芯片制造流程有哪些步骤？为什么分为硅片制造、芯片制造和封装测试

集成电路英语：integrated circuit，缩写作 IC;或称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、晶片/芯片(chip)在电子学中是一种将电路(主要包括半导体设备，也包括被动组件等)小型化的方式，并时常制造在半导体晶圆表面上。

电路制造在半导体芯片表面上的集成电路又称薄膜(thin-film)集成电路。另有一种厚膜(thick-film)集成电路(hybrid integrated circuit)是由独立半导体设备和被动组件，集成到衬底或线路板所构成的小型化电路。从1949年到1957年，维尔纳·雅各比(Werner Jacobi)、杰弗里·杜默(Jeffrey Dummer)、西德尼·达林顿(Sidney Darlington)、樽井康夫(Yasuo Tarui)都开发了原型，但现代集成电路是由杰克·基尔比在1958年发明的。其因此荣获2000年诺贝尔物理奖，但同时间也发展出近代实用的集成电路的罗伯特·诺伊斯，却早于1990年就过世。

据其透露，一些半导体厂商已经开始通过将中国台湾代工生产地点更改为“台湾”，因为如果标明“中国”，则可能会被阻止对美国客户的供应，并被解释为反映了实际美国客户的要求。

报道称，自美中贸易冲突加剧以来，为避免使用中国产品而提供“原产地证明”的需求一直存在。但是，之前只是应用范围受到了一些限制。最近，连成品内部的半导体都需要原产地证明是罕见的。

芯片的原料最开始什么?或许有人会想，这么高级的东西可能原料会是比较稀缺的东西。如果你是这样想，那首先恭喜你，你思考的方向已经走远了。其实芯片的原料很简单，就是沙子，这种我们日常生活中都熟悉的东西。可能就会有人问，那为什么我们有的是原料可就是制造不出来芯片呢?且听我慢慢道来。

我们先从制造流程说起。芯片制造流程，分为硅片制造、芯片制造和封装测试三个步骤。我们大多数都知道芯片的原料是沙子，那么沙子是如何变成芯片的呢?沙子里面最多的是二氧化硅，想要让沙子变成芯片，就想要沙子里面提炼出来纯度高的二氧化硅，我们通常把这种硅叫做——工业硅。但是这种硅的纯度在98%以上，仍然还有其他杂质。在全球的硅工业产能分布中，中国的工业硅生产占比达到78%，独占鳌头，其次是巴西的5%和美国的4%，但是这个提取工业硅的技术含量不高。

紧接着，我们看第二步——将工业硅的98%继续提纯达到芯片级别的高纯度硅，纯度要达到99.999999999%，高纯度硅片的纯度要到达11个9。相应的技术含量就提高了几个档次，有数据分析平均100万个硅原料中最多只有一个杂志原子，这就意味着我们必须对自然界中的硅进行反复提纯，使用的方法一般是通过高温下整形，多部进化，然后在采用旋转拉升的方式，得到一个圆柱体的单晶硅锭。在单晶硅锭的市场份额中，占据市场第一的是美国，其次是德国和日本，中国玩家没有了身影。

尤其是在欧美市场等参与者也加大了对芯片产业的扶持力度的情况下，没有人会再怀疑国产芯片的重要性。在国产化战略、缺芯现状的推动下，再结合科创板红利，中国半导体行业已经走出迷雾，迎来关键时期。

“美国发明了半导体。三十多年前，美国占全球芯片产量的 40%。后来，我们的经济支柱——制造业被掏空，半导体制造走向海外。”拜登9日在签署“芯片法案”时发表演讲称，“如今，这项法律将半导体(制造)带回了美国……在未来几十年中，我们将再次引领世界。”

正如拜登提到的，“芯片法案”的核心在于帮助美国重新获得在半导体制造领域的领先地位。行业数据显示，美国在全球半导体制造业中的份额从 1990 年的 37% 下降到 2020 年的 12%。同一时期，中国在该领域的份额从几乎为零上升到 15%。

《纽约时报》称，该法案融合了经济和国家安全政策的内容，主要包括两方面计划：一是向半导体行业提供约527亿美元的资金支持，并为企业提供价值240亿美元的投资税抵免，鼓励企业在美国研发和制造芯片;二是在未来几年提供约2000亿美元的科研经费支持，重点支持人工智能、机器人技术、量子计算等前沿科技。

根据美国国会发布的法案文件，“芯片法案”中对于2000多亿美元的投入有着详细的规划与时间表。根据法案规定，美国将成立四大基金，分享政府为半导体行业提供的527亿美元，其中500亿美元被拨给“美国芯片基金"，独占总金额的约95%份额。法案要求，“美国芯片基金"的资金将用于旨在发展美国国内制造能力的半导体激励计划以及研发和劳动力发展计划。

半导体激励计划是“美国芯片基金”在2022至2026财年的重中之重，该计划将花费390亿美元以支持芯片制造业的发展。2022财年，半导体激励计划投资190亿美元，此后每财年投入50亿美元。此外，法案还将为相关企业提供25%的投资税收抵免。同时，法案明确了在2022财年将20亿美元用于传统成熟制程芯片的生产。

除半导体激励计划外，研发和劳动力发展计划也将获得“美国芯片基金"110亿美元的支持，在未来五年内投向国家半导体技术中心(NSTC)、国家先进封装制造计划以及其他研发和劳动力发展项目。

在527亿美元的预算中，“美国国防芯片基金”将获得20亿美元;“美国芯片国际技术安全与创新基金”将获得5亿美元，用以加强与外国政府合作伙伴的协调沟通;“美国芯片劳动力和教育基金”将获得2亿美元，主要用于相关人才培养。

而约2000亿美元的科研经费支持则将分配给美国国家科学基金会(NSF)、美国国家标准与技术研究院(NIST)、商务部和能源部等机构。其中，商务部将获得分配100亿美元给州和地方区域的权力，以在美国各地建设多个“区域技术中心”。

在市场应用需求推动下，晶圆制造业产能逐步向中国转移，包括SK海力士、英特尔、三星在内的传统芯片大厂纷纷在中国设厂，以保持自己产品在全球市场的成本竞争力。另一方面，本土晶圆厂也快速成长，2018年开始，本土企业晶圆厂产能以超过50%的年增速高速提升。数据显示，美国半导体制造业产能的全球占比从1980年的42%已降至2018年的12.8%;中国大陆晶圆产能占比从2011年的9%提升至2018年的13%，已经实现了反超。

在自主研发方面，中国芯片企业长期在关键领域主要依赖进口，在政策、资金的加持下，我国芯片技术水平明显提升，芯片产业进入了全面发展阶段，产业空白被逐步填上。

国内芯片产业增长已经出现了放缓迹象。

“坦白讲，国内消费电子市场需求，我们现在看到已经掉了30%，今年到年底最终会掉多少，大家心里都没有数，很有可能是断崖式下跌。”张聿指出，因为很多基金有两三年的投资周期，其中，近两年在泡沫期募集的一些基金，现在还在投资期。他建议企业家赶快融资，不要太纠结估值。

实际上，这种产业调整已经传导到一二级资本市场当中。

云岫资本合伙人兼CTO赵占祥表示，今年开始，半导体行业的二级市场分化很严重，护城河不够深的上市企业PE(市盈率)达20-30倍，如果护城河比较高的企业达上百倍PE;一级市场上，过去半导体市场处于泡沫期时，企业融完资上轮估值翻1-2倍，如今估值则处于上轮翻一倍再打个六折状态。

A股市值第一的芯片设计企业韦尔股份(603501.SH)投资方——中芯聚源董事总经理王蓓蓓指出，她注意到，目前一级市场依然火爆，但是否为“虚热”仍未知;而二级市场已出现“冰”：部分芯片设计企业出现始料未及的PE值下滑，但半导体设备、材料板块仍处于高位。

实际上，尽管过去几年，中国向半导体行业投资上千亿美元，但作为全球最大的芯片进口国，中国对全球半导体的依赖度仍超过90%，部分领域的芯片国产化率不足10%。

据海关总署公布的数据显示，2021年中国进口集成电路总额达4325.5亿美元，同比增长23.6%，远超过进口石油。但2022年一季度，中国集成电路进口量下跌9.6%，同时平均单价却比一年前上涨了26%。在美元加息通胀、中国逆势降息下，国外芯片价值越来越高。

有行业人士指出，中国没有出现半导体的全面国产替代的核心原因在于，纯PPT企业获得融资，缺乏经验的公司却能得到地方补贴，晶圆厂进行低水平重复建设、低端环节竞争无序、行业人才缺口较大等。