主题：【原创】谈谈中国的集成电路产业——历史变迁和产业概述 -- cmosplay

以前胡说八道惯了，第一次在河里发表严谨的工程方面的话题，还真的挺不适应，限于水平，说详细了太枯燥，说简单了没信息，不知道该怎么把握有趣有益之间的平衡。下面讲讲芯片设计和加工。集成电路一般都被分为数字电路、模拟电路和射频电路三种。现在设计电路都依赖自动化软件。

数字电路的定义是用数字信号（只有两种状态：0和1，对信号幅度不太敏感）完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路，其典型就是CPU了，一块片子上集成的晶体管数量是以亿为单位的。设计数字电路一般是编写代码，定义出电路要执行的逻辑运算，然后让自动化软件生成芯片版图，软件仿真达标并优化后拿去加工、测试。如果要设计高性能电路，挖掘工艺极限，就会遇到很多非理想的问题，需要水平。

模拟电路和射频电路代表是放大器、振荡器、混频器等，以手机为代表的无线通信系统里面它们是主角，组成了射频接收机和发射机的主体。它们处理的不是简单的0和1，而是具体而微的信号波形和频谱。因此集成度不高，设计困难，二者互为因果。一直以来有一个趋势就是把整个系统集成在一块芯片上，称为SoC（System on Chip），但做起来很困难。模拟电路和射频电路设计时一般需要在设计软件里先完成原理图仿真，再手工绘制版图做后仿真，达标后把版图发给生产线加工，之后测试。

另外，电路设计软件目前基本依赖进口，比如安捷伦公司的ADS等软件一套都要几千万美元，国内没有讨价还价的能力。

再谈谈工业生产线。抛光过的晶圆第一步要进行外延生长，有液态、气相和分子束等手段，在晶圆表面生长一层工艺规定的半导体材料。再制造掩膜版，就是涂着特定图形的铬薄层的石英玻璃，芯片有多层材料，也就需要多层掩膜，有图案发生器、X射线、分子束等方法。下面是光刻，在晶圆表面覆盖光刻胶，可见光、紫外线、X射线或电子束透过掩膜版照射，光刻胶曝光后化学性质发生变化，就可以在晶圆上生产版图所需的图案。下面还需要在版图规定的特定区域内做掺杂、氧化、淀积与刻蚀，其中掺杂有热扩散和离子注入等方法，都做完后就可以测试、切割和封装了。以上每一个步骤都需要非常精密的机器设备，合起来就是集成电路生产线。死贵死贵的东西，都是多少亿美元一条，不知道得出口多少件衬衫了。

国内的生产线主要是两块，一块在台湾省，代表就是台积电，一块在大陆，代表是中芯国际。说说区别吧，简单说就是台积电做得比中芯国际好，当然价格也贵好多。生产线是非常精密的设备，不是闭着眼睛就能操作的，芯片加工的良率我就不提了，单说电路模型问题。

设计人员在软件仿真时，需要使用生产线提供的单元模型库，生产线为每个器件单元建立相应的电路模型，用于软件仿真。台积电对生产线研究的透彻，模型比较准确，生产线运行也稳定，所以仿真结果和加工测试结果差距不太大。中芯国际的模型不太准，生产线上的操作估计也不太完美，所以就算设计时仿真结果是好的，加工出来测试时还是比较没谱的。

国外的情况比较清楚，比大陆领先，现在充斥在市场上的大部分芯片都来自国外，花巨资建立的生产线很多时候都是在给国外厂商打工，挣点辛苦钱。现在一年进口集成电路的花费超过1500亿美元，比用来进口原油的金额多几百亿美元。

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• 不错，ARM这种模式以及其它经营模式以后会越来越多