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第35卷第2期（总第293期）

2018年2月

产业评论

P.1
让行业协会走上前台
洪慧民


行业分析

P.6
2018 年我国集成电路产业发展的展望
王龙兴
摘要：展望未来，《国家集成电路产业发展推进纲要》明确提出，到 2020 年，我国集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小，全行业销售收入年均增速超过 20%，企业可持续发展能力大幅增强。移动智能终端、网络通信、云计算、物联网、大数据等重点领域集成电路设计技术达到国际领先水平，产业生态体系初步形成。16/14 nm 制造工艺实现规模量产，封装测试技术达到国际领先水平，关键装备和材料进入国际采购体系，基本建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系。展望到 2020 年，我国集成电路产业规模全面实现《推进纲要》和“十三五”规划目标产值 9300 亿元。
关键词：中国集成电路；发展纲要；自主发展
Prospects for the Development of China's Integrated Circuit Industry in 2018
WANG Longxing

P.10
点评 2017 年中国半导体产业十大事件
顾文军
摘要：年复一年，芯谋咨询坚持每年的年初发布“产业十大预测”已经快五年了。没有心血来潮，因为五年如一日。没有哗众取宠，因为五年坚持风格如一。没有事后不认账，因为坚持业界来评判。每年年初对上年的预测做一个评判，既是对自己研究能力的鞭策，更是对产业的负责。
关键词：中国集成电路；产业链；晶圆代工；设备材料
Review of the Ten Major Events in China's Semiconductor Industry in 2017
GU Wenjun

P.13
集成电路芯片在新兴应用领域的发展趋势分析
石春琦
摘要：从六个方面入手，分析了集成电路芯片在新兴应用领域的发展趋势。从 2010 年开始，在硅麦克风、惯性传感器等的带动下，MEMS 市场开始进入快速成长期。从下游应用来看，目前汽车电子和消费电子是最主要的应用领域。IDC 预测，可穿戴设备在 2015～2020 年出现两位数的增长。物联网作为通信行业的新兴应用，在万物互联的大趋势下，市场规模将进一步扩大。工业机器人产业加速发展，已成为十分可期的爆发式增长战略性新兴产业。近年来，国内外对虚拟现实的投资非常火热。资本市场敏锐地捕捉到人工智能的商业化前景，我国人工智能领域投融资热度快速升温。
关键词：集成电路应用；传感器；可穿戴；物联网
Development Trend Analysis of Integrated Circuit Chip in New Application Field
SHI Chunqi

研究与设计

P.20
MEMS 麦克风专利态势分析
万雪佼，徐步陆
摘要：近年随着人工智能的兴起，以智能音响为代表的新一代电子产品带动了 MEMS 麦克风产业的新增长点。与此同时，MEMS 麦克风企业直接的并购、重组频频发生，企业之间的专利纠纷不断出现，也使得行业的竞争更加充分。通过概述全球和中国 MEMS 麦克风的技术和市场情况，分析了 MEMS 麦克风专利态势，包括包括年度申请趋势、全球专利分布、IPC 技术分布、专利申请人排名、重点（高被引）专利分析和主要发明人分析专利，并提出了产业发展建议。
关键词：MEMS麦克风；硅麦克风；专利态势；MEMS
Analysis of the Patent Situation of MEMS Silicon Microphones
WAN Xuejiao, XU Bulu

P.24
集成电路用大尺寸高纯钽靶材的制备工艺进展
刘宁，杨辉，姚力军，王学泽，袁海军
摘要：高纯钽靶材作为芯片铜互连工艺扩散阻挡层的溅射源在大规模集成电路生产中被广泛应用。文章介绍了大尺寸高纯钽靶材的制备技术原理及工艺进展，并分析了钽靶材产品的国内外的市场现状及应用前景。
关键词：制备工艺；钽；溅射靶材；大尺寸；扩散阻挡层
The Progresses on Fabrication of Large Size High-purity Tantalum Targets for Integrated Circuits
LIU Ning, YANG Hui, YAO Lijun, WANG Xueze, YUAN Haijun

P.29
FRD 局域寿命控制技术的仿真研究
闫娜，关艳霞，宫兴
摘要：传统的快恢复二极管，为了缩短反向恢复时间，通常采用电子辐照来减小基区的少子寿命，但电子辐照在降低器件的反向恢复时间的同时，也使得其通态压降增大。本文采用双质子辐照的局域寿命控制的方法，利用 SILVACO 软件对二极管特性进行仿真研究，讨论局域低寿命区在二极管中的不同位置，对快恢复二极管的反向恢复电流，反向恢复软度因子，以及通态压降的影响，为快恢复二极管的实际生产提供理论依据。
关键词：快恢复二极管；双质子辐照；反向恢复软度因子；反向恢复时间
Simulation Study on FRD Local Life Control Technology
YAN Nan, GUAN Yanxia, GONG Xing

P.33
恶劣工作环境中的开关和多路复用器设计
杨佳一，刘天翔
摘要：描述了工程师在将模拟开关和多路复用器设计到恶劣环境下所用模块中时面临的挑战，并提供了一些一般解决方案建议，以供电路设计人员用来保护容易损坏的器件。另外，介绍了一些新款集成开关和多路复用器，这些器件在过压保护、防闩锁特性和故障保护上均有所改善，能够处理常见应力状况。
关键词：模拟开关；多路复用器；过电压；闩锁
Design of Switch and Multiplexer in Bad Working Environment
YANG Jiayi, LIU Tianxiang

工艺与制造

P.39
进入原子层蚀刻之后的芯片制造工艺
Mark LaPedus
摘要：技术应用虽然已经开始，但哪一种技术路径最好、谁家的最好仍不得而知。经过多年研发，几家晶圆厂设备供应商终于在 2016 年推出了基于原子层刻蚀（ALE）的下一代蚀刻系统。ALE 虽指向 16/14 nm 的技术方向，但其必将在 10/7 nm 甚至更远的技术领域内发挥重要作用。业界也正致力于开发应用于先进逻辑处理器和存储器生产制造的新一代 ALE 技术。
关键词：集成电路制造；蚀刻；原子层刻蚀；ALE
What's Next for Atomic Layer Etch
Mark LaPedus

P.44
LV/HV P-Well BiCMOS[B]芯片与制程结构
潘桂忠
摘要：LV/HV P-Well BiCMOS[B] 技术能够实现低压 5V 与高压100～700V（或更高）兼容的 BiCMOS 工艺。为了便于高低压 MOS 器件兼容集成，采用具有漂移区的偏置栅结构的 HV MOS 器件。改变漂移区的长度，宽度，结深度以及掺杂浓度等可以得到高电压。采用 MOS 集成电路芯片结构设计﹑工艺与制造技术，依该技术得到了芯片制程结构。
关键词：集成电路制造；偏置栅结构；LV/HV P-Well BiCMOS[B] 芯片结构；制程剖面结构
Structure of LV/HV P-Well BiCMOS[B] Chip and Process
PAN Guizhong

P.49
55 nm 低功耗产品漏电流优化的机理研究及解决方案
吴智勇
摘要：半导体技术随着摩尔定律，工艺尺寸逐渐缩小，浅沟槽形貌对增加低功耗产品器件间的隔离效果，降低漏电流的作用越来越敏感[1]。提出一种全新的优化浅沟槽形貌，降低器件间漏电流的设计理念[2]及实现方法。通过软件设计并模拟不同浅沟槽形貌下，漏电流的表现，得到顶部形貌的曲率半径对漏电流有敏感表现的结论，为降低漏电流提供指导性思想[3]。后续把理论模型运用到实际工艺的优化中，菜单中在硬掩模层刻蚀步骤结束及有源区开始刻蚀前，使用高能量、高压力及大流量的重聚合物气体，形成圆滑的顶部形貌。
关键词：集成电路制造；浅沟槽刻蚀；硬掩膜；工作区；漏电流；polymer；聚合物
Research and Solution of Optimization in Leakage Current of 55 nm Low Power Products
WU Zhiyong

P.52
全球集成电路设计、晶圆代工业、封装测试业的发展状况分析
王龙兴
摘要：扩展产能和新技术开发是半导体产业两大投资方向。2016 年全球新增 5 条 12 英寸晶圆生产线投产。全球集成电路主流技术为16/14 nm，2016 年年底三星和台积电导入10 nm 技术，2017 年第一季度进入量产。由于 10 nm 是过渡性节点，2017 年全球技术领先厂商将提前展开 7 nm 技术研发竞争。2016 年全球 IC 设计业规模为 774.9 亿美元，衰减 3.2%；封测业规模为509.7 亿美元，微增 0.02%；晶圆代工业规模为 500.5 亿美元，大增 11.4%，显示出勃勃生机。
关键词：集成电路制造；晶圆代工；封装测试
Development of Global IC Design, Wafer Foundry and Backend Industry
WANG Longxing

P.57
新材料为芯片制造延续摩尔定律
Jeff Dorsch
摘要：硅材料的发展势头依然强劲，但要将硅扩展到一些新市场和新工艺节点变得越来越困难。对于一些节点来说，CMOS 已经走到尽头了，这在每个新节点上都变得更加明显。未来的发展将取决于新的材料。这为许多包括石墨烯、2D 材料和碳纳米管在内的新选择打开了大门。其中一些材料本身就可以得到直接应用，而另一些将与硅材料结合，以延长摩尔定律，提高性能、功率和面积，最终远远超过目前的水平。
关键词：集成电路制造；半导体材料；石墨烯；碳纳米管
Chipmakers Look To New Materials to extend Moore's Law
Jeff Dorsch

创新应用

P.60
上海集成电路产业的节能减排及环境保护状况
杨荣斌
摘要：绿色、节能已经成为集成电路产业发展的重要方向。在国家和上海有关工业节能减排和环境保护相关举措的推动下，上海集成电路产业进一步加快朝着绿色化和节能化方向发展。2016 年上海将节能减排作为推动上海工业能效提升和产业结构转型的重要途径。近年来，上海集成电路产业积极引入先进节能环保技术、开展各种形式的节能减排活动，其节能环保水平方面一直处在全国同行的前列。
关键词：集成电路产业；节能减排；环境保护
Energy Saving and Environmental Protection in Shanghai Integrated Circuit Industry
YANG Rongbin

P.63
一种支持先进抄表设施 AMI 的智能化电能计量方案
张民山，马东东
摘要：电子计量芯片为电表市场提供一流的技术和产品，包括RF收发器、电能计量芯片组、RF放大器、隔离产品和电力线控制产品。高性能全集成收发器适用于具有通信功能或支持AMI的电表，为全球电表制造商提供了紧凑、可靠和低成本的解决方案。AMI和智能电网被视为是提高能效的关键潜在技术，将最终帮助实现减少二氧化碳排放的目标。电子计量芯片的扩展应用包括RF 模块和 HAN 网络。
关键词：电子计量；RF模块；AMI电表；HAN网络
A Scheme of Intelligent Electric Energy Measurement Supporting AMI
ZHANG Minshan, MA Dongdong

P.67
氮化镓 GaN 在射频 RF 功率放大器的应用
刘晓文
摘要：对于提供最佳功率、效率和带宽的权衡促进了各种不同的研发技巧和半导体技术。每一种不同拓扑和技术都有可能在半导体市场占据一席之地，这是因为它们每一个都有优势，这也是它们能够在当前生存的原因所在。这里关注几个值得信赖的结果，展现这些当前技术在实现高功率、效率和带宽时的可能性。
关键词：功率放大器；射频；氮化镓；兰格耦合器
Application of Gallium Nitride GaN in RF Power Amplifier
LIU Xiaowen

P.71
基于设计超材料作为天线覆盖层提高增益的 RFID 天线
李广立，金磊
摘要：人工超材料的研究已经经历很长的时间并有许多非常实用的成果，特别是在天线领域中，常见的电磁带隙结构即 EBG 结构的人工材料可使RFID领域中的电子标签应用在金属环境中，并能提高性能。现在设计一种低介电常数的人工超材料，DK 值小于 1，用于 RFID 领域的单个微带天线上作为天线覆盖层。在最小的周期尺寸下提高天线增益。
关键词：超材料；RFID；增益
RFID Antenna Based on Design Supermaterial as Antenna Cover Layer to Increase Gain
LI Guangli, JIN Lei

P.74
移动通信基站天馈线的故障点定位 DTF 方法
郑杰，赵利铭
摘要：电缆和天线系统在整个小区的性能中起着重要的作用。天线系统的微小变化会影响信号、覆盖区域并最终导致掉线。使用便携式电缆与天线分析仪来定性通信系统能够明显简化维护。回波损耗/驻波比测量用来表征系统。如果匹配是在系统规范之外，故障点定位DTF测量可用于排除故障、定位故障，并监测随时间的变化。
关键词：移动通信；基站馈线；频域反射；回波损耗；故障点定位；DTF
Distance to Fault DTF of Antenna in Mobile Communication Base Station
ZHENG Jie, ZHAO Liming

P.80
核电机组分体式 K1 差压变送器现场充液技术分析
潘江，邱宇青，王树培
摘要：分析核电机组压力容器和稳压器的液位测量分体式 K1 差压变送器。液位测量对电厂建设期间的一回路进水、水压试验及运行期的一回路液位监控和事故分析起着极其重要的作用。变送器的传感器和变送单元分开布置在安全壳和电气厂房，通过特有的抽真空、充液、无气泡验证试验等工艺直接在施工现场安装。充液是技术难点和保证设备稳定可靠运行的关键。介绍一回路液位测量、K1 差压变送器工作原理和特性，分析现场抽真空、充液工艺及无气泡验证试验、静压试验及调试校验结果。最后，介绍安装过程中遇到的主要问题，总结核电机组的经验，提出改善方案优化抽真空、充液工艺和安装管理，为后续机组提供参考。
关键词：分体式K1差压变送器；标定；抽真空；充液
Analysis on Field Filling Technology of K1 Differential Pressure Transmitter for Nuclear Power Unit
PAN Jiang, QIU Yuqing, WANG Shupei

P.84
一种安全高效的太阳能光伏逆变器的设计
彭近辉，田学
摘要：虽然太阳能面板或太阳能模块是太阳能系统的核心，这些是较为明显的部分。但在整个信号链中，更复杂的部分是光伏逆变器—控制系统的大脑。光伏逆变器需要经过仔细设计，以保护电流测量和计算电路，使其不受功率处理电路以及开关所引起的瞬态信号影响。这种保护代价不菲，多个冗余隔离器件会提升成本和系统复杂性。而且很明显，通过可编程处理器来运行这些系统所需的日益复杂的算法，需要考虑代码完整性以保证系统自身的安全性问题。
关键词：光伏逆变器；故障安全；代码安全；平台实例
Design of A Safe and Efficient Solar Photovoltaic Inverter
PENG Jinhui, TIAN Xue

P.87
矿山机电设备电气断路故障的检测与维护
周永
摘要：设备的更新和技术的提升是矿山企业提高生产效率的基础与保障，机电设备安全性能的稳定是机电设备运行的关键，机电设备电气断路故障的防患和处理是矿山企业设备管理工作中的重点之一。通过机电设备电气断路故障检测技术为切入点，综合概括了电气断路故障的检测技术和检测过程中的相关要求，提出了机电设备维护管理的相关措施，希望能够给予设备管理、技术和维护人员一定的帮助。
关键词：电气断路故障；矿山机电；检测技术；维护管理
Detection and Maintenance of Electrical Circuit Breakages in Mine Mechanical and Electrical Equipment
ZHOU Yung

P.90
图形处理中 GPU 固定渲染管线的研究
孟晓宁，王宝华
摘要：图形渲染管道被认为是实时图形渲染的核心，简称为管道。管道的主要功能是由给定的虚拟摄像机、三维物体、灯源、光照模型、纹理贴图或其他来产生或渲染一个二维图像。由此可见，渲染管线是实时渲染技术的底层工具。图像中物体的位置及形状是通过它们的几何描述、环境特征、以及该环境中虚拟摄像机的摆放位置来决定的。物体的外观受到了材质属性、灯源、贴图以及渲染模式（sharding modles）的影响。
关键词：图形处理；渲染管道；渲染模式；GPU
Research on GPU Fixed Rendering Pipeline in Graphic Processing
MENG Xiaoning, WANG Baohua

P.95
人工智能 AI 的研究热点及其应用
叶强，罗西海
摘要：随着不断提高的计算机速度、不断扩大的存储容量、不断降低的价格，以及不断发展的网络，很多在以前无法完成的工作在现在都能够实现。当前，智能接口、数据挖掘、主体及多主体系统是人工智能研究的三个热点。AI 能力更倾向于应用到人类的某些方面，并用自动化替代。
关键词：人工智能；神经网络；自动化
Research Hotspots and Application in Artificial Intelligence AI
YE Qiang, LUO Xihai
　

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