半导体制造
半导体制造范文第1篇
中图分类号: TNT10文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 01-089-03
半导体制造系统是典型的可重入系统,也是最复杂的制造系统之一。目前,大多数半导体设备都是使用BM(事后维修)的办法来处理设备故障,随着维修理论研究的深入,学者发现使用PM(预防性维修)在减少设备发生故障的次数,提高设备的可靠性,增加企业的利润等方面有着重要作用。
设备是企业固定资产的主要组成部分,是企业生产中能供长期使用并在使用中基本保持其实物形态的物质资料的总称。现代设备具有自动化、大型化、集成化、高速化、智能化、连续化等方面的特点,这很大程度增加了维修的难度和费用。研究表明,当前制造系统中设备的维修费用占生产系统运行成本的20% ~30。现代科学技术的飞速发展和市场竞争的加剧给制造企业带来了前所未有的机遇和挑战,企业为了提高自身的竞争力,将不得不考虑生产系统设备故障对生产能力、生产成本、产品质量以及供货期和市场占有率的影响。在日常生产中,由于对经济效益的追求,很多厂商盲目的增加设备的连续工作时间,而忽略了设备的日常维修保养,反而导致了设备生产效益低下的结果。而这个特点在半导体生产线上更为突出。
为此,我们在设备的日常生产中引入了有效的措施来减少故障的产生以及由此而导致的停机事件,从而减低了设备的维修成本,增加生产效益,顺利的完成生产任务,这对企业在竞争日益激烈的行业中站稳脚步来说有着举足轻重的作用,可以说,谁掌握了更好的方法,谁就在竞争中取得先机。
维修的发展也是经历了不同的阶段,人们在日常生活中不断积累生产经验,不断的提出新的理论,提高生产效率,从而推动着维修理论不断进步。本文以半导体生产设备平均单位产值最大化为目标建立了优化模型,根据役龄回退参数的五个离散取值,进行故障数和平均单位产值的横向和纵向比较,从而得出半导体设备在不同役龄回退参数下的最佳预防性维修周期。最后总结了役龄回退参数在确定预防性维修周期过程中的作用和预防性维修对企业提高设备性能,增加利有着重大意义。
1点检制策略
点检制是全面维护管理中的重要核心之一。应用这种管理模式,检修不只是维修部门的事情,而且涉及到运行、采购、人力资源以至于行政等部门,检修工作也不仅仅局限于“修理”,而是把工作的重点转换为“维护”,尽可能通过保持设备的良好状态而消灭故障发生的根源,或者把故障消灭在萌芽时期。
1.1半导体生产线特点
在经过过去几年的高速发展之后,我国半导体产业的发展将进入一个相对平稳的发展期,也不排除会进入一个时间长度为2年-3年的结构调整期的可能性。在这个阶段中,我国半导体产业的发展特点为:从主要靠新生产线建设扩大规模转向发掘已有生产线能力扩大规模;继续探索IDM道路;Foundry模式逐渐走向成熟;集成电路设计依然是龙头;SiP技术逐渐成为封装的主流,设备的生产效率将成为制约生产线能力的瓶颈。
半导体生产线的一个重要特点:可重入型。可重入生产系统是指在工件从投入到产出的过程中,需要不止一次的在同一台设备上进行加工的生产制造系统,其显著标记为系统中有处于不同加工阶段的工件在同一台机器前同时等待加工。
典型的可重入生产系统如下图所示:
图1典型的半导体可重入生产系统示意图
1.2故障率修正参数
役龄回退是指设备在经过一次预防性维修后设备的役龄减少的程度,役龄回退参数是一个描述预防性维修效果的参数,比如当役龄回退参数是T的时候,说明进行预防性维修能够使设备变得像新设备一样性能良好,当役龄回退参数是0的时候,说明进行预防性维修没有使设备的性能得到改善,设备的故障率没有发生任何改变。当然,役龄回退参数取T或是0几乎都是不可能的,那么究竟对役龄回退参数改如何定义和表达呢,这也是近些年来学者在研究预防性维修时关注的一个重点。
假设设备在第i 次维修前已运行了T i 时间, 经过维修后, 其性能得以改善, 故障率下降到如同维修前 i 时的故障率, 即经过维修后, 使设备的役龄时间回退到Ti i时刻的状况, 役龄回退量为 i。这种动态变化关系下图所示:
图2故障率与预防性维修间的动态变化关系图
由上图可知道役龄回退参数是一个随机量,目前的研究有将役龄回退参数处理为一个常量,也有用均匀分布来处理,同时也有人提出了役龄因子服从正态分布的说法。
随着设备维修研究的一步一步加深,许多学者也开始了对设备预防性维修的效果进行探讨,提出了关于役龄回退参数的种种假设,也分析了当使用役龄回退参数时我们针对预防性维修周期的确定将更加准确,而且更加符合实际。在文献[4]中,作者假设役龄回退参数是一个均匀分布建立了一个确定预防性维修的模型,在最后假设役龄回退参数是0,T/4,T/2,3T/4,T五种情况,又得到了另几组数值,通过对比两组数值得到了准确使用役龄回退参数能够使我们的预防性维修周期的确定更加准确。
2建立模型
Barlow R, Hunter L. 讨论了简单系统和复杂系统的预防维修策略。他们通过使设备在整个使用寿命期间内的失效损失和维修费用达到最小,从而确定预防维修周期。本文则以单位时间净生产效益最大化为目标的角度出发,在设备有效使用寿命内进行不同的维修次数并考察每次维修程度的不同(故障率修正参数取值),运用单位时间净生产效益最大化为目标建议优化模型,求出设备进行预防性维修的最佳次数。
2.1基本假设
为了使模型简化和研究的方便,在构建模型时做了一下假设:
(1)在没有对设备进行预防性维修的情况下,设备的故障率公式为: (t);
(2)如果在两个预防性维修中间发生小故障,则对设备进行小修,假设每一次小修都能使设备的性能恢复,同时不影响设备的故障率,每一次小修费用为Cf,每一次小修所花费时间为Tf ;
(3)当设备正常运行,单位时间的产值为Cp;
(4)在设备运行时,每隔T时间对设备进行一次预防性维修,每次预防性维修需要时间为Tpm,每一次预防性维修的费用为Cpm。每一次预防性维修能使设备的年龄减少 ,为了更好的描述预防性维修队设备故障率的影响,本文将 处理为一随机变量,其分布函数为G( ),且0
2.2维修决策
常用威布尔分布来描述电子与机械设备的故障规律,假设设备自身的故障率函数用下列公式表示:
(1)
其中m为形状参数, 为尺度参数,t为时间。参数m和 通常都是依靠历史故障数据的分析,利用数理统计的方法估计出的。
有学者在论文[8]中提到半导体设备的故障时间符合参数为m=2.08, =7440的二参数威布尔分布。我们在本章的模型中,使用上面两参数的威布尔分布来描述设备的故障率。引入了役龄回退参数会改善设备的设备性能,设备的故障率公式在不同的预防性维修时间内的表达也是不相同的。在整个预防性维修周期内,设备的故障率递推公式:
(2)
随着设备使用年龄的增加,发生故障的可能性越来越大,在设备的使用过程中对设备进行预防性维修可以减少这种可能性,也就是使得设备的年龄下降。考虑到预防性维修对设备年龄和性能的改善,设备发生故障的次数可以表示为:
(3)
将式1和式2代入到式3可以得到
(4)
形状参数m的大小是用来描述设备故障率的发展趋势,当m>1时表示,设备的故障率是一个增函数,即随着时间的发展,设备发生故障的可能性将是增长的,这也现实设备是一致的,之后,随着m的继续增大,故障率曲线将约往上翘,尺度参数 是用来改变故障率的具体尺度,它使整个故障率缩小 m。这两个参数的获得是通过对设备运行一段时间后,发生故障的次数和每次故障的时间进行描点之后,利用斜率和焦点可以求出。最后得到Fk
(5)
2.3平均单位时间净生产效益Y
(6)
其中Ta是指总的时间,即设备运行的总时间
Cp是指半导体生产线一个小时的生产值
Cpm是指进行一次预防性维修所需要的费用
Cf是指一次故障维修即事后维修所需要的费用
Tpm是指一个预防性维修所占用的时间
Tf是指一次事后维修所需要的时间
k是指在总时间内进行的预防性维修次数
Fk是指对设备进行k次预防性维修时设备总时间内发生的故障次数
3算例分析
取总时间为50000h,一次预防性维修需要的时间为30h,一次事后维修所需要的时间为50h,半导体生产线每个小时的产值为1500元,进行一次预防性维修所需要的费用为10000元,进行一次事后维修的费用为50000元。[9]根据式5我们计算得到的设备故障数Fk,代入到式子6中,利用Matlab程序我们可以得到:
给定不同的故障率修正参数 、不同预防性维修次数k经过多次仿真实验,根据半导体单机设备故障分布确定其最佳预防性维修周期T和预防性维修次数k及其对应单位时间净生产效益Y。仿真结果如图3所示:
图3故障率修正参数不同值时单位时间净生产效益
数据除了说明对设备进行预防性维修可以减少设备的故障数,提高设备的性能,提高企业的生产效益,同时也说明了无论役龄回退参数取何值,都存在理论上的最佳预防性维修周期和次数,最佳预防性维修周期和次数的求得和役龄回退参数的取得有非常大的关系,虽然我们只是在整个周期中取五个均匀的点来得到数据,从而看出发展趋势,但是这已经可以包括其他的情况了。至于对役龄回退参数的深入也是一个重要的话题,比如用平均分布,正态分布来描述,这些都是一些设想,能不能实现还需要进一步讨论,在本文中,由于知识水平有限,只能以离散点来描述役龄回退参数。
4结束语
设备进行预防性维修的时候,维修效果应该是一个随机效果,或是可以用一个区间来表达,认为每次预防性维修的时候,维修效果为T/2的可能性是最大,而0和T是最小的,所以在开始建模的时候,曾经尝试利用正态分布来分析役龄回退参数,但是在建模后进行演示的时候,由于作者的学术水平和没有得到一些具体数据,发现通过自己建立的模型最后得出的一些数据和现实中的一些数据是想违背的,所以只能放弃这种想法,但我深信,对役龄回退参数的深入研究可以使得我们建立起来的模型能够更符合现实需要。
在研究过程,为了使得计算和算法方便,都是使用相同时间来确定每个周期,实际上由于每次预防性维修不能使得设备性能完全恢复,所以设备每个周期的故障数都是一直在增加,这对设备的稳定性来说都是不可取的,有学者曾经提出不同时间周期的预防性维修方法,但未能提出一个准确的解决方法,所以关于不同时间周期的预防性维修策略的建模也是以后继续努力的方向。
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半导体制造范文第2篇
尽管最好的选择是全定制型ASIC,但较高的一次性工程(NRE)成本和10万以上的最小订购量也令人望而却步――当市场认可度存在不确定性时尤其如此。准系统级0.13微米设计的NRE成本大约在35万美元,而最新45纳米设计的NRE成本则超过100万美元。
需要考虑的另一个因素是终端产品的生命周期与全定制型ASIC为期一年的开发时间。产品生命周期通常只有6个月。而全定制型ASIC的开发时间长于许多终端产品的寿命。这种情况下无法实现定制型ASIC的成本、功耗和性能优势。
另一种选择是周期时间短的小批量ASIC,其制造时间只需4到6个星期。这类ASIC利用一种直写式电子束来定制单个穿孔层,从而消除了定制光罩成本。
虽然这类ASIC不存在NRE成本,但处理器IP的“隐藏”许可费却可能达数十万美元,抵消了零NRE成本的优势。100美元或以上的单位成本是这类解决方案的另一障碍。对无晶圆厂芯片公司来说,其成本超出正常投放市场成本的5到10倍。
第四种选择是一种定制型微控制器,基于Atmel的新一代金属可编程单元结构(MPCF-II)技术,其NRE费用仅有象征性的$7.5万美元,单位成本低至5到10美元。2007年推出的原始MPCF技术在硅效率方面超越了基于单元的ASIC(130纳米工艺下为170K到210K门/mm2之间),使降低单位成本成为可能。同样采用130纳米工艺时,部署D触发器(DFF)的MPCF单元与标准DFF单元的面积几乎相同。(见图1)
在晶粒85%的面积中按标准产品微控制器部署一个ARM7内核处理器、一个六层总线和多种外设,将另外15%的面积用于定制,部署触点、六个金属层和五个穿孔层以用于单元配置和互联,可以最大限度地降低NRE成本。(见图2)
用于部署Atmel基于ARM7处理器的CAP7L定制型微控制器的第二代MPCF-II技术,拥有一个新的单元库,只需用三个金属层和三个穿孔层即可对芯片进行配置和路由,由此将光罩数从12个减少到6个,并使NRE成本降低50%。如此一来,无晶圆厂芯片公司将能够以最低的NRE成本,开发定制型SoC,无需支付IP许可费,其单位成本与全定制型ASIC极其接近。
晶粒中预定义的85%面积相当于一个标准的产品微控制器。 包括一个ARM7内核处理器,搭载一个4层AHB总线和一个22通道外设DMA控制器、USB设备、SPI主控制器和从控制器、两个USART、三个16位计时计数器、一个8通道/10位模数转换器、8层、优先级、160Kb SRAM、一个SD/MMC存储卡接口(MCI)和外部总线接口(EBI),支持SDRAM、带误码纠正(ECC)的NAND闪存以及带True IDE模式的CompactFlash卡(可连接到板载GByte-plus接口或包括USB记忆棒在内的移动存储器)。芯片还配有一个全功能系统控制器,包括中断、电源控制和监控功能。(见图3)
晶粒中支持定制的15%的面积包含相当于200K的ASIC门(25K FPGA LUT),还有足以部署额外处理器内核的逻辑、独特的外设组、硬件加速器和无晶圆厂半导体公司的定制IP。例如,硅谷的Amulet Technologies公司,一家无晶圆厂交互式GUI芯片供应商,就利用Atmel CAP7定制型微控制器上的MP块,将其专利图形操作系统、GUI引擎、LCD控制器和触控界面成功集成到ARM7内核上。凭借这一平台,Amulet可以轻松为大规模白色家电及其它终端产品生产商定制单个GUI芯片。(见图4)
除提供无许可费的ARM处理器内核以外,Atmel还拥有一个大规模许可及免专利费IP库,全都在CAP7L MP块及Atmel标准微控制器中进行过全面的验证和测试。 Atmel提供的免费IP包括USART(支持RS232、RS485、ISO7816和IRDA)、串行同步控制器、I2S、AC'97音频控制器、双线接口(主/从)、串行外设接口(SPI)、SD / MMC卡主控制器、控制器区域网络2.0B + 8邮箱(CAN)、并行I/O (32)、计时计数器、脉冲宽度调制(PWM)、数据加密标准(TDES-133 MHz)、高级加密标准(AES-128/196/256)、安全哈希算法(SHA1)、AHB/APB桥、外部总线接口、外部静态RAM/闪存控制器、NAND闪存纠错控制器(ECC)、SDRAM控制器和ZBT RAM控制器。
为了确保MP块中的定制功能与芯片其余模块进行有效的通信,金属可编程(MP)块搭载了两个AHB主控制器和两个AHB从控制器、14个高级外设总线(APB)从控制器和32位可编程I/O,可以通过硬件选择共享I/O。一个片内优先中断控制器提供最高13个编码中断和供DMA传输使用的两个额外未编码中断。 多个分布式单端口和双端口RAM块可以紧密地耦合到逻辑元件上。 MP块由来自时钟发生器的所有时钟以及定制型微控制器上的电源管理控制器供电。
片上的每个外设均部署有简单的DMA,通过一个外设DMA控制器进行管理,该控制器可卸载数据移动任务。 在Amulet GUI芯片等要求大量帧缓存以刷新24位彩色VGA(640x480像素)LCD显示器的应用中,EBI的作用十分明显。1.2 MB帧缓存存储在外部RAM中,通过EBI提取。 数据传输任务从ARM7 CPU卸载到添加至定制型微控制器MP块上的两个DMA主控制器中,该控制器可实现每秒73 MB的要求数据速率(大小为1.2MB的数据,每秒60次)。(见图5)
1设计流程
CAP7L的设计流程与FPGA-plus-MCU或ASIC部署相同。设计开始时使用一个Altera或Xilinx出品的FPGA及一个ARM7 MCU。Atmel提供基于CAP7E ARM7处理器的微控制器,配有用于此目的的直接FPGA接口。CAP7E上的接口将FPGA直接存取提供给CAP7L上的AHB和外设DMA控制器。Atmel同时提供FPGA逻辑,对FPGA和CAP7E微控制器之间的总线数据流进行解码和编码。
FPGA中的逻辑块通过AHB主信道和从信道以及APB从信道与CAP7E相连。 CAP7系列仍然是市场上唯一带有AHB总线(可大幅提高系统性能)、基于ARM7处理器的微控制器。另外,移植到CAP7L之前,可用CAP7E-plus-FPGA进行初期市场测试和概念验证。
任何定制IP的HDL代码都是用标准、供应商特定或第三方FPGA设计工具开发而成。验证后,客户只需向Atmel提供寄存器传输级(RTL)网表,以便在CAP7L上的MP块中进行部署。(见图6)
Atmel提供AT91CAP7X-DK开发套件,可用于硬件和软件协同设计。套件包括了一块主板,配有电源连接器、TFT彩色LCD显示器,以及连接AT91CAP7定制型微控制器上外设组的接口。 主板的特色功能包括USB全速主控制器和USB 2.0高速设备、10/100以太网MAC、图像传感器接口、I2S音频编解码器、2.0A和2.0B CAN控制器、TFT LCD控制器、MCI、SSC、PWM、LCD和AC97控制器、SPI主控制器和从控制器、两个USART、三个16位计时计数器,以及一个8-通道、10-位模数转换器。 还配有一个SD/MMC存储卡接口(MCI)和外部总线接口(EBI),支持SDRAM、带误码纠错功能(ECC)的NAND闪存,以及带True IDE模式的CompactFlash(可连接到板载GByte-plus接口或包括USB记忆棒在内的移动存储器)。(见图7)。主板还有一个DBGU串行通信端口、四个模拟输入端口、一个次全速主控USB接口、两个带USB B连接器的附加USB设备PHY接口、两个3.5mm的音频插孔、带三个状态LED指示灯的三个3.省略实时内核。 市场上有售的商业工具包括Green Hills(多IDE、TimeMachineTM、集成操作系统)、IAR(C编译器――Embedded WorkbenchTM)、ExpressLogic(实时操作系统――ThreadX?)和Micrium(实时操作系统――μCOS/II)。
2结论
第二代金属可编程单元结构(MPCF-II)技术,为无晶圆厂芯片供应商开发基于ARM处理器的定制型SoC提供了一种经济的解决方案,仅收取象征性NRE费用,单位成本和性能媲美全定制型ASIC,而且无需支付许可费。
半导体制造范文第3篇
优势
1.1 区位优势
中国经济地理的中心,素有“九省通衢”,综合物流成本低。
1.2 产业基础优势
武汉是我国的重工业基地之一,产业门类齐全,已形成“钢、车、机电、高新技术”四大支柱产业。以东湖高新区光电子信息产业为代表的高新技术产业已具规模。
1.3 智力资源优势
全国三大智力密集区之一有42所高校,100万在校大学生。全国九大集成电路培训基地之一,海内外半导体企业均有相当规模的武汉高校毕业生。
1.4 市场优势
中部代表了中国最具潜力的消费市场,半导体产品在这一地区有广阔的市场空间。
1.5 要素供应
发展半导体产业的生产要素(水、电、汽、气、劳动力)供给量充足,价格低廉。
1.6 基础设施
高新区“六纵六横”道路框架已经形成,正加紧建设废水排江管道、输变电系统、热力管网、危化学品仓库、寄售保税库等。具备半导体产业发展所需的基础设施。
1.7 政策环境
东湖高新区为国家级高新区,全国六大“建设世界一流高科技示范园区”之一,政策环境宽松,服务氛围浓厚。随着国家“中部崛起”战略实施,享受沿海、西部开发、振兴东北老工业基地三地优惠政策。
1.8 政府认识和决心
产业结构调整与升级之需,促进光电子信息产业发展之需,可发挥湖北省的科教优势,可推动城市基础设施建设,提升武汉市的综合竞争力。
2东湖高新区半导体产业发展现状
2.1 武汉芯片厂12英寸集成电路生产线项目
武汉芯片厂12英寸芯片项目是建国以来湖北省单体投资规模最大的高科技制造项目。项目一期工程总投资100亿元,主要采用90nm及更高工艺技术水平生产12英寸存储类芯片,包括动态存储器(DRAM),静态存储器(SRAM),闪存(Flash)等,这些产品是各类消费类电子产品如计算机、数码相机、MP4、数字家电、手机、显示器件等的核心部件。
项目一期工程由省、市、区三级财政共同投资,委托中芯国际集成电路制造公司经营管理。一期工程于2006年6月正式动工建设,2008年6月建成,建设期18个月,计划2010年达到量产每月2.1万片,年产出60亿元。
2.2 产业链相关企业
1、芯片制造:武汉新芯(中芯国际)Fab12厂。
2、芯片封装:华瑞半导体芯片封装厂等。
3、芯片设计:亚芯微电子、昊昱微电子、台湾旺宏微电子、磐大微电子等21家芯片设计企业。
4、大宗气体与化学品供应:法液空(Air Liquide)、普莱克斯(Praxair)、巴斯夫(BASF)等。
5、设备供应商:美国应用材料(Applied Materials)、拉穆研究(Lam Research)、科天(KLA-Tencor)日本东京电子(TEL)、佳能(Canon)等均将建设现场支撑服务机构。
6、光伏产业(PV):日新科技、珈伟-常绿太阳能硅片、电池片及组件。
7、化合物半导体:元茂光电、光谷电子、华灿光电、迪源光电等6家企业。
3东湖高新区半导体产业发展规划
“十一五”期间,半导体产业将是东湖高新区的重点战略发展产业,打造以半导体前道制程为核心,集设计、封装测试、半导体设备制造、半导体化学工艺耗材为一体的完整的半导体产业链,初步形成产业集群效应,营造集成电路产业发展的生态环境。
3.1近期目标(2006-2010年)
初步形成设计、制造、封装测试、配套较为完整的半导体产业链,产业集群效应初步呈现;
设计公司50家以上,年产值30亿元,设计人员达到1500人以上,开发新产品50个以上;
半导体制造企业3-5家,12英寸集成电路生产线1-2条,8英寸集成电路生产线1-2条,年产值200亿元;
半导体封装企业3-4家,年产值100亿元;
3.2 规划目标(2010-2020年)
形成产业集群和世界知名的半导体产业研发、制造基地,力争与长三角、环渤海湾构成中国半导体产业发展的三足鼎立之势;
设计公司200家以上,年产值100亿元,设计人员达到3500人以上,成为部分标准的制定者;
半导体制造企业5-8家,12英寸集成电路生产线3-5条,其他生产线10条以上,年产值500亿元;
半导体制造范文第4篇
在其中，政府干预的影子在世界各国的半导体产业发展中随处可见。无论是半导体产品的研究开发、生产制造，或是与他国半导体产品的贸易，政府对半导体产业都具有深远的影响。
各发达国家的产业政策比较
1.美国 美国是半导体技术的发源地.半导体发展的原始目的主要在于支持国防业和宇航业，确保美国国防部能获得最先进的武器系统和宇航局拥有最精密的操作控制设备。由于这两个行业是半导体产品的主要需求者，从而决定了半导体行业发展的最初方向和性质。事实表明，美国国防部的采购对美国半导体业的早期发展具有决定性的影响，为其后来长期处于世界领先地位奠定了坚实基础。但20世纪80年代美国作为半导体的主要生产商在全球的位次大幅度下降，这样的衰退被很多美国人认为是对国家军事安全和经济的严重威胁，不少人将其归咎于美国政府微电子产业的政策方向。
为了应对这种状况，除美国政府继续以巨大的国防支出来资助半导体业的研发外，1987年美国半导体协会成立。美国政府亦在贸易领域出台了一系列政策以支持其半导体产业的发展，如1986年美国政府与日本签定了《半导体协定》，原因是美国宣称日本生产商以超低价格向美国倾销芯片并限制美商进入日本国内市场。双方最初签定的公约于1991年到期后，美国政府又就该协定在下＿个五年中的实施问题与日本政府磋商。而这次谈判的重点则是要求日本市场对美国半导体生产商敞开大门。然而必须指出的是美国政府因从国防安全角度出发一直严格控制其尖端核心半导体设备的出口。然而随着时代的发展，半导体技术的广泛渗透性所造成的日益扩大的国际市场不是由哪几家企业或哪几个国家可以全部垄断的。美国政府较为严格的出口限制势必影响到美国半导体生产商在国际市场上的竞争力。
2.日本 在日本，半导体产业政策的重心是半导体在工业和消费领域中的应用。在日本半导体业发展中，为全面扭转最初其技术依附于欧美的弱势地位, 日本的MITI发挥了强大的引导作用，为日本半导体企业的有序竞争构建了有效框架。分析其政策沿革，演变过程大体上经历了以下几个阶段。﹁是《电子工业振兴临时措施法》（简称"电振法"）于1957年制定。其颁布实施有效地促进了日本企业在学习美国先进技术的基础上，积极发展本国的半导体产业。二是《特定电子工业及特定机械工业振兴临时措施法》于1971年制定。该法进一步秉承了"电振法"的宗旨，强化了发展以半导体为代表的电子产业的力度。该法的实施成功地帮助日本企业通过加强自身研发、生产能力，有效地抵御了欧美半导体厂商的冲击，进而使日本半导体制品不断走向世界。三是《特定机械情报产业振兴临时措施法》在1978年制定（于1985年失效）。该法进一步加强了以半导体为核心的信息产业的发展。上述三部专业法规在总体上加强了日本企业的竞争力。此后日本没有颁布针对以半导体为基础的电子、信息产业的专门法规，而是改为通过综合性法规在整体上推动包含半导体在内的高新技术的发展，其中较为重要的是于1995年出台的《科学技术基本法》。
MITI还通过限制外商在日本半导体产业的投资和要求通过直接购买方式来获取技术从而避免了日本在技术上受到他国的控制和支配。直到20世纪70年代末，日本政府一直奉行着严厉的产业保护政策，包括进行严格的进口管制。对于外国企业在半导体领域的对日投资，日本政府也一直采取严格的审批制度，并附以禁止设立独资企业、外国企业的所有专利技术需向合资公司公开等苛刻条件，而这些措施直到1975年才被放宽。之后，日本政府的政策稍微有所放松，但日本在微电子竞争中拔得头筹的雄心壮志丝毫没有减弱。非常明显的一个例子就是由MITI提议的大规模综合项目VLSI的实施。这个由日本政府出资40%的项目使日本五大半导体公司在一起通过合作共同研发更复杂先进的新一代技术产品。另外,日本外贸组织JETO通过其在全球55个以上国家所设有的分支机构为日本半导体生产商提供有关行业的最新资讯，有力的促进了科技信息的沟通与传播。同时在融资上，日本政府主要利用国家开发银行为半导体企业提供低利贷款，使企业借贷利率接近于零，这与美国同时期市场利率4%-5%相比较，可谓是具有极大优势。
3.韩国 韩国相比美、日，韩国政府对半导体产业的参与力度似乎更大了一些。韩国政府通过多种渠道去培养和促使韩国大企业进入半导体领域。1976年政府成立了韩国电子技术学院（KIET），其主要职责是“计划与协调半导体R&D、进口、吸收和传播国外技术，为韩国企业提供技术支持，进行市场调研”。1982年，“长期半导体产业促进计划”宣告启动，韩国政府为四大主要半导体企业提供了大量的财政、税收优惠。1986年，韩国政府制订了半导体信息技术开发方向的投资计划，每年向半导体产业投资近亿美元。“政策经济”的结果是韩国半导体市场的发展相当令人鼓舞。在欧、美地区双双衰退的情况下，韩国半导体产业2002年产值反而从95.8亿美元增至112亿美元，同比增长了17％。众所周知，韩国半导体产业高度集中于记忆体领域，由于经营记忆体的财团背后有着政府力量的强力支撑，因此虽然目前市场在供给过剩的压力下利润已渐趋稀薄，但三星、南亚科技等韩国企业凭借其规模效益，仍成为全球少数获利的记忆体厂商。
4.欧洲 欧洲继美国和亚洲之后，第三大半导体生产基地当数欧洲。西欧的半导体产业政策的演变可大致分为三个阶段：第一阶段是1965年前，除政府对与国防相关的R&D进行投资和在政府采购中偏向于本国生产商外，基本上不存在政府对半导体业发展的干预行为；第二阶段，1965年至1975年，欧洲政府非常重视计算机行业，对半导体的科研给予了一些激励措施，但政府的参与仍有相当的局限性；第三阶段，自1975年之后，欧洲各国政府逐渐加大了对半导体产业的支持力度，政策重心更集中于信息技术包括微电子方面。进入80年代后，欧洲各国政府积极推动半导体产业重点企业的合作与发展，例如ESPRIT和JESSI项目。其中,后者耗资4亿美元，主要致力于开发先进的微芯片技术。此外,西欧各国政府还联合向非欧洲的半导体制造商施压，要求他们不能仅仅是在欧洲进行加工组装业务，而是更多的设立设计与技术部门。其目标则是希望通过一系列措施，能加速欧洲半导体的技术创新，鼓励欧洲内部各国半导体企业间的交流与联系，从而在一定程度上保护欧洲本土的半导体核心技术以及生产竞争力。
欧盟委员会也进一步加强了保护其半导体工业的力度。1990年欧盟与日本政府签署了一个自愿协议，规定了日本生产的标准存储器片在欧洲共同市场上的最低售价。此外，欧盟委员会还向韩国半导体商采取了反倾销措施。原因是韩国倾销的芯片价格大大低于欧盟的可接受价格。1997年，最低售价又被再次强加到日本和韩国的14个半导体芯片制造商身上。2003年欧盟在判定韩国政府不公平地向芯片厂商现代半导体公司提供补贴后随即决定向现代半导体公司的内存芯片征收34.8%的进口关税。
对我国的启示与我国的对策措施
从上文中我们可以看出,无论是美国、欧洲还是日本、韩国，没有一个国家的政府对半导体产业的发展采取放任政策，而是通过一系列政策手段进行扶植。即使是同一国家，政府在半导体工业发展的各个时期都制订了不同的策略。我国的半导体产业总体水平与这些发达国家比较，在生产能力、设备水平、开发手段、工艺水平、产品技术指标、市场开拓等方面均存在很大差距。中国本土芯片制造企业目前只能满足芯片市场大约20%的需求量，而其他近80%的需求都不得不通过进口产品来补充。与此同时，中国所有半导体企业的总销售额仅占世界半导体总销售的1.5%。因而我国应通过借鉴美国、日本等发达国家以及韩国、欧洲的发展经验，并结合中国半导体业现阶段发展现状，明确在半导体领域的定位和战略，并相应的改进或调整该产业的政府管理模式和政策体系，以更好的促进中国半导体产业的发展，提升我国半导体产业的国际竞争力。为此，我国政府还应在政策层面上进行进一步的深化改革。
1．中国应采取更加优惠的政策，形成良好的投资环境吸引外资更多投入到中国半导体产业。
美国、日本及韩国都是依靠优惠的政策引导投资方向，使大量的资金涌入到半导体高技术领域，以加快产业结构向知识经济转变的步伐。我国目前也采取了一系列优惠性措施，比如2000年国务院颁布的《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》中规定，如果投资建立一个半导体产业，国家要跟进投资，如果申请银行贷款，国家将补贴1%到5%的利率。我国应制订比其他国家更具吸引力的政策，从而吸引更多投资和技术进入这一国家战略产业，例如要学习韩国充分利用入世3到5年的缓冲期保护幼稚产业的合理办法，对半导体集成电路产业和半导体产品在WTO框架内给予更多的优惠鼓励政策。
2．在短期内，可以借鉴走引进、消化、吸收、赶超的路子，重点发展市场需求大的半导体适用技术和产品，通过技术改造、资本积累和市场开拓的互动实现半导体产业水平的滚动发展。
在引进投资时，要注意选准市场主体产品，引导企业进入高附加值市场。但从长期来看，我们应借鉴日本半导体企业奉行的自行设计、自行生产的原则，建立起设计与生产“一条龙”的行业体系，以官方为主导共同联合生产技术的发展战略，开发更多关键技术，增加拥有自主知识产权半导体产品的比例。当然如果大企业技术合作的目标是开发商品，这样做由于利益冲突难获成功。要学习美国、日本，先合作研究开发技术，大企业自己再搞商品化，合作开发才可能成功。除了大公司间进行技术密切合作外，还可以参考美国半导体工业主要由技术密集型中小企业构成的特点，积极鼓励国内的民营企业和民营资本参与到半导体工业相关材料与设备研究制造上来。这是由芯片制造过程对设备、材料要求的多样性、复杂性以及产品快速更新的特点所决定的。
3．很多半导体业内人士一谈及发展半导体的关键因素时，不约而同的认为是人才。
目前我国发展半导体产业最缺乏的就是人才，既包括技术人员，也包括半导体企业有经验的中高阶主管。我们应学习马来西亚等东南亚国家的发展经验，制定高工资、低（零）个人所得税的人才吸引政策，吸引海外半导体设计、制造、管理专家来华工作。对少数高科技设计人员和工艺技术人员采取高薪聘任，甚至给予更优惠的待遇，比如可持有企业股份等。同时决不可忽视对技术人才的培养，为基层作业员、技工、工程师提供较好的专业素质培训，这对一个以生产为导向的半导体企业来说也是至关重要的。
半导体制造范文第5篇
关键词：半导体工业废水；雨污混接；氟离子浓度；污染特征因子
中图分类号：X522文献标识码：A文章编号：16749944（2014）02019603
1引言
随着经济的快速发展，我国半导体行业在全球电子整机产品向中国转移的过程中得到了快速发展，半导体企业纷纷在中国建立生产基地[1]。2006～2012年，我国半导体产业的销售额由1726.8亿增加至3528.5亿元，占国内半导体市场的份额由30.4%上升到36.1%，其占国际市场的份额也由8.79%上升至19.56%[2]。半导体生产在给我国带来经济利益的同时也带来了新的环境问题。在半导体制造业生产过程中，氢氟酸被大量使用。氢氟酸由于其氧化性和腐蚀性已成为氧化和刻蚀工艺中使用到的主要溶剂，同时在芯片制造、化学机械研磨、清洗硅片及相关器皿过程中也多次用到[3]，因此半导体工业废水中往往含有较高浓度的氟离子。过高的氟离子进入水体不仅会对人体的牙齿、骨骼及生殖系统造成危害[4，5]，同时也会影响植物对磷的吸收，增强金属铝在土壤中的溶解，导致氟、铝对植物的双重危害[6～8]。
为进一步改善水体水质，我国很多城市虽已投入大量人力、物力和财力将合流制排水系统改造为分流制排水系统，但上海、武汉及深圳等城市的实际运行效果并不明显，其中雨污混接是重要原因[9～11]，而工业废水正是重要的雨污混接类型之一。本文拟探索将氟离子作为半导体工业废水的污染特征因子，以便为后续雨污混接系统混接溯源、混接水量比例计算和改造工程的顺利进行提供技术指导。
2实验及样品分析方法
2.1实验用水来源
实验用水为上海市有代表性的集成电路和印制电路板等半导体工业企业处理后的生产废水、某独立排水系统区域内的地下水、地表水（周围河水）及雨水泵站末端出流。
2.2样品采集方法
借鉴EPA针对污染特征因子的采样方法，在半导体企业正常生产时期内，每半小时在总排口进行水样采集，共采集20个批次有效水样；
其它类型的水样为每小时采集一次，共采集10个批次有效水样，且水样采集前48h和采集时间内为晴天[12]。
2.3实验仪器
分析仪器：FA2004N电子天平、Agilent720ES等离子体发射光谱仪（ICP）、紫外分光光度计、磁力搅拌器、移液枪、滴定仪、雷磁PXSJ-216型氟离子计等。
2.4分析项目及检测方法
CODCr、氨氮、硬度、表面活性剂、氰化物等采用国家标准方法进行检测，氟离子浓度采用氟离子计进行检测，铜、锌等金属离子用ICP检测。
3试验结果与分析
3.1不同类型水质中氟离子浓度比较
半导体工业企业生产废水经过物化和生化处理后，氟离子浓度虽然可以达到上海市半导体行业污染物排放标准，但其数值仍然相对较大。
如图1所示，印制电路板企业处理后的生产废水氟离子浓度为1.55～11.64 mg/L，集成电路企业废水处理后氟离子浓度为6.92～11.99 mg/L，这与戴荣海等得出的集成电路产业废水处理后氟离子浓度的水平是相当的[13]。虽然其总体已满足达标排放的要求，但相较其它类型的水体，氟离子浓度是异常的高。如图2所示，地表水、生活污水、地下水中氟离子浓度虽各在一定的范围内，但其总体水平都很低，均值浓度不超过2 mg/L，远低于半导体工业企业废水中氟离子浓度。
3.2氟离子作为半导体工业废水污染特征因子的可行性分析
目前国内外关于半导体工业废水的污染特征因子研究很少或没有。美国EPA雨水系统混接调查技术指南中也只是罗列出部分工业生产过程中可能的污染特征因子，如表1所示。根据半导体工业企业的一般工艺过程，氟离子是可能的污染特征因子之一，同时铬、铜、锌和氰化物等也可能成为污染特征因子。
3.3氟离子浓度指标用于半导体工业废水雨污混接比
4结论与建议
（1）氟离子浓度可作为以印制电路板和集成电路为主的半导体工业废水的污染特征因子，其浓度均值为7.3 mg/L，远高于其它类型的水质。
（2）氟离子浓度可作为半导体工业废水污染特征因子用于雨污混接问题中混接水量的计算，但由于在混接类型的确定过程中进行了简化处理，且浓度数据是以均值代入，因此只能得到相对比较接近的混接水量比例。
（3）针对以印制电路板和集成电路为主的半导体工业废水，可应用氟离子浓度作为污染特征因子用于雨污混接的混接源诊断。若要计算混接水量比例，需事先对研究范围内的工业企业进行分析，同时还需选择相对独立的排水系统，便于水量和污染特征因子的守恒计算。
（4）严控半导体工业废水的排放，以防止其混入雨水管网或其它水体中，造成高浓度的氟离子威胁人体健康和危害生态环境的不良影响。 参考文献：
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半导体制造范文第6篇
关键词：半导体 LED 灯具 散热
1 散热机构的设计与半导体灯具寿命息息相关
对于半导体灯具设计，散热机构设计是设计中的重要一环，散热机构设计能减少材料从而节约成本、提高LED灯珠的可靠性与寿命，长时间工作使用会比较容易造成每个器件性能降低，半导体灯具急速光衰，并造成安全事故，严重影响用户体验。
2 半导体灯具的散热器制造工艺现状
传统的半导体灯具仅仅将LED灯珠嵌设在铝材质制造而成的散热体内，利用铝材质良好的散热性能，将LED灯珠产生的热量散发出去，进而降低LED灯珠工作时升高的温度。尤其是对于大功率LED灯珠矩阵都会通过配置大型散热体来解决散热问题，然而问题随之而来：一方面，半导体灯具的总功率不断上升，为增加散热面积其对应的散热体也越做越大，е铝诵矶喽钔獬杀究销，灯具的重量也无法接受；另一方面，由于LED灯珠在使用时还需安装于专用光学灯罩内，有时候甚至是安置于一个相对密封的罩体中，由于密封的罩体内热量无法与外界空气形成对流，只能通过简单的辐射和大热阻的空气进行很少的热量传递。因此，现有LED灯珠即使使用散热面积较大的散热体，甚至散热体上加置散热风扇，也无法将LED灯珠发出的热量迅速带走，最终导致热量囤积于散热体上，使散热效果大打折扣，从而影响LED灯珠的使用寿命。目前市面上的半导体光源灯具散热器造型各异，散热器的制作工艺大都是采用铝材压铸成型工艺和挤压型材切割工艺制造，导热系数低、散热器重量较大、耗材多、后加工复杂、生产效率低、生产成本高。
2.1 铝合金压铸工艺
铝合金压铸工艺和塑料注塑工艺原理接近，都是将原材料加温成液态后填充到模具型腔形成产品，铝合金压铸的材料有ADC12、A380、A360、YL113，常用的材料是ADC12，相对于其他材料，它更加容易成型，优异的后加工和机械性能。
优点：（1）一体化压铸成型，整体性强；（2）外观可设计弧面，有利于工业造型。
缺点：（1）导热系数低（约为96 W/M・K）；（2）表面处理受限制。
2.2 铝挤出成型工艺
铝挤出成型工艺目前在大功率路灯、隧道灯领域相对广泛，近年来室内较少用。常用的材料为AL6063，相对于压铸ADC12材料，它具有很好的导热系数（一般为200 W/M・K）。
优点：（1）导热系数高；（2）容易做表面处理。
缺点：单向挤压型材，外观结构受到限制。
2.3 散热鳍片拼接扣工艺
散热鳍片常用的是五金冲压加工得到，容易实现自动化生产，使用的材料有导热铝合金。
优点：（1）散热面积多，需配合风扇形成空气流效果才能更好；（2）重量轻便。
缺点：成本较高。
2.4 热管结合散热鳍片工艺
热管结合散热鳍片相对来看成本较高，同时对外观和尺寸有一定要求。这将导致市面上一些小型公司放弃使用该项技术。
优点：（1）LED灯珠工作时发出的热能快速传导到散热器散热鳍片；（2）重量轻便。
缺点：（1）工艺相对复杂；（2）成本较高。
2.5 导热塑料注塑成型工艺
导热塑料分为两大类：导热导电塑料和导热绝缘塑料。半导体灯具散热器常用的是导热绝缘塑料。导热绝缘塑料主要成分包括基体材料和填料。基体材料包括PPS、PA6/PA66、PPA、PEEK等，填充材料包括AIN、SIC、AL203、石墨、纤维状高导热碳粉等。
优点：（1）一次成型，光泽度高；（2）绝缘性能优异，宜采用各种不同的电源方案。
缺点：（1）导热系数低；（2）重量相对金属较轻。
2.6 塑包铝结构工艺
市面上现有的塑包铝结构分为两种：（1）导热塑料和铝件是独立分开的2个组件，通常这种做法易成型加工，不需要先把铝块放置注塑模型腔内成型加工得到一体，而是后续通过机械固定结构将独立分开的2个组件固定形成一个整体。（2）导热塑料和铝件是一体注塑成型加工得到的。
优点：表面为导热塑料，绝缘性能好，安全。
缺点：成型工艺复杂。
3 半导体灯具散热
热量的3种传递方式有辐射、对流和传导。一般而言，LED灯珠工作时会产生光和热，散热器通常就是要把LED灯珠工作时产生的热散发出去，从能量层面来看，热并非能量，其实只是传递能量的形式，当外界能量冲击分子，能量就会由高能分子传递到低能分子，从微观层面来看，能力的传递就是热。通常，LED灯珠通过机械结构固定在散热器表面，LED灯珠与散热器的接触良好是决定LED灯珠工作时产生的热量传导到散热器的关键因素，半导体散热器的散热结构还需充分运用空气对流换气，通过传导与对流，使LED灯珠工作时产生的热量散发到空气中。
4 设计优化散热机构
4.1 半导体灯具散热设计方法的选择
散热机构设计通常使用EFD、ANSYS软件仿真，通常流体的固定边界与黏性对流体的阻力所产生的影响，使得流体中的流体元素会小部分受沿程阻力的干扰，另一方面，半导体灯具通常需要增加风扇来加速空气流动，由于风扇的增加会导致半导体灯具机构设计的复杂性，从另一角度来看，也会大大降低半导体灯具的可靠性。因此，半导体灯具的散热器采用被动式自然散热的方式，散热器的外观轮廓依据半导体灯具结构来定，因而直接利用半导体灯具外观从而设计成整体式散热器，针对散热器接触面平整度、基板厚度、散热片状条形状、散热片数量、散热片厚度、散热片与散热片的空气流动、散热片与空气接触的面积等，按照散热器相关设计准则进行优化设计，最后进行打样测试和分析定论。
4.2 被动式散热器设计
参照图1和图2，半导体灯具的散热机构包括基板1和灯体2，基板1经过旋压工艺拉伸出灯体2，再将灯体2上多余部分剪除使灯体2成圆筒状，基板1经过五金冲压扭曲后局部向上隆起形成带拉开片4的散热叶片3并形成通气孔5，基板1上第一围圆形排布设计有14条，第二围圆形排布有36条向散热器外部冲压扭曲的散热叶片3，拉开片4增加了基板1与散热叶片3的接触面积并且垂直分布，结合热量向上散发的特性，从而加快散热速度，提高整体性能。
5 结语
目前，半导体灯具得到广泛应用，其具有体积小、重量轻、使用寿命长和节能效果极佳等优点，但是半导体灯具跟半导体一样普遍存在发热量大、热量不易散发的问题，热量的积累容易导致半导体光源寿命减少、发光效率降低。上述优化后的被动式散热器设计具有制作工艺简单、易一次性成型加工、扭曲过程中较少废料、材料利用率高、生产成本低等优点。
参考文献
[1]游志.大功率LED散热鳍片扩撒热阻研究[J].电子工业专用设备，2010，39（9）：37-40.
半导体制造范文第7篇
关键词：半导体照明；产业集群；协同创新；技术路线图
世纪之交，美国、日本、欧盟、韩国、台湾等国家和地区相继推出了半导体照明国家或地区发展计划，大力培育和发展本国或本地区的半导体照明产业。在微观层面，以美国GE、荷兰PHILP、德国OSRAM三大世界照明生产巨头为代表的跨国公司，纷纷与上游半导体公司合作组建半导体照明公司，积极创造竞争优势，并正在中国抢占专利制高点，对我国的半导体技术发展形成了合围之势。因此，长三角作为中国半导体照明产业化的重要基地，有责任形成产业联盟，通过产业集群协同创新，共同应对跨国公司的竞争。
长江三角洲地区的LED产业集中在上海，江苏的南京、扬州和无锡，以及浙江的杭州等地区，开始呈现向园区聚集的发展趋势，且整个半导体照明产业链的投资都比较活跃。2007年，长三角的半导体照明产业规模约占国内总体规模的40％左右。截至2007年，在中国半导体照明联盟的73家会员中，长三角地区的半导体照明企业和机构有26家，占总数的三分之一。同时，长三角拥有中国六大半导体照明基地中的上海基地和扬州基地。其中，上海已经在半导体芯片制造和封装应用等方面呈现出良好的产业发展态势，并形成了比较完整的产业链和企业群；江苏在LED封装及应用方面已经初具规模；宁波具有良好的产业基础和经济区位优势，是国内主要的特种照明灯具生产基地，发展潜力巨大。
1 长三角区域半导体照明产业集群协同创新的现状及问题
1.1 协同创新现状
1.1.1 组建战略联盟，实现共同发展江苏奥雷光电(镇江)已形成了从大功率高亮度LED外延片和芯片制造―器件封装一应用三个领域的产业布局，无论从技术实力还是产业布局上都已处于国内领先地位。2005年江苏奥雷光电与上海宇体光电合作，在大功率高亮度LED外延和芯片进行研发和生产，并已签订协议，拟组建宇奥光电集团公司，共同发展LED芯片产业。
1.1.2 依托跨区产学研联盟，建立企业技术中心江苏日月(盐城建湖)照明公司、伯乐达集团(盐城)、盐城豪迈照明科技公司，分别与清华大学、北京大学、复旦大学建立长期合作关系，形成一定规模的封装应用生产线。此外，扬州市开发区先后引进清华大学、南京大学、中科院、中国电子科技集团公司等国内一流高等院校、科研单位落户，合作建立了扬州一南京大学光电研究院、中科院半导体研究中心、江苏省半导体照明工程技术研究中心、江苏省半导体照明检验中心、扬州一南京大学半导体照明研究院、扬州半导体照明和太阳能光伏应用研究与检验中心等研发机构10多家。
1.2 存在的主要问题
近几年，虽然长三角的LED产业发展较快，但由于均缺乏高新技术和知识产权体系作支撑，目前仍在低附加值领域徘徊，LED照明产业存在的问题主要表现在五个方面：
第一，在产品的应用开发上，低水平重复，缺少具有产业支撑度的龙头企业和企业集团。企业产业规模小，不能引领产业链的延伸和产业集聚。产业整合不够，绝大部分企业还是混战于低端市场，缺乏规范和约束，过度竞争导致在一定程度上影响到行业整体声誉，另外对封装前沿技术的研发广度和深度不足也需要引起足够重视。
第二，标准评价体系尚未建立，检测方法与手段缺乏，市场不能有效规范，市场竞争无序，产业管理部门需要加强合作。后应用领域本土市场规模巨大，但无标准、无规范的现象更加严重，产业高度分散，器件应用随心所欲，因设计、生产、安装不规范导致应用产品早期失效的现象比比皆是，给半导体照明产业的健康发展已经带来一定损害。
第三，基础性研究与产业化人才缺乏，结构不合理，核心装备与配套材料国产化的问题急需解决。
第四，行业发展缺少必要的政策支持，政府对半导体照明产业的扶持力度有待加强。
第五，缺乏长三角半导体照明联盟和合作平台，交流信息不充分，也是阻碍长三角产业聚集的重要原因。
1.3 产生问题的主要原因
1.3.1 缺乏产学研联合创新，影响自主创新能力的提升长三角地区在半导体照明产业领域还没有很好的形成产学研联合创新局面，表现在研究室、实验中心和各企业间各自为战，没有形成实质意义上的产业联盟。造成长三角地区半导体照明领域产学研联合创新缺乏的原因有：一是合作的积极性不高，高校、研究所更加关注这一领域的基础研究，例如照明材料的研究，而它又很难在短时间内获得突破，企业则是关注应用研究：二是高校、研究所管理机制与产学研合作要求不一致，高校教师的职称评定与论文挂钩，而企业更强调技术的应用开发；三是知识产权以及合作创新的成果归属问题目前国家还没有明确的规定，致使在合作过程中时有发生知识产权的纠纷问题。
1.3.2 企业规模偏小，标准建设滞后，产业集中度不高，阻碍了产业的集群发展长三角地区从事半导体照明的企业规模相对偏小，都是新成立的企业，资金薄弱，企业管理也相对薄弱，竞争不规范，今后很难在国际上规模竞争，至今还没有看到长三角地区有一家半导体照明企业上市融资。并且，中小企业融资难，也是制约长三角地区半导体照明企业规模不大的重要原因。此外，缺乏有影响力和有实力的企业制定技术标准，造成半导体照明行业没有统一的标准。短期看。没有统一的标准，将使半导体照明领域的竞争陷于无序状态。长期看，缺乏标准，必将使长三角地区的半导体照明产业在国际竞争中处于不利地位。
1.3.3 各地行政壁垒的存在，阻碍了产业链的有效整合上下游产业有机结合，专业化协作和分工是产业健康发展和成熟的标志，因为半导体照明产业的上下游产业的技术关联度相对较高，范围经济的属性较强。但由于行政壁垒的客观存在，长三角地区各个城市在制定半导体产业发展规划时，很少站在长三角的角度来考虑，在发展选择上几乎雷同。这样使企业集中在比较专业的领域，很少有企业能够在产业链条上进行垂直整合，没有一家企业形成了包括“衬底―延―芯片―封装―应用产品”的完整LED产业链，而长三角地区至今没有极具规模的封装厂。而以国外的发展经验来看，基本上都是走产业链垂直整合的发展道路，如美国的GELCORE的公司。
2 长三角区域半导体照明产业集群协同创
新的对策建议
2.1 发展战略
2.1.1 做强做大的集群发展战略 培育长三角的半导体照明产业的龙头企业，培养一批品牌企业。龙头企业是产业集群的支撑，产业集群的发展，必须要有龙头企业的牵动和带动。在培育龙头企业上，长三角各地政府要对获得全国驰名商标、中国品牌产品等的优势半导体照明企业实施重奖，并通过项目投资、土地、贷款上的政策，鼓励一些相关大企业集团通过收购、控股等资本运作方式进入半导体照明领域。同时积极引进和培育关联性大、带动性强的大企业，鼓励龙头企业提高核心竞争力，发挥其辐射、示范、信息扩散和销售网络的产业龙头作用；重点扶持关键性核心企业的技术自主创新项目，提升龙头企业带动力和产业集群竞争力。通过又强又大的龙头企业带动，在其周围聚集一大批配套企业，最终形成产业的集群发展。
2.1.2 协作融合创新发展战略一是加强长三角的科技和经济部门积极与上海世博局开展协调和合作，在世博会展览区一些照明、装饰、装备。采用政府采购的方式，建立半导体照明示范区。二是加强半导体照明产业链内部之间的整合和协作，形成合理分工体系。三是加强与第三产业融合，形成专业化的半导体照明市场。
2.1.3 技术标准发展战略“一流企业做标准、二流企业做技术、三流企业做产品”。作为规范国际秩序的依据和准则，标准成为企业竞争的制高点，同时，标准也不再仅仅是技术和经济层面的问题，而上升到政治层面，国际上一些国家经常利用标准来保护本国的产业。因此，在半导体照明产品还缺乏国际公认的技术标准背景下，长三角地区完全可以在培育龙头企业的同时，积极参与国家层面的半导体照明技术标准体系建设，为我国未来半导体照明产业发展在国际上获得更多的话语权。
2.2 路径选择
根据长三角地区半导体照明产业发展的现状特点、存在的问题以及半导体照明技术发展趋势，制定长三角区域半导体照明产业集群演化关键技术创新路线图，见图1。创新路径分三步走：
第一步，加强要素交流，通过引进发达地区的生产设备，建立半导体照明产品的企业，生产半导体照明的应用产品。但是，引进不是简单的引进。把技术和设备引进之后必须继之以消化、吸收和创新。同样的设备，别人制造出了一流产品，我们做不出来，原因很简单，我们没有掌握引进的设备，没有掌握工艺技术。同时，这个阶段的创新主要是集中在半导体照明下游产品的研发上。此外，在半导体的上游技术也要加强，为后续创新打下基础。
第二步，加强产业资源整合，通过市场机制推动有实力的企业兼并。国外都是大公司在发展半导体照明技术，他们的技术与研发资金雄厚，而国内的半导体照明企业规模偏小，市场竞争混乱，不利于产业技术创新的增强和产业的健康发展。因此，国家可以出台一系列的鼓励政策，在长三角等市场经济较为发达的地区，鼓励一些大型上市公司，通过资本运作，来兼并相关半导体照明企业，加强在产业链上的垂直整合，加强半导体照明中游产品研发，强化半导体照明技术的集成创新。
第三步，加大融合与协同创新，在产业层次上做到有所为有所不为。从技术路线角度考虑，国内可以分几个梯队进行研究，第一梯队主要围绕国际上主流的技术路线去走，在主要技术路线上创造新的知识产权。而第二或第三梯队就要研究国外也没有实现批量生产的新方法，走出国际三种技术路线的包围。例如开发直接发白光的芯片，开发受激发后直接发白光的白光荧光粉。从产业链角度考虑，长三角应当重点发展封装和应用技术，但上游技术领域也不能放弃。
2.3 发展对策
2.3.1 建立专利诉讼预警机制，增强企业的应诉能力 由于长三角地区的半导体照明企业的规模相对较小，还没有引起国外半导体照明大公司的注意。但到了上海2010年举办世界工业博览会之后，半导体照明产业可能做大后，国内企业由于缺乏半导体照明的核心专利技术，导致被诉讼的概率会更高。因此，长三角应该建立一个产业联盟，建立专利诉讼的预警机制，以应对长三角的半导体照明企业在遭遇国外专利诉讼而处于的不利地位，做到未雨绸缪，变被动为主动。一是要建立该领域国外专利诉讼的信息共享机制，成立专家顾问中心，聘请各领域专家对联盟成员提供指导，为联盟的对外交涉提供咨询，及时发出预警信息。二是诉讼经验的共享机制，一旦遭到，而可作到有备而来。
2.3.2 合纵连横，形成专利联盟 随着半导体照明产业国际竞争加剧。国外一些知名企业纷纷组建战略联盟，采取专利相互授权，共同打击专利侵权行为。因此，在国外大公司采取专利相互授权的联合包围的策略之时，长三角乃至国内的企业也要采取合纵连横和建立联盟的反突围的策略，众人拾柴火焰高，共同抵御国外大公司的专利包围，寻找突破口。所谓合纵，就是要联合长三角地区半导体照明产业的上中下游的企业，采取交叉授权，建立专利战略联盟，形成专利池效应。所谓连横，就是要长三角地区半导体照明产业同一产业链上企业，采取相互授权的方式，增加彼此的专利拥有数量，增强专利拥有的质量，这样一旦有企业在国内或国外遭到专利诉讼，可以增加谈判的筹码，同时可分担高昂的律师费，互通信息，减少单独应诉带来的风险。
2.3.3 联合制定技术标准。促进产业集群发展长三角地区的半导体照明技术和产业在国家中具有一定地位，应该在标准之中有所作为，联合起来，制定标准。主要工作有：尽快完善测试方法、试验方法等基础标准：器件标准应与已有的半导体器件标准协调：研究、制定较成熟产品门类，如芯片的通用规范；对于尚不成熟的产品，应密切关注、研究，适时制定标准；注意产业链上中下游之间的协调；部门之间、行业之间强强联手，共同合作；积极参与国际标准的制定，适时提出国际标准提案。
半导体制造范文第8篇
关键词：半导体，超晶格，集成电路，电子器件
1.半导体材料的概念与特性
当今，以半导体材料为芯片的各种产品普遍进入人们的生活，如电视机，电子计算机，电子表，半导体收音机等都已经成为我们日常所不可缺少的家用电器。半导体材料为什么在今天拥有如此巨大的作用，这需要我们从了解半导体材料的概念和特性开始。
半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一类物质，在某些情形下具有导体的性质。半导体材料广泛的应用源于它们独特的性质。首先，一般的半导体材料的电导率随温度的升高迅速增大，各种热敏电阻的开发就是利用了这个特性；其次，杂质参入对半导体的性质起着决定性的作用，它们可使半导体的特性多样化，使得PN结形成，进而制作出各种二极管和三极管；再次，半导体的电学性质会因光照引起变化，光敏电阻随之诞生；一些半导体具有较强的温差效应，可以利用它制作半导体制冷器等；半导体基片可以实现元器件集中制作在一个芯片上，于是产生了各种规模的集成电路。这种种特性使得半导体获得各种各样的用途，在科技的发展和人们的生活中都起到十分重要的作用。
2.半导体材料的发展历程
半导体材料从发现到发展，从使用到创新，也拥有着一段长久的历史。在20世纪初期，就曾出现过点接触矿石检波器。1930年，氧化亚铜整流器制造成功并得到广泛应用，使半导体材料开始受到重视。1947年锗点接触三极管制成，成为半导体的研究得到重大突破。50年代末，薄膜生长技术的开发和集成电路的发明，使得微电子技术得到进一步发展。60年代，砷化镓材料制成半导体激光器，固溶体半导体材料在红外线方面的研究发展，半导体材料的应用得到扩展。1969年超晶格概念的提出和超晶格量子阱的研究成功，使得半导体器件的设计与制造从“杂志工程”发展到“能带工程”，将半导体材料的研究和应用推向了一个新的领域。90年代以来随着移动通信技术的飞速发展，砷化镓和磷化铟等半导体材料得成为焦点，用于制作高速、高频、大功率及发光电子器件等；近些年，新型半导体材料的研究得到突破，以氮化镓为代表的先进半导体材料开始体现出其超强优越性，被称为IT产业新的发动机。
3.各类半导体材料的介绍与应用
半导体材料多种多样，要对其进一步的学习，我们需要从不同的类别来认识和探究。通常半导体材料分为：元素半导体、化合物半导体、固溶体半导体、非晶半导体、有机半导体、超晶格半导体材料。不同的半导体材料拥有着独自的特点，在它们适用的领域都起到重要的作用。
3.1元素半导体材料
元素半导体材料是指由单一元素构成的具有半导体性质的材料，分布于元素周期表三至五族元素之中，以硅和锗为典型。硅在在地壳中的含量较为丰富，约占25%，仅次于氧气。硅在当前的应用相当广泛，它不仅是半导体集成电路、半导体器件和硅太阳能电池的基础材料，而且用半导体制作的电子器件和产品已经大范围的进入到人们的生活，人们的家用电器中所用到的电子器件80%以上元件都离不开硅材料。锗是稀有元素，地壳中的含量较少，由于锗的特有性质，使得它的应用主要集中于制作各种二极管，三极管等。而以锗制作的其他器件如探测器，也具备着许多的优点，广泛的应用于多个领域。
3.2化合物半导体材料
通常所说的化合物半导体多指晶态无机化合物半导体，即是指由两种或两种以上元素确定的原子配比形成的化合物，并具有确定的禁带宽度和能带结构的半导体性质。化合物半导体材料种类繁多，按元素在元素周期表族来分类，分为三五族（如砷化镓、磷化铟等），二六族（如硒化锌），四四族（如碳化硅）等。如今化合物半导体材料已经在太阳能电池、光电器件、超高速器件、微波等领域占据重要的位置，且不同种类具有不同的性质，也得到不同的应用。。
3.3固溶体半导体材料
固溶体半导体材料是某些元素半导体或者化合物半导体相互溶解而形成的一种具有半导体性质的固态溶液材料，又称为混晶体半导体或者合金半导体。随着每种成分在固溶体中所占百分比（X值）在一定范围内连续地改变，固溶体半导体材料的各种性质（尤其是禁带宽度）将会连续地改变，但这种变化不会引起原来半导体材料的晶格发生变化.利用固溶体半导体这种特性可以得到多种性能的材料。
3.4非晶半导体材料
非晶半导体材料是具有半导体特性的非晶体组成的材料，如α-硅、α-锗、α-砷化镓、α-硫化砷、α-硒等。。这类材料，原子排列短程有序，长程无序，又称无定形半导体，部分称作玻璃半导体。非晶半导体按键合力的性质分为共价键非晶半导体和离子键非晶半导体两类，可用液相快冷方法和真空蒸发或溅射的方法制备。在工业上，非晶半导体材料主要用于制备像传感器、太阳能电池薄膜晶体管等非晶半导体器件。
3.5有机半导体材料
有机半导体是导电能力介于金属和绝缘体之间，具有热激活电导率且电导率在10-10～100S·cm的负一次方范围内的有机物，如萘蒽、聚丙烯和聚二乙烯苯以及碱金属和蒽的络合物等.其中聚丙烯腈等有机高分子半导体又称塑料半导体。有机半导体可分为有机物、聚合物和给体-受体络合物三类。相比于硅电子产品，有机半导体芯片等产品的生产能力较差，但是拥有加工处理更方便、结实耐用、成本低廉的独特优点。目前，有机半导体材料及器件已广泛应用于手机，笔记本电脑，数码相机，有机太阳能电池等方面。
3.6超晶格微结构半导体材料
超晶格微结构半导体材料是指按所需特性设计的能带结构，用分子束外延或金属有机化学气相沉积等超薄层生产技术制造出来的具有各种特异性能的超薄膜多层结构材料。由于载流子在超晶格微结构半导体中的特殊运动，使得其出现许多新的物理特性并以此开发了新一代半导体技术。。当前，对超晶格微结构半导体材料的研究和应用依然在研究之中，它的发展将不断推动许多领域的提高和进步。
4.半导体材料的发展方向
随着信息技术的快速发展和各种电子器件、产品等要求不断的提高，半导体材料在未来的发展中依然起着重要的作用。在经过以Si、GaAs为代表的第一代、第二代半导体材料发展历程后，第三代半导体材料的成为了当前的研究热点。我们应当在兼顾第一代和第二代半导体发展的同时，加速发展第三代半导体材料。目前的半导体材料整体朝着高完整性、高均匀性、大尺寸、薄膜化、集成化、多功能化方向迈进。随着微电子时代向光电子时代逐渐过渡，我们需要进一步提高半导体技术和产业的研究，开创出半导体材料的新领域。相信不久的将来，通过各种半导体材料的不断探究和应用，我们的科技、产品、生活等方面定能得到巨大的提高和发展！
参考文献
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