了解半导体行业
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- 来源:
- 发布时间:2024-07-10
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【概要描述】 半导体行业对技术创新至关重要。然而,供应链的复杂性和不同计算机芯片的细微差别可能会让人产生更多的疑问而不是答案。通过这种广泛的概述,很容易更好地了解整个行业。首先要注意的是数字芯片和模拟芯片之间的区别。人们普遍认为数字芯片是模拟芯片的升级版,技术更先进——但事实并非如此。事实上,模拟芯片和数字芯片的世界是互补的。
了解半导体行业
【概要描述】 半导体行业对技术创新至关重要。然而,供应链的复杂性和不同计算机芯片的细微差别可能会让人产生更多的疑问而不是答案。通过这种广泛的概述,很容易更好地了解整个行业。首先要注意的是数字芯片和模拟芯片之间的区别。人们普遍认为数字芯片是模拟芯片的升级版,技术更先进——但事实并非如此。事实上,模拟芯片和数字芯片的世界是互补的。
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半导体行业对技术创新至关重要。然而,供应链的复杂性和不同计算机芯片的细微差别可能会让人产生更多的疑问而不是答案。通过这种广泛的概述,很容易更好地了解整个行业。首先要注意的是数字芯片和模拟芯片之间的区别。人们普遍认为数字芯片是模拟芯片的升级版,技术更先进——但事实并非如此。事实上,模拟芯片和数字芯片的世界是互补的。
数字芯片用于存储和处理信息。由于它们以二进制方式运行,因此只能处理离散变量。因此,这些芯片的购买成本更高,产品周期也更短。模拟芯片用于将连续的现实世界变量转换为数字芯片可以理解的信号。与数字芯片相比,模拟芯片对消费者来说更便宜,产品周期更长。同时利用模拟和数字元素的芯片称为混合信号。
数字芯片可分为逻辑芯片和存储芯片两类。
逻辑芯片负责处理数据以完成任务,由IDM和代工厂生产。
内存芯片是由专门的制造商生产的信息存储设备。其中,DRAM芯片用于存储设备开机时必须访问的数据,而NAND Flash芯片用于存储设备关机时必须保存的数据。
制造过程概述
1) 构建初始晶圆。
2) 在晶圆上施加光刻胶涂层。
3) 在光刻机内,通过光掩模将晶圆置于紫外光下。重复此过程,直到晶圆完全被覆盖。
4) 将晶圆在高温下烘烤,以使修改永久生效。
5)蚀刻晶圆以去除不需要的元素并创建三维电路。
摩尔定律的影响
英特尔公司创始人兼前首席执行官戈登·摩尔在 1965 年提出了一项观察结果,即后来的摩尔定律。该定律不是物理定律,而是指出每两年半导体芯片中的晶体管数量就会翻一番,而价格则会减半。摩尔定律意义重大,因为它引发了整个行业的创新。1970 年的芯片包含 3.000 个晶体管,而如今芯片包含约50 亿个晶体管。随着晶体管数量的增加,芯片变得更快、更强大、更节能。
摩尔定律只适用于数字处理器(不适用于模拟处理器),目前业界已成功遵循该定律。不过,有人担心未来业界是否能遵循该定律。
为了遵循摩尔定律,半导体行业自 1980 年以来经历了许多重组。以前,半导体是垂直整合的,但如今大多数都是专业/无晶圆厂模式。无晶圆厂意味着芯片的生产外包给被称为代工厂的专业制造商。专业参与者可以实现更快的创新。另一方面,参与者之间的合作至关重要。
行业现状
如今,半导体行业持续增长。制造方面可以分为为代工厂提供必要设备的设备制造商和制造客户所需芯片的代工厂本身。
当前半导体行业的设计方面包括面向消费者的独立设计芯片的公司,以及代表客户设计芯片的美国纯设计公司。电子设计自动化 (EDA) 公司为半导体设计师提供半导体芯片设计的重要软件。
代工厂、纯设计公司和 EDA 公司都与集成设备制造商 (IDM) 直接相关,他们拥有自己的晶圆厂并设计自己的芯片。
全球影响
大多数国家都认为半导体行业具有战略重要性。由于该行业在全球供应链中的地位,地缘政治紧张局势已经出现。冲突主要发生在美国和中国之间。由于与日本、欧洲和韩国关系密切,美国控制着供应链的顶端。
有人担心中国可能会入侵台湾并夺取其芯片制造业,但西方国家已经采取措施,通过包括美国和欧盟芯片法案在内的立法来促进本地生产。如果发生这种情况,这对该行业来说只是暂时的复杂情况,但从长远来看,西方将处于更强大的战略地位。中国在制造业方面落后美国和欧洲很多年。
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