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半导体制造业的发展趋势
半导体是所有电子装置的基础。制造工艺和材料的发展推动了电路密度的 提高，从而使芯片速度更高、面积更小、成本更低。今天，整块半导体可能不 到第一枚硅晶体管的1/5。2000年8月推出的英特尔奔4处理器含4200万个 晶体管，Nvidia的GeForce ，比20世纪 70年代初英特尔的第一个处理器进步了一大块，当时的 4004大约含2300个 晶体管。
半导体加工工艺由许多复杂工序组成。半导体公司拥有各个领域的专家， 包括冶金学家、化学家、物理学家和工程师。整个工艺一般为 1〜3个月，涉
及晶片加工和测试，芯片封装以及最终测试。鉴于研制周期和批量加工性质， 成本一般取决于每批启动的晶片数量和产品加工的成品率。
除了工艺技术外，半导体制造中的其他关键因素包括晶片尺寸和线宽。线 宽越小，速度越快。每一块晶片要容纳无数个半导体芯片。许多新的加工厂目 前都采用8英寸晶片，但行业发展趋势是12英寸或300毫米晶片。据SEMI 分析，半导体行业大约需要30〜40个生产300毫米晶片的工厂。尽管向12 英寸晶片发展要求巨额设备投资，但这将有助于降低成本，因为 300毫米晶片
。2001年3月，英特尔推出了其第一个全 功能300毫米晶片，。每一块晶片上的芯片增加 240% , 每一个芯片成本下降30%、水电成本下降40% 0
（一）设计和加工
半导体的设计越来越复杂，每块电路的设计工作量不断增加。芯片设计采
用自动化工具如CAD程序和EDA （电子设计自动化）。芯片的大部分功能和 成本在设计阶段决定。设计能力曾阻碍了半导体的发展，但目前最终设计的测 试能力成为主要瓶颈。应对这一危机的领先 EDA工具销售商包括Cadence Desigh Systems、Synopsys 和 Mentor。
作为一般规律，设计对资本要求不高，但需要大量人才，而制造要求大量 资本，但不要太多人才。晶片加工工艺极其复杂，设备和工具投资要几十亿美 元。因此进入壁垒很高。领先晶片加工商包括英特尔、东芝、日立、三星、Micron 以及纯委托加工厂如中国台湾的 TSMC和UMC。
晶片加工前道工序包括取向生长、光致抗蚀和光刻工艺、酸蚀、脱模、离 子植入/扩散、CMP等。由于线宽越来越小，需要专门的激光装置进行深度紫 外线（DUV）光蚀。止匕外，掩模的价格也越来越高。 TSMC称，2002年1月
65万美元。 设计的掩模大约每套为150万〜200万美元。
后道工序包括测试、组装和封装。随着先进的封装技术如在GHz范围内有 2000多个插脚和输入输出的倒装BGA的出现，封装设计成为一大问题。
Synopsys VP的一位资深人员指出，有可能出现“ 美元的加也 50美元
封装”的情况。此外，随着半导体产品的复杂性不断提高，日益上升的测试成 本成为行业的一大忧虑。有人提出，今后 10年测试成本将超过加工成本。LST
Logic认为不会发生这种情况，因为半导体行业将开始用测试器进行测试，并 将其放在芯片上。
作为自然发展，行业一体化瓦解，封装功能更多地向远东低成本地区外包。 领先 IC 封装公司