半导体制造技术
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半导体制造技术范文第1篇
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2015）17-0001-02
《半导体制造工艺基础》以施敏所著教程为例，该课程在对基本原理介绍的基础上注重对工艺过程、工艺参数的描述以及工艺参数测量方法的介绍，并在半导体制造的几大工艺技术章节中加入了工艺模拟的内容，弥补了实践课程由于昂贵的设备及过高的实践费用而无法进行实践教学的缺憾。故熟练掌握《半导体制造工艺基础》将有助于我们加深对半导体制备的了解，为我们学习微电子专业打下坚实的基础。但目前《半导体制造工艺基础》在教学过程中还面临很多问题。在此背景下，我们将对《半导体制造工艺基础》课程进行教学探索。
一、教学内容的设置
《半导体制造工艺基础》的第一章简要回顾了半导体器件和关键技术的发展历史，并介绍了基本的制造步骤。第二章涉及晶体生长技术。后面几章是按照集成电路典型制造工艺流程来安排的。第三章介绍硅的氧化技术。第四章和第五章分别讨论了光刻和刻蚀技术。第六章和第七章介绍半导体掺杂的主要技术；扩散法和离子注入法。第八章涉及一些相对独立的工艺步骤，包括各种薄层淀积的方法。《半导体制造工艺基础》最后三章集中讨论制版和综合。第九章通过介绍晶体工艺技术、集成器件和微机电系统加工等工艺流程，将各个独立的工艺步骤有机地整合在一起。第十章介绍集成电路制造流程中高层次的一些关键问题，包括电学测试、封装、工艺控制和成品率。第十一章探讨了半导体工业所面临的挑战，并展望了其未来的发展前景
二、教学中存在的问题
在教学过程中，从教学工作量来看，发现《半导体制造工艺基础》教学内容过多，根据学校安排的学时很难上完。从教学方法来看，传统的口述以及PPT展示教学方法很难达到预期的教学效果，原因在于这门课程实践性很强。书中的图片特别是工艺过程及工艺效果只是简单的图片展示。从教学深度来看，传统教学方法只是演示，学生对工艺的参数没有概念，故对书本上的内容理解的深度很是欠缺。
三、教学方法的改革
为了提高教学效果，故必须对传统的教学方法进行改革。将工艺仿真软件TSUPREM 4 进行同步仿真与书本相结合将是一个好的教学方法。工艺仿真不但能让学生更轻松的理解工艺内容，还能让学生体会到工艺参数的重要性。下面将结合书本对这种方法进行讲解。《半导体制造工艺基础》第一章介绍半导体工艺技术基本步骤，属于概论，为了节约课时对其内容有所了解即可。第2章介绍晶体生长从熔融硅中生长的区熔（float-zone）法单晶生长工艺，为了节约课时对其内容进行简单介绍即可。第3章介绍硅的氧化包括热氧化过程，由于氧化工艺是半导体工艺的重点内容，应详细阐述，并且教会学生应用工艺仿真软件TSUPREM 4 进行同步仿真，观察每一步氧化带来的硅片上结构的变化，对氧化的效果有直观的了解。第4章介绍光刻技术，采用工艺仿真软件TSUPREM 4 对硅片进行光刻，观察硅片上光刻图形的变化。第5章介绍了刻蚀包括湿法化学刻蚀和干法刻蚀，刻蚀技术是工艺的重要内容，要求学生采用工艺仿真软件TSUPREM 4 对刻蚀进行仿真，比较两种刻蚀方法的效果，并观察每步刻蚀带来的结构变化。第6章介绍了扩散包括非本征扩散，横向扩散。同样采用工艺仿真软件TSUPREM 4对扩散过程进行仿真验证，观察可扩散的温度，时间，离子的浓度等参数对扩散结构的影响，为重点教学内容。第7章介绍了离子注入。离子注入是半导体工艺的核心部分，也是常见的工艺步奏，通过采用工艺仿真软件TSUPREM 4离子注入进行模拟仿真，观察离子注入的浓度，能量，退火时间以及退火温度等参数对离子分布的影响，加深对工艺参数的理解。另外第8章介绍薄膜淀积。第9章介绍MOS工艺。第10章介绍集成电路制造，测试，封装等工艺技术。最后这三部分由于涉及到很多具体的器件和电路，内容较多故可以一个典型例子为例进行讲解，同样采用工艺仿真软件TSUPREM 4进行工艺仿真，学生能熟练掌握工艺仿真软件后面的内容可以自己进行仿真验证。
四、结束语
《半导体制造工艺基础》是一门实践性很强的课程，采用工艺仿真软件TSUPREM 4来模拟工艺过程将有助于加强学生对工艺的了解。让学生深入浅出的理解半导体制造流程还需从教学方法上进行进一步改革。c
参考文献：
[1]施敏.半导体制造工艺基础[M].合肥：安徽大学出版社，2007.
[2]刘秀琼，余学功.半导体制造技术课程教学改革实践[J].中国科教创新导刊，2014，（02）.
半导体制造技术范文第2篇
奇梦达居德国内存龙头时,奇梦达中国研发中心是其全球五大研发中心之一。今天,西安华芯将同浪潮高效能服务器与海量存储国家重点实验室、浪潮集成电路设计中心共同构成浪潮集团集成电路设计研发中心,提升浪潮服务器、存储等主要硬件产品的竞争力,同时为山东省政府规划发展集成电路产业及未来进入集成电路制造业提供支持。
向上游进军
整机生产,即使是技术含量相对较高的服务器整机生产,其生存空间能有多大?“光靠组装、卖别人的芯片,不可能做出具有核心竞争力的产品。”孙丕恕如是说。
浪潮将IT硬件产品能力分为六层。居于最顶层的是由处理器、存储器等构成的核心模块层,其下则是芯片组等各种芯片组成的系统芯片层、板卡层,直到技术含量最低的集成层。2008年初,浪潮提出“向上游走”战略,通过浪潮高效能服务器与存储国家重点实验室建设,浪潮在硬件领域的创新能力达到了具有主板、RAID等第三层级板卡层的自主设计研发能力。与此同时,浪潮在软件领域也取得了不俗的成绩。在2009年6月,在由国家统计局与工业和信息化部推出的自主品牌软件排名中,浪潮位居第一。浪潮正在转型为软硬一体化的IT服务供应商。
但是,进一步向上提升,进入IT硬件核心的芯片领域,实现硬件能力的进一步突破的道路并不平坦。而并购是实现这一提升的捷径。
孙丕恕向记者介绍,奇梦达中国研发中心具备产品的立项、产品指标参数定义、电路设计、版图设计、完整的客户支持能力,并拥有完整的测试设备以及大批量产品研发的经验,能够完全完成半导体集成电路从设计到测试的整个流程。其设计能力覆盖110纳米到46纳米,与国际技术同步,在国内具有明显的超前优势。据浪潮估算,其研发设备和各种无形资产总价值超过亿元,而浪潮此次的收购投资为3000万元,可以说是拣了个便宜。
孙丕恕表示,今后西安华芯将成为整个浪潮集成电路设计中心的重要组成部分,组织形式上相对独立,但是业务规划、产品研发、技术中心和浪潮是统一的。今后,西安华芯将不仅仅从事DRAM或是存储器的开发,还将承担浪潮交给的芯片控制组、相关控制电路等产品的开发,以更好地和浪潮服务器、海量存储、税控机等整机产品的需求结合。
浪潮集团表示,今后将进一步投资1亿元,加强浪潮集成电路设计研发中心建设,提升集成电路研发设计能力。同时浪潮将继续在国内外通过并购、合资等手段拓展这一产业。
从设计入手
“目前是我国实现半导体存储器产业跨越式发展的难得机遇。”这是孙丕恕在2009年递交“两会”的提案中的一句话。他在提案中提出,半导体存储器的需求几乎占我国整体集成电路市场需求的24%,但却呈现完全依赖进口的不利局面。近两年我国仅存储器产品的进口额每年已近300亿美元。半导体存储器“已成为受外部制约最严重的基础产品之一”。
收购奇梦达中国研发中心,并首先拥有设计研发能力,是浪潮向半导体制造领域迈进的第一步。
事实上,记者了解到,完成此次收购的收购主体,主要是浪潮旗下的山东华芯半导体有限公司(以下简称山东华芯)。而山东华芯有可能在未来寻找合适的时机进军半导体制造领域。
“谈判之初,我们是想完成对奇梦达的整体收购的。”孙丕恕说。不过,这场始于2008年初的接洽却遭遇意外。始料未及的市场形势拖跨了奇梦达,在这种市场形势下,贸然进军处于严冬的半导体制造领域看似并不是一个好的时机。
半导体制造技术范文第3篇
一代的是W1芯片，二代是H1芯片。
集成电路（英语：integratedcircuit，缩写作IC），或称微电路（microcircuit）、微芯片（microchip）、晶片/芯片（chip）在电子学中是一种把电路（主要包括半导体设备，也包括被动组件等）小型化的方式，并时常制造在半导体晶圆表面上。晶体管发明并大量生产之后，各式固态半导体组件如二极管、晶体管等大量使用，取代了真空管在电路中的功能与角色。到了20世纪中后期半导体制造技术进步，使得集成电路成为可能。相对于手工组装电路使用个别的分立电子组件，集成电路可以把很大数量的微晶体管集成到一个小芯片，是一个巨大的进步。
（来源：文章屋网 ）
半导体制造技术范文第4篇
另外，全球最大的半导体设备制造商美国应用材料公司于3月21日宣布，将投资8300万美元在西安建立第一个产品开发中心。应用材料公司CEO Michael Splinter表示：“我们在中国正由简单的销售和服务向技术开发和外包转型。在建设开发中心的第一阶段，公司将投入3300万美元，随后的第二阶段，即未来的两到五年内，公司将再投入5000万美元。
不管如何，这一切都表明中国的产业环境正处在一个极好的发展时期，对于下一步中国半导体业的发展有积极的示范作用。
英特尔项目具有示范作用
全球半导体产业链转移是一个总趋势。但是，之前向中国转移的主要集中在芯片的后序封装测试段，全球10大芯片制造商中几乎都已在中国设有封装基地。如英特尔在上海及成都分别就有三个封装厂，总投资已达13亿美元。至于芯片制造部分，美国一直控制以0.18微米为限，如今除了台湾地区的台积电及和舰在中国设厂之外，只有韩国的海力士与欧洲的意法在无锡合资新建一个存储器芯片制造厂。
根据西方国家对于半导体技术的对华出口限制(瓦圣纳条约)，英特尔在华可以采用小于0.18微米线宽的半导体工艺。这成为英特尔在华建厂的最大障碍，也是整个事件异常低调的原因。
英特尔的主流处理器已经全部转移到65纳米生产工艺，今年下半年将进入45纳米量产阶段。此次英特尔承诺在大连生产的是芯片组，是联系计算机处理器与内存芯片和输入设备等的“纽带”，采用的是上一代的90纳米生产工艺。英特尔芯片组在2006年时营收为80亿美元，英特尔在芯片组市场的主要竞争对手包括Nvidia和ATI，后者已经成为其主要竞争对手AMD的旗下部门。
根据英特尔最近向美国证券交易委员会提交的文件，该公司2006年来自中国内地和台湾的营收超过121亿美元，占其总营收354亿美元中的34％。由于戴尔、Gateway、惠普及苹果等厂商的大多数PC，90％以上的笔记本都由中国内地和台湾公司代工，因此在大连兴建芯片制造工厂，在产业链配套方面具有十分重要的意义。
根据瓦圣纳条约的原则，控制两代以上的技术向中国出口似乎也能自圆其说。因为大连项目要执行22个月，那时已进入2009年，根据英特尔的技术路线图，那时已进入32纳米时期。90纳米完全可解释为两代以上的技术。
无论英特尔，还是海力士都是在中国兴建独资公司，其间并不存在任何技术转让问题，因此美国也不用担心。加上中国在保护IP问题的认识上也逐年提高，所以瓦圣纳条约的精髓，在贸易和控制之间平衡也能得到妥善解决。可以预期，英特尔、应用材料等世界顶级公司在中国的投资活动，将有示范及引导作用。尤其对于台积电松江厂仍紧守O.18微米为限，可能丧失竞争能力。另外，随着第5条12英寸芯片生产线在中国落户，中国12英寸专业人才的竞争将更加激烈。
一切转移都遵循着价值规律，即当芯片制造业开始转移中国时，表明其利润点已不可能再维持很高，而转移者将进入产业链中附加值更高的部分。如IBM，摩托罗拉，NXP，安捷伦等都是如此。IBM是全球掌握IP最多的公司，然而它并不都自己使用，而进行IP贸易，年营收已可达数亿美元。
面对如此良好的契机，中国无疑应积极吸收，以提升自身的竞争能力。归根结底，产业链的转移将永远继续下去，今天到中国，明天很可能又转到印度或者越南。
发展本土半导体工业才是根本
发展工业离不开两条路径，首先积极开放，通过技术引进站在高起点上。但这还不能获得真正的先进技术，需要通过消化，吸收才能使自身实力提高。此外，就是通过自行研发，可能慢一点，困难大点，但这才是中国工业发展的根本路径。
因此，中国半导体工业的发展不可陶醉于英特尔，或者日月光等在中国设多少厂，尤其是独资厂。除了看似中国半导体工业产值能提高，解决部分就业，顶多培养了一批中下级人才。它们都把核心技术牢牢地掌握在自己手中，实质上对于中国半导体业本土化进步，并无多少实质性的帮助，可以比喻为仅交换了一个战场的地点。
英特尔在中国兴建的12英寸，90纳米制程生产线，要到2010年才投产，中间的变数还可能很多。非常有可能是由8英寸升级改造至12英寸的二手设备芯片生产线。虽然英特尔中国区公共事务部总监陆郝安博士对此持否定态度，再三表示“这完全是误解，我们是在新的厂址，建新的工厂。”
最根本的还是“要创新，创新，再创新”。积极培育与壮大本土的半导体制造大厂，如中芯国际，华虹，宏力，华润，先进等。只有中国的芯片制造厂强大，有实力，才能更有效地支持国内设计，封装以及设备，材料，包括配套支持产业均衡地发展。
中国的芯片制造厂不能仅停留在实现盈利这一阶段，而是要创立国际的品牌，有几个在国际上能站得稳的大厂。否则，在日益竞争的环境中，很易被对手挤出市场。当然，企业要盈利是首位，但是中国半导体业必须差异化，也需要有部分企业一定要有抱负，立足于行业的前列。所以中国半导体工业的发展，从策略上要培育多个如中芯国际式的企业，唯此中国半导体业才有真正的希望。最近连台湾地区的厂商也坦陈中国要发展本土化的半导体封装大厂。
半导体制造技术范文第5篇
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关键词：电机；交流；伺服；控制器
电机驱动的三大类
从硬件角度看，电机驱动包括变频器、驱动和伺服三大类。区别是：变频器是简单的VF控制、以“处理器+功率模块”为主，再加上一些保护措施。驱动加上了电流检测，电流检测跟扭矩直接相关，参与到整个控制算法。伺服是在驱动器基础之上加上位置和速度。
变频器基本上用在建筑机械、港口机械、电动自行车、变频空调，或者泵、风机等中。驱动应用是用在工厂自动化。伺服用于先进制造，例如CNC（数控机床）和机器人等。市场驱动因素
有三大原因促进了电机驱动市场。第一是能源效率。据统计，在整个国家的能源消耗中，电机占了约40%的消耗。可见从电机上能够节省出来的能量会是非常巨大的，所以节能需求是电机的一个永恒主题。第二是生产效率，与工厂自动化相关：另外还包含人员的效率，即研发工程师的产出效率。第三是联机、互通性。互通性更多体现在先进制造上，即运动控制系统，或多轴联动系统。工业4.0或工业IoT（物联网），是基于原有的基础设备做了网络上的提升，所以属于互联互通性。
再有，现在我国有强制性的标准，把低效率的电机用高效率的电机进行替换，并有适当的政府补贴，比如注塑机，把由液压控制变成电机控制：电动汽车的采用等。国家政策带来的直接结果，就是电机市场总量的持续攀升。
节能与“中国制造2025”政策带来的趋势，就是伺服和驱动器在整个电机控制当中的比例逐步上升。例如，现状是70%-80%的市场还是低端的产品，但先机电机产品的比例会逐步提升，例如机器人产业，国家希望在2025年国产化的比例达到45%。我国电机市场现状
工业4.O很热，但工业4.O可能不太符合中国国情。同顾整个工业时代，第一次工业革命（工业1.0）是蒸汽机，第二次是电动机，第三是计算机自动化，第四是网络化。其实中国的现状实际是处在3.O的初级阶段，离4.0还差得很远。即便日本也仅处在3.0的后期。现在对4.0更多是处于概念的探讨，还没有结论。
“中国制造2025”才是为中国带来机会的核心驱动力。因为在2025规划中定义了十大应用领域，其中之一是CNC和机器人，它们基于伺服系统，并以其为基础的高端系统级应用。这其中需要用到电机控制。对于ADI等半导体公司来说，机会在伺服控制。
以交流伺服为例，我们来看一下当前的市场格局：日系产品（松下、安川、三菱等）占据了市场接近一半的份额：欧系以西门子、施奈德、ABB为代表，占了将近20%；中国台湾系主要是台达，占了近10%的份额。可见，国内厂商全部加在一起可能还不到20%，要实现45%的比例，本土企业上升的潜力是非常巨大的。交流伺服：ADI的重点关注
CNC和机器人是系统级产品，其中系统级的软件及主控端的开发是系统制造商的核心竞争力。
半导体厂商的机会在哪里？系统设备离不开电机控制（图1）。电机控制部分有很多控制功能（图2），主要基于半导体元器件来实现，并且这部分市场总量非常明显，因为一个系统会有5、6个轴数，而在主控端一个系统只有1个。
电机控制分成三大类：变频、驱动器和伺服.ADI的核心机会是伺服控制（图3），包括交流同步或者交流异步。整个市场上，交流伺服所占比例大，并且在持续增长，因为交通伺服有多方面的优势，包括控制性能和电机效率提升、而且整个系统生产成本较低。
为此，ADI的策略是重视系统方案的推广，第一就是提供一个完整的信号链，以及系统级的解决方案，包括算法、工具等。
第二特别针对国内产品研发周期较短的特点，不仅提品本身的知识，还要上升到系统层面的知识。例如，针对一个伺服新产品，国内可能是半年或者一年的周期，但是欧美客户可能是一年以上接近两年的时间。这就要求半导体厂商能够跟客户做很多系统层面的探讨，也许客户要求半导体原厂帮助他解决掉元器件相关问题，而客户更多地专注于算法本身，所以半导体厂商是否有非常资深的AE（应用工程）支持网络，对客户也是非常重要的选择。
第三，重视系统方案厂商。这是因为产业互相跨界融合的趋势明显，之前很多系统级的集成商把重点放在本身的应用软件和主控板的开发上，但现在系统厂商已经不满足于做系统层面的开发，还开始向下扩展，做控制器，甚至做电机；做控制器的厂家也开始做电机、编码器，尝试做数控机床。因此，第三方特别是有资质、有能力的第三方无疑是非常好的选择。ADI可以把～个完整的第三方方案提供给系统厂商，系统厂商可以直接做系统级的测试，从而决定购买还是做设计。中国电机客户会是哪些’
作为ADI公司、第一关注点是国内客户，第二关注点是一些跨国公司在国内的一些研发。同时也在观察着日本客户，因为尽管目前日本客户没有明确研发举动，但接下来可能会走上这条路、否则日本在中国市场会越来越小。
在中国的海外客户各有特点。最积极主动的是欧洲和北美在华客户，日本客户相对保守、他们在中国更多偏向于生产，而不太做研发。中国台湾客户以台达为代表，有研发中心，但是更多偏向于电源及相关产品，伺服控制也没有特别多。
所以ADI把重点之一放在欧洲和北美客户，特别是欧洲客户，欧洲客户以博世、西门子、施奈德为代表。他们在国内的产品研发更多是满足国内的需求，而不是定位做价格非常便宜的产品，他们着力要做产品性价比刚刚好的产品，但不可否认，即便是这样的产品定位，从他们整个公司垂直产品线来看，也属于中端或中低端产品。相应的高端产品其实还是满足国外的需求。
国内本土客户也是类似的现状，国内客户现在即便是市场份额有将近20%，但是更多的份额偏向于低端，正在朝中端过渡。可以预见到2019年、2020年国内客户可以覆盖一部分高端的应用，但是也很难预测它们就能在高端应用上有非常大的体现。原因是电机控制或者工业相关的应用需要成熟、稳定，没有相对的技术积累难以在短时间内突破。
中国与先进国家地区的差距在哪？
首先第一个很主要的原因，无论西门子还是安川，身为系统提供商，却不单销售控制器，而是完整的系统，即销售CNC或机器人。国内客户跟国外客户相比系统层面的差距更大，如果电机控制器的差距是5个百分点或者五年的差距，可能系统层面就要达到十年的差距。这些国外客户在卖系统的同时一定是用自己的产品，带动了其整个量足够大，这是无法忽视的事实。并且系统层面带来额外的利润/附加值是更高的，对价格的压力也不是那么大。另一方面，对于伺服控制器，国外客户在整个产品级的生产上经验是更丰富的，如果从某一个角度看，可能算法层面国内客户有人做得也很好，但是如果放在整个产品的生产来看，就未必有国外做得好，这包含各种各样的环节，诸如产品故障率、生产流程控制、生产管理等。从驱动向伺服升级面临的难点
