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研究报告

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计算机、通信和其他电子设备制造业：“十五五”核心技术攻坚

一、半导体与集成电路技术

1.先进制程技术

先进制程技术是半导体产业的核心竞争力之一，它直接影响着集成电路的性能和成本。随着摩尔定律的放缓，先进制程技术的研究和应用显得尤为重要。目前，全球领先的半导体厂商正在积极研发和推进10纳米（nm）及以下制程技术。据市场研究机构ICInsights的报告显示，2019年全球10纳米及以下制程技术的市场规模达到了约200亿美元，预计到2024年这一数字将增长至超过500亿美元。

在先进制程技术中，光刻技术是关键环节。光刻机是半导体制造中的核心设备，其性能直接决定了制程的精度。目前，全球最先进的极紫外光（EUV）光刻机由荷兰ASML公司生产。EUV光刻机采用极紫外光源，波长仅为13.5纳米，能够实现更高的分辨率，满足10纳米及以下制程的需求。根据ASML公司的数据，其EUV光刻机的出货量在2019年达到了150台，预计到2022年将增长至300台以上。

此外，为了克服EUV光刻技术的局限性，半导体厂商还在探索其他先进制程技术，如多投影光刻技术、多源光刻技术等。其中，多投影光刻技术通过使用多个光刻机同时进行曝光，提高生产效率。例如，台积电（TSMC）在2019年推出的7纳米制程技术中就采用了多投影光刻技术。据台积电的数据，7纳米制程技术的良率已经达到了90%以上，预计到2021年将实现量产。

在先进制程技术的研发过程中，材料创新也起到了至关重要的作用。例如，硅基光子晶体材料在光刻技术中得到了广泛应用，能够有效提高光刻机的分辨率。此外，新型材料如碳纳米管、石墨烯等在半导体器件中的应用也备受关注。例如，三星电子在2018年推出的7纳米制程技术中就采用了碳纳米管场效应晶体管（FET）技术，大幅提升了器件的性能。

随着先进制程技术的不断发展，我国在半导体产业中的地位也在逐步提升。根据中国半导体行业协会的数据，2019年我国半导体产业销售额达到了9600亿元，同比增长了20.7%。其中，先进制程技术相关领域的销售额增长尤为显著。例如，在5G通信领域，我国厂商在先进制程技术的支持下，已经实现了5G基站的自主研发和生产。这些成果不仅有助于提升我国在全球半导体产业中的竞争力，也为我国经济的持续发展提供了有力支撑。

2.封装与测试技术

封装与测试技术是半导体产业链中的重要环节，对于提高集成电路的性能和可靠性具有重要意义。随着半导体器件集成度的不断提高，封装与测试技术也在不断演进，以满足更小尺寸、更高性能和更低功耗的需求。

(1)封装技术方面，近年来，球栅阵列（BGA）和芯片级封装（WLP）等先进封装技术得到了广泛应用。BGA封装技术通过将集成电路芯片直接焊接在基板上，减少了引脚数量，提高了器件的集成度和可靠性。据统计，BGA封装在全球封装市场的份额已经超过50%。此外，WLP技术将多个芯片封装在同一基板上，进一步提升了芯片的集成度和性能。

(2)测试技术方面，随着半导体器件复杂性的增加，传统的电学测试方法已经无法满足需求。为此，光学测试技术应运而生。光学测试技术利用光学原理对半导体器件进行无损检测，可以更准确地评估器件的性能和可靠性。例如，光刻缺陷检测、芯片表面质量检测等都是光学测试技术的应用领域。据市场调研报告显示，光学测试设备在全球半导体测试市场的份额逐年上升。

(3)封装与测试技术的创新还体现在自动化和智能化方面。自动化测试设备能够提高测试效率，降低人工成本。例如，全自动贴片机、全自动测试机等设备在半导体封装与测试中的应用越来越广泛。智能化测试技术则通过引入人工智能算法，实现对半导体器件的智能检测和分析。例如，基于机器学习的缺陷识别技术能够提高测试精度，减少误判率。在我国，一些半导体厂商已经开始研发和应用智能化测试技术，以提升我国在半导体封装与测试领域的竞争力。

3.集成电路设计技术

集成电路设计技术是半导体产业的核心，它决定了集成电路的性能、功耗和成本。随着技术的不断进步，集成电路设计技术也在不断革新，以满足日益增长的市场需求。

(1)在集成电路设计领域，高性能计算是关键趋势。随着人工智能、大数据等领域的快速发展，对高性能计算的需求日益增长。为此，集成电路设计者正在开发更高性能的处理器，如多核处理器和异构处理器。这些处理器能够提供更高的计算速度和更低的功耗，以满足高性能计算的需求。例如，英伟达的GPU和AMD的EPYC处理器就是高性能计算领域的代表。

(2)低功耗设计也是集成电路设计的重要方向。随着移动设备的普及，对电池寿命的要求越来越高。集成电路设计者通过采用低功耗设计技术，如动态电压和频率调整（DVFS）、低功耗晶体管等，来降低功耗。此外，设计自动化工具（EDA）的进步也为低功耗设