半导体行业研究报告：IDM、Fabless、Foundry（27页）

行业报告下载 2021年11月22日 07:13 管理员

复盘半导体产业发展史，我们可以发现，1947-1987 年间，众多对后续产业发展起到关键作用的半导体结构、工艺和产品陆续涌现，并不断完善着半导体作为微型化、低成本、自动化的计算设备的产业根基。至此，如今司空见惯的半导体产品的基本结构和制造工艺方才基本成形，在此过程中，结构的设计和工艺的加工是半导体产品开发的一体两面，这一特征在半导体产业初期体现地尤为显著。例如，结型晶体管的开发过程中，PN 结的制备离不开掺杂工艺，而晶体管则演化成了后来逻辑、模拟、存储器、分立器件等各类半导体产品；MOSFET 的开发则是基于扩散、氧化、沉积、光刻、腐蚀等工艺，通过金属-氧化物-半导体的组合成功克服了半导体的表面态，实现了绝缘栅场效应晶体管结构；集成电路的开发更是与平面工艺、特别是光刻工艺相辅相成。这种设计与工艺互相依存的特征，决定了早期半导体公司需要将设计和工艺能力整合起来开发新的产品，因此，IDM 模式是当时的主流。对于早期的半导体产品而言，“计算”的功能属性和“自动化”的性能属性推动了其在军事、航空航天和消费场景的应用。早期的半导体产品率先在军事和航空航天的场景落地。1954 年，全晶体管计算机在美国空军获得应用，以解决飞机轰炸和导航等问题；1957 年诞生的仙童公司用半导体硅取代昂贵的半导体锗制成硅晶体管，被美国空军用于 XB－70 战略轰炸机和 “民兵”洲际弹道导弹的导航计算机；

1958 年，TI 的 Kilby 为解决陆军通信兵团遇到的数字泛滥问题，成功研制出世界上首块集成电路；1961 年，德州仪器推出首个平面集成电路系列产品 51 DCTL，以满足 NASA 行星际监测探测器上计算机的低功耗应用需求。真正使半导体产品实现普及的是 20 世纪 50 年代发明的计算机。1953 年，曼彻斯特大学展示了晶体管计算机的原型。1954 年贝尔实验室为美国空军设计并制造了一台名为 TRADIC（Transistor Digital Computer）的全晶体管计算机。1956 年，MIT 研发出全晶体管通用计算机---TX-0。最初的计算机为大型机（Mainframe），主要用于商业和科学领域。1957 年，两名 TX-0 的工程师 Ken Olsen 和 Harlan Anderson 成立计算机公司 DEC，并于 1959 年发布了首款小型机（Minicomputer）PDP-1，此后陆续发布的 PDP-3（1960 年），PDP-4（1962 年），PDP-5（1963 年），PDP-7（1964 年）、PDP-8（1965 年）、PDP- 11（1970 年）开启了小型机的辉煌十年。直至 1972 年，英特尔发布微处理器 8008，单片式微处理器技术的成熟使得计算机行业掀起了一波更加汹涌的微型化浪潮，促进了微型计算机（Microcomputer）的诞生，早期的微机多采用 8008 作为其中央处理器。参考 1964 年提出的摩尔定律，微型化和低成本逐渐成为半导体产业升级的重要特征和驱动力。而 8008 的重要性还在于其设计，英特尔 1974 年发布的微处理器 8080 延续了 8008 的设计，而后来举世闻名的 8086 则继承了 8080 的指令集。基于 8080，MITS 公司在 1974 年推出的 Altair 8800 是全球首台商业成功的微型计算机，此后，各类微型计算机如雨后春笋般涌现。