집적회로 칩이란 무엇인가요? '중국산 칩'을 만드는 것이 얼마나 어렵나요?

집적회로 칩이란 무엇인가요? '중국 칩'을 만드는 것이 얼마나 어려운가요? 칩을 만드는 데 5,000개의 공정이 필요합니다

최근 중국의 칩에 주목하는 사람들이 늘어나고 있습니다. 독립적인 연구 개발 칩 진행. 중국어 "코어"를 만들고 싶다면 어떤 단계가 필요합니까?

집적 회로는 과학과 기술의 다양한 응용 분야에서 지능적인 핵심 역할을 하고 있습니다. 대만 반도체 산업 협회 회장이자 Etron Technology 회장인 Lu Chaoqun은 이러한 애플리케이션 혁명 뒤에는 실시간 비디오 스트리밍, VR/AR, 드론, 3D 프린팅, 스마트 자동차, 스마트 홈과 같은 더욱 강력한 기능이 있다고 믿습니다. , 더 낮은 전력 소비를 갖는 더 작은 집적 회로.

생체인식 칩 분야의 세계 선두 기업은 테크놀로지이며, 국내 최고의 메모리 칩 기업은 우리나라의 임베디드 프로세서 칩 부문의 선두 기업은 테크놀로지입니다.

그 중 가장 대표적인 것이 ADC 칩인데, 중국은 현재 교체 가능한 제품을 생산하지 못하고 있다. ADC 칩은 안테나에서 수신한 연속적인 아날로그 신호를 통화나 인터넷 접속을 위한 디지털 신호로 변환하는 역할을 하는 아날로그-디지털 변환 칩입니다. 현재 ADC는 주로 Analog Devices 및 Texas Instruments와 같은 회사의 공급에 의존하고 있습니다.

집적회로가 항공우주보다 기술이 높다는 말이 있다

반도체 칩 수입 비용

푸한마이크로: 국내 보안칩 공급업체, 인공지능 관련 지능 알고리즘을 통해 Hikvision의 자격을 갖춘 안정적인 공급업체가 되었습니다.

통신 기지국 장비는 가장 중요한 제품 중 하나이며, 통신 기지국에는 다양한 기능을 구현하는 수백 개의 칩이 있습니다. "간단히 말하면 기지국은 신호를 전송하고 복구합니다. 신호가 복구된 후 칩은 먼저 신호를 필터링하고 안정화해야 합니다. 그 다음에는 이 특히 작은 신호를 증폭하는 칩이 있고, 그 다음은 분석용 칩이 있습니다. 칩은 전송, 배포를 담당합니다. 기지국 코어는 컴퓨터와 유사하며 다양한 기능을 구현할 수 있지만 여러 개의 휴대폰을 지원할 수 있으므로 더 빠르고 칩이 더 복잡합니다.

2017년 중국의 집적회로 수입량은 전년 대비 10.1% 증가한 3,770억 개에 이르렀으며, 수입액은 전년 대비 2,601억 달러(약 1조 7,561억 위안)에 이르렀습니다. 올해 14.6% 증가 2017년 중국의 상품 수입액은 12조 4600억 위안으로 집적회로 수입액이 중국 총 수입액의 14.1%를 차지한 반면, 같은 기간 중국의 총 원유 수입액은 약 1500억 달러에 불과했다. 중국은 이미 반도체 칩에 대한 원유 수입 비용의 거의 두 배를 지출하고 있습니다.

수백 개의 칩이 있습니다

재료는 플라스틱과 세라믹입니다. 플라스틱 QFJ는 주로 PLCC(PLCC 참조)라고 불리며 마이크로컴퓨터, 도어 디스플레이, DRAM, ASSP, OTP 및 기타 회로에 사용됩니다. 핀 수는 18개부터 84개까지입니다. 세라믹 QFJ는 CLCC, JLCC라고도 합니다(CLCC 참조). 윈도우 패키지는 UV로 지울 수 있는 EPROM과 EPROM이 있는 마이크로컴퓨터 칩 회로에 사용됩니다. 핀 수는 32개부터 84개까지 있다. 46. QFN(quadplatnon-leaded package)

칩 제조

조사

칩이란 집적화된 패키지를 말한다. 실리콘 웨이퍼를 포함하는 회로는 매우 작으며 컴퓨터나 기타 전자 장치의 일부인 경우가 많습니다. 칩셋은 일련의 상호 연결된 칩 조합입니다. 예를 들어 컴퓨터의 중앙 처리 장치(CPU), 휴대폰의 무선 주파수 및 베이스밴드, 통신의 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 서로 의존하며 결합되면 더 많은 역할을 수행할 수 있습니다. 기지국은 함께 그룹화되는 여러 개의 칩으로 구성됩니다. 집적 회로는 매우 정밀한 도구이며 단위는 나노미터입니다. 1나노미터는 10만분의 1밀리미터입니다. 이는 설계 및 제조 프로세스에 매우 엄격하고 높은 표준 요구 사항을 적용합니다.

Qianzhan 연구소의 보고서에 따르면 현재 글로벌 칩은 여전히 ​​주로 미국, 일본, 유럽 기업에서 생산되고 있으며 고급 시장은 이 세 주요 지역이 거의 독점하고 있습니다. 고급 칩 분야에서는 국내 제조업체가 아직 규모의 경제와 클러스터 효과를 형성하지 않았기 때문에 생산은 여전히 ​​"OEM" 모델에 의해 지배되고 있습니다.

중국 A주 집적회로 시장에 상장된 기업 중국상공산업연구원의 대규모 데이터베이스 데이터에 따르면 올해 1분기부터 3분기까지 중국 A주 시장에 상장된 집적회로 기업은 23개이다. 2017년 중국 집적회로 산업 주요사업 수입은 642억6500만 위안, 순이익은 20억2900만 위안에 달했다. 그 중 기술이 1위를 차지했으며, 2017년 1~3분기 주요 사업 수입이 168억 6000만 위안, 순이익이 1억 6500만 위안으로 1위를 차지했습니다. 2017년 3분기 주요 사업 소득은 162억 5300만 위안, 순이익 손실은 5억 700만 위안으로 업계 3위, 주요 사업 소득은 83억 4000만 위안, 기술 순이익은 2억 9700만 위안에 달해 4위를 차지했습니다. 2017년 첫 3분기에 5억700만 위안의 손실을 입었습니다. 주요 사업 소득은 53억 2400만 위안, 순이익은 3억 8800만 위안입니다. 5위는 마이크로전자공학으로, 첫 3분기의 주요 사업 소득은 48억 5200만 위안입니다. , 순이익은 1억 2500만 위안이었습니다. 1. 강소 과학 기술 유한 회사 강소 과학 기술 유한 회사는 주로 반도체, 전자 부품, 특수 전자 및 전기 장치의 연구, 개발, 생산 및 판매와 판매에 종사하는 회사입니다. 자체 생산된 전기 기계 제품 및 완전한 장비 세트.

이 회사는 중국의 반도체 패키징 생산 기지이자 국내의 유명한 트랜지스터 제조업체이자 집적 회로 패키징 및 테스트 분야의 선두 기업이자 국가 핵심 하이테크 기업입니다. 데이터에 따르면 기술은 2012년부터 2016년까지 연평균 복합 성장률 44%로 빠르게 성장했습니다. 2017년 1~3분기 과학기술 주요 사업은 168억 6천만 위안으로 전년 동기 대비 26.9% 증가했으며 순이익은 1억 6500만 위안으로 전년 동기 대비 176.6% 증가했습니다. .

수십 개의 큰 카테고리의 칩이 있습니다

후속 작업

수천 개의 작은 카테고리

소프트웨어 관점에서 EDA 시뮬레이션 소프트웨어 또 다른 예입니다. 이 소프트웨어를 사용하면 전자 설계자는 컴퓨터에서 칩 시스템을 설계할 수 있고 컴퓨터를 사용하여 많은 양의 작업을 완료할 수 있으며 여러 제품의 결합 테스트를 실현할 수 있습니다. EDA 시뮬레이션 소프트웨어가 없으면 수동으로 설계하고 테스트해야 하므로 인력, 시간 등 막대한 비용이 소모됩니다. 현재 우리나라에 도입되어 광범위한 영향력을 갖고 있는 EDA 소프트웨어는 12개 이상이며, 기본적으로 모두 미국에서 생산됩니다.

미국, 일본, 유럽이 거의 독점하고 있다

현재 상황

아마 모든 사람이 집적회로를 이해하는 것은 아니지만, 무어의 법칙은 들어본 사람이 많을 것입니다. 무어의 법칙은 가격이 변하지 않으면 집적 회로에 수용할 수 있는 부품 수가 약 18개월마다 두 배로 늘어나고 성능도 두 배로 늘어난다는 것을 의미합니다. 반세기 전 인텔 창업자 중 한 명인 무어가 내놓은 이런 추측은 50년 넘게 계속됐다.

집적회로 레이아웃 설계란 집적회로의 2개 이상의 능동부품과 상호접속선의 일부 또는 전부를 입체적으로 구성하거나, 집적회로를 제조하기 위해 마련한 입체적인 구성을 말한다.

해관총서 공개자료에 따르면 집적회로 수입량은 2015년부터 3년 연속 원유 수입량을 넘어섰고, 양자 간 수입 격차는 매년 950억 달러를 넘어섰다. . 그 중 2017년 중국의 집적회로 수입량은 전년 대비 10.1% 증가한 3,770억 개에 달했으며, 수입액은 전년 대비 14.6% 증가한 미화 2,601억 달러(약 1조 7,561억 위안)를 기록했습니다. . 2017년 중국의 상품 수입액은 12조 4600억 위안으로 집적회로 수입액이 중국 총 수입액의 14.1%를 차지한 반면, 같은 기간 중국의 총 원유 수입액은 약 1500억 달러에 불과했다. 중국은 이미 반도체 칩에 대한 원유 수입 비용의 거의 두 배를 지출하고 있습니다.

집적회로는 소형 전자 장치 또는 부품입니다. 특정 공정을 사용하여 회로에 필요한 트랜지스터, 다이오드, 저항기, 커패시터, 인덕터 및 기타 구성 요소와 배선을 상호 연결하고 작거나 여러 개의 작은 반도체 웨이퍼 또는 유전체 기판에 만든 다음 튜브에 포장합니다. 쉘 내부, 필요한 회로 기능을 갖춘 미세 구조가 되며 모든 구성 요소가 구조적으로 통합되어 전자 구성 요소의 소형화, 저전력 소비 및 높은 신뢰성을 향한 큰 진전을 이루게 됩니다. 영어(집적 회로)는 문자 "IC"로 표시됩니다. 집적회로 기술에는 칩 제조 기술과 설계 기술이 포함되며, 이는 주로 가공 장비, 가공 기술, 패키징 및 테스트, 대량 생산 및 설계 혁신 역량에 반영됩니다.

포커스

5,000개의 프로세스가 필요합니다

Chip Research의 수석 분석가인 Gu는 Beijing Youth Daily의 기자에게 다음과 같이 말했습니다. 제품 유형으로 보면 수십 가지의 칩 카테고리와 수천 개의 작은 카테고리가 있다고 합니다. 장비 프로세스와 관련된 경우 미국이 모든 측면에서 선두를 달리고 있지만 우리는 일부 영역에서만 선두를 달리고 있습니다. 혁신적이며 이러한 분야는 핵심이나 고급 분야가 아닙니다. 예를 들어 중국은 메모리, CPU, FPG, 고급 아날로그 칩, 파워 칩과 같은 분야가 거의 없습니다. 일부 작은 카테고리에서는 가능할 수도 있다.”

우선 여기 빨간색 부분은 고층 빌딩의 1층 로비에 비유할 수 있다. 1층 로비는 집의 입구이며, 일반적으로 교통이 통제될 때 더 많은 기능을 수행합니다. 따라서 다른 층에 비해 공사가 더 복잡하고 더 많은 단계가 필요합니다. IC 회로에서 이 홀은 전체 IC의 가장 중요한 부분인 논리 게이트 레이어입니다. 여러 논리 게이트를 결합하면 완전한 기능을 갖춘 IC 칩이 완성됩니다.

칩 제조 분야의 한 전문가는 Beiqing Daily의 기자에게 칩의 제조 공정은 50개 이상의 산업과 2,000~5,000개의 프로세스가 포함된 생산 라인으로 인해 매우 복잡하다고 말했습니다. 파운드리를 예로 들면, 먼저 "모래"를 실리콘으로 정제한 다음 이를 웨이퍼로 자르고 웨이퍼를 가공해야 합니다. 웨이퍼 가공 공장은 전면과 후면의 두 가지 공정으로 구성됩니다. 전면 공정은 포토리소그래피, 박막, 에칭, 세정, 주입 등의 주요 모듈로 구분되며, 후면 공정은 주로 패키징(인터커넥션, 배선, 밀봉)으로 구성됩니다. 그 중 포토리소그래피는 제조와 디자인을 연결하는 분야입니다.

기술: R&D에 대한 회사의 지속적인 높은 투자는 기존 제품 기술 반복이 높은 총 이익 마진을 유지할 뿐만 아니라 개발 중인 회사 프로브 스테이션 제품의 출시를 가속화하고 수입 대체를 달성할 것입니다. , 회사의 제품 구조를 더욱 개선합니다. 또한, 회사의 주주인 국립 집적 회로 산업 기금은 강력한 산업 자원을 보유하고 있으며 회사의 고객 자원을 풍부하게 하고 회사의 산업 통합 역량을 향상시키는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.

이러한 공정 중 상당수는 독립적인 공장에서 수행되며, 사용되는 장비에는 특수한 화학 물질이 필요한 수백 가지의 특수 가스, 액체 및 타겟이 포함된 재료를 제조하기 위한 특수 장비 공장도 필요합니다. 산업 . 또한 집적회로 생산은 클린룸에서 이루어지므로 배기 및 공기정화 시스템도 필요하다.

무어의 법칙은 집적회로 분야의 발전 속도를 드러낸다. 이러한 급속한 혁신과 개발 속에서 집적회로 제품은 지속적으로 비용을 절감하고 성능을 향상시키며 기능을 추가하고 있습니다. 이러한 급속한 발전 속에서 국가 간 집적회로 기술의 격차도 점점 더 벌어지고 있습니다. 업계 일각에서는 중국이 주요 집적회로 분야의 선두 기업을 따라잡으려면 시간이 걸릴 뿐 아니라 전체 시스템 개선도 필요할 것이라고 말했다.

집적회로가 항공우주보다 더 높은 기술이라는 말이 있다. 업계 관계자는 “항공우주의 신뢰성은 4~5나인으로 추정된다”며 “X나인은 소프트웨어 시스템을 사용하는 1년 동안 시스템을 정상적으로 사용할 수 있다는 뜻”이라고 말했다. 현재 실리콘 웨이퍼 소재의 순도는 6.9 이상이다. 2004년부터 그룹은 안정적인 수익을 내기 시작했고 8인치 생산 라인도 독립했다. 오늘날 이 사업은 점차 칩 제조, 집적 회로 통합 및 응용 서비스, 전자 부품 거래 등으로 발전했습니다. 생산 라인의 공정 기술은 0.35미크론에서 28나노미터로 발전했으며 10,000개의 발명 특허를 출원했습니다.