半导体及集成电路范文

半导体及集成电路篇1

1.1实验用水来源

实验用水为上海市有代表性的集成电路和印制电路板等半导体工业企业处理后的生产废水、某独立排水系统区域内的地下水、地表水（周围河水）及雨水泵站末端出流。

1.2样品采集方法

借鉴EPA针对污染特征因子的采样方法，在半导体企业正常生产时期内，每半小时在总排口进行水样采集，共采集20个批次有效水样；其它类型的水样为每小时采集一次，共采集10个批次有效水样，且水样采集前48h和采集时间内为晴天。

1.3实验仪器

分析仪器：FA2004N电子天平、Agilent720ES等离子体发射光谱仪（ICP）、紫外分光光度计、磁力搅拌器、移液枪、滴定仪、雷磁PXSJ－216型氟离子计等。

1.4分析项目及检测方法

CODCr、氨氮、硬度、表面活性剂、氰化物等采用国家标准方法进行检测，氟离子浓度采用氟离子计进行检测，铜、锌等金属离子用ICP检测。

2试验结果与分析

2.1不同类型水质中氟离子浓度比较

半导体工业企业生产废水经过物化和生化处理后，氟离子浓度虽然可以达到上海市半导体行业污染物排放标准，但其数值仍然相对较大。印制电路板企业处理后的生产废水氟离子浓度为1．55～11．64mg／L，集成电路企业废水处理后氟离子浓度为6．92～11．99mg／L，这与戴荣海等得出的集成电路产业废水处理后氟离子浓度的水平是相当的。虽然其总体已满足达标排放的要求，但相较其它类型的水体，氟离子浓度是异常的高。如图2所示，地表水、生活污水、地下水中氟离子浓度虽各在一定的范围内，但其总体水平都很低，均值浓度不超过2mg／L，远低于半导体工业企业废水中氟离子浓度。

2.2氟离子作为半导体工业废水污染特征因子的可行性分析

目前国内外关于半导体工业废水的污染特征因子研究很少或没有。美国EPA雨水系统混接调查技术指南中也只是罗列出部分工业生产过程中可能的污染特征因子。根据半导体工业企业的一般工艺过程，氟离子是可能的污染特征因子之一，同时铬、铜、锌和氰化物等也可能成为污染特征因子。但试验结果并没有检测到铜、锌等金属离子的存在，氰化物浓度也只是略高于最低检测限。由于印制电路板和集成电路企业是半导体行业的主要组成部分，因此可将印制电路板企业生产废水和集成电路企业生产废水中氟离子浓度视为半导体工业废水中氟离子浓度，且氟离子浓度指标为保守型物质，管道中基本不发生物化、生化反应；同时其在不同混接类型水中的浓度差异显著，且具体针对每一种类型，浓度相对稳定；而且具有良好的检出限、灵敏度和较高的可重复性，符合美国EPA对污染特征因子的确定标准。

3结论与建议

（1）氟离子浓度可作为以印制电路板和集成电路为主的半导体工业废水的污染特征因子，其浓度均值为7．3mg／L，远高于其它类型的水质。

（2）氟离子浓度可作为半导体工业废水污染特征因子用于雨污混接问题中混接水量的计算，但由于在混接类型的确定过程中进行了简化处理，且浓度数据是以均值代入，因此只能得到相对比较接近的混接水量比例。

（3）针对以印制电路板和集成电路为主的半导体工业废水，可应用氟离子浓度作为污染特征因子用于雨污混接的混接源诊断。若要计算混接水量比例，需事先对研究范围内的工业企业进行分析，同时还需选择相对独立的排水系统，便于水量和污染特征因子的守恒计算。

（4）严控半导体工业废水的排放，以防止其混入雨水管网或其它水体中，造成高浓度的氟离子威胁人体健康和危害生态环境的不良影响。（本文来自于《绿色科技》杂志。《绿色科技》杂志简介详见.）

半导体及集成电路篇2

关键词：半导体封装；集成电路；PLC；冲流道机

1.国内外研究开发现状

集成电路冲流道机是一种用于半导体封装模具的后道设备，多用于MGP多缸模的产品封后去流道、废胶。其动作原理是：气缸驱动冲流道机的凸模向下运动，产生冲击力，使塑封流道和引线框架分离，为半导体产品的切筋成型做前期准备。由于在集成电路半导体封装行业中，对于环境和自动化的要求很高，因此目前大规模集成电路冲流道机多采用空气为冲切动力源，清洁无污染；控制方式采用PLC来控制冲流道机的动作，能实现半自动化工序流程，既安全又可靠。集成电路冲浇道机的开发，实现了塑封流道流道和引线框架自动分离，使企业的生产效率得到提高，工人的劳动强度得到降低，产品的质量得到提高。（附图1为产品去流道、废胶前后示意图）

2.集成电路技术要点

2.1产品结构图

集成电路冲浇道机，一般由四部分组成：电器盒部件、冲浇道模具部件、

机架部件和废料盒部件。

电器盒部件是冲浇道机大脑所在，外壳采用钣金焊接，内部集成了冲浇道机的控制系统，包括大气缸、可编程控制器（PLC）、电源及各种传感器的连接线路等；

冲流道模具是去流道、废胶的执行部分，其中凹模、凸模是冲流道机主要部件和技术精髓，去废胶后的产品质量也主要有模具部分保证。

机架部件是整个冲流道机模具的载体和控制按钮平台所在，负责模具的支撑作用，机架要有足够的强度和稳定性，要能承载模具自身的重量和模具冲流道时气缸提供的巨大冲击力，重心要平稳。

废料盒部件主要是收集模具冲击剥离下来的下来的树脂流道、废胶，保持工作环境清洁。

2.5 冲流道机的技术创新应用

集成电路冲流道机通过自主创新，在国内首次将冲切模具技术、光电保护技术、自动控制技术集成融合，解决了传统生产中人工撕扯将流道和引线框架剥离，导致人手划伤的安全问题，以及撕扯受力不均引起引线框架变形，无法连续生产等难题，提高了生产效率。

（1）应用创新

①安全创新

为了确保机器的安全性能，体现以人为本的设计思想。冲流道机操作面采用了光幕保护装置，使机器运行时，一旦有外物进入工作区，机器立刻停止动作；当排除故障后，机器重新启动工作。其余三面采用安全门控制，每扇安全门上都装有接近开关，门打开后，接近开关断开，机器停止动作；在所有安全门都关闭后，机器才能重新开启，防止了多人操作、维护时产生的安全隐患。

3.结束语

集成电路冲流道机的开发，使半导体封装的去流道、废料工作变得更简单了，冲胶后产品不变形，保证了产品的质量，提高了企业的生产效率，该技术目前已广泛用于各大封装企业。冲流道机的创新应用，使模具更人性化，操作安全、方便，产品的质量也的到了提高。在今后的时期内，希望集成电路冲流道机能给更多的半导体封装企业带来便捷，也希望相关企业会不断的对冲流道机技术进行创新，开发出更加优越的产品，共同推动我国封装行业不断向前发展。

参考文献：

[1]李庆生.机器视觉检测系统在半导体工业切筋成型机上的应用[J]电子工业专用设备，2009（06），2-3

[2]曹阳根. SOP系列IC塑封工艺及通用MGP模具设计[J]半导体技术，2008（11）7-8

半导体及集成电路篇3

关键词：集成电路工艺原理；教学内容；教学方法

作者简介：汤乃云（1976-），女，江苏盐城人，上海电力学院电子科学与技术系，副教授。（上海?200090）

基金项目：本文系上海自然科学基金（B10ZR1412400）、上海市科技创新行动计划地方院校能力建设项目（10110502200）资助的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）29-0046-01

微电子产业的快速发展急需大量的高质量集成电路人才。优秀的集成电路设计工程师需要具备一定工艺基础，集成电路工艺设计和操作人员更需要熟悉工艺原理及技术，以便获得性能优越、良率高的集成电路芯片。因此“集成电路工艺原理”是微电子专业、电子科学与技术专业和其他相关专业一门重要的专业课程，其主要内容是介绍VLSI制造的主要工艺方法与原理，培养学生掌握半导体关键工艺方法及其原理，熟悉集成电路芯片制作的工艺流程，并具有一定工艺设计及分析、解决工艺问题的能力。课程的实践性、技术性很强，需要大量的实践课程作为补充。但是超大规模集成电路的制造设备价格昂贵，环境条件要求苛刻，运转与维护费用很大，国内仅有几所大学拥有供科研、教学用的集成电路工艺线或工艺试验线，很多高校开设的实验课程仅为最基本的半导体平面工艺实验，仅可以实现氧化、扩散、光刻和淀积等单步工艺，而部分学校仅能开设工艺原理理论课程。所以，如何在理论教学的模式下，理论联系实践、提高教学质量，通过课程建设和教学改革，改善集成电路工艺原理课程的教学效果是必要的。如何利用多种可能的方法开展工艺实验的教学、加强对本专业学生科学实验能力和实际工作能力以及专业素质的培养、提高微电子工艺课程的教学质量，是教师所面临的紧迫问题。

一、循序渐进，有增有减，科学安排教学内容

1.选择优秀教材

集成电路的复杂性一直以指数增长的速度不断增加，同时国内的集成电路工艺技术与发达国家和地区差距较大，故首先考虑选用引进的优秀国外教材。本课程首选教材是国外电子与通信教材系列中美国James D.Plummer著的《硅超大规模集成电路工艺技术—理论、实践与模型》中文翻译本。这本教材的内容丰富、全面介绍了集成电路制造过程中的各工艺步骤；同时技术先进，该书包含了集成电路工艺中一些前沿技术，如用于亚0.125μm工艺的最新技术、浅槽隔离以及双大马士革等工艺。另外，该书与其他硅集成电路工艺技术的教科书相比，具有显著的两个优点：其一是在书中第一章就介绍了一个完整的工艺过程。在教学过程中，一开始就对整个芯片的全部制造过程进行全面的介绍，有且与学生正确建立有关后续章节中将要讨论的各个不同的特定工艺步骤之间的相互联系；其二是贯穿全书的从实际工艺中提取的“活性”成分及工艺设计模拟实例。这些模拟实例有助于清楚地显示如氧化层的生长过程、掺杂剂的浓度分布情况或薄膜淀积的厚度等工艺参数随着时间推进的发展变化，有助于学生真正认识和理解各种不同工艺步骤之间极其复杂的相互作用和影响。同时通过对这些模拟工具的学习和使用，有助于理论联系实际，提高实践教学效果。因而本教材是一本全面、先进和可读性强的专业书籍。

2.科学安排教学内容

如前所述，本课程的目的是使学生掌握半导体芯片制造的工艺和基本原理，并具有一定的工艺设计和分析能力。本课程仅32学时，而教材分11章，共602页，所以课堂授课内容需要精心选择。一方面，选择性地使用教材内容。对非关键工艺，如第1章的半导体器件，如PN二极管、双极型晶体管等知识已经在前续基础课程“半导体物理2”和“半导体器件3”中详细介绍，所以在课堂上不进行讲授。另一方面，合理安排教材内容的讲授次序。教材在讲授晶片清洗后即进入光刻内容，考虑工艺流程的顺序进行教学更有利于学生理解，没有按照教条的章节顺序，教学内容改变为按照清洗、氧化、扩散、离子注入、光刻、薄膜淀积、刻蚀、后端工艺、工艺集成等顺序进行。

另一方面，关注集成电路工艺的最新进展，及时将目前先进、主流的工艺技术融入课程教学中，如在课堂教学中介绍INTEL公司即将投产的采用了22nm工艺的代号为“Ivy Bridge”的处理器等。同时，积极邀请企业工程师或专家开展专题报告，将课程教学和行业工艺技术紧密结合，提高学生的积极性及主动性，提高教学效果。

3.引导自主学习

半导体产业正飞速发展，需要随时跟踪集成电路制造工艺的发展动态、技术前沿以及遇到的挑战，给学生布置若干集成电路工艺发展前沿与技术动态相关的专题，让学生自行查阅、整理资料，每一专题选派同学在课堂上给大家讲解。例如，在第一章讲解集成电路工艺发展历史时，要求同学前往国际半导体产业规划网站，阅读最新年份的国际半导体技术发展路线图，完成如最小特征指标、工作电压等相关技术指数的整理并作图说明发展趋势等。这样一方面激发了学生的求知欲，另一方面培养学生自我学习提高专业知识的能力。

二、丰富教学手段，进行多样化、形象化教学

1.采用多媒体教学手段

半导体及集成电路篇4

导体的导电能力强,绝缘体的导电能力差.还有一些元素和化合物,例如纯净的锗、硅、砷化镓等，它们的导电能力介于导体和绝缘体之间,而且电阻不随温度的增加而升高，反随温度的增加而下降，这种材料叫做半导体.半导体材料的导电性能受外界条件的影响很大.除了温度外，用光照射半导体、在半导体中掺入微量的其他物质,都可能使半导体的导电性能发生显著的变化.半导体的这一特性是导体和绝缘体所没有的,在现代技术中有重要的应用.有的半导体,在温度升高时电阻减小得非常迅速，利用这种材料可以制成体积很小的热敏电阻,它能将温度变化转化为电信号，测量这种电信号,就可以知道温度变化的情况.这种测量方法反应快,精度高.有的半导体,在光照下电阻大大减小.利用这种半导体材料可以做成体积很小的光敏电阻.光敏电阻可以起到开关的作用,在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中有广泛应用. 在纯净的半导体中掺入微量的杂质,会使半导体的导电性能大大增强.利用半导体的这一特性,再加上特殊的制作工艺,人们制成了晶体二极管和晶体三极管(图1).将晶体管、电阻、电容等电子元件及相应的连线同时制作在一块面积很小的半导体晶片上,使之成为具有一定功能的电路,这就是集成电路.在超大规模集成电路中,在面积比小拇指的指甲还小的一块半导体晶片上可以集成上百万个电子元件.集成电路的制成,开辟了微电子技术的时代.此外,人们还制成了半导体激光器、半导体太阳能电池等.半导体在现代科学技术中发挥着重要的作用.

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半导体及集成电路篇5

俞忠钰长期从事半导体器件和集成电路科研开发,上世纪六十到八十年代研究开发我国第一代锗、硅高频功率晶体管,新型微波二极管和固体摄象器,开发大规模集成电路生产工艺技术和大规模集成电路新产品,多项成果获国家科技进步奖和电子工业科技成果奖。八六年以后,从事电子科技管理工作,领导国家“七五”和“八五”集成电路科技攻关,组织制定“九五”电子科技发展方向和重点,曾担任国家“908”工程和“909”工程项目领导小组副组长,参与组织领导了国家集成电路重点工程建设。

下半年中国IC产业将进一步回升

中国将是全球最先复苏的市场

记者:俞理事长您好!首先,感谢您在百忙之中抽时间接受我们杂志社的采访。众所周知,最近的国际经济危机对全球的经济形势造成了很大的影响。在半导体和集成电路方面,也不例外。很多代工厂开工不足,甚至出现倒闭现象。您对这次世界经济危机对半导体和集成电路行业的影响怎么看?根据您的经验,能不能预测一下什么时候半导体行业将会开始触底回升?

俞忠钰:你指的是中国还是世界?

记者:中国。

俞忠钰:今年二月中国半导体市场年会上我曾经对去年IC产业发展情况作了详细分析。根据有关机构的数据,今年一季度全球半导体市场同比下滑了29%。中国台湾地区半导体业Q1下跌41%,其中的晶圆代工下跌55.4%。2009年一季度中国集成电路产业实现销售收入202.74亿元,同比下降了34.1%。这些数字反映出全球金融危机对半导体产业和市场的严重冲击,中国也不例外。

但是,从第二季度开始, 相对好的消息多了起来, 如存储器价格回升, 代工的急单转为长单, 及产能利用率明显上升, 包括中国的大力刺激经济政策频频推出等。根据SIA提供的数据,全球4月的芯片销售额达147亿美元, 比3月上升6.4%,虽比去年同期仍下降25%,但三个月的销售移动平均值已回到增长1.9%,是去年10月以来的第一次。这些情况说明全球半导体市场最困难的时期已经过去,有迹象显示当前全球半导体市场正在企稳。但复苏仍需时间,2009年全球半导体市场形势仍然严峻,并存在相当的不确定性。一些机构预测今年全球半导体业下降20%左右,这是自2001年以来最差的年份。

中国国内4月份半导体产业的回升势头更快。根据对国内近30家行业重点企业的调查分析,4月份重点企业销售额环比增长了8.5%(同比下降18.9%),为2009年以来的首次正增长,其中设计业环比增长了21.1%。通过2009年1～4月同比、环比情况可以看出,受国家扩大内需、家电下乡等政策影响,集成电路企业订单和销售情况明显好转。3G通信、家电下乡、笔记本电脑(尤其是上网本市场)三大热点成为带动一、二季度中国市场的强大力量。中国接连出台的十大产业振兴规划,以及数字电视、移动电视、节能减排等市场也都为IC产业带来了大量商机。因此,我们认为,下半年中国IC产业将在内需市场的推动下进一步回升,以内需为主的企业将更为突出。

我们认为,中国将是最先复苏的市场。在最近举行的世界半导体理事会(WSC)年会上中国市场成为全球厂商最关注的重要战略市场。

记者:此次衰退与以往呈现何种不同的性质和特点?

俞忠钰: 此次衰退主要是来自于产业之外的宏观经济因素所造成,其爆发之快,程度之烈,出乎各方的意料之外。按照世界货币组织(IMF)近期分析,2009年全球GDP将出现负增长。因此,此次衰退的持续时间将可能超过预期。

此次衰退的特点,主要表现为:1)终端市场全面低迷。2)世界各国普遍出现流动性紧缩,半导体厂商很难获得外来资金的支持以渡过此次难关。一些全球主要半导体企业面临着经营困难的局面。3)未来走势存在着很大的不确定性。

记者:您对2009年中国集成电路产业发展的趋势有何判断?

俞忠钰:中国IC市场已占全球的1/3,为企业提供了较大的回旋余地与广阔的发展空间。2009年国内市场仍将保持一定的增长。一批以内需市场为主的企业下半年将明显好转,并有望最先走出此次半导体产业的衰退。一批以出口为主的企业将遇到较大的挑战。国内的半导体产业发展将呈现“前低后高”的走势,下半年会强于上半年。预计今后3年国内集成电路产业仍将平稳较快发展。

记者:电子信息产业调整振兴规划的主要任务是什么?有什么重大举措?

俞忠钰:集成电路产业是国家的战略性和基础性产业,中央政府和地方政府部门对发展IC产业都十分重视。《电子信息产业调整和振兴规划》的颁布实施将对集成电路产业的发展起到积极促进作用,工信部电子信息司对此已作了详细说明。我认为,主要是是要通过实施“集成电路升级”重点工程、强化自主创新能力建设、支持优势企业并购重组和加强政策扶持等方面,进一步完善集成电路产业体系。

记者:下面向您请教几个现实一些的问题。假如我是一家设计企业的老总,目前业务出现明显减少,企业可持续经营出现了一定的困难,您能给我一些脱困的建议吗?

俞忠钰:现在我们国内的设计企业面对这次金融危机的挑战需要解决许多问题,但首先要明白一个概念:设计企业实际上不是在搞设计技术,而是在搞产品。所以先要搞清楚企业要搞什么产品,有能力搞什么产品,这是最主要的问题。一要搞清楚产品在IT市场中的定位,在国内国外的定位。第二,要搞清楚产品如何跟系统结合,不仅要做一个芯片出来,还要有解决方案。第三看你的知识产权,第四看你的团队,第五看你的资金。现在中国IC设计业有增长,并非是说每个企业都有增长,而是只有少数企业有增长。其中最突出的是和华为结合的海思半导体,增长很快。还有一些设计企业的增长和3G结合得比较紧,和家电下乡、数字电视、低功耗应用有联系,都取得了较大的增长。

如何评价一个设计企业的工作做得好与不好呢?我们认为销售额是一个最终指标。因为它综合地反映了企业的产品定位、反映了企业的技术、市场、团队等诸多因素,按照国际通行标准,企业销售额达到1亿美元,标志初创成功。按照国内情况,我们认为设计企业达到1亿人民币,可作为创业成功的初步标志。

推进企业整合重组

调整产业结构和企业结构

记者:在上一期对集成电路设计协会的王芹生理事长采访中,她提出了要利用资本对行业进行整合的看法。您对此有什么评论?

俞忠钰:现在代工(foundry)行业开始有了很多整合,比如说宁波中纬被比亚迪收购,华虹NEC和宏力在重组,联电要并购和舰,上海贝岭要改造成设计企业,上海先进也有这个意向。我觉得,其中最引人关注的是前两项。华虹NEC和宏力的重组涉及IC企业如何做大做强,现仍在进行中。比亚迪收购宁波中纬最有意义的是跨行业重组,比亚迪收购了宁波中纬,不仅是公司所有权的转移,而且还和比亚迪的电动汽车结合起来,做功率器件,VDMOS,这是很有意义的。现在,国内设计企业和封装测试企业重组的事例很少,令人深思。

结构调整中还有一个很重要的问题,就是对外依存度过高的问题。我们最近几年发展比较快,但是整个产业的基础还很薄弱。一是资金依赖,从2000年到2008年,累计投入的1500亿元中80%以上来自海外;二是技术依赖,国内IC产业所需的生产设备95%以上依赖进口,EDA设计软件98%以上为进口;三是市场依赖,对外出口在目前国内IC产业销售收入中所占比重超过70%。我们需要对外开放。走国际化道路,吸收国际资源为我所用,是近年来国内IC产业获得成功的主要经验之一。但随着产业的不断发展壮大,目前中国IC市场规模已占全球近三分之一,我们必须顺应当前形势,动态地分析和处理国际市场与国内市场的关系,国际资源与国内资源的关系,逐步建立自主可控的产业体系。

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记者:企业界总是希望能得到政府更多的资金支持,特别是IC设计和制造,属于资本密集型行业,在困难时期,确实需要更多的支持。中国半导体协会为半导体行业做了大量的工作,您能简要介绍一下最近的主要工作吗?

俞忠钰:在金融危机情况下,政府要做的事情:首先是规划和政策扶植;第二,是先进技术研发资金和重大建设项目的支持,比如两大专项的支持;第三,在市场开拓方面,作宏观引导的工作。

我们协会的工作主要是为企业服务,向政府部门反映企业的困难和需求;在市场和资金方面帮助企业牵线搭桥,为企业提供资讯服务;作为政府部门的助手,在政府部门和企业间发挥桥梁纽带作用;推动国内和国外的交流和合作。至于资金问题,如果企业真正找到了对路的产品,我看各级政府是会支持的,半导体协会也在经常做牵线搭桥的工作,

紧跟市场需要加快技术创新

新能源和节能环保是未来发展方向

记者:危机往往孕育着很多机遇,在这次经济危机中,我国半导体行业能否抓住国外经济低迷的机遇,转危为机,实现超越式的发展?

俞忠钰:这个看法很有道理:抓住机遇,实现超越。但是我们要问:往哪个方向超?超什么?一般来讲,“危”中有 “机”,孕育着新的技术突破和变革,所以要从战略的高度看这个问题。现在半导体产业有三个方向:第一个就是按照路线图继续往前突破,但是有越来越多的人指出,现在摩尔定律开始逐步失效,也就是说器件按比例缩小的速度开始放慢。第二个方向是实现功能的多样化,例如,做复杂的嵌入式系统,做三维封装,例如SIP、TSV等等。(记者:这也就是ITRS路线图所指出的“More than Moore”的方向)。第三个方向,我们要研究更大的问题,即:当前和未来十年或二十年的社会的发展需求是什么?无论是中国还是世界,现在看重的是两个方向,一个是新能源,一个是环保节能。因此,半导体和信息产业应该跟上这个需求,进入能源和节能环保领域,而不只是从IT产品到IT产品。如果说,过去IT产业从产品到服务,是一个很大的进展,现在的半导体和IT业进入能源和环保产业,这是更大的发展,是战略方向。中国半导体行业协会与美国半导体行业协会将在“IC China 2009”期间联合举办“半导体节能技术、产品和应用合作论坛”,旨在推动半导体企业满足全球电子产品对节能环保的需求,推动半导体技术、产品与市场对接。

记者:您说的内容和IBM公司去年提出的“智能星球(Smart Planet)”非常类似。我们杂志社的6月号中向读者介绍了IBM公司的三次转型,从“电子商务”(即是您说的从产品到服务)到“电子商务随需应变”,再到现在的“智能星球”。所谓“智能星球”,就是IBM公司就人类与科技的全面结合给世界带来改变的战略。具体而言,是指各种系统和处理流程在生活中所起的作用,包括对物品的设计、生成、制造、买卖;服务任务的完成;所有事物的移动,包括人类、货币、石油、水资源和电子;以及数十亿人的工作、自我管理和生活。IBM公司着眼于更高的层次和更强的计划性,以“更高效益”为卖点,结合了当下全球最为流行的“绿色”、“环保”、“节能减排”和“降低监管风险”等理念,并以此带动中小企业的有序发展。这与您倡导的半导体行业的发展方向如出一辙。

俞忠钰:对。很多搞IT产业的人,觉得节能环保离他很远,似乎没有什么关系。我认为很近。2008年美国节能经济委员会(ACEEE)的研究报告指出:半导体在包括商用照明、1～5马力工业马达、彩电和家用可编程恒温器等领域可广泛提高能源效率,研究表明:半导体节能技术将能使美国在2030年节约1.2万亿度电,即;即使到那时经济增长70%,用电量仍将减少11%。我们要有大半导体产业的战略视野,把服务新能源和节能环保产业列为长远发展的战略重点。

最近中央领导反复强调:发展新能源和节能环保产业,是抢占未来产业发展制高点、提高国际竞争力的重大举措,是扩内需稳外需、培育新的经济增长点的有效手段,是转变经济发展方式、促进可持续发展的有效途径。各级政府对新能源和节能环保产业的发展,都给予了高度重视和积极支持。节能环保是半导体大有用武之地的领域。

记者:最后,您能对《中国集成电路》杂志社如何更好地为行业服务提一些建议吗?

俞忠钰:杂志社已经办了多年,也取得了很多成绩。要想搞得更好,最重要的地方是要面向基层,面向读者,要能够跟上产业整体的发展步伐。现在你做采访,应当多采访企业,可以是技术员,可以是CEO,可以是市场营销人员,听听他们的声音。接触的面要广,要接触大企业,也要接触中小企业,要接触设计企业,也要接触制造企业、封装测试企业;要接触内资企业,也要接触外资企业和港澳台资企业。《中国集成电路》杂志还需要深化改革,深入实践。比如我们协会要深入了解会员需求,提供帮助,开展活动,才能吸引更多的新会员加入进来。所以,杂志社也应该通过更多地深入实践,来提供更加有价值的信息和参考资料,从而更好地为企业服务。

相关链接:2009年1～4月

中国集成电路产业和市场

2009年一季度中国集成电路产业实现销售收入202.74亿元,同比下降了34.1%。集成电路产量为73.1亿块,同比下降了18.5%。。

一季度中国芯片制造业销售收入56.11亿元,同比下降了38.1%;封装测试业销售收入90.16亿元,同比下降了45.5%。与制造业和封测业的大幅下滑不同,一季度IC设计业实现销售收入56.47亿元,与去年同期相比却增长9.9%,这主要得益于内需市场对于IC设计业的显著拉动。

一季度中国进口集成电路249.4亿块,同比下降了19.5%;进口金额215.4亿美元,同比下降了27.9%。集成电路出口87.1亿块,同比下降了19.7%;出口金额42.5亿美元,同比下降了21.5%。

根据近30家行业重点企业2009年4月销售统计情况,2009年4月份半导体集成电路企业销售额同比下降了18.9%。但4月份重点企业销售额环比增长了8.5%,为2009年以来的首次正增长。其中设计业环比增长了21.1%。4月份集成电路出口41.3亿块,比3月份增长了6.2%;出口金额16.3亿美元,比3月份下降了3.6%。

半导体及集成电路篇6

【关键词】电子信息科学与技术微电子课程体系建设教学改革

【基金项目】大连海事大学教改项目：电子信息科学与技术专业工程人才培养实践教学改革（项目编号：2016Z03）；大连海事大学教改项目：面向2017级培养方案的《微电子技术基础》课程教学体系研究与设计（项目编号：2016Y21）。

【中图分类号】G42 【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2018）01-0228-02

1.開设《微电子技术基础》的意义

目前，高速发展的集成电路技术产业使集成电路设计人才成为最抢手的人才，掌握微电子技术是IC设计人才的重要基本技能之一。本文希望通过对《微电子技术基础》课程教学体系的研究与设计，能够提高学生对集成电路制作工艺的认识，提高从事微电子行业的兴趣，拓宽知识面和就业渠道，从而培养更多的微电子发展的综合人才，促进我国微电子产业的规模和科学技术水平的提高。

2.目前学科存在的问题

目前电子信息科学与技术专业的集成电路方向开设的课程已有低频电子线路、数字逻辑与系统设计、单片机原理、集成电路设计原理等。虽然课程开设种类较多，但课程体系不够完善。由于现在学科重心在电路设计上，缺少对于器件的微观结构、材料特性讲解[1]，导致学生在后续课程学习中不能够完全理解。比如MOS管，虽然学生们学过其基本特性，但在实践中发现他们对N沟道和P沟道的工作原理知之甚少。

近来学校正在进行本科学生培养的综合改革，在制定集成电路方向课程体系时，课题组成员对部分学校的相关专业展开调研。我们发现大部分拥有电子信息类专业的高校都开设了微电子课程。譬如华中科技大学设置了固体电子学基础、微电子器件与IC设计、微电子工艺学以及电子材料物理等课程。[2]又如电子科技大学设置了固体物理、微电子技术学科前沿、半导体光电器件以及高级微电子技术等课程。[3]因此学科课题组决定在面向2017级电子信息科学与技术专业课程培养方案中，集成电路设计方向在原有的《集成电路设计原理》、《集成电路设计应用》基础上，新增设《微电子技术基础》课程。本课程希望学生通过掌握微电子技术的原理、工艺和设计方法，为后续深入学习集成电路设计和工程开发打下基础。

3.微电子课程设置

出于对整体课程体系的考虑，微电子课程总学时为32学时。课程呈现了微电子技术的基本概论、半导体器件的物理基础、集成电路的制造工艺及封装测试等内容。[4]如表1所示，为课程的教学大纲。

微电子技术的基本概论是本课程的入门。通过第一章节的学习，学生对本课程有初步的认识。

构成集成电路的核心是半导体器件，理解半导体器件的基本原理是理解集成电路特性的重要基础。为此，第二章重点介绍当代集成电路中的主要半导体器件，包括PN结、双极型晶体管、结型场效应晶体管（JFET）等器件的工作原理与特性。要求学生掌握基本的微电子器件设计创新方法，具备分析微电子器件性能和利用半导体物理学等基本原理解决问题的能力。

第三章介绍硅平面工艺的基本原理、工艺方法，同时简要介绍微电子技术不断发展对工艺技术提出的新要求。内容部分以集成电路发展的顺序展开，向学生展示各种技术的优点和局限，以此来培养学生不断学习和适应发展的能力。

第四章围绕芯片单片制造工艺以外的技术展开，涵盖着工艺集成技术、封装与测试以及集成电路工艺设计流程，使学生对微电子工艺的全貌有所了解。

4.教学模式

目前大部分高校的微电子课程仍沿用传统落后的教学模式，即以教师灌输理论知识，学生被动学习为主。这种模式在一定程度上限制了学生主动思考和自觉实践的能力，降低学习兴趣，与本课程授课的初衷相违背。[5]为避免上述问题，本文从以下几个方面阐述了《微电子技术基础》课程的教学模式。

教学内容：本课程理论知识点多数都难以理解且枯燥乏味，仅靠书本教学学生会十分吃力。因此，我们制作多媒体课件来辅助教学，将知识点采用动画的形式来展现。例如可通过动画了解PN结内电子的运动情况、PN结的掺杂工艺以及其制造技术。同时课件中补充了工艺集成与分装测试这部分内容，加强课堂学习与实际生产、科研的联系，便于学生掌握集成电路工艺设计流程。

教学形式：课内理论教学+课外拓展。

1）课内教学：理论讲解仍需教师向学生讲述基本原理，但是在理解运用方面采用启发式教学，课堂上增加教师提问并提供学生上台演示的机会，达到师生互动的目的。依托学校BBS平台，初步建立课程的教学课件讲义、课后习题及思考题和课外拓展资料的体系，以方便学生进行课后的巩固与深度学习。此外，利用微信或QQ群，在线上定期进行答疑，并反馈课堂学习的效果，利于老师不断调整教学方法和课程进度。还可充分利用微信公众号，譬如在课前预习指南，帮助学生做好课堂准备工作。

2）课外拓展：本课程目标是培养具有电子信息科学与技术学科理论基础，且有能力将理论付诸实践的高素质人才。平时学生很难直接观察到半导体器件、集成电路的模型及它们的封装制造流程，因此课题组计划在课余时间组织同学参观实验室或当地的相关企业，使教学过程更为直观，加深学生对制造工艺的理解。此外，教师需要充分利用现有的资源（譬如与课程有关的科研项目），鼓励学生参与和探究。

考核方式：一般来说，传统的微电子课程考核强调教学结果的评价，而本课程组希望考核结果更具有前瞻性和全面性，故需要增加教学进度中的考核。课题组决定采用期末笔试考核与平时课堂表现相结合的方式，期末笔试成绩由学生在期末考试中所得的卷面成绩按照一定比例折合而成，平时成绩考评方式有随堂小测、课后习题、小组作业等。这几种方式将考核过程融入教学，能有效地协助老师对学生的学习态度、学习状况以及学习能力做出准确评定。

5.结语

微电子技术基础包含半导体器件、集成电路制造工艺等，在电子信息科学与技术专业课程体系中具有承上启下的作用，衔接先前的低频电子线路课程，为后续集成电路方向研究打下基础。课程组需要不断摸索和实践，并结合当下科技发展的趋势来完善课程体系。以理论教学为载体，以培养学生学习主动性和科技创新性为核心，将现代教育理念融入到微电子技术课程中。本文立足于当前专业体系存在的问题，制定本课程教学大纲，探讨了课程开展的教学方式，目的在于为电子类相关课程的教学改革提供参考。

半导体及集成电路篇7

关键词:化合物半导体材料;GaAs;GaN;SiC

中图分类号:TP331文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2010)05-1238-02

On The Compound Semiconductor Materials

HAO Bin, WEN Kai

(Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300160,China)

Abstract: Compound semiconductor integrated circuits with ultra-high speed, low power, multi-functional, anti-radiation properties is widely used, GaAs, GaN, SiC as the main application of compound semiconductor materials. This article describes the advantages of compound semiconductor materials, and from GaAs, GaN, SiC formed part of the device.

Key words: semiconductor materials; GaAs;GaN; SiC

目前,半导体器件已被广泛应用到各个领域中。但是随着科技的发展,由于硅的电子移动速度使得硅电路传输速度慢并且难以改善。因此新型半导体材料由此产生,以GaAs、GaN、SiC为代表的的化合物半导体是目前应用最广泛、发展最快。

1 化合物半导体材料优势

化合物半导体集成电路的主要特征是超高速、低功耗、多功能、抗辐射。以GaAs为例,通过比较可得:1化合物半导体材料具有很高的电子迁移率和电子漂移速度,因此,可以做到更高的工作频率和更快的工作速度。2肖特基势垒特性优越,容易实现良好的栅控特性的MES结构。3本征电阻率高,为半绝缘衬底。电路工艺中便于实现自隔离,工艺简化,适合于微波电路和毫米波集成电路。4禁带宽度大,可以在Si器件难以工作的高温领域工。现在化合物半导体材料已广泛应用:在军事方面可用于智能化武器、航天航空雷达等方面,另外还可用于手机、光纤通信、照明、大型工作站、直播通信卫星等商用民用领域。

2 化合物半导体器件

GaAs、GaN、SiC为主要应用的化合物半导体材料。以下介绍由这三种材料构成的部分器件。

2.1 GaAs材料

高电子迁移率晶体管(HEMT)器件实在能形成2DEG的异质结上用类似MESFET的工艺制成的场效应晶体管。源漏之间主要由2DEG的导电沟道提供,由势垒层上的肖特基栅施加偏压来改变耗尽区的厚度,从而控制沟道2DEG的浓度及器件的工作状态(如图1)。对这类器件若VGS=0时沟道中已有电子存在,则器件是耗尽型的;若沟道被耗尽则器件是增强型的。I-V特性为强电场下工作的耗尽型HEMT和增强型HEMT都呈现出平方规律的饱和特性。

AlGaAs/GaAs HEMT的制作基本工序:在半绝缘GaAs衬底上生长GaAs缓冲层 高纯GaAs层 n型AlGaAs层 n型GaAs层台面腐蚀隔离有源区制作Au/Ge合金的源、漏欧姆接触电极干法选择腐蚀去除栅极位置n型GaAs层淀积Ti/Pt/Au栅电极。(如图2)

图1 GaAs HEMT中2-DEG图2 GaAs HEMT基本结构图3 PHEMT的基本结构

随后发现由于n-AlGaAs层存在一种所谓DX中心的陷阱,它能俘获和放出电子,使得2-DEG浓度随温度而改变,导致阈值电压不稳定。为了解决这个问题,采用非掺杂的InGaAs代替非掺杂的GaAs作为2-DEG的沟道材料制成了赝高电子迁移率晶体管。InGaAs层厚度约为20nm,能吸收由于GaAs和InGaAs之间的晶格失配(约为1%)而产生的应力,在此应力作用下,InGaAs的晶格将被压缩,使其晶格常数大致与GaAs与AlGaAs的相匹配,成为赝晶层。因为InGaAs薄层是一层赝晶层且在HEMT中起着 i CGaAs层的作用,所以成为“赝”层,这种HEMT也就相应地成为赝HEMT。

2.2 GaN材料

2.2.1 GaN基HEMT

目前GaN基HEMT器件的主要结构是基于AlGaN/GaN异质结的HEMT器件。由于极化效应,AlGaN/GaN异质结很容易出现2DEG,因此有常见工艺生长的绝大部分HEMT器件是属于耗尽型的。在尽量提高沟道2DEG浓度且保持其迁移率和速度,同时又不引起势垒应变弛豫的原则下,应用于HEMT器件的AlGaN/GaN异质结的结构参数已经优化到一个范围(势垒层的Al含量为0.2~0.3,厚度为20~30nm)。除此之外GaN基HEMT的器件还有以下特性:1) 缓冲层漏电小即缓冲层呈高阻态且缺陷密度小形成高的输出阻抗;2) 高的击穿电压,对提高器件的输出功率和功率开关的电压承受能力非常重要;3) 跨导高且和栅压保持良好的线性关系,这与器件的频率特性和开关速度相关;4) 好的夹断特性; 5) 较高的截止频率;6) 良好的散热能力。GaN基HEMT的主要工艺为台面刻蚀、肖特基接触和欧姆接触。

2.2.2 GaN基HBT

异质结双极性晶体管器件具有宽带隙发射区,大大提高了发射结的载流子注入效率;基区可以高掺杂(可高达1020cm-3),基区电阻rb可以显著降低,从而增加 fmax ;同时基区不容易穿通,从而厚度可以做到很薄,即不限制器件尺寸缩小;发射结浓度可以很低(约1017cm-3),从而发射结耗尽层电容大大减小,器件的 fT 增大。GaN基HBT可研发为微波功率放大器件或高压开关器件,其目标特性为高射极注入系数、长的少子寿命、短的基区渡越时间、高击穿电压。

2.3 SiC材料

SiC基结型场效应晶体管(JFET)和肖特基栅场效应晶体管(MESFET)

SiC基MESFET和JFET的沟道载流子的等效迁移率比较高,因此SiC基MESFET主要被开发为微波功率器件,而JFET则是高压功率开关器件。SiC基MESFET可以用于X波段以下的微波频段,其性能优势为线性化程度比较理想,输出阻抗高,从而大大降低对匹配网络的要求,降低了制作和设计成本。SiC基JFET具有超低RSP,也能在较高和较低温度以及较高频率下工作。

3 结束语

化合物半导体集成电路和普通半导体集成电路相比具有明显的优势,适合于高频高速电路的要求。并且化合物半导体可以发光,可以实现光电集成。因此化合物半导体有更广泛的发展空间。

参考文献:

[1] 何杰,夏建白.半导体科学与技术[M].北京:科学出版社,2003.

[2] 李效白.砷化镓微波场效应管及其集成电路[M].北京:科学出版社,2005.

[3] 谢永贵.超高速化合物半导体器件[M].北京:宇航出版社,2006.

半导体及集成电路篇8

一方面，由中国半导体行业协会在会议上的对于过去一年的重要行业数据，可以作为总结过去的重要参考，同时，行业精英人士在会议上对新的一个的行业发展判断同样致关重要。

市场规模持续扩大，增速放缓

根据CCID在年会上的统计数据显示，2007年中国IC市场总规模达到了5623.7亿元，同比增长18.6％，仍然保持了较高的增长率，但是增长率却连续4年下降。

2007年中国集成电路产业持续发展，国内产业销售额在2006年首次突破1000亿元的基础上继续较快增长，规模达到了1251.3亿元，同比增长24.3％，其中IC设计业增速明显回落，并首次低于全行业整体增幅。

对此，中国半导体行业协会理事长俞忠钰认为，造成2007年中国集成电路产业发展减速的原因是多方面的，既受全球半导体市场减速的影响，又有产业自身发展中存在的各种矛盾和问题的因素。同时，人民币汇持续上长，材料等制造成本增加等客观，也是原因之一。

展望2008，俞忠钰认为，综合各方面因素考虑，预计国内IC市场的增长速度将在16-17％之间，即市场规模将达到6300亿元左右。与此同时，在新增投资推动与市场需求拉动下，未来中国国内IC产业仍将保持较快的增速，预计本土IC产业增幅将基本与2007年持平。

三大因素支撑今年市场

对于2008年全球半导体市场的热点市场，来自NXP、台积电、IEITA等的专家纷纷给出自己的预测。综合这些观点，大致可以理清下面若干值得重视的热点技术与市场。

首先是北京奥运因素。NXP公司战略与业务发展高级总监王基元认为，北京奥运会无疑会带动半导体市场的增长。手机市场将持续保持诱人的增长，这个竞争日趋激烈的“杀手应用”将会出现新的变化，手机应用将向低端和高端两极分化，其中手机电视将会随着北京奥运会的开幕，将会在中国市场上发生相当大的进步，用户可以随时随地查看比赛，还有高清电视，消费者希望能够带来更好的感观体验，将会进一步推动平板电视的普及；三是智能识别技术，包括RFID在内的各种智能识别技术将会在北京奥运中得到应用。

其次本地标准因素。赛迪顾问半导体高级分析师李轲认为，中国电子市场正在发生着一系列的转变，本地化的标准是重要的推动力，其中最引人注目的就是中国的电子业正从制造走向创造，从执行转向策略规划的角色。包括TD-SCDMA在内的中国标准将会进一步得到推广和实现产业化，双模手机将会大行其道。

第三，工业信息化的进一步深入。由于工业信息化不同于消费电子市场，所需要的个性化设计产品比较多，这样国内以这个市场为主要目标的IC设计公司将会获得发展加速度。欧比特(珠海)软件工程有限公司总裁颜军博士表示，走进传统企业中去，做实实在在的项目就会闯出一条发展之路，目前以该公司自主设计MCU为核心的流量计算机已经成功运用到了若干家钢铁厂，并取得了可观的经济效益。

鼓励发展半导体产业新政有望出台

三年了!

距离“18号文件”2005年4月1日被废止到现在，整整三年了，期间业界热切期盼的支持中国半导体产业的新政策却迟迟没有出台，这其间可能有国内、国际的因素，但是事实是中国的半导体产业在这三年中却有些停滞不前。

现在好消息来了，原信息产业部经运司某副司长在年会上表示，预计2008年将实施支持中国半导体产业加速发展的新政策。

据知情人介绍，2007年由国家发改委牵头，财政部、商务部、原信息产业部、国税总局等部委开始起草《关于进一步鼓励软件产业与集成电路产业发展的若干政策》，即受业界普遍关注的“半导体新政”。起草中的半导体产业扶持新政策包含“五免五减半”的企业所得税优惠政策、研发减税(采取信贷和减税并用的方式)，以及半导体固定资本设备免税以及对集成电路设计安排专项资金支持等内容。

同时，还将包括设立风险投资基金、加大政策性银行的支持、优先支持安排上市融资、支持企业发行债券、完善用汇管理等。此外，原信息产业部也在同时制定“软件与集成电路产业促进条例”作为产业新政策的配套文件。

最新消息是，原信息产业部的职能将并入工业和信息化部，那么这一变化会对业界期待的新政有何影响，还未可知。

半导体业将迎来地方政府新一轮追捧

在参加本次年会的嘉宾名单中，引注目的是广州市副市长徐志彪也来到了现场，并占用了相当长的时间发表了演讲。

从徐副市长的演讲中，我们不难领会到：在中央将节能减排列入地方政府考核后，以半导体产业为代表的绿色产业，将会受到地方政府的追捧。

徐志彪副市长表示，发展集成电路产业是广州市多年的心愿，未来10年，广州市将把发展集成电路产业作为电子信息产业的重点，2008年在财政预算中拿出10亿元来发展广州的电子信息产业。

1月29日下午，投资15.8亿美元“中芯国际深圳集成电路芯片生产线项目”宣布落户深圳，广东省委副书记、市委书记刘玉浦和市长都亲临现场。

市长在发言中称，中芯国际集成电路芯片生产线项目落户深圳，弥补了深圳产业链缺失环节，对于优化深圳产业结构，完善产业链条，提升电子信息产业发展水平将起到极为重要的促进作用。

无独有偶，电子制造大省山东省，也同样的目光聚焦在了半导体产业。2月18日，山东省政府与AMD公司在济南正式签署了关于集成电路产业发展战略的合作备忘录。根据备忘录，AMD将在山东省政府的大力支持下，探讨与相关企业和高校开展技术交流、人才培训、行业应用解决方案开发、集成电路设计和芯片项目开发等全方位的合作。

显然，为了追求绿色GDP目标，半导体产业特别是制造业将成为地方政府追逐的重点。同时，即将在今年出台的鼓励中国半导体产业发展的新优惠政策，也一定助推地方政府在发展本地半导体产业方面花心思。