本文主要討論半導體價值鏈中的設計、制造和后制造等環節，著重介紹晶圓制造和封裝等最耗時、最具價值的過程。半導體行業面臨著減少生態足跡的壓力，綠色制造已成為行業發展的重點。同時，先進封裝和混合鍵合技術的發展推動著半導體產品領域的創新，同時也驅動著汽車行業的自動化和電氣化發展。本文還介紹了不同類型芯片的創新方向和差異，以及半導體技術擴展所需的真空條件和清潔設備等問題。

詳情

半導體價值鏈包括設計、制造、后制造等多個環節。設計階段包括電子設計自動化工具、特定IP和芯片設計。設計受到EDA工具和IP的驅動，而芯片制造發生在制造廠房中。制造階段包括晶圓制造、前段制程、中段制程、后段制程和遠端制程，其中晶圓制造是最耗時、最具價值的過程，也是成本最高的環節。制造結束后，進入后制造階段，包括晶圓測試、封裝等環節。最終產品形態是單個晶片，也有利用晶圓封裝的先進封裝和異構集成。

1.半導體價值鏈的設計階段包括電子設計自動化工具、特定IP和芯片設計。EDA和IP驅動芯片設計，可以設計出適用于七或十納米邏輯芯片、DRAM芯片或NAND芯片的芯片。

2.半導體價值鏈的制造階段包括晶圓制造、前段制程、中段制程、后段制程和遠端制程。晶圓制造發生在制造廠房中，是最耗時、最具價值、成本最高的過程。每個制造廠房的前段、中段、后段和遠端都有多個制程步驟，總計有1200個步驟，需要花費2.5至3.5個月。

3.半導體價值鏈的后制造階段包括晶圓測試、C4接觸、不同的金屬層和UBM層等多個環節，最終形成單個晶片。晶圓測試是后制造階段的第一個環節，可以測試出晶圓上有多少好的晶元。

4.晶片準備是半導體價值鏈中非常重要的一環，主要發生在制造結束后的后制造階段。晶片準備包括薄化模塊、激光模塊、鋸片模塊等多個環節，最終將晶圓轉換為單個晶片。單個晶片通過自動化真空氣動驅動作用被放置在膠帶和卷筒中，作為組裝、測試和封裝階段的輸入。

5.組裝、測試和封裝階段發生在單個晶片的水平上。封裝過程包括封裝和測試，先進行表面貼裝，然后進行測試，最后進行包裝。

6.從地理角度看，半導體價值鏈中的不同環節位于不同的地區。例如，大多數晶圓制造廠位于亞洲，而一些芯片設計和IP供應商位于美國和歐洲。

7.半導體價值鏈中不同環節的復雜性各不相同。晶圓制造是最復雜的環節，需要花費最長的時間和最高的成本。設計和后制造階段相對較簡單，但仍然需要精密的工具和流程。

8.最近，半導體行業中出現了更先進的封裝技術和異構集成架構，這主要用于使用晶圓封裝的領先產品。這些技術為半導體價值鏈帶來了更多的機遇和挑戰。

半導體制造中的組裝、測試和封裝等過程，主要在亞洲地區完成。最重要的價值活動是技術的規?；湍苄У奶岣?，這決定了產品的性能。半導體行業的領先技術主要由規模化驅動，而其他方面則是附加值。在iPhone等設備中，約2/3的生命周期生態足跡來自于其中的半導體制造。

1.半導體的組裝、測試和封裝主要在單個芯片水平上完成。組裝從多個模塊開始，類似于晶圓制造，但在更為輕松的無塵室環境中進行，并具有更低的CapEx和OpEx成本結構，所需技能集合也相差很大。整個過程主要在亞洲地區完成，包括系統級測試等單個芯片測試。

2.供應商如蘋果公司等采用一站式服務方案，跨越不同玩家、地區、技術世代和地理位置，從設計到最終組裝、測試和封裝系統級測試產品，由超級集成商負責完成。

3.最大的增值活動是技術的規模化和能效的提高，這決定了產品的性能。半導體行業的領先技術主要由規?；寗?，而其他方面則是附加值。

4.規?；前雽w行業的最大游戲。所有領先技術都是由規?；寗拥摹Ｈ绻麩o法在晶體管級別上進行技術或架構的規?；?，無法提高產品的計算性能或存儲性能。

5.DRAM的規?；譃閍lpha、beta、gamma和X、Y、Z，而閃存存儲則是以3D方向的層數計算規模。無論是哪種存儲方式，規模化都是一個通用的特性。

6.規?；浅：馁Y，但它是最有價值的增值活動。如果想要從成本和時間的角度來看待它，我們也可以這樣做。

7.能效是半導體行業的第二個最重要的標準或增值活動。例如，最新的iPhone模型中，生態足跡的2/3來自于其中包含的各種硅片的半導體制造。

8.半導體制造的價值鏈，其主要價值活動是技術的規模化和能效的提高，這決定了產品的性能。其他方面則是附加值。在iPhone等設備中，約2/3的生命周期生態足跡來自于其中的半導體制造。

iPhone包含多個不同的芯片組，僅在制造過程中就產生了大部分的碳足跡，這已經占據了整個使用壽命中的碳足跡的三分之二。因此，半導體行業面臨著巨大的壓力，要減少生態足跡。現在半導體生態系統的所有方面都將重點轉向綠色制造。這可以通過使用更綠色的材料、回收和重復利用、使用替代化學品等方式來實現。產品公司、買家和汽車制造商都在尋求更環保的半導體產品和供應鏈。這些只是綠色制造的一些策略。此外，半導體制造技術的發展也將推動規?；a。目前，極紫外激光是制造最先進的邏輯、計算或存儲芯片的領先技術。這種設備非常昂貴且復雜。每個設備可能有10萬個部件。

1.iPhone包含多個不同的芯片組，如果僅從制造過程中產生的碳足跡來看，這已經占據了整個使用壽命中的碳足跡的三分之二。

2.半導體行業面臨著巨大的壓力，要減少生態足跡?，F在半導體生態系統的所有方面都將重點轉向綠色制造。

3.綠色制造可以通過使用更綠色的材料、回收和重復利用、使用替代化學品等方式來實現。

4.綠色制造是一種增值的活動，因為它可以降低生命周期的碳足跡，對產品公司、買家和汽車制造商都有吸引力。

5.半導體制造技術的發展將推動規?；a。目前，極紫外激光是制造最先進的邏輯、計算或存儲芯片的領先技術。

6.極紫外激光可以通過使用不同類型的材料來創建光的偏差，從而在硅表面上形成非常細小的線條或特征。目前使用的極紫外激光的波長大約為13.5納米。

7.制造極紫外激光設備的成本非常昂貴，每個設備可能有10萬個部件，價格在250萬至300萬美元之間。

8.半導體制造過程中使用的材料通常是腐蝕性、致癌性的化學品，不同地區有不同的環境健康安全要求。目前的解決方案是通過提高過程效率、回收和重復利用和使用替代化學品來減少排放。

在討論半導體制造過程中，除了光刻之外，還有哪些競爭技術和價值鏈中的其他技術。光刻中使用的光刻膠不是由SML制造的，而是從亞洲其他公司采購的。而且，這種材料的供應非常受限。除了光刻膠，還有其他輔助光刻材料，可以促進7納米技術以下的極端縮放。此外，化學機械拋光系統也是半導體制造過程中非常重要的過程，它們確保了光刻膠的成功。CMP工具是從各種設備供應商那里獲得的。多種CMP工藝和CMP漿料也與技術代數相關。由于引入了新材料，也引入了新的CMP漿料材料。在半導體和晶片的制造中，CMP漿料領域也有很多整合和定價權。

1.光刻中使用的光刻膠是光刻工具中使用的材料。這種材料不是由SML制造的，而是從亞洲其他公司采購的。此外，除了光刻膠之外，還有其他輔助光刻材料，可以促進7納米技術以下的極端縮放。總的來說，光刻膠是一個非常關鍵的高附加值領域。此外，EUV光刻膠的價格飛漲，價格權力也在那里。

2.化學機械拋光系統也是半導體制造過程中非常重要的過程，它們確保了光刻膠的成功。這些CMP工具來自各種設備供應商，并且也有多個技術代數。CMP工具的成功在于旋轉器、墊子和CMP漿料。因此，有特定的旋轉器和墊子，這與在汽車車輛上進行緩沖（例如使用一些聚合物等）非常相似。因此，您可以用旋轉器和墊子以非常高的速度與晶片接觸，并試圖使整個晶片在納米級和強度級上保持一致性，從而使視場在整個晶片上是均勻的。

3.每個技術代數都有多個涂覆工藝，每個涂覆工藝都有不同的涂覆漿料。因此，CMP漿料與輔助光刻材料一樣重要。有一些特定的公司可以生產這些CMP漿料。在半導體技術制造的縮放過程中，引入了新的材料和新的CMP漿料材料。因此，CMP漿料領域也有很多整合和定價權。

4.CMP漿料和光刻膠都受到供應限制。目前，有很少的公司可以生產這些材料，因此這些材料的供應非常脆弱。此外，由于引入了新材料，也引入了新的CMP漿料材料。因此，在半導體和晶片的制造中，CMP漿料領域也有很多整合和定價權。

5.EUV光刻膠的價格飛漲，價格權力也在那里。在半導體和晶片的制造中，CMP漿料領域也有很多整合和定價權。

6.CMP漿料和光刻膠在半導體技術制造的縮放過程中非常重要。CMP漿料和光刻膠都受到供應限制。目前，有很少的公司可以生產這些材料，因此這些材料的供應非常脆弱。在半導體和晶片的制造中，CMP漿料領域也有很多整合和定價權。

7.在制造半導體的過程中，除了光刻之外，還有其他競爭技術。這些技術包括化學機械拋光系統等。

8.制造半導體的過程包括1,200個過程步驟。在從10納米到7納米、5納米到4納米的過渡中，必須進行多個獨特的創新。新材料和新金屬的引入可以獲得更強的容量和IMC抵抗力。在半導體技術制造的縮放過程中，引入了新的材料和新的CMP漿料材料。因此，在半導體制造領域中，有許多競爭的創新領域。

半導體生態系統中邏輯、存儲、模擬和計算等不同芯片類型的創新方向和復雜性不同。雖然有共性，例如光刻在邏輯和存儲中都是重要的價值增值環節，但它們也有各自獨特的創新方向。以DRAM和NAND閃存為例，DRAM的創新方向是在同一硅表面積上提高密度，以減少刷新次數，需要新材料、新制造工藝和先進設備的結合。而NAND閃存的增長潛力更大，特別是在3D NAND的情況下。同時，真空環境和流體壓力管理系統在邏輯、計算和存儲領域中都非常重要，但這一領域非常分散。

1.半導體生態系統中的邏輯、存儲、模擬和計算等不同芯片類型的創新方向和復雜性不同。它們各自有不同的創新方向和復雜性障礙，例如光刻是邏輯和存儲中的共同價值增值環節，但它們也有各自獨特的創新方向。

2.盡管有共性，例如光刻在邏輯和存儲中都是重要的價值增值環節，但它們也有各自獨特的創新方向。

3.DRAM的創新方向是在同一硅表面積上提高密度，以減少刷新次數，需要新材料、新制造工藝和先進設備的結合。

4.DRAM存儲的工作原理是基于每個單元電容器上的電荷，電荷會有不可避免的泄漏。因此，需要更多的電荷來延長數據在DRAM存儲器中的存儲時間，從而需要更少的刷新次數。

5.DRAM制造需要改進的方面包括新材料和金屬、新制造工藝以及來自設備供應商的先進設備。

6.在目前情況下，NAND閃存的增長潛力更大，特別是在3D NAND的情況下，但這也存在一些問題。

7.真空環境和流體壓力管理系統在邏輯、計算和存儲領域中都非常重要，但這一領域非常分散。

8.隨著技術節點的進步，真空環境和流體壓力管理系統需要滿足更嚴格的要求，因為晶體管變得越來越小，它們之間的距離也越來越近，因此需要更高的精度。

半導體技術的擴展需要更好的真空條件和清潔設備。在工藝芯片或半工藝芯片表面可能會有外來材料，它們可能會在相鄰的門、電容器或晶體管之間造成電短路，從而破壞整個芯片。隨著間距的縮小和殺傷力較小的外來材料粒度的縮小，需要更好的真空可靠性設備和材料。供應商開發計劃可以使制造商與硬件供應商合作，共享路線圖和需求，以便將要求提前到達。從硅片清洗設備到通信芯片的集成，半導體通信領域有很大的創新空間。

1.如果有任何可能附著在工藝芯片或半工藝芯片表面的外來材料，它們可能會在相鄰的門、電容器或晶體管之間造成電短路，從而破壞整個芯片。

2.隨著間距的縮小和殺傷力較小的外來材料粒度的縮小，需要更好的真空可靠性設備和材料。

3.供應商開發計劃可以使制造商與硬件供應商合作，共享路線圖和需求，以便將要求提前到達。

4.硅片清洗設備是半導體技術的擴展中的重要組成部分。SCREEN、Lam Research和KLA是該領域的領先廠商之一。

5.在清洗步驟中使用特定的化學物質，稱為濕化學。Entegris、Onto Innovation和Brewer Science等廠商提供這些材料。

6.通信芯片是半導體技術中的創新領域。由于CPU或SoC的驅動，這些通信設備采用最新的技術代數。集成多個芯片的封裝技術是當前集成創新的重點。

7.當前集成戰爭在所有維度和基板上進行。3.5D和2.5D架構允許集成多個芯片，例如計算芯片與多個塊的內存芯片組合，或多個邏輯芯片沿各種不同的方向連接。英特爾擁有ODI平臺，該平臺具有全向互連，不僅在垂直方向上，而且在所有維度上連接多個芯片。

8.從硅片清洗設備到通信芯片的集成，半導體通信領域有很大的創新空間。在CPU和SoC的驅動下，這些通信設備采用最新的技術代數。集成多個芯片的封裝技術是當前集成創新的重點。

先進封裝創新正在推動通信領域創新并提供領導產品。各種要求涉及材料、設備和工藝要求，例如異構集成需要來自Nan Ya、各種PCB和ABF供應商的特定襯底材料，以及各種局部硅互連和分散制造站點。多個不同的芯片在不同的技術世代的不同站點生產，然后組合在一起形成一個封裝。具體技術推動著這種創新，例如混合鍵合技術。各種芯片制造商、設備供應商、組裝、測試和封裝材料供應商都在共同努力，以啟用混合鍵合，以便提供領導產品。

1.先進封裝創新正在推動通信領域創新并提供領導產品。它提高了清潔、檢查和所有段的價值，例如更高真空要求的縮放。

2.異構集成需要多種材料、設備和工藝要求。例如，需要來自Nan Ya、各種PCB和ABF供應商的特定襯底材料，以及各種局部硅互連和分散制造站點。

3.多個不同的芯片在不同的技術世代的不同站點生產，然后組合在一起形成一個封裝。

4.先進封裝創新的驅動技術之一是混合鍵合技術。

5.混合鍵合技術是需要晶圓制造的領域之一。因此，晶圓制造商、晶圓設備供應商、組裝、測試和封裝設備供應商以及組裝、測試和封裝材料供應商都在共同努力，以啟用混合鍵合。

6.多家公司在異構集成中押注混合鍵合技術，其中包括Intel、TSMC、三星等。

7.從應用的角度來看，混合鍵合技術在汽車、客戶端和服務器等領域有最大影響。

8.例如，對于混合鍵合技術，需要進行盡職調查。其中一家領先公司是Besi，另一家是Applied Materials。從供應鏈角度來看，涉及的公司有Intel、TSMC、三星等。

汽車行業的自動化和電氣化路線圖是由半導體產品的能效、面積、成本和交貨時間驅動的。從級別一到級別二或從級別二到級別三的自動駕駛跳躍取決于ADAS、信息娛樂、連通性和激光雷達等系統級半導體產品的發展。從硅到各種化合物半導體的電氣化方向，如碳化硅和氮化鎵，可以提高車載和離線充電的效率和速度。在半導體產品的基礎上，可以進行系統級優化，從而提高能源效率。邏輯、存儲器和模擬器件是三種主要的芯片類型，需要在這三種類型上進行創新，才能生產出領先的、領導型的產品。

1.汽車行業的自動化和電氣化路線圖是由半導體產品的能效、面積、成本和交貨時間驅動的。這些路線圖包括不同級別的自動駕駛和電氣化，如級別一、二、三和四自動駕駛，以及不同電氣化級別的產品。

2.半導體產品對汽車行業發展有很大的影響。汽車行業的自動化和電氣化路線圖是由半導體產品的能效、面積、成本和交貨時間驅動的。從級別一到級別二或從級別二到級別三的自動駕駛跳躍取決于ADAS、信息娛樂、連通性和激光雷達等系統級半導體產品的發展。

3.從硅到各種化合物半導體的電氣化方向，如碳化硅和氮化鎵，可以提高車載和離線充電的效率和速度。這些化合物半導體可以增加功率電子、PIC和更快的充電效率，從而提高給定電池的效率。半導體產品的基礎上，可以進行系統級優化，從而提高能源效率。

4.邏輯、存儲器和模擬器件是三種主要的芯片類型。需要在這三種類型上進行創新，才能生產出領先的、領導型的產品。除此之外，還有離散型和光電子器件、傳感器融合等其他類型的芯片。

5.半導體產品在汽車行業的自動化和電氣化方向的發展中發揮著重要的作用。例如，從級別一到級別二或從級別二到級別三的自動駕駛跳躍取決于ADAS、信息娛樂、連通性和激光雷達等系統級半導體產品的發展。

6.從硅到各種化合物半導體的電氣化方向，如碳化硅和氮化鎵，可以提高車載和離線充電的效率和速度。這些化合物半導體可以增加功率電子、PIC和更快的充電效率，從而提高給定電池的效率。半導體產品的基礎上，可以進行系統級優化，從而提高能源效率。

7.邏輯、存儲器和模擬器件是三種主要的芯片類型。需要在這三種類型上進行創新，才能生產出領先的、領導型的產品。并且，這些芯片類型可以分別使用，也可以組合使用，以產生更高級別的產品。

8.半導體產品的創新對汽車行業的自動化和電氣化方向的發展有很大的影響。邏輯、存儲器和模擬器件是三種主要的芯片類型，需要在這三種類型上進行創新，才能生產出領先的、領導型的產品。此外，還有離散型和光電子器件、傳感器融合等其他類型的芯片。整個汽車行業的自動化和電氣化路線圖是由半導體產品的能效、面積、成本和交貨時間驅動的。

審核編輯：黃飛