來源：羅姆半導(dǎo)體社區(qū)

半導(dǎo)體指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。半導(dǎo)體在集成電路、消費電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明、大功率電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域都有應(yīng)用，如二極管就是采用半導(dǎo)體制作的器件。無論從科技或是經(jīng)濟發(fā)展的角度來看，半導(dǎo)體的重要性都是非常巨大的。大部分的電子產(chǎn)品，如計算機、移動電話或是數(shù)字錄音機當(dāng)中的核心單元都和半導(dǎo)體有著極為密切的關(guān)聯(lián)。常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、砷化鎵等，硅是各種半導(dǎo)體材料應(yīng)用中最具有影響力的一種。下面來介紹一些關(guān)于半導(dǎo)體圈的小知識。

1、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，設(shè)計和制造哪個難度大？

制造難度更大些。

●現(xiàn)在兼顧設(shè)計和制造的公司比較少；

●只做設(shè)計公司很多，一般成為fabless，擁有電腦、軟件和設(shè)計工程師就可以完成設(shè)計，輸出設(shè)計后交由光罩廠、晶圓流片代工廠、封測廠生產(chǎn)器件。

●只做制造的成為fab廠，門坎較高，一條8英寸晶圓流片生產(chǎn)線總投資可達(dá)10億美元；且制造對工藝水平、化學(xué)用品管控、潔凈程度要求很高。

●關(guān)于設(shè)計和制造的盈利，設(shè)計公司出了一版設(shè)計，花一大筆錢去流片，器件賣得好才能盈利，否則一次流片就能讓一個設(shè)計公司倒閉；fab廠只要有訂單，設(shè)備在運轉(zhuǎn)，就保證不虧本。

2、半導(dǎo)體的封裝測試是什么？

●半導(dǎo)體生產(chǎn)流程由晶圓制造、晶圓測試、芯片封裝和封裝后測試組成。半導(dǎo)體封裝測試是指將通過測試的晶圓按照產(chǎn)品型號及功能需求加工得到獨立芯片的過程。

●封裝過程為：來自晶圓前道工藝的晶圓通過劃片工藝后，被切割為小的晶片（Die），然后將切割好的晶片用膠水貼裝到相應(yīng)的基板（引線框架）架的小島上，再利用超細(xì)的金屬（金、錫、銅、鋁）導(dǎo)線或者導(dǎo)電性樹脂將晶片的接合焊盤（Bond Pad）連接到基板的相應(yīng)引腳（Lead），并構(gòu)成所要求的電路；然后再對獨立的晶片用塑料外殼加以封裝保護，塑封之后，還要進行一系列操作，如后固化（Post Mold Cure）、切筋和成型（Trim&Form）、電鍍（PlaTIng）以及打印等工藝。封裝完成后進行成品測試，通常經(jīng)過入檢（Incoming）、測試（Test）和包裝（Packing）等工序，最后入庫出貨。典型的封裝工藝流程為：劃片→裝片→ 鍵合→ 塑封→ 去飛邊→ 電鍍 →打印→ 切筋→成型→ 外觀檢查→ 成品測試→ 包裝出貨。

●半導(dǎo)體器件有許多封裝形式，按封裝的外形、尺寸、結(jié)構(gòu)分類可分為引腳插入型、表面貼裝型和高級封裝三類。從DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP，技術(shù)指標(biāo)一代比一代先進?？傮w說來，半導(dǎo)體封裝經(jīng)歷了三次重大革新：第一次是在上世紀(jì)80年代從引腳插入式封裝到表面貼片封裝，它極大地提高了印刷電路板上的組裝密度；第二次是在上世紀(jì)90年代球型矩陣封裝的出現(xiàn)，滿足了市場對高引腳的需求，改善了半導(dǎo)體器件的性能；芯片級封裝、系統(tǒng)封裝等是現(xiàn)在第三次革新的產(chǎn)物，其目的就是將封裝面積減到最小。

●半導(dǎo)體封裝形式：金屬封裝、陶瓷封裝、金屬+陶瓷封裝、塑料封裝（最主要的封裝形式）

3、半導(dǎo)體分類及性能

●元素半導(dǎo)體。元素半導(dǎo)體是指單一元素構(gòu)成的半導(dǎo)體，其中對硅、硒的研究比較早。它是由相同元素組成的具有半導(dǎo)體特性的固體材料，容易受到微量雜質(zhì)和外界條件的影響而發(fā)生變化。目前， 只有硅、鍺性能好，運用的比較廣，硒在電子照明和光電領(lǐng)域中應(yīng)用。硅在半導(dǎo)體工業(yè)中運用的多，這主要受到二氧化硅的影響，能夠在器件制作上形成掩膜，能夠提高半導(dǎo)體器件的穩(wěn)定性，利于自動化工業(yè)生產(chǎn)。

●無機合成物半導(dǎo)體。無機合成物主要是通過單一元素構(gòu)成半導(dǎo)體材料，當(dāng)然也有多種元素構(gòu)成的半導(dǎo)體材料，主要的半導(dǎo)體性質(zhì)有I族與V、VI、VII族；II族與IV、V、VI、VII族；III族與V、VI族；IV族與IV、VI族;V族與VI族；VI族與VI族的結(jié)合化合物，但受到元素的特性和制作方式的影響，不是所有的化合物都能夠符合半導(dǎo)體材料的要求。這一半導(dǎo)體主要運用到高速器件中，InP制造的晶體管的速度比其他材料都高，主要運用到光電集成電路、抗核輻射器件中。 對于導(dǎo)電率高的材料，主要用于LED等方面。

●有機合成物半導(dǎo)體。有機化合物是指含分子中含有碳鍵的化合物，把有機化合物和碳鍵垂直，疊加的方式能夠形成導(dǎo)帶，通過化學(xué)的添加，能夠讓其進入到能帶，這樣可以發(fā)生電導(dǎo)率，從而形成有機化合物半導(dǎo)體。這一半導(dǎo)體和以往的半導(dǎo)體相比，具有成本低、溶解性好、材料輕加工容易的特點?？梢酝ㄟ^控制分子的方式來控制導(dǎo)電性能，應(yīng)用的范圍比較廣，主要用于有機薄膜、有機照明等方面。

●非晶態(tài)半導(dǎo)體。它又被叫做無定形半導(dǎo)體或玻璃半導(dǎo)體，屬于半導(dǎo)電性的一類材料。非晶半導(dǎo)體和其他非晶材料一樣，都是短程有序、長程無序結(jié)構(gòu)。它主要是通過改變原子相對位置，改變原有的周期性排列，形成非晶硅。晶態(tài)和非晶態(tài)主要區(qū)別于原子排列是否具有長程序。非晶態(tài)半導(dǎo)體的性能控制難，隨著技術(shù)的發(fā)明，非晶態(tài)半導(dǎo)體開始使用。這一制作工序簡單，主要用于工程類，在光吸收方面有很好的效果，主要運用到太陽能電池和液晶顯示屏中。

●本征半導(dǎo)體：不含雜質(zhì)且無晶格缺陷的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。在極低溫度下，半導(dǎo)體的價帶是滿帶，受到熱激發(fā)后，價帶中的部分電子會越過禁帶進入能量較高的空帶，空帶中存在電子后成為導(dǎo)帶，價帶中缺少一個電子后形成一個帶正電的空位，稱為空穴?？昭▽?dǎo)電并不是實際運動，而是一種等效。電子導(dǎo)電時等電量的空穴會沿其反方向運動。它們在外電場作用下產(chǎn)生定向運動而形成宏觀電流，分別稱為電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電。

4、什么是半導(dǎo)體IP？

主要是指的關(guān)于半導(dǎo)體的專利技術(shù)以及非專利的專有技術(shù)。

●IP核是具有知識產(chǎn)權(quán)的、功能具體、接口規(guī)范的可以在多個集成電路中重復(fù)使用的功能模塊，是實現(xiàn)系統(tǒng)芯片的基本構(gòu)件。你可以簡單理解為設(shè)計完善的功能模塊。（而這里的【設(shè)計】是根據(jù)完善程度有不同的形式，可分為三類：軟核、固核、硬核）

●軟核：理解為【程序代碼】，是用硬件描述語言實現(xiàn)對功能模塊進行描述（比如用VHDL編寫的一個觸發(fā)器，是文本形式），不包含任何物理實現(xiàn)信息。（軟核特點是對用戶來講可移植性強、設(shè)計周期短、成本低。缺點是物理實現(xiàn)性能不定不全面，產(chǎn)權(quán)保護不佳）

●固核：除了實現(xiàn)功能模塊的程序代碼之外，還包括門級電路綜合和時序仿真等設(shè)計環(huán)節(jié)，一般是以門級電路網(wǎng)表的形式提供給用戶。固核可以理解為是不僅包括軟核程序代碼，還包括【程序員模塊設(shè)計意圖與硬件物理實現(xiàn)之間的規(guī)則】。

●硬核：基于物理描述，并且已經(jīng)通過工藝驗證可行的，性能有保證。是以電路物理結(jié)構(gòu)掩模版圖和全套工藝文件的形式提供給用戶（芯片生產(chǎn)廠家）的。

5、數(shù)字集成電路有哪些類別？

●按電路結(jié)構(gòu)可分為 TTL 和 CMOS 兩大系列，以及將TTL 與 CMOS 集成在一起的 BiCMOS 芯片。

●按集成度可分為小規(guī)模集成（SSI）電路、中規(guī)模集成（MSI）電路、大規(guī)模集成（LSI）電路、超大規(guī)模集成（VLSI）電路、特大規(guī)模集成（ULSI）電路和極大規(guī)模集成電路（GLSI）。

●按功能分類有：門電路、觸發(fā)器、存儲器、單片機等專用集成電路，數(shù)量很多，無法逐一羅列。

6、集成電路產(chǎn)業(yè)鏈利潤分布如何？

集成電路產(chǎn)業(yè)鏈分為IC設(shè)計、芯片制造、封裝、EDA，設(shè)備，材料，代理商等。

●IC設(shè)計： 利潤率最高，風(fēng)險也大，歐美公司一般毛利在50%~80%，國內(nèi)公司也要35%~60%;

●芯片制造：需要很多設(shè)備，初期投資大，利潤中等，一般健康的毛利在30%~50%，風(fēng)險可控；

●封裝：相對門檻較低，競爭激烈，利潤率最低，一般毛利在20%~40%，做成品牌也有附加值，風(fēng)險最低，現(xiàn)金流周轉(zhuǎn)快。

●EDA（工具軟件）：軟件毛利率99.99%，不過要花大量市場、研發(fā)經(jīng)費，目前市場基本被Synopsys，Cadence，Mentor這3家壟斷市場，凈利潤率也不低，和設(shè)計公司一個水平。其中前不久，Mentor被西門子以45億美元收購。

●設(shè)備材料就不細(xì)說了，基本是朱門酒肉臭路有凍死骨，有技術(shù)壁壘的過的都不差，新進的玩家追趕的很辛苦。

●代理商明面上的利潤率一般5~10%之間，一旦發(fā)生呆滯庫存，很容易一次陪進去一年甚至幾年的利潤，所以現(xiàn)在兼并整合趨勢非常明顯，大代理商才有談判的能力，從芯片原廠拿到更好地條件，同時呢，不少代理商也有供應(yīng)鏈金融服務(wù)，融資能力強的代理商借助利率差也能帶來不錯利潤。

7、半導(dǎo)體集成電路和半導(dǎo)體芯片有什么關(guān)系和不同？

●半導(dǎo)體集成電路：將晶體管，二極管等等有源元件和電阻器，電容器等無源元件，按照一定的電路互聯(lián)，“集成”在一塊半導(dǎo)體單晶片上，從而完成特定的電路或者系統(tǒng)功能。

●半導(dǎo)體芯片：在半導(dǎo)體片材上進行浸蝕，布線，制成的能實現(xiàn)某種功能的半導(dǎo)體器件。不只是硅芯片，常見的還包括砷化鎵（砷化鎵有毒，所以一些劣質(zhì)電路板不要好奇分解它），鍺等半導(dǎo)體材料。

●集成電路（integrated circuit）：一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)；其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。集成電路發(fā)明者為杰克·基爾比（基于鍺（Ge）的集成電路）和羅伯特·諾伊思（基于硅（Si）的集成電路）。當(dāng)今半導(dǎo)體工業(yè)大多數(shù)應(yīng)用的是基于硅的集成電路。

審核編輯黃昊宇