先进制造技术对我国IC卡制造业未来发展的推动作用和意义

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摘 要： 现代化社会中实用功能产品的多元化给人类带来了许多方便，我们常用的IC卡（Integrated Circuit Card，集成电路卡），不同的国家和地区也称智能卡（smart card）、智慧卡（intelligent card）、微电路卡（microcircuit card）或微芯片卡等。IC卡在安全和便捷等性能方面全面优于磁卡的时代，全世界范围内普及IC卡已经势在必行。而IC卡的芯片（设计）流片，IC卡封装和测试，成卡等整条产业链依赖先进制造技术的发展和进步，体现出先进制造技术对IC卡制造业未来发展具有重要推动作用和意义。

关键词： IC卡； 封装和测试； IC卡制造业未来发展

中图分类号： TH16 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2013）01-0065-02

1 理论基础

1.1先进制造技术范围以及微电子技术应用对社会的影响。先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology），人们往往用AMT来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统，其中微电子技术是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术，特点是体积小、重量轻、可靠性高、工作速度快，微电子技术对信息时代具有巨大的影响。当然，IC卡的大范围应用也改变了世界。

1.2 IC卡简要介绍和基本工作原理。IC卡是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具。IC卡指的是集成电路卡，一般常见的IC卡采用射频技术与IC卡的读卡器进行通讯。IC卡与磁卡是有区别的，IC卡是通过卡里的集成电路存储信息，而磁卡是通过卡内的磁力记录信息。IC卡的成本相对一般磁卡要高，但保密性更好。

IC卡工作的基本原理是：射频读写器向IC卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，在电磁波激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷；在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到一定额度时（2V）时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接受读写器的数据。

1.3 IC卡应用的现状。IC卡的开发、研制与应用是一项系统工程，涉及到计算机、通讯、网络、软件、卡的读写设备、应用机具等多种产品领域的多种技术学科。因此，全球IC卡产业在技术、市场及应用的竞争中迅速发展起来。IC卡已是当今国际电子信息产业的热点产品之一，除了在商业、医疗、交通、能源、通讯、安全管理、身份识别等非金融领域得到广泛应用外，在金融领域的应用也日益广泛，影响十分深远。

IC卡虽然进入中国较晚，但在政府的大力支持下，发展迅速。 20世纪末，国家金卡办为统筹规划全国IC卡的应用，组织拟定了 （金卡工程非银行卡应用总体规划）。为保证IC卡的健康发展，在国务院金卡办的领导下，信息产业部、公安部、卫生部、国家工商管理局等各个部委纷纷制定了IC卡在本行业的发展规划。

中国发展金卡的方针是“两卡并用，磁卡过渡，发展IC卡为主”。未来的发展趋势必将是IC卡逐步取代磁卡。IC卡既可以由银行独自发行，又可以与各企事业单位合作发行联名卡。这种联名卡形成银行IC卡的专用钱包账户。当前，联名卡主要有保险卡、财税卡、交通卡、校园卡等多种。由于IC卡既方便又快捷，因此在发达国家已相当流行。

2 IC卡制造业与先进制造技术的融合和发展

IC卡制造业包含芯片（设计）流片，封装与测试，成卡等一系列步骤，下面具体表述一下各步骤与先进制造技术的融合与发展。

2.1芯片（设计）流片。对于计算机产品而言，芯片可以说是其精髓所在，毕竟芯片的等级也就决定了产品的性能表现以及功耗、发热量等额外因素，作为芯片的前身，晶圆的品质和制程就成为消费者以及厂商所共同关心的。

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电之IC产品。晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.999%。晶圆制造厂再把此多晶硅融解，再于融液里种入籽晶，然后将其慢慢拉出，以形成圆柱状的单晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一颗晶面取向确定的籽晶在熔融态的硅原料中逐渐生成，此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过切段，滚磨，切片，倒角，抛光，激光刻，包装后，即成为积体电路工厂的基本原料——硅晶圆片，这就是“晶圆”。其中，各项工艺操作远非人工能力可以达到的，而是由融入先进制造技术的高精度和可靠性工艺的设备按照规定动作进行操作和完成。以提高良品率。

2.2封装与测试。芯片的封装与测试作为IC卡的中间环节，起着重要作用。同时，封装和测试的费用占整体成本的三分之一。模块加工设备从法国、德国和瑞士引进，设备厂家对设备的运行提供保障，生产设备的技术软件在设备进口时同时引进。加工该产品的技术要求相对较高，主要体现在设备和工艺两个方面。但生产流程较简单，如下：

在这一环节，先进制造技术所产生的巨大优势在于精细化，高速度，高质量的连续加工，同时完全解决了稳定性的问题。其别是光电传感器，步进传感器，高速机械手臂按照既定程序24小时持续运行等，给批量生产提供了便捷和稳定。

2.3成卡。成卡方面与前面的封装与测试类似，均使用精细化、全自动、高速度高质量的稳定设备进行定向加工，具有先进制造技术的特点和优势。

3 IC卡制造业未来发展的意义和展望

IC卡在电信领域的应用长期以来都占据主流地位，占整个市场的70%左右，据国际电信联盟统计，到2009年底，全球手机注册用户达到46亿，即全球平均每3个人就有2个手机用户，同时无线固话、上网本、具备通讯功能的GPS终端应用的普及，以及移动支付的蓄势待发都将推动电信领域智能卡应用的持续增长。

IC卡在金融及零售领域的市场份额约为15%，在欧洲非接触式支付卡正逐步普及；IC卡在政府及公用领域的市场份额约为12%左右，主要用于身份证、城市卡、交通卡、医疗卡、社保卡、校园卡、税务卡等方面。IC卡在安全性、互操作性及兼容性方面的优势也愈发明显，未来的需求量必将十分可观。

2009年，在全球金融危机的负面影响下，智能卡依然保持着平稳的增长势头，09年全球需求为56亿片，其中在中国加工量占80%左右。随着各行业IC卡的不断推广普及，IC卡应用领域不断扩大，特别是以“物联网”为代表的新型信息技术产业的迅猛发展，使IC卡的需求量进一步扩大，市场前景非常广阔。

在结合先进制造技术的应用IC卡制造业一定会走出一条科技含量高、经济效益好、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化之路。

4 结语

技术是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一，而在IC卡制造业市场蓬勃发展的今天，在整个产业链条中使用和拓展先进制造技术，即会对IC卡制造业起到一个推动和支持。虽然先进制造技术具有人工无法比拟的优势，但同时还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。相信在结合先进制造技术的情况下，我国ic卡制造业未来的发展会更上一个台阶。

参考文献：

[1] 智能卡技术（第三版）-IC卡与RFID标签.清华大学出版社.

[2] 高级电子封装 （原书第2版）.机械工业出版社.

[3] MEMS/MOEMS封装技术 –概念、设计、材料及工艺.化学工业出版社.

[4] 芯片制造-半导体工艺制程使用教程（第五版）.电子工业出版社.

[5] 先进制造工艺.百度百科.

[6] 微电子技术.百度百科.

[7] IC卡技术.百度百科.