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标题: 我国电子元器件行业介绍 [打印本页]

作者: admin    时间: 2019-5-14 09:13
标题: 我国电子元器件行业介绍
电子元器件所包含的产品范围非常广阔,比如各种电阻、电容、电感,到各种集成电路(CPU,FPGA, DRAM,Flash闪存芯片等等),再到各种屏幕,各种接插件、连接器,各种光电元器件、感光元器件、摄像头模组,各种电机、麦克风,各种射频元器件(射频功放、滤波器、分频器、开关器件、天线、电缆等等),各种传感器,各种功率器件等等。而生产电子元器件的厂家也是数量非常众多,有大厂如三星、英特尔,员工数十万人,也有小厂只有几个人(这还不算我国大量的山寨企业)。从生产厂的投资额来讲,最大的是拥有最先进工艺的集成电路厂和各种屏幕厂,投资额基本在数百亿人民币到一千多亿人民币,这是建设一个厂的价格!当然,如果不选择最先进的工艺,投资额要小很多,实际上很多集成电路产品并不需要采用最先进的工艺。

集成电路,缩写为IC,是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。集成电路发明者为杰克·基尔比【基于锗(Ge)的集成电路】和罗伯特·诺伊思【基于硅(Si)的集成电路】。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术,主要体现在加工设备、加工工艺、封装测试、批量生产及设计创新等能力上。

而大量的电子元器件品种并不需要像生产集成电路那样的生产设备,也不需要那么大的投资。这些电子元器件说白了就是对金属和一些材料的高精度加工,但要做好并不容易。例如,我们最常见、最低档的、电子产品中用量最大的电阻和电容。普通民用的电阻和电容有两大特点:

1:需求量极大,每个电路板少则用几十颗,多则用几千颗。

2:价格极其低廉,贴片电阻和电容都是用纸带包装卷在圆盘上销售的,可以直接用在SMT机的进料口上,国产货通常5000-10000颗一卷,售价为十几元到几十元,平均每颗的价格还不到人民币一厘钱。

但无论这类元器件有多便宜,只要焊到你的电路板上,只要有一颗坏了,就可能会让你整个电路板报废,无论你的电路板有多值钱。所以,我国的电子产品生产大厂,都会尽量避免使用国内小厂的电阻电容产品,宁愿使用进口的如三星、TDK等名牌厂家的产品,因为实在承担不起损坏的风险。


TDK和三星等名牌厂家的电阻电容,虽然他们的生产厂投资不需要像集成电路厂那么大,我国很多中小企业也一样能投资得起,但在材料配比,生产工艺方面,TDK、三星等品牌拥有长期的积累,能做到生产几百亿颗都保证质量的一致性,次品率极低,这是很多国内厂家目前所达不到的。

再举一个例子,射频滤波器和波导类产品。这类产品除了有几个大厂外,还有大量的欧美日中小企业生产。这类产品是通过电磁波的辐射、传播、反射、感应等原理来工作的,基本上就是金属材料加工而成。在一个电路板上有几条导线排成特殊的形状,有特殊的尺寸,封装到外壳里,焊接到电路板上就能起到滤波器的作用。这类产品的生产设备也简单,也不需要大量投资,我国中小企业也能负担得起。 但是,为什么金属线排成这样就能滤波?为什么形状稍有变化就能导致性能急剧下降?这里面有大量的基础知识和经验积累,即所谓的know-how,欧美名牌企业都是积累了几十年的经验,有他们的核心技术,我国在这方面积累实在太少。欧美日这类企业往往养着一批有多年经验的老工程师,五六十岁的都有,人家一辈子就干这个,生活平静,一心做技术。这样的人靠砸钱是很难挖出来的。 而反观国内的电子产业或者IT产业,在当前的中国社会环境中,能让五六十岁的普通工程师安心做技术,同时享有较高的社会地位么?中国媒体上净是“30岁的总裁身价十几亿,你再不创业就晚了” “存款几千万才能财务自由”……等等文章制造焦虑的舆论导向,有几个工程师能安心到五六十岁还做技术?有几个企业愿意养这样的老工程师?

总之,电子元器件的品类太多了,即使是生产厂投资不大的,我国也缺乏技术积累,几乎没有办法在短时间内迎头赶上。关键是缺乏这方面的人才,很多时候,人才靠钱是挖不到的。

没钱也是万万不行,随着科技的发展,每一代制程工艺的进步,新建工厂所需投资额都大幅度增长。从70年代的几千万美元,到几亿美元、十几亿美元、几十亿美元、上百亿美元,而最近三星、英特尔和台积电投资的7纳米生产厂,投资额均已经超过二百亿美元。这样造成的后果据说小国或者新进入IC行业的国家,已经没有经济实力追求最先进的制程工艺,台湾和韩国都是举政府之力全力支持,并且从几十年前IC工厂所需投资还没那么大的时候就进入行业,经过以厂养厂的良性循环,利用旧工厂的高利润才能撑得起对新厂房的投入。而投入稍微不足,便一步落后步步落后,如今欧洲和日本的IC企业都已经无力再追寻最先进的制程工艺了。全世界最先进的IC制程工艺只掌握在三家公司手中:三星,台积电,英特尔。而目前唯一有可能赶上来的,就是中国。

另外一个后果就是如此高价的厂房,靠自家的产品一般都无法填满产能,带来的后果就是自家产品的成本飙升。为了填满产能,摊平成本,所有掌握最先进工艺的厂家都必须为其它公司代工。这就导致了IC行业分化为三类企业:从设计,到制造、封装测试以及投向消费市场一条龙全包的企业,称为IDM,例如三星和英特尔,都有自己品牌的IC产品,但也为其它企业代工;没有工厂只有设计和市场部门的FABLESS企业;和为其它企业代工生产的FAB公司,台积电就只有代工,没有自己品牌IC产品的。世界上也有一些IC企业,在特定的行业里市场占有率高,而IC工厂的制程工艺并不高,成本也不高,这些企业是不用给别家代工的,自己生产自己设计的IC就够。

没有IC工厂的FABLESS企业有很多,比如华为海思、AMD、NVIDIA、高通、MTK、博通,等等。网上有人说华为海思的芯片是台积电代工的,所以华为海思不牛,这个观点有失偏颇。通讯行业霸主高通就没有自己的IC厂,所有产品都是台积电或者三星代工生产的,你敢说高通不牛?华为不止是手机CPU是自己设计,它的网络产品中用的交换机芯片、路由器芯片、电源管理等等很多芯片都是自己设计找FAB厂代工的。华为是核心电子元器件自主率最高的中国企业,当然,它也有大量的电子元器件需要进口。


由于IC FAB工厂所需投资额巨大,十几年前中国实际上没有多少钱投入,因此,中国的IC制造水平落后是必然的。再加上科研体制的问题,早期有一帮公司靠打磨进口芯片冒充自己的产品,造成了极其恶劣的影响,首当其冲的就是“汉芯”,以至于网上一有新闻说中国某芯片获得突破,立即有人蹦出来说:是打磨掉人家的标打上自己的标的吧? 这种情况直到近些年才有所改观。

同时,IC制造设备种类非常多,价格都非常昂贵,其中最重要的是光刻机。光刻机的生产厂家并不多,在28纳米以上线宽的时代,日本的佳能和尼康都能制造,但是IC制程工艺进步到十几纳米以下时,佳能和尼康就落后了,基本退出了光刻机市场。目前,世界上唯一的光刻机厂家就剩下ASML。ASML是荷兰飞利浦公司的半导体部门拆分出来的独立公司,ASML的主要股东是飞利浦,但三星、台积电和英特尔都占有股份。

另外,中国IC制程落后的最主要原因在于没有足够的人才和技术!!IC的生产工艺异常复杂,是人类目前生产的最复杂的产品。用IC生产设备生产IC,需要经过大量的工艺研发,需要知道用什么材料,制作成什么形状,怎么布局,等等,才能保证良品率。而中国精通这些技术的人才太少太少。国内大学微电子专业离业界先进水平太远,培养出的合格工程师太少。这也解释了,为什么中国的IC制造企业大量高薪挖台湾日本韩国的IC制造人才。

而在FABLESS IC设计企业这个行业,中国进步是比较快的,当然这也和能买到现成的IC设计方案有关(业内叫IP core),其中最有名的就是ARM架构的CPU了。2017年底,中国大陆的FABLESS企业的营业额已经超过了台湾,而且还在高速发展中。

比如手机CPU,目前世界上拥有自主CPU的智能手机厂家只有四个:三星,苹果,华为(麒麟处理器),小米(小米的松果CPU是基于大唐的技术)。而世界上的手机生产企业能外购到的智能手机CPU也只有四家的产品:高通,联发科(MTK),三星(魅族最爱用),紫光展锐。苹果,华为和小米的CPU不外卖。不过,最近华为的麒麟970 CPU开始向联想K9 Plus手机供货了,不知是不是在中国政府的压力下华为才放开的。另外,去年听说,小米的松果CPU也和生产诺基亚品牌手机的HMD公司签订了一个意向书。紫光展锐的智能手机CPU主要用在低端手机上,但是别看低端,2017年紫光展锐的营业额及市场占有率都和台湾联发科MTK相差无几了,在大陆市场的推动下,超过联发科是必然的事。

不要认为国内智能手机CPU企业都靠买ARM的IP core,没什么了不起。要知道,数年以前美国买ARM方案做手机CPU的IC企业可有不少,比如NVidia,Marvell, TI。他们后来都退出了智能手机CPU市场。而中国这几家企业坚持下来了并且发展壮大,很了不起。


而在军用电子元器件行业上,和民用电子元器件市场90%以上靠进口不同,我国军用电子元器件由于一直受到美国禁运,国家投入得早,基本上在1999我国驻南联盟使馆被炸事件之后就开始大规模投入,坚持了将近20年的高强度投入,最近这些年终于开花结果,大部分的军用电子元器件都有突破,到今天自给率已经接近80%。实际上,原总装备部在采购军用设备的时候,有一项要求是国产化率必须达到70%。军用电子元器件和民用产品的要求有所不同。民用产品一定把性能、功耗、成本都放在高优先级考虑,而军用电子元器件则是把可靠性、环境适应性、抗各种辐射干扰等放在最高优先级考虑。所以军用IC和民用IC的生产有很大不同:

(1)军用IC通常用不着最先进的制程工艺,有些功率器件还特别需要更大的线宽来承载大电流。要知道美国军用电子元器件的两大楚翘,TI和ADI,都没有英特尔、台积电和三星那种顶级制程工艺的工厂。砷化镓、氮化镓微波功率器件,MEMS微波器件,使用的制程工艺线宽更大,通常是几十微米级。

(2)军用IC使用的材料、制造工艺和封装工艺都和民品不太相同,都是为了达到严酷的工作环境和可靠性要求。


总体来说,我国电子元器件行业近年来进步很大,尤其在军用电子元器件上,但是行业整体仍然面临很多挑战,不缺钱,主要缺技术积累,缺人才,仍然需要很长时间才能赶上世界先进水平。


作者: admin    时间: 2019-5-14 09:30
在民用市场上,中国的元器件需求90%依靠进口,同时鱼龙混杂,主要区分为:
一 、原装货:也就是原厂生产出来的,分进口原装和国产原装。
二、散新货:主要用在IC芯片方面,意思主要有:
(1)、不是原厂生产出来的,可能是其他厂家生产的,但是打着原厂牌子,也就是假货,供应商称之为散新、或原装货来蒙人!
(2)、原厂生产的,但是是一些不合格的料。原厂就会降价,通过其他渠道处理掉。销售商进过来之后,称之为散新!
(3)、原厂生产的,使用过了,经过打磨,镀锡,把脚擦凉一系列处理之后,外观看起来不错,拿出来出售,也叫做散新,但实际上是翻新的!

三 、翻新货:指产品从原厂生产出来以后,经过使用,有了一定的磨损,性能各方面跟原厂刚生产出来的时候有差距,经过特殊的加工,使它的外表或者性能恢复到接近原厂刚生产出来的状态,叫做翻新!

四、旧货拆机件:原厂生产出来的,已经使用过的,从电路板上拆下来的。没有经过洗角处理的。一般购买芯片如果有上个三五十片的量,最好找代理公司或其分销商而不要去一般"统货"柜台拿货,一般什么都做的(所谓统货)柜台上的现货基本上是翻新货或旧货,而且他们看人报价,行家或熟人他们大多不敢太过分,但普通人他们还是能蒙就蒙、能骗则骗了,这确实已是比较普遍的现象。就算在这样的柜台上拿货一定要讲清楚,有坏得给换,且记得"货比三家"。另外,成交价格应比正货价低很多才行,否则还是找正规代理。要知道不少加工好的旧芯片进货价只是新片市场价的10%-20%左右!

区别原装正货和翻新货的主要方法是:

1、看芯片表面是否有打磨过的痕迹。凡打磨过的芯片表面会有细纹甚至以前印字的微痕,有的为掩盖还在芯片表面涂有一层薄涂料,看起来有点发亮,无塑胶的质感。

2、看印字。现在的芯片绝大多数采用激光打标或用专用芯片印刷机印字,字迹清晰,既不显眼,又不模糊且很难擦除。翻新的芯片要么字迹边沿受清洗剂腐蚀而有"锯齿"感,要么印字模糊、深浅不一、位置不正、容易擦除或过于显眼。


丝印工艺现在的IC大厂早已淘汰,但很多芯片翻新因成本原因仍用丝印工艺,这也是判断依据之一,丝印的字会略微高于芯片表面,用手摸可以感觉到细微的不平或有发涩的感觉。不过需留意的是,因近来小型激光打标机的售价大幅降低,翻新IC越来越多的采用激光打标,某些新片也会用此方法改变字标或干脆重打以"提高"芯片的档次,这需要格外留意,且区分方法比较困难,需练就"火眼金睛"。主要的方法是看整体的协调性,字迹与背景、引脚的新旧程度不符如字标过新、过清有问题的可能性也较大,但不少小厂特别是国内的某些小IC公司的芯片却生来如此,这为鉴定增添了不少麻烦,但对主流大厂芯片的判断此法还是很有意义的。

另外,近来用激光打标机修改芯片标记的现象越来越多,特别是在内存及一些高端芯片方面,一旦发现激光印字的位置存在个别字母不齐、笔画粗细不均的,可以认定是Remark的。

3、看引脚。凡光亮如"新"的镀锡引脚必为翻新货,正货IC的引脚绝大多数应是所谓"银粉脚",色泽较暗但成色均匀,表面不应有氧化痕迹或"助焊剂",另外DIP等插件的引脚不应有擦花的痕迹,即使有(再次包装才会有)擦痕也应是整齐、同方向的且金属暴露处光洁无氧化。

4、看器件生产日期和封装厂标号。正货的标号包括芯片底面的标号应一致且生产时间与器件品相相符,而未Remark的翻新片标号混乱,生产时间不一。Remark的芯片虽然正面标号等一致,但有时数值不合常理(如标什么"吉利数")或生产日期与器件品相不符,器件底面的标号若很混乱也说明器件是Remark的。

5、测器件厚度和看器件边沿。不少原激光印字的打磨翻新片(功率器件居多)因要去除原标记,必须打磨较深,如此器件的整体厚度会明显小于正常尺寸,但不对比或用卡尺测量,一般经验不足的人还是很难分辨的,但有一变通识破法,即看器件正面边沿。因塑封器件注塑成型后须"脱模",故器件边沿角呈圆形(R角),但尺寸不大,打磨加工时很容易将此圆角磨成直角,故器件正面边沿一旦是直角的,可以判断为打磨货。

除此之外,再有一法就是看商家是否有大量的原外包装物,包括标识内外一致的纸盒、防静电塑胶袋等,实际辨别中应多法齐用,有一处存在问题则可认定器件的货质。








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