什么是半导体，它是怎么分类的呢？下面一张图描述的比较清楚：
我们常接触的就是IC这部分，包括存储芯片、CPU、GPU等，这部分占到半导体应用的80%，其余就包括光电元器件，比如相机上的CCD、激光雷达里的激光芯片等。非光学芯片有压力传感器，还有分立器件二极管等。大家常谈到半导体，基本也集中IC这部分。
芯片的生产过程可分为设计、制造和封装测试三个阶段。
如果从细分来看，集成电路的制造却是一件极为复杂的事情，包括非常复杂的物理、化学工序。
主要分为5个阶段：晶圆（wafer）的制备、芯片的制造、芯片的检测、芯片的封装和验收测试，整个产业链涉及非常广泛。
下图是一款手机芯片所对应的生产环节和相关生产厂家：
从全球半导体公司的营收来看，排名第一的是中国台湾地区的台积电，其次是美国英特尔和韩国三星，唯一挤进前25名的大陆公司，只有中芯国际。
正是中国半导体行业发展相对落后，对外依赖很强，这几年，我们可以直观的感受到美国对我国半导体行业的围追堵截越来越严重。这也是我们在新闻里常看到关于半导体芯片或设备禁运的消息。
在各方面的堵截下，这也导致了我国集成电路的发展受到限制，毕竟集成电路的发展是从设计软件-原材料-加工设备等各方面的高度集成，技术门槛高，哪一块形成短板，都会对整个生产环节造成影响。目前先进制程的14nm或16nm逻辑芯片在国内还无法完全量产。
而全球的半导体技术现在发展到了哪个阶段了呢？
一、全球代工厂技术格局
3nm制程：
三星在2022年6月宣布量产采用环绕闸极(GAA)场效晶体管技术的3nm制程；
台积电采用鳍式场效应晶体管(FinFET)的3nm制程，在2022年的12月开始量产；
英特尔的Intel 3节点于2023年底推出。
2nm/1nm制程：
三星2奈米2025年量产；
台积电2奈米将于2025年量产，与3nm相比，可在相同功耗下提高10-15%执行效能，在相同效能下则可降低25-30%功耗。另IEDM大会宣布2030年完成1奈米芯片量产。
英特尔不同团队会分别设计Intel 20A和Intel 18A节点。Intel全力发展先进制程技术，将于4年(2021~2024)量产5个节点(Intel 7~Intel 18A)，并致力在2025年重新取得制程领先地位。
Rapidus由8家企业共同投资，拚2nm弯道超车！规划2025年试产及2027年量产，仍努力克服技术、客户和资金等各方面难题。
二、全球NAND Flash技术格局
2022年~2023年NAND Flash大厂主流3D制程普遍将迈入200层以上世代。
在这个领域，基本是三星、海力士、美光三足鼎立，值得欣慰的是国内的长江存储在NAND Flash也有了一席之地。
三星：2024年2月展示第9代V-NAND技术，具280层的1Tb（128GB）3D QLC NAND Flash。推测V10和V11上看430层 和570层。
SK海力士：2023年8月宣布，新321层堆栈4D NAND Flash 闪存样品，预期2025年量产供货。其321层堆栈1Tb TLC 4D NAND Flash较上一代238层512Gb提高约六成效能。美光：2022年5月宣布推出业界首款232层3D TLC NAND Flash 闪存，2022年底生产。初始容量为1Tb（128GB）。
铠侠（Kioxia）与威腾电子（Western Digital）：2023年3月宣布推出最新NAND Flash内存产品，为218层3D结构。
群联：推出「aiDAPTIV+」服务方案，透过其独特的SSD整合AI运算架构，将大型AI模型进行结构性拆分，并与SSD协同 运行。可大幅降低AI基础建设的硬件成本，使得在有限的GPU与DRAM资源下(不用HBM)也能够训练大型的AI模型。
三、全球HBM技术格局
在HBM技术上，三星、海力士、美光都进入到了第五代，每一家在技术细节上有些差异。
备注：第一代(HBM)、第二代(HBM2)、第三代(HBM2E)、第四代(HBM3)、第五代(HBM3E)、第六代(HBM 4)。
SK海力士：2024年3月宣布HBM3E 8H（8层堆栈）量产，提供1.18TB/s带宽，24GB容量，采用Advanced MR-MUF( Mass Reflow- Molded Underfill)技术让芯片散热性能提高10%。也向客户提供HBM3E 12H（12层）样品。
三星：2024年2月发表HBM3E 12H（12层堆栈），提供1.28TB/s带宽，36GB容量。目前已送样，预计2024上半年量产。采用热压非导电薄膜（TC NCF），让12层与之前8层一样高度，符合现有HBM封装需求，三星不断降低NCF材料 厚度，实现7μm芯片间隙。
美光：2024年2月宣布HBM3E 8H（8层堆栈）量产，提供1.2TB/s带宽，24GB容量。将应用于辉达H200 Tensor Core GPU，预计2024 年第二季出货。透过1β技术、先进直通硅晶穿孔(TSV)等创新，美光得以实现HBM3E。美光 2024年3月推出HBM3E 12H（12层堆栈）样品，36GB容量。有望在2024年从HBM获得数亿美元的收入。
预计全球HBM3E在2024年Q1有小量，2024年Q4成为HBM主流(占HBM总出货量超过50%)，HBM价格是一般DRAM的5倍左右，2023年全球HBM市场规模约40亿美元，占DRAM 484亿美元的8%左右，预估 2024年占比10%~15%
四、全球DRAM技术格局
在DRAM领域，有了中国大陆厂家的身影。
三星和海力士在高端EUV光刻机的协助下，进入到第六代1c阶段。
备注：第一代1x(18~19nm)、第二代1y(17~18nm)、第三代1z(16~17nm)、第四代1α或1a(14~15nm)、第五代1β或 1b(12~13nm)、第六代1γ或1c(11~12nm)、第七代1δ或1d(10~11nm)。
1a制程美光领先：三星在1y制程世代以前，在技术上领先美光、SK海力士，并在1znm导入EUV机台企图领先竞争对手，但美光、SK海力 士延续采用DUV机台，反而抢先三星量产1a(14nm制程)。
1b制程美光领先：美光于2022年Q4量产1bnm制程，并提供LPDDR5X跟DDR5的样品，先在日本量产，接着台湾也导入量产。SK海力士 在2023年量产1b DRAM。三星2023年也导入1b EUV制程，量产32Gb DDR5产品。
1c制程竞争激烈：美光台中后里A3厂导入EUV设备成为1γ生产基地，预计2025年量产。三星计划2024年底前将量产1c产品。SK海力士 2024年第3季将量产1c产品， DRAM三雄竞争相当激烈。
1d制程：三星说明2026年左右将量产1d产品、2027年之后将量产10奈米以下DRAM产品。
3D DRAM：三星2025年推出垂直通道晶体管(VCT)的3D DRAM初期版本，2030年推出将cell堆栈起来的堆栈式DRAM。SK海力士和美 光也都有在研究这项技术，但尚未公布任何3D DRAM roadmap。
从这些先进半导体公司的技术布局来看，国内的半导体制造能力还相对落后，即使在这样落后的情况下，美国依然对我国的芯片行业进行各方面围堵。
为什么美国要这样打击我国的半导体行业呢？
半导体行业就是赢者通吃的局面，这就要从美国在芯片行业的产业布局来看。
从2023年全球半导体产业来看，美国占比39%，中国台湾地区占比17%，中国大陆地区占比8%。
有人觉得我们国家这几年发展半导体行业，全球市场应该有较大的提升了，其实市场份额并没有想象中的那么高。
而且美国国内半导体行业分布相对平均，并没有出现明显的短板。特别是在半导体制造的前端IC设计上，有明显优势。
即使在这样不利的局面下，我国半导体行业也取得了明显的进步。在半导体的细分领域，虽然目前以美、日、韩占主导地位，国内半导体企业一点一点的发育，也取得了一席之地。
在过去艰难的一年，伴随着国家对半导体行业的支持，我国在半导体产能提升方面位列全球第一。
中国大陆产能第一(占比27%)：主要以8吋以下的成熟制程为主，先进制程主要是靠内存外商， 如三星和SK海力士等。2024年 也是产能成长最快速的地区，成长13%也是第一名。
中国台湾第二(占比18%) ：其先进制程主要是晶圆代工，2024年产能扩张速度6% 。
韩国第三(占比16%) ：其先进制程主要是内存，如DRAM和NAND Flash。再来是晶圆代工。2024年产能扩张4% 。
日本第四(占比15%)：成熟制程和OSD比重高，2024年产能扩张速度缓和（2%）。
美洲第五(占比10%) ：成熟制程比重高，2024年产能扩张速度6%。
欧洲第六(占比9%) ：成熟制程和OSD比重高，2024年产能扩张速度缓和（4%）。
从这些数据来看，我国的半导体行业发展任重道远，半导体从业者也要兢兢业业，为行业的发展尽一份力！
免责声明：文章只做讯息的收集及分享，文章来源：半导体全解，版权归原撰写发布机构所有，如涉及侵权，请联系我们删除。
返回
