OECD-半导体行业A半导体数据收集分类：芯片、节点和晶片

OECDBETTERPOLICESFRBETTERLIVES该论文于2024年7月26日通过数字政策委员会（DPC）和产业、创新与企业家精神委员会（CIIE）的书面程序批准并解密，本文档也可在O.N.E.会员和合作伙伴参考代码：DSTI/DPC/CIIE(2024)1/FINAL使用本作品，无论是数字形式还是印刷版，均需遵守以下条款和条件，请参见：/termsandcondit半导体价值链易受可能对现代经济构成重大风险的中断影响。政策制定者需要更准确的数据来识别瓶颈、监控特定半导体类型的需求与供应之间的平衡，并管理这些中断。本文提出了一种通用的半导体类型分类法，以促进标准化数据收集和共享。该分类法将半导体产品分为“逻辑”、“内存”、“模拟”和“其他”四大类，并根据其普遍性和特定功能进行子类别划分。半导体生产设施根据所使用的技术、能够生产的不同类型的半导体能力、已安装的生产能力以及与之相关的其他工厂（和本文由ChiraagShah、Charles-ÉdouardVandePut和FilipeSilva撰写，AudreyPlonk、GuyLalanne和VerenaWeber指导。作者衷心感谢SemiconductorInformalExchangeNetwork参与者的反馈，以及AngelaAttrey、GalliaDaor、AndySellars对大纲及本文件早期版本的建议。作者还感谢Ana世界半导体贸易统计(WSTS)建立证据基础：半导体生产的分类法数据半导体的分类法类型30表1.WSTS的分类和产品定义摘要半导体驱动现代经济体系，是众多高级工业产品的核心组成部分。它们广泛应用于智能手机、计算机、汽车、家用电器、医疗设备、LED灯或激光器等众多领域。半导体涵盖了从支持先进计算的复杂逻辑半导体到用于数据存储的记忆半导体，再到用于温度测量的基本传感器等多样化的复杂组件。半导体制造过程极其复杂，例如需要先进的光刻机在纳米级尺度上进行精尽管其至关重要的地位，半导体价值链易受干扰。半导体价值链高度细分，不同地理位置包含了生产阶段，但每个阶段通常增强半导体价值链的韧性需要基于实证的政策制定。更好的数据对于决策者识别瓶颈、监控特定半导体类型需求与供应之间在2023年6月召开的经合组织半导体非正式交流网络（以下简称网络）会议上，高级政府官员聚集一堂，旨在促进半导体供应链的透明度和信息交换。基于其交流活动，并考虑到不同经济体中使用的不同半导体分类，本文提出了一种通用的半导体分类体系由网络发展制定，将半导体产品分为“逻辑”，“存储”，“模拟”和“其他”四大类，以及基于其普遍性、特定功能和最终用途的子类别。根据所用技术及生产不同类型的半导体（产能）的能力，以及已安装的生产能力，半导体生产设本分类将作为半导体生产数据库的基础。因此，该分类可能需要在未来根据半导体技术的发展进行修订。分类的未来扩展可,以实现数据收集与共享的一致性。一致的数据收集方法支持网络的目标，即提高对半导体的理解，并帮助成员国迈向更坚半导体价值链的复杂性和分布性质是提高透明度和理解的关键挑战之一。开发一种分类体系以对半导体数据进行分类，使得数据集成，并涵盖生产过程的所有阶段，既至关重要又是一项艰巨且资源密集的任务。因此，网络在处理半导体数据的工作中采取了双管齐下的策略：i)针对半导体制造/前端制造阶段开展分析；ii)描绘半导体生态系统，包括半导体价值链条中的关本文提供了前端制造领域的分类体系，为从这一阶段对设施、流程和产品进行分析奠定了基础。近期2020-2022年的半导体短缺及其相关分析表明，这一阶段可能是价值链中的关键瓶颈（Haramboure等人，2023年）。[1]尽管如此，价值链中的其描述了芯片和晶圆分类以及半导体生产数据库的范围与目标（第1节）后，本文提供了对半导体生产过程的概述（第2节），包括关键输入、技术、芯片类型以及最终用途市场，以帮助指导分类。第3节概述了对分类半导体生产设备和产品的不同方法。第4节展示了网络提议的用于分类半导体产品类型（芯片）和工厂（晶圆厂）的分类体系，以及支持第1节中描述的网络目标的半导体生产数据库的组成部分。有关半导体行业相关统计分类的信息见附试。半导体企业拥有不同的业务模式。整合型设备制造商（IDMs）将全部三个核心生产阶段整合在一起，而其他企业则专门从事单个阶段，作为外包和专业化战略的一部分。例如，“合约晶圆厂”（也被称作“纯晶圆厂”）专注于由其他企业设计的芯片（前端）的制造。无晶圆厂（fabless）公司仅专注于芯片设计。同样，外包半导体组装与测试（OSAT）企业仅专注于生核心半导体价值链依赖于关键的上游输入，包括：专门的软件（电子设计自动化，EDA）、用于设计处理器架构所必需的知识产权、原材料（例如硅、稀有稀土金属、铂族金属、镓、锗）、化学品和气体，以及资本设备（沉积和光刻工具、测量和新兴技术天文台的半导体供应链浏览器（ETO，2022[3]）提供了芯片制造过程每个阶段所涉前端制造/半导体制造过程中的步骤芯片制造过程中的关键步骤包括以下几个方先进封装技术（如异质集成和硅堆叠）的引入使得同一代封装内能够包含多个集成电路（IC从而超越传统几何扩展方式提升芯片性能。单个芯片封装中提高集成度的趋势（作为电路板上多芯片替代方案）也受到产品成本工程的影响（Bailey,2024）。[5]).先进封装市场主要由扇出式芯片级封装主导，占据约60%的市场份额（Burkacky,KimandYeom,2023）[6]但是，新兴包括2.5D或3D堆叠、集成扇出（InFO）和系统级芯片技术，这些技术允许将芯片或晶圆垂直堆叠，并通过中间层连接堆叠的芯片（Burkacky,Kim和Yeom,2023）。[6]基于所使用的中继器类型，2.5-D和3-D堆叠有几种类别，不同的制造商使用不同的中继器技术（Patel,2022）。[7]；Burkacky，Kim和Yeom，2023年[6]台积电凭借其芯片在晶圆上的封装技术(先进封装与前端制造相关，因为必须制作中间层（interposer这可以通过晶圆厂（foundries）内部完成（Patel,Xie和近期的技术发展还包括“三维整合”，其内容是在前端阶段（例如铜对铜粘合）直接将芯片进行连接。三维整合还要求对被半导体是广泛行业生产的关键投入。例如，在电信设备或机动车中，所嵌通常，半导体需求分析主要集中在六个主要的应用市场：计算/数据处理、消费品、通信、汽车、工业品和政府/军事。其中,计算机和其他消费电子类产品占据了大部分半导体需求。电气设备和汽车部门紧随其后，成为关键的芯片使用领域，其次是其他运输设备、工业机械以及电信行业。医疗设备的生产也是重要的应用领域（经合组织，2019年）。[9]).通过专注于提升前端制造环节的透明度和信息共享，本文所提出的分类体系提供了构建分析数据库的基础，以应对以下关键这些数据还可以帮助识别那些安装产能增长速度超过需求的细分市场，从而产生过剩产能和不必要的冗余，基于可用的需求基于前端制造产能信息以及半导体需求的发展与预测，分析有助于监控行业周期并预见短缺与过剩情况。此外，分类体系将），ualityorefficiency.2.**Economfleveragingalternativeoptionseffecti.芯片可替代性指的是一个最终产品的特定芯片是否可以被另一个替换以执行相同的功能，同时损失最小的性能。.Fab可替代性指的是一个芯片的生产是否可以转移到另一个工厂，如果可以，使用相同的制造设备和设施（或进行芯片之间的可替代性——即特定芯片是否可以在最终产品中通过不同芯片执行相同功能——取决于它们在下游产业和产品中的应用。将一个芯片替换为另一个并非易事，通常需要重新设计系统——无论是印制电路板（PCB）还是重写软件。此外，供应商的信任度和安全问题对于考虑替换特定芯片的下游行业用户来说也是关键因素，这可能限制了替换特定芯片的能力(Sperling,2022）。[10替代性可能对于更简单的芯片、成熟类型的芯片以及软件发展速度较慢的应用场景来说不太具挑战性。未来的工作可以考虑特定类型简单和成熟的芯片中是否存在易于获此外，还需要考虑到特定应用和行业对关键半导体的高度依赖性。此外，芯片性能（以及最终产品的性能）需要考虑效率、容量和能力，例如建立在成熟的性能测试和基准之上。然而，基于化学耐受性和操作温度范围等指标的详细分析将被认为是Fab可替代性考虑到晶片替代性的理解能够提供在价值链中断情况下替代晶片来源的洞察，管理中断的关键在于不同晶圆厂之间的替代性,包括潜在替代晶圆厂的位置信息。分析工厂替代性所需的部分内容涉及技术能力，但经济因素同样扮演着重要角色。经济因素包括但不限于所需的资本投入、.Trust网络背景下所创建的分类体系、数据共享活动以及形成的数据库应基于半导体行业政府与利益相关者之间的合作与信任，以确保数据及其相关分析符合共同目标。特别重要的是尊重分享详细行业数据所关联的限制，以此建立.可用性分类体系应反映可用数据。不存在的数据领域不予包含。数据获取极其有限的领域应明确标识，如同任何数据库一样，可能存在大量缺失值。数据分析仅限于可获取数据的范围。任何数据收集努力应补充并依赖于政府、行.可比性不同经济体和司法管辖区所使用的分类之间进行比较应尽可能简单和容易。分类体系还应在时间上保持一致,从而允许基于历史数据进行分析。.可追踪性半导体制造过程极其复杂。分类体系应力求尽可能简化，以获得可处理的分类体系，同时认识到这可能导.适应性。分类体系应能够适应半导体生产过程和产品的发展，紧跟创新的步伐，减少分类体系修订的需求，同时不损害时间上的可比性原则（通过时间）。7.粒度在可用数据允许的最高细分水平下进行分析。更详细的数据提供了额外的信息，并允许进行更详细的分析，值得注意的是，更高的细分可能会增加复杂性。网络在2023年9月19-20日的第二次会议上提出的见解强调了确保决策者能够从数据中获取有意义洞见的重要性。这表明，可用性and易燃性应优先于粒度。粒度不应阻碍构建的努力信任确保长期吸引利益相关者。税则的详细程度可以在后续版本中增加，如有必要，并且在获取相应数据和充足资源这些原则可能在未来进行审查，以确保它们在实践中保持适用性并更适合网络的目标——例如，随着结果半导体生产数据库的发展，粒度可能变得更加重要。不同原则的相对重要性也可能根据不同芯片的关键性变化——例如，在分析更关键/易受攻阐述前端制造阶段的关键步骤、流程和技术对于构建一个有用的分类体系至关重要，该体系能够提供生产能力和产能的透明半导体生产过程的关键在于技术。光刻工艺中所使用的机器和设备决定了制造商的制造能力，特别是可达到的最小节点尺寸（经合组织，2019年）。[9]此外，材料科学的进步和半导体材料，在电路元件（如晶体管）技术以及芯片封装领域的发展日益决定了芯片性能（Singh,Sargent和Sutter,2023）。[11];OECD,2019[9]).半导体材料半导体材料指的是具有半导体特性的材料，它们作为微电子设备的基础构建物，一些芯片结合了不同的薄片半导体材料。半导体材料通常被分为三大类——请参见第0节和Sellars（2023）。[12]):硅、化合物及新兴材料。通常，半导体材料的多层会在一个基板上通过沉积（例如，对于更复杂的材料，聚焦于晶体取向的外延生长）来制备，这些基板随后用于制作印刷所需每种半导体材料都适用于特定的应用。通常，硅基半导体运行软件，而复合半导体（由周期表中的其他元素组成）则为传感器和电源管理提供专业功能。正在开发的新“新兴”材料旨在提供额外的功能，如用户显示。一个典型的电子产品可能包含硅（70%-80%）、复合（10%-20%）和新兴（10%）半导体（Sellars,2023）。[12]).制造半导体晶圆最常用的材料是硅（Si这种材料极为丰富，因此具有可扩展性。全球约80%的半导体产品采用硅（U.K.CompoundSemiconductorApplicationsCatapult,2023）。[13]).剩余的20%应用复合半导体，它们结合了两种或多种元素，例如镓砷（GaAs）、氮化镓（GaN）、铟磷（InP）和碳化硅(SiC）。复合半导体的制造过程比硅更为复杂，但某些应用中其性能优于硅（英国复合半导体应用催化中心，.Power例如，SiC具有比传统功率芯片更高的击穿电压，这对于延长电动汽车的续航里程是必要的；.速度。例如，GaN可以更高效地传导电子，这对于提高5G移动通信的速度和降低延迟至关重要；Equipment光刻设备是决定半导体技术进步的关键机器。如今，先进的芯片（<10nm）采用极紫外（EUV）光刻技术，此类设备仅由荷兰的ASML公司制造。其他类型的光刻技术包括用于晶圆制造的深紫外光刻技术（DUV）。电子束、激光和离子束光刻技术则用于光掩模（层）的生产。尽管这些技术仍适用于先进芯片的生产，但没有EUV，它们目前无法或不适合大规模生产具有最小节点尺寸的芯片（Khan,MannandP在前端制造领域，其他类型的机械和系统被用于氧化、物理和化学气相沉积、离子注入、蚀刻和清洗、扩散、工艺控制、晶片处理、平面化（即平滑晶片表面）以及度量。特别是，化学气相沉积是芯片制造过程的关键阶段，需要复杂的可区分工具,例如外延反应器和原子层沉积（一种高度控制的沉积技术，一次沉积一层原子）工具（ETO,2022）。[3]光学工具和高级蚀先进芯片中采用高级封装技术的需求迫使前端晶圆厂提供这一过程所需的服务。例如，台积电（TSMC）可能会为高级封装中的中间层制造镀层芯片，因此需要在其晶圆厂内整合必要的后端设备（Shilov,2023）。[15]).晶体管类型及其不同的用途和应用场景，以及晶体管架构和材料的发展演变，是推动摩尔定律并进而推进芯片技术持续进步晶体管尺寸决定了速度（通常为MHz或GHz）、电压和电流，以及芯片上的晶体管数量（Sellars,2023）[12]晶体管性能通过在开启时能够流过的最大电流量、关闭时的漏电电流量以及其开闭速度来评估（Hofman,2022）[16]通过缩小晶体管尺寸，制造商能够增加芯片上的晶体管密度，从而在较小的设备面积和成本下实现性能提升和功耗降低——通常被称为PPAC（功率、性能、面积、成本）缩放（Draeger,2020）。[17]).（霍夫曼，2022年[16]；卡登斯，202场效应晶体管(FET)通过在两个节点（源和漏）之间携带正或负电流（即单极性同时使用第三个节点进行控制（门控）,来操作它们。这些可以具有不同的配置，构造方式不同，具有不同的可扩展性，包括结-门场效应晶体管（JFETs）、金属-半导体（MESFET）、平面氧化物-半导体（平面MOSFETs）、垂直鳍式（FinFETs）以及全门环绕（GAAFETs请参见图JFETs是FET中最简单的形式，被用作电子控制的开关、电压控制的电阻器以及放大器。它们由源极、漏极组成，门极与一个MESFETs与JFETs的操作方式相同，但具有不同的通道。门极直接接触半导体基板，而无需像JFETs那样使用高度掺杂的半导体层。在大规模制造包含大量MESFET的电路方面仍然存在困难。然而，MESFET仍然是微波频段中功率放大器和开关电路的平面MOSFET具有二维结构和一个控制源漏通道的单个栅极。它们在20世纪50年代和60年代首次成为适合大规模生产和小型互补金属氧化物半导体（CMOS最早于20世纪60年代发明，结合了不同极性的多个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETs执行形成任何逻辑芯片基础的基本二进制操作。CMOS现已成为数字集成电路的首选工艺技术，并兼容不同的晶体管架构（平面或非平面）。随着新材料（如低K/高K介电体）的发展和采用，以及改进的工艺技术创新（如全耗尽型或部分耗尽型绝缘体上硅（FD-SOI或PDSOI使得CMOS器件的持续缩放成为可能，这些创新提高了晶体管性能并改善了电子在传统平面技术中的流动（IEEE,2022）。[20]；刘和吴，2003年[21])。然而，规模最终将接近基本限制，将需要新的“超越CMOS对于计算的新时代(IEEE，2022[20]).在不确定的环境中实现稳定的市场份额增长。FinFETs是晶体管设计领域的下一个重大突破，当人们发现将通道提升到硅平面之上，并用三维门围绕通道，就能更有效地控制电流流动（如上图3所示）。FinFET是一种三维结构，具有垂直鳍片形成漏极和源极，以及围绕通道三面的门。与平面MOSFET相比，这种设计的优势在于随着栅长的缩短（即节点尺寸减小电流泄漏减少；操作晶体管所需的栅电压更低；以及开关时间更快。FinFET的垂直几何结构使得多门设备（一个晶体管上有多个可以由单个栅电极或独立栅电极控制的门）的制造更加容易，并且能够将更多的晶体管集成到单个芯片上，从而维持摩尔定律（Cadence,2021）。[19]).。GAAFETs被视为FETs的下一个演变。它们采用堆叠纳米片的方式，使得栅极围绕通道四面，进一步减少了泄漏并提高了驱动双极晶体管由两个相互连接的正负（P-N）结点组成（形成NPN或PNP配置具有三个连接（发射极、基极和集电极并且能够携带正负电信号。虽然双极结型晶体管（BJT）的制造成本较低，能提供更大的电流输出，使其在放大电路中广受欢场效应晶体管（FET）和双极型晶体管（BJT）可以结合使用——例如，BiCMOS是一种将双极型的高速模拟能力和CMOS的低功耗、高集成密度相结合的过程技术。将不同类型的晶体管整合到一个集成电路中，可以充分利用每种晶体管类型的优势,但可能更为复杂且成本更高。绝缘栅双极型晶体管（Insulated-gatebipolartransistor，IGBT）与BiCMOS的不同之处在于，它是一种单一的晶体管，集成了MOS和双极型物理特性，广泛应用于功率电子系统中（Baliga,2023）。[22]).晶体管类型和工艺技术持续快速演变，旨在追求更高的性能和更低的成本，以跟上“摩尔定律”的步伐。当前部署的技术中不乏此类例子，如背面供电交付11或可能需要数年时间才能商业一般来说，被认为有四种主要类型的半导体：逻辑、存储、模拟和其它（Haramboure等人，2023年）[1]；Kleinhans和Baisakova，2020年[2]；辛格、萨金特和萨特，2023年[11逻辑逻辑芯片处理二进制信息，并包含微处理器（例如中央处理单元、CPU和图形处理单元、GPU微控制器（MCU）以及连在逻辑芯片领域，可编程逻辑器件（PLDs）是用户可以配置的集成电路，以执行不同的功能。PLDs在可编程连接的位置上存在差异，并且可以根据其架构的复杂性进行区分。其中一类是现场可编程逻辑器件（FPLD它们是用于辅助执行数字系统的集成电路，适合更简单的应用（AdvancedMicroDevices,2021）。[23]复杂的但更具灵活性的群体是可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，简称FPGA）。这种基于可配置逻辑块矩阵（例如微控制器、数字信号处理器、DSP等)的通用芯片，通过可编程互连进行连接。这些互连可以在制造后重新编程或重新配置，以满足特定的应用或功能需求(最先进的逻辑芯片代工使用尖端的工艺和技术进行生.英国复合半导体应用推动器（参见下文第3节）的分类法引用了逻辑芯片从微控制器（MCU）到数字信号处理(DSP）芯片的演变——一种专门优化以处理如语音或视频这类数字信号的MCU版本——再到GPU（设计用于处理高分辨率视频信号的优化DSP最后到智能处理单元（IP.IEEE于2022年发布的《器件与系统国际路线图》（IRDS作为半导体行业电子器件和系统发展的基础规划，预测到2030年代，通过使用GAAFET技术和电路的三维集成/垂直堆叠，逻辑设备将缩放至小于1nm（IEEE,2022）。[20]).记忆内存芯片用于存储数据。不同类型的内存芯片因其执行不同功能而有所区分，并通过其是否能够在断电情况下保留数据的能力进行分类（见图4）。例如，动态随机存取内存（DRAM）和静态随机存取内存（SRAM）属于易失性内存技术，这意味着相比之下，非挥发性内存即使在系统关闭后仍能保留数据，这使其适用于长期存储。闪存被认为是基础的非挥发性内存，因为它高度成熟。闪存有两种主要类型——NotAnd(NAND)和NotOr(NOR)，它们在架构和细胞大小上有所不同。增加NAND闪存的存储容量更为容易，并且在读写数据时速度更快，而NOR闪存在读取数据时则更快（三星，2013年）。[25])。预计存在原型和新兴的非挥发性内存技术，它们在速度、密度和功耗方面具有相对于闪存的优势（IEEE,2022）[20]（参见第6图）。先进的内存技术采用垂直堆叠浮栅MOSFET构建的内存单元层的方法来进行三维处理。现今，闪存芯片正紧密地集成接近200层内存单元，并有某些制造商预测到2030年将超过1000层（IEEE,2022）。[20])。存储器芯片通常具有10nm和模拟模拟芯片将物理世界中连续参数（如温度、速度、压力等）的信号转换为数字信号，并执行电源管理功能。这些芯片针对特Others其他类型的芯片包括例如“离散”芯片，这类芯片通常执行单一的电子功能（如二极管、整流器、晶闸管）并且使用成熟节SEMI的全球晶圆厂预测追踪了单个晶圆厂的前端（晶圆厂）支出、建设、产能和科技趋势，覆盖了全球超过1450个设施。该预测每季度发布一次，信息来源于各种行业渠道，包括公开可用的信息，并通过与行业联系人核实以确保准确性。SEMI追踪的半导体制造设施的关键参数包括（SEMI,2023）[27].Fab所有者.Fab位置.现状(在建、运行、升级).晶圆容量.洁净室大小和等级.基于工厂中生产的主要两种产品类型（例如模拟/线性、离散/光电器件、逻辑/MCU、内存/闪存）的优秀产品类型。.公司报告的几何形状或晶圆厂能够生产的最小特征尺寸。WSTS是一个由行业主导的组织，其目的是收集和发布全球半导体行业的半导体贸易净出货量和预测。统计数据基于参与月度市场调查公司的机密出账数据汇总而成。报告的数据包括根据客户发货地点（即芯片消耗地）由半导体制造商及其最终客装运数据在世界市场的五个宏观区域的水平上汇总(WSTS，2022年[28]在fab级层面未收集生产数据，且为保持收集过程的WSTS的2023年产品分类（如表1所示）是描述WSTS在数据报告中使用半导体产品的分类和定义方法。这可能是公开可用的器设计其电气特性与温度、压力、位移、速度、加速度、应力、应变或任根据所采用的数字和模拟技术的组合，将电路分为数字电路或。拟通用用途模拟电路进一步细分为特定的功能子类别，包括放大器、信号特定应用的模拟应用按照设计用于的具体终端应用/市场进行细分（如所有非MicroMOS逻辑集成电路和双极逻辑集成电路。包括子类别：双极数字、MOS通用逻辑、MOS门阵列、MOS标准单元和可编程逻辑所有采用NMOS、PMOS或CMOS技术，或是任何MOS技术组合制成的单片式存储器设备。包括动态随机存取存储器（DRAM）、静态随机），英国（UK）的复合半导体应用（CSA）催化机构于2018年由英国创新署（InnCSACatapult开发了一种半导体分类体系，通过英国与半导体非正式交流网络（SemiconductorInformalExchangeNetwork）共享。13这个分类体系将半导体按照基片材料（硅、复合值得注意的是，在数字集成电路领域，这些子类别包括逻辑、处理器和存储器半导体。逻辑芯片与处理器之间的区别在于前者通过软件可编程或定制，而处理器具有固定且通用的功能/用途。逻辑子类别的芯片类型进一步分为现场可编程门阵列(FPGA）、可编程逻辑器件（FPLD）和专用集成电路（ASIC）。处理器子类别的芯片类型包括微控制器（MCU）、数字信号IEEE对当前及新兴内存技术进行了分类（见图6）。IEEE的分类体系区分了易失性和非易失性内存技术（参见上述第2部分）美国CHIPS计划办公室正在实施《芯片与科学法案》。在其关于CHIPS激励计划的资金机会通知中，CHIPS计划办公室在基.领先的设施对于利用最先进前端制造工艺的逻辑或内存芯片，这些工艺能够达到最高的晶体管和功率性能。对于逻辑芯片而言，这目前涵盖了使用极紫外光刻工具大规模生产半导体的工厂。对于内存芯片而言，这目前涵盖了能够生产3DNAND闪存芯片（层数在200层及以上）和/或动态随机存取存储器)的工厂。.当前发电设施生产非尖端半导体，涵盖至28nm工艺技术，包括逻辑、模拟、射频和混合信号设备。.成熟节点设施制造多代a）基于FinFET、后FinFET晶体管架构或任何其他小于28nm的晶体管架构的逻辑和模拟美国商务部在其2021年关于半导体供应链风险的通知中请求公众意见，对半导体产品能力进行了分类，区分了技术节点（以纳米为单位）、半导体材料类型以及设备类型。15在最近的欧洲芯片调查报告(EC，2022，第11页[29]在这一报告中，欧洲委员会（EC）区分了不同类型芯片，包括逻辑和微处理器、内存芯片、模拟芯片、离散芯片、光电子学以及传感器，还包括允许不同功能组合的芯片设计——系统级芯片(SoC）。此外，该报告还区分了从5-7nm到节点尺寸大于280nm的七种不同的节点大小类别。商业模式也被认为是有助于绘世界海关组织（WCO）的协调制度（HS）编码也将半导体产品归类为两个四位标签（见附录A）。然而，这种产品分类可能经合组织（OECD）提议的半导体产品类型和生产设施共同分类旨在为政策制定者提供有用、细分的信息，以增进对半导体所提出的分类仅适用于第2节中详细说明的半导体产品和晶圆制造/代工制造过程。它排除了第1节中作为半导体价值链一部分描述的设计和ATP阶段，以及其他上游或下游活动。对设计和ATP生产阶段的工作，以及在价值链条中形成瓶颈的关键上游本节总结了晶圆级分类体系，描述了工厂信息、能力和产能。能力涵盖了如工艺技术、晶体管类型和芯片类型的技术信息等构建半导体证据基础需要对不同类型的半导体及其生产设施（晶圆厂）的可比数据。理解半导体价值链的瓶颈、脆弱性和替代性需要了解不同晶圆厂的生产能力信息，这由多个晶圆厂特性决定。有助于判断生产/供应如何应对中断的关键晶圆厂特性包括：-生产能力：不同晶圆厂能够生产的半导体类型和数量。-设施布局与技术：包括生产工艺、设备先进程度以及技术成熟度等。-可持续性与灵活性：晶圆厂在面临市场变化或供应链中断时调整产能的能力。-、客户和其他相关方的紧密联系，以及其在全球供应链中的位置。-投资与扩张潜力：未来投资计划、扩产能力及技术升级的可能性。-安全与合规性：遵守行业标准、安全规定以及环境保护法规的情况。-知识产权与和研发投入，以保持竞争优势。-市场份额与客户基础：晶圆厂在特定市场中的地位以及与主要客户控制与可靠性：产品质量保证体系和长期性能稳定性。-环境影响与社会责任：对环境的影响、能源效率以及对社会的贡献。这些关键特性对于建立关于半导体生产与供应稳定性的证据基础至关重要，有助于评估不同晶圆厂在面对不确定性.一般公司/工厂信息。正如经合组织最近的工作所确定的那样(Haramboure等人，2023年[1]在不确定的环境中实现稳定的市场份额增长半导体制造行业的地理集中性和横向差异化意味着，在考虑替代性时，工厂的位置、生产芯片的公司以及该公司的母国经济是重要的信息。了解晶圆厂（fab）的运营状态（包括是否正在进行改造或升级）对于理解当前以及未来的生产地点和产能至关重要。将包括fab的所有权及其所有者的通用信息，例如业务模式-即工厂属于IDM还是作为代工厂运作。未来分析中应考虑的其他重要维度包括公司财务状况以及可能可用的其他.能力。这指的是单个半导体制造厂/生产设施能够生产的芯片类型（参见下方关于芯片类型详细分类的部分）、工艺技术、设备和工具、晶体管类型、基板、晶片尺寸和特征尺寸。这些变量对于识别潜在替代品至关重要。特征尺寸（用于逻辑（节点）和内存（DRAM内存以纳米为单位的半波长测量，NAND以存储单元和每单元位数的堆叠层测量）的芯片）是衡量该工厂能够生产的芯片技术先进性或成熟度的一个代理指标。某些芯片类型（例如模拟电路和如果可获取，将包含有关可由工厂生产的芯片所构建的最终产品的类型（芯片用途）的信息。与网络和利益相关方进一步合作对此进行工作，有助于进一步揭示半导体的应用及其下游中断的可能性。18.能力。基于工厂设备产能的生产设施产能，通常以每月晶圆启动数量来衡量。特定时间（即产出率）正在处理的晶圆实际数量可能因业务状况、产品开发和测试需求、维护计划以及产品转换而变化。获取关于产线级产出率和产能洁净室的大小，即工程设计中无空气中颗粒的空间，也是生产产能的一个代理指标。更大的洁净室能够容纳更多的基于上述列出的特征，图7总结了半导体生产分类中可能考虑的主要组成部分。在这些组成部分中，最难反映的是“能力”下下图8展示了不同技术含量和成熟度芯片的生产过程中各元素间的相互作用，区分了特定示例中的先进芯片与成熟芯片。讨论了是否有必要明确区分先进芯片和成熟芯片。一方面，明确区分能够提供更多清晰度，并有助于更轻松地识别这些芯片，从而进行更详细的分析（可能包括趋势）。另一方面，这种区分会显著增加复杂性，可能导致数据获取挑战加剧，并容易因半导体技术快速进步而频繁更新。建议分类保持灵活性，以适应根据图8中概述的不同元素区分先进芯片与成熟芯片的不同方法。半导体生产分类将作为开发半导体生产设施数据库及其特征的基础，以支持对价值链中断的分析。基于上述元素，并考虑到网络提出的任何变更（最重要的是数据可用性半导体生产数据库将力求包含尽可能多的数据来填充表2中列出的数据库变未来可能考虑的其他类型信息包括但不限于公司财务信息、劳动力和人力资本情况，以及环境足迹信息（如能源使用、废物处理、水资源消耗）和下游依赖关系（包括晶圆厂客户和地理区域）。这类扩展的纳入首先需要确保数据的可获取性，其次质提出的半导体类型分类在图9中进行了说明。基于第3节中描述的现有分类体系以及上文所述的晶圆厂特性，经合组织提议将半导体分为四大主要类别，根据其类型进行区分：逻辑集成电路（I逻辑半导体按照其从CPU到IPU的缩放和功率演进进行列示。同时，可编程逻辑器件（如ASICs、FPLDs和FPGAs）也被纳入记忆根据是否易失（动态随机存取存储器（DRAM）、静态随机存取存储器（SRAM或非易失（闪存NAND、NOR、））.片上系统(SoC)集成电路设计，其在单个芯片上集成了许多或全部高级功能元素（例如CPU、DSP、内存）来自一."小片":近期的集成电路设计基于电路中的独立但可互操作的部分构建，这些部分执行一个（或多个）不同的功能，尽管这些芯片类型日益重要，并在提议的芯片分类中加入特定类别有助于明确识别它们，这可能会增加分类的复杂性，因为可能需要根据最终用途为系统级芯片（SoC）和芯片粒（Chiplet）定义子类别，这些类别可能与图9中描述的更简单的芯片重叠。因此，建议将这些类型的芯片视为本分类中定义的单个芯片类型的封装，同时不专门创建SoC或Chiplet类别。然而，经济合作与发展组织（OECD）半导体生产数据库在可能的情况下会尝试识别生产SoC或Chiplet的工厂（IDM或生产具有相），本分类法及其生成半导体生产数据库的框架可能在未来根据网络的判断进行修订。未来发展的领域可能包括，例如，并且根/s/arAMD（无日期什么是FPGA？AMD，网址为https://www.xili/devices/fpga/what-is-an-/searchstorage/definition//industries/semiconductors/our-insights/advancedhow-manufacturers-can-p嘉anza（2022《比较FinFETs与GAAFETs》，嘉anza系统分析，/blog/msa2022-comparing），/blog/msa2021-using-finfets-vs/FinFETs-Give-Way-to-）》ts://digital-strategy.ec.europa.eu/en/library/第2023/05号，经济合作与发展组织出版，巴黎，/10.1787/6bed616f-霍夫曼,S.(2022),什么是全门晶体管？它将</en/news/stories/202），/en/articles/how-pIEEE(2022)，“国际设备和系统/10.51593/201<https://www.stiftung-nv.de/sites/default/fihttps://www.electrochem.o第234号，经合组织出版，巴黎，/10.1787/8fe4491d-Patel，D.，M.Xie和G.Wong(2023)，“AI扩张-CoWoS和供应链分析”/backside-power-delivery-gears-up-for-2nm-dev），href="https://semiconductor.samsung.coresources/dictionary/semiconductor-glossary-nor-flamemory/">/support/tooresources/dictionary/semiconductor-glossary-nor-flhttps://crsreports.congre），/en/news/stories/2021/s