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晶圆和芯片的关系是什么

Release time：2024-01-05

author：AMEYA360

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　　晶圆和芯片是半导体制造过程中的两个重要概念，它们在电子行业中有着密切的联系。本文AMEYA360将探讨晶圆和芯片之间的关系以及它们在半导体生产中的作用。

晶圆和芯片的关系是什么

　　一、什么是晶圆

　　晶圆是一种平坦且具有高纯度的硅片，通常采用单晶硅或多晶硅材料制成。它的外观类似于一张圆形的薄片，直径可以达到几英寸甚至更大。晶圆经过一系列的加工步骤，如清洗、抛光和化学处理，以保证表面的光洁度和纯度。

　　二、晶圆的制备过程

　　晶圆的制备过程包括以下主要步骤：

　　材料准备：制备晶圆需要高纯度的硅原料。首先，硅原料会经过熔炼和精炼的过程，去除杂质，提高纯度。

　　单晶生长：通过将高纯度的硅熔液冷却，使其逐渐凝固结晶，形成单晶硅。这一过程称为单晶生长。单晶生长可以通过多种方法实现，如凝固法和气相沉积法。

　　切割和抛光：单晶硅块经过切割和抛光的步骤，将其形成圆形的薄片，即晶圆。抛光过程非常关键，以确保晶圆表面平整度和纯度。

　　清洗和检验：最后，晶圆会经过严格的清洗和检验，以确保表面没有杂质和缺陷。

　　三、什么是芯片

　　芯片是在晶圆上制造的集成电路或微电子元件。它是一个微小而复杂的电子装置，通常由晶体管、电容器和电阻器等多个电子元件组成。芯片中的电子元件被精密地布局和连接，以实现特定的功能和电路。

　　四、芯片制造过程

　　芯片的制造过程分为以下主要步骤：

　　掩膜制备：掩膜是用于定义芯片电路图案的模板。它由设计师根据电路需求绘制并转移到光刻掩膜上。

　　光刻：光刻是将掩膜图案转移到晶圆表面的过程。通过照射光刻胶，并利用掩膜中的图案进行曝光和显影，形成光刻胶图案。

　　刻蚀：刻蚀是将光刻胶图案转移到晶圆表面的过程。晶圆经过刻蚀处理，去除未被光刻胶保护的部分材料，形成所需的电路结构。

　　沉积和蚀刻：沉积和蚀刻是在芯片制造过程中重要的步骤，用于添加或移除特定材料。沉积是指将材料层通过化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)等方法添加到晶圆表面。而蚀刻则是通过湿法或干法将不需要的材料层从晶圆上去除。

　　清洗和检验：制造芯片过程中，晶圆会经过多次清洗和检验，以确保电路的质量和可靠性。清洗过程有助于去除残留的化学物质和杂质，而检验过程用于验证芯片的性能和功能。

　　封装和测试：最后，芯片需要进行封装和测试。封装是将芯片连接到外部引脚和封装材料中，以保护芯片，并提供与其他电路的连接。测试过程用于验证芯片的功能和性能，并筛选出任何缺陷或故障。

　　五、晶圆和芯片的关系

　　晶圆是芯片制造的基础，它提供了一个纯净、平坦的介质来构建芯片。晶圆上的材料加工和处理过程形成了芯片的结构和电路图案。芯片制造过程中，晶圆经过一系列的工艺步骤，如切割、抛光、光刻、刻蚀、沉积和清洗等，使得芯片的电路结构得以实现。

　　晶圆的大小和质量对芯片制造具有重要影响。较大直径的晶圆可以容纳更多的芯片，提高生产效率。而高纯度和表面平整度的晶圆有助于减少芯片制造中的杂质和缺陷。

　　晶圆和芯片之间的关系可以类比为建筑领域中的土地和房屋的关系。晶圆是提供构建芯片所需的基础材料，而芯片则是在晶圆上建造的微小电子装置。晶圆决定了芯片的规模和可行性，而芯片则代表着晶圆上电子器件的集合和功能。

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行业新闻

工业、汽车芯片市场，出现复苏信号

　　功率芯片大厂在2024年全面掉出了全球排名前十的阵营。根据Gartner的数据，美光和联发科的高成长，在2024年的统计中成功替代德州仪器、意法半导体，上榜全球TOP10。　　全球排名变动的背后，是汽车和工业市场销售疲软导致。然而，最近不少信号都在暗示：下半年汽车、工业领域半导体都会复苏。　　TI发布了最新的第二季度财报，TI CEO哈维夫·伊兰(Haviv Ilan)说到：“越来越多的证据和信号表明，所有渠道、所有地区的工业市场都正在复苏。”　　无独有偶，意法半导体也表达了类似的信号。意法半导体在发布财报后表示，公司对未来的营运状况持乐观态度，认为“谷底已过”。　　01四大巨头，财报飘绿　　我们来分别看一下，德州仪器、意法半导体、恩智浦和瑞萨，这四大巨头的财报数据。　　德州仪器第一季度营收达到了40.7亿美元，同比增长11%，净利润11.8亿美元。除了个人电子产品出现季节性的下滑，其他细分市场都实现了环比增长。模拟芯片业务是主要驱动力，营收达到32.1亿美元，同比增长13%，营业利润12.06亿美元，同比增长20%。模拟芯片的强劲表现，是因为汽车、工业和通信设备等领域的增长。　　嵌入式处理业务营收6.47亿美元，同比微降1%，营业利润下降62%，面临的市场竞争和需求波动。其他业务(包括DLP产品和计算器)营收2.12亿美元，同比增长23%，但营业利润受重组费用等因素影响下降55%。　　对于第二季度的营收，德州仪器预计在41.7亿美元至45.3亿美元之间。这一数字远超华尔街平均预期的41.2亿美元。也正是因为预期的增长，在财报公布的当天，TI的股价上涨了5%。　　意法半导体的第一季度数据不是很理想。Q1营收25.17亿美元，同比下降27.3%，环比2024年Q4下降24.2%，远超费城半导体指数成分股平均15%的营收降幅。　　其中，APMS产品组营收14.66亿美元，同比下降28%，其中功率与离散产品收入暴跌37.1%至3.97亿美元，运营利润从去年同期的7700万美元逆转为亏损2800万美元，主要受工业控制与新能源汽车充电桩订单延迟拖累;　　模拟、MEMS与传感器板块收入10.69亿美元，同比下降23.9%，智能手机MEMS传感器出货量下降18%反映了消费电子库存调整的持续影响。　　MDRF产品组营收10.48亿美元，同比下降26.5%，嵌入式处理板块(通用微控制器)收入下降29.1%，射频与光通信板块收入下降19.2%，汽车雷达芯片与手机射频前端需求双双疲软。　　恩智浦最新的业绩表现不佳。恩智浦本季度营收为28.4亿美元，符合指导区间中值，同比下降9%，环比下降9%。从具体的市场来看，占比最大的汽车市场本季度营收为16.74亿美元，同比下滑7%，环比下滑6%;工业与物联网市场本季度营收为5.08亿美元，同比下滑11%，环比下滑2%。　　瑞萨的财报也不太好看。瑞萨2025年第一季度(1 月-3 月)的财务业绩(基于非 GAAP)显示，销售额同比下降 12.2% 至 3088 亿日元，毛利率同比增长 0.1 个百分点至 56.7%。　　其中，占比最大的车用市场营收为1553亿日元，同比下滑12.8%，环比增长4.4%。虽然和上季度相比有所增长，但与2024年Q3之前不断增长的车用市场相比，有明显的萎缩。瑞萨CEO表示，就汽车业务而言，市场仍较为保守，主要处于观望状态。　　02工业、汽车市场，出现复苏信号　　尽管四大巨头财报，并不是非常亮眼，但对于下半年的汽车、工业市场，都表达了乐观的想法。　　德州仪器表示，从周期角度来看，我们在第一季度持续复苏，上次提及有三大终端正在实现同比增长并呈现复苏态势，分别是个人电子市场、企业系统和通信设备。工业也加入了复苏行列，而工业对我们而言是一个规模庞大的市场。我们在24Q4已经看到了一些复苏迹象，但基于25Q1的情况来看，我认为这种复苏与关税无关。　　意法半导体认为汽车市场呈现一些好转迹象。意法半导体总裁兼首席执行官Jean-Marc Chery指出：“公司订单出货比(book-to-bill ratio)高于1，订单量环比显著增长。”并且，对于整体面向汽车行业的发展策略，Jean-Marc Chery提到，意法半导体在持续推进汽车电子化和汽车数字化相关策略。　　数字化方面，汽车微控制器(MCU)是公司中期以来的营收增长驱动力之一。在中国、欧洲、中东、非洲以及美洲地区，无论是OEM厂商还是Tier1供应商，都有强劲的产品导入(design-in)势头。　　实际上，不少数据机构之前都预测，下半年汽车和工业芯片将迎来复苏拐点。　　IDC最新报告显示，2025年全球半导体市场年增15.9%，该数据虽较去年20%成长率略有放缓，但仍整体将维持健康发展，其中车用及工业用领域半导体则有望在今年下半年(H2)触底。　　另一家分析机构TechInsights也预测称，2025年通信、工业和车用等领域的库存水位有望降低，下半年需求可望复苏，预计包括功率半导体，IC等广泛意义的半导体市场整体预计将呈现低个位数的增长。　　汽车市场在今年出现了两极分化的情况。　　类似MCU、PMIC等通用型芯片，因为产能过剩及传统燃油车需求疲软，库存压力持续至2025年二季度末，预计三季度初趋近历史平均水平。　　功率器件方面，碳化硅(SiC)供需缺口因产能扩张收窄，仅高端IGBT维持结构性短缺，市场复苏节奏分化——功率器件于二季度反弹，通用芯片延迟至三季度。　　现货市场的情况又如何?　　根据Quiksol的消息，受电动汽车及智能驾驶需求爆发，NXP车规级MCU及雷达芯片需求上涨，目前原厂交付周期变长。MCU在市场上的现货价已经环比上涨10%～15%。其余产品的需求较为平稳。　　而ST近期在现货市场比较火热，尤其是通用料。3月，ST通用料相较年初已有进一步涨价，但价格倒挂的现象仍未完全消除，仅是有所缓解。涨价更像是一种理性回调，价格逐步恢复至相对合理的水平。此外，最近几周受关税影响，ST也出现了涨价情况。　　工业芯片市场在今年温和复苏。主要的核心动力是：中国“新基建”投资及欧美制造业回流。　　尽管2024年库存仍高于历史水平，但随着库存消化在二季度完成、政策驱动需求三季度回升，工业芯片市场将于下半年实现库存优化，降息对需求的提振则需至年底显现。　　德州仪器财报显示，工业领域在连续七个季度环比下滑后，收入实现高个位数环比增长;此外，企业级系统增长中个位数百分比，通信设备环比增长约10%。　　Jean-Marc Chery在业绩交流会上则提到，目前较为确定工业领域在第一季度将是触底的收入表现，第一季度订单相比第四季度已经有所增长，整体库存水平在逐渐下降，尤其是智能工业领域表现明显，电力与能源领域的库存下降幅度相对较小。　　03关税影响，仍然存在　　从目前的情况来看，尽管全球市场有所回升，但今年的关税影响还是非常大的。由于美国关税的影响，目前大部分机构，都认为2026年全球半导体市场会出现萎缩。TechInsights预测萎缩的市场大概会在34%左右。　　TI也回应了关税的影响。TI表示，在中国的重要客户占据去年总营收的19%，在今年Q1占据了20%，中国市场至关重要。我们正在与客户密切合作，了解他们各自的需求，以便在第一时间为他们提供支持，缓解他们对2025年下半年乃至2026年可能出现情况的担忧。　　目前TI为了支持客户，库存支持上一部分是寄售库存。还有一部分是存放在距离客户制造工厂很近的地方。简单来说，德州仪器会具备一定的灵活性，具体操作需视不同客户的情况而定。　　Counterpoint研究副总监Brady Wang对记者分析，“由于宏观经济疲软及关税政策带来的不确定性加剧，我们已将汽车半导体需求复苏的预测时间从2026年第一季度推迟至2026年第二季度。近期多家汽车半导体企业的大规模裁员已印证这一调整。”　　几天前，意法半导体宣布未来三年将在全球裁员约2800人，旨在调整企业布局和削减成本。这次裁员比例达6%左右，预计意大利和法国的业务都将受到影响。　　美国投行杰富瑞集团在一封给客户的信里写道，关税带来的任何中断和不确定性都可能打压传统芯片的需求，从4月份开始，预计半导体需求和销售将以比此前预期更快的速度放缓，所以分析师决定下调英飞凌2025财年的业绩预期，对意法半导体、奥地利微电子(AMS)的业绩前景更是持“高度谨慎”的态度。

2025-05-12 11:41 reading：193

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