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集成電路誕生60周年,中國IC產業迎來新機遇

  • 分類:行業新聞
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  • 來源:
  • 發布時間:2022-05-10
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【概要描述】在1958年,美國德州儀器公司青年工程師基爾比成功地實現了把電子器件集成在一塊半導體材料上的構想,他將鍺晶體管在內的五個元器件集成在一起,基于鍺材料制作了一個叫做相移振蕩器的簡易集成電路,這就是世界上第一塊集成電路的誕生過程,而這一天,被視為集成電路的誕生日,這枚小小的芯片,開創了電子技術歷史的新紀元。

集成電路誕生60周年,中國IC產業迎來新機遇

【概要描述】在1958年,美國德州儀器公司青年工程師基爾比成功地實現了把電子器件集成在一塊半導體材料上的構想,他將鍺晶體管在內的五個元器件集成在一起,基于鍺材料制作了一個叫做相移振蕩器的簡易集成電路,這就是世界上第一塊集成電路的誕生過程,而這一天,被視為集成電路的誕生日,這枚小小的芯片,開創了電子技術歷史的新紀元。

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今年是集成電路誕生60周年,對于中國半導體行業而言也是意義非凡的一年。一方面,美日韓等全球知名企業加速產業布局,以加強自己在業內的地位和話語權;另一方面,物聯網、人工智能的發展,中國集成電路產業迎來了最好的機遇,抓住了這個機會,實現“彎道超車”未為不可。

世界上第一塊集成電路的誕生歷程

在1958年,美國德州儀器公司青年工程師基爾比成功地實現了把電子器件集成在一塊半導體材料上的構想,他將鍺晶體管在內的五個元器件集成在一起,基于鍺材料制作了一個叫做相移振蕩器的簡易集成電路,這就是世界上第一塊集成電路的誕生過程,而這一天,被視為集成電路的誕生日,這枚小小的芯片,開創了電子技術歷史的新紀元。

 

集成電路的應用非常廣泛

集成電路經過特種電路設計,利用半導體加工工藝,集成于一小塊半導體(如硅、鍺等) 晶片上的一組微型電子電路。集成電路在體積上,單片集成電路可比同樣功能的分立電路小數倍,在結構上,集成電路非常緊湊,可使多達數十億的晶體管等元件存在于一個人類指甲大小的面積上。

隨著半導體優越的技術性能、半導體設備制造技術的飛速發展、集成電路高效率的大規模生產以及采用結構單元的電路設計方式,使標準化集成電路迅速取代了過去運用分立元件的傳統電路設計。

如今集成電路已被廣泛應用于所有電子設備,并推動了電子時代的到來,傳媒、教育、娛樂、醫療、軍工、通訊等各領域的發展均離不開性能卓越的集成電路設備。同時正因IC低成本、高性能的特質,才使得計算機、移動電話以及其他家用電子電器變為當今社會生活中不可或缺的組成部分。

集成電路產業的三次變革

一、電腦元件的標準化

1960年至1970年,系統廠商包辦了所有的設計和制造,隨著電腦的功能要求越來越多,整個設計過程耗時較長,使得部分系統廠商產品推出時便已落伍,因此,有許多廠商開始將使用的硬件標準化,1970年左右,微處理器、存儲器和其他小型IC元件逐漸標準化,也由此開始區分系統公司與專業集成電路制造公司。

二、ASIC(特殊應用集成電路)技術的誕生

雖然有部分集成電路標準化,但在整個電腦系統中仍有不少獨立IC,過多的IC使得運行效率不如預期,ASIC技術應運而生,同時系統工程師可以直接利用邏輯門元件資料庫設計IC,不必了解晶體管線路設計的細節部分,設計觀念上的改變使得專職設計的Fabless公司出現,專業晶圓代工廠Foundry的出現填補了Fabless公司需要的產能。

三、IP(集成電路設計知識產權模塊)的興起

由于半導體制程的持續收縮,使得單一晶片上的集成度提高,如此一來,只是用ASIC技術,很難適時推出產品,此時IP概念興起,將具有某種特定功能的電路固定化,當IC設計需要用到這項功能時,可以直接使用這部分電路,隨之而來的是專業的IP與設計服務公司的出現。

中國集成電路產業迎來新機遇

中國集成電路產業起步于50年代中期,1956年,我國成功研制出了首批半導體器件——鍺合金晶體管;1961年,我國第一個集成電路研制課題組成立;1965年,我國第一代單片集成電路在北京、石家莊和上海等地相繼問世。

中國集成電路市場是全球最大的集成電路市場,其需求比例占全球的62.8%。在這強大的市場需求背景下,國家出臺相關政策的大力支持集成電路產業發展,根據稅收新政要求,2018年1月1日后投資新設的集成電路線寬小于130納米,且經營期在10年以上的集成電路生產企業或項目,第一年至第二年免征企業所得稅,第三年至第五年按照25%的法定稅率減半征收企業所得稅,并享受至期滿為止。

近年來,我國集成電路產業保持高速增長,技術創新能力不斷提高,骨干企業實力大幅增強,產業發展支撐能力顯著提升。

總體來看,中國集成電路產業正在向技術含量較高的方向發展,產業結構更加趨于優化合理。一個典型的表現是芯片設計業占比不斷提高。由于技術門檻相對較低、投資較小、見效快,長期以來,封測產業在中國集成電路產業中一直占據著較高的比重。隨著國內芯片設計企業的實力逐步增強,設計業占產業鏈的比重穩步增加,從2015年起在產業中的比重超過了封測業。

中國IC企業將走向世界

集成電路產業是全球化的產業,伴隨國際集成電路產業的轉移,中國集成電路市場在全球占比將越來越大。由于國內基礎水平相對薄弱,中國半導體裝備和材料產品能夠自主供應不超過10%(按照金額計算),在建立半導體生產線時經常面臨設備、材料短缺問題,目前投資受益的很多是國外的裝備和材料企業,因此要尋找一個更好合作模式。未來的一個大趨勢是一個國內IC企業的全球化,不是說中國公司收購外國企業再轉化為國內公司,而是中國企業走出去成長為國際化大公司。

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