集成电路技术专业(6篇)
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集成电路技术专业篇1
关键词:微电子技术专业;集成电路;实验室建设;
作者:陈伟元
0引言
以集成电路为主的微电子产业是现代信息产业的基础和核心[1],它对经济建设、社会发展和国家安全具有至关重要的战略地位和不可替代的核心关键作用,其重要性在迅速提高,产业规模在逐步扩大。目前,我国集成电路产业的发展,已经形成了以设计业、芯片制造业及封装测试业为主的微电子产业链,并相对独立发展的产业结构特点。微电子产业的快速发展带动了社会对各层次微电子技术人才的大量需求。为顺应微电子产业的快速发展,为地方经济建设服务,各地高职院校纷纷开设了微电子技术专业,并大力加强微电子技术专业的建设[2-4]。但微电子技术是一门应用性非常强的学科[5],不仅需要较好的理论基础,更需要有较强的生产工艺实际操作能力,这都需要较好的实验环境和实验条件来支撑。微电子实验实训设备要求高,资金投入大,很多高职院校(包括本科院校)没有足够资金购买昂贵的实训设备,学生只能通过老师解说、观看录像等了解相关工艺过程[6-7],没有机会亲自动手[8],造成我国微电子制造业人才总量严重不足,且人才质量基础较差、人才层次结构不合理[9]。
基于工作岗位和人才培养目标的分析,苏州市职业大学结合省实训基地和省光伏发电工程技术开发中心的建设,优化建设方案,用非常有限的资金投入,建立微电子技术专业实验室,为培养符合企业需求的高技能、高素质人才进行了有益探索。
1微电子技术专业培养目标分析
目前,中国集成电路产业已初步形成以长三角、环渤海,珠三角三大核心区域聚集发展的产业空间格局。以2010年为例[10]:我国集成电路产业销售收入1440.2亿元,三大区域集成电路产业销售收入占全国整体产业规模的近95%。其中,环渤海地区占国内集成电路产业整体规模的18.8%,珠三角地区占全国集成电路产业的8.4%,涵盖上海、江苏和浙江的长江三角洲地区已初步形成了包括研究开发、设计、芯片制造、封装测试及支撑业在内的较为完整的集成电路产业链,占全国集成电路产业的67.9%。目前国内55%的集成电路制造企业、80%的封装测试企业以及近50%的集成电路设计企业集中在长三角地区。
可见,长三角地区是中国重要的微电子产业基地,而苏州、无锡等苏南地区在集成电路制造、封装测试领域又具有明显的区位优势。现代工业的发展,集成电路后端(版图)设计服务的需求会持续增加。
高等职业技术教育微电子技术专业的就业核心岗位的确定,既要反映出当地微电子产业的市场需要,又要考虑到适合高职学生能做、并乐于做的岗位。如现场操作为主的“半导体技术工人”岗位,不适合作为本校微电子专业的核心岗位,也体现不出与中职学生在岗位上的竞争力[11]。经调研和分析,确定“集成电路版图设计”、“微电子工艺及管理”、“设备维护”作为本专业学生培养的核心工作岗位。
微电子专业的培养目标为:培养德、智、体、美全面发展,能适应现代化建设和经济发展需要,具有良好职业道德和创新精神,熟悉微电子器件及工艺的基本原理,具备集成电路版图设计、晶圆制造及封装测试中的设备操作与维护、工艺管理、产品测试、品质管理能力,面向生产服务一线的高素质应用型技术人才。
2微电子技术专业实验室建设目标
高职教育以培养高素质应用型人才为主,培养的学生不仅具有较好的理论基础,更应具有较好的基本技能。根据以上培养目标,高职微电子技术专业重点培养学生微电子材料工艺及IC领域如下方向的基本技能:
(1)微电子材料器件工艺与检测。了解微电子材料与器件的常规工艺制备过程,并了解其主要参数的表征及测试方法;
(2)IC设计技术。了解IC设计的流程,掌握IC设计的基本原理和方法,重点熟练掌握IC版图设计工具软件的使用方法;
(3)IC制造与封装测试技术。了解IC制造的基本过程和工艺,掌握基本的IC封装及测试原理和方法,并学会基本测试仪器的使用方法。
为实现以上目标,在微电子技术专业实验室的建设上,至少应围绕如下几个方向来进行:①集成电路设计,特别是集成电路版图设计方向;②微电子材料和集成电路工艺方向;③集成电路封装及测试方向。目前国内各高职院校的微电子技术专业根据自身的实际情况,基本上也是围绕这几个发展分支来建设专业实验室[12]。
微电子实验设备非常昂贵,若要建设完善的微电子技术专业实验室,其建设资金的投入是非常庞大的,大部分学校也没有这样的建设能力。为此,在有限的建设资金上,实验室建设采取实用化原则,以国家投入或学校自筹资金方式建立微电子基础性实验室、IC版图设计实验室、微电子材料及器件工艺实验室,而对于投资较大的IC封装及测试实验室,主要采取与企业共建的方式进行建设。
3微电子技术专业实验室建设方案
根据以上微电子技术专业实验室建设目标,苏州市职业大学结合省实训基地和省光伏发电工程技术开发中心的建设,建立了IC版图设计实验室、微电子材料及器件工艺实验室和IC封装测试实验室。
3.1IC版图设计实验室
IC设计包括IC系统设计、IC线路设计、IP核设计和IC版图设计。其中IC版图设计工作的任务量大、所需人员多,是一种高技能、应用型技术,是最适合高职微电子技术专业学生就业的工作岗位。
IC版图设计实验室的建设,以服务器和计算机终端组成,再配置IC设计软件。其中,终端一般要配置40套以上,以便课堂上每位学生均能单独练习。
IC版图设计实验室的建设投入大,特别是IC设计软件价格昂贵,可争取大学计划、实验室共建等多种方式,获得EDA软件商的支持。苏州市职业大学与SprigSoftInc.合作,引进其先进的IC版图设计软件平台Laker,并与IC设计公共服务平台提供商苏州中科集成电路设计公司进行深度合作,发挥各自优势,共同进行IC版图设计高技能人才的培养与培训。
3.2微电子材料及器件工艺实验室
微电子材料、器件涉及的工艺广泛,实验设备价格昂贵,只能用有限的资金投入,解决一些微电子最常用的工艺实验设备。为让学生对微电子工艺有感性认识和实践机会,经调研,认为净化、扩散退火、薄膜工艺、光刻工艺、霍尔效应测试等是微电子行业应用较多的公共技术。微电子材料器件工艺与检测实验室,建设为千级的净化实验室,以扩散退火炉、真空镀膜设备为基础,并配以相关的光刻机、光学显微镜、霍尔效应测试仪等,从而满足从微电子材料的制备工艺到微电子材料与器件的性能测试等实验需求。
该实验室也结合了省光伏发电工程技术开发中心的建设,兼以实现太阳能光伏电池的制备实验,为微电子技术专业的“半导体器件物理”、“集成电路工艺”、“太阳能光伏电池”等课程提供实验支撑。
3.3IC封装测试实验室
近几年来,国内IC产业有较大的发展,尤其是IC制造及IC封装测试业发展很快,在我国集成电路产业链中有着举足轻重的地位,占据了我国微电子产业的半壁江山[13]。IC封装及测试行业也是微电子技术专业学生重要的就业岗位。
建设IC封装测试实验室是培养高素质IC应用型人才的必要要求。
IC封装及测试实验设备价格非常昂贵,高校往往没有能力独立承建。可采用与企业共建的方式进行建设。本实验室与华润矽科微电子有限公司合作共建,建有集成电路自动测试系统、引线键合、电子显微镜、晶体管特性测试及电子测试设备等。
该实验室的建成,为微电子技术专业的“半导体器件物理”、“微电子封装技术”、“集成电路工艺”、“集成电路测试”等课程提供实验支撑。
集成电路技术专业篇2
在这样一个承上启下的时间节点上,在迎接新的机遇和挑战的历史时刻,我很高兴能借本次大会,与在座的业界同仁共同回顾过去十年我国集成电路产业所取得的辉煌成就,探讨在全球集成电路产业格局不断发展变化的大背景下,我国集成电路产业将面临哪些机遇和挑战。
一、创“芯”十年――黄金十年
(一)产业规模不断扩大,三业比重渐趋合理
2000年,我国集成电路产业的总销售额只有186.2亿元,而今年的销售额预计达到1330亿元,年均增长率达到21.7%,产业增速始终保持高于全球集成电路产业增速,产业国际地位不断提高。伴随着产业规模的扩大,我国集成电路销售收入占全球集成电路市场份额从2000年的1.2%提高到2009年的8.5%,而同期全球IC产业经历了繁荣和衰退,2009年的总产值与2000年几近持平。
集成电路设计业取得了突飞猛进的增长。2000年设计业销售收入仅11亿元。2009年设计业销售额达到269.9亿元,比2000年增长近25倍。2009年封装测试业销售收入为498.2亿元,比2000年增长3.9倍。2009年制造业的销售收入达到341亿元,比2000年增长7.1倍。
在规模不断扩大的同时,我国集成电路产业从以封装测试和制造为主体,转变为IC设计、芯片制造、封装测试三业及支撑配套业共同发展的较为完善的产业链格局,三业比重渐趋合理,整体配套能力日益增强。2000年,我国IC设计业占全行业总产值的比重只有5.3%,封装测试业的比重高达68.9%。2009年,设计、制造、封装测试所占比重已经变为24.3%、30.7%和45%,形成以设计业为龙头,封测业为主体,制造业为重点的产业格局。
(二)技术水平不断提高,知识产权取得突破
十年来,我国集成电路产业的技术水平不断提高。设计业方面,我国集成电路的设计水平从2000年以0.8-1.5微米为主,到今年设计企业普遍具备0.13微米以下工艺水平和百万门规模设计能力,海思半导体等领军企业具备了45/40纳米设计能力,最大设计规模超过1亿门。
2000年,我国最好的制造工艺仅为0.25微米,而今年中芯国际的12英寸生产线已经可以量产65纳米芯片,45纳米工艺进入前期研发。“909”工程的升级改造在上海启动,将用90纳米、65纳米和45纳米工艺制造逻辑、闪存等芯片。华润上华等企业开发出高压模拟、数模混合和功率器件等特色工艺,在生产中发挥显著作用。
封装测试行业的技术水平从低端迈向中高端,传统的DIP、QFP等封装已大量投产,而且在SOP、PCA、BGA以及SiP等先进封装技术的开发和生产方面取得了显著成绩,并形成规模生产能力。
在关键设备领域,12英寸光刻机、大角度离子注入机、离子刻蚀机等重大技术装备在“十一五”期间取得重要突破,部分设备已在生产线上运行,夯实了产业发展基础。
伴随技术水平的提高,我国本土集成电路企业设计的产品种类不断丰富,产品类型由低端向中高端延伸,并取得群体性突破。2G/3G移动通信芯片、数字电视芯片、应用处理器、计算机与网络芯片、信息安全芯片等中高端芯片产品不断涌现,以C*Core、XBurst、UnICore等为代表的嵌入式CPU不但填补了国内在处理器技术上的空白,而且在体系结构、性能指标上逐步接近国际先进水平。
十年间我国集成电路产业知识产权取得了长足发展,在设计、制造、封装、测试领域申请的专利数量和质量不断取得突破。截至2009年12月31日,我国集成电路设计类的发明专利申请和实用新型专利共有59528件,其中发明专利申请占69.9%;集成电路制造类的发明专利和实用新型共58642件,其中发明专利申请占94.5%;集成电路封装类的发明专利申请和实用新型专利共有21523件,其中发明专利申请占86%;集成电路测试类的发明专利申请和实用新型专利共有3295件,其中发明专利申请占80.8%。
(三)优势企业不断涌现,产业链互动日趋活跃
在我国集成电路产业的成长过程中,涌现出一大批勇于创新、锐意进取的优秀集成电路企业。中芯国际、华虹NEC不断提高先进制程的产能和效率,优化服务体系,已经进入全球十大代工厂之列。南通富士通、长电科技攻克了多项封装设备和材料关键技术,承接国内外众多客户的订单。过去的十年中,设计企业的规模持续增长,2000年,只有中国华大、上海华虹、大唐微电子和杭州士兰微电子等4家销售额过亿的企业。2010年销售额超过l亿元的设计企业有望超过80家,其中销售额超过20亿元(约合3亿美元)的企业有2家,销售额超过13.2亿元(约合2亿美元)的企业有5家,销售额超过6.8亿元(约合1亿美元)的企业有8家,形成了一个基础比较雄厚的产业群。企业的抗风险能力持续提升。几家大企业的销售额开始向10亿美元的世界级企业目标迈进。
十年中,我国涌现出一批专业化程度高、有较强技术实力、较高管理水平的优势设计企业,如移动通信终端核心芯片领域的展讯通信,平板电脑和MID领域的北京君正微电子和福州瑞芯微电子,信息安全领域的国民技术,嵌入式CPU领域的苏州国芯和杭州中天,数字电视机顶盒领域的北京海尔集成电路以及在智能卡领域的华大电子、大唐微电子、上海华虹集成电路等。
在2008~2009年全球金融危机前后,我国一些优势集成电路企业抓住有利时机,通过兼并重组,实现了资源整合和快速扩张,中星微电子成功收购上海贝尔监控业务在中国所有资产,山东华芯完成了对奇梦达西安研发中心的并购重组,京芯半导体并购飞思卡尔无线业务部门以及摩托罗拉协议栈软件业务,大唐电信入股中芯国际,长电科技收购新加坡APS公司。重组、并购等资本层面的运作和产业资源整合进一步促进了优势企业的发展壮大。
芯片企业与整机企业的联动日趋活跃。电视机行业的长虹、海尔、海信公司分别成立了集成电路设计公司,研发用于电视机的视频处理SoC芯片;华为成立的海思半导体为华为的通信产品提供大量SoC芯片;展讯的手机基带SoC被国内众多手机厂
家所采用。以整机需求带动集成电路产业,以芯片促进整机的产品和技术升级,这种发展模式成为产业链上下游企业的共识。
(四)海内外人才大量汇聚,产业与资本良性互动
我国集成电路产业发展的良好前景,国家政策的扶持、巨大的市场空间吸引着海外高端人才纷纷回国创业,让很多企业在创办之初就在高起点上参与国际竞争。国内的高校、科研机构、民营和合资企业打破用人机制上的条条框框,为海外人才开出各种优厚条件,让他们在研发、生产、销售等重要岗位上发挥关键作用。为加强本土人才的培养,教育部、科技部于2003年提出建设“国家集成电路人才培养基地”的重大举措,已有北京大学、清华大学等20所高校成为“国家集成电路人才培养基地”,大批国内培养的集成电路人才已经成为很多企业的中坚力量。
十年中,设计企业中的一些优秀代表成功走向资本市场,先后有杭州士兰、珠海炬力、展讯通信、中星微电子、RDA和国民技术分别在国内外上市。北京君正的IPO申请已获证监会通过,即将在创业板上市。2009年被业界称为中国纳斯达克的创业板的推出为我国成长中的集成电路设计企业提供了融资的平台和机会。上市成功的公司不仅获得强大的资本支持后盾,为公司带来了宝贵的发展资金,更促进了企业运营的逐步规范,提升了管理水平。
(五)公共服务成效显著,产业环境日趋完善
集成电路产业的特点是资金密集、技术密集和人才密集,需要集中各方面的资源,共同促进产业良性循环发展,对面向产业的公共服务有迫切和较高的要求。
为缓解中小集成电路设计企业在资金、技术、人才等方面的瓶颈,我国已初步建设了若干面向国内集成电路产业的公共服务机构,主要服务资源和内容包括办公和培训场所租用、集成电路设计EDA工具租用、MPW服务、封装测试、IP核评测等。目前,国内初步具有成熟服务能力的公共服务机构有:工业和信息化部软件与集成电路促进中心、“8+1”国家集成电路设计产业化基地、天津市集成电路设计中心等。这些公共服务机构通过机制创新、服务创新,逐渐形成了一套完整的公共服务体系,有效缓解了设计企业在发展过程中碰到的资金少、技术薄弱、人才短缺等问题。各公共服务机构还根据本地区的产业基础和特色,为企业提供投融资、流片费用补贴、专利申请费补贴、设备购置补贴、住房补贴、所得税减免等形式的扶持方式,让一批中小企业迅速成长,脱颖而出。
从整合资源、改善服务的目的出发,工业和信息化部软件与集成电路促进中心(CSIP)、上海集成电路技术与产业促进中心、国家集成电路设计深圳产业化基地等8家单位发起,另有9家单位参与的国家集成电路公共服务联盟于2010年4月20日在无锡宣告成立。联盟的成立标志着我国集成电路行业的公共服务模式和服务水平迈上新的台阶,联盟将为改善我国集成电路产业技术创新环境,提高我国集成电路企业的自主创新能力,培养高水平的集成电路创新人才队伍,提高成果转化公共服务能力做出贡献,为做大做强我国集成电路产业奠定良好的基础。
二、成就未来――铂金十年
过去的十年,在国家政策的正确引导下,我国集成电路产业取得了令世人瞩目的巨大成就,可谓是产业发展的“黄金十年”。未来十年将是我国集成电路产业发展由大到强的关键时期,我们要清醒的认识我们所面临的形势,把握住每一个发展机遇,开拓创新,成就未来,共同打造我国集成电路产业发展的新一轮高潮――“铂金十年”。
(一)我们面临的形势
1.全球市场平缓增长,主流市场巨头林立
全球集成电路市场是一个增长平缓、竞争激烈的市场。从2000年到2009年,全球集成电路市场在2000亿美元左右波动。据中国半导体行业协会的预计,全球集成电路市场2015年有望达到2700亿美元。
全球集成电路市场主要由处理器、存储器、逻辑IC和模拟IC四大部分组成,在每个部分均是巨头林立。Intel和AMD两家囊括了全球处理器99%的市场;存储器领域,按销售收入排名前6大的三星、海力士、尔必达、美光、力晶、南亚占据了96%的市场份额。在逻辑IC和模拟IC领域,有TI、高通、博通、MTK、ADI等技术实力强,资金雄厚的国际巨头激烈争夺。2009年,全球前十的Fabless公司的销售额占据全球Fabless销售总额的65%。
反观我国,目前国内集成电路企业仍以中小型企业为主,成立时间普遍较短,技术和资金积累不足,抗风险能力较弱,在融资、贷款方面存在很多障碍,与国际巨头相比,无论是在品牌知名度、产业链成熟度、还是用户接受度上都有不小的差距。不仅如此,金融危机过后,跨国公司为了降低成本及争夺国内巨大市场,纷纷加大了在华投资力度,越来越多的跨国公司正在考虑把IC制造和设计业务从欧美转移到中国来,本土企业将面临更多家门口的全球化挑战。
2.产业生态深度演变,知识产权竞争加剧
最近十年,全球集成电路产业链的变动朝着两个方向相反、却又有内在联系的趋势演变。一是随着Fab成本上升,大厂纷纷将制造业务外包。随着foundry代工业迅速崛起,一些传统的IDM大厂,近年开始调整策略,实行轻晶圆战略,把部分制造业务外包,出售或转让生产线,以把资源集中于产品设计和解决方案的提供,强化在产业生态链上的核心竞争力。最典型的是AMD和NXP,AMD完全转变为Fabless,NXP出售和转让部分生产线,包括TI、英飞凌、飞思卡尔等也开始采取措施,向轻晶圆战略转型。同时,我们也看到集成电路产业链上下游的整合互动在加强。苹果公司以2.78亿美元的现金完成了对嵌入式微处理器供应商PASemi公司的兼并;华为成立海思半导体,整机带动芯片企业发展的模式在金融危机中的出色表现受到业界关注和热烈讨论。
在全球集成电路产业生态深度演变的同时,知识产权竞争也日益加剧。集成电路产业的突出特点是快速的技术变化、累积创新和企业间知识产权存在交叉与重叠。国际巨头公司凭借在技术上的先发优势,纷纷布局自己的知识产权版图,这样不仅保护了自己的核心技术,也获得了巨大的经济利益。
目前,我国集成电路企业的知识产权意识普遍加强,2009年国内集成电路企业在国内申请专利数量与2008年相比增长了4%以上,而相比之下,美国、日本及中国台湾地区企业在中国申请的专利数量均为负增长。但同时也要看到,我国申请的专利质量与美国、日本等产业强国仍有显著差距。
3.技术革新步伐加快,资金门槛不断提高
2000年以来,全球集成电路设计和加工技术基本以两年一个台阶的速度由0.25微米演进到22纳米,单款芯片上集成的晶体管数目呈指数增长,2010年,在32纳米芯片中已经可以集成160亿个晶体管。FPGA领域,在2010年出现了许多采用28纳米
级制造工艺的新技术,包括“部分重构”、“28Gbit/s收发器”、“堆叠硅片互联”等。存储器领域,NAND闪存的容量目前正以超过摩尔定律的速度不断扩大。高性能数字领域,英特尔采用32纳米工艺的微处理器,集成晶体管的数量达到31亿个。美国IBM近期研发出了工作频率提高至5.2GHz的45纳米工艺处理器,集成晶体管数量为14亿个。
随着全球集成电路技术革新步伐加快,资金门槛也越来越高。例如,一条65纳米生产线的投入需要25-30亿美元,32纳米生产线就要50-70亿美元,而22纳米生产线的投入将超过100亿美元。开发一款45纳米芯片的总研发成本达到6000万美元左右,32纳米芯片的研发成本在7000万美元左右,到28纳米时会飙升到1亿美元,而开发16纳米芯片,则可能需要1.5-2亿美元的投入。
(二)我们的机遇
1.全球市场继续东移,产品领域变化显著
过去十年全球集成电路市场重心逐渐由欧美向亚太转移。2001年全球集成电路市场基本上还是北美、欧洲、日本、亚太四分天下,各占全球百分之二十几的比重。十年光阴,发生了巨大变化,欧美地区均只有小幅增长,日本增长了15%,而除日本以外的亚太地区增幅高达190.2%。其中,中国已成为全球第一大集成电路消费市场。2009年中国集成电路市场规模已占全球的45%,成为全球集成电路巨头鏖战的主战场。巨大的内需市场为我国集成电路产业提供了广阔的发展空间。
从全球集成电路应用结构来看,2000年到2008年,集成电路消费市场在计算机领域下降了15%,而在消费电子、网络通信、汽车电子等嵌人式领域增长了15%,全球集成电路的消费进入嵌入式产品驱动的后PC时代。消费电子市场的蓬勃兴起,使原来在计算机市场和通信市场习惯了高性能、高成本、产品寿命周期长的集成电路厂商必须适应消费类产品快速上市、价廉易用的要求,良好的用户体验成为制胜法宝,对市场的深刻理解和对用户需求的敏锐把握成为决定竞争成败的关键因素。我国集成电路企业具有贴近市场的优势,对市场反应迅速,并且在成本上相比国外企业有较大优势。全球集成电路应用结构的转变,使我国集成电路企业有机会发挥自身优势,在消费电子产品、网络通信、汽车电子等嵌入式领域迎头赶上。
2.国家政策持续利好,新兴产业带来机遇
2010年,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》(简称“建议”)把加快培育发展战略性新兴产业,全面提高信息化水平,放在十分突出的位置。《建议》指出,要突破重点领域,积极有序发展新一代信息技术、节能环保、新能源、生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等七大战略性新兴产业。其中,新一代信息技术位居七大战略新兴产业之首,是我国产业结构优化升级的最核心技术,要以加快推进经济社会信息化、促进信息化与工业化深度融合为目标,着力发展新一代信息技术产业。其中,集成电路产业是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是新一代信息技术产业发展的核心和关键,对其他产业的发展具有巨大的支撑作用,七大战略新兴产业都直或间接地与集成电路相关。《建议》强调了集成电路的核心地位,为集成电路产业的发展进一步指明了战略方向。我国集成电路企业要努力抓住国家发展战略新兴产业的机遇,在新兴热点市场领域加大投入,提高创新能力,掌握关键技术,构建知识产权体系,以此为契机,把企业做大做强。
此外,我国2008年开始组织实施了“核高基”专项和“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”(“02专项”)等科技项目。预计“核高基”重大专项的投资在百亿元以上,这充分体现了国家对集成电路及软件等基础产业的重视程度。今年,国家发展改革委又启动了“集成电路产业化”专项,这些国家项目的启动和实施将极大的推动国产集成电路的产业化。我国集成电路产业将因此迎来重大发展契机。
3.科技面临巨变前夕,中国有望“弯道超车”
集成电路产业处于低谷时往往也是研发投入的最好时期,每当集成电路产业发展到低谷的年份,总会有新的发明或技术革新出现,这将会引领下一个集成电路产业发展的高潮。2000年硅技术进入纳米尺度,产业进入发展新时期,摩尔定律赖以生存的“等缩比”主导性日益下降。业界专家预言,目前硅产业正处于科技巨变的前夕,未来硅技术将沿着两个方向发展。一是延续摩尔定律,纳米级微细制造技术继续向更小线宽发展。硅CMOS工艺的加工特征尺寸继续等比例缩小。二是超越硅CMOS器件。新材料、新器件结构、新原理器件有可能在成本可比、进而更优越的情况下被采用。超越CMOS技术的新技术将使微电子技术持续向前发展。目前,半导体工艺已经达到22纳米,10纳米可能是一个极限,必须采用全新的工艺和方法。未来有可能在非硅材料上突破,采用3D等封装形式,也有可能产生量子计算等新兴电子学。
在技术升级、产业格局变迁的过程中,常常伴随着产业模式的创新和行业的洗牌重组。这些变化有时会由于整体经济的剧烈变化而被加速和放大,机遇和挑战常常也蕴含其中。我国作为集成电路产业的后进国家,在与国际巨头争取存量市场的过程中,不仅要面对知识产权的重重壁垒,而且产品性能也难以超越。而新的科技巨变给了我们难得的发展机遇,如果我们能抓住几个突破点,就有可能实现“弯道超车”,由被动变主动,形成自己的核心竞争力,抢占国际竞争的至高点。
(三)我们的工作
回首过去产业发展的“黄金十年”,历史的经验告诉我们,良好的产业生态环境对于产业的健康、可持续发展至关重要。而工信部指导,CSIP承建的国家集成电路公共服务平台的使命和目标就是建设中国集成电路产业发展的生态环境,促进产业发展,助力企业创新。平台主要从共性技术、知识产权、人才培训、战略研究与投融资、品牌建设与市场推广五大方面为产业和企业服务。
1.共性技术服务
企业关注在差异化技术和产品的研究和开发,而平台侧重于共性技术的研发和服务。目前平台主要从MPW、快速封装测试、缺陷与故障检测、IP核标准及评测认证等方面为企业提供服务。配合相关政府部门,对政府项目资金支持的IP核、SoC芯片产品进行评测,完成项目验收工作。
2.知识产权服务
根据我国集成电路企业规模小,发展快,知识产权问题突出的特点,建立集成电路行业专利数据库,制定知识产权发展战略,进而构建集成电路的知识产权公共服务平台。面向企业提供专利检索、专利分析、司法鉴定等专业服务,提高我国集成电路企业知识产权预警和防御的能力,为产业发展保驾护航。
3.人才培训服务
在国家信息技术紧缺人才培养工程的框架下,开展集成电路专项人才培训。积累了SoC设计、FPGA设计、低功耗设计、IP核设计等系列中高端培训课程,积聚了一批来自产业界和学术界的高端讲师,面向企业、高校、产业园区、个人开展定制培训、定期培训等培训服务。
4.战略研究与投融资服务
理顺材料、设备、芯片、IP核、整机等电子信息产业各环节的产业链上下游关系,开展集成电路产业景气指数研究,监测集成电路产业经济运行状况,为政府的宏观决策和企业的战略决策提供支撑服务。借今天大会的机会我们将2010年第四季度的集成电路产业景气指数报告。
建设我国集成电路企业诚信体系,积极推进企业自主核心技术的融资抵押,推进国产芯片首购首用风险基金的设立,为集成电路企业搭建投融资服务平台。
5.品牌建设与市场推广服务
继续深化中国芯品牌建设,通过评选、展会、研讨等多种方式进一步加大对中国芯产品和企业的品牌宣传;发挥各方力量,积极推进中国芯产品和整机的对接,努力实现中国芯企业和整机企业的良性互动发展;按照扶大扶强的原则,继续做好中国芯CEO俱乐部,努力让中国芯企业更快、更多的迈向国际市场。
集成电路技术专业篇3
【关键词】核心竞争力专利遏制战略集成电路
一、专利遏制战略对我国集成电路产业核心竞争力的影响
跨国公司利用专利技术优势,推行技术专利化、专利标准化、标准全球化。近些年,我国与外国的一系列专利费纠纷都与跨国公司的专利战略有关,削弱了我国企业的核心竞争力。
1、严重制约了我国IC企业的技术创新空间
由于集成电路是高新技术产业的基础和核心,这个领域的专利技术竞争是最激烈的。美国作为全球高技术的中心,一直持有全球IC专利总量一半的数量,硅谷成为IC专利技术创新能力超强的创新中心,全国有INTEL、AMD和摩托罗拉等世界一流的IC业跨国公司。韩国IC专利竞争力后来居上,1999年,三星在美国专利申请排行榜上跃升到第四位,仅次于IBM、NEC和佳能。当今世界高技术产业发达的欧美日韩等国家在IC市场领域占有垄断性地位,跨国公司与宗主国政府相互配合,正在实行IC专利全球化战略,绘制自己的IC专利版图。IC的核心专利技术及其市场是电子强国之间角逐的对象,跨国公司在高技术领域布满了专利网络,形成了许多专利陷阱,严重制约了我国IC企业的技术创新。
近三十年来,我国高技术产业是依靠引进外国技术发展起来的,产业总体技术自给率不足20%,尤其在核心技术和关键环节上落后于国际先进水平5―10年,而集成电路领域尤其落后。我国IC产业专利申请总量不到世界总量的3%。1985―2003年,中国受理专利申请15969件,其中占71%是国外申请人提出的。也就是说,中国IC专利的版图大部分被跨国公司占领。这表明,跨国公司的“专利网”控制了我国IC产业未来技术创新所需的大部分核心专利。例如,高通公司掌握了CDMA领域的大部分芯片的专利技术,诺基亚、摩托罗拉、爱立信在全球推行标准全球化,进一步强化了他们的技术垄断地位。跨国公司在全球申请专利,或者推行标准全球化,通过知识产权和标准等一系列制度性安排,进一步强化了他们的领先地位,使我国IC企业的技术创新空间受到很大制约,严重影响了我国集成电路产业的核心竞争力。
2、高筑专利壁垒,阻碍我国企业进入国际市场
跨国公司精心设置了许多专利技术的贸易壁垒,形成了对我国企业进入国际市场的高门槛壁垒。
(1)美国公司SigmaTel我国IC企业珠海炬力。珠海炬力集成电路设计有限公司是一家本土IC设计企业。2004年被中国半导体行业协会评为中国十大IC设计企业,2004年销售排名位列三甲。凭借MP3SoC产品在国际市场上的成功,2004年炬力集成被国际知名的市场调研机构iSuppli评为中国大陆最成功的IC设计公司之一。至2004年,炬力集成在全球MP3芯片市场占有率排名第一。随着市场占有率的快速提升,它成为外国公司专利战略进攻的重点对象。2005年1月,美国MP3播放器解码芯片厂商SigmaTel向美国奥斯汀市联邦法院提出诉讼,指控珠海炬力侵犯了SigmaTel便携式MP3播放器用系统级芯片(SoC)控制器的数项专利,请求法庭禁止与珠海炬力芯片有关的产品在美国销售,并提出经济索赔。2006年3月,美国国际贸易委员会(ITC)就SigmaTel与珠海炬力(ActionsSemiconductor)的专利诉讼案作出初步裁定,判决珠海炬力侵犯了SigmaTel的两项专利,ITC行政法法官PaulLuckern建议发出禁止进口令。SigmaTel选择的诉讼时间恰好是消费电子销售是黄金时期。2005年1月6日,美国消费电子展(CES)开幕,2005年3月10日,德国汉诺威消费电子展举行。作为全球最具影响力的消费电子展会,它们是每年电子产品订单的黄金时机。SigmaTel通过专利遏制手段,用专利讼诉方式寻求利益最大化,在国际市场上打压珠海炬力,严重影响了装有珠海炬力芯片的MP3播放器在美国的市场。
(2)台积电三诉中芯国际。中芯跨国公司是中国最大、全球第三的集成电路代工企业,具备全球竞争力。中芯国际作为中国IC产业发展龙头,享有本土客户、成本和地缘优势,并有望长期受益于中国IC产业环境的改善。中芯国际也是过去几年全球增长最快的集成电路代工企业,2005年和2002年相比销售收入增长了23倍。2003年,中芯国际的晶圆销售额从5000万美元激增至3.6亿美元,一跃成为全球第四大芯片供应商,成为台积电极具威胁的竞争对手。从2003年12月开始的短短8个月里,台积电就在美国3次中芯国际,告其专利侵权。2004年8月23日,即台积电向ITC提交申诉资料后的第一个交易日,中芯国际在美国纽约证券交易所的股价下跌了1.4%,以9.86美元报收。这说明,专利讼诉对我国集成电路企业的影响是非常大的。
3、国内高端市场被跨国公司垄断,本土企业的IC产品拥挤在低端市场
跨国公司的专利技术优势在IC行业已经形成了对我国市场的控制。不但利润最高的CPU被英特尔、AMD等跨国公司占领,而且其他IC专利技术含量较高的市场,也是跨国公司的“势力范围”。国内的数字信号处理器(DSP)芯片市场一直被跨国公司垄断,德州仪器、杰尔系统、摩托罗拉等的DSP芯片占据了全球80%的市场。在中国微控制器(MCU)芯片市场中,欧美日的跨国公司占据高端市场,在彩电、冰箱、洗衣机的家电市场以及MP3、机顶盒、CD的消费电子领域,主要份额仍然由Toshiba、Philips、Renesas和Microchip等MCU大公司占据。IP已经成为主流芯片设计的核心构件,我国设计业的SoC产品的市场业绩还欠佳,IP产业链的不完善已经成为制约中国SoC设计业发展的瓶颈。Cadence、Synopsys和Mentor等跨国公司垄断了EDA市场的主要份额。国内唯一EDA研发企业中国华大的产品市场份额很小,尚未形成具有专利竞争力的EDA工具产品。我国IC设计公司还基本上依赖国外生产的设计工具。国内IC产品拥挤在低端市场,主要是模拟电路、逻辑电路和中低端MCU,而无法提供通用和嵌入式CPU、存储器、DSP等产品。国内产品的应用市场目前主要集中在消费、IC卡和通信领域。国内芯片制造云集在价值链的低端:交通、通信、银行、信息管理、石油、劳动保障、身份识别、防伪等。在近几年全国IC设计业销售额中,IC卡芯片设计所占比重一直是20%左右。我国IC产品档次偏低,与国外IC产品每块的平均单价2―3美元相比,国内IC产品的平均单价不到2元人民币,两者相差很大。
4、高端产品和技术严重依赖进口,对外依存度不断增大
2001年底加入WTO后,中国在全球贸易总量的比重从2001年的3%提高到目前的近10%。我国IC市场规模占全球的四分之一,已经成为世界第二大IC市场。但我国高端产品和技术严重依赖进口,跨国公司占据了中国市场80%以上,尤其是国内IC市场的高端产品被跨国公司占据,如通用CPU市场一直是Intel、AMD的天下,内存芯片被三星等跨国公司控制,高通则在2.5GCDMA和3G手机芯片中享有绝对话语权。国内IC设计企业只能占领MCU和智能卡芯片等低端市场。国产IC产品中以中低档为主,远远不能满足国内IC市场的需求,只能依靠大量进口IC来满足国内市场的需求。进口的IC产品主要有存储器(DRAM、闪存和SRAM)、嵌入式处理器、CPU、DSP、模拟器件和逻辑器件等。
2001―2005年,中国IC进出口复合增长率均在50%左右。2004年,IC进口额占我国高技术产品进口总额的37.4%,达到615亿美元,是同期我国石油和石油制品进口额的1.3倍。但从绝对额上看,2005年中国IC进口820亿美元,出口150亿美元,进出口逆差680亿美元。2005年集成电路的进口额比上年增长34.6%,占高技术产品进口总额的比重达到41.1%,达到845亿美元。从销售额来看,近几年国产IC的国内市场占有率不到20%。如果去掉IC出口的部分,国产IC的市场占有率不到10%。2000―2006年间,我国IC进口从205.5亿块增长到856.9亿块,年均增长27%,占我国IC需求总量的98.14%。
我国IC产品的进口价格明显高于出口价格,跨国公司通过向我国大量出口高端IC获取巨额利润。IC价格的日益增长和整机产品价格的不断下降,使得本土企业的中间制造环节的利润不断减少。例如,显像管彩电平均单价由2000年的111.77美元下降到2005年的76.15美元,手机在配置不断升级的情况下仍然从116美元下降到84.28美元,台式PC也从705美元下降到618.6美元。这给我国集成电路产业的技术创新带来了巨大的隐患。
二、应对国外IC专利遏制战略的对策与建议
国外IC专利遏制战略并不是某家跨国公司单枪匹马地实施,而是紧密结合其宗主国的国家安全战略,依靠政府的力量,甚至以几个国家政府的联合力量为后盾,而且还常常是多个跨国公司结成战略联盟,联合起来遏制我国集成电路产业核心竞争力的发展。因此,我国要发展国家意志和政府组织优势,大力发展产业联盟,提升IC专利竞争力,以及与跨国公司联合进行研究开发、共享专利,构建和完善我国IC产业的专利体系,突破专利遏制包围圈,提升我国集成电路产业的核心竞争力。
1、以国力大力推进IC重大项目,提升产业核心竞争力
实施专利遏制战略是一个系统工程,要发挥政府和企业等各种力量,综合运用军事、政治、外交、经济、科技等各种手段。目前跨国公司专利遏制战略与国家安全战略相结合,遏制的手段进一步升级和多样化。因此,我国也要发挥中国政府资源组织能力的优势,把增强集成电路竞争力提升到国家意志层面来考虑,通过实施重大项目战略,取得突破性进展。在这方面,我们已经积累了一些经验,例如由北京中星微电子有限公司研制开发的“星光”系列数字多媒体芯片,用于计算机等的图像传输处理,实现了七大核心技术突破,拥有该领域200多项国内外专利,技术水平处于国际领先地位,荣获2004年国家科技进步一等奖。
另一个重要方面是,要通过重大项目推进标准战略,为集成电路产业的核心竞争力提供有效保护。因为产业标准是利润和附加值的制高点,是核心竞争力的最大保护机制。谁拥有了集成电路产品的标准,谁就拥有了该行业的话语权。跨国公司的专利战略往往与标准融为一体,而核心专利技术被越来越多的技术标准所接纳。目前我国在高新技术领域积极推进标准战略,技术标准工作取得了重要成果。例如目前电子信息产业已行业标准六百多个,涉及集成电路、信息技术、电子元器件、电子设备、电子材料等多个领域。不少电子百强企业在政府的引导下,联合制定拥有自主知识产权的技术标准,谋求我国电子信息产业核心专利的利益最大化,同时加强标准制定与专利技术的紧密结合,促进核心竞争力的提升。在这方面,我国也有许多成功的案例。例如联合信源数字音视频技术(北京)有限公司承担的“新一代数字音视频技术AVS编解码系统”开发,为我国构建“技术―专利―标准―芯片与软件―整机与系统制造―数字媒体运营与文化产业”的完整产业链提供了难得的机遇,该项目获得国家科技进步二等奖。AVS的开发和专利池的模式,为电子信息产业发展提供了可供参考的新模式。今后要进一步通过重大项目来推进产业标准体系的建设。
2、积极与世界一流IC公司构建技术联盟,共建专利池
在经济全球化的形势下,跨国公司不可能协调一致地对我国企业推行全面遏制战略;在推行专利遏制战略的过程中,西方各国的跨国公司不可能在所有问题上都协调一致。因为跨国公司与我国企业之间仍存在着许多共同利益,仍互有所求、互有所用。面对技术研发全球化的潮流,我国IC企业要加快国际联合研发的步伐,通过与一流跨国公司结成战略联盟,共建专利池,共同推进新产品开发,争取更大的国际市场份额。通过产业联盟达到合作共赢的目的,已成为全球各国提升电子信息产业核心竞争力的共同模式。跨国公司从现实利益出发,大多数执行了比较务实的对华策略,与我国IC龙头企业之间存在“既竞争又合作”关系。目前我国IC龙头企业积极与跨国公司合作,积极构建跨国联盟,在IC技术创新的国际合作中取得了显著的成就。例如,从2000年开始,电子发展基金连续三年共投入1250万元,支持上海华虹“深亚微米数字CMOS技术开发”项目,它采用开放的方式与欧洲微电子研发中心共同进行工艺开发、共享专利,开发出0.25微米、0.18微米的关键工艺。该项目与IMEC共享34项国际专利,已经获得国家专利局授权26项专利,受理专利申请104项。
当前,我国IC企业与跨国公司合作从早期的合资、合作逐步转为战略联盟。2003年,中芯国际(上海)应用140nm和200mm晶圆技术为英飞凌代工存储器芯片。技术与产品的互换协议是英飞凌向中芯提供110nm工艺技术和300mm晶圆生产技术,而英飞凌获得存储器IC产品的专有购买权。英飞凌(苏州)的存储器后端生产线,主要负责对存储器芯片的组装和测试工序,它每年的最大产能可达到10亿块存储器芯片。2005年,韩国海力士半导体(Hynix)和意法半导体投资20亿美元,在无锡建存储器芯片前端制造厂,制造DRAM存储器和NAND闪存芯片,2006年升级到了90纳米制程。以“龙芯”、“方舟”、“众志”、“C?鄢CORE”等嵌入式及专用CPU,“爱国者”图像解压缩、MP3、数字电视接收机信道、信源芯片等数字音视频芯片,“华夏网芯”、“畅讯恒芯”等网络芯片为代表的一批具有自主知识产权的产品相继推向市场。从近几年专利态势跟踪的情况看,国内外企业的差距正在逐步缩小。这说明以IC龙头企业为代表的自主创新,对我国高技术产业的发展和反专利遏制,发挥着不可或缺的作用。
3、国家财政应更注重项目在产业链中的作用
产业链是指构成同一产业内多有具有连续追加价值关系的活动所构成的价值链关系。电子信息产业的关键技术是指从产业链的角度出发,最能体现电子信息产业竞争优势、最具核心价值、最具发展潜力的技术,主要包括微电子技术、计算机技术、网络技术、通信技术、软件技术和显示技术等。在集成电路产业中,产业链竞争模式逐步形成,并成为行业竞争的主导模式。企业核心竞争力的模式已经逐渐从单纯的产品竞争向产业链竞争模式发展,即依靠产业链的上下游厂商相互依存,并通过整合各方资源,建立起规模经济效应的产业链。我国电子信息产业经过多年发展,门类齐全,已形成比较完整的产业链,产业发展速度快、产业规模居世界前列,许多重要产品在全球具有较强的竞争力。但是,我国集成电路产业的产业链失衡。产业链面临上下游两大瓶颈,半导体设备与材料主要依赖进口,集成电路用半导体设备自给程度不到2%,半导体材料自给程度不到10%;集成电路与整机相脱节,研发成果的产业化和应用遇到极大障碍。特别是完整产业链的材料、装备等环节配套能力不强,不能形成完整的产业链。究其成因,还是源于我国集成电路企业自主创新能力过于薄弱。产业链中每一个环节都是相互依存的,不同的环节发挥不同的作用,产业链上游和下游相互间只有良好合作、均衡发展,才能消除瓶颈,进入良性循环。现在跨国公司专利遏制战略的一个重要目的是加大对产业链和价值链的控制,它们日益将资源投向产业链上游的材料、芯片等环节,投向价值链上的研发与营销等利润厚的环节。
我国必须通过完善产业链、转变价值链和提高产品附加值等措施来增强我国集成电路产业的竞争力,促使我国成为真正的电子信息产业大国和强国。在这方面,我国电子发展基金一直高度重视,优选了许多对集成电路产业链和核心竞争力有重要作用的项目。例如,清华大学微电子学研究所承担的国家电子基金项目――非接触式IC卡集成电路芯片开发、硅片减薄及测试,所开发的产品市场稳定、容量大,五年内芯片模块总需求量达十几亿块。这对推动我国IC产业的技术进步、结构优化升级及相关产业链的发展具有重要意义。2004年1月起与公安部第一研究所签署采购合同并开始供货,2004年度的采购量为1500万只模块,销售收入累计超过1亿元人民币,新增利润1005万元,新增税收171万元。而国家财政支持集成电路的上游材料产业也很重要,例如电子基金支持宁波立立电子股份有限公司承担了单晶硅外延片生产线技改的项目,使该公司成为国内生产能力最大、设备最先进的专业硅外延片制造企业,是国内唯一拥有硅单晶锭、硅抛光片、硅外延片、器件、芯片制造完整产业链的硅材料制造商。
国家财政从产业链的角度选择好重点支持的项目,不仅能促进一个企业、一种产品的成功,甚至能在一个区域和一个国家范围内,形成一个庞大的产业群,从而整体性地提升产业核心竞争力。例如电子基金支持了珠海炬力集成电路设计有限公司承担项目――多媒体音频、视频及图像编解码处理器,使炬力公司的市场占有率快速提升,在消费类IC领域的影响力迅速扩大。特别是凭借MP3SoC产品在国际市场上的成功,珠海炬力不但成为MP3多媒体芯片领域的市场领跑者,同样也已成为快速崛起的中国IC设计行业的企业代表。炬力MP3SoC的成功同时带动了MP3产品数十亿美元产业链在华南地区的快速形成,促使中国华南地区成为全球MP3产品的主要输出基地,为华南地区带来了巨大的产业发展收益。更有说明力的是,重邮信科承担了基带芯片项目。作为TD-SCDMA产业联盟成员单位之一的重邮信科,在TD-SCDMA基带芯片、物理层软件、协议栈软件以及整机解决方案上具有显著的技术优势,建立了清晰的芯片的产业链和手机产业链,为TD-SCDMA产业的长足发展奠定了坚实的基础。通过该项目产品的开发与投产,有助于带动TD-SCDMA整条产业链的发展,对我国的通信产业起到了积极的推动作用。同时,项目的研发及产业化将吸引国内外手机厂商进行多层次、多领域的合作,从而带动地方乃至全国信息产业的发展。现在我国在集成电路产业链方面仍然有大量的工作要做,以数字电视为例,它是目前国际信息技术领域的一个发展前沿,并将与通信和计算机领域融合,开创一个全新的数字化信息平台。数字电视产业将发展涉及整个电子信息产业的一个大型产业链,这是我们应该把握的历史性机遇。
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集成电路技术专业篇4
程:您好!在浦东新区政府和北京大学的大力支持和领导下,经过一年多的筹备,上海浦东微电子封装和系统集成公共服务平台已经正式开始运营。
平台由上海北京大学微电子研究院联合多家封装企业和研究单位共同建设,在上海市浦东新区科学技术委员会、上海市集成电路行业协会、上海张江集成电路产业区开发有限公司、上海浦东高新技术产业应用研究院和上海张江(集团)有限公司支持下运营。平台目标旨在通过跨地域、跨行业、跨学科的产学研用合作,集聚优势资源,为我国微电子产业(主要是中小型企业)提供需要的封装设计加工、测试、可靠性分析与测试等服务并开展微机械系统MEMS/微光电子机械系统(MOEMS)封装、3-D集成等系统集成技术研发,为集成电路行业培养封装和系统集成高端人才,逐步发展成能为全国集成电路企业提供优质技术服务的微电子封装与系统集成公共服务平台。
平台服务内容包括先进封装设计、小批量多品种集成电路封装与测试、系统集成、可靠性分析测试和封装人才培养等,将涵盖封装设计、仿真、材料、工艺和制造等多个领域。封装设计服务将提供封装设计及封装模拟,封装信号完整性分析等服务。小批量多品种封装服务将提供中小型集成电路设计企业需要的封装技术,为特殊应用领域(如宽禁带半导体高温电子封装、高频系统封装、大功率器件与集成电路封装等)提供封装服务。系统集成技术服务将提供圆片级封装技术(WLP)、微电子机械系统(MEMS)/微光电子机械系统(MOEMS)封装、3-D集成等先进封装/系统集成技术服务,同时广泛开展技术合作、技术孵化导入活动。可靠性分析测试服务将围绕可靠性测试技术发展需求,开发具有自主知识产权、具有广泛应用前景的技术和产品,为自主知识产权高端芯片的设计制造项目提供技术支撑,为微电子企业提供集成电路测试、分析、验证、老化筛选和完整的测试解决方案和咨询服务。另外,我国封装技术人才的严重短缺,成为制约集成电路封装业进一步发展的瓶颈。依托平台强大的封装研发力量,充分发挥海内外专业人才示范作用,尽快培养本土IC封装人才群,为企业作好人才梯队储备。
平台拥有一支以中青年人才为科技骨干的、拥有雄厚技术力量和战斗力的技术团队。平台的运营目前是以中芯国际、UTAC、58研究所、天水华天科技、772研究所、香港科技大学和上海北京大学微电子研究院为技术依托,以国内外知名封装、微电子领域学者和资深专家为核心,主要核心科学家和技术专家包括有中国工程院院士、微电子技术专家许居衍,北京大学教授、中国科学院院士王阳元,香港科技大学教授、资深电子封装专家、香港科大电子封装实验室主任、先进微系统封装中心主任李世伟等。
另外,上海北京大学微电子研究院在平台的技术和运营方面也有很多优势。我院依托北京大学拥有雄厚的人才资源和学科优势,在微电子产业战略、基础技术、关键技术、应用开发四个层面上展开工作,同时在射频电路、混合信号集成电路、EMI、纳米尺度MOS器件、MEMS技术、高压大功率器件与电路、高可靠性封装测试技术等领域取得了一系列研究成果。研究院具有许多在微电子主要领域和研究方向的专家、教授、研究员、工程师,同时也招收培养了一批优秀的研究生。他们在LED驱动芯片的设计与封装、芯片级封装、系统级封装、三维立体封装和可靠性封装方面有很深入的研究,并取得了不少成果和专利。SIP封装技术、三维立体封装和可靠性封装将成为北大上海微电子研究院重点发展的研究方向,这些技术基础为封装服务平台的建设发展提供了可靠的保障。
记者:成立该平台的背景是什么?它对行业有哪些积极作用?
程:随着封装技术不断发展演变,IC设计公司对微型化、轻便化、多功能化、高集成化和高可靠性的需求越来越高,目前浦东新区现有封装测试企业并不能满足中小型IC企业的要求,该平台可以使相关企业获得服务便捷、形式灵活、成本合理的封装测试服务,有利于提高产品质量,加快产品开发节奏,提高企业自身的竞争能力。
目前浦东已有100余家集成电路设计企业,随着近几年出现的多项目晶圆(MPW)服务的开展,进一步地降低了IC设计开发的初期投入,也大大促进了集成电路设计行业的发展。但是,中小型IC设计企业在起步阶段需要以QFP、BGA等形式封装,封装数量较小,很难获得大型封测企业的服务支持,导致产品开发周期加长和成本提高等诸多问题。而随着IC设计企业的成长,产品线的不断扩展,需要的封装品种也将不断增加,一般的封装企业不能提供有效的技术服务。因此小批量、多品种封装必然成为集成电路产业链中迫切的需求。
另外,很多企业和研究机构在对一些新型电路、高端产品和先进技术的探索、创新和研究上,需要有微小型、高密度、高频、高温、高压、大功率、高可靠性的封装技术来支持。而大型封测厂并不能针对这种高端的、专一的、小量的封装服务需求给予有力的帮助,因而这些集成电路企业和研究机构只能通过其它途径寻求提供特殊需求服务的国外封测单位,这样无形间带来产品开发时间和成本的压力。建设这样的封装服务平台则可以有效的解决此类问题,为他们创造便利的条件。
记者:对于解决封装行业存在的一些问题,国外有无类似的平台?我们建立该平台有无借鉴国外的一些经验?
程:世界半导体产业面临波浪式发展,目前各大公司纷纷在我国建立后工序工厂及设计公司,摩托罗拉、英特尔、AMD、三星、ST、亿恒、Amkor、日立、三菱、富士通、东芝、松下、三洋都在我国建有后工序工厂,飞利浦在江苏、广东新建两个后工序工厂。面对蓬勃发展的IC封装业,无论技术怎样发展,市场需求是产业发展原动力,既有规模化生产,又有市场变化对封装要求加工批量小、节奏快、变数大的特点,市场竞争不只是求规模,更重要的是求强,大不一定就是强,所以通过国际半导体形势的发展来看,封装产业的发展模式及战略十分值得重视与探讨。
该平台就是在总结了国内外集成电路封装产业存在的问题之后而建立的。目前国外和中国台湾地区有企业从事类似业务,但没有类似在政府和行业协会支持下专门从事封装技术支持的公共服务平台。
记者:该平台是只面向浦东还是面向全国?
程:面向全国。
记者:与一些大型封装测试公司相比,该平台有哪些优势?您认为它的前景怎样?
答:随着封装技术不断发展演变,IC设计公司提出了微型化、轻便化、多功能化、高集成化和高可靠性的需求,目前一些大型封装公司并不能满足中小型IC企业的要求,而该平台的优势在于可以使相关企业获得服务便捷、形式灵活、成本合理的封装服务,有利于提高产品质量,加快产品开发节奏,例如为中小型IC设计/光电器件企业提供如下的服务:晶圆凸点制备、芯片级植焊球、有机底版设计及加工、表面贴装回流焊、BGA/FC/MCM封装及组装等。针对部分电子系统制造商的要求,开展特殊封装的研发与服务,主要包括:集成电力电子模块封装(IPEM)、大功率LED的封装、MEMS封装设计与服务等。为大学与科研机构提供各种特殊封装材料/形式的封装、咨询、培训、系统集成服务,以及各种可靠性测试和分析服务。上述服务都是一些大型封装测试公司无法做到的。所以该平台的服务模式本身就是一种优势。
另外,我国目前拥有良好的产业政策环境,浦东地区具有雄厚的产业基础,丰富的人才资源储备和较好的技术基础,加上广泛的市场需求和上海北京大学微电子研究院及其合作伙伴的技术和运营优势,该平台有着非常广阔的发展前景。
记者:成立这样一个平台,您一定也在这方面有非常深的了解,站在一个行业专家的角度,您对整个封装业的现状有哪些看法?
程:IC封装测试业是IC产业链中的一个重要环节。一直以来,外资企业在中国IC封装测试领域占据了优势,但内资封装测试企业蓬勃发展,中小企业不断涌现,内资特别是民营企业的发展为IC封装测试业增添了活力和希望。目前在长三角地区,汇聚了江阴长电、南通富士通、安靠、优特、威宇科技、上海纪元微科、上海华岭等众多大型微电子封装测试企业,在全国处于领先地位。西部地区封装测试业包括天水华天科技也有较快的发展。另外,2007年10月,英特尔(成都)有限公司微处理器工厂顺利运营并实现首枚多核处理器出口。同时,中芯国际(SMIC)、马来西亚友尼森(Unisem)、美国芯源系统(MPS)等半导体封装测试项目在成都相继投产,西部封装测试厂的产能将会进一步释放。
目前,国内外资IDM型封装测试企业主要为母公司服务,OEM型封装测试企业所接订单多为中高端产品,而内资封装测试企业的产品已由DIP、SOP等传统低端产品向QFP、QFN、BGA、CSP等中高端产品发展。
综观目前国内整个封装业在对中小型集成电路设计企业的服务方面存在以下不足:
(1)国内企业高端技术投资有限,产品多集中于中低端,难以在高端市场上取得突破;
(2)国内先进封装技术的实施几乎完全依靠从国外引入;
(3)已有封装企业对于处于起步阶段的IC设计公司小批量封装要求能提供的服务极少,不利于整个IC产业的发展;
(4)无法满足小批量集成电路特殊封装的需求。
(下转第47页)
记者:未来封测业的发展怎样?该平台的未来发展规划是怎样?
集成电路技术专业篇5
为加快我国集成电路高层次人才队伍建设,并为我国全面制定集成电路产业发展规划提供指导参考,10月30日至11月3日,由人事部和信息产业部联合主办的“集成电路产业发展高级研修班”在无锡召开。
本次高研班,以“加快集成电路高层次人才培养,促进中国信息产业发展”为主题,汇聚了来自全国各地信息产业厅局、集成电路企业、行业协会及科研机构的70多名高层管理人员和技术专家。通过学习交流,各位学员对我国“十一五”期间将要出台的产业政策、法规等有了初步认识。
产业政策推动产业发展
在本次高研班上,多位专家学者强调指出了集成电路在信息产业中的基础和核心作用。为确保在集成电路领域的强国地位,保障国家安全、国防安全和信息安全,美国、日本和韩国都出台了积极的产业政策和法规。我国的集成电路从建国以来就备受领导重视,但由于受多方面因素的影响,直到“十五”期间才取得了快速发展:预计“十五”期间集成电路产业累计投资超过160亿美元,是过去30年投资总和的4倍多;中国内地集成电路产量和销售收入的年均增长速度超过30%。
反思我国集成电路产业的发展历程,高研班的专家学者和各企业的高层管理人员都一致肯定了实施积极的产业政策对推动我国集成电路发展的关键作用。正是我国在2000年颁布的《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》即“18号文件”和其它相关政策,推动了我国集成电路产业在“十五”期间的快速增长。
诸多问题有待突破
但是,正如授课的多位专家所指出的那样,我国的集成电路产业仍然存在一系列的问题。首先是产业规模小,大企业少,2004年我国产业总收入仅占世界集成电路市场的3.7%。其次是自主创新能力太弱,缺乏自主知识产权核心技术,重点整机所用的芯片,绝大部分依靠进口。再次就是供需缺口较大并有扩大趋势,集成电路的自给自足率还不到20%。最后就是专用设备、仪器和材料发展落后,高层次人才也非常匮乏。
“十一五”产业政策备受关注
为突破产业发展困境,我国“十一五”期间的产业政策动向极为关键。因此,信息产业部电子信息产品管理司丁文武副司长、各知名专家学者和企业高层管理人员,就“十一五”期间我国集成电路产业的指导思想、发展思路、发展目标、发展重点和政策措施等做了深入探讨。丁文武副司长以《我国集成电路产业发展状况与规划思路》为题发表了观点。
在指导思想方面,集成电路产业继续坚持深化改革、扩大开放,进一步做大产业规模,大力提高自主创新能力,开发并掌握核心技术,提高产业总体水平,初步形成具有自主创新能力的创新体系,努力建立根植于中国的、具有核心竞争力的产业链。
在发展思路方面,进一步完善产业政策,加强市场引导,营造良好的产业发展环境;以应用为先导、设计业为重点、制造业为主体,继续做大产业规模;提高自主创新能力,建立以企业为主体、产、学、研、用相结合,明确分工合作的、多层次的技术创新体系;加快专用设备、仪器和材料的发展,完善产业链建设。
在发展目标方面,集成电路产业年均增长率在30%以上;主流设计水平达到0.13μm~90nm,国内重点整机应用自主知识产权集成电路产品的比例达到30%左右;制造业的大规模生产技术达到12英寸;封装业进入国际主流领域。
集成电路技术专业篇6
关键词:集成电路EDA教学方法拓展培养
所谓“集成电路EDA”是通过设计、建模、仿真等手段搭建集成电路框架,优化集成电路性能的一门技术,也是一名优秀的集成电路工程师除了掌握扎实的集成电路理论基础外,所必须掌握的集成电路设计方法。只有熟练掌握集成电路EDA技术,具备丰富的集成电路EDA设计实践经历,才能设计出性能优越、良品率高的集成电路芯片。可以说,集成电路EDA是纤维物理学、微电子学等专业的一门非常重要的专业课程。然而,目前集成电路EDA课程的教学效果并不理想,究其根本原因在于该课程存在内容陈旧、知识点离散、概念抽象、目标不明确等不足。因此,通过课程建设和教学改革,在理论教学的模式下,理论联系实践、提高教学质量,改善集成电路EDA课程的教学效果是必要的。
为了提高集成电路EDA课程的教学质量,改善教学环境,为国家培养具备高质量的超大规模集成电路EDA技术的人才,笔者从本校的实际情况出发,结合众多兄弟院校的改革经验,针对教学过程中存在的问题,进行了课程建设目标与内容的研究。
课程建设目标的改革
拓展学科领域,激发学生自主学习兴趣本校集成电路EDA课程开设于纤维物理学专业,但是其内容包括物理、化学、电子等多个学科,教师可根据教学内容,讲述多个学科领域的专业知识,尤其是不同学科领域的创新和应用,引导学生走出本专业领域,拓展学生视野,提高科技创新意识。与学生经常进行互动,启发式和引导式地提出一些问题,让学生课后通过资料的查找和收集,在下一次课堂中参与讨论。激发学生思考问题和解决问题的兴趣。这样课内联系课外、师生全面互动、尊重自我评价的新型教学方法可以培养学生创新精神,激励自主学习,由被动式学习转为主动式学习,拓宽学生的知识面。
完善平台建设,培养学生创新实践能力在已有的实验设备基础上,打造软件、硬件、网络等多位一体的集成电路EDA平台,完善集成电路EDA实验。通过集成电路EDA平台的实践环节,既培养了学生的仿真设计能力,加深了对集成电路EDA知识的掌握,又使学生掌握了科学的分析问题和解决问题的方法。引导学生参加项目研发,鼓励学生参与大学生创新创业和挑战杯活动,以本课程的考核方式激励学生写出创新性论文,通过软件仿真、实验建模等方式设计出自己的创新性产品,利用集成电路EDA平台验证自己的设计,然后以项目的形式联系企业,将产品转化为生产力,将“产学研”一体化的理念进行实践,培养学生创新实践能力。
课程教学内容的改革
精选原版教材教材是教学的主要依据,教材选取的好坏直接影响着教学质量。传统集成电路EDA课程的教材都以中文教材为主,内容陈旧,即使是外文翻译版教材,也由于翻译质量及时间的原因,仍然无法跟得上集成电路的革新。因此,在教材选取时应当以一本英文原版教材为主,多本中文教材辅助。英文原版教材大多是国外资深集成电路EDA方面的专家以自己的实践经验和教学体会为基础,结合集成电路EDA的相关理论来进行编写,既有丰富的理论知识,又包含了大量的设计实例,使学生更容易地掌握集成电路EDA技术。但是只选择外文教材,由于语言的差异,学生对外文的理解和接受仍然存在一定的问题,为了帮助学生更好地学习,需要辅助中文教材,引导学生更好地理解外文教材的真谛。
更新教学内容著名的摩尔定律早在几十年前就指出了当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18个月至24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。这条定律指引着集成电路产业飞速的发展,集成电路EDA课程是学生掌握集成电路设计的重点课程,因此必须紧跟时展,不断更新教学内容。现有的集成电路EDA教材涉及集成电路新技术的内容很少,大部分都以阐述基本原理为主,致使学生无法接触到最新的内容,影响学生在研究生面试、找工作等众多环节的发挥。在走入工作岗位后,学生感觉工作内容与学校所学的知识严重脱节,需要较长的时间补充新知识,来适应新工作。为了改善这种状况,需要以纸质教材为主,辅助电子PPT内容来进行教学。纸质教材主要提供理论知识,电子PPT紧跟集成电路的发展,随时更新和补充教学内容,及时将目前主流的EDA技术融入课程教学中。还可以进行校企结合,把企业的专家引进来,把学校的学生推荐到企业,将课程教学和企业实际相结合,才能激发学生的学习兴趣和积极性,提高教学效果。
参考文献
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