韩国集成电路技术发展史

产业这段时期,三星主要通过向不景气的美国小型半导体公司购买芯片设计与加工技术引进技术。三星的技术导入和吸收覆盖了从最简单的技术到不断增加的尖端技术,从装配过程、工艺开发到芯片制造和检验,范围十分广泛。如:它从美国爱达荷州的微米技术公司(Micro Technology)进口了3000个64K DRAM芯片,在韩国进行装配,并购买到64K DRAM芯片设计的技术许可,还以210万美元从加利福尼亚的Zytrex公司买到高速处理设备的技术许可。

1981年,韩国科学技术研究院(KIST)研制出4英寸晶圆制造亚微米互补金属氧化物半导体技术;韩国产业经济技术研究院(KIET)设计并生产了8位微处理机和2KB SRAM。同年,政府为推动集成电路产业的发展,制定了“半导体工业育成计划”,加强了对集成电路产业技术的开发。政府还颁布了半导体产业的基础性长期规划(1982-1986)。而韩国工商部下属的电器电子工业局的局长所领导的工作小组提出“1981年计划”,该计划具体明确了需要大力发展的四个领域:超大规模集成电路、计算机、通信设备和电子部件;在半导体领域,该计划偏向晶圆制造而不是测试和封装,并确立了将大规模生产内存芯片用以出口而不是满足国内需求作为最可行的战略。(技术撬动战略)由于得到政府的直接刺激和承诺,三星、现代和金星都宣布大举参与超大规模集成技术水平的大规模芯片生产,尤其是类似DRAM的金属氧化物半导体内存芯片生产。

2、 DRAM时代

在韩国,DRAM技术的发展与突破与三星集团密切相关。可以说,正是三星带领韩国坐上了DRAM技术高速发展的直通车。而且三星在DRAM领域一直引领着韩国乃至世界的发展趋势。

1982年,三星建立了半导体研究与开发实验室,主要集中于双极和金属氧化物半导体(MOS)的研制。[8] 1982年初,受第二次石油危机的影响,世界经济收到强烈震荡。李秉哲出访美国和日本后,了解到非常重要的一点:由于日本国内尖端技术发达,虽然不生产石油,却没有遭到危机重创。此时,李秉哲下了决心:三星也一定要开发自己的尖端技术,而这个核心就是半导体技术的开发。(三星

第一主义)在众多的产品中,三星选择了DRAM,因为DRAM是标准化产品,技术

要求相对较低,有可能大规模生产,事实证明这个选择相当正确。(韩国半导体产

业发展的经验与启示)

1983年,三星建立第一个芯片工厂并开发出64K DRAM(其设计技术从美国美光科技公司获得,加工工艺从日本夏普公司获得),为韩国的DRAM生产迈出了第一步,在国内引起了巨大的反响。同年,三星取得了夏普“互补金属氧化物半导体工艺”的许可协议[3]。

1984年,“三星”生产出6英寸晶圆并开发出了256K DRAM,挤进全球芯片领域一线阵容。(此时,美国的英特尔、日本的日立和NEC这些技术领先企业正在试生产6英寸的晶圆)

1985年,三星输出首批超大规模集成电路产品——64K DRAM;研发出256K DRAM;而且取得了英特尔“微处理器技术”的许可协议。

1986年,三星开始大规模生产256K DRAM;同时开发出1M DRAM。在这一年,三星经济研究院(SERI)成立,标志着三星开始走上自主研发的道路。同年,金星半导体公司在256K SRAM微晶片的制造技术上有了重大突破。

1987年,电子通信研究所联盟(ETRI)生产出4M DRAM原型。这中4M DRAM原型的技术扩散到半导体研究开发联盟中,三星等大企业也从中得到相当多的技术经验,这直接促使三星在1988年研制出4M DRAM。

1988年,三星在三大半导体商(三星、乐喜金星、现代)中首先研制出4M DRAM。 1990年,三星电子开发出世界第三个16M DRAM。

3、 集成电路产品的多元化发展时代

进入90年代,韩国DRAM技术的国产化步伐加快,水平也有很大的提高,16M RAM、64M DRAM相继在1990年、1992年开发成功,256M和1G DRAM接踵于1994年、1995年问世,韩国终于在MEMORY中的单一品种上超过日本,摘下世界第一的桂冠。但是,韩国集成电路产业的发展重点,多年来一直放在MEMORY领域,且又极端偏重于DRAM单一品种,造成ASIC等非MEMORY领域的发展十分迟缓。现在非MEMORY领域的设计、生产技术只及先进国家水平的20%,产值只占韩国集成电路生产总值的10%。诚然,这一现象与企业为尽早进入先进行列,将力量集中放在DRAM这一突破口上不无关系;另一方面,当时韩国能够带动非MEMORY发展的电子产业尚欠发达也是原因之一。(韩国集成电路产业的发展及其趋势)韩国政府在“电子-21”计划中,将逻辑电路等非存储器集成电路和大直径硅晶片列为攻关项目。通商产业部与企业各投资20亿韩元,成立集成电路设地中心,与韩国科学技术院、

汉城大学、延世大学协作,培养ASIC设计人才。信息通信部所属的电子通信研究所,将研究重点从存储器转向ASIC等非存储器集成电路领域的技术开发,加强了研究力量和经费的投入。韩国企业为改变产业结构、产品结构和消除半导体设备及原材料对外国的依赖性,通过开展战略协作,利用其拥有的存储器方面的最先进技术与外国企业交换非存储器技术;同时利用其在发展中积累的资本,并购一些拥有其所需技术的外国企业,从中获取技术诀窍。尽管政府和企业已经认识到集成电路产业结构的不合理,并积极推动非MEMORY的发展,但技术和人才的积累并非一日之功,在今后相当长的一段时间内,存储器集成电路仍将在韩国集成电路产业中发挥支柱作用。

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三星

1992年,三星电子采用统一的经营结构,开发出世界第一个64M DRAM,这标志着三星在DRAM领域完成了技术的赶超过程。为了确保在DRAM领域的技术优势,三星利用自1989年4月开始的第二届国家研究开发小组,并结合自身积累的技术开发能力,率先于1992年11月开发成功64M DRAM。这一年,三星还开发出10.4英寸TFT6-LCD7面板。TFT-LCD技术是大规模半导体集成电路技术和光源技术的完美结合,说明三星已经开始着力开发非存储器集成电路。

1993年,三星电子公司完全收购Harris Microwave,取得砷化嫁IC和光半导体技术。(韩国半导体产业发展之路)

1994年,三星电子在世界上第一个开发出256 M DRAM芯片。

1995年,三星电子开发出22英寸大型TFT-LCD并从德国西门子公司得到用于Smart Card的IC技术。

1996年,三星电子开发出1G DRAM并实现64M DRAM批量生产。同年,三星电子开发出世界最快的CPU (中央处理器)——Alpha芯片。

1997年,为了持续地保持并强化竞争优势,韩国政府通过实施“新一代半导体基础技术开发项目”,成功地开发出了256M DRAM的基础技术和1G DRAM的先进基础技术。(韩国半导体产业的技术跨越研究)1997年,TFT-LCD成为市场新宠,韩国三星电子处于市场第三的位置。这一年,现代电子在世界上首次开发1G的SDRAM。

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TFT(Thin Film Transistor)即薄膜场效应晶体管。TFT技术是二十世纪九十年代发展起来的,采用新材料和新工艺的大规模半导体全集成电路制造技术,是液晶(LC)、无机和有机薄膜电致发光(EL和OEL)平板显示器的基础。 7

LCD是 Liquid Crystal Display 的简称,即液晶显示器。

1998年,三星电子开发出世界最小的半导体封装并成为世界第一个拥有4 GB半导体处理生产技术的厂商,它还开发出世界第一个128MB SDRAM8以及128MB Flash内存9。

1999年,三星电子开发出世界第一个1G Flash内存原型并成为世界第一个实现1G DDR10 DRAM芯片商业化的公司;同年三星电子开发出世界第一个1GHz CPU和世界第一个24-英寸宽屏TFT-LCD并出厂了第一批大规模生产的256M SDRAM芯片;三星电子还开发出第一款可以具备DDR制造选项的128M SDRAM。

2000年,三星电子256M 闪存正式批量投产并开发出第一个288M RAMBUS

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DRAM和GDDR12芯片[13]。同年,三星尖端技术研究所开发出垂直磁记录技术,这

是世界上记录密度最高(60GB/英寸)的技术。

2001年,三星电子1G 闪存商业化。三星电子开发出16M DDR SRAM和世界最大的40英寸TFT-LCD显示器。同年,三星电子开始大量生产128M/256M DDR333和256 M RAMBUS DRAM。三星电子还生产世界第一个40英寸TFT-LCD 显示器并开始大量生产512MB 闪存。三星电子于本年度取得4G DRAM 技术。

2002年,三星电子成功完成了7种非存储器的片上系统芯片(SOC)和LCD驱动芯片、SMART CARD、CIS(摄像用图像认识设备)、RF(无线通信用芯片)等四种LSI品种的国产化,并将正式投入批量生产。三星认为今后存储器产品不但容量高、读取速度快、耗能低而且成本较低。因此在新型存储器如MRAM、FRAM、Single Electron Memory等产品领域内,各厂家将展开激烈的竞争。(韩国半导体产业的

发展状况)

2006年,三星开发出了世界第一款真正的双面液晶显示器和世界第一个 50nm 1G DRAM。同年开发出了1.72英寸超反射LCD屏2007年开发出了世界第一款 30nm 64Gb NAND Flash13内存。这一年,三星电子在全球LCD显示器市场销售了六百五十八万三千台,市占率以56%成为世界第一。

2007年,三星开发出了世界第一款 30nm 64Gb NAND Flash? 内存。

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SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory),即同步动态随机存储器,同步是指 Memory工作需要同步时钟,内部

的命令的发送与数据的传输都以它为基准。

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Flash内存即Flash Memory,全名叫Flash EEPROM Memory,又名闪存,是一种长寿命的非易失性(在断电情况下仍能保持所存

储的数据信息)的存储器;闪存是电子可擦除只读存储器(EEPROM)的变种。 1011 DDR:Double Data Rate,即双倍数据速率。 RAMBUS内存就是一种高性能、芯片对芯片接口技术的新一代存储产品,它使得新一代的处理器可以发挥出最佳的功能。 12GDDR是Graphics Double Data Rate的缩写,为显存的一种,GDDR是为了设计高端显卡而特别设计的高性能DDR存储器规格。 13 NAND-flash内存是flash内存的一种,其内部采用非线性宏单元模式,为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。Nand-flash存储器具有容量较大,改写速度快等优点,适用于大量数据的存储,因而在业界得到了越来越广泛的应用。

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