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全球半導體產業(yè)陷入混亂牽起各國爭霸雄心
發(fā)布日期:2023-07-26 閱讀次數(shù):

  隨著中國對鎵和鍺的管控措施的出臺,全球半導體產業(yè)陷入了動蕩之中。然而,混亂中蘊藏著機遇。歐盟意識到了這一點,并以驚人的高票通過了價值430億歐元的芯片法案。這一舉動旨在減少對美國的依賴,提高歐洲芯片產能,實現(xiàn)全球20%的生產規(guī)模。

  長期以來,歐洲一直在半導體技術方面擁有雄厚的底蘊。然而,由于受到打壓,完整的產業(yè)鏈一直無法正常運轉。中國的介入給了歐盟希望的曙光。歐洲決定不再當墻頭草,選擇徹底反水,這將不僅讓歐洲擺脫美國的霸權主義,也將為全球帶來更加公平和平衡的競爭環(huán)境。

  歐洲的反攻之路并非易事,但它具備獨特的優(yōu)勢。歐洲擁有世界一流的科研機構和人才儲備,這為技術創(chuàng)新提供了強大基礎。芯片法案的通過將投入大量資金用于提高現(xiàn)有設備的芯片產能,這將為歐洲創(chuàng)造更多的機會和競爭力。

  歐洲的養(yǎng)生之道是通過擺脫對美國的依賴,實現(xiàn)自主可控。這一舉措將在全球半導體市場掀起一場革命,加速技術進步的步伐。

  芯片已經滲透到各行各業(yè),占據著舉足輕重的地位??v觀全球芯片戰(zhàn)局,國際半導體產業(yè)之間的競爭日趨白熱化,保障自身產業(yè)安全及供應鏈穩(wěn)定發(fā)展成為各方的目標。

  在此之下,近些年,除了印度,美國、歐盟、日本、韓國等其他方紛紛將芯片產業(yè)列為國家戰(zhàn)略發(fā)展目標,并推出扶持方策。

  今年3月中旬,韓國總統(tǒng)尹錫悅向外表示擬4220億美元投向芯片和電動汽車等關鍵領域,包括計劃建立芯片制造廠中心。3月30日,韓國國會通過了“韓版芯片法案”——《K-Chips法案》,通過給企業(yè)稅收優(yōu)惠來刺激投資,以提振韓國本土的芯片產業(yè)。

  根據《特別稅收限制法》修正案,韓國將上調投資于半導體、蓄電池、疫苗和顯示器等國家戰(zhàn)略產業(yè)的大公司的稅收抵免,從目前的8%提高到15%;而中小企業(yè)的稅收抵免優(yōu)惠將從目前的16%提高到25%。

  此外,今年5月,韓國科學技術信息通信部在發(fā)布的芯片發(fā)展十年藍圖中提出,未來10年確保在半導體存儲器和晶圓代工方面實現(xiàn)超級差距,在系統(tǒng)半導體領域拉開新差距的目標。

  日本一直為重振半導體產業(yè)的目標而奮斗,今年6月6日,日本正式修訂了“半導體和數(shù)字產業(yè)戰(zhàn)略”。根據這份修訂后的戰(zhàn)略,要求到2030年日本國內生產的半導體的銷售額達到15萬億日元(合1080億美元),這一戰(zhàn)略旨在強調半導體芯片在其經濟安全政策中的核心地位。

  日本表示計劃提供高達4760億日元的補貼,支持臺積電在日本南部熊本縣建設新晶圓代工廠;提供3300億日元的財政支持Rapidus,該公司計劃2027年量產2納米以下制程的專用半導體,用于超級計算機、自動駕駛、人工智能、智慧城市等特定領域;提供高達929億日元的補貼給鎧俠與西部數(shù)據合作的NAND Flash工廠,該工廠位于日本中部三重市;同時,日本還計劃為佳能制造設備廠提供最多111億日元資金補貼。

  為了達成目標,印度推出多項加強半導體產業(yè)發(fā)展的支持政策,并希望鼓勵本土和吸引外國企業(yè)在印度設立半導體工廠,并發(fā)展相關產業(yè)。

  2021年,印度擬使用7600億盧比(約660.13億元人民幣)打造一項半導體激勵計劃,該計劃將為半導體、顯示器制造及設計業(yè)提供具有“全球競爭力”的激勵方案,開創(chuàng)印度電子制造業(yè)的“新時代”。同時,該計劃將推動建立一個完整的半導體生態(tài)系統(tǒng),包括設計、制造、包裝和測試等環(huán)節(jié)。

  同年,印度啟動“印度半導體任務”,從國家層面統(tǒng)籌半導體行業(yè)政策制定和執(zhí)行。

  目前來看,印度的“群友”還有美光科技、應用材料、新加坡投資集團IGSS等國際友商。美光科技計劃在印度古吉拉特邦投資8.25億美元建造一座新的芯片組裝和測試工廠,該廠將是該公司在印度成立的首家工廠。新工廠將專注于DRAM和NAND產品的組裝和測試制造,以滿足國內和國際市場的需求。

  應用材料將在印度投資4億美元設立新的研發(fā)中心。未來4年該公司將投資4億美元在印度班加羅爾附近設立新的工程中心,未來可能支持超過20億美元的計劃投資,并創(chuàng)造500個新的高級工程就業(yè)機會。

  從整個產業(yè)鏈結構來看,半導體上游包含半導體設備及零部件、半導體材料等支撐性產業(yè),中游包括芯片設計、制造和封測三大環(huán)節(jié),下游包含消費電子、通訊、人工智能、新能源、數(shù)據中心、物聯(lián)網等多種應用領域。

  就半導體產品生產而言主要分為:前端設計、后端制造、 封裝測試,最后投向消費市場。不同的廠商負責不同的階段,環(huán)環(huán)相扣,最終將芯片集成到產品里,銷售到用戶手中。

  前端設計是整個芯片流程的“靈魂”,從承接客戶需求開始,到規(guī)格、系統(tǒng)架構設計、方案設計,再到編程、軟件測試、提交網表做芯片布局圖,最終輸出圖樣交給晶圓代工做加工。由于不同的工藝,代工廠提供的工藝lib庫不同,負責前端設計的工程師要提前差不多半年,開始熟悉工藝庫,嘗試不同的布局設計,才能輸出代工廠想要的圖樣。

  后端制造是整個芯片流程的“根本”,拿到圖樣以后,像臺積電,就是晶圓代工廠商,開始光刻流程,一層層光刻,最終加工成芯片裸晶粒。

  封裝測試是整個芯片流程的“尾巴”,晶圓生產廠加工好的芯片是一顆顆裸晶粒,外面沒有任何包裝。從晶圓圖片,就可以看到一個圓圓的金光閃閃的東西,上面橫七豎八的劃了很多線,切出了很多小方塊,那個就是裸晶粒。

  裸晶粒是不能集成到手機里的,需要外面加封裝,用金線把芯片和PCB板連接起來,這樣芯片才能真正的工作。

  一類是前面說到的IDM,即集成器件制造商:他們不僅設計和銷售微芯片,也運營自己的晶圓生產線。如:Intel、SAMSUNG ( 三星 ) 、東芝、ST( 意法半導體 ) 、Infineon ( 英飛凌 ) 和 NXP( 恩智浦半導體 ) 。

  另一類就是Fabless,即無晶圓廠供應商:這類公司自己開發(fā)和銷售半導體器件,但把芯片轉包給獨立的晶圓代工廠生產。如:VBsemi(微碧)、Altera(FPL),愛特(FPL) ,博通(網路器件),CirrusLogicCrystal(音頻,視頻芯片),萊迪思(FPL),英偉達(FPL),PMC-Sierra(網路器件),高通(CDMA無線通信 ),鐵電(不揮發(fā)性存儲器),Sun公司(UltraSPARC處理器),賽靈思(FPL) , 華為海思、展訊、MTK ( 臺灣聯(lián)發(fā)科 )。

  還有晶圓代工廠Foundry :他們有自己的晶圓生產線,為其他公司提供制造服務的公司。如:TSMC( 臺積電 ) ,聯(lián)華電子。

  而虛擬元件供應商只開發(fā)綜合包并把它們授權給其他公司集成到IC里。如:ARM,Sci-worx和新思科技。

  隨著人工智能、大數(shù)據、云計算、物聯(lián)網、汽車電子及消費電子等半導體下游需求領域的快速發(fā)展,全球半導體行業(yè)景氣度回升,2021年市場規(guī)模出現(xiàn)近年來最大增長。數(shù)據顯示,2021年全球半導體行業(yè)銷售額達5559億美元,同比2020年增長26.2%。

  2021 年美洲市場的銷售額增幅最大,美洲市場半導體銷售增漲27.4%。中國仍然是最大的半導體單個市場,2021 年銷售額總計 1925 億美元,同比增長 27.1%。歐洲市場半導體銷售增漲27.3%,亞太地區(qū)/所有其他地區(qū)銷售增漲25.9%,日本市場銷售增漲19.8%。

  自發(fā)展以來,全球半導體產業(yè)格局在不斷發(fā)生變化。當前,全球半導體產業(yè)正在經歷第三次產能轉移,行業(yè)需求中心和產能中心逐步向中國大陸轉移。