我所了解的中国电子元器件行业

作者: 鼎盛微胖

来源: 鼎盛中华论坛

发布日期: 2018-04-23 14:47:58

本文详细介绍了我国电子元器件行业的现状、挑战以及发展前景,特别强调了技术积累和人才的重要性。文章还探讨了集成电路的发展历程和摩尔定律的影响,指出了我国在电子元器件领域与世界先进水平的差距,以及通过投资和技术进步逐步追赶的可能性。

最近中兴公司被美国政府禁售电子元器件,面临灭顶之灾,网上对我国的电子元器件行业的讨论突然多了起来,各种自媒体也批量制造大批文章,但是很多消息并不准确,我觉得我应该写点什么了。

总体来说,我国电子元器件行业近年来进步很大,尤其在军用电子元器件上,但是行业整体仍然面临很多挑战,不缺钱,主要缺技术积累,缺人才,仍然需要很长时间才能赶上世界先进水平。对我国电子元器件行业的前景,我是谨慎乐观的。

什么是电子元器件?

电子元器件所包含的产品范围非常广阔,从用量最大的各种电阻电容电感,到各种集成电路(CPU,FPGA,DRAM,Flash闪存芯片等等),再到各种屏幕、各种接插件、连接器、各种光电元器件、感光元器件、摄像头模组、各种电机、麦克风、各种射频元器件(射频功放,滤波器,分频器,开关器件,天线,电缆等等)、各种传感器、各种功率器件,等等等等,甚至一些生产电子产品的材料都算,范围超过一般人想象。

当前世界上正在量产的电子元器件SKU有两三千万种,如果加上过去几十年间人类总共生产过的电子元器件,估计SKU有1.6亿种以上。

电子元器件的生产厂家全世界也有大大小小数千家。有大厂如三星和英特尔,员工数十万人,也有小厂只有几个人(这还不算我国大量的山寨企业)。是的,有些欧美名牌射频天线和波导产品的生产企业员工只有十几到几十个人,名副其实的作坊式企业,但技术都有独到之处。

从生产厂的投资额来讲,需要投资最大的是拥有最先进工艺的集成电路厂和各种屏幕厂,投资额基本在数百亿人民币到一千多亿人民币,这是建设一个厂的价格!当然,如果不选择最先进的工艺,投资额要小很多。实际上大部分的集成电路产品并不需要采用最先进的工艺,这点我下面详细讲。

大量的电子元器件品种并不需要像生产集成电路那样的生产设备,也不需要那么大的投资。

这些电子元器件说白了就是对金属和一些材料的高精度加工,但要做好并不容易。我们最常见,最低档的,电子产品中用量最大的电阻和电容。普通民用的电阻和电容有两大特点:第一,需求量极大,每个电路板少则用几十颗,多则用几千颗。第二,价格极其低廉,贴片电阻和电容都是用纸带包装卷在圆盘上卖,可以直接用在SMT机的进料口上,国产货通常五千,一万颗一卷的卖十几元到几十元。没错,每颗的价格还不到人民币一厘钱。

但是,请记住,无论这类元器件有多便宜,只要焊到你的电路板上,只要有一颗坏了,就会让你整个电路板报废,无论你的电路板有多值钱。所以,我国的电子产品生产大厂,尽量避免使用国内小厂的电阻电容产品,宁愿使用进口的如三星,TDK等名牌厂家的产品,因为实在承担不起损坏的风险。

集成电路是怎么回事?这是重点。

先来一段百度百科上的介绍:集成电路(integrated circuit)(缩写IC)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。

它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比(基于锗(Ge)的集成电路)和罗伯特·诺伊思(基于硅(Si)的集成电路)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术,主要体现在加工设备,加工工艺,封装测试,批量生产及设计创新的能力上。

人人都听说过摩尔定律,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。有一段时间,人们说摩尔定律失效了,英特尔自己都做不到了,也有人说实际上IC行业发展比摩尔定律更快了。不论如何,全球半导体企业一直投入巨资研究新的制程工艺,其标志就是集成的半导体元件的线宽。

每一次制程工艺的进步,都带来更小的线宽,更小的功耗,更高的工作频率,能够集成更多的元件,有更强的性能。线宽:注意,1毫米=1000微米=1000000纳米,一千倍的关系。

从我对半导体行业有印象的时候开始,半导体行业最先进的制程工艺从几十微米到几微米,再到几百纳米,130纳米,65纳米,45纳米,28纳米,20纳米,16纳米,14纳米,10纳米,直到今年三星就要量产的7纳米(中间可能还有个别其它的线宽),每隔两三年就更新一代,但是基于这些线宽,各个厂家仍然有不同的工艺技术,有时候线宽也只是一个商业宣传噱头,因为IC电路上的每一个晶体管都是由多种半导体材料搭建而成,每种材料的形状和线宽都可能不同,厂家选择最窄那个宣传,仿佛水平最高,实际上也许不那么高。

总之,电子元器件的品类太多了,即使是生产厂投资不大的,我国也缺乏技术积累,没有办法很快赶上去。关键是缺乏这方面的人才,很多时候,人才靠钱来挖都是挖不到的。

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