2018年开始,美国等西方国家在芯片行业对中国“卡脖子”,中国企业面临无芯片可用的境地,由此,国家加大了对芯片行业的重视和投入。“很多高精尖领域的芯片,中国企业还是要依赖芯片进口。西方国家不卖芯片给中国,中国的芯片供应就被卡脖子。中国芯片想要实现自主,想要赶上西方,还有很长的路要走。”浙大微纳电子学院教授芯片行业的专家韩雁说过。
但经过这几年的努力,低端民用芯片就基本上已经够用,未来缺的就只会是高端芯片,以及像国防、高科技这些产业,都更倾向于招学历高的毕业生。很多家长时常能听到关于芯片的中下游相关的概念,其实材料能“脱坑”的一个原因就是与芯片的下游产业电子封装、材料测试相关岗位息息相关。
芯片的上中下游
半导体芯片产业链环节包括IC设计、晶圆制造及加工、封装及测试环节,拥有复杂的工序和工艺。
IC 芯片的生产过程,简单来说就是把设计好的电路图,转移到半导体做成的晶圆上,经过一连串的程序后,在晶圆表面上形成集成电路,再切割成一片一片的裸片 ,最后把这些裸片用外壳包起来保护好,形成最终的芯片。
一个 IC 芯片从无到有,大概就依序分为下面3个阶段,而这 3 个阶段,就是所谓半导体产业的上、中、下游。
1上游产业:IP 设计、IC 设计
IC 的中文叫“集成电路”,在电子学中是把电路(包括半导体装置、元件)小型化、并制造在半导体晶圆表面上。所以半导体只是制作 IC 的原料。
盖房子前总得先画出蓝图,在IC产品诞生之前总得先设计出 IC,没有设计图,拥有再强制造能力都没有用,所以IC设计这个设计师的角色就特别重要了。
如果说 IC 设计是半导体业的设计师,那半导体业的军师就非IP设计莫属了。在 IC 设计中,可以透过购买IP授权的方式来缩短产品的开发时间和降低成本。
IP 又叫作硅智财,是一种贩售电路设计架构相关智慧财产权授权的行业,简单来说,IP 就是 IC 设计的智慧财产权,采用IP可以更快、更好、更省的完成芯片设计。
2中游产业: IC 制造、晶圆制造
IC 制造的流程是将晶圆厂所做好的晶圆,以光罩印上电路基本的图样,再以氧化、扩散、CVD、蚀刻、离子植入等方法,把电路和电路上的元件,在晶圆上制作出来。
由于 IC 上的电路设计是层状结构,因此还要经过多次的光罩投入、图形制作、形成线路与元件等重复程序,才能制作出完整的集成电路。
3下游产业: IC 封装测试、IC 模组
IC 封装是将加工完成的晶圆,经切割过后的晶粒,以塑胶、陶瓷或金属包覆,保护晶粒以免受污染且易于装配,并达成芯片与电子系统的电性连接与散热效果。
IC 测试则可分为两个阶段:
第一个阶段是进入封装之前的晶圆测试,主要测试电性;
第二个阶段则是IC成品测试,主要在测试 IC 功能、电性与散热是否正常,以确保品质。
大多数学习与芯片专业相关的考生从事的都是芯片的制作即中游产业,上游的芯片设计岗位其实很少的而且对学历要求是极其高的。在21年、22年芯片设计的岗位极为火热,扩招较多,这两年招人极少,学历要求基本是东南大学、电子科技大学及以上的学校。
但芯片是属于“越老越吃香”的行业,如果想从事芯片的设计岗位,可以在芯片制造产业做5-6年攒经验再跳槽到设计岗位。
学芯片推荐的专业与院校
如果想进入芯片行业,目前最对口的专业有集成电路设计与集成系统专业,微电子科学与工程专业,电子科学与技术专业这三个。
1微电子科学与工程专业
涉及在半导体材料上构成小型化电路、电力及系统的电子分支,是芯片设计的基础。
2集成电路设计与集成系统
研究集成电路的设计、制造和测试,涉及芯片的电路设计、逻辑设计和物理设计等。
3电子科学与技术
研究电子材料、器件和应用,涉及半导体物理、电子器件物理等。
注意:选择这三个专业时,还有一个需要注意的事项,即各个学校的专业方向不同,比如有些学校的电子科学与技术是偏材料方向的,我们可以通过院校的核心课程来判断研究的方向。
芯片行业的设计和制造岗位对学历及学校的要求都很高,所以如果从事芯片行业,要做好硕士阶段深造的准备。
如果想学芯片推荐哪些院校?
报考可参考28所国家示范性微电子学院以及18所集成电路博士点高校。
28所国家示范性微电子学院
2015年,国家公布了首批9所高校建设微电子学院:
清华大学、北京大学、复旦大学、浙江大学、西安电子科技大学、上海交通大学、东南大学、电子科技大学、中国科学院大学九所高校为首批国家集成电路。
同时批准19所高校,支持筹建微电子学院,包括:
北京航空航天大学、北京理工大学、国防科技大学、北京工业大学、天津大学、西北工业大学、大连理工大学、同济大学、南京大学、中国科学技术大学、华中科技大学、福州大学、山东大学、合肥工业大学、中山大学、华南理工大学、西安交通大学、厦门大学、南方科技大学。
18所集成电路博士点高校
集成电路科学与工程级学科博士学位授权点名单:
北京大学、清华大学、北京航空航天大学、北京理工大学、北京邮电大学、上海交通大学、南京大学、东南大学、浙江大学、南京邮电大学、杭州电子科技大学、厦门大学、华中科技大学、华南理工大学、电子科技大学、西北工业大学、西安电子科技大学、中国科学院大学