电子产品制造工艺在我国的发展研究

电子产品制造工艺在我国的发展研究

文/董会锦

摘要：自上世纪80年代以来，我国的电子工业得到了突飞猛进的发展，现早已成为世界上最重要的电子产品制造中心，由其延伸形成的电子信息产业也已成为我国国民经济中重要的支柱型产业。问题是我国虽然每年向国外出口大量的整机电子产品，但整机中所需要的绝大部分集成电路（芯片）却高度依赖进口，一些常用的通用型高端芯片甚至100%依靠进口，据统计，我国每年进口集成电路（芯片）所花费的外汇已经超过石油，达到2000多亿美元以上。本文主要研究作为核心电子产品制造工艺的集成电路（芯片）生产工艺在我国的发展问题。

【关键词】电子工业 电子信息产业 电子产品 制造工艺

1 我国集成电路制造业的现状

从 1949 年建国后，我国的电子工业的发展虽然已经发生了巨大的变化，但和美国、日本等一些电子工业强国相比仍然有不小的差距。我国每年进口芯片所花费的外汇早已经超过石油，可以说我国的芯片产业已经被国外跨国厂商牢牢控制且垄断着。我国芯片产业的发展一直十分缓慢，在最重要的中央处理器（CPU）方面更是几乎完全依靠进口，这也就意味着我国的电子信息产业要受制于他人，更可怕的是国内企业一旦用上进口的工业控制芯片，将会长期依赖国外芯片厂商，这一点对国内的芯片企业发展尤为不利，其直接严重影响了我国电子信息产业的健康发展。

总的来说，我国的电子产品制造业亟需解决和改进的问题有以下三个方面：

1.1 芯片制造工艺不过关

在目前我国的芯片市场份额中，国产芯片大约只占据了不足 10% 的比例，而高端芯片市场份额更是100%被国外芯片厂商所占有。这不仅仅是我国的芯片设计能力问题，就算是把芯片能设计出来，但因为芯片生产工艺的不过关，仍然不能实现国产芯片的量产。

1.2 内嵌式软件开发能力弱

现在的电子产品一般是软硬件高度紧密结合的产物，软件的开发要依托其硬件平台，如果对硬件芯片及其制造工艺缺乏足够的了解，内嵌式软件的开发也就无从谈起。

1.3 相关人才严重匮乏

我国的电子行业劳动力素质平均水平和发达国家相比还有不少差距，相关教育和电子工艺基础研究的投入相对不足，条件较为薄弱。而相对于我国芯片产业所暴露出的问题，欧美、日本等发达国家更加把芯片产业当做自己国家的战略性产业来进行发展，在芯片产业中每年都通过大量的资金投入和研发投入来确保自己在全球电子工业中的技术领先和优势地位，以进一步垄断芯片市场，我国芯片产业所面临的发展形势相当严峻。而一个长期无“芯”的国家只能在全球电子产业链中处于利润最低的下层位置，赚取微薄的加工组装费而已。如果我国在芯片生产工艺上再无突破性发展，不建立自己的芯片核心技术体系，我们受损失的将不仅仅是巨大的经济利益，产业安全甚至国家安全都将没有保障。

2 我国集成电路制造业的发展

随着斯诺登“棱镜门”事件的持续发酵，美国利用其技术优势和手段对全球进行的绝密电子侦听事件逐渐浮出水面。在此绝密电子侦听事件中，美国就是利用了其在芯片制造产业中的优势，利用在芯片中植入后门程序及其它特殊技术手段来收集世界各国芯片用户的各种数据和信息。我国对此事件高度重视，前不久我国政府宣布政府机构不准采购使用 WIN8 系统，并加紧全面开发国产系统。而在面对国外厂商对中国芯片产业的控制上，中国暂时还没有太多的办法，可是，中国作为一个国际上的大国，每年都要从国外进口大量芯片，消耗巨额外汇且受其它国家的控制，这一点与我国的国际地位极不相称。可喜的是我国政府已经投入大量人力和物力来发展自己的芯片产业，最终要建立自己的芯片核心技术生产体系。现今，国家重大科技专项 “极大规模集成电路制造装备及成套工艺”作为国家战略投资，其中的“65/45/32 纳米工艺”集成电路制造工艺项目在 2010 年就已经取得重大进展。中芯国际集成电路制造有限公司在国家重大科技专项投资的支持下，集中上百名优秀的科研人员，相继投入数十亿的资金，通过大量科研实验和制造工艺研发，现已成功研发出有自己完全知识产权的 65 纳米产品工艺，其各项技术指标均达到国际先进水平，并已批量生产。随着科技专项的深入推进，我国 40 纳米产品工艺已在 2014 年实现量产，而现在国际上进入量产的最先进的芯片制造工艺是 22 纳米，这些成果表示，我国已经在芯片制造这一工艺上实现具有历史性的突破，同时也标志着我国在集成电路制造技术上初步达到国际主流技术水平。随着我国电子产品制造工艺的突破和发展，芯片生产中的成套工艺、新型重要材料和测试封装等领域已经取得突破性进展，由其带来的衍生价值也愈发明显。因为芯片制造产业的突破为我国正在发展的新一代通讯网、高新信息技术产业、先进装备制造业和大飞机等战略产业奠定了赖以发展的基础，其必将促进并带动这些战略性行业的发展。以此同时，这些战略性产业的快速发展必将又为芯片产业的发展和突破提供源源不断的动力，从而形成发展的良性循环，大幅增强了我国的综合国力，提高了我国的国际地位。在我国 40 纳米产品生产工艺业已投入量产的情况下，更加先进和复杂的 28 纳米的电子产品生产工艺也正在开发之中。此外，我国现在对集成电路产业及相关电子产品制造工艺的发展非常重视，近期还会出台相关的战略性扶持政策，对集成电路产业及相关电子产品制造工艺项目持续追加投资，以促进其健康且迅速地发展。据相关专家估计，我国的集成电路制造业及相关电子产品制造工艺水平到 2020 年有望初步赶上发达国家的发展水平。

3 结束语

2014 年注定是中国集成电路产业发展历程中不平凡的一年，随着平板电脑、智能手机、数字电视、数控机床、汽车电子和三网融合等产品对芯片的需求进一步加大，2014 年国内的集成电路销售额将同步增长 20% 左右，总体市场规模超过 3000 亿美元应该已无悬念。在如此巨大的市场蛋糕下，挑战和机遇是并存的，在国外强势芯片厂商的进攻下，我国的芯片产业竞争力也不再是一无所有，高端芯片虽然还在被国外厂商所控制，但我国中低端芯片已有较强的市场竞争力。与此同时，我国的高端芯片和相应的内嵌式程序也在不断加紧开发之中。真的希望我国的芯片生产企业能尽快通过自主创新，及早对国外芯片实现全面的追赶和超越。

参考文献

[1]王卫平.陈栗宋.电子产品制造工艺[M].北京 : 高等教育出版社 ,2004(09).

作者简介

董会锦（1983-），女，河南省周口市人。学士学位。现供职于周口职业技术学院机电工程系。研究方向为嵌入式系统开发。

作者单位

周口职业技术学院　河南省周口市　466000