
二、主要制造过程

-------详细介绍------
先进程度:最核心的指标是制程工艺(如7nm、5nm、3nm)。制程越小,性能越强,功耗越低。CPU/GPU是先进制程竞赛的主战场。
- 兆芯:主打x86架构CPU,用于PC和服务器,工艺相对落后(16nm/28nm)。
- 飞腾:ARM架构服务器CPU,用于政务、金融等领域。
- 龙芯:基于自研LoongArch指令集,用于国防、工业控制等关键领域。
- 寒武纪:专注于AI芯片(NPU)。
- 安路科技:FPGA厂商。
先进程度:主要看制程工艺、堆叠层数和接口速度。例如,DRAM的1α nm工艺,NAND Flash的200层以上堆叠技术。
- 长江存储:全球NAND Flash领域重要突破者,首创Xtacking技术,已量产200层以上产品。
- 兆易创新:全球NOR Flash市场的重要玩家。
3. 模拟芯片
描述:处理连续性的模拟信号(如声音、温度、电流),如电源管理芯片、射频芯片、音频放大器。
先进程度:不盲目追求制程,更看重可靠性、稳定性、功耗等。工艺多为成熟制程(如28nm及以上),但设计门槛极高。
4. 微控制器
描述:集成CPU、内存、IO的“小电脑”,用于家电、汽车、工业设备的控制核心。
先进程度:主要看内核性能(如ARM Cortex-M系列)、集成度、功耗和生态。多采用成熟制程。
- 兆易创新:国内32位MCU绝对龙头,产品基于ARM Cortex-M内核。
- 中颖电子:在家电MCU、锂电池管理芯片领域领先。
- 国民技术:提供通用MCU及安全芯片。
5. 传感器芯片
描述:将物理世界信号(光、运动、压力等)转换为电信号的芯片,如CIS、MEMS传感器。
先进程度:追求更高精度、更低功耗、更小尺寸。例如,手机CIS的像素尺寸和图像处理能力。
国内代表厂家:
6. 功率半导体
描述:用于电能转换和控制的芯片,如IGBT、MOSFET、SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)。
先进程度:追求更高耐压、更大电流、更高频率、更低损耗。是新能源汽车、光伏、风电的关键。
国内代表厂家:
二、按产业链分:设计、制造、封测
1. IC 设计
描述:负责芯片的功能、电路设计。
先进程度:设计能力(如CPU/GPU架构)、采用的制程节点(能否设计7nm/5nm芯片)。
国内代表厂家:海思、紫光展锐、兆易创新、韦尔股份、北京君正等。
2. 晶圆制造
描述:将设计好的图纸在硅片上实现出来,技术壁垒最高。
先进程度:核心指标就是量产制程工艺水平。目前全球最先进为3nm,国内最先进为7nm。
国内代表厂家:
- 中芯国际:国内绝对龙头,已量产14nm,传闻有7nm工艺能力,但受设备限制。
- 华虹半导体:专注于特色工艺(如嵌入式存储、功率器件),制程相对成熟但竞争力强。
- 合肥晶合:主要聚焦显示驱动芯片等。
3. 封装测试
描述:将制造好的晶圆切割成芯片,封装成最终产品,并进行测试。
先进程度:先进封装技术(如Chiplet、2.5D/3D封装) 是超越摩尔定律、提升芯片性能的关键。
国内代表厂家:
- 长电科技:全球第三、国内第一,具备各种先进封装技术。
- 通富微电:在先进封装领域实力强劲,是AMD等重要客户的核心封测厂。
- 华天科技:规模和技术也位居全球前列
三、国内芯片产业现状总结
设计业:实力最强,百花齐放。在众多细分领域(如手机SOC、CIS、MCU、NOR Flash)都出现了世界级的公司,海思曾达到世界顶尖水平。但高端CPU/GPU、EDA工具等仍是短板。
制造业:最大短板,追赶艰难。中芯国际代表了大陆最高水平,但与台积电、三星有2-3代的差距(约5-8年)。核心瓶颈在于无法获得最先进的光刻机(EUV),受到“瓦森纳协定”等外部限制。
封测业:与国际水平最接近。全球前十中有三家中国大陆企业,在先进封装领域也在积极布局,是产业链中竞争力最强的环节。
设备和材料:高度依赖进口,国产化急迫。光刻机、刻蚀机、离子注入机等高端设备,以及光刻胶、硅片等材料,仍主要被美国、日本、欧洲公司垄断。但中微公司的刻蚀机、北方华创的多种设备、上海微电子的光刻机(90nm)等正在努力突破。
总而言之,中国芯片产业呈现出“设计强、封测跟得上、制造和设备材料被卡脖子”的格局。 在“国产替代”的大背景下,整个产业链,尤其是在成熟制程和相关设备材料领域,正在加速发展,但攻克最先进的逻辑芯片制造技术,依然任重而道远。