半導體芯片,即集成電路,它作為微電子技術的核心,是整個信息產業的基礎和支柱。它通過采用特殊技術來將一套復雜的電路集成在一塊很小的芯片上,具有體積小、速度快、能耗低、壽命長、耐震動和可靠性高等優點,被廣泛地應用于國民經濟建設和人們日常的社會生活之中。
半導體芯片主要有兩種:微處理器(“芯片上的計算機”)和可以存儲信息的存儲器芯片。有的芯片還具有微處理和存儲兩種功能。
半導體芯片的設計和制造是一項十分復雜和困難的技術,但仿造這樣一種芯片卻要簡單和容易的多,從而使開發者的利益極易遭到侵犯和損害。對半導體芯片的保護,主要是利用法律手段來保護集成電路設計原理與技術這種“掩膜作品”的知識產權。這一問題在80年代初已引起國際社會的重視,并開始付諸行動。
制造材料
半導體芯片是在半導體片材上進行浸蝕、布線,制成的能實現某種功能的半導體器件。半導體芯片的制造材料包括硅、砷化鎵、鍺等,其中砷化鎵由于有毒性,因此在處理時需特別注意。
為了滿足量產上的需求,半導體的電性必須是可預測并且穩定的,因此包括摻雜物的純度以及半導體晶格結構的品質都必須嚴格要求。常見的品質問題包括晶格的位錯(dislocation)、孿晶面(twins)或是堆垛層錯(stacking fault)都會影響半導體材料的特性。對于一個半導體器件而言,材料晶格的缺陷(晶體缺陷)通常是影響元件性能的主因。
用來成長高純度單晶半導體材料最常見的方法稱為柴可拉斯基法(鋼鐵場常見工法)。這種工藝將一個單晶的晶種(seed)放入溶解的同材質液體中,再以旋轉的方式緩緩向上拉起。在晶種被拉起時,溶質將會沿著固體和液體的接口固化,而旋轉則可讓溶質的溫度均勻。
優點及應用
半導體芯片的發明是二十世紀的一項創舉,它開創了信息時代的先河。半導體芯片具有體積小、速度快、能耗低、壽命長、耐震動和可靠性高等優點,被廣泛地應用于國民經濟建設和人們日常的社會生活之中。人類日常生活中使用的計算機CPU芯片無論是“Intel”還是“AMD”,它們在本質上一樣,都屬于半導體芯片。
半導體芯片競爭戰
80年代初,日美在半導體芯片領域開始了激烈的競爭戰。美國是半導體技術的發源地,并一直處于世界半導體市場的霸主地位,1980年的市場占有率達61%,而日本僅26%。日本半導體企業以產品的高質量和靈活機動的宣傳攻勢,向美國頻頻出擊。1986年美日半導體貿易談判,美方要求日方答應在四年內使美國半導體在日本市場的份額占到20%,否則要嚴厲制裁。而日方反駁,硬性規定指標是“典型的管理貿易”,不符合自由貿易原則。日美80年代半導體競爭戰的結果,日本份額上升到44%,美國則下降到43%,世界十大半導體生產企業,美國由5個減為3個,日本由3個升為4個,且占據了前3名。由于日本的高級半導體芯片的質量超過美國,加之靈活的公共關系策略,因而被大量用于美國軍隊航空武器系統,軍方進口的93個芯片品種,日本品占92個。
法律保護
半導體芯片的設計和制造是一項十分復雜和困難的技術,但仿造這樣一種芯片卻要簡單和容易的多,從而使開發者的利益極易遭到侵犯和損害。對半導體芯片的保護,主要是利用法律手段來保護集成電路設計原理與技術這種“掩膜作品”的知識產權。
1983年,美國政府向國會提出了半導體芯片保護法案。1984年,美國國會通過了《半導體芯片保護法》。同年10月,日本設立研究半導體芯片法律保護問題的小組委員會,其成員包括科技界、企業界與用戶。委員會舉行了7次會議,于1985年1月提出了報告書,認為制定類似美國《半導體芯片保護法》的法律,是十分必要的。據此,通產省即著手起草有關法案。同年3月19日,內閣會議決定將通產省起草的《關于半導體集成電路的電路配制的法案》提交國會審議;5月31日,日本《半導體集成電路配置法》頒行。
參考資料 >