套能力。
《推進(jìn)綱要》保障錢(qián)權(quán)并重
《推進(jìn)綱要》提出的保障措施在繼承了18號(hào)文、4號(hào)文中包括財(cái)稅、投融資、研究開(kāi)發(fā)、進(jìn)出口、人才、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、市場(chǎng)等現(xiàn)有政策的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)增加了三個(gè)內(nèi)容。
一是加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo),成立國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組,負(fù)責(zé)產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)工作的統(tǒng)籌協(xié)調(diào),強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì),整合調(diào)動(dòng)各方面資源,解決重大問(wèn)題,根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況的變化,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。并成立由有關(guān)專家組成的咨詢委員會(huì)。
二是設(shè)立國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金。重點(diǎn)吸引大型企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)以及社會(huì)資金對(duì)基金進(jìn)行出資?;饘?shí)行市場(chǎng)化、專業(yè)化運(yùn)作,減少政府對(duì)資源的直接配置,推動(dòng)資源配置依據(jù)市場(chǎng)規(guī)則、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)效益最大化和效率最優(yōu)化?;鹬С謬@產(chǎn)業(yè)鏈布局,重點(diǎn)支持集成電路制造領(lǐng)域,兼顧設(shè)計(jì)、封裝測(cè)試、裝備、材料環(huán)節(jié),推動(dòng)企業(yè)提升產(chǎn)能水平和實(shí)行兼并重組、規(guī)范企業(yè)治理,形成良性自我發(fā)展能力。
三是加大金融支持力度。重點(diǎn)在創(chuàng)新信貸產(chǎn)品和金融服務(wù)、支持企業(yè)上市和發(fā)行融資工具、開(kāi)發(fā)保險(xiǎn)產(chǎn)品和服務(wù)等方面,對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)給予支持。
集成電路行業(yè)的崛起,是實(shí)現(xiàn)從“中國(guó)制造”向“中國(guó)智造”轉(zhuǎn)變的重要一環(huán) ,也是保障國(guó)家信息安全的重要基礎(chǔ)?!锻七M(jìn)綱要》可以說(shuō)是集成電路產(chǎn)業(yè)的一次新機(jī)遇。中國(guó)芯將借助《推進(jìn)綱要》這股東風(fēng),順勢(shì)起飛!
鏈接
各方評(píng)說(shuō)
制造、封裝、測(cè)試方
――此次《推進(jìn)綱要》中關(guān)于發(fā)展集成電路制造業(yè)制造這項(xiàng),國(guó)家確實(shí)不僅指出要加快45/40nm、32/28nm等先進(jìn)工藝開(kāi)發(fā),更指出大力發(fā)展模擬及數(shù)?;旌?、MEMS、高壓、射頻等特色專用工藝生產(chǎn)線。考慮周全,接地氣,不再單純以先進(jìn)工藝論英雄。
――以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,包括中國(guó)市場(chǎng)、國(guó)際市場(chǎng),爭(zhēng)取“設(shè)計(jì)”達(dá)到世界領(lǐng)先,“制造”能配合上自身的“設(shè)計(jì)”,“封裝測(cè)試”跟進(jìn),全產(chǎn)業(yè)鏈共進(jìn),改變國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)企業(yè)很多到國(guó)外甚至是到臺(tái)灣流片的局面,最終達(dá)到芯片大部分乃至全部國(guó)產(chǎn)化(中國(guó)芯)。
IC設(shè)計(jì)方
――《推進(jìn)綱要》中提到要重點(diǎn)提高在移動(dòng)智能終端、數(shù)字電視、網(wǎng)絡(luò)通信等量大面廣行業(yè)的芯片設(shè)計(jì)能力。毫無(wú)疑問(wèn),它是正確的,但還不夠。要提升行業(yè)相關(guān)的芯片設(shè)計(jì)能力,不僅僅需要國(guó)家從集成電路設(shè)計(jì)端予以扶持,也要考慮讓整個(gè)市場(chǎng)變得更加靈活與開(kāi)放,減少不必要的局部非市場(chǎng)化的行政規(guī)定和干預(yù)。
渠道分銷(xiāo)方
――歐美的元器件分銷(xiāo)商伴隨著歐美半導(dǎo)體強(qiáng)勢(shì)崛起而遍布全球;臺(tái)灣的幾大元器件分銷(xiāo)巨頭伴隨著臺(tái)灣集成電路產(chǎn)業(yè)鏈崛起而占領(lǐng)了整個(gè)亞太地區(qū);中國(guó)本土的元器件分銷(xiāo)商要想真正崛起,也需要中國(guó)本土IC公司的真正強(qiáng)大并且在分銷(xiāo)管理上與國(guó)際巨頭接軌!
創(chuàng)投方
――國(guó)家對(duì)集成電路的產(chǎn)業(yè)扶植,思路上有了重大改變:從撒胡椒面式的研發(fā)補(bǔ)助,轉(zhuǎn)變到重視投資回報(bào),由專業(yè)團(tuán)隊(duì)管理的股權(quán)投資。這體現(xiàn)了對(duì)市場(chǎng)和企業(yè)主體的重視,是國(guó)家意志和市場(chǎng)機(jī)制的完美結(jié)合。
――希望這次對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)的支持,能夠從創(chuàng)業(yè)、融資、貸款、并購(gòu)、上市等各方面切實(shí)支持集成電路企業(yè),降低創(chuàng)業(yè)成本,讓廣大苦逼的創(chuàng)業(yè)者獲得產(chǎn)業(yè)發(fā)展的紅利,讓中國(guó)的集成電路行業(yè)成為冒險(xiǎn)家的樂(lè)園。
英文名稱:China Integrated Circuit
主管單位:信息產(chǎn)業(yè)部
主辦單位:中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)
出版周期:月刊
出版地址:北京市
語(yǔ)
種:中文
開(kāi)
本:大16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào):1681-5289
國(guó)內(nèi)刊號(hào):11-5209/TN
郵發(fā)代號(hào):
發(fā)行范圍:國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:1994
期刊收錄:
核心期刊:
期刊榮譽(yù):
聯(lián)系方式
期刊簡(jiǎn)介
[關(guān)鍵詞]芯片封裝技術(shù)技術(shù)特點(diǎn)
我們經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)某某芯片采用什么什么的封裝方式,在我們的電腦中,存在著各種各樣不同處理芯片,那么,它們又是采用何種封裝形式呢?并且這些封裝形式又有什么樣的技術(shù)特點(diǎn)以及優(yōu)越性呢?在本文中,作者將為你介紹幾個(gè)芯片封裝形式的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
一、DIP雙列直插式封裝
DIP是指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片,絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路(IC)均采用這種封裝形式,其引腳數(shù)一般不超過(guò)100個(gè)。采用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳,需要插入到具有DIP結(jié)構(gòu)的芯片插座上。當(dāng)然,也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進(jìn)行焊接。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時(shí)應(yīng)特別小心,以免損壞引腳。
DIP封裝具有以下特點(diǎn):(1)適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接,操作方便。(2)芯片面積與封裝面積之間的比值較大,故體積也較大。Intel系列CPU中8088就采用這種封裝形式,緩存和早期的內(nèi)存芯片也是這種封裝形式。
二、QFP塑料方型扁平式封裝和PFP塑料扁平組件式封裝
QFP封裝的芯片引腳之間距離很小,管腳很細(xì),一般大規(guī)?;虺笮图呻娐范疾捎眠@種封裝形式,其引腳數(shù)一般在100個(gè)以上。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD將芯片與主板焊接起來(lái)。采用SMD安裝的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有設(shè)計(jì)好的相應(yīng)管腳的焊點(diǎn)。將芯片各腳對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的焊點(diǎn),即可實(shí)現(xiàn)與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片,如果不用專用工具是很難拆卸下來(lái)的。PFP方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區(qū)別是QFP一般為正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是長(zhǎng)方形。
QFP/PFP封裝具有以下特點(diǎn):(1)適用于SMD表面安裝技術(shù)在PCB電路板上安裝布線。(2)適合高頻使用。(3)操作方便,可靠性高。(4)芯片面積與封裝面積之間的比值較小。Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用這種封裝形式。
三、PGA插針網(wǎng)格陣列封裝
PGA芯片封裝形式在芯片的內(nèi)外有多個(gè)方陣形的插針,每個(gè)方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列。根據(jù)引腳數(shù)目的多少,可以圍成2~5圈。安裝時(shí),將芯片插入專門(mén)的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸,從486芯片開(kāi)始,出現(xiàn)一種名為ZIF的CPU插座,專門(mén)用來(lái)滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。
ZIF是指零插拔力的插座。把這種插座上的扳手輕輕抬起,CPU就可很容易、輕松地插入插座中。然后將扳手壓回原處,利用插座本身的特殊結(jié)構(gòu)生成的擠壓力,將CPU的引腳與插座牢牢地接觸,絕對(duì)不存在接觸不良的問(wèn)題。而拆卸CPU芯片只需將插座的扳手輕輕抬起,則壓力解除,CPU芯片即可輕松取出。PGA封裝具有以下特點(diǎn):(1)插拔操作更方便,可靠性高。(2)可適應(yīng)更高的頻率。Intel系列CPU中,80486和Pentium、PentiumPro均采用這種封裝形式。
四、BGA球柵陣列封裝
隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,對(duì)集成電路的封裝要求更加嚴(yán)格。這是因?yàn)榉庋b技術(shù)關(guān)系到產(chǎn)品的功能性,當(dāng)IC的頻率超過(guò)100MHz時(shí),傳統(tǒng)封裝方式可能會(huì)產(chǎn)生所謂的“CrossTalk”現(xiàn)象,而且當(dāng)IC的管腳數(shù)大于208Pin時(shí),傳統(tǒng)的封裝方式有其困難度。因此,除使用QFP封裝方式外,現(xiàn)今大多數(shù)的高腳數(shù)芯片(如圖形芯片與芯片組等)皆轉(zhuǎn)而使用BGA封裝技術(shù)。BGA一出現(xiàn)便成為CPU、主板上南/北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。BGA封裝技術(shù)又可詳分為五大類:(1)PBGA基板:一般為2~4層有機(jī)材料構(gòu)成的多層板。Intel系列CPU中,PentiumII、III、IV處理器均采用這種封裝形式。(2)CBGA基板:即陶瓷基板,芯片與基板間的電氣連接通常采用倒裝芯片的安裝方式。Intel系列CPU中,PentiumI、II、PentiumPro處理器均采用過(guò)這種封裝形式。(3)FCBGA基板:硬質(zhì)多層基板。(4)TBGA基板:基板為帶狀軟質(zhì)的1~2層PCB電路板。(5)CDPBGA基板:指封裝中央有方型低陷的芯片區(qū)。
BGA封裝具有以下特點(diǎn):(1)I/O引腳數(shù)雖然增多,但引腳之間的距離遠(yuǎn)大于QFP封裝方式,提高了成品率。(2)雖然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,從而可以改善電熱性能。(3)信號(hào)傳輸延遲小,適應(yīng)頻率大大提高。(4)組裝可用共面焊接,可靠性大大提高。
BGA封裝方式經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化階段。1987年,日本西鐵城公司開(kāi)始著手研制塑封球柵面陣列封裝的芯片。而后,摩托羅拉、康柏等公司也隨即加入到開(kāi)發(fā)BGA的行列。1993年,摩托羅拉率先將BGA應(yīng)用于移動(dòng)電話。同年,康柏公司也在工作站、PC電腦上加以應(yīng)用。直到五六年前,Intel公司在電腦CPU中(即奔騰II、奔騰III、奔騰IV等),以及芯片組中開(kāi)始使用BGA,這對(duì)BGA應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展發(fā)揮了推波助瀾的作用。目前,BGA已成為極其熱門(mén)的IC封裝技術(shù),其全球市場(chǎng)規(guī)模在2000年為12億塊,預(yù)計(jì)2005年市場(chǎng)需求將比2000年有70%以上幅度的增長(zhǎng)。
五、CSP芯片尺寸封裝
隨著全球電子產(chǎn)品個(gè)性化、輕巧化的需求蔚為風(fēng)潮,封裝技術(shù)已進(jìn)步到CSP。它減小了芯片封裝外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長(zhǎng)不大于芯片的1.2倍,IC面積只比晶粒大不超過(guò)1.4倍。
CSP封裝又可分為四類:(1)傳統(tǒng)導(dǎo)線架形式,代表廠商有富士通、日立、Rohm、高士達(dá)等等。(2)硬質(zhì)內(nèi)插板型,代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。(3)軟質(zhì)內(nèi)插板型,其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表廠商包括通用電氣(GE)和NEC。(4)晶圓尺寸封裝:有別于傳統(tǒng)的單一芯片封裝方式,WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一芯片,它號(hào)稱是封裝技術(shù)的未來(lái)主流,已投入研發(fā)的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。
CSP封裝具有以下特點(diǎn):(1)滿足了芯片I/O引腳不斷增加的需要。(2)芯片面積與封裝面積之間的比值很小。(3)極大地縮短延遲時(shí)間。CSP封裝適用于腳數(shù)少的IC,如內(nèi)存條和便攜電子產(chǎn)品。未來(lái)則將大量應(yīng)用在信息家電、數(shù)字電視、電子書(shū)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手機(jī)芯片、藍(lán)芽等新興產(chǎn)品中。
六、MCM多芯片模塊
一、DIP雙列直插式封裝
DIP(DualIn-linePackage)是指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片,絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路(IC)均采用這種封裝形式,其引腳數(shù)一般不超過(guò)100個(gè)。采用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳,需要插入到具有DIP結(jié)構(gòu)的芯片插座上。當(dāng)然,也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進(jìn)行焊接。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時(shí)應(yīng)特別小心,以免損壞引腳。
DIP封裝具有以下特點(diǎn):
1.適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接,操作方便。
2.芯片面積與封裝面積之間的比值較大,故體積也較大。
Intel系列CPU中8088就采用這種封裝形式,緩存(Cache)和早期的內(nèi)存芯片也是這種封裝形式。
二、QFP塑料方型扁平式封裝和PFP塑料扁平組件式封裝
QFP(PlasticQuadFlatPackage)封裝的芯片引腳之間距離很小,管腳很細(xì),一般大規(guī)?;虺笮图呻娐范疾捎眠@種封裝形式,其引腳數(shù)一般在100個(gè)以上。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD(表面安裝設(shè)備技術(shù))將芯片與主板焊接起來(lái)。采用SMD安裝的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有設(shè)計(jì)好的相應(yīng)管腳的焊點(diǎn)。將芯片各腳對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的焊點(diǎn),即可實(shí)現(xiàn)與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片,如果不用專用工具是很難拆卸下來(lái)的。
PFP(PlasticFlatPackage)方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區(qū)別是QFP一般為正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是長(zhǎng)方形。
QFP/PFP封裝具有以下特點(diǎn):
1.適用于SMD表面安裝技術(shù)在PCB電路板上安裝布線。
2.適合高頻使用。
3.操作方便,可靠性高。
4.芯片面積與封裝面積之間的比值較小。
Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用這種封裝形式。
三、PGA插針網(wǎng)格陣列封裝
PGA(PinGridArrayPackage)芯片封裝形式在芯片的內(nèi)外有多個(gè)方陣形的插針,每個(gè)方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列。根據(jù)引腳數(shù)目的多少,可以圍成2-5圈。安裝時(shí),將芯片插入專門(mén)的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸,從486芯片開(kāi)始,出現(xiàn)一種名為ZIF的CPU插座,專門(mén)用來(lái)滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。
ZIF(ZeroInsertionForceSocket)是指零插拔力的插座。把這種插座上的扳手輕輕抬起,CPU就可很容易、輕松地插入插座中。然后將扳手壓回原處,利用插座本身的特殊結(jié)構(gòu)生成的擠壓力,將CPU的引腳與插座牢牢地接觸,絕對(duì)不存在接觸不良的問(wèn)題。而拆卸CPU芯片只需將插座的扳手輕輕抬起,則壓力解除,CPU芯片即可輕松取出。
PGA封裝具有以下特點(diǎn):
1.插拔操作更方便,可靠性高。
2.可適應(yīng)更高的頻率。
Intel系列CPU中,80486和Pentium、PentiumPro均采用這種封裝形式。
四、BGA球柵陣列封裝
隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,對(duì)集成電路的封裝要求更加嚴(yán)格。這是因?yàn)榉庋b技術(shù)關(guān)系到產(chǎn)品的功能性,當(dāng)IC的頻率超過(guò)100MHz時(shí),傳統(tǒng)封裝方式可能會(huì)產(chǎn)生所謂的“CrossTalk”現(xiàn)象,而且當(dāng)IC的管腳數(shù)大于208Pin時(shí),傳統(tǒng)的封裝方式有其困難度。因此,除使用QFP封裝方式外,現(xiàn)今大多數(shù)的高腳數(shù)芯片(如圖形芯片與芯片組等)皆轉(zhuǎn)而使用BGA(BallGridArrayPackage)封裝技術(shù)。BGA一出現(xiàn)便成為CPU、主板上南/北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。
BGA封裝技術(shù)又可詳分為五大類:
1.PBGA(PlasricBGA)基板:一般為2-4層有機(jī)材料構(gòu)成的多層板。Intel系列CPU中,PentiumII、III、IV處理器均采用這種封裝形式。
2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,芯片與基板間的電氣連接通常采用倒裝芯片(FlipChip,簡(jiǎn)稱FC)的安裝方式。Intel系列CPU中,PentiumI、II、PentiumPro處理器均采用過(guò)這種封裝形式。
3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬質(zhì)多層基板。
4.TBGA(TapeBGA)基板:基板為帶狀軟質(zhì)的1-2層PCB電路板。
5.CDPBGA(CarityDownPBGA)基板:指封裝中央有方型低陷的芯片區(qū)(又稱空腔區(qū))。
BGA封裝具有以下特點(diǎn):
1.I/O引腳數(shù)雖然增多,但引腳之間的距離遠(yuǎn)大于QFP封裝方式,提高了成品率。
2.雖然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,從而可以改善電熱性能。
3.信號(hào)傳輸延遲小,適應(yīng)頻率大大提高。
4.組裝可用共面焊接,可靠性大大提高。
BGA封裝方式經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化階段。1987年,日本西鐵城(Citizen)公司開(kāi)始著手研制塑封球柵面陣列封裝的芯片(即BGA)。而后,摩托羅拉、康柏等公司也隨即加入到開(kāi)發(fā)BGA的行列。1993年,摩托羅拉率先將BGA應(yīng)用于移動(dòng)電話。同年,康柏公司也在工作站、PC電腦上加以應(yīng)用。直到五六年前,Intel公司在電腦CPU中(即奔騰II、奔騰III、奔騰IV等),以及芯片組(如i850)中開(kāi)始使用BGA,這對(duì)BGA應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展發(fā)揮了推波助瀾的作用。目前,BGA已成為極其熱門(mén)的IC封裝技術(shù),其全球市場(chǎng)規(guī)模在2000年為12億塊,預(yù)計(jì)2005年市場(chǎng)需求將比2000年有70%以上幅度的增長(zhǎng)。
五、CSP芯片尺寸封裝
隨著全球電子產(chǎn)品個(gè)性化、輕巧化的需求蔚為風(fēng)潮,封裝技術(shù)已進(jìn)步到CSP(ChipSizePackage)。它減小了芯片封裝外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長(zhǎng)不大于芯片的1.2倍,IC面積只比晶粒(Die)大不超過(guò)1.4倍。
CSP封裝又可分為四類:
1.LeadFrameType(傳統(tǒng)導(dǎo)線架形式),代表廠商有富士通、日立、Rohm、高士達(dá)(Goldstar)等等。
2.RigidInterposerType(硬質(zhì)內(nèi)插板型),代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。
3.FlexibleInterposerType(軟質(zhì)內(nèi)插板型),其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表廠商包括通用電氣(GE)和NEC。
4.WaferLevelPackage(晶圓尺寸封裝):有別于傳統(tǒng)的單一芯片封裝方式,WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一芯片,它號(hào)稱是封裝技術(shù)的未來(lái)主流,已投入研發(fā)的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。
CSP封裝具有以下特點(diǎn):
1.滿足了芯片I/O引腳不斷增加的需要。
2.芯片面積與封裝面積之間的比值很小。
3.極大地縮短延遲時(shí)間。
CSP封裝適用于腳數(shù)少的IC,如內(nèi)存條和便攜電子產(chǎn)品。未來(lái)則將大量應(yīng)用在信息家電(IA)、數(shù)字電視(DTV)、電子書(shū)(E-Book)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手機(jī)芯片、藍(lán)芽(Bluetooth)等新興產(chǎn)品中。
六、MCM多芯片模塊
為解決單一芯片集成度低和功能不夠完善的問(wèn)題,把多個(gè)高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多層互聯(lián)基板上用SMD技術(shù)組成多種多樣的電子模塊系統(tǒng),從而出現(xiàn)MCM(MultiChipModel)多芯片模塊系統(tǒng)。
MCM具有以下特點(diǎn):
1.封裝延遲時(shí)間縮小,易于實(shí)現(xiàn)模塊高速化。
2.縮小整機(jī)/模塊的封裝尺寸和重量。
3.系統(tǒng)可靠性大大提高。
關(guān)鍵詞:集成電路版圖;CD4002B;芯片解析
作者簡(jiǎn)介:王?。?965-),男,遼寧沈陽(yáng)人,沈陽(yáng)化工大學(xué)信息工程學(xué)院,副教授;樊立萍(1966-),女,山東淄博人,沈陽(yáng)化工大學(xué)信息工程學(xué)院,教授。(遼寧 沈陽(yáng) 110142)
中圖分類號(hào):G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?????文章編號(hào):1007-0079(2012)31-0050-02
“集成電路版圖設(shè)計(jì)”是一門(mén)講授集成電路版圖版圖工作原理、設(shè)計(jì)方法和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的課程,是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)及相關(guān)電類專業(yè)課程體系中一門(mén)重要的專業(yè)課。[1]該課程一般以“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”、“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”和“半導(dǎo)體器件”為先修課程,主要講授集成電路雙極工藝和CMOS工藝的基本流程、版圖基本單元的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及布局布線的設(shè)計(jì)方法。[2]其目的是指導(dǎo)學(xué)生掌握集成電路版圖分析與設(shè)計(jì)技術(shù),提高學(xué)生實(shí)踐能力和綜合解決問(wèn)題的能力。由于集成電路芯片外層有封裝,學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程前對(duì)版圖無(wú)直觀認(rèn)識(shí),很多版圖設(shè)計(jì)教材是先講授工藝流程,然后講授單元版圖,最后論述布局布線等內(nèi)容,這樣教學(xué)有悖于從感性到理性的認(rèn)知過(guò)程,有礙教學(xué)效果。[3]有的教材在版圖解析方面做了有益嘗試,但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制,采用繪制圖代替芯片解析照片,實(shí)踐性欠佳。為了在有限的學(xué)時(shí)中能夠盡快引導(dǎo)學(xué)生入門(mén),在版圖解析與設(shè)計(jì)兩個(gè)方面的能力都有所提高,筆者將芯片CD4002B解析并應(yīng)用到“集成電路版圖設(shè)計(jì)”課程教學(xué)實(shí)踐中,效果良好。
一、版圖逆向解析
集成電路的設(shè)計(jì)包括邏輯(或功能)設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)。通常有兩種設(shè)計(jì)途徑:正向設(shè)計(jì)、逆向設(shè)計(jì)。[2]
逆向設(shè)計(jì)的作用為仿制和獲得先進(jìn)的集成電路設(shè)計(jì)。逆向設(shè)計(jì)的流程為:提取橫向尺寸,提取縱向尺寸和測(cè)試產(chǎn)品的電學(xué)參數(shù)。[2]
對(duì)于本科電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué),版圖的逆向設(shè)計(jì)主要是提取芯片的橫向尺寸。提取芯片橫向尺寸方法為:打開(kāi)封裝,進(jìn)行拍照、拼圖;由產(chǎn)品的復(fù)合版圖提取電路圖、器件尺寸和設(shè)計(jì)規(guī)則;進(jìn)行電路模擬和畫(huà)版圖。
二、CD4002B版圖解析
CD4002B是兩個(gè)四輸入或非門(mén)芯片,封裝為雙列14針?biāo)芰戏庋b,根據(jù)芯片編號(hào)規(guī)則判斷為CMOS工藝制造。該電路具有器件類型全面、電路典型的特點(diǎn),適用于教學(xué)實(shí)踐。
1.CD4002B芯片版圖拍照
首先將芯片放到濃硝酸中加熱,去掉封裝,用去離子水沖洗、吹干后在顯微鏡下拍照鋁層照片。再將芯片放到鹽酸溶液中漂洗去掉鋁層,用去離子水沖洗、吹干后放到氫氟酸溶液中去掉二氧化硅層,經(jīng)去離子水沖洗、吹干后用染色劑染色,雜質(zhì)濃度高部分顏色變深,沖洗、吹干后在顯微鏡下對(duì)無(wú)鋁層(有源層)芯片拍照。
采用圖形編輯軟件分別對(duì)兩層照片進(jìn)行拼接,獲得版圖照片。
2.芯片版圖分析
通過(guò)對(duì)CD4002B兩層(鋁層和有源層)照片進(jìn)行分析研究表明:解析的芯片為是一層鋁,且鋁柵極,P阱工藝。該芯片鋁線寬度最小為9微米,柵極寬度為6微米。芯片包含的單元為NMOS、PMOS、反相器、四輸入與非門(mén)、電阻、二極管等。
該芯片由兩個(gè)四輸入或非門(mén)組成,其中一個(gè)或非門(mén)電路圖如圖1所示,其中9、10、11、12管腳為輸入端,14管腳為電源端,13管腳為輸出端和7管腳為地端。四個(gè)輸入端首先分別經(jīng)過(guò)一個(gè)反相器,然后接入一個(gè)四輸入與非門(mén),最后經(jīng)過(guò)一個(gè)反相器輸出。邏輯關(guān)系經(jīng)過(guò)推導(dǎo)和仿真驗(yàn)證為或非門(mén)關(guān)系。
為了實(shí)現(xiàn)靜電保護(hù),在輸入、輸出和電源端分別構(gòu)造靜電保護(hù)。輸入端靜電保護(hù)電路由四個(gè)二極管和一個(gè)限流電阻構(gòu)成;輸出端靜電保護(hù)電路由二個(gè)二極管和一個(gè)限流電阻構(gòu)成;電源端靜電保護(hù)電路由一個(gè)二極管構(gòu)成。
下面以芯片中四輸入與非門(mén)版圖和輸入靜電保護(hù)電路說(shuō)明版圖特點(diǎn)。
該芯片的四輸入與非門(mén)版圖如圖2所示。N14、N15、N16、N17為NMOS管,共用一個(gè)P阱,從鋁層分析四個(gè)NMOS管為串聯(lián)關(guān)系。為了節(jié)省面積,相鄰器件源極和漏極共用,即上一個(gè)管子源極是鄰近管子漏極;P14、P15、P16、P17為PMOS管,從鋁層分析四個(gè)NMOS管為并聯(lián)關(guān)系,四個(gè)器件源極相連和漏極相連,提取的電路圖見(jiàn)圖1。
該芯片的輸入管腳都有靜電保護(hù)電路,如圖3所示。其中D5-1、D5-2為兩個(gè)以P阱為P區(qū)的二極管,該管N區(qū)接輸入端,P區(qū)接地;R5為基區(qū)電阻;D5-3、D5-4為以基區(qū)電阻為P區(qū),襯底為N區(qū)的二極管,其中P區(qū)接電阻,N區(qū)接電源。提取的電路圖見(jiàn)圖1。
三、課程教學(xué)改革
1.教學(xué)大綱的改革
本科生教學(xué)既要注重實(shí)踐教學(xué)又要兼顧理論教學(xué),不僅要掌握單元的版圖設(shè)計(jì)和軟件使用,還應(yīng)該掌握版圖結(jié)構(gòu)原理。為此確立該課程的基本目標(biāo)為:電路的分析及應(yīng)用,能夠讀懂電路的線路圖,并能進(jìn)行正確分析;版圖識(shí)讀和常見(jiàn)基本器件的版圖設(shè)計(jì);布局布線與驗(yàn)證修改;[4]掌握版圖的失效機(jī)理,并能掌握特殊器件版圖的設(shè)計(jì)方法。
根據(jù)電子科學(xué)與技術(shù)的課程體系,參考幾種教材制定了特色顯著的教學(xué)大綱。該大綱主要內(nèi)容包括:模擬和數(shù)字集成電路基本單元電路和工作原理;雙極工藝、CMOS工藝和BICMOS工藝的介紹;集成電路的失效機(jī)理和防護(hù)措施;三種工藝的中的NPN和PNP晶體管、NMOS和PMOS晶體管、電阻、電容和電感等器件的版圖和工作原理;特殊器件的版圖及工作原理;[5]版圖布局、布線和標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計(jì)的基本規(guī)則;逆向版圖的識(shí)別方法;[2]集成電路設(shè)計(jì)軟件的使用方法。[6]
2013年3月15日上午,中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在北京成立。該聯(lián)盟由中關(guān)村集成電路材料、設(shè)備、制造、設(shè)計(jì)、封裝、測(cè)試、公共服務(wù)平臺(tái)、軟件和系統(tǒng)集成等產(chǎn)業(yè)鏈上下游30多家企業(yè)共同發(fā)起,是北京市首個(gè)覆蓋集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。該聯(lián)盟的成立標(biāo)志著中關(guān)村將打造產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)良性互動(dòng)的集成電路創(chuàng)新生態(tài)圈。
中關(guān)村形成集成電路產(chǎn)業(yè)鏈
從2008年至今短短幾年時(shí)間,一些國(guó)產(chǎn)材料和大型裝備正在逐漸進(jìn)入集成電路生產(chǎn)線。從集成電路設(shè)備制造、工藝,到芯片設(shè)計(jì)、制造,中關(guān)村示范區(qū)已經(jīng)構(gòu)建起了一條產(chǎn)業(yè)鏈。
“在這里,既有北方微電子、七星華創(chuàng)等提供集成電路生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè),也有北京君正、兆易創(chuàng)新等芯片設(shè)計(jì)企業(yè),還有中芯國(guó)際這樣大型集成電路制造企業(yè)。一條集成電路產(chǎn)業(yè)鏈就這樣初步形成了?!敝嘘P(guān)村有關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)。
目前,中關(guān)村已有集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)近百家,是全國(guó)芯片設(shè)計(jì)力量最強(qiáng)的地區(qū)之一,超過(guò)1億元收入規(guī)模的企業(yè)超過(guò)20家,上市企業(yè)2家。中關(guān)村集成電路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)在新一代移動(dòng)通信終端與網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字電視及智能電視、行業(yè)用智能卡及信息安全、高性能通用核心芯片、北斗導(dǎo)航芯片以及物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域具有雄厚的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。CPU、嵌入式CPU、存儲(chǔ)器芯片、TD-LTE終端基帶芯片、可編程邏輯器件、模擬及數(shù)模混合電路芯片等均處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先,并填補(bǔ)了我國(guó)在這些領(lǐng)域的空白。
一批高等院校和科研單位長(zhǎng)期從事微電子技術(shù)和半導(dǎo)體工藝研究,并一直處于全國(guó)領(lǐng)先地位。2011年中關(guān)村集成電路制造業(yè)的銷(xiāo)售額占國(guó)內(nèi)比例和年增長(zhǎng)率均遠(yuǎn)超全國(guó)平均水平。中關(guān)村擁有集成電路生產(chǎn)線近10條,月產(chǎn)能超過(guò)10萬(wàn)片,且中芯國(guó)際(北京)是目前國(guó)內(nèi)最具優(yōu)勢(shì)的芯片代工企業(yè),已實(shí)現(xiàn)65nm主流工藝的大規(guī)模量產(chǎn),且二期工程的順利開(kāi)工建設(shè)將為中關(guān)村集成電路設(shè)計(jì)、封測(cè)、裝備、材料等相關(guān)企業(yè)提供更為便利的開(kāi)發(fā)驗(yàn)證平臺(tái),帶動(dòng)和支撐全產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)?;l(fā)展。
中關(guān)村集成電路裝備、材料在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位,刻蝕機(jī)、氧化爐、離子注入機(jī)、光刻膠、靶材等多項(xiàng)科研成果打破了我國(guó)在該領(lǐng)域的空白,并進(jìn)入產(chǎn)線驗(yàn)證。此外,中關(guān)村部分集成電路裝備和材料也已率先在全國(guó)投入規(guī)模應(yīng)用。
目前聯(lián)盟已匯聚了中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)有影響力的企業(yè):北京集成電路設(shè)計(jì)園是全國(guó)規(guī)模最大、功能齊全、服務(wù)配套的集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化基地和集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)孵化基地之一;北京君正研發(fā)生產(chǎn)了國(guó)內(nèi)首款應(yīng)用于移動(dòng)領(lǐng)域的非ARM架構(gòu)雙核移動(dòng)CPU芯片,這也是國(guó)產(chǎn)CPU在移動(dòng)領(lǐng)域的首款雙核CPU芯片;兆易創(chuàng)新在2011年全球SPI出貨市場(chǎng)占有率達(dá)到10.24%,全球排名第三,正逐步建立世界級(jí)存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)公司的市場(chǎng)地位;京微雅格作為國(guó)內(nèi)首家自主研發(fā)生產(chǎn)FPGA的集成電路設(shè)計(jì)企業(yè),去年又再次推出全新架構(gòu)FPGA器件,實(shí)現(xiàn)了同類器件所不具備的集成度、高性能和低成本;北方微電子、七星華創(chuàng)、中科信等企業(yè)的集成電路高端裝備均打破國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域內(nèi)的空白,引領(lǐng)了國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體裝備的研發(fā)進(jìn)程;有研半導(dǎo)體是國(guó)內(nèi)12英寸硅單晶拋光片及外延片的重點(diǎn)廠商,并承擔(dān)多個(gè)國(guó)家重大科技專項(xiàng)的研發(fā)。
集成電路生態(tài)圈初具雛形
中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟旨在搭建開(kāi)放式合作平臺(tái),促進(jìn)中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)集群跨越式發(fā)展。聯(lián)盟的成立,標(biāo)志著中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)已建立了產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的良性互動(dòng)體系,一個(gè)活躍、具有持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的創(chuàng)新生態(tài)圈初具雛形。
聯(lián)盟的總體目標(biāo)是充分發(fā)揮中芯國(guó)際等龍頭企業(yè)的平臺(tái)作用,開(kāi)展廣泛合作,帶動(dòng)上下游企業(yè)、高校院所協(xié)同創(chuàng)新,全力打造具有國(guó)際影響力的集成電路產(chǎn)業(yè)集群。
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