中国与美国的半导体争夺

Release time：2017-05-15
author：Ameya360
source：日经中文网
reading：2126

　　西條都夫：思考当今世界半导体市场的主流领域究竟在发生什么。如果用一句话来概括这一主流趋势，那就是“中美围绕半导体的霸权争夺”。

　　这样写或许会给人以中美正在以几乎势均力敌的立场展开博弈的印象，但从目前来看，无论是在开发能力、生产能力还是在IP（知识产权）的积累方面，还是在诸如半导体制造设备等相关产业的基础上，美国都明显领先。但是，令美国担忧的是这种优势“迟早有一天会受到来自中国攻势的威胁，并有可能对带来创新的产业生态系统构成破坏”。

　　中国今后10年将投资1500亿美元

　　首先从中国的动作开始谈起。中国政府在2014年6月出台的《国家集成电路产业发展推进纲要》中提出了具体目标，到2015年电路线宽28纳米制造工艺实现规模量产，到2020年14纳米制造工艺实现规模量产，而到2030年，集成电路产业链主要环节达到国际先进水平。这成为号角，中央政府和地方政府的投资基金相继设立，其规模据下文提及的美国总统科技顾问委员会（PCAST）的统计“在今后10年里将达到1500亿美元”。

　　中国已提出到2030年之前在半导体领域具备世界最高水平的能力这一目标

　　中国对于在半导体领域追赶先进国家为何抱有如此高的热情呢？这可能是由于中国已经认识到，只要没能力自主制造被称为IT时代的“工业粮食”的半导体，产业升级就很困难。有一个有象征意义的数字，观察2016年中国的贸易统计可以发现，“半导体等电子零部件”的贸易逆差达到1664亿美元，远远超过“石油及原油”的1143亿美元。

　　当然，中国将进口的半导体组装进智能手机等，再将其中大部分重新出口，因此实际逆差应该很小，但在半导体领域巨额的贸易逆差体现的是无法自主制造尖端零部件、只能通过组装等代工模式来盈利的落后的产业结构。为了解决这一问题，中国甚至不惜重金，只要有必要就通过收购外资企业来获得技术资源和人才资源。这就是过去3年中国举国推进半导体产业的实际情况。

　　对这一趋势表现出担忧的当事人之一是台湾。台湾企业在中国大陆建立半导体工厂之际，需要经过台湾当局的批准。而且这些台湾企业被禁止在大陆相关工厂引进最尖端的生产工艺，只允许引进落后1代的技术。从中可以感受到台湾当局希望避免作为基础产业的半导体技术轻易外流的意向。

　　另一个挡在“中国野心”前面的自然就是美国。前文提到的美国总统的顾问机构“总统科技顾问委员会”2017年1月曾向时任奥巴马总统提交了一份有关“确保美国在半导体领域的领导权和主动权”的报告。撰写报告的工作小组成员包括英特尔、高通和摩根大通集团的经营者等人。

　　这份报告指出，半导体“可以称之为机器人和人工智能（AI）等新一代技术的基础，此外对于国防技术来说也至关重要，是美国不可能向其他国家让出优势地位的领域”。报告还对中国的产业政策可能给健全的市场竞争带来的扭曲敲响了警钟，呼吁必要情况下应采取措施。值得注意的是这份报告并不是在主张贸易保护主义的特朗普政权下提出的，而是在采取对华融合姿态的奥巴马政权末期提出。可见死守美国在半导体领域的领导地位是美国各党派一致的想法。

　　美国加强警惕，欲构筑包围圈

　　即使是在这份报告提出之前，中国资本收购美国半导体企业的尝试也屡屡受挫。其中最有名的当属2015年中国紫光集团对美国美光科技的收购提案。该提案结果被美国政府叫停。另外，对美外国投资委员会（CFIUS）2016年11月，针对中国投资公司对半导体制造厂商（德国爱思强的美国法人）的收购案，也以“存在安全保障层面的担忧”为由予以叫停。

　　美国政府叫停了中国对德国爱思强美国法人的收购案

　　虽然中国方面进行反驳，指出中国在技术工艺方面落后3代，对美国构不成威胁，希望美国不要害怕中国的举动，欢迎美国厂商也积极在中国投资获得利润，但美国的态度至今并未发生改变。

　　对于中美之间的这种紧张局面，日本也无法置身事外。美国总统科技顾问委员会在报告中使用了ally（同盟国）和like-minded partners（志同道合的伙伴）的表述，提出与伙伴共同应对中国攻势的必要性。拥有3D积层型LSI等尖端技术的东芝的半导体业务最终落入谁手值得关注。

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全球半导体销售额2025年将达到7917亿美元，2026年有望突破万亿!
行业新闻

全球半导体销售额2025年将达到7917亿美元，2026年有望突破万亿!

　　2月6日，美国半导体行业协会(SIA)宣布，2025年全球半导体销售额将达到7917亿美元，较2024年的6305亿美元增长25.6%。此外，2025年第四季度销售额为2366亿美元，较2024年第四季度增长37.1%，较2025年第三季度增长13.6%。2025年12月全球销售额为789亿美元，较2025年11月增长2.7%。月度销售额数据由 世界半导体贸易统计组织(WSTS)统计 ，并采用三个月移动平均值。SIA的会员企业占美国半导体行业总收入的99%，以及近三分之二的非美国芯片企业。　　“2025年全球半导体行业年销售额创历史新高，接近8000亿美元，预计2026年全球销售额将达到约1万亿美元，”美国半导体行业协会(SIA)总裁兼首席执行官约翰·纽弗表示。“半导体是几乎所有现代技术的基础，而人工智能、物联网、6G、自动驾驶等新兴技术将继续推动对芯片的强劲需求。”　　从区域来看，亚太及其他地区(45.0%)、美洲(30.5%)、中国(17.3%)和欧洲(6.3%)的年度销售额均有所增长，但日本的销售额则有所下降(-4.7%)。12月份的环比销售额方面，美洲(3.9%)、中国(3.8%)和亚太及其他地区(2.5%)均有所增长，但欧洲(-2.2%)和日本(-2.5%)的销售额则有所下降。　　“随着半导体不断推动当今和未来颠覆性技术的发展，华盛顿的领导人必须优先考虑那些能够加强美国国内芯片生态系统未来数年发展的政策。一个具有全球竞争力的美国半导体产业将使我们能够促进经济增长、增强国家安全，并在21世纪的全球技术领导地位争夺战中占据领先地位，”纽弗尔说道。　　2025年，几个半导体产品细分市场表现突出。逻辑产品销售额增长39.9%，达到3019亿美元，成为销售额最大的产品类别。存储器产品销售额位居第二，2024年增长34.8%，达到2231亿美元。
2026-02-09 17:05 reading：389
高性能芯片的基石：半导体封装技术全解析！
行业新闻

高性能芯片的基石：半导体封装技术全解析！

　　半导体封装是电子制造的关键环节，它将半导体芯片封装在保护性和功能性封装中，以确保其可靠性、性能以及与电子设备的集成。这些封装充当着连接微型敏感半导体芯片和更广泛电子系统的桥梁，提供电气连接、热管理和环境保护。半导体封装技术已取得显著发展，以满足人们对更小、更快、更高效的电子设备的需求，从传统的引线封装到先进的倒装芯片、系统级封装 (SiP) 和 3D 封装。这些封装创新在智能手机、物联网设备、数据中心和汽车电子设备等各种现代应用的驱动中发挥着至关重要的作用。　　一、半导体封装的历史　　在半导体行业的形成期，半导体器件采用金属罐和陶瓷封装。这些封装旨在为精密的半导体芯片提供基本保护，并实现与外部电路的电气连接。然而，它们体积相对较大、笨重且功能有限。随着半导体技术的快速发展，对更小、更高效的封装解决方案的需求日益增长，以适应半导体芯片尺寸的不断缩小。这推动了双列直插式封装 (DIP) 和表面贴装封装等创新封装技术的发展。双列直插式封装无法支持高引脚数，因此需要能够容纳大量输入/输出 (IO) 的高密度互连 (HDI) 解决方案。这催生了倒装芯片封装，也称为受控塌陷芯片连接 (C4)。为了实现高集成度，设计人员在 20 世纪 70 年代左右发明了 MCM(多芯片模块)。图1：半导体封装的历史　　二、半导体封装材料　　半导体封装材料在保护和互连设备的同时，确保其可靠性和性能方面发挥着至关重要的作用。　　基板：基板可以是有机基板，也可以是陶瓷基板。有机基板具有良好的电绝缘性能，是一种经济高效的封装解决方案。陶瓷基板通常用于需要良好导热性的高频应用。　　封装材料：封装材料保护芯片免受环境因素、湿气和机械应力的影响。环氧模塑料 (EMC) 具有良好的附着力和电气绝缘性能。然而，液晶聚合物 (LCP) 因其低介电常数和低损耗角正切，更适合高频应用。　　互连材料：金线键合通常用于半导体芯片和封装之间的电气连接。无铅焊料(锡-银-铜合金)材料用于将半导体芯片连接到基板。　　底部填充材料：底部填充材料用于填充半导体芯片和基板之间的间隙，以增强机械稳定性和可靠性。底部填充材料还能提高导热性，从而改善散热效果并降低过热风险。常见的材料包括环氧树脂(粘合性更佳)、聚酰亚胺(热稳定性更佳)或硅酮(机械稳定性更佳)。图2：倒装芯片底部填充封装工艺　　三、半导体封装的类型　　四方扁平 封装(QFP)　　四方扁平封装 (QFP) 是一种经典的半导体封装，其特点是扁平、方形或矩形，引脚从四边延伸。QFP 有多种尺寸，引脚排列成网格状。它们通常用于需要中等引脚数的集成电路 (IC)。QFP 在组装和返工过程中易于操作。　　球栅阵列(BGA)　　球栅阵列 (BGA) 封装的特点是封装底部布满了焊球阵列，而非引脚。这些焊球与 PCB 上的相应焊盘接触，从而增强了散热性能并降低了电气干扰的风险。BGA因其紧凑的尺寸、出色的散热能力和抗机械应力的能力，在现代电子产品中得到了广泛的应用。　　芯片级封装(CSP)　　芯片级封装 (CSP) 的尺寸设计几乎与其封装的半导体芯片尺寸相同，从而最大限度地减少了空间浪费。CSP 非常适合对尺寸和重量有严格要求的应用，例如移动设备和可穿戴设备。它们通常使用间距极细的焊球或铜柱进行连接。　　晶圆级封装(WLP)　　晶圆级封装是一种将多个半导体器件在晶圆级封装后再切割成单个芯片的技术。这种方法可以降低制造成本并提升器件性能。晶圆级封装 (WLP) 可以实现超紧凑和高密度封装，非常适合 MEMS 器件和传感器等应用。　　3D IC 和堆叠封装　　3D IC 封装是指将多个半导体芯片堆叠在一个封装内，并通过硅通孔 (TSV) 进行互连。这种封装技术可以实现更高的集成度、更低的信号延迟和更佳的性能。堆叠封装常用于高性能计算、显卡和内存模块等高级应用，以在节省空间的同时提升处理能力和内存容量。　　四、半导体封装的关键考虑因素和主要挑战　　半导体封装设计是一个复杂且不断发展的领域，在当今快速发展的技术环境中面临着各种挑战。以下是主要挑战：　　小型化和集成化：根据摩尔定律，电子设备体积越来越小，功能却越来越强大。封装设计如何在保持封装性能和可靠性的同时，满足小型化和集成化的需求，变得越来越具有挑战性。　　由于封装上用于元器件和互连的空间越来越小，信号完整性、功率传输和热管理等问题也面临着独特的挑战，需要创新的解决方案。　　热管理：对高性能和减小整体面积的持续需求意味着 IC 的功率密度必须很高。过热会缩短 IC 的使用寿命并影响性能。封装设计旨在更好地散热，而散热器、导热片和先进的热界面材料等先进的散热解决方案对于高效散热至关重要。此外，3D 封装和集成冷却解决方案的兴起，通过提供更佳的散热途径来应对这些挑战。　　先进材料与兼容性：半导体行业致力于采用具有更佳电气、机械和热性能的材料来设计封装。封装需要与硅、有机基板和焊料等其他材料进行接口，而这些材料可能具有不同的热膨胀系数 (CTE)。这些差异会在温度循环过程中产生热应力，从而可能导致封装故障。使用低 CTE 材料，例如铜钨 (CuW)、铝碳化硅 (AlSiC)、可伐合金等，可以减少热失配的影响，并提高封装的可靠性。　　信号完整性和电气性能：随着数据速率和处理速度的不断提高，保持半导体封装中的信号完整性和电气性能变得越来越重要。高频信号易受干扰、串扰和阻抗失配的影响。设计人员需要考虑传输线效应、电磁干扰 (EMI) 和电源完整性等因素，以确保信号无失真或无损耗地到达目的地。　　封装成本：封装成本在半导体器件总成本中占比很大。为了提高器件的竞争力，同时又能让消费者负担得起，设计公司努力在保持性能的同时降低封装成本。　　环境问题：电子垃圾对环境和人类健康有害。人们一直致力于使用环保材料和可回收材料进行半导体封装。　　含铅焊料曾经广泛用于半导体封装，但出于对环境的考虑，无铅焊料已成为标准。　　铜通常用于各种互连，并且可以回收利用。　　许多半导体封装采用塑料或聚合物材料作为封装材料、模塑料和封装结构。这些材料有时可以回收利用。　　玻璃基板通常用于微机电系统(MEMS)，回收玻璃可以减少半导体封装对环境的影响。　　异构集成：将存储器、传感器、射频 (RF) 组件等不同技术集成到单个封装中称为异构集成。这具有诸多优势，包括提高数据传输速率、降低功耗、增强设备性能以及缩小占用空间。异构集成面临着独特的挑战，包括不同技术之间的材料兼容性问题，以及不同组件在不同功率水平下工作时产生的热点管理问题。　　五、半导体封装的创新　　半导体封装面临的挑战也为创新蓬勃发展提供了机遇。以下是目前一些正在使用的先进封装技术：　　系统级封装 (SiP)：SiP 是一种先进的半导体封装技术，它将多个异构半导体元件(例如逻辑元件(微控制器或应用处理器芯片、存储器等)、无源元件(电阻器、电容器和电感器)、存储器元件和互连(微凸块、引线键合或 TSV))集成在一个封装内。SiP 具有许多优势：　　紧凑型设备：将组件集成到单个封装中可形成紧凑型设备，这对于智能手机和可穿戴设备等便携式设备尤为重要。　　增强性能：SiP 最大限度地缩短了互连长度，从而减少了信号延迟，这对于高速和高频应用至关重要。　　更高的功率效率：除了缩短信号互连长度外，SiP 内的电源分配网络也得到了更好的优化。这对于电池供电设备至关重要。　　降低制造成本：SiP 减少了需要在电路板上组装的单个组件的数量，从而降低了总体制造成本。　　扇出型晶圆级封装 (FOWLP)：传统的封装方法是将单个芯片封装并安装到印刷电路板上。FOWLP 则需要将芯片重新分布并正面朝上放置在大型晶圆尺寸的基板上。这种重新分布技术可以创建紧凑、高度集成的封装，将多个芯片、无源元件和互连集成在一个结构中，其中电气连接位于芯片的有源侧，连接到基板。　　FOWLP具有小型化、更高的热性能、成本效益和增强的电气性能等优势，使其成为智能手机、物联网设备、汽车电子产品和射频模块等广泛应用的热门选择。　　硅通孔 (TSV) 和 3D IC 封装：硅通孔(TSV) 是 3D 集成电路中使用的一项关键技术，可实现单个封装内多个半导体芯片或层的垂直集成。TSV 是穿透硅基板的垂直互连结构，为不同层级的芯片或元件提供电气连接。　　TSV 是贯穿 3D IC 堆栈中每个芯片或层的硅基板的圆柱形或垂直孔。它们内衬绝缘材料以防止电气短路，并填充铜或钨等导电材料以提供电气通路。　　垂直集成技术允许多个芯片垂直堆叠，从而促进了晶体管微缩的革新。这有助于缩短互连长度，提高集成密度，同时提升功率效率。　　嵌入式多芯片互连桥接 (EMIB)：EMIB 是英特尔开发的一种先进半导体封装技术。EMIB 技术旨在解决在单个封装内集成异构半导体芯片的挑战。它使用横跨基板的嵌入式桥接技术，从而为集成芯片之间的数据传输提供高速、低延迟的路径。它还使用微柱等细间距互连技术在集成芯片之间建立电气连接。这通过减少信号延迟实现了高效的数据传输，并由于互连长度缩短而提高了电气性能。　　总而言之，半导体封装是连接复杂的半导体芯片世界和驱动我们现代生活的多样化电子设备的重要桥梁。从早期的金属罐到3D集成的尖端发展，半导体封装改变了我们的世界，使连接我们、娱乐我们并推动我们产业发展的设备成为可能。
2026-02-06 17:01 reading：424
2025年全球半导体TOP10！
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2025年全球半导体TOP10！

　　近期，市场调研机构Gartner发布了2025年全球半导体营收报告。根据Gartner的初步调查结果显示，2025年全球半导体总收入达到7930亿美元，同比增长21%。　　排名 公司 2025年半导体营收/市场份额/年增长率　　1、英伟达(NVIDIA) 1257.03亿美元/15.8%/+63.9%　　2、三星电子(Samsung Electronics) 725.44亿美元/9.1%/+10.4%　　3、SK海力士(SK hynix) 606.40亿美元/7.6%/+37.2%　　4、英特尔(Intel) 478.83亿美元/6.0%/-3.9%　　5、美光(Micron Technology) 414.87亿美元/5.2%/+50.2%　　6、高通(Qualcomm) 370.46亿美元/4.7%/+12.3%　　7、博通(Broadcom) 342.79亿美元/4.3%/+23.3%　　8、超微半导体(AMD) 324.84亿美元/4.1%/+34.6%　　9、苹果(Apple) 245.96亿美元/3.1%/+19.9%　　10、联发科(MediaTek) 184.72亿美元/2.3%/+15.9%　　在前十名半导体厂商排名中，有五家厂商的位置自2024年以来发生了变化。英伟达在2025年将对三星的领先优势扩大了 530亿美元，成为首家半导体销售额突破1000亿美元的供应商，贡献了2025年行业增长的35%以上。三星保住了第二名的位置。三星730亿美元的半导体收入由内存(增长13%)推动，而非内存收入同比下降8%。SK海力士升至第三，2025年总收入达到610亿美元，同比增长37%，主要得益于AI服务器对HBM的强劲需求。英特尔市场份额下滑，市场份额仅为6%，是2021年的一半。　　Gartner高级首席分析师 Rajeev Rajput 表示：“AI半导体包括处理器、高带宽内存(HBM)和网络组件，继续推动半导体市场的前所未有的增长，占2025年总销售额的近三分之一。随着2026年AI基础设施支出预计将超过1.3万亿美元，这种主导地位还将进一步上升。”
2026-01-15 17:09 reading：467
半导体器件长期贮存的核心要求有哪些
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半导体器件长期贮存的核心要求有哪些

　　在生产、运输及使用过程中，半导体器件常常需要经过较长时间的贮存。因此，合理的长期贮存措施对于保持半导体器件的功能完整非常关键。　　一、防潮防湿　　半导体器件对湿度非常敏感，吸湿后可能导致元件内部材料的老化、焊接性能下降以及表面电性能的变差，甚至引起腐蚀、漏电等故障。　　湿度控制：贮存环境相对湿度应控制在40%以下，最佳保持在30%—50%。　　密封包装：使用防潮袋、干燥剂和真空包装袋，防止空气中水分浸入。　　干燥处理：对于已吸潮的器件，应根据厂家建议进行烘干处理，恢复器件性能。　　二、防尘防污染　　灰尘和污染物可能附着在半导体器件表面，造成导电路径短路或性能退化。　　清洁环境：储存场所应保持清洁，避免扬尘。　　密封保存：器件应密封保存，避免与杂质接触。　　避免化学污染：远离腐蚀性气体，如硫化氢、氯气等。　　三、防静电保护　　半导体器件中的敏感元件极易受到静电放电(ESD)损伤。　　静电防护包装：采用静电屏蔽袋或抗静电材料包装器件。　　操作规范：工作人员佩戴防静电手环、防静电鞋并在防静电工作台操作。　　环境控制：保持贮存区湿度适中避免静电积聚，避免摩擦产生静电。　　四、防机械损伤　　器件的物理结构较为脆弱，易受到挤压、冲击、振动等机械损伤。　　缓冲包装：采用泡沫、塑料托盘等包装材料，缓冲震动。　　合理堆放：避免重压及不当叠放，防止变形或破损。　　搬运轻柔：运输和搬运时注意轻拿轻放，防止跌落和碰撞。　　五、温度控制　　温度过高或过低均可能影响器件性能或引起材料老化。　　温度范围：贮存温度一般控制在5℃~35℃的范围内，避免高温导致器件提前老化。　　避免温度波动剧烈：防止温度急剧变化引起内部应力或结露现象。　　避光储存：避免阳光直射或强光照射引发温度升高及紫外线损伤。　　六、定期检查与记录　　长期保存的器件应定期检查外观、包装完整性和储存环境条件。　　外观检查：观察有无锈蚀、裂纹、变色等异常。　　环境监测：记录温湿度、静电防护措施的执行情况。　　库存管理：实行先进先出原则，避免器件超期存放。　　半导体器件长期贮存涉及多方面的保护措施，其中防潮防湿、防静电和温度控制尤为关键。只有在合理的环境条件和规范的操作管理下，才能确保半导体器件在长期存放后仍保持良好的性能和可靠性。
2025-10-09 15:52 reading：734
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