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
家园 【原创】芯片设计和加工 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。
通宝推：家园,
本帖一共被 2 帖 引用 (帖内工具实现)家园 LED 芯片属于那种类型啊？ 家园 应该就是发光二极管吧 一个二极管应该就是一个PN结，制作在硅晶圆上，通电后有光子激发出来。
家园 他说应该是LED面板驱动IC 如果做到高清显示，需要非常强大的IC驱动,跟LCD/触摸屏一样，软件打交道是驱动IC，而非直接与面板材料通讯
家园 那应该就是LCD驱动芯片了 感觉用LED做高清显示应该不是发展方向。
家园 LED大屏幕是指的那种户外大屏吧，那个一般都是用FPGA 驱动LED点阵，近看了谈不上什么高清。
我们的电视，都是LCD屏LED背光而已，以前都是用冷阴极荧光灯，LED背光的驱动是模拟的，就是一电源，数字部分也很简单就是单片机控制驱动电路调个光啥的，LED驱动这个难点在散热，尤其是现在大家都要做的大功率照明LED电路，LED本身制造的难点在提高发光效率，不是集成度的问题，而是扩散掺杂注入等工艺上的问题，还有外加的透镜，这方面OSRAM，CREE，NICHIA是强项。深圳目前LED山寨市场一片惨淡，买人家的设备做LED管芯，价格杀得太厉害，利润急剧下降，有不少老板都跑路了
LCD屏驱动集成度高比较复杂，也没怎么了解过，貌似是三星，夏普，还有什么pixelworks的
家园 驱动LED是数字电路。
家园 ADS这么贵啊？ 几千万的一套软件还真没怎么听说啊
说说做IC设计的那一些软件，cadence或者mentor的等，一般一套贵的也是百万美金级别的，几千万太夸张了吧？
- 复 ADS这么贵啊？
家园 据说确实是几千万 ADS可能是比较贵，话说我当时发帖时本来打算举cadence的例子的，无奈单词不会拼写，就随手写了ADS。
我也不知道ADS是怎么定价的，不过一般认为cadence画版图做后仿真比较好用，原理图仿真还是要用Spice等软件配合。ADS从原理图到版图都有，现在好像还在向三维仿真发展，不过这也不能当做定价几千万的理由。
兄弟是在国外吗？设计软件还有芯片在国内和国外的价格有没有差别？会不会在国内卖的贵一些？
- 复 据说确实是几千万
家园 应该区别不大 从我自己的了解来说，这些软件国内和国外价格差别不会太大，可能在税收方面有点区别，现在很多公司采购软件都是全球采购，例如在美国采购了可以移植到国内来用，和分公司一起共享等，主要就是买license，人多了就多买几个license，这样可以同时用。同时这些软件供应商的售后也是全球性的，遇到问题你可以找不同site人来支持。
对于软件供应商，目前最大的三家是candece，mentor，synopsys，另外还有些相对没那么全面的公司例如mangma，spring等，前面三家囊括了从前端IC设计，验证，版图，测试，到后面的PCB板级仿真，验证等工具，这三家公司都是美国的，国内做这些软件的几乎没有，例如华大九天等，都是靠政府在养着，没做出多大成绩，台湾的思源倒做的还可以，在某些专业方面软件做的还是非常不错，一般来说这些软件都非常昂贵，当然，国内用破解的不少。
- 复 据说确实是几千万
家园 ads几千万绝对是“据说” ads经常和agilent的网络分析仪一起卖，如果好的频谱分析仪，上百万美元的有. 如果单卖软件，10多万就很贵了.
毕竟ads一年的全球的销售额不过110M左右，最多不到120M。而ads在整个中国的revenue, 我估计也就是10M顶天。。。
In this interview Jim McGillivary, General Manager Agilent EEsof, confirms division revenue in excess of $120 million.我们是ads的主要对手,产品差不多，价钱应该也差不多。如果最简单的线性分析软件，一万块不到。如果加上全波非线性layout等等，十万块也顶天了。