半导体制备技术篇1
关键词：半导体；光刻；图形；薄膜；沉积
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.038
0 引言
人来研究半导体器件已经超过135年[1]。尤其是进近几十年来，半导体技术迅猛发展，各种半导体产品如雨后春笋般地出现，如柔性显示器、可穿戴电子设置、LED、太阳能电池、3D晶体管、VR技术以及存储器等领域蓬勃发展。本文针对半导制造技术的演变和主要内容的研究进行梳理简介和统计分析，了解半导体制造技术的专业技术知识，掌握该领域技术演进路线，同时提升对技术的理解和把握能力。
1 半导体技术
半导体制造技术是半导体产业发展的基础，制造技术水平的高低直接影响半导体产品的性能及其发展。光刻，刻蚀，沉积，扩散，离子注入，热处理和热氧化等都是常用的半导体制造技术[2]。而光刻技术和薄膜制备技术是半导体制造技术中最常用的工艺，下面主要对以上两种技术进行简介和分析。
2 光刻技术
主流的半导体制造过程中，光刻是最复杂、昂贵和关键的制造工艺。大概占成本的1/3以上。主要分为光学光刻和非光学光刻两大类。据目前所知，广义上的光刻（通过某种特定方式实现图案化的转移）最早出现在1796年，AloysSenefelder发现石头通过化学处理后可以将图像转移到纸上。1961年，光刻技术已经被用于在硅片上制造晶体管，当时的精度是5微米。现在，X射线光刻、电子束光刻等已经开始被用于的半导体制造技术，最小精度可以达到10微米。
光学投影式光刻是半导体制造中最常用的光刻技术，主要包括涂胶/前烘、曝光、显影、后烘等。非光学光刻技术主要包括极深紫外光刻（EUV）、电子束光刻（E-beam Lithography）、X射线光刻（X-ray lithography）。判断光刻的主要性能标准有分辨率（即可以曝光出来的最小特征尺寸）、对准（套刻精度的度量）、产量。
随着半导体行业的发展，器件的小型化（特征尺寸减小）和集成电路的密集度提高，传统的光学光刻制造技术开始步入发展瓶颈状态，其面临的关键技术问题在于如何提高分辨率。
虽然，改进传统光学光刻制造技术的方法多种，但传统的光学投影式技术已经处于发展缓慢的阶段。与传统的投影式光刻技术发展缓慢相比，下一代光刻技术比如EUV、E-beam、X-ray、纳米压印等的发展很快。各大光刻厂商纷纷致力于研制下一代光刻技术，如三星的极紫外光刻、尼康的浸润式光刻等。目前先进的光刻技术主要集中在国外，国内的下一代光刻技术和光刻设备发展相对较为滞后。
3 薄膜制备技术
半导体制造工艺中，在硅片上制作的器件结构层绝大多数都是采用薄膜沉积的方法完成。薄膜的一般定义为在衬底上生长的薄固体物质，其一维尺寸（厚度）远小于另外二维的尺寸。常用的薄膜包括： SiO2， Si3N4， poli-Si， Metal等。常用的薄膜沉积方法分为化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition）和物理气相沉积（Physical Vapor Deposition）两种。化学气相沉积利用化学反应生成所需的薄膜材料，常用于各种介质材料和半导体材料的沉积，如SiO2， poly-Si， Si3N4等[3]。物理气相沉积利用物理机制制备所需的薄膜材料，常用于金属薄膜的制备，如Al， Cu， W， Ti等。沉积薄膜的主要分为三个阶段：晶核形成―聚集成束―形成连续膜。为了满足半导体工艺和器件要求，通常情况下关注薄膜的一下几个特性：（1）台阶覆盖能力；（2）低的膜应力；（3）高的深宽比间隙填充能力；（4）大面积薄膜厚度均匀性；（5）大面积薄膜介电＼电学＼折射率特性；（6）高纯度和高密度；（7）与衬底或下层膜有好的粘附能力。台阶覆盖能力以及高的深宽比间隙填充能力，是薄膜制备技术的关键技术问题。我们都希望薄膜在不平整衬底表面的厚度具有一致性。厚度不一致容易导致膜应力、电短路等问题。而高的深宽比间隙填充能力则有利于半导体器件的进一步微型化及其性能的提高。同时，低的膜应力对所沉积的薄膜而言也是非常重要的。
4 结语
虽然，与不断更新换代的半导产品相比，半导体制造技术发展较为缓慢，大部分制造技术发展已经趋于成熟。但是，随着不断发展的半导体行业，必然会对半导体制造技术的提出更高的要求，以满足半导体产品的快速发展。因此，掌握和了解半导体制造技术的相关专利知识有利于推进该领域的发展。
参考文献：
[1] Most of the classic device papers are collected in S.M Sze，Ed.，Semiconductor Devices：Pioneering Papers，World Sci. ， Singapore，1991.半导体制备技术篇2
关键词：微电子半导体制造封装技术
中图分类号：TN405文献标识码：A文章编号：1674-098X（2019）09（c）-0070-02
微电子技术作为当今工业信息社会发展最快、最重要的技术之一，是电子信息产业的“心脏”。而微电子技术的重要标志，正是半导体集成电路技术的飞速进步和发展。多年来，随着我国对微电子技术的重视和积极布局投入，结合社会良好的创新发展氛围，我国的微电子技术得到了迅速的发展和进步。目前我国自主制造的集成芯片在射频通信、雷达电子、数字多媒体处理器中已经得到了广泛应用。但总体来看，我国的核心集成电路基础元器件的研发水平、制造能力等还和发展较早的发达国家存在一定差距，唯有继续积极布局，完善创新体系，才能逐渐与世界先进水平接轨。集成电路技术，主要包括电路设计、制造工艺、封装检测几大技术体系，随着集成电路产业的深入发展，制造和封装技术已经成为微电子产业的重要支柱。本文将对微电子技术的制造和封装技术的发展和应用进行简要说明与研究。
1微电子制造技术
集成电路制造工艺主要可以分为材料工艺和半导体工艺。材料工艺包括各种圆片的制备，包括从单晶拉制到外延的多个工艺，传统Si晶圆制造的主要工艺包括单晶拉制、切片、研磨抛光、外延生长等工序，而GaAs的全离子注入工艺所需要的是抛光好的单晶片（衬底片），不需要外延。半导体工艺总体可以概括为图形制备、图形转移和扩散形成特征区等三大步。图形制备是以光刻工艺为主，目前最具代表性的光刻工艺制程是28nm。图形转移是将光刻形成的图形转移到电路载体，如介质、半导体和金属中，以实现集成电路的电气功能。注入或扩散是通过引入外来杂质，在半导体某些区域实现有效掺杂，形成不同载流子类型或不同浓度分布的结构和功能。
从历史进程来看，硅和锗是最早被应用于集成电路制造的半导体材料。随着半导体材料和微电子制造技术的发展，以GaAs为代表的第二代半导体材料逐渐被广泛应用。直到现在第三代半导体材料GaN和SiC已经凭借其大功率、宽禁带等特性在迅速占据市场。在这三代半导体材料的迭展中，其特征尺寸逐渐由毫米缩小到当前的14纳米、7纳米水平，而在当前微电子制造技术的持续发展中，材料和设备正在成为制造能力提升的决定性因素，包括光刻设备、掩模制造技术设备和光刻胶材料技术等。材料的研发能力、设备制造和应用能力的提升直接决定着当下和未来微电子制造水平的提升。
总之，推动微电子制造技术发展的动力来自于应用设计需求和其自身的发展需要。从长远看，新材料的出现带来的优越特性，是帶动微电子器件及其制造技术的提升的重要表现形式。较为典型的例子是GaN半导体材料及其器件的技术突破直接推动了蓝光和白光LED的诞生，以及高频大功率器件的迅速发展。作为微电子器件服务媒介，信息技术的发展需求依然是微电子制造技术发展的重要动力。信号的生成、存储、传输和处理等在超高速、高频、大容量等技术要求下飞速发展，也会持续推动微电子制造技术在加工技术、制造能力等方面相应提升。微电子制造技术发展的第二个主要表现形式是自身能力的提升，其主要来自于制造设备技术、应用能力的迅速发展和相应配套服务材料技术的同步提升。
2微电子封装技术
微电子封装的技术种类很多，按照封装引脚结构不同可以分为通孔插装式和表面安装式。通常来说集成电路封装技术的发展可以分为三个阶段：第一阶段，20世纪70年代，当时微电子封装技术主要是以引脚插装型封装技术为主。第二阶段，20世纪80年代，SMT技术逐渐走向成熟，表面安装技术由于其可适应更短引脚节距和高密度电路的特点逐渐取代引脚直插技术。第三阶段，20世纪90年代，随着电子技术的不断发展以及集成电路技术的不断进步，对于微电子封装技术的要求越来越高，促使出现了BGA、CSP、MCM等多种封装技术。使引脚间距从过去的1.27mm、0.635mm到目前的0.5mm、0.4mm、0.3mm发展，封装密度也越来越大，CSP的芯片尺寸与封装尺寸之比已经小于1.2。
目前，元器件尺寸已日益逼近极限。由于受制于设备能力、PCB设计和加工能力等限制，元器件尺寸已经很难继续缩小。但是在當今信息时代，依然在持续对电子设备提出更轻薄、高性能的需求。在此动力下，依然推动着微电子封装继续向MCM、SIP、SOC封装继续发展，实现IC封装和板级电路组装这两个封装层次的技术深度融合将是目前发展的重点方向。
芯片级互联技术是电子封装技术的核心和关键。无论是芯片装连还是电子封装技术都是在基板上进行操作，因此这些都能够运用到互联的微技术，微互联技术是封装技术的核心，现在的微互联技术主要包含以下几个：引线键合技术，是把半导体芯片与电子封装的外部框架运用一定的手段连接起来的技术，工艺成熟，易于返工，依然是目前应用最广泛的芯片互连技术；载体自动焊技术，载体自动焊技术可通过带盘连续作业，用聚合物做成相应的引脚，将相应的晶片放入对应的键合区，最后通过热电极把全部的引线有序地键合到位置，载体自动焊技术的主要优点是组装密度高，可互连器件的引脚多，间距小，但设备投资大、生产线长、不易返工等特性限制了该技术的应用。倒装芯片技术是把芯片直接倒置放在相应的基片上，焊区能够放在芯片的任意地方，可大幅提高I/O数量，提高封装密度。但凸点制作技术要求高、不能返工等问题也依然有待继续研究，芯片倒装技术是目前和未来最值得研究和应用的芯片互连技术。
总之，微电子封装技术经历了从通孔插装式封装、表面安装式封装、窄间距表面安装焊球阵列封装、芯片级封装等发展阶段。目前最广泛使用的微电子封装技术是表面安装封装和芯片尺寸封装及其互连技术，随着电子器件体积继续缩小，I/O数量越来越多，引脚间距越来越密，安装难度越来越大，同时，在此基础上，以及高频高密度电路广泛应用于航天及其他军用电子，需要适应的环境越来越苛刻，封装技术的可靠性问题也被摆上了新的高度。半导体制备技术篇3
“半导体制造技术”是我院电子封装技术专业的必修课程，也是培养学生实践动手能力和创新开发能力的专业特色课程之一。该课程的目标是培养学生系统掌握微电子关键工艺及其原理，并具有一定工艺设计、分析及解决工艺问题的能力，因此，在这门课程中引入实践教学是至关重要的。
一、“半导体制造技术”课程内容的特点
“半导体制造技术”这门课程广泛涉及量子物理、电学、光学和化学等基础科学的理论概念，又涵盖半导体后端工艺的材料分析等与制造相关的高新生产技术。该课程的主要内容包括微电子集成电路制造工艺中的氧化、薄膜淀积、掺杂（离子注入和扩散）、外延、光刻和刻蚀等工艺，培养学生掌握集成电路制造工艺原理和设计、工艺流程及设备操作方法，使学生掌握集成电路制造的关键工艺及其原理。同时，该课程又是一门实践性和理论性均较强的课程，其涉及涵盖的知识面广且抽象。基于此，培养学生的实践动手、工艺分析、设计及解决问题的能力单纯依靠课堂上的讲和看是远远达不到的。如何利用多种可能的资源开展工艺实践教学，加强科学实验能力和实际工作能力的培养，是微电子专业教师的当务之急。
二、教学条件现状及实践教学的引入
1.教学条件现状
众所周知，半导体制造行业的设备如金属有机化合物化学气相沉淀、等离子增强化学气相沉积（PECVD）和磁控溅射等设备价格昂贵，且对环境条件要求苛刻。与企业相比，高等学校在半导体制造设备和场地方面的投入远远不够。为了达到该课程的教学目标，我们学校购置了一些如磁控溅射系统、PECVD、高温扩散炉和快速热处理炉等与半导体制造工艺相关的设备。
2.引入实践教学的重要性半导体制备技术篇4
改革开放以来，经过大规模引进消化和90年代的重点建设，目前我国半导体产业已具备了一定的规模和基础，包括已稳定生产的7个芯片生产骨干厂、20多个封装企业，几十家具有规模的设计企业以及若干个关键材料及专用设备仪器制造厂组成的产业群体，大体集中于京津、沪苏浙、粤闽三地。
我国历年对半导体产业的总投入约260亿元人民币（含126亿元外资）。现有集成电路生产技术主要来源于国外技术转让，其中相当部分集成电路前道工序和封装厂是与美、日、韩公司合资设立。其中三资企业的销售额约占总销售额的88%（1998年）。民营的集成电路企业开始萌芽。
设计：集成电路的设计汇集电路、器件、物理、工艺、算法、系统等不同技术领域的背景，是最尖端的技术之一。我国目前以各种形态存在的集成电路设计公司、设计中心等约80个，工程师队伍还不足3000人。2000年，集成电路设计业销售额超过300万元的企业有20多家，其中超过1000万的约10家。超过1亿的4家（华大、矽科、大唐微电子和士兰公司）。总销售额10亿元左右。年平均设计300种左右（其中不到200种形成批量）。
现主要利用外商提供的EDA工具，运用门阵列、标准单元，全定制等多种方法进行设计。并开始采用基于机构级的高层次设计技术、VHDL，和可测性设计技术等先进设计方法。设计最高水平为0.25微米，700万元件，3层金属布线，主线设计线宽0.8-1.5微米，双层布线。[1]目前，我国在通信类集成电路设计有一定的突破。自行设计开发的熊猫2000系列CAD软件系统已开发成功并正在推广。这个系统的开发成功，使我国继美国、欧共体、日本之后，第四个成为能够开发大型的集成电路设计软件系统的国家。目前逻辑电路、数字电路100万门左右的产品已可以用此设计。
前工序制造：1990年代以来，国家通过投资实施“908”、“909”工程，形成了国家控股的骨干生产企业。其中，中日合资、中方控股的华虹NEC（8英寸硅片，0.35-0.25微米，月投片2万片），总投资10亿美元，以18个月的国际标准速度建成，99年9月试投片，现已达产。该工程使我国芯片制造进入世界主流技术水平，增强了国内外产业界对我国半导体产业能力的信心。
在前8家生产企业中，三资企业占6家，总投资7.15亿美元，外方4.69亿美元，占66%.目前芯片生产技术多为6英寸硅片、0.8-1.5微米特征尺寸。7个主干企业生产线的月投片量已超过17万片，其中6～8英寸圆片的产量占33％以上。
目前这些企业生产经营情况良好。2000年，七个骨干企业总销售额达到56亿元人民币，利润7.5亿元，利润率达到13%.同年全国电子信息产业总销售额5800亿元人民币，利润380亿，利润率6.5%.
封装：由于中国是目前集成电路消费大国，同时国内劳动力、土地资源价格相对便宜，许多国外大型集成电路生产企业在中国建立了合资或独资集成电路封装厂。
国内现有封装企业规模都不大，而且所用芯片、框架、模塑料等也主要靠进口，因此大量的集成电路封装产品也只是简单加工，技术上与国际封装水平相差较远。主要以DIP为主，SOP、SOT、BGA、PPGA等封装方式国内基本属于空白。
集成电路封装业在整个产业链中技术含量最低，投入也相对较少（与芯片制造之比一般为10：1）。我国目前集成电路年封装量，仅占世界当年产量的1.8%～2.5%，封装的集成电路仅占年进口或消耗量的13%～14.4%，即中国所用85%以上的集成电路都是成品进口。
2000年，我国集成电路封装业的销售收入超过130亿元，其中销售收入超过1亿元的14家，全年封装电路近45亿块，其中年封装量超过5亿块的5家。
材料、设备、仪器：围绕6英寸芯片生产线使用的主要材料（硅单晶、塑封料、金丝、化学试剂、特种气体等）、部分设备（单晶炉、外延炉、扩散炉、CVD、蒸发台、匀胶显影设备、注塑机等）、仪器（40MHz以下的数字测试设备、模拟测试设备及数模混合测试设备）、部分仪器（40MHz以下的数字测试设备、模拟测试设备及数模混合测试设备）国内已能提供。
芯片制造设备，我国只具备部分浅层次设计制造能力，如电子45所已有能力制造0.5微米光刻机等。
半导体分立器件：2000年，全年分立器件的销售额60亿，产量341亿只。
供需情况和近期发展形势
20世纪90年代，我国集成电路产业呈加速发展趋势，年均增长率在30%以上。2000年，我国集成电路产量达到58.8亿块，总产值约200亿人民币（其中设计业10亿，芯片制造56亿，封装130亿）。如果加上半导体分立器件，总产值达到260亿元。预计2001年，集成电路产量可达70亿块。
2000年，全球半导体销售额达到1950亿美元，我国半导体生产从价值量上看，占世界半导体生产的1.6%（含封装、设计产值），从加工数量看占全世界份额不足1%（美国占32%，日本占23%）。
从需求方面看，据信息产业部有关人员介绍，2000年，国内集成电路总销售量240亿块，1200亿人民币。业内普遍估计，今后10年，半导体的国内需求仍将以20%的速率递增，估计2005年，我国集成电路国内市场的需求约为300亿块、800亿元人民币；2010年，达到700亿块、2100亿元人民币。
从近几年统计数字分析看，国内生产芯片（包括外商独资企业的生产和在国内封装的进口芯片）占国内需求量的20%～25%，但国内生产部分的80%为出口，按此计算，我国集成电路产业的自给率仅4%～5%.但是，有两个因素影响了对芯片生产自给率的准确估计。首先是我国集成电路的产品销售有很大一部分通过外贸渠道出口转内销，据信息产业部估计，出口转内销约占出口量的一半。如此推算，国内半导体生产满足国内市场的实际比重在12%～15%.实际上，国内生产的芯片质量已过关，主要是缺乏市场信任度，而销售渠道又往往掌握在三资企业外方手中。
但芯片走私的因素，可能又使自给率12%～15%的估计过分夸大。台湾合晶科技公司蔡南雄指出：官方统计，1997年中国大陆进口集成电路和分立器件约50亿美元，但当年集成电路进口实际用汇达95.5亿美元。[2]近几年大力打击走私，这一因素的作用可能有所减弱。但无论如何，我国现有半导体产业远远落后于国内需求的迅速增长则是不争的事实。
由于核心部件自给能力低，我国的电子信息产业成了高级组装业。著名的联想集团，计算机国内市场占有率是老大，利润率仅3%.我国电子信息制造业连年高速增长，真正发财的却是外国芯片厂商。
由此，进入1990年代以来，我国集成电路进口迅速增长。1994～1997年，集成电路进口金额年均递增22.6%；97年进口金额为36.48亿美元，96.06亿块。[3]1999年，我国集成电路进口75.34亿美元，出口（含进料、来料加工）18.89亿美元。
2000年6月，国家《软件产业和集成电路产业的发展的若干政策》（国发18号文件）。在国家发展规划和产业政策的鼓舞下，各地政府纷纷出台微电子产业规划，其中上海和北京为中心的两个半导体产业集中区，优惠力度较大，投资形势也最令人鼓舞。目前累计已开工建设待投产的项目，投资总额达50亿美元，超过我国累计投资额的1.5倍，未来2-3年这几条线都将投入量产。
·天津摩托罗拉：外商独资企业，总投资18亿美元，在建。2001年5月试投产，计划11月量产。
·上海中芯：1/3国内资金，2/3台资（第三国注册）。投资14亿美元。2001年11月将在上海试投产。
·上海宏立：预计2002年一季度投入试运行，16亿美元。
·北京讯创：6寸线，投资2亿美元。
·友旺：在杭州投资一条6寸线，10亿人民币左右，已打桩。
目前我国半导体产业和国际水平的差距
总体上说，我国微电子技术力量薄弱，创新能力差，半导体产业规模小，市场占有率低，处于国际产业体系的中下端。
从芯片制造技术看，和国际先进水平的差距至少是2代。[4]尽管华虹现已能生产0.25微米SDRAM，接近国际先进水平（技术的主导权目前基本上还在外方手中），国内主流产品仍以0.8-1.5微米中低端低价值产品为主。其中80%～90%为专用集成电路，其余为中小规模通用电路。占IC市场总份额66%的CPU和存储器芯片，我国无力自给。
我国微电子科技水平与国外的差距，至少是10年。[5]现有科技力量分散，科技与产业界联系不紧密。产业内各重要环节（基础行业、设计、制造工艺、封装），尚未掌握足以跨国公司对等合作的关键技术专利。
半导体基础（支撑）行业落后：目前硅材料已有能力自给，各项原料在不同程度上可以满足国内要求（材料半数国产化，关键材料仍需进口）。
但如上所述，几乎所有尖端设备，我们自己都不能设计制造，基本依赖进口。业内认为我国半导体基础行业和国际水平差距约20年。
一般地说，西方对我引进设备放松的程度和时机，取决于我国自身的技术进展，所以我国半导体设备技术的进步，成为争取引进先进设备的筹码（尽管代价高昂）。如没有这方面的工作，设备引进受到限制，连参与设备工艺的国际联合研制的资格也没有（韩台可以参与）。
已引进的先进生产线，经营控制权不在我手中，妨碍电路设计和工艺自主研发现有较先进的集成电路生产线（包括华虹NEC、首钢NEC），其技术、市场和管理尚未掌握在中国人手中。其原因是“自己人”管理，亏损面太大。现有骨干企业不是合资就是将生产线承包给外人，技术和经营的重大决策权多在外方代表手中。经营模式还没有跳出“两头在外”模式。
这也说明，我国现有国有企业经济管理机制，尽管有了很大进步，但还没有真正适应高科技产业对管理的苛刻要求，高级技术人才和营销人才更是缺乏。
“某厂…最赔钱的×号厂房，包出去了。这也怪了。台湾人也没有带多少资金技术，还是原来的设备和技术，就赢利。
“我问承包人，人还是我们的人，厂房技术还是我们的，为什么你们一来就行了？他说”体制改变了“。我问体制改了什么，是工资高了？也不是。他们几个人就是搞市场。咱们中国市场之大，是虚的。让人家占领的。
“10多年前我在美国参观，他们的工厂成品率是90%多，我们研究室4K最高时成品率50%多，当时这个成绩，全国轰动。我参观时问，你们有什么诀窍做到90%多？美国人说没有什么诀窍，就是经常换主管，新主管要超过上一任，又提高一步。主管到了线里，就是general，…说炒就炒。咱们国家行吗？我们这些领导都是孙子…半导体的生产求非常严格的纪律。没有这个东西绝对不行。你想100多道工艺，每一道差1%，成品率就是零。所以这个体制，说了半天没有说出来，一是市场，一是管理。”[6]但无论如何，我们半导体产业的“管理”和“市场”这两大门坎，是必须跨过去的。深化国企改革、发挥非国有经济的竞争优势，在半导体领域同样适用。
由于没有技术和经营控制权，导致我们的半导体产业遇到两方面困难。首先，国内单位自行设计的专用电路上线生产，必须取得生产厂家的外方同意，有的被迫转向海外代工，又多一道海关的麻烦；关系国家机密的芯片更无法在现有先进生产线加工（或者是外方以“军品”为名拒绝加工，或者是我方不放心）。
其次，妨碍了产学研结合、自主设计和研发工艺设备。例如中国科学院微电子中心已达到0.25微米工艺的中试水平，但因先进工厂的经营权不在自己手中，无法将自有工艺研究成果应用于大线试生产。
工艺技术是集成电路制造的关键技术。如果我方没有自主设计工艺的技术能力，即使买了先进生产线也无法控制。目前合资企业中，中方职工可以掌握在线的若干产品的工艺技术，但无法自主开展工艺技术研究。5年后我方将接管华虹NEC，也面临自己的工艺技术能否顶上去的问题。工艺科研领域目前所处的困境如不能及时摆脱，则仅有的研究力量也会逐渐萎缩，如果不重视工艺技术能力的成长，我们就无法掌握芯片自主设计生产能力。
设计行业处于幼稚阶段由于专业电路市场广阔，目前国内各种类型的设计公司逐渐增加。但企业普遍规模偏小、技术水平较低，缺乏自主开发能力。
由于缺乏技术的积累，我国还远没有形成具有自主知识产权的IP库，与国外超大规模IC的模块化设计和S0C技术差距甚远。设计软件基本用外国软件，即使设计出来，也往往因加工企业IP库的不兼容而遭拒绝。
集成电路的设计与加工技术是相互依存的。因为我国微细加工工艺水平落后，人才缺乏，目前不具备设计先进电路的水平，更没有具备设计CPU及大容量存储器的水平。也有的客户眼睛向外，不愿意在国内加工，但到国外加工还要受欺负。尽管我们花了100%的制版费，板图也拿不回来。
超大规模集成电路的设计，难度最大的是系统设计和系统集成的能力，最需要的人才是系统设计的领头人，这是我国最缺的人力资源。国内现有人才多数是设计后道的能力，做系统的能力差。国内现有环境，培养这样的人才比较难。
国内的设计制造行业，就单个企业来说很难开发需要高技术含量的超前性、引导性产品。多数民营中小企业只能跟在别人后面走仿制道路（所谓反向设计）。反向设计只能适应万门以下电路的设计开发。故目前还无法与国外先进设计公司竞争。
缺乏市场信任度由于总体技术水平低，市场多年被外国产品占领，自己的供给能力还没有赢得国内市场的信任，以致出现外商一手向国内IC厂定货，再转手卖给国内用户的现象。这是当前外（台）商大举在国内投资集成电路生产线的客观背景。
国内设计、制造的产品往往受到比国外产品更严格的挑剔，要打开市场需要更多的时间和精力，这就难免被国外同行抢先。半导体市场瞬息万变，竞争十分残酷，而我国对自己的半导体产业，似取过分自由放任态度，几乎完全暴露在国际竞争中。有必要对有关政策上给以重新评估。
我国电子整机厂多为组装厂，自己设计开发芯片的极少，由于多头引进，整机品种繁多，规格不一，批量较小，成本高。另外，象汽车电子、新一代“信息家电”等产品市场很大，但需要高水平且配套的芯片产品，而我国单个电路设计企业无力完成，设计和生产能力还尚待磨合。如欲进军这方面的市场，需要高层有明确的市场战略和行业级的协调。我国微电子行业目前因技术能力所限，可适应市场领域还比较狭窄，又面临着国际市场的巨大压力。要争得技术和资本的积累期和机会，必须有政府的组织作用。
还没有形成完整的产业体系从整体看，我国半导体产业还没有形成有机联系的生态群，或刚刚处于萌芽状态，产业内各环节上下游间互补性薄弱。目前少数先进生产能力，置于跨国公司的全球制造～营销体系内，外（台）商做OEM接单，来大陆工厂生产，国内芯片厂商被动打工。国家体制内的科研力量和现有生产体系的结合渠道不顺畅，国内科技型中小型民营（设计）企业和大型制造企业的互补关系正在建立中。
“集成电路设计与生产都需要有很强的队伍，能够根据国内整机的需要设计出产品，按照我们的工艺规则来生产。他的设计拿过来我们能做，做好了能够测试，测试以后能够用到整机单位去应用。这条路要把它走通。另外还有一批人能够打开市场。其他的暂时可以慢一点。”[7]所以，目前我国微电子领域与国际水平的差距，并非单项技术的差距，而是包括各环节在内的系统性的差距。单从技术和资金要素来看，“908”“909”工程的实践，可以说是试图以类似韩国的大规模投资来实现生产技术的“跨越”。但实践证明，单项发展，不足以带动一个科技-产业系统的整体进步。不仅要克服资金、人才、市场的瓶颈，也要克服体制、政策的瓶颈，非此不能吸引人才，不能调动各方面的积极性。
我国半导体产业发展的现有条件
经过20年的发展和积累，特别是近年来我国电子信息产业的高速发展，半导体产业在我国经济、国防建设中的重要地位，以及加快发展的必要性，已基本形成共识。应该说，我国已经在多方面具备了微电子大发展所必须的条件。
首先是经过多年的引进和国家大规模投资，已形成一定产业基础，初步形成从设计、前工序到后封装的产业轮廓。广义电子产业布局呈现向京津地区、华东地区和深穗地区集中的态势，已经形成了几个区域性半导体产业群落。这对信息知识的交流，技术的扩散，新机会的创造，以及吸引海外高级人才、都十分重要。
技术引进和国内科研工作的长期积累，也具备了自主研发的基础。“909”工程初步成功，说明投资机制有了巨大进步，直接鼓励了外商投资中国大陆的热情。尤其在通讯领域，国内以企业为主导的研发机制取得了可喜发展。
其次，国内投资环境大幅度改善。尤其是沿海经济发达地区，市场经济初见轮廓，法制和政策环境日益改善，人才和资金集中，信息基础设施完备，各种类型的民营企业已开始显现其经营管理能力，已有问鼎高效益高风险的微电子领域的苗头，各种类型的设计公司正在兴起。
近两年来，海外半导体产业界已经对我国大陆的半导体业投资环境表示了极大兴趣。外（台）商对大陆的半导体投资热，虽然并不能使我们在短期内掌握技术市场控制权（甚至可能对我人才产生逆向吸附作用），但有助于形成、壮大产业群，有助于冲破西方设备、技术封锁。长远看是利大于弊。
人才优势。国内软件人才潜力巨大，而软件设计和芯片设计是相通的。这是集成电路设计业的有力后盾。
再次是随着国内电子产品制造业的飞速发展，半导体产业市场潜力巨大。1990年代，我国电子产品制造业产值年均增长速度约27％，1999年为4300亿元人民币，2000年达5800亿（总产值1万亿）。其中，PC机和外部设备年增率平均40％以上，某些产品的产量已名列世界前茅；互联网用户和网络业务的年增率超过300％；公用固定通讯交换设备平均每年新增2000万线，预计2005年总量将超过3亿线；手机用户数每年增长1500-2000万户，2001年已突破1亿户。各类IC卡的需求量也猛增。据信息产业部预计，我国电子产品制造业未来5年平均增长率将超过15%（一般电子工业增长率比GDP增长率高1倍）。预计2005年，信息制造业的市场总规模达到2万亿。
最后是国家对半导体产业十分重视。官方人士多次表示：要想根本改变我国的电子信息产业目前落后状况，需要“十五”计划中，把推进超大规模集成电路的产业化作为加速发展信息产业的第一位的重点领域。并相应制定了产业优惠政策。这些政策将随着产业的发展逐步落实并进一步完善。[8]
注释：
[1]陈文华，1998年。
[2]《产业论坛》1998年第18期。
[3]陈文华，1998年。
[4]《关于加快我国微电子产业发展的建议》，工程科技与发展战略报告集，2000年。
[5]叶甜春，2000年。
[6]吴德馨院士访谈录，2001年3月。半导体制备技术篇5
改革开放前，我国大陆自成体系的半导体产业及其发展模式，因和国际水平差距太大而无法继续走下去。转而走类似韩国、台湾的“模仿-创新”（高强度引进消化再创造）的路子，这是一选择是有其必然性的。
中华民族有着伟大的创新竞争能力。我国两弹一星的成功是一个辉煌例证，台湾半导体的崛起也是一个例证。但20多年来，由于外部内部的种种原因，我们半导体产业的这种创造力被遏制而得不到发挥，从而在国际竞争中长期处于下风，事实上已被“锁定”在国际半导体产业链条的低端。我们面临被国际水平越拉越远的现实威胁。
按“比较优势论”，这是客观经济规律所决定的必然结果，不值得大惊小怪，更没有必要勉强“赶超”。中国面临的发展问题太多，高科技我们玩不起；老老实实遵照国际分工格局，当好小伙计也能发家致富。
我们不能指望近期就能赶上或超过美国、日本今天的微电子科技水平。中学生一般是没有实力考博士的。但这里讨论的，是我国微电子领域的“追赶”问题。逆水行舟，不进则退。所谓追赶，就是以自己现有实力为基础，努力追踪国际微电子进步潮流，力图缩小差距（至少不要再扩大），建设起自己能够控制的技术/产业体系。当今的“全球化”，是经济、科技的世界性战场，一个大国，在电子领域中连印度、新加坡都赶不上，终有一天难免被开除“球籍”。所以：
我国加速发展半导体产业的必要性——基于国家总体战略的需要；
加速发展半导体产业的可能性——台湾人也是中国人，他们能成功，我们也不孬。况且海峡两岸的半导体经济圈，正在形成。
现实的追赶战略，基本的原则还是坚持开放政策，在力求高水平的引进中，走出“模仿-创新”的发展道路。
实现追赶战略的基本条件
通过对韩国、台湾和我国大陆半导体发展经验的研究可知，尽管但后进国家（地区）面临的外部环境及条件不同，发展半导体产业的路径和机制各有不同，但要有效实现追赶战略，必须克服资金、技术（人才）、管理和市场这些共同障碍。由此，以下几个要素是必不可少的：
·政府的主导作用。对微电子的重视和实现追赶的决心，以及积极进取而合理的规划和政策，至关重要。后进国家财力有限，科研实力弱，仅靠民间企业和科研机构层次的决策，门坎过高，无力承受风险。政府的支持不仅在财力方面，也有必要在技术路线的层面参与战略规划。
·明确的技术进步目标和路线。一般来说，高强度的引进消化吸收是缩短技术差距的基本途径。人才的国际化竞争是电子行业的突出特点，需要在创业条件、企业制度、收入水平等方面实行“综合治理”，创造足以吸引人才的环境。
·进入半导体制造业，意味着大规模的风险投资，需要灵活的筹资机制和融资环境。
·要求政府运作和企业经营管理的灵活高效。在某种意义上可以说，后进国家挤进“微电子俱乐部”的竞争，是经济运行效率的竞争。
要做到这一切，决非单项措施可以奏效。需要国家意志和组织作用，需要完整的发展战略和政策，更需要各层次组织的高度经济活力。由于半导体产业的全球高度市场性和战略性，需要政府、企业功能的正确定位，以及高水平的管理。
“未来10年将是我国微电子发展的关键时期。目标是通过10年左右的努力：掌握集成电路设计、生产的关键技术和自主知识产权，大大缩短生产工艺技术水平与世界的差距，提高国内市场的自给率并积极开拓国际市场，满足国防和信息安全的需求；形成能够良性循环的科研生产体系。”[1]
若干需要在业内讨论清楚的问题
但是，由于微电子科学技术的复杂性，我们的半导体产业的发展战略，还有许多根本性的、基于专业技术判断基础上的问题，首先需要在业内讨论清楚，试举出如下几项：
市场定位问题：日本在起步时期曾把工业控制和消费类芯片作为主攻方向，韩国则把DRAM芯片的设计、制造工艺作为突破口。今天世界市场的芯片，按大类可分为消费类IC、投资类IC、通讯类IC；投资类IC又可分为专用芯片和通用芯片（DRAM/CPU）两大类。我们要自主发展半导体科技，重点主攻方向在哪里？业内的意见，多数集中在专用芯片和通信类芯片（通信产品是近年来发展最快的市场），特别是以砷化镓为基片的通讯类集成电路，我国已有一定基础，和国外水平相差不太远，是一个很好的切入点。另有相当多的人主张，不能放弃占市场2/3以上的通用芯片。这恐怕是要分清近期重点和中远期重点的。转贴于
技术路线：业内公认，预计再过10年，摩尔定律将失效，国际半导体界正在加紧新材料、新设计、新加工技术、新设备的研究。我们已经被动跟进了20年左右了。要实现追赶战略，是循现有硅技术跟进，还是走“拦截”道路（如放弃硅加工技术的追赶，从纳米技术开始）？主张放弃硅加工技术、专攻纳米级加工技术的声音在管理部门占有一定席位。但科学界很多人认为，21世纪以硅技术为中心的半导体加工技术仍占主流（见本文第二部分）。
投资体制：鉴于我国现有国家投资的先进生产线多数没有自己的控制权，是否还有必要以国家为主体投资3-5条先进生产线，包括砷化镓生产线？由于所需投资额要以百亿人民币计算，国家在“十五”期间似无此打算。但如果真是关系到全局利益，是否有必要再提出议论？等等，
实施半导体产业追赶战略的讨论
国家有关机构及业内已经就加快我国半导体产业发展制定了规划、政策，现在很多情况下是如何落实的问题。在这里，作者提出经过考虑认为是必要的措施：
需要国家层次的决心和指挥，制定积极可行的发展规划
首先要组织落实。成立代表国家意志的权威性微电子领导机构，集中负责，具体领导和协调国家组织的研发-生产全过程，重点扶持，克服地方部门分割的弊病，统筹合理使用资金和人才。
发展战略不能流于一般号召和思路，在充分论证的基础上，作好中长期微电子跨越发展的科学规划（具有前瞻性的科技规划、产业建设、市场扩张）。要提高决策水平和反应速度。半导体更新换代快，计划要求不断滚动调整，现有五年计划方法需要改进。
半导体产业与其他产业最明显不同的一个特点，是技术进步和产业应用具有相当清楚的路线图和时间表，因此，我们的微电子科技规划必须具有和产业发展规划相对应的切入点和结合点的时间表，以及明确的产业应用目标和相应的成果转化应用政策与机制。
要充分利用外商投资半导体热潮这一良机，加强引进消化，逐步提高产业的自主创新和自主发展能力。
制定切实可行的市场战略，从中低端产品起步。作为长期目标，则要有占领高端技术和产品的决心和意志，不应放弃。
要配合工艺技术的进步，自主开发关键设备、工具、仪器，最终打破在制造设备上受制于人的被动局面，建立起可以与世界前沿平等交流的技术支撑体系。
抓住当前市场机会，瞄准长期发展方向
我国目前科技水平还不具备占领高端产品的能力，宜从占领低端市场和新兴市场起步，有必要选定一组有市场前途、国际竞争压力较小的品种作为突破口。
当前微电子技术有三个清晰的发展方向：以存储器（DRAM）和微处理器（MPU）为代表的计算机芯片；以系统集成芯片为主流的专用电路（ASIC）各控制应用领域；信息传输技术。
我国目前宜立足于专用集成电路和通信市场寻求发展。尤其通讯领域还没有形成强垄断力量，国内市场潜力巨大，及时抓住民用砷化镓通讯器件及电路的机会，可占领一定的市场份额。在这两个领域积蓄起足够的力量之后，再向主流市场发起攻击，最终占领通用芯片市场。
专用集成电路因应用领域十分广泛，市场空间极大。但这也给企业寻找市场、开发适时产品又提出了严峻的挑战，对企业的营销管理和应变能力有着很高的要求。
依托我国市场优势，将半导体和整机生产结合起来。由国家组织专项重点工程，如高清晰度电视、移动通讯和PC机等，根据我国国情制定标准，建立整机业与芯片业的战略联盟。
发挥政府主导作用，贯彻产业政策
要全面提高我国半导体产业水平，将是一个大规模的系统工程，根据目前国内企业缺乏资金和技术实力的情况下，有必要通过政府作用，发掘和聚合全国有限的科技力量。由于半导体的高强度竞争性质，必须有国家的坚强领导，稍有松懈就会被淘汰。所以对政府的管理水平提出很高的要求。
·在发展规划指导下，促进半导体产业合理布局的形成。
我国半导体产业已经形成了三块主要聚集区。目前许多地方对投资半导体表示极大兴趣，纷纷提出要建设自己的“硅谷”。要协调各方面利益关系，打破部门地区封锁，促进资源的合理配置，防止各地争建“硅谷”、“新竹”，形成新的分散浪费。有必要加强调控，建设几个较集中的微电子园区。鼓励跨省投资，税收政策相应也要调整。
·组织部门地区单位间协作，官产学研联合，组织重点领域及关键设备的攻关，以及推动形成技术共享机制和企业策略联盟。
·鼓励建立区域行业协会，推动企业技术联盟的形成。
·切实落实国家已经颁布的对微电子类企业的各项优惠政策。落实增值税减免政策，提高折旧率、对进口成套设备提供特批关税和增值税豁免等。
放宽企业的融资条件，扩大风险投资基金，或政府直接建立半导体投资基金，或拨出定额的人民币及外汇贷款规模。由于投资所需资金额庞大，政府融资能力有限，要形成多渠道投融资的投资机制，允许半导体企业在国内外资本市场有限融资。给半导体生产企业优先上市权。
·适度市场保护政策。微电子作为国家的命脉，在幼稚阶段必须得到适当保护。要制定法规，涉及国家安全的电子信息系统、身份证IC卡，国家机关使用的电子系统，政府采购要优先使用国产芯片，抵制洋货（上海的公交、社保IC卡已经实行这一办法，应该全国实行），制定我国自己的技术协议及标准。
深化经济体制改革，营造公平竞争环境
处理好微电子战略性和竞争性的关系，正确发挥政府在产业发展中的作用，形成政府-企业间新型互动关系，营造一个“自主经营、自主创新、合理竞争、保障持续增长”的公开有序的市场环境和法制环境，培育灵活高效、能够激励个人和团队创造性的企业管理和激励机制。
鼓励民营、外资等各种经济形式的企业投资半导体。现半导体产业的民间投资出现良好势头，目前主要是民营芯片设计企业，也应鼓励各类经济实体投资半导体制造业，鼓励发展各种技术档次的专用集成电路生产线，占领广大的中低端半导体市场。如上海贝岭80%的产品与整机系统挂钩，效益良好；友旺原是民营Fabless公司，通过租赁国有半导体生产线获得效益，现开始投资新生产线。
促进国企改革与重组，按现代企业运行模式，在管理体制方面加大改革力度。落实企业管理、技术和市场骨干人员的待遇和期股权。
稳定队伍，大力吸引海外优秀人才
高科技人才是半导体产业的根本，要高度重视人才战略。我国十分有限的微电子人才不断外流，多有去无回，损失巨大。
从根本上说，人才战略是要建造一个有利于科技人员发挥创造力、有利于创业创新的制度环境和人文环境。要鼓励公平竞争，改革企业单位内人事制度分配制度。
要制订优惠政策，拿出足够强度的专项经费，稳定并充分发挥现有人才队伍的作用，充分重视海外华裔技术专家的作用，加强与海外技术团体的联系，大力吸引海外微电子高层技术和管理人才，采取特殊措施吸引国外微电子顶尖人才。
加强微电子科研与教育队伍的建设，重视系统设计人员、专用电路设计人员、工艺研究人员、企业管理、营销、项目管理人才的培养。高新科技园区要和人才战略结合起来。营造鼓励创业的政策环境，要突破现行体制的限制，尽快实行期股制度。
充实有关科研机构，从制度上保证半导体企业有条件留够研究开发费用。
几项具体措施的建议：
·促进业内合理分工，鼓励发展设计行业（无生产线公司）
集成电路（特别是专用电路）制造和设计是相辅相成的。IC专业生产厂和分散的无生产线（Fabless）设计公司并存与分工合作，成为世界微电子产业的通行模式。设计业投资小，与市场密切相关，只要有优惠的产业政策和好的人才政策，就可以很快发展壮大。如从专用集成电路方面突破，则大力发展设计行业就更有必要。
设计行业要以部级高档次需求和中低档次并举，建立技术共享机制。
从战略角度看，国家有必要在突破CPU和存储器为代表的核心技术方面，以及对占领市场、扶持产业发展有重大意义的高档产品设计方面（如通讯芯片），发挥组织作用。
要建立技术支援和技术共享环境。为适应系统芯片（SOC）的迅速发展，亟需组织建立部级的有知识产权的设计模块（IP）库，统一规范管理与服务，建立面向全国的调用机制，提高国内设计公司的整体水平。同时，也有必要通过区域性半导体行业协会，促进企业间技术联盟和建立技术共享机制。
·国家牵头，多方筹资，建设几条8英寸以上硅芯片生产线，并掌握其技术、市场和管理的主导权。同时以多元化模式在未来5年内建成6-10条大生产线，形成产业群。由于我国多年来全套引进和国内科研成果的积累，已经具备一定基础，不必再引进全套技术，而是引进单项关键工艺技术专利和有关高技术人才，自主创新，逐步建立自主知识产权。
·尽快建立国家微电子研发中心，加强新一代工艺、设备的研发和前瞻性科研
要摆脱在关键设备和核心工艺技术依赖外国，且一代代被动引进的局面，必须保留并大力加强自己的微电子科研能力，改变当前科研生产严重脱节、各部门间科研力量互相封闭的状态。如果不从现在开始努力加强自己的工艺技术后盾和关键设备研制能力，最终将无法在国际竞争舞台上立足。
参照美日欧行之有效的经验，国家有必要牵头建立微电子研发中心，集中有限的人力财力，把国内有优势的高效和研究所力量更好地组织起来，作为自主研发的基本骨干队伍，并为各部门科研机构。
要开发新一代核心工艺技术以及高档产品；依托现有生产线，购置部分先进设备，以最快的速度用自主科研成果提升生产线的技术，在开发新一代工艺的基础上开发关键设备。
要抓紧研发新一代关键设备。光刻机是限制我国微电子制造技术的瓶颈，要组织力量，集中投资，瞄准193纳米准分子激光投影光刻机为重点的专用设备中的关键技术并达到实用化。现有光学曝光技术已接近极限，国际上正在开展电子束和X射线光刻及新型刻蚀机的研究，我国有必要加大力量开展这一方面的技术攻关。（工程院）
同时，针对中长期我国微电子产业的需求，开展新一代系统芯片中新工艺、新器件和新结构电路的前瞻性、战略性研究，以及承担各研究机构的验证集成和中试任务，最终发展成自主知识产权的源泉。
有所为有所不为
所谓追赶战略，不会是直线式的发展，需要技术、经济实力的逐步积累。关键在于提供好的环境，促进产业生态的成长，坚持数年，积累能量，终会有爆发式的进步。
作为发展中国家，我们不可能在各个高科技领域样样去追赶，要“有所为有所不为”。但是，鉴于微电子在科技及高新技术产业中的中心地位，鉴于微电子技术对提高国民经济整体效益、增强综合国力的无可替代的的基础作用和国防意义，微电子技术/产业在“有所为”的领域中，应当和软件产业一样，是无可争议的首选。这是国家的根本性的战略问题。至于在“敌”强我弱的形势中如何保存发展自己，在一个历史时段中采取什么样的竞争策略和方式，则是战术问题。
所以，首要的问题，还是在“全球化”浪潮中，树立民族自尊心，敢于搏击国际竞争、充当强者的决心和魄力。
“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺的不竭动力。如果自己的创新能力上不去，一味依靠技术引进，就永远难以摆脱技术落后的局面”（95年江泽民同志在全国科技大会上的讲话）。
注释：
[1]《关于加快我国微电子产业发展的建议》，2000年。
参考文献
1《关于加快我国微电子产业发展的建议》，工程科技与发展战略报告集，2000年。
2《高技术发展报告》，中国科学院2000年。
3《中国高新技术产业发展报告》 科技部 1999年。
4《中国科技发展研究报告》 中国科技发展研究报告课题组 2000年。
5马宾：《电子信息产业的作用与发展》 电子工业出版社，1995年，1997年
6许居衍：《市场竞争下的战略工业——对微电子工业的一点认识》电子展望与决策 2000年第3期。
7马庆国：《我国微电子产业振兴之路》 中经网， 2000年。
8陈文化：《中国半导体产业的发展趋向》 陈文华1998年。
9陈文鸿、朱文晖：《台湾资讯产业发展及其对中国大陆的启示》 战略与管理，1997年。
10胡启立：《抓住机遇发展我国半导体产业》 中经网 2000年。
11曲维枝：《努力营造产业环境，加速发展我国集成电路产业》 中经网2000年。
12王阳元：《21世纪微电子技术发展的主要趋势和方向》 王阳元 中经网2001年。
13《两岸三地信息产业发展研讨会纪要（半导体篇）》 产业论坛，1998年第16期。
14林毅夫：《信息产业发展与比较优势原则》2001年。
15《微电子产业研究报告》 天则研究所 2001年。半导体制备技术篇6
产业规模扩大 园区信心增强
《规划》明确提出，到2015年，国内半导体照明产业规模达到5000亿元，形成20-30家龙头企业，形成部级产业化基地20个，试点示范城市50个。
根据国家半导体照明工程研发及产业联盟提供的数据，2011年我国半导体照明产业规模仅有1560亿元。2015年半导体照明产业规模要达到5000亿元，意味着“十二五”期间半导体照明产业规模将增长数倍。
对于《规划》中提出的这一系列目标，近年来在半导体照明领域表现抢眼的潍坊高新区如何应对颇受关注。据潍坊高新区管委会相关负责人介绍，潍坊高新区近年来制定出台一系列政策，培育壮大产业，成为国内大发芯片封装和路灯、景观、普通照明产品制造基地和全国第一个实现白光照明全覆盖的高科技园区。潍坊高新区目前正在建设部级半导体照明特色产业基地，加快打造“中国光都”。前不久，科技部刚刚批复潍坊高新区建设国家半导体照明工程产业基地，如今《规划》出台，无疑将对潍坊高新区半导体照明产业的发展起到促进作用。今后3年，潍坊高新区将在提高产业链各环节关键技术的同时，培育3家以上规模化生产企业，生产规模达到国内前列。
半导体照明产业同样是西安高新区重点发展的战略性新兴产业之一。西安高新区发展改革和商务局局长贾强介绍，陕西省此前已出台《太阳能光伏和半导体照明产业振兴规划》，明确提出将西安高新区建设成两个半导体照明产业聚集区之一。如今，西安高新区拥有半导体照明企业数量近70家，初步形成了较为完整的产业链，未来将在《规划》的指导下加速产业发展。
鼓励技术创新 企业应对挑战
《规划》在对半导体照明产业发展规模提出增长目标的同时，也对半导体产业的技术提出要求。《规划》提出，“十二五”期间，白光LED产业化光效达到150-2001m/W，成本降低至2011年的1/5，芯片国产化率达80%，申请发明专利300项，标准20项。
业内人士认为，目前国际知名半导体照明企业在专利、标准、人才等方面的竞争异常激烈，产业增长迅速，已经到了抢占产业制高点的关键时期。《规划》从技术层面对我国半导体照明产业提出要求，显然是为了增强企业的竞争力。
潍坊高新区企业浪潮华光光电子股份有限公司是国内最早引进生产型MOCVD设备，专业从事化合物半导体外延片及光电子器件研发与生产的高新技术企业，同时具有全色域半导体照明、民用LD外延材料制备、管芯生产、器件封装及应用产品一条龙生产技术，在国内光电子行业处于领先地位。由于多年来在半导体照明技术领域的积累和探索，该公司凭借“反极性红光LED技术”项目获得“2011中国LED技术创新奖”。对于《规划》中提出的技术要求，浪潮光电总经理助理王伟表示，为适应竞争需要，未来该公司将进一步加大技术投入，力争在专利申请和标准制定方面有所作为。半导体制备技术篇7
关键词：半导体材料 发展趋势
中图分类号：O47文献标识码： A 文章编号：
半导体信息功能材料和器件是信息科学技术发展的物质基础和先导。半导体材料是最重要最有影响的功能材料之一，它在微电子领域具有独占的地位，同时又是光电子领域的主要材料。半导体技术的迅速发展，必将深刻地影响着世界的政治、经济格局和军事对抗的形式，彻底改变人们的生活方式。
一、几种主流的半导体材料简介
（一）半导体硅材料
硅是当前微电子技术的基础材料，预计到本世纪中叶都不会改变。从提高硅集成电路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）单晶的直径和减小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si发展的总趋势。从进一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研制适合于硅深亚微米乃至纳米工艺所需的大直径硅外延片会成为硅材料发展的主流。另外，SOI材料，包括智能剥离和SIMOX材料等也发展很快。理论分析指出30nm左右将是硅MOS集成电路线宽的“极限”尺寸。这不仅是指量子尺寸效应对现有器件特性影响所带来的物理限制和光刻技术的限制问题，更重要的是将受硅、SiO2自身性质的限制。尽管人们正在积极寻找高K介电绝缘材料（如用Si3N4等来替代SiO2），低K介电互连材料，用Cu代替Al引线以及采用系统集成芯片技术等来提高ULSI的集成度、运算速度和功能，但硅将最终难以满足人类不断的对更大信息量需求。为此，人们除寻求基于全新原理的量子计算和DNA生物计算等之外，还把目光放在以GaAs、InP为基的化合物半导体材料，特别是二维超晶格、量子阱，一维量子线与零维量子点材料和可与硅平面工艺兼容GeSi合金材料等，这也是目前半导体材料研发的重点。
（二）半导体超晶格、量子阱材料
以GaAs和InP为基的晶格匹配和应变补偿的超晶格、量子阱材料已发展得相当成熟，并成功地用来制造超高速、超高频微电子器件和单片集成电路。基于上述材料体系的光通信用1.3μm和1.5μm的量子阱激光器和探测器，红、黄、橙光发光二极管和红光激光器以及大功率半导体量子阱激光器已商品化；表面光发射器件和光双稳器件等也已达到或接近达到实用化水平。目前，研制高质量的1.5μm分布反馈（DFB）激光器和电吸收（EA）调制器单片集成InP基多量子阱材料和超高速驱动电路所需的低维结构材料是解决光纤通信瓶颈问题的关键。另外，用于制造准连续兆瓦级大功率激光阵列的高质量量子阱材料也受到人们的重视。目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作为超薄层微结构材料发展的主流方向，正从直径3英寸向4英寸过渡；生产型的MBE和M0CVD设备已研制成功并投入使用，每台年生产能力可高达3.75×104片4英寸或1.5×104片6英寸。英、法、美、日等尖端科技公司等都有这种外延材料出售。生产型MBE和MOCVD设备的成熟与应用，必然促进衬底材料设备和材料评价技术的发展。
（三）光子晶体半导体材料及其发展趋势
光子晶体是一种人工微结构材料，介电常数周期的被调制在与工作波长相比拟的尺度，来自结构单元的散射波的多重干涉形成一个光子带隙，与半导体材料的电子能隙相似，并可用类似于固态晶体中的能带论来描述三维周期介电结构中光波的传播，相应光子晶体光带隙（禁带）能量的光波模式在其中的传播是被禁止的。如果光子晶体的周期性被破坏，那么在禁带中也会引入所谓的“施主”和“受主”模，光子态密度随光子晶体维度降低而量子化。如三维受限的“受主”掺杂的光子晶体有希望制成非常高Q值的单模微腔，从而为研制高质量微腔激光器开辟新的途径。光子晶体的制备方法主要有：聚焦离子束（FIB）结合脉冲激光蒸发方法，即先用脉冲激光蒸发制备如Ag/MnO多层膜，再用FIB注入隔离形成一维或二维平面阵列光子晶体；基于功能粒子（磁性纳米颗粒Fe2O3，发光纳米颗粒CdS和介电纳米颗粒TiO2）和共轭高分子的自组装方法，可形成适用于可光范围的三维纳米颗粒光子晶体；二维多空硅也可制作成一个理想的3－5μm和1.5μm光子带隙材料等。目前，二维光子晶体制造已取得很大进展，但三维光子晶体的研究，仍是一个具有挑战性的课题。有科学家提出了全息光栅光刻的方法来制造三维光子晶体，并取得了进展。半导体制备技术篇8
在其中，政府干预的影子在世界各国的半导体产业发展中随处可见。不管是半导体产品的钻研开发、出产制造，或者是与他国半导体产品的贸易，>文秘站:
各发达国家的产业政策比较
一.美国 美国是半导体技术的起源地.半导体发展的原始目的主要在于支撑国防业以及宇航业，确保美国国防部能取得最早进的武器系统以及宇航局具有最精密的操作节制装备。因为这两个行业是半导体产品的主要需求者，从而抉择了半导体行业发展的最初方向以及性质。事实表明，美国国防部的采购对于美国半导体业的初期发展拥有抉择性的影响，为其后来长时间处于世界领先地位奠定了坚实基础。但二0世纪八0年代美国作为半导体的主要出产商在全世界的位次大幅度降落，这样的衰退被良多美国人认为是对于国家军事安全以及经济的严重要挟，不少人将其归咎于美国政府微电子产业的政策方向。
为了应答这类状态，除了美国政府继续以巨大的国防支出来资助半导体业的研发外，一九八七年美国半导体协会成立。美国政府亦在贸易领域出台了1系列政策以支撑其半导体产业的发展，如一九八六年美国政府与日本签定了《半导体协议》，缘由是美国声称日本出产商以超低价格向美国倾销芯片并限制美商进入日本国内市场。双方最初签定的公约于一九九一年到期后，美国政府又就该协议在下＿个5年中的施行问题与日本政府商量。而这次谈判的重点则是请求日本市场对于美国半导体出产商敞开大门。但是必需指出的是美国政府因从国防安全角度动身1直严格节制其尖端核心半导体装备的出口。但是跟着时期的发展，半导体技术的广泛渗入性所酿成的日趋扩展的国际市场不是由哪几家企业或者哪几个国家可以全体垄断的。美国政府较为严格的出口限制必将影响到美国半导体出产商在国际市场上的竞争力。
二.日本 在日本，半导体产业政策的重心是半导体在工业以及消费领域中的利用。在日本半导体业发展中，为全面改变最初其技术依附于欧美的弱势地位, 日本的MITI施展了强大的引导作用，为日本半导体企业的有序竞争构建了有效框架。分析其政策沿革，演化进程大体上阅历了下列几个阶段。﹁是《电子工业振兴临时措施法》（简称"电振法"）于一九五七年制订。其颁布施行有效地增进了日本企业在学习美国先进技术的基础上，踊跃发展本国的半导体产业。2是《特定电子工业及特定机械工业振兴临时措施法》于一九七一年制订。该法进1步秉持了"电振法"的主旨，强化了发展以半导体为代表的电子产业的力度。该法的施行胜利地匡助日本企业通过加强本身研发、出产能力，有效地抵抗了欧美半导体厂商的冲击，进而使日本半导体制品不断走向世界。3是《特定机械情报产业振兴临时措施法》在一九七八年制订（于一九八五年失效）。该法进1步加强了以半导体为核心的信息产业的发展。上述3部专业法规在整体上加强了日本企业的竞争力。尔后日本没有颁布针对于以半导体为基础的电子、信息产业的专门法规，而是改成通过综合性法规在总体上推进包括半导体在内的高新技术的发展，其中较为首要的是于一九九五年出台的《科学技术基本法》。
MITI还通过限制外商在日本半导体产业的投资以及请求通过直接购买方式来获取技术从而防止了日本在技术上遭到他国的节制以及安排。直到二0世纪七0年代末，日本政府1直奉行着严厉的产业维护政策，包含进行严格的进口管制。对于于外国企业在半导体领域的对于日投资，日本政府也1直采用严格的审批轨制，并附以制止设立独资企业、外国企业的所有专利技术需向合资公司公然等刻薄前提，而这些措施直到一九七五年才被放宽。以后，日本政府的政策略微有所放松，但日本在微电子竞争中拔患上头筹的雄心壮志涓滴没有减弱。无比显明的1个例子就是由MITI提议的大范围综合项目VLSI的施行。这个由日本政府出资四0%的项目使日本5大半导体公司在1起通过合作共同研发更繁杂先进的新1代技术产品。此外,日本外贸组织JETO通过其在全世界五五个以上国家所设有的分支机构为日本半导体出产商提供有关行业的最新资讯，有力的增进了科技信息的沟通与传布。同时在融资上，日本政府主要应用国家开发银行动半导体企业提供低利贷款，使企业借贷利率接近于零，这与美国同时代市场利率四%⑸%相比较，堪称是拥有极大优势。
三.韩国 韩国相比美、日，韩国政府对于半导体产业的介入力度似乎更大了1些。韩国政府通过量种渠道去培育以及促使韩国大企业进入半导体领域。一九七六年政府成立了韩国电子技术学院（KIET），其主要职责是“规划与调和半导体R&D、进口、吸收以及传布国外技术，为韩国企业提供技术支撑，进行市场调研”。一九八二年，“长时间半导体产业增进规划”宣布启动，韩国政府为4大主要半导体企业提供了大量的财政、税收优惠。一九八六年，韩国政府制定了半导体信息技术开发方向的投资规划，每一年向半导体产业投资近亿美元。“政策经济”的结果是韩国半导体市场的发展至关使人鼓舞。在欧、美地区双双衰退的情况下，韩国半导体产业二00二年产值反而从九五.八亿美元增至一一二亿美元，同比增长了一七％。尽人皆知，韩国半导体产业高度集中于记忆体领域，因为经营记忆体的财团违后有着政府气力的强力支持，因而尽管目前市场在供给多余的压力下利润已经渐趋淡薄，但3星、南亚科技等韩国企业凭仗其范围效益，仍成为全世界少数获利的记忆体厂商。
四.欧洲 欧洲继美国以及亚洲以后，第3大半导体出产基地当数欧洲。西欧的半导体产业政策的演化可大致分为3个阶段：第1阶段是一九六五年前，除了政府对于与国防相干的R&D进行投资以及在政府采购中倾向于本国出产商外，基本上不存在政府对于半导体业发展的干预行动；第2阶段，一九六五年至一九七五年，欧洲政府无比注重计算机行业，对于半导体的科研给予了1些鼓励措施，但政府的介入仍有至关的局限性；第3阶段，自一九七五年以后，欧洲各国政府逐步加大了对于半导体产业的支撑力度，政策重心更集中于信息技术包含微电子方面。进入八0年代后，欧洲各国政府踊跃推进半导体产业重点企业的合作与发展，例如ESPRIT以及JESSI项目。其中,后者耗资四亿美元，主要致力于开发先
进的微芯片技术。另外,西欧各国政府还联合向非欧洲的半导体制造商施压，请求他们不能仅仅是在欧洲进行加工组装业务，而是更多的设立设计与技术部门。其目标则是但愿通过1系列措施，能加速欧洲半导体的技术立异，激励欧洲内部各国半导体企业间的交换与联络，从而在必定程度上维护欧洲本土的半导体核心技术和出产竞争力。
欧盟委员会也进1步加强了维护其半导体工业的力度。一九九0年欧盟与日本政府签署了1个自愿协定，规定了日本出产的标准存储器片在欧洲共同市场上的最低售价。另外，欧盟委员会还向韩国半导体商采用了反倾销措施。缘由是韩国倾销的芯片价格大大低于欧盟的可接受价格。一九九七年，最低售价又被再次强加到日本以及韩国的一四个半导体芯片制造商身上。二00三年欧盟在断定韩国政府不公平地向芯片厂商现代半导体公司提供补贴后随即抉择向现代半导体公司的内存芯片征收三四.八%的进口关税。
对于我国的启示与我国的对于策措施
从上文中咱们可以看出,不管是美国、欧洲仍是日本、韩国，没有1个国家的政府对于半导体产业的发展采用放任政策，而是通过1系列政策手腕进行扶植。即便是同1国家，政府在半导体工业发展的各个时代都制定了不同的策略。我国的半导体产业整体水平与这些发达国家比较，在出产能力、装备水平、开发手腕、工艺水平、产品技术指标、市场开辟等方面均存在很大差距。中国本土芯片制造企业目前只能知足芯片市场大约二0%的需求量，而其他近八0%的需求都不能不通过进口产品来补充。与此同时，中国所有半导体企业的总销售额仅占世界半导体总销售的一.五%。因此我国应通过鉴戒美国、日本等发达国家和韩国、欧洲的发展经验，并结合中国半导体业现阶段发展示状，明确在半导体领域的定位以及战略，并相应的改良或者调剂该产业的政府管理模式以及政策体系，以更好的增进中国半导体产业的发展，晋升我国半导体产业的国际竞争力。为此，我国政府还应在政策层面长进行进1步的深化改革。
一．中国应采用更为优惠的政策，构成优良的投资环境吸引外资更多投入到中国半导体产业。
美国、日本及韩国都是依托优惠的政策引导投资方向，使大量的资金涌入到半导体高技术领域，以加快产业结构向知识经济转变的步伐。我国目前也采用了1系列优惠性措施，比如二000年国务院颁布的《激励软件产业以及集成电路产业发展的若干政策》中规定，如果投资树立1个半导体产业，国家要跟进投资，如果申请银行贷款，国家将补贴一%到五%的利率。我国应制定比其他国家更具吸引力的政策，从而吸引更多投资以及技术进入这1国家战略产业，例如要学习韩国充沛应用入世三到五年的缓冲期维护幼稚产业的公道办法，对于半导体集成电路产业以及半导体产品在WTO框架内给予更多的优惠激励政策。
二．在短时间内，可以鉴戒走引进、消化、吸收、赶超的门路，重点发展市场需求大的半导体合用技术以及产品，通过技术改造、资本累积以及市场开辟的互动实现半导体产业水平的转动发展。
在引进投资时，要注意选准市场主体产品，引导企业进入高附加值市场。但从长时间来看，咱们应鉴戒日本半导体企业奉行的自行设计、自行出产的原则，树立起设计与出产“1条龙”的行业体系，以官方为主导共同联合出产技术的发展战略，开发更多症结技术，增添具有自主知识产权半导体产品的比例。固然如果大企业技术合作的目标是开发商品，这样做因为利益冲突难获胜利。要学习美国、日本，先合作钻研开发技术，大企业自己再弄商品化，合作开发才可能胜利。除了了大公司间进行技术亲密合作外，还可以参考美国半导体工业主要由技术密集型中小企业形成的特色，踊跃激励国内的民营企业以及民营资本介入到半导体工业相干材料与装备钻研制造上来。这是由芯片制造进程对于装备、材料请求的多样性、繁杂性和产品快速更新的特色所抉择的。
三．良多半导体业内人士1谈及发展半导体的症结因素时，不谋而合的认为是人材。
目前我国发展半导体产业最缺少的就是人材，既包含技术人员，也包含半导体企业有经验的中高阶主管。咱们应学习马来西亚等东南亚国家的发展经验，制订高工资、低（零）个人所患上税的人材吸引政策，吸引海外半导体设计、制造、管理专家来华工作。对于少数高科技设计人员以及工艺技术人员采用高薪聘任，乃至给予更优惠的待遇，比如可持有企业股分等。同时决不可忽视对于技术人材的培育，为基层功课员、技工、工程师提供较好的专业素质培训，这对于1个以出产为导向的半导体企业来讲也是相当首要的。半导体制备技术篇9
摘要：设计了两种不同散热方式的半导体制冷器，实验表明制冷性能良好，为太阳能驱动半导体制冷装置的优化设计提供依据、奠定基础。半导体制冷模块热端采用汽车发动机散热系统标准部件、采取水冷却，能在有限的空间内将高热流密度热量散发出去，有利于提高制冷性能。半导体制冷模块在等功率状态下工作，制冷量为半导体器件最大制冷量的55%；若倾向于获得较大制冷系数，制冷量按最大制冷量的40%进行设计，制冷系数ε达1·65。
关键词：汽车；半导体；制冷
1.引言
由于半导体制冷空调器具有抗振、耐压、无制冷剂泄漏和使用直流电等一系列优点，在多种特殊场合已获得成功应用。这些场合主要要求设备结构简单、高可靠性、无污染、无噪音、长寿命、可精确调节，能源的利用率并不是主要参考因素。半导体制冷用于普通民用空调，存在一系列重要技术问题有待研究，其中制冷效率和能源动力是一个非常值得关注的问题。半导体制冷与太阳能配合，有很好的时间匹配性，而且清洁环保、可再生，太阳能作为制冷能源有很大的优势，本文所要研究的是以太阳能为能源动力的半导体制冷器热端散热问题。传统半导体制冷器有最大制冷系数状态和最大制冷量两种状态。一般这两种状态并不统一，除非特殊应用领域的倾向性设计，一般民用领域应兼顾两者，既应有较好的经济效益又应有较大的制冷量。
2.半导体制冷的基本原理及其过程
半导体制冷器的基本元件是热电偶，热电偶由导体材料制成。一种为电子型（N型）半导体材料，一种为空穴型（P型）半导体材料。两种材料交替排列并用金属片相连，P型半导体靠空穴移动导电，N型半导体靠电子移动导电。当直流电源接通后，电子和空穴在外电场的作用下发生移动。由于空穴和电子在半导体中的势能比它们在金属中的势能大，当它们流过节点的时候会引起能量传递。当载流子从较高势能变为较低势能时，向外界放出热量。相反则吸收外界热量 。于是在两个接头处就会产生温差。若干个这样的热电偶对在电路上串联起来，在传热方面并联就构成一个常见的热电制冷组件（或称热电堆）。借助于热交换器等各种传热元件使热电制冷组件的热端不断散热，并保持一定的温度，把冷端放到工作环境中去吸热，从而达到了制冷的目的。
3、半导体制冷的优点和不足
半导体制冷是靠电子和空穴在运动中直接传递热量来实现的。与压缩机制冷系统相比，没有旋转部件，没有回转效应，没有滑动部件，无需制冷剂，可靠性高，无噪声，无污染，寿命长，安装容易。
半导体制冷器具有两种功能，不仅能制冷，也能加热，制冷效率一般不高，但致热效率很高，永远大于1。因此使用一个器件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。半导体制冷器冷却速度和冷却温度可以通过改变工作电流和工作电压的大小任意调节，启动快，控制灵活，可实现高精度的温度控制。再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。半导体制冷器热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷器就能达到最大温差。如今技术的发展使半导体制冷的优势显现出来。半导体式冷藏车在数十年前还只是一个梦想，现在已完全进入到了实用阶 段 。半导体制冷突出的优势，还在于可实现微小型制冷，功率可做到1 w 以下，且极轻极小（
4、汽车中半导体制冷的应用
4.1 半导体制冷在汽车空调中的应用
电动汽车因其绿色环保、节约能源日益受到各国学术界的关注。纯电动汽车的电能非常宝贵，如果仍然采用燃油车压缩式的空调，能耗高，对车载电源系统提出了新的挑战。采用半导体制冷技术设计冷风系统，既满足了人在车内的舒适性，同时又节能、环保。半导体制冷空调器与压缩式制冷空调器相比，具有以下优点：（1）结构简单，没有机械传动机构，工作时无噪声、无磨损、无震动、寿命长、维修方便，可靠性高；（2）不使用制冷剂，故无泄漏、无污染；（3）直流供电，电流方向转换方便，可冷热两用；（4）重量、尺寸较小，便于安装；（5）热惯性小，负荷可调性强，调节和控制方便；（6）工作状态不受重力场的影响。
在最近研究表明，与太阳能动力结合的半导体制冷空调积极推动新能源汽车的发 展 。如果改变半导体制冷装置的电流方向，可以作为取暖装置，能够用做汽车室内的暖空调，或者用于去除前挡风玻璃的霜冻，提高驾驶员的视觉效果。
4.2 在车载冰箱中的应用
半导体冰箱起源于俄罗斯在航天飞行上对飞行器的冷热需求而做的发明，制冷制热均可。在普遍情况下半导体冰箱制冷其最多能够达到零下5℃，但是其制热温度却能够达到65℃。这个冷热均制的优势使得半导体冰箱能够为长途开车的人带来极大的便利。用于出门旅游及野餐，可以充分发挥其轻便的优点。
4.3 汽车电子设备的散热
现代汽车随着电子技术及各类型车用电子装置的组装技术发展，成为了具有高度整合性的电子系统。目前汽车电子设备中所使用的功率元件，在经过一段长时间进行通电，导致设备内部或机壳的温度有可能会超过100℃，大大地增加车用电子设备的故障概率。因此采用半导体冷却系统可以使它们维持低温或恒温的工作条件。例如：对车内大规模集成电路、光敏器件、功率器件、高频晶体管等电子元器件的冷却或恒温。在现在汽车高精尖科技领域内，常对各种电子元器件的温度性能要求很高，半导体制冷其温控精度高的特点正可以满足其要求。（作者单位：江苏省精创电气股份有限公司）
参考文献
[1]徐胜德.半导体制冷与应用技术[M].上海：上海交通大学出版社.1992半导体制备技术篇10
信息产业的技术基础
信息产业的发展和其它产业的发展一样，都取决于科学技术的发展水平。世界科学技术 发展的历史表明，每一次产业革命，都是以物质机器的发明为基础的。第一次产业革命的物 质机器是蒸汽机；使人类进入了工业时代；第二次产业革命的物质机器是以微电子技术为基 础的计算机，使人类进入了信息时代。从机器发展的角度来看，今天人类已经从物理机器的 时代，走到了信息机器，也就是计算机的时代。从科学发展的角度来看，人类已经从物质科 学时代进入到了信息科学的时代。信息论，控制论，系统论等可以归入理论信息科学的范畴 ；计算机技术，通讯技术，控制技术等则可以归入技术信息科学的范畴。
我国信息产业的发展现状是：我们可以研制出很高性能的计算机及通讯与家电设备，就 是缺少核心的东西，国产的“?quot;片；我们可以研制出各种绘图机，缺少的也是核心的东西 ，国产的喷墨“头"；我们可以研制出多种多样的嵌入式遥感系统，缺少的也是核心的东西 ，高性能的国产传感“器"。归根到底，我国的信息产业的发展，与国外的相比，不足的根 源就是微电子技术的差距太大。
信息产业的物质机器计算机是由硬件与软件两部分组成的，而软件是在硬件的限制下发 展的，即硬件的水平将决定软件所能达到的水平。特别是现在，科学工作者正在把生命作为 一种智能计算机来理解的时候，第三次产业革命的物质机器，估计将是全面具有类人智能的 计算机。它不仅在计算速度上将达到并超过人脑的两亿亿次计算速度，而且还具有类似人脑 那样的智能以及类似五官系统的“眼，耳，鼻，舌，身"等。这些能不能仅仅通过常说的计 算智能（ComputationalIntelligence）的形式体系，也就是基于连接机制和基于进化机制 的人工智能形式体系就能解决，还很不清楚。不过，由于人脑的基本成份的95％是水，人体 的主要元素是氢，氧，碳，氮，钙和一些盐类，再加一些微量元素，如铁，镁等。能听说读 写，会感知世界与改造世界的人就是由这些基本元素的原子级的巧妙构造而来的，人们正在 从纳米技术，生物技术，MEMS技术与机器人技术等多方面进行探索，希望能从原子和分子级 的设计上来实现第三次产业革命，使人类进入智能时代。
微电子技术是无法回避的
作为现代信息产业技术基础的微电子技术包括芯片制造技术与设计技术，主要体现在加 工设备，加工工艺，封装测试，批量生产以及设计创新的能力上。加工设备的能力可以从硅 园片的尺寸大小与硅芯片的特征线宽水平来衡量。目前，芯片加工设备正在从200毫米硅园 片加工设备向300毫米硅园片加工设备过渡。从芯片特征线宽来看，目前,0.18－0.25μm芯 片已进入批量生产阶段，估计2002年将达到0.13μm，半导体设备厂商正在积极进行努力， 研发100nm技术的加工设备。芯片厂商不仅在继续缩小芯片的特征线宽，以提高单功能芯片 的集成度；而且已能开发能在一块芯片上集成多种功能的加工工艺，将应用系统集成在一块 芯片上而成为系统芯片（SOC）。要发展我国的信息产业，有关微电子技术的这些问题都是 要尽快解决才行的。
为了迎接下一次产业革命，人们也早已在加速改进为实现纳米技术目标所需的工具。19 81年IBM公司发明了“扫描探测显微镜"（SPM），使技术人员能够通过一个超级尖端来施加 电压，从而移动原子。“原子力显微镜"也是由IBM公司开发的，它能够生成单个原子的表面 状态图像，科学家们因而可以获得有关物质如何运动和在原子及分子水平上相互作用的新知 识，这意味着他们现在能够把不同的分子彼此连接起来。由于纳米技术是在原子与分子级上 进行设计来实现人们所希望的类生物的智能产品，人们预计它将使人类从信息时代进入智能 时代。由于第三次产业革命的科学技术：光电子学，纳电子学，分子电子学和量子信息等， 都需要采取由微电子产业发展起来的半导体微加工工艺技术，微电子技术不仅是信息产业革 命的需要，也是下一次智能产业革命的需要，所以发展微电子技术是无法回避的。
自主芯片设计是无法回避的
近些年来，由于芯片的集成度已经上升到硅衬底能代替印制板（PCB），过去用若干物 理组件在PCB上实现的复杂的电子系统，现在已能用若干IP（IntellectualProperty）核在 硅衬底上实现，微电子技术已经从VLSI走向系统芯片SOC（SystemonChip）的新阶段。由于P CB系统的设计与验证主要是PCB上的物理组件之间的相互作用，而不是物理组件本身的设计 与验证。物理组件一般是只能选用而不能修改的；如果没有合适的物理组件可用来实现系统 的功能时，则就要进行相应物理组件的ASIC或FPGA设计。对SOC来说，由于组成它的IP核具 有可修改性，在当前的SOC设计中，利用了IP核的可修改性带来的灵活性。但IP核的这个与 物理组件在应用上的差别，不仅带来了SOC设计与验证的复杂性，而且也形成了提高SOC设计 效率的障碍。那么，能不能使SOC的设计与PCB系统的设计类似，只有IP核的合并与互连布图 验证呢？在SOC设计中要实现PCB系统设计中物理组件只能选用不能修改的原则，也就是相当 于要将IP核设计成一种只需选用不需修改的可重用IP核。像PCB系统通过物理组件的积累形 成物理组件库那样，对于SOC也要通过IP核的积累形成IP核库。顺便指出，IP核是可以参数 化的，利用这一点，可以提高它的派生能力。还有，总线是PCB系统通信的主要结构，在SOC 中也需要采用这样的技术。总之，要参照PCB系统的设计策略，就是要像物理组件的设计与P CB系统的设计能分开进行那样，按照即插即用的SOC设计目标，IP核的设计与SOC的设计也应 该是能分开进行的。实现的关键就是如何能建立一些不需修改就能重用的IP核？以及如何使 这些IP核适合应用领域的要求，能构成优化的SOC产品？换句话说，为了充分利用设计重用 的好处，必须考虑两个方面：一是可重用构件的设计；二是重用已有构件的新系统的设计。
现在国内已经有用国外的IP核进行SOC芯片设计的，如果总是这样作，我们的SOC芯片设 计就要受制于别人的IP核；就相当于现在总是用国外的芯片进行计算机设计，受制于别人的 芯片一样，会防碍我国信息产业的发展。所以，自主设计芯片是无法回避的。
四大竞争需要大联合