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IC的發(fā)展歷程

IC的發(fā)展歷程

作者:佚名來源:不詳錄入:Admin 更新時間：2008-7-27 16:17:24 點擊數(shù)：2

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世界集成電路產(chǎn)業(yè)結構的變化及其發(fā)展歷程

　　自1958年美國德克薩斯儀器公司(ti)發(fā)明集成電路（ic）后，隨著硅平面技術的發(fā)展，二十世紀六十年代先后發(fā)明了雙極型和mos型兩種重要的集成電路，它標志著由電子管和晶體管制造電子整機的時代發(fā)生了量和質(zhì)的飛躍，創(chuàng)造了一個前所未有的具有極強滲透力和旺盛生命力的新興產(chǎn)業(yè)集成電路產(chǎn)業(yè)。

　　回顧集成電路的發(fā)展歷程，我們可以看到，自發(fā)明集成電路至今40多年以來，"從電路集成到系統(tǒng)集成"這句話是對ic產(chǎn)品從小規(guī)模集成電路（ssi）到今天特大規(guī)模集成電路（ulsi）發(fā)展過程的最好總結，即整個集成電路產(chǎn)品的發(fā)展經(jīng)歷了從傳統(tǒng)的板上系統(tǒng)（system-on-board）到片上系統(tǒng)（system-on-a-chip）的過程。在這歷史過程中，世界ic產(chǎn)業(yè)為適應技術的發(fā)展和市場的需求，其產(chǎn)業(yè)結構經(jīng)歷了三次變革。

　　第一次變革：以加工制造為主導的ic產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級階段。

　　70年代，集成電路的主流產(chǎn)品是微處理器、存儲器以及標準通用邏輯電路。這一時期ic制造商（idm）在ic市場中充當主要角色，ic設計只作為附屬部門而存在。這時的ic設計和半導體工藝密切相關。ic設計主要以人工為主，cad系統(tǒng)僅作為數(shù)據(jù)處理和圖形編程之用。ic產(chǎn)業(yè)僅處在以生產(chǎn)為導向的初級階段。

　　第二次變革：foundry公司與ic設計公司的崛起。

　　80年代，集成電路的主流產(chǎn)品為微處理器（mpu）、微控制器（mcu）及專用ic（asic）。這時，無生產(chǎn)線的ic設計公司（fabless）與標準工藝加工線（foundry）相結合的方式開始成為集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新模式。

　　隨著微處理器和pc機的廣泛應用和普及（特別是在通信、工業(yè)控制、消費電子等領域），ic產(chǎn)業(yè)已開始進入以客戶為導向的階段。一方面標準化功能的ic已難以滿足整機客戶對系統(tǒng)成本、可靠性等要求，同時整機客戶則要求不斷增加ic的集成度，提高保密性，減小芯片面積使系統(tǒng)的體積縮小，降低成本，提高產(chǎn)品的性能價格比，從而增強產(chǎn)品的競爭力，得到更多的市場份額和更豐厚的利潤；另一方面，由于ic微細加工技術的進步，軟件的硬件化已成為可能，為了改善系統(tǒng)的速度和簡化程序，故各種硬件結構的asic如門陣列、可編程邏輯器件（包括fpga）、標準單元、全定制電路等應運而生，其比例在整個ic銷售額中1982年已占12％；其三是隨著eda工具（電子設計自動化工具）的發(fā)展，pcb設計方法引入ic設計之中，如庫的概念、工藝模擬參數(shù)及其仿真概念等，設計開始進入抽象化階段，使設計過程可以獨立于生產(chǎn)工藝而存在。有遠見的整機廠商和創(chuàng)業(yè)者包括風險投資基金（vc）看到asic的市場和發(fā)展前景，紛紛開始成立專業(yè)設計公司和ic設計部門，一種無生產(chǎn)線的集成電路設計公司（fabless）或設計部門紛紛建立起來并得到迅速的發(fā)展。同時也帶動了標準工藝加工線（foundry）的崛起。全球第一個foundry工廠是1987年成立的臺灣積體電路公司，它的創(chuàng)始人張忠謀也被譽為"晶芯片加工之父"。

　　第三次變革："四業(yè)分離"的ic產(chǎn)業(yè)

　　90年代，隨著internet的興起，ic產(chǎn)業(yè)跨入以競爭為導向的高級階段，國際競爭由原來的資源競爭、價格競爭轉向人才知識競爭、密集資本競爭。以dram為中心來擴大設備投資的競爭方式已成為過去。如1990年，美國以intel為代表，為抗爭日本躍居世界半導體榜首之威脅，主動放棄dram市場，大搞cpu，對半導體工業(yè)作了重大結構調(diào)整，又重新奪回了世界半導體霸主地位。這使人們認識到，越來越龐大的集成電路產(chǎn)業(yè)體系并不有利于整個ic產(chǎn)業(yè)發(fā)展，"分"才能精，"整合"才成優(yōu)勢。于是，ic產(chǎn)業(yè)結構向高度專業(yè)化轉化成為一種趨勢，開始形成了設計業(yè)、制造業(yè)、封裝業(yè)、測試業(yè)獨立成行的局面（如下圖所示），近年來，全球ic產(chǎn)業(yè)的發(fā)展越來越顯示出這種結構的優(yōu)勢。如臺灣ic業(yè)正是由于以中小企業(yè)為主，比較好地形成了高度分工的產(chǎn)業(yè)結構，故自1996年，受亞洲經(jīng)濟危機的波及，全球半導體產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)生產(chǎn)過剩、效益下滑，而ic設計業(yè)卻獲得持續(xù)的增長。

　　特別是96、97、98年持續(xù)三年的dram的跌價、mpu的下滑，世界半導體工業(yè)的增長速度已遠達不到從前17％的增長值，若再依靠高投入提升技術，追求大尺寸硅片、追求微細加工，從大生產(chǎn)中來降低成本，推動其增長，將難以為繼。而ic設計企業(yè)更接近市場和了解市場，通過創(chuàng)新開發(fā)出高附加值的產(chǎn)品，直接推動著電子系統(tǒng)的更新?lián)Q代；同時，在創(chuàng)新中獲取利潤，在快速、協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎上積累資本，帶動半導體設備的更新和新的投入；ic設計業(yè)作為集成電路產(chǎn)業(yè)的"龍頭"，為整個集成電路產(chǎn)業(yè)的增長注入了新的動力和活力。

　　IC的分類　

　　IC按功能可分為：數(shù)字ic、模擬ic、微波ic及其他ic，其中，數(shù)字ic是近年來應用最廣、發(fā)展最快的ic品種。

　　1．ic制造商（idm）自行設計，由自己的生產(chǎn)線加工、封裝，測試后的成品芯片自行銷售。

　　2．ic設計公司（fabless）與標準工藝加工線（foundry）相結合的方式。設計公司將所設計芯片最終的物理版圖交給foundry加工制造，同樣，封裝測試也委托專業(yè)廠家完成，最后的成品芯片作為ic設計公司的產(chǎn)品而自行銷售。打個比方，fabless相當于作者和出版商，而foundry相當于印刷廠，起到產(chǎn)業(yè)"龍頭"作用的應該是前者。

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