第1章 绪论
1.1 集成电路产业及集成电路封装测试产业
1947年,贝尔实验室的威廉·肖克利(William Shockley)、约翰·巴顿(John Barton)和沃尔特·布拉顿(Walter Brattain)发明了晶体管(Transistor);1958年9月12日,杰克·基尔比(Jack Kilby)成功制造出了世界上第一块集成电路(Integrated Circuit,IC),实现了把电子元器件集成在一块半导体材料上的构想。历经半个多世纪,集成电路产业已经逐步滚动发展成为全球市场规模超过四千亿美元的“巨无霸”产业。近年来,全球半导体市场规模如图1-1所示。
图1-1 全球半导体市场规模
(美国半导体产业协会(SIA)发布数据,中国半导体行业协会提供)
集成电路产业被视为现代信息产业的基础和核心产业之一,是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,在推动国家经济发展、社会进步、提高人们生活水平及保障国家安全等方面发挥着广泛而重要的作用,已经成为当前国际竞争的焦点和衡量一个国家或地区现代化程度及综合国力的重要标志。
长期以来,集成电路普遍应用于计算机、消费类电子、网络通信、汽车电子等传统核心领域。近年来,随着物联网、新能源汽车、移动智能终端、节能环保等新兴领域的崛起和持续发展,全球集成电路产业一直保持稳定的增长势头。同时,由于手机、计算机和电视等消费类电子产品的普及和推广,中国正在稳步成为全球最大的集成电路销售市场。中国半导体行业协会(China Semiconductor Industry Association,CSIA)的年度统计数据表明,即使存在全球贸易冲突及半导体产业周期性等因素的影响,2019年中国集成电路产业在全球仍然一枝独秀,销售额达到了7562.3亿元,约占当年全球销售额的25%,与自身比较,比2018年的6532亿元增长了15.8%,具体数据如图1-2所示。
图1-2 中国集成电路产业规模
(数据来源:中国半导体行业协会)
从集成电路产业自身发展和构成来看,它实际上已经自成一条巨大的产业链,通过整个产业链带动了电子制造业的整体发展。
集成电路的生产制造流程是以集成电路设计为主导的,首先由集成电路设计公司(IC Design house)设计出集成电路,然后由芯片制造企业(Foundry)制造晶圆,接着由封装测试企业进行集成电路封装(Packaging)及测试(Test),最后由电子整机产品生产制造企业面向终端应用完成整机产品的生产并投放市场。
如图1-3所示,集成电路产业链按照集成电路的制造流程可以划分为集成电路设计(IC design)、晶圆制造(wafer Fabrication,FAB)、封装与测试(Packaging & Test)三个主要环节。三个环节各自发展出相应的互相关联的子产业。其中,集成电路封装测试产业是集成电路产业链后段的关键环节。封装材料则是从集成电路封装测试产业中衍生出来的关键支撑环节。
图1-3 集成电路产业链
从总体上来看,中国的集成电路行业包括集成电路设计、芯片制造和封装测试三大产业。其中,封装测试产业的规模约占集成电路总体产业规模的1/3,在2014—2019年,保持着10%以上的年增长率。图1-4显示了近年来中国集成电路封装测试产业规模。在图1-4中,2019年,中国集成电路封装测试产业年度销售收入达到2067.3亿元,年增长率为5.2%。
图1-4 中国集成电路封装测试产业规模
(数据来源:中国半导体行业协会)