掌握行业发展规律，把握机遇顺势而为作为微电子技术核心的集成电路(以下简称为 IC)，从其诞生至今的 40 年中，集成度提高了 5000 万倍，器件特征尺寸缩小了 200 倍，单个器件的平均成本下降了 100 万倍。IC 成为二十世纪中创新最多、更新最快的技术。 尽管如此，人们还是从实践中总结出 IC 技术和产业的基本特征以及它们的发展规律。其中，最为明显的，一是器件按比例缩小原理(又称等比例缩小原理)；二是著名的摩尔定律；三是 IC 产业周期性发展规律(又称“硅周期”)。 一、集成电路技术和产业主要发展规律简单描述 1器件按比例缩小原理 该原理表明，随着 IC 技术的发展，构成 IC 的最基础器件MOS 晶体管的沟道长度、宽度等横向尺寸和栅介质层厚度、源漏结深等纵向尺寸都按相同的比例缩小。同时，为了保持器件有效区域内的电场强度和单位面积上的功耗不变，器件工作的电压也按比例降低，衬底掺杂浓度则按比例提高。 正是由于器件按比例缩小导致了 IC 芯片成本降低和性能提高的双重推进机制，使 IC 可以获得愈来愈好的效果，并使其成为激励人们永无止境技术创新的动力基础。 2摩尔定律 这是美国 Intel 公司第一任总裁摩尔在 1965 年揭示的 IC 芯片集成度随时间增长的规律。该定律表明，IC 芯片集成度，每 18 个月翻一番，或每三年增加 4倍。而与此相应的是，IC 芯片中器件特征尺寸，每三年缩小 1.4 倍(K 1.4)，或者说，每三年器件的特征尺寸缩小到原来的 70左右。由此，IC 的整体技术提升一代。可见，器件按比例缩小原理是摩尔定律的物理基础。 这种 IC 芯片集成度和器件特征尺寸随时间推进的规律集中反映于世界集成电路技术发展路程图中(如表 1)。该路程图为世界 IC 技术界和产业界既提供了十分明确的技术发展目标，又提出了达到这个目标的时间。 许多年来，IC 技术和产业的实际进展情况证实了由摩尔定律和路程图预言的发展规律。但是，在个别年份，由于其他因素的影响，会出现小的修正，例如 0.18 微米技术比预期的 2000 年早 1 年，于 1999 年开发成功，而将 0.15 微米技术仅仅看作是 0.18 微米和 0.13 微米技术之间的过渡，而不是一代技术的跳跃，那么，路程图中 199720002003 年间仍然有很好的三年一代的规律性。 事实上，IC 产业，除了受到技术发展的拉动之外，还要受到商业利益的驱动，这就造成了 IC 产业的另一些特征。例如，由于器件特征尺寸的缩小，这就推动了加工工艺更微细化和设备精度的提高，为使芯片的单位成本不变，就势必推动人们采用更大尺寸的圆片，并扩大 IC 芯片的生产规模。这就导致了 IC 芯片生产线投资规模迅速增长的趋势(如表 2)。 由于 IC 产业的巨大投资，必然导致 IC 市场的国际化。只有这样，才能支撑这巨额投资，并获得可观的商业利润和继续技术创新的能力。为了求得 IC 产业的更大发展，IC 产业的投资商也在国际范围内，吸纳技术成果，吸引人才，甚至要求本国政府出台保护本国 IC 产业发展的优惠政策。这些使 IC 产业成为国际竞争性产业，并引发出 IC 产业发展的一个奇特现象硅周期。 3硅周期 硅周期是指世界 IC 市场每 4 至 5 年有一小周期变化，每 10 至 11 年有一大周期变化。例如，1984、1988 及 1995 年是世界 IC 市场旺盛年份，市场增长率各为 46.4、38.6和 42.3，但到 1985、1990 及 1996 年，市场出现低谷增长率，各为16.8、1.6 及8.7。1996 年过后，本来可以期望 IC 市场回升，但是，当时爆发的亚洲金融风暴，使得 1998 年的市场增长率反而跌到11.4，这个周期的回升时间推迟至 1999 年。 进一步的考察表明，硅周期主要与 IC 市场，特别与国际上半导体存储器市场的起伏有关。另外，也与当时一代生产技术到达饱和，生产能力的过分膨胀相关。 二、由集成电路技术和产业发展规律引出的启示 研究 IC 技术和产业的发展规律，不仅使我们深刻理解 IC 技术和产业的特征，而且还会对 IC 企业在规划发展方向、掌握发展时机等方面提供有益的启示。例如，IC 技术发展路程图指明了的 IC 技术发展进程及确切的时间表。这些规律告诉我们，何种技术水平的 IC 生产企业是何种投资规模，何时建成才能与市场同步等。随着我国 IC 技术和产业的发展，掌握和运用成功这些规律的实例确也不少。 1上海贝岭选择数模混合电路( 数字模拟混合集成电路) 的发展方向铸就了持续稳步发展的重要基础。 IC 技术发展规律集中反映于 IC 的前沿技术，代表 IC 前沿技术的有两大类产品：DRAM （动态随机存取存储器）和 CPU（中央处理单元） 。前者代表了 IC 的工艺技术，而后者更依赖于 IC 设计技术。这两类产品是各种计算机的主要基础，且均属于数字电路。但是，IC 领域范围广泛，大量的产品，不是单纯的数字电路，而是数字电路与模拟电路相结合的数模混合电路。竞争相对缓和的数模混合电路在使用上更贴近用户，在制造上是数字工艺和模拟工艺的结合，技术难度主要体现于设计技术和制造技术的多样化、综合性。这就十分适合于我国 IC市场的情况。上海贝岭生产的大规模集成电路中大部分就是数模混合电路，这是上海贝岭市场不衰的重要原因。 2华虹 NEC 的建设时间巧与硅周期“合拍” 。 由于 IC 产业发展中存在硅周期现象，因此，世界上大多数 IC 企业采取与硅周期同步的工作时序，即企业选择在市场低迷时期投资开发技术和产品，在市场临近回升或开始回升初期，投资扩大生产规模或者建造新一代技术的生产线。等到市场高峰到来时，企业将更先进的产品和更大规模的生产手段推向市场，并抓紧时机，在市场旺盛的 2 至 3 年内回收投资和取得高额回报。错过这个时序，只会延长投资回收时间，增加投资风险。华虹 NEC，由于具有世界上生产DRAM 最大厂商之一的日本 NEC 公司的合作，因而在产品市场和技术来源两方面均有较为可靠的保证。1997 年，正当 DRAM 国际市场低迷时，华虹 NEC 生产线开工建设，而在 1999 年上半年正当世界半导体市场开始回升时，试车投产，赶上了 64M DRAM 世界市场紧俏，DRAM 价格骤升的大好时期。 3我国鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策终于出台。 我国 IC 产业在经历了单纯引进设备、相继引进技术，然后引进资金和管理等各个阶段后，逐步领悟到在我国营造一个有利于 IC 产业发展的政策环境的重要性，它不仅是鼓励和保护我国 IC 产业发展的必要手段，而且还是吸引境外 IC产业投资商和技术人才的有效手段。今年 6 月底，我国鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策出台。这在我国 IC 发展史上是一个划时代的进步。可以预料，这种有利于产业发展的政策环境将是进入 21 世纪最初 20 年我国 IC产业快速发展的重要推动力。鼓励政策的出台，反映了我国 IC 产业界、技术界以及政府主管部门对 IC 产业发展规律的深刻认识，也是我国 IC 技术和产业发展到一定水准的重要标志。 4运用 IC 技术和产业发展规律，预测今后几年我国 IC 产业的发展趋势。 硅周期的以往几次市场升落都与计算机相关，但这次 1999 年下半年的大回升却是由多种因素所致。以市场而论，Internet 网、移动通信、笔记本电脑和数字化设备都相继进入旺盛时期，这对 1999 年国际 IC 市场产生了强大的推动力。以技术而言，0.25 和 0.18 微米技术已经成熟，相继投入生产，这为发展以上新一代产品的市场提供了坚实的技术基础。再加上亚洲金融风暴的逐步解除。因此，1999 年下半年 IC 市场回升大大超出了 DRAM 市场好转起到的作用，表现得特别强劲，一再突破了国际上许多权威机构的预测数字。例如，1998 年底美国半导体工业协会（SIA ）对 1999 年全球半导体市场增长率的预测是 10左右，但实际增长率为 18.9。由于国内最近几年电子信息产业发展特别迅速，形成了与众不同、独立发展的国内整机市场。并且由于我国经济发展很少受到亚洲金融风暴的影响，因此，即使在 1996 至 1998 年的全球半导体市场低迷时期，我国 IC 产业以每年 30上下的增长率快速发展，而 1999 年的实际增长率更达到 36以上，使全世界 IC 同行刮目相看。 然而，IC 产业的这种世界性的增长趋势还在继续发展，根据 SIA 最近一次对全球半导体工业的中期（20002003 年）预测，2000、2001、2002 及 2003年的增长率各为 31、25、14及 12。这一时期的平均增长率为 20，持续时间如此之长的高速增长，在最近 10 年中还从未出现过，而亚太地区（包括中国，但不包括日本）增长速度更高于其他地区，表 3 列出了对全球半导体市场需求的预测。另外，最近日本电子机械工会协会（EIAJ）对全球半导体的长期市场（20042006 年）也作了预测，认为由于在此期间全球的网络、电脑、移动通信和数字化设备方兴未艾，仍可保持每年 14至 38的增长速度，这为IC 市场继续发展提供了有力的支持。 另一方面，根据国际半导体技术发展指导委员会（ITRS）的预测，直至2008 年，IC 技术的发展还是十分乐观的，在此期间 0.13 微米及 0.10 微米技术相继成熟并投产，这为以上领域产品的发展开拓了空间，减少了在原水平上重复和生产过饱和的可能性。 综上所述，按硅周期常规预言的下一次“低谷” （可能是 2003 或 2004 年）决不会出现 1996 至 1998 年的情形，而仍可保持 12至 14的增长率， “低谷”不低，相当于以往 IC 产业正常年份的平均水平。上海贝岭选择网络、通信、金卡芯片和智能化家电等集成电路作为发展方向，等于搭上了世界 IC 产业发展的航船，必将继续蓬勃发展。