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
今天是下河一周年的日子，现在积分超过3万，已经是从二品了。下河一年，学习了不少，总觉得虽然才疏学浅，也还是应该对河里有所贡献，所以开个帖子，写一写中国的集成电路产业。我尽量把我了解的东西和平时的想法都写出来。
集成电路（Integranted Circuit，简称IC）产业，就是传说中把黄沙变成黄金的高科技产业，应用于各行各业，尤其是信息技术、计算机、和互联网产业，中国要实现产业升级，离不开强大的集成电路产业。
曾经，中国采取赶超战略，大力投资高科技，上世纪八十年代初，中国的集成电路技术搞得还是不错的，处理器、存储器等方面都有一些国际先进水平的成果。可惜八十年代中期，随着科学的春天到来，高科技领域的科研项目很多都被砍掉了，原本投入到科学研究中，为后人打造金饭碗的资源被挪作它用，充满生机的集成电路产业夭折了。芯片挂了，计算机产业自然也就跟着黄了，只能搞一些无心的计算机。一说到这个事，难免就要发几句牢骚，但是发牢骚也没啥用，我们也没道理一定要前人把道路都铺平给我们走。认了就是了，总要有人去做披荆斩棘的事。
大概是本世纪初吧，国家开始逐渐增加集成电路研究的投入，其实上世纪九十年代就开始补历史欠账了。国家投入了不少钱，其中比较知名的工作就是龙芯的开发研制。近几年的投入更是翻倍上升，相关产业也开始动作，规模不小。虽然整体来看，还不太成器，但相比以前，还是有所发展的。
再说说集成电路产业及相关产业。芯片个头不大，但是制作工艺相当复杂。以目前主流的硅CMOS技术为例：
第一步是制作硅晶体，就是高纯度单晶硅的圆柱，再切成一个个的晶圆，也即圆形薄片。目前市场上大部分的晶圆是由日本的硅晶圆厂生产的。
第二步是把晶圆送到集成电路生产线上，根据设计公司或部门提供的芯片版图，晶圆经过外延生长、掩膜制造、曝光、氧化、刻蚀、扩散、离子注入、多晶硅沉积、金属层形成等工艺加工，再进行晶圆级测试，筛选出合格的芯片。
最后晶圆经过切割、封装、测试等工作就可以得到芯片，拿到市场上去卖了。
第一步和第三步没什么好讲的，下面主要讨论一下芯片的设计和加工的概况。
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国内IC才起步不久，也算是个朝阳产业，国外做这行的基本都是中年人，老年人也随处可见，不过最近发现国内的一些猎头，还有一些台资企业，到处乱挖人，随意压价，隐隐感觉到一股寒意。
我最不担心的就是IC设计，虽然现在很多方面还不上台面，但是设计这东西最依赖的是人的聪明才智。现在投入不小，各种框架能够搭建起来，形成一种正反馈机制的话，是有可能实现跨越的。
请继续！
多少的问题。
狭义的集成电路产业有两种主要模式：集设计制造与一体的一条龙模式和无生产线设计公司加代工厂模式。
一条龙模式的典型代表自然是鼎鼎大名的英特尔公司了，芯片设计和流片加工全都自己干，直接向市场出售成品。
但是随着世界上集成电路生产线越来越多，很多生产线厂家拿不出过硬的芯片产品，于是便索性成为了代工厂，也即中国东南沿海小出口加工企业的同行，接收设计公司提供的芯片版图，替它们在生产线上加工出芯片成品，从中收取加工费，其领头羊是我国台湾的台积电公司。该模式催生出一大批无需建造生产线的集成电路设计公司，降低了进入集成电路产业的门槛。
此外，还有一些设计公司已经不卖芯片了，开始向其它设计公司和部门出售IP核了，其它公司买来成熟的IP直接应用到自己的设计之中。
另外啰嗦一句，集成电路生产线行业的龙头是美国应用材料公司，别人建造集成电路生产线基本上都得找它。曾经听说我国有推进独立自主的集成电路生产线的计划，力争在20x0年使生产线的国产化比例达到30%，具体情况不太了解。
抽空随便更新一小节。上回已经说到芯片设计和加工，要搞芯片设计并不是仅仅仿真一下就可以的，必须要实地流片测试合格才行。
而设计验证时只需要加工一片或者几片就可以了，一般不能占满整片晶圆，更不要说很多片晶圆了。但是还是需要单独制造掩膜，跑完整条生产线，费用自然就是天价了。所以就出现了多项目晶圆的形式，好多个采用同一种工艺的芯片版图集中在一起，共用一块晶圆，分摊加工费用，这样可以节省单个设计项目的研究费用，可以说是皆大欢喜。所以现在国内好多研究机构都选择了这种方式，降低研究费用。
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可惜八十年代中期，随着科学的春天到来，高科技领域的科研项目很多都被砍掉了，原本投入到科学研究中，为后人打造金饭碗的资源被挪作它用.
这是春天呢还是秋天呢。叹一下。
IC制造要发展，和国产大飞机一样，都需要政府大力扶持，因为必然会有漫长的亏损期存在，尤其都是要在那些大鳄嘴里求分食，技术上又只能是跟随甚至多代差，确实不容易，不能单靠市场机制来自身造血发展，那样被窒息的几率远大于长大的几率。
虽然持续砸钱多年后肯定是一颗摇钱树，但是当时见不到眼前利益呀。改革后要拿出大部分资源来改善干部群众的生活，不能像以前那样勒紧裤带搞建设了，所以不能立马赚钱的项目，该砍的不该砍的也就都砍了，连国防都那样了，别的领域还有什么想头。只有一声长叹了。
至于春天，口头宣布一下，唱唱歌也就是了。不好太认真的。
对于授权方来说，ARM 提供了 ARM 内核的整合硬件叙述，包含完整的软件开发工具（编译器、debugger、SDK），以及针对内含 ARM CPU 硅芯片的销售权。
LZ可否后续详细讲讲第二步的技术、流程、国内外现状
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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这种模式也确实降低了集成电路设计的难度，推动了生产力发展。我把它们称为科技服务公司，以区别于餐饮之类传统的服务业。
芯片设计、加工相关的内容已更新，欢迎讨论。
国内还是有一些不错的小企业。恩，在电源芯片上，把欧美企业打的溃不成军（虽然是逆向工程，哈^_^）
本人就是集成电路企业的小虾米，国内的差距跟国外的顶尖水平还是有很大差距，握拳。
本人原来就是在国内的一家射频IC企业混。差距很大啊，要继续努力