我们通常所说的“芯片”是指集成电路,它是微电子技术的主要产品。所谓微电子是相对强电、弱电等概念而言,指它处理的电子信号极其微小。它是现代信息技术的基础,我们通常所接触的电子产品,包括通讯、电脑、智能化系统、自动控制、空间技术、电台、电视等等都是在微电子技术的基础上发展起来的。
我国的信息通讯、电子终端设备产品这些年来有长足发展,但以加工装配、组装工艺、应用工程见长,产品的核心技术自主开发的较少,这里所说的核心技术主要就是微电子技术。就好像我们盖房子的水平已经不错了,但是,盖房子所用的砖瓦还不能生产，要命的是,砖瓦还很贵。
集成电路(IC)常用基本概念有:晶圆,多指单晶硅圆片,由普通硅沙拉制提炼而成,是最常用的半导体材料,按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格,近来发展出12英寸甚至更大规格.晶圆越大,同一圆片上可生产的IC就多,可降低成本;但要求材料技术和生产技术更高。
IC制造过程中, 晶圆光刻的工艺(即所谓流片),被称为前工序,这是IC制造的最要害技术;晶圆流片后,其切割、封装等工序被称为后工序。
19世纪30年代到20世纪初，英国、法国、德国、美国科学家不断发现半导体存在的诸多特征。随后，半导体领域开始经历从电子管、晶体管到集成电路、超大规模集成电路历程。
一直到1946年2月14日，世界上第一台电子数字计算机ENIAC（埃尼阿克）在美国问世，但其是一个庞然大物，重30吨，占地约170平方米，装有18,000只电子管。具体发展历程如下：
1947年：贝尔实验室肖特莱等人发明了晶体管，这是微电子技术发展中第一个里程碑；
1958年：仙童公司Robert Noyce与德仪公司基尔比间隔数月分别发明了集成电路，开创了世界微电子学的历史；
1964年：Intel摩尔提出摩尔定律，预测晶体管集成度将会每18个月增加1倍；
1966年：美国RCA公司研制出CMOS集成电路，并研制出第一块门阵列（50门）；
1967年：应用材料公司（Applied Materials）成立，现已成为全球最大的半导体设备制造公司；
1971年：Intel推出1kb动态随机存储器（DRAM），标志着大规模集成电路出现；
1971年：全球第一个微处理器4004由Intel公司推出，采用的是MOS工艺，这是一个里程碑式的发明；
1978年：64kb动态随机存储器诞生，不足0.5平方厘米的硅片上集成了14万个晶体管，标志着超大规模集成电路（VLSI）时代的来临；
1988年：16M DRAM问世，1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶体管，标志着进入超大规模集成电路（ULSI）阶段；
1999年：奔腾Ⅲ问世，450MHz，采用0.25μｍ工艺，后采用0.18μm工艺；
，Intel推出了商业化的FinFET工艺，用在了其22nm的工艺节点。
（1）计算芯片（大脑）：如CPU，GPU，FPGA，MCU，AI等都用作计算分析的，和人体大脑类似。
（3）感知芯片（五官）：MEMS，指纹，麦克风，摄像头等，主要通过望闻问切来感知外部世界
（4）通信芯片（手脚）：蓝牙、wif完美电竞i，NB-IOT，宽带，USB接口，以太网接口，HDMI接口，驱动控制等，用于数据传输
（1）设计软件，芯片设计软件是芯片公司设计芯片结构的关键工具，目前芯片的结构设计主要依靠 EDA（电子设计自动化）软件来完成；
（2）指令集体系，从技术来看，CPU 只是高度集合了上百万个小开关，没有高效的指令集体系，芯片没法运行操作系统和软件；
（5）圆晶代工，圆晶代工厂是芯片从图纸到产品的生产车间，它们决定了芯片采用的纳米工艺等性能指标；
（6）封装测试，是芯片进入销售前的最后一个环节，主要目的是保证产品的品质，对技术需求相对较低。
占领全球计算机图像输入芯片60%以上的市场份额。2005年，中星微电子在美国纳斯达克证券市场成功上市， 2016年初，中星微推出了全球首款集成了神经网络处理器(NPU)的SVAC视频编解码SoC，使得智能分析结果可以与视频数据同时编码，形成结构化的视频码流。该技术被广泛应用于视频监控摄像头，开启了安防监控智能化的新时代。
长江存储：2016年3月，总投资约1600亿元人民币的国家存储器基地在武汉启动。四个月后“长江存储”集团正式成立，紫光集团参与了长江存储的二期出资。据武汉新芯介绍，长江存储的注册资本分两期出资。一期由国家集成电路产业投资基金、湖北国芯产业投资基金和武汉新芯股东湖北省科技投资集团共同出资，在武汉新芯集成电路制造有限公司(即“武汉新芯”)的基础上建立长江存储。二期将由紫光集团和国家集成电路产业投资基金共同出资。长江存储将以芯片制造环节为突破口，集存储器产品设计、技术研发、晶圆生产与测试、销售于一体，预计到到2030年建成每月100万片的产能。
晋华存储器集成电路生产项目就坐落在泉州晋江的集成电路产业园，由福建省电子信息集团和泉州、晋江两级政府共同投建，总规划面积594亩，一期投资370亿元，建设内容包括晶圆制造、产业链配套等。
合肥长鑫：是由北京兆易创新(GigaDevice)与合肥市政府合作的存储器项目。投资72亿美元(约新台币2,166.46亿元)，兴建12寸晶圆厂以发展DRAM产品，最大月产将高达12.5万片规模。
中国仅有4家位列全球规模以上晶圆制造装备商，占比7%：根据Gartner发布的全球规模以上晶圆制造装备商的报告显示，其统计范围共有58家装备公司，中国仅占4席，分别是北方华创、中微半导体、盛美半导体和Mattson(2016年被亦庄国投收购)，其他分别位于日本21家，欧盟13家，美国10家，韩国7家，以色列3家。
重点上市公司有：随着试剂纯化和运输技术的不断突破，湿电子化学品在短期内放量比较确定，建议重点关注国内龙头晶瑞股份，江化微；靶材是目前国内半导体材料最先打入半导体核心产业链的子行业，建议重点关注国内靶材龙头江丰电子；大尺寸硅片也是未来方面比较确定的一个领域，建议关注已经处于试产认证阶段先锋公司的上海新阳。此外，在光刻胶领域的南大光电、CMP抛光垫领域的鼎龙股份等有望率先技术突破，早日实现进口替代。
芯片是一种集成电路，由大量的晶体管构成。不同的芯片有不同的集成规模，大到几亿；小到几十、几百个晶体管。晶体管有两种状态，开和关，用 1、0 来表示。多个晶体管产生的多个1与0的信号，这些信号被设定成特定的功能（即指令和数据），来表示或处理字母、数字、颜色和图形等。芯片加电以后，首先产生一个启动指令，来启动芯片，以后就不断接受新指令和数据，来完成功能。
整片的晶圆被切割成一个个独立的芯片单元，进行封装。一个是电源灯（绿色），一个是硬盘灯（红色），你的电脑开机，绿色灯就亮了，红的灯是一闪一闪的，要是你的红色灯长亮，那就是硬盘灯插反了。
外延生长的基本原理是：在一块加热至适当温度的衬底基片（主要有蓝宝石和、SiC、Si）上，气态物质InGaAlP有控制的输送到衬底表面，生长出特定单晶薄膜。目前LED外延片生长技术主要采用有机金属化学气相沉积方法
金属有机物化学气相淀积（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，简称 MOCVD）， 1968年由美国洛克威尔公司提出来的一项制备化合物半导体单品薄膜的新技术。该设备集精密机械、半导体材料、真空电子、流体力学、光学、化学、计算机多学科为一体，是一种自动化程度高、价格昂贵、技术集成度高的尖端光电子专用设备，主要用于GaN（氮化镓）系半导体材料的外延生长和蓝色、绿色或紫外发光二极管芯片的制造，也是光电子行业最有发展前途的专用设备之一。
其实外延片的生产制作过程是非常复杂的，在展完外延片后，下一步就开始对LED外延片做电极（P极，N极），接着就开始用激光机切割LED外延片（以前切割LED外延片主要用钻石刀），制造成芯片后，在晶圆上的不同位置抽取九个点做参数测试，如图所示：
主要对电压、波长、亮度进行测试，能符合正常出货标准参数的晶圆片再继续做下一步的操作，如果这九点测试不符合相关要求的晶圆片，就放在一边另外处理。
晶圆切割成芯片后，100%的目检（VI/VC），操作者要使用放大30倍数的显微镜下进行目测。
接着使用全自动分类机根据不同的电压，波长，亮度的预测参数对芯片进行全自动化挑选、测试和分类。
最后对LED芯片进行检查（VC）和贴标签。芯片区域要在蓝膜的中心，蓝膜上最多有5000粒芯片，但必须保证每张蓝膜上芯片的数量不得少于1000粒，芯片类型、批号、数量和光电测量统计数据记录在标签上，附在蜡光纸的背面。蓝膜上的芯片将做最后的目检测试与第一次目检标准相同，确保芯片排列整齐和质量合格。这样就制成LED芯片（目前市场上统称方片）。
在LED芯片制作过程中，把一些有缺陷的或者电极有磨损的芯片，分捡出来，这些就是后面的散晶，此时在蓝膜上有一些不符合正常出货要求的晶片，也就自然成了边片或毛片等。
如上所述在晶圆上的不同位置抽取九个点做参数测试，对于不符合相关要求的晶圆片作另外处理，这些晶圆片是不能直接用来做LED方片，也就不做任何分检了，直接卖给客户了，也就是目前市场上的LED大圆片（但是大圆片里也有好东西，如方片）。
中彰国际（SINOSI）是一家致力于尖端科技、开拓创新的公司。中彰国际（SINOSI）能够规模生产和大批量供应单晶硅、多晶硅及Φ4″- Φ6″直拉抛光片、 Φ3″- Φ6″直拉磨片和区熔NTD磨片并且可以按照国内、外客户的要求提供非标产品。
直拉硅单晶广泛应用于集成电路和中小功率器件。区域熔单晶目前主要用于大功率半导体器件，比如整流二极管，硅可控整流器，大功率晶体管等。
区熔（NTD）单晶硅可生产直径范围为：Φ1.5″- Φ4″。直拉单晶硅可生产直径范围为：Φ2″-Φ8″。
电力电子技术是实现电力管理，提高电功效率的关键技术。飞速发展的电力电子被称为“硅片引起的第二次革命”，大多数电力电子器件是用区熔单晶硅制作的。电力电子器件包括普通晶闸管(SCR)、电力晶体管GTR、GTO以及第三代新型电力电子器件——功率场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)以及功率集成电路(PIC)等，广泛应用于高压直流输电、静止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传动、电解、励磁、电加热、高性能交直流电源等电力系统和电气工程中。制作电力电子器件，是区熔单晶硅的传统市场，也是本项目产品的市场基础。
太阳能目前已经成为最受关注的绿色能源产业。美国、欧洲、日本都制定了大力促进本国太阳能产业发展的政策，我国也于2005年3月份通过了《可再生能源法》。这些措施极大地促进了太阳能电池产业的发展。据统计，从1998—2004年，国际太阳能光伏电池的市场一直保持高速增长的态势，年平均增长速度达到30%，2010年以后，仍将保持至少25%/年的增长速度。
晶体硅是目前应用最成熟，最广泛的太阳能电池材料，占光伏产业的85%以上。美国SunPower公司最近开发出利用区熔硅制作太阳能电池技术，其产业化规模光电转换效率达到20%，为目前产业化最高水平，其综合性价比超过直拉单晶硅太阳能电池（光电转换效率为15%）和多晶硅太阳能电池（光电转换效率为12%）。这项新技术将会极大地扩展区熔硅单晶的市场空间。
高纯的单晶硅棒是单晶硅太阳电池的原料，硅纯度要求99.999％。单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池，它的构和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。为了降低生产成本，现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒，材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料，经过复拉制成太阳电池专用的单晶硅棒。
单晶硅是转化太阳能、电能的主要材料。在日常生活里，单晶硅可以说无处不在，电视、电脑、冰箱、电话、汽车等等，处处离不开单晶硅材料；在高科技领域，航天飞机、宇宙飞船、人造卫星的制造，单晶硅同样是必不可少的原材料。
在科学技术飞速发展的今天，利用单晶硅所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为电能，实现了迈向绿色能源革命的开始。现在，国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段，正在向实际应用阶段过渡，太阳能单晶硅的利用将普及到全世界范围，市场需求量不言而喻。
上图中，如果采用图A所示，则有Ic这个电流，如果R很大，那么Vo的驱动能力就很弱，会造成芯片的反应速度很慢，如果R很小，则在MOS管开通时，电流Ic非常大，因此，这样的电路是没法应用于芯片的，经初步计算，如果采用图A所示的电路，要达到一定的处理速度，那么其功耗是100kW级别的，而采用图B的互补型（N和P型对称布置），则Vi高电平时上管关闭，下管开启，低电平时则相反，这样就不存在电流，那么为什么芯片还是有很大的功耗呢，这就是MOS管的结电容引起的，因为G极就是一个电容效应。充放电虽然对于一个MOS管来说是很小的功耗，但是芯片的晶体管数量非常多，如一个CMOS开关为1uW，那么1000万个呢就是100W。
当频率很高时，为了降低功耗，现在芯片的工作电压一直在降低，如从3V降低到1V，那么功耗降低了9倍，如果通过改善晶体管结构和线路结构，能减少电容C，那么也可以降低芯片功耗。
晶圆现在一般为8寸、12寸、20寸等，晶圆本身进行参杂，形成P型，或N型衬底。也就是基板，晶圆的制作过程，可自行参考网上相关视频。
模板中的孔，就是要变成PNP型MOS管的位置，这是在芯片设计时就已经决定了的，由芯片的晶体管的布局决定。
第三步，再在已经布局好的P和N基底上，注入杂质，形成N和P型半导体，这就是MOS管的S（源）极和D（漏）极形成的过程。
芯片制作时，会在原来的晶片的基础上，经过蚀刻去除一些部分，留下一些部分来制作P、N半导体，然后在在其上不断地增加层，每层都如电路板的一个层一样。如首先增加G极的绝缘层，就如上图，可以通过物理的或化学的方法，使每层都非常薄。一般越到上层，电流越大，是模块之间的连接，因此蚀刻的模板的孔也越大。
最后就是输出版图，此步骤一般要专业的工具，版图是直接可以给芯片加工厂生产的图纸，就如PCB的布线图、焊盘图等，这样的工具非常贵，一般个人是买不起的 从原理图到版图，这中间经过很多次的翻译，也就如软件编译一样，只是芯片的编译没软件那么规范，涉及的问题更加多些。
芯片制作电阻有很多方式，直接进行参杂来形成电阻的，或直接注入电阻材料或金属，电阻可以做到很高阻值，由于一般在内部可以实现，因此芯片的外接电阻比较少，但是芯片内制作大电容就不可能，即使是薄膜电容，虽然绝缘层可以做得非常薄，但是面积是非常有限的，稍微大一点的一般需要多层电路连接形成电容。电感一般可以通过弯曲的导线实现，但是也不可能做得很大，第一是空间问题，第二是干扰问题。而在芯片内部，如果只是布尔运算，一般不需要很大的电容电感的，电容电感仅做改善电路性能的用途，但是对于模拟芯片，则由于要进行信号处理，电容、电感是自然就很多了。
中国芯片制造工艺至少落后国际同行两代，但目前正在奋起直追，目前能量产14/28纳米级芯片，而国外可完成3纳米级产品制造；产能较为不足，疫情以上90%以上的芯片依赖进口；同时中国的产能和需求之间结构失配，实际能够生产的产品，与市场需求不匹配；长期的代工模式导致设计能力和制造能力失配、核心技术缺失；投资混乱、研发投入和人才不足等问题，导致中国集成电路产业目前总体还处于“核心技术受制于人、产品处于中低端”的状态。
为什么中国制造不出高端芯片？先要了解芯片制造过程。芯片制造主要分为三大环节晶圆加工制造、芯片前期加工、芯片后期封装。其中技术难度最大最核心的是芯片前期加工这个环节，分为上百道制程，每道制程都有相应的装备。在这些装备里面，技术难度最大的就是光刻技术。中国半导体技术主要是在第一和第三环节。第二个环节中的技术装备大部分处于空白，所以高端的整个芯片都需要进口。
一些装备由于其巨大的制造难度被冠以“工业皇冠上的明珠”的称号，最主流的说法是两大装备航空发动机和光刻机，最先进的航空发动机目前的报价在千万美元量级，但是最先进的光刻机目前的报价需过亿美金。
目前，世界上80%的光刻机市场被荷兰、日本等公司占据，高端光刻机也被其垄断。中国在努力追赶，但是目前仍与国外存在技术代差，比美国差两代、比美国的盟国差一代——但是这不是说我们的追赶不重要，这些年国内一批优秀的半导体企业脱颖而出，IC设计、晶圆代工、封装测试、半导体材料、半导体专用设备等细分领域涌现出领头企业，部分企业甚至成为细分领域的世界翘楚。这些企业代表了中国集成电路产业崛起的雄心。
