集成电路技术应用及其发展前景研究

2017-12-13高辰

科技与创新 2017年24期

关键词：集成电路医用半导体

高辰

（沈阳市同泽高中，辽宁沈阳 110000）

集成电路技术应用及其发展前景研究

高辰

（沈阳市同泽高中，辽宁沈阳 110000）

集成电路和软件是信息社会经济发展的基础和核心。集成电路是现代各行业智能工作的基础和根本，也是最能展现知识经济特点的产品之一。当前，世界第一大产业已成为了以集成电路为根本的电子信息产业。对集成电路进行了概述，介绍了集成电路技术的应用，并通过我国集成电路产业与技术与国际之间的对比，对我国集成电路技术的发展前景进行了分析。

集成电路技术；元器件；半导体；系统设计

集成电路技术的不断进步促进了元器件与整机之间能够突破界限，成为了现代科技和产业的基础，从真正意义上创造了硅文化，是信息时代的标志。

1 集成电路

微电子学是一门基于固体物理和电子学的交叉性技术学科，主要研究半导体等材料中微小型电子电路系统以及子系统的学科。集成电路技术是在微电子学技术之上发展的，主要包含了器件物理、半导体材料、系统设计原理、系统技术、芯片加工工艺、功能测试技术、性能测试技术等部分。集成电路是把源元件（晶体管等）与无源元件（电容、电阻等）按照相应的电路“集成”到一起，发挥出电路的特定功能和系统功能。集成电路能有效减小体积，在制造工艺上能实现一次性加工。集成电路技术从诞生到迅猛的发展经历的时间并不是很长，而当前逐步进入新的发展阶段，在这个阶段不仅要面对来自理论基础、材料和技术等各方面的挑战，还要在原有的基础上进行突破，实现新的飞跃，而这一突破很可能需要集成电路技术进行大变革。

2 集成电路技术的应用

集成电路技术的具体应用范围很广，仅从医用领域上来看。随着医用市场的不断发展，对集成电路技术的应用需求也不断增加，已成为推动半导体市场的重要助力之一。世界医疗电子市场在这25年来一直在持续增长，在未来很可能成为半导体市场的核心驱动。全球医保费用每年平均达到5万亿美元，我国医保消耗GDP的10%左右，而且这个数值每年以38%的速率增长。从全球医用半导体的整体行业收入上看，该行业预计在未来5年里年均复合增长率达到10%左右。通过Databeans对医用集成电路市场的数据显示，从2009—2013年，医用集成电路市场年增长率平均达到14%，消费集成电路增长率11%，计算机集成电路增长率9%，通过数据可以看出，医用集成电路应用比消费类和计算机类集成电路增长都要快速。

21世纪医用集成电路，在未来很可能会像1980年的计算机和20世纪90年代的移动通信，其变革将会成为全球半导体市场的主要推力。世界医疗电子市场的扩大，能促进我国医疗电子产业的发展，比如我国“银发产业”的发展，据我国国家老龄委公布的数据，我国老年人用品市场目前需求量在20多万亿元，在2010年时就已达到了10万亿元，但目前全国专门为老年人提供的产品占比却低于30%，提供的产品与市场需求存在很大的差距。随着我国社会经济的不断发展，在各种因素的推动下，促进了“银发产业”的快速发展，医疗电子产业的发展不仅利于经济的增长，还能有效提高老年人的生活质量，保障老年人身心健康，且凭借产业的发展，更在一定程度上解决了老龄化问题。

图1 无线人体区域传感器网络（WBASN）的结构示意图

无线人体区域传感器网络是一种能够满足上述医用集成电路需求的解决方案。该传感器网络能够对人体生命要素以及信息等进行控制和采集，属于小区域传感器网络，应用的对象主要是特定的人群，比如糖尿病、癫痫、心脏病等患者，能够对患者健康状况进行长期监测，并分析其身体健康指标等，人们就能够结合实际需求对身体进行一个或多个数据指标的采集、监测和分析，再根据良好人机交互界面对其进行控制，具体如图1所示。

3 集成电路技术的发展前景

我国集成电路产业发展在市场的推动和政策支持下得到了快速的发展，产业结构不断优化，其规模逐步扩大，在整体实力上得到了明显提高。我国在集成电路的设计和制造上与国际先进水平间的差距在不断缩小，封装测试技术等也达到了国际先进水平，部分关键性材料以及装备也被应用于国内外生产线上，我国也有一些在国际上具备强劲竞争力的企业，而且产业的整体集聚效应越发明显。但我国集成电路产业还存在许多比较突出的问题，比如创新能力和持续能力不足，企业融资困难，产业发展同市场需求不相符，各环节间产业链协同性不足，没有比较完善政策环境作为支撑等。从整体上看，我国集成电路产品很多源于进口，与发达国家相比有着一定的差距。