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    上干貨|一文讀懂半導體產業鏈

    發布時間:2022-8-12 17:06:26      點擊次數:49

    一、半導體產業鏈簡介

    1、半導體行業上游為半導體支撐業,包括半導體材料和半導體設備。

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    2.半導體行業中游按照制造技術分為分立器件、集成電路、光電器件、傳感器。

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    3.半導體行業下游主要為半導體應用,例如PC、醫療、電子、通信、物聯網、信息安全、汽車、新能源、工業等。

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    二、半導體產業鏈上游簡介

    半導體行業上游包括半導體材料和半導體設備。

    1.半導體材料

    在半導體行業當中,半導體材料是此行業的支撐業。半導體材料是指導電率介于金屬和絕緣體之間材料。半導體材料的電阻率在1mΩ?cm~1GΩ?cm之間,一般情況下其電導率隨溫度的升高而增大。半導體材料是制作晶體管、集成電路、光半導體器件的重要材料。

    按照化學組成不同,半導體材料可以分為元素半導體和化合物半導體兩大類。在半導體發展過程中,一般分類:

    第一代半導體材料:硅、鍺元素半導體材料。

    第二代半導體材料:砷化鎵(GaAs)、銻化銦(InSb)等化合物半導體材料;三元化合物半導體,如GaAsAl、GaAsP;還有一些固溶體半導體,如Ge-Si、GaAs-GaP;玻璃半導體(又稱非晶態半導體),如非晶硅、玻璃態氧化物半導體;有機半導體,如酞菁、酞菁銅、聚丙烯腈等。

    第三代半導體材料:主要以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁(AlN)為代表的寬禁帶半導體材料。

    由于產工藝成熟及生產成本低,硅仍然是半導體材料的主體。95%以上的的半導體的半導體器件和99%以上的集成電路是用硅材料制作的。以硅材料為主體,GaAs半導體材料及新一代寬禁帶半導體材料共同發展將成為未來半導體材料業發展的主流。

    2.半導體生產設備

    半導體設備作為半導體產業鏈的支撐行業,主要應用于IC制造、IC封測。其中,IC制造包括晶圓制造和晶圓加工設備;IC封測主要用封測產進行采購,包括揀選、測試、貼片、鍵合等環節。目前,中國半導體設備國產化低于20%,國內市場被國外巨頭壟斷。

    三、半導體行業中游簡介

    半導體主要有兩類產品,分別是集成電路、分立器件。規模最大的是集成電路,而集成電路作為半導體產業的核心,市場份額達80%以上。

    (一)分立器件

    分立器件產業是半導體行業的一個分支,但也極其重要。半導體分立器件是指具有固定單一特性和功能,并且其本身在功能上不能再細分的半導體器件,如晶體管、二極管、電阻、電容、電感等。

    半導體分立器件行業上游為分立器件芯片及銅材等,下游覆蓋傳統4C產業(通信、計算機、消費半導體、汽車半導體)以及智能電網、光伏、LED照明等新興應用領域。其中,分立器件芯片是制造半導體分立器件產品的主要原材料,約占產品成本的50%左右。半導體分立器件的直接下游企業包括汽車半導體、電源電器、儀器儀表等生產廠家,并通過該等直接客戶與汽車、計算機、家用電器等眾多最終消費品配套。

    (二)集成電路

    集成電路是利用半導體工藝或厚膜、薄膜工藝,將電阻、電容、二極管、雙極型三極管等半導體元器件按照設計要求連接起來,制作在同一硅片上,成為具有特定功能的電路。它實現了材料、元器件、電路的三位一體,與分立器件組成的電路相比,具有體積小、功耗低、性能好、可靠性高及成本低等特點。

    集成電路產業可以分為IC設計、IC制造和IC封裝測試,其中:IC設計指根據市場需求,確定IC產品的設計要求,并將抽象的產品設計要求轉化成特定的元器件組合,最終在芯片上予以實現的過程;IC制造指根據設計要求制作芯片的過程;IC封裝測試是將芯片裝入特定的管殼或用材料將其包裹起來,保護芯片免受外界影響。  

    1.芯片設計

    芯片設計的本質是將具體的產品功能、性能等產品要求轉化為物理層面的電路設計版圖,并且通過制造環節最終實現產品化。設計環節包括結構設計、邏輯設計、電路設計以及物理設計,設計過程環環相扣、技術和工藝復雜。

    2.晶圓制造

    晶圓制造是半導體產業鏈的核心環節之一。晶圓制造是根據設計出的電路版圖,通過爐管、濕刻、淀積、光刻、干刻、注入、退火等不同工藝流程在半導體晶圓基板上形成元器件和互聯線,最終輸出能夠完成功能及性能實現的晶圓片。晶圓制造產業屬于典型的資本和技術密集型產業。

    3.封裝測試

    半導體封裝測試是半導體制造的后道工序,封測主要工序是將芯片封裝在獨立元件中,以增加防護并提供芯片和PCB之間的互聯,同時通過檢測保證其電路和邏輯暢通,符合設計標準。在半導體產業鏈中,傳統封裝測試的技術壁壘相對較低,人力成本較為密集。未來隨著物聯網、智能終端等新興領域的迅猛發展,先進封裝產品的市場需求明顯增強。

    四、半導體行業下游簡介

    半導體行業下游主要為半導體應用,例如PC、醫療、電子、通信、物聯網、信息安全、汽車、新能源、工業等。

    1.電子計算機

    近幾年隨著電子行業的崛起,智能手機、平板電腦、汽車電子、工業控制、儀器儀表以及智能家居等物聯網的飛速發展,半導體已在全球市場占據領先地位,同時各類集成電路產品需求不斷增長。

    2.新能源:光伏組件

    半導體材料光生伏特效應是太陽能電池運行的基本原理。現階段半導體材料的光伏應用已經成為一大熱門,是目前世界上增長最快、發展最好的清潔能源市場。根據應用的半導體材料的不同,太陽能電池分為晶體硅太陽能電池、薄膜電池以及III-V族化合物電池。

    3.LED照明

    LED是建立在半導體晶體管上的半導體發光二極管,采用LED技術半導體光源體積小,可以實現平面封裝,因其工作時發熱量低、節能高效,產品壽命長、反應速度快,而且綠色環保無污染,還能開發成輕薄短小的產品,成為新一代的優質照明光源,目前已經廣泛的運用在我們的生活中。如交通指示燈、電子產品的背光源、城市夜景美化光源、室內照明等各個領域。 

    來源:雪球

    作者:-白馬先生-

    著作權歸作者所有。


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