集成电路技术的发展探讨

宋开峰

摘要：中国电子技术的研发不断出现新成果并在行业领域中普遍应用，推动中国的集成电路市场规模化发展。集成电路是微型电子器件中的重要组成部分，中国要更快更好地发展集成电路产业，就要针对相关设备市场进行分析，并将有效发展战略制定出来。本论文针对集成电路关键设备市场进行分析并提出发展战略。

关键词：集成电路；市场分析；发展探讨

引言：

集成电路（IC；全称：integratedcircuit）属于是微型的电子部件。在电路的集成上所采用的具有一定工艺水准的微型元器件，包括电阻、电感、晶体管以及电容等等，都通过电路连接起来，制作成为半导体晶片而在管壳中封装起来。采用这种方式所构成的微型结构能够更好地满足集成电路所需要的各种功能，特别是已经构建为一个整体的元件，使得所有的电路功能得以综合发挥，且保持了各个元器件的兼容性。集成电路的应用，实现了电子元件的低能耗、高可靠性，而且原件微型化设计、智能化发展，从而为集成电路的运行提供了安全保障。

一、中国集成电路的测试技术现状

中国的集成电路生产呈现出产业化发展态势，并通过不断引进高端技术而使得集成电路从研发到设计到生产都实现了创新。伴随着市场需求量的增加，中国在集成电路的设计和制造上都逐步接近国际水平。特别是集成电路的测试技术，已经被一些国外的生产线所应用，使得集成电路产业产生了集聚效应。

但是，从芯片技术的发展速度来看，集成电路产业的技术创新力度还是远远不够的，甚至存在着产业发展难以满足市场需求的问题，政策环境的支持力度明显不够。虽然集成电路生产已经形成了产业链，但是产业链的各个环节之间由于协同性不够而使得一些问题凸显出来，导致中国的集成电路产业在发展的进程中遭到了瓶颈。

中国的集成电路市场是非常庞大的，潜在的市场还有待于进一步开发，这就给其他国家的同行业提供了新的发展空间，也迎来了新的发展机遇，而对于中国的集成电路产业而言，面临着其他国家同行业的强大冲击力，就需要走在面临挑战的同时，将自身所具备的各方面优势充分地发挥出来了，并为企业自身的发展塑造良好的环境，在激发企业活力的同时，还要以企业的创造力为获得更大的市场份额的动力，以为企业的未来发展奠定良好的基础，使得集成电路产业呈现出跨越式发展的态势。

二、集成电路测试技术的发展策略

1、注重集成电路测试技术的低成本发展

中国的集成电路市场依然是以低端消费为主，无论是音频处理器的集成电路，还是电源管理的集成电路，其芯片都属于是低价位，因此而需要采用低成本的测试技术才能够满足企业的需求。这就意味着企业要对所生产的集成电路进行检测，就要选择经济实惠的测试系统。

根据IntelCorporation的预测，电子产业的未来发展将是晶体管的资本投入要远远地低于测试技术所投入的资本。随着硅成本的下降，测试成本如果没有下调的趋势，就意味着测试技术所投入的资金有所提升。从测试速度来看，往往是接受测试的芯片的速度要快于设备的测试速度。这就说明，测试设备的应用技术远远之后与接受测试的芯片的发展速度。此外，芯片的制造过程中所投入的资本要明显低于测试成本。当IntelCorporation将这一预测提出来之后，就会在一定程度上对芯片测试技术的未来发展起到推动作用。对于中国的电子产业而言，随着集成电路技术的发展，测试技术也会相应地推动而呈现出新的发展气象。

2、注重集成电路的高端测试技术发展

中国的半导体技术在近年来呈现出突飞猛进的发展，在电子产品中占有更大的比重。半导体技术的产值也明显增加。但是，所有电子产品的芯片都要经过测试合格后才能够批量生产并在投入到电子应用领域中。所以，测试技术要从市场需求的导向出发不断地研发，实现技术上的创新。针对于目前的测试技术无法满足集成电路芯片测试的问题，就需要构建新的检测系统对芯片进行检测，这就需要研发出能够满足现行芯片测试要求的测试设备。因此，对发高端的测试系统进行研究开发是非常必要的，要力求尽快步入中国继承电路设计的前沿，更好地位芯片测试提供服务。

三、集成电路设计的发展

在集成电路发展的同时,集成电路的设计也走过了3个时期。

1、20世纪60-70年代的初级集成电路硬件设计时期

集成电路设计的初级阶段是针对SSI/MSI的,可设计各种逻辑门、触发器、计数器、寄存器和编译码器等,集成电路的集成度为几百门。将这些集成电路设计成标准元件,再由系统设计师将其做成板级系统,而后在整机上联调由印刷电路板组装的电子系统,这个阶段能设计的系统整机不超过一万门,板级系统约一千门。

2、20世纪70-80年代的集成电路的软件编程设计时期

随着集成电路工艺的发展,在一个芯片上集成上百万只晶体管已经成为可能。这一阶段的集成电路设计主要是微处理器、随机存储器和只读存储器。微处理器的出现方便了专用电子系统的开发,用户通过编程可以在微处理器上实现各种专用电子系统。系统设计师将微处理器、外围电路和存储器组装在PCB板上,使用由汇编语言或高级语言编制的程序区调试系统,而后由专业的厂家制作供用户开发的单板机和开发系统。

3、20世纪80-90年代的专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit,ASIC)和系统集成设计时期

1986年底,集成电路厂家已经能够提供深亚微米工艺和单片集成一万门的设计和制造能力,使系统工程师能够将他们想设计的电路直接设计在自己的专用芯片上,他们借助于电子产品自动化设计工具,利用集成电路厂家提供的设计库,完成万门和数十万门ASIC和集成系统的设计和验证。然后,按照标准格式和测试要求,与集成电路制造厂家交接电路设计结果。

三、电子设计自动化技术的发展

集成电路制造业的飞速发展对集成电路的设计方法和工具提出了巨大的挑战。集成电路工艺技术以每三年翻一番的速度向前发展,集成电路设计技术要适应工艺的发展,就必须有相应的增长速度。

以计算机科学和微电子技术为先导的电子设计自动化技术(ElectronicsDesignAutomation,EDA)是汇集计算机应用科学、微电子结构与工艺技术,以及电子系统学科最新成果的先进计算机辅助设计技术。电子设计自动化做为一个新兴产业也经历了三代发展。

20世纪70年代,在集成电路产业发展初期,集成电路设计附属于半导体工业加工。集成电路设计的内容包括电路模拟和版图的设计论证,使用的工具是SPICE和第一代ICCAD系统。第一代的ICCAD系统为集成电路设计师提供方便的版图编辑、设计验证和数据转换等功能。

20世纪80年代,MOD工艺发展迅速,一跃成为制作集成电路的主体工艺。这一时期,EDA技术进入了第二代,推出了以原理图为基础的EDA系统,主要是以仿真(逻辑模拟、时序分析和故障分析仿真)和自动布局布线为核心的EDA工具。第二代ICCAD工具和系统为集成电路设计与整机设计、集成电路设计与工艺加工建立联系提供了手段和条件。

20世纪90年代后,EDA技术开始全面支持电子系统设计自动化(ElectronicsSystemDesignAutomation,ESDA)。ESDA的核心是设计前期过程中原来由设计师从事的高层次设计工作由设计工具完成。EDA技术的第三次突破的标志是在用户和设计者之间开发了一种虚拟的设计环境。用户将为他想设计的电子产品选择一个虚拟的原型,然后设计师去确认一种满足用户要求的实现方式。

参考文献：

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[3]马飞.先进工艺下集成电路的静电放电防护设计及其可靠性研究[D].杭州：浙江大学，2014.

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