第1章
绪论

1.1　芯片产业概况

智能手机及平板电脑所代表的移动互联网领域已经完全引领了芯片行业的发展方向。移动互联网设备上游的芯片产业也正经历着巨变。芯片产业也被称为集成电路产业或半导体产业，是技术密集和资金密集型产业。芯片产业链可以粗略地划分成IP（Intellectual Property）厂商、IC（Integrated Circuit）设计厂商和芯片制造厂商、制造上游的原材料商、制造设备商及制造下游的封装测试厂商。随着我国移动互联网的发展，芯片设计、芯片制造与封装测试三者的格局在不断优化，其中，芯片设计产业比例呈逐年上升之势。目前，芯片设计产业占比已超过38%，而芯片制造产业占比为27%，封装测试产业占比则进一步下降至33%。

图1.1所示为芯片产业整体关系图。产业链各环节的领先者都在积极打造和拓展自己的生态体系，试图拥有更多的话语权。图中，IP核基础架构产业主要提供知识产权、开发核心微处理器指令集和试验不同领域的不同内核结构；IC设计产业主要融合自身优势，基于微处理器核加上外围电路，设计芯片架构及集成多种功能，这些设计可以决定工艺水平。在移动互联网芯片产业链中，ARM内核凭借低功耗设计、开放的授权模式、强大的生态系统已经几乎完全统治市场。也正因为如此，Intel X86的Atom处理器把突破的方向瞄准平板电脑市场，MIPS架构把希望寄托在可穿戴设备等新兴市场。但近年来新兴的RISC-V架构以灵活、精简、开源等特性备受关注，在移动互联网、物联网、人工智能芯片等领域潜力巨大，有望成为国产芯片从源头开始自主设计的新机遇。

在芯片制造环节，工艺制程是关键。移动互联网产品对芯片的功耗控制要求越来越高。相比芯片架构优化带来的功耗降低，工艺制程提升带来的功耗降低立竿见影，且越来越明显地决定着芯片的功耗表现。台积电是芯片代工领域的领导者，其先进制程在很大程度上决定了芯片设计厂商旗舰产品的功耗水平和推向市场的时间。芯片市场的激烈竞争也传导到芯片制造领域，以往几年一代制程升级换代，现在加速到几乎每年一换代，这对制造商的技术储备和资金能力都提出了极高的要求，竞争门槛越来越高。2019年的数据显示，全球十大晶圆代工厂中，台积电市场份额占比超过了50%；三星的占比增长到了19%左右，位于第二名；而排在第三的格芯的占比只有9%左右；排在第四的联电的占比在7%左右；中兴国际的占比只有5%左右。可见，芯片制造领域已经形成强者恒强的格局。

芯片封装和测试是芯片制造的最后环节，简而言之，是将芯片代工厂（Foundry）所产的集成电路裸片（Die）装配为芯片最终产品，并起到连通芯片内外部电路、保护芯片不被环境因素影响的作用，之后进行芯片性能测试，检测是否满足所设计的功能及性能指标要求。封测能直接影响芯片的成本、性能、功耗、良率等重要指标，也是芯片最终产品性能提升、跨架构跨平台、功能创新的催化剂。