芯片，又叫集成电路，integrated circuit，也叫微电路microchip，也是半导体元件产品的统称。芯片的制造需要经过数百道工序。可以先将其归纳为四个主要阶段——硅片制备、芯片设计、晶圆制备、封装测试。
我们经常会听说Fabless、Foundry、IDM等名词。这些名词，和芯片行业的分工有密切关系。
通常来说，行业里有些企业，只专注于芯片的设计。芯片的制造、封装和测试，都不做。这些企业，就属于Fabless企业，例如高通、英伟达、联发科、华为等。
也有些企业，专门负责生产芯片，没有自己品牌的芯片。这些企业，就属于Foundry，晶圆代工厂。最著名的Foundry，当然是我国台湾省的台积电、中芯国际、联华电子、华虹集团、增芯科技等，也属于Foundry。
芯片制造的难度比芯片设计还高。我们国内很多企业都具备先进制程芯片的设计能力，但找不到Foundry把芯片造出来。所以，通常说的“卡脖子”，就是指的芯片制造这个环节。
Foundry生产出来的芯片，一般叫裸片。裸片是没法直接用的，需要经过封装、测试等环节。专门做封装和测试的厂家，就是OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test，外包半导体封装与测试)。当然，有的晶圆厂自己也有自己的封测厂，但通常不如OSAT灵活好用。业界OSAT有：日月光、长电科技、联合科技、Amkor、越海集成等。
最后就是IDM。IDM是Integrated Device Manufacturer(整合元件制造商)的简称。有些公司，既做芯片设计，又做晶圆生产，还做封测，端到端全部都做。这种企业，就叫做IDM。全球具备这种能力的企业，不是太多，包括英特尔、三星、德州仪器、意法半导体等。
IDM看上去很厉害，什么都能干。但实际上，芯片这个产业过于庞大，精细化分工是大势所趋。Fabless Foundry模式，术业有专攻，在专业性、效率和收益方面，都更有优势。
在半导体制造流程中，晶圆流片环节是芯片成型的核心步骤，其重要性类比于"胎儿成型"；而芯片封装测试环节则类似于为产品"穿衣" 。
受美国政府重启对华半导体高额关税，以及中国实施关键原材料出口限制等因素影响，全球芯片产业链正面临新一轮区域化分割。
短期来看，美国试图通过关税壁垒推动本土芯片产能建设，但成熟制程芯片成本上升将传导至消费电子终端产品价格。中国则加速推进28nm及以上成熟制程的全自主化生产，为国产半导体设备厂商带来发展机遇。中长期视角下，全球半导体产业可能形成"美国主导先进制程、中国掌控成熟市场"的双轨格局。
当前，我国半导体产业正加速推进国产替代进程，但在高端半导体设备与材料领域仍面临显著瓶颈。数据显示，我国90%的高端光刻机仍依赖进口。不过，产业发展已取得重要突破，上海微电子研发的28nm光刻机预计于今年实现量产，这是我国半导体设备领域的重大进展。
2020-2024年全球光刻机市场规模
在半导体材料领域，沪硅产业的大硅片产品和江丰电子的靶材已具备一定市场竞争力；设备领域中，北方华创的刻蚀机和中微公司的薄膜沉积设备也实现了技术突破。然而，关键技术突破的时间进程仍存在不确定性，短期内我国半导体产业在高端材料与设备方面仍面临外部制约。
国产光刻机与ASML光刻机参数对比
芯片产业链核心环节为产业链中游的芯片设计、芯片制造、封装测试。而上游基础EDA软件、材料和设备是中游制造的关键，国内芯片在这部分较为受制于人，其中芯片产业链最薄弱的环节为最上游的EDA软件。
EDA(Electronic Design Automation)是芯片设计界的瑞士军刀，全称电子设计自动化。它像芯片产业链的大脑，专门处理超大规模集成电路的复杂设计，没有它工程师连最简单的芯片图纸都画不出来。
这套工具家族分为四大门派：
电路仿真工具：负责给设计好的电路图做 "体检"，用 SPICE 等软件模拟电流走向，帮工程师找出隐患
PCB 设计软件：专攻电路板 layout，Protel 这类工具能把电路图变成实际可焊接的印刷电路板
IC 设计套装：Cadence 等厂商提供的全流程工具链，从逻辑设计到纳米级版图雕刻全包揽
PLB 开发平台：ALTERA 等厂商的可编程逻辑设计工具，允许用户像搭积木般自定义芯片功能
整个芯片产业就像精密钟表，EDA 就是制表师手中的放大镜和镊子，每一款手机芯片背后都有数百名工程师用 EDA 工具奋斗数月的痕迹。
02 半导体材料
半导体材料，这里面硅片所占比重最大，约为30%，其次是电子特种气体、光掩膜和光刻胶。沪硅产业和中环股份为中国生产半导体硅片的龙头企业。
03 半导体设备
其中壁垒最高的光刻机，被荷兰ASML垄断。
光刻确定了芯片的关键尺寸，在整个芯片的制造过程中占据了整体制造成本的35%。目前为止，世界顶级的5nm光刻机仅有荷兰ASML公司可以制造。制造芯片得有芯片设备，龙头企业中有北方华创、盛美半导体、中微公司、晶盛电机等。
半导体芯片产业链中游环节包括IC设计、晶圆制造及加工、封装及测试环节，拥有复杂的工序和工艺。
芯片的制造过程可以简单理解为：芯片制造如同建造纳米级微缩城市，工程师先用 EDA 软件绘制包含数十亿晶体管的电路图纸，通过紫外线曝光将图案像盖章般转移到直径300毫米的圆形硅片上。
接着用蚀刻液雕刻元件沟槽，离子注入技术植入特定杂质，重复 50-100次构建多层电路。完成加工的晶圆被切割成3000-5000个指甲盖大小的裸片，经过陶瓷或塑料外壳封装和引脚焊接后成为可使用的芯片。
整个过程需在洁净度达ISO 1级的无尘车间进行，任何灰尘颗粒都会导致价值百万的晶圆报废，每一步操作精度控制在头发丝直径的千分之一尺度。
01 芯片设计
集成电路（IC）就是把整个电路板刻在指甲盖大小的硅片上。设计流程像做蛋糕：先画好电路图（逻辑设计），再雕出每个元件的位置（版图布局），最后交给台积电这类工厂用光刻机印到晶圆上。联发科、高通这些设计公司就像芯片界的设计师，负责出图纸；晶圆厂则是工厂，负责按图生产。
IP核相当于芯片界的预制件。比如ARM公司把CPU架构做成积木块，设计公司买回去直接拼芯片，就像搭乐高一样快。晶心科这些厂商专门做定制化的积木，比如给物联网设备的低功耗架构。这种模式让芯片开发周期从几年缩短到几个月。
当前芯片设计有三大趋势：AI和物联网催生新需求，7nm以下工艺推动设计工具升级，各国都在加强自主设计能力。中国企业如寒武纪在AI芯片领域突破，但高端IP和EDA工具仍是卡脖子的地方。未来比拼的不仅是设计能力，更是生态整合能力。
02 芯片制造与封测
IC设计完成后需进入制造环节才能变成产品。电子产品的诞生就像搭乐高：先规划整体功能（功能规划），再设计核心芯片（IC电路设计），最后用印刷电路板把各部件连接（电路制作）。
晶圆厂的制造流程如同在硅片上雕刻微缩城市：首先用带电路图的光罩（类似镂空模板）在晶圆表面曝光出电路轮廓，接着通过高温氧化生成绝缘层（建城墙），用化学气相沉积（CVD）像喷漆般覆盖导电材料（铺道路），再用蚀刻液雕刻出元件沟槽（挖地基），最后用离子枪打入特定杂质（安装不同功能模块）。这些步骤在纳米级精度上重复数十次，最终在直径300毫米的圆形晶圆上建成数十亿个晶体管组成的集成电路。
大型企业设计的芯片，通过晶圆厂家加工制造，比如：苹果、华为通过台积电加工，三星自己设计自己加工制造。
IC完成后就要被送往IC封测厂，进行IC的封装与测试。封测有着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用。
芯片封测环节是将切割后的裸片转化为可使用器件的关键工序：首先将布满芯片的晶圆切割成数千个指甲盖大小的裸片，接着用金线将裸片电极与基板引脚焊接连接，再注入环氧树脂或陶瓷材料形成物理保护壳，最后检测每个芯片的功能、速度和功耗等参数。
芯片封测如同给精密仪器穿防护服并做体检：封装过程为芯片套上防水防氧化的外壳，焊接引脚形成对外接口；测试环节通过探针台全面检测功能参数，淘汰不合格品。先进封装技术则像建造多层高楼，将多个芯片垂直堆叠，在方寸间实现百亿晶体管集成，显著提升设备性能。
芯片封测技术我国已经走在世界前列，这为我们大力发展芯片提供了良好的基础。
VIP复盘网
