OECDBETTERPOLICESFRBETTERLIVES該論文于2024年7月26日通過數字政策委員會（DPC）和產業、創新與企業家精神委員會（CIIE）的書面程序批準并解密，本文檔也可在O.N.E.會員和合作伙伴參考代碼：DSTI/DPC/CIIE(2024)1/FINAL使用本作品，無論是數字形式還是印刷版，均需遵守以下條款和條件，請參見：/termsandcondit半導體價值鏈易受可能對現代經濟構成重大風險的中斷影響。政策制定者需要更準確的數據來識別瓶頸、監控特定半導體類型的需求與供應之間的平衡，并管理這些中斷。本文提出了一種通用的半導體類型分類法，以促進標準化數據收集和共享。該分類法將半導體產品分為“邏輯”、“內存”、“模擬”和“其他”四大類，并根據其普遍性和特定功能進行子類別劃分。半導體生產設施根據所使用的技術、能夠生產的不同類型的半導體能力、已安裝的生產能力以及與之相關的其他工廠（和本文由ChiraagShah、Charles-édouardVandePut和FilipeSilva撰寫，AudreyPlonk、GuyLalanne和VerenaWeber指導。作者衷心感謝SemiconductorInformalExchangeNetwork參與者的反饋，以及AngelaAttrey、GalliaDaor、AndySellars對大綱及本文件早期版本的建議。作者還感謝Ana世界半導體貿易統計(WSTS)建立證據基礎：半導體生產的分類法數據半導體的分類法類型30表1.WSTS的分類和產品定義摘要半導體驅動現代經濟體系，是眾多高級工業產品的核心組成部分。它們廣泛應用于智能手機、計算機、汽車、家用電器、醫療設備、LED燈或激光器等眾多領域。半導體涵蓋了從支持先進計算的復雜邏輯半導體到用于數據存儲的記憶半導體，再到用于溫度測量的基本傳感器等多樣化的復雜組件。半導體制造過程極其復雜，例如需要先進的光刻機在納米級尺度上進行精盡管其至關重要的地位，半導體價值鏈易受干擾。半導體價值鏈高度細分，不同地理位置包含了生產階段，但每個階段通常增強半導體價值鏈的韌性需要基于實證的政策制定。更好的數據對于決策者識別瓶頸、監控特定半導體類型需求與供應之間在2023年6月召開的經合組織半導體非正式交流網絡（以下簡稱網絡）會議上，高級政府官員聚集一堂，旨在促進半導體供應鏈的透明度和信息交換。基于其交流活動，并考慮到不同經濟體中使用的不同半導體分類，本文提出了一種通用的半導體分類體系由網絡發展制定，將半導體產品分為“邏輯”，“存儲”，“模擬”和“其他”四大類，以及基于其普遍性、特定功能和最終用途的子類別。根據所用技術及生產不同類型的半導體（產能）的能力，以及已安裝的生產能力，半導體生產設本分類將作為半導體生產數據庫的基礎。因此，該分類可能需要在未來根據半導體技術的發展進行修訂。分類的未來擴展可,以實現數據收集與共享的一致性。一致的數據收集方法支持網絡的目標，即提高對半導體的理解，并幫助成員國邁向更堅半導體價值鏈的復雜性和分布性質是提高透明度和理解的關鍵挑戰之一。開發一種分類體系以對半導體數據進行分類，使得數據集成，并涵蓋生產過程的所有階段，既至關重要又是一項艱巨且資源密集的任務。因此，網絡在處理半導體數據的工作中采取了雙管齊下的策略：i)針對半導體制造/前端制造階段開展分析；ii)描繪半導體生態系統，包括半導體價值鏈條中的關本文提供了前端制造領域的分類體系，為從這一階段對設施、流程和產品進行分析奠定了基礎。近期2020-2022年的半導體短缺及其相關分析表明，這一階段可能是價值鏈中的關鍵瓶頸（Haramboure等人，2023年）。[1]盡管如此，價值鏈中的其描述了芯片和晶圓分類以及半導體生產數據庫的范圍與目標（第1節）后，本文提供了對半導體生產過程的概述（第2節），包括關鍵輸入、技術、芯片類型以及最終用途市場，以幫助指導分類。第3節概述了對分類半導體生產設備和產品的不同方法。第4節展示了網絡提議的用于分類半導體產品類型（芯片）和工廠（晶圓廠）的分類體系，以及支持第1節中描述的網絡目標的半導體生產數據庫的組成部分。有關半導體行業相關統計分類的信息見附試。半導體企業擁有不同的業務模式。整合型設備制造商（IDMs）將全部三個核心生產階段整合在一起，而其他企業則專門從事單個階段，作為外包和專業化戰略的一部分。例如，“合約晶圓廠”（也被稱作“純晶圓廠”）專注于由其他企業設計的芯片（前端）的制造。無晶圓廠（fabless）公司僅專注于芯片設計。同樣，外包半導體組裝與測試（OSAT）企業僅專注于生核心半導體價值鏈依賴于關鍵的上游輸入，包括：專門的軟件（電子設計自動化，EDA）、用于設計處理器架構所必需的知識產權、原材料（例如硅、稀有稀土金屬、鉑族金屬、鎵、鍺）、化學品和氣體，以及資本設備（沉積和光刻工具、測量和新興技術天文臺的半導體供應鏈瀏覽器（ETO，2022[3]）提供了芯片制造過程每個階段所涉前端制造/半導體制造過程中的步驟芯片制造過程中的關鍵步驟包括以下幾個方先進封裝技術（如異質集成和硅堆疊）的引入使得同一代封裝內能夠包含多個集成電路（IC從而超越傳統幾何擴展方式提升芯片性能。單個芯片封裝中提高集成度的趨勢（作為電路板上多芯片替代方案）也受到產品成本工程的影響（Bailey,2024）。[5]).先進封裝市場主要由扇出式芯片級封裝主導，占據約60%的市場份額（Burkacky,KimandYeom,2023）[6]但是，新興包括2.5D或3D堆疊、集成扇出（InFO）和系統級芯片技術，這些技術允許將芯片或晶圓垂直堆疊，并通過中間層連接堆疊的芯片（Burkacky,Kim和Yeom,2023）。[6]基于所使用的中繼器類型，2.5-D和3-D堆疊有幾種類別，不同的制造商使用不同的中繼器技術（Patel,2022）。[7]；Burkacky，Kim和Yeom，2023年[6]臺積電憑借其芯片在晶圓上的封裝技術(先進封裝與前端制造相關，因為必須制作中間層（interposer這可以通過晶圓廠（foundries）內部完成（Patel,Xie和近期的技術發展還包括“三維整合”，其內容是在前端階段（例如銅對銅粘合）直接將芯片進行連接。三維整合還要求對被半導體是廣泛行業生產的關鍵投入。例如，在電信設備或機動車中，所嵌通常，半導體需求分析主要集中在六個主要的應用市場：計算/數據處理、消費品、通信、汽車、工業品和政府/軍事。其中,計算機和其他消費電子類產品占據了大部分半導體需求。電氣設備和汽車部門緊隨其后，成為關鍵的芯片使用領域，其次是其他運輸設備、工業機械以及電信行業。醫療設備的生產也是重要的應用領域（經合組織，2019年）。[9]).通過專注于提升前端制造環節的透明度和信息共享，本文所提出的分類體系提供了構建分析數據庫的基礎，以應對以下關鍵這些數據還可以幫助識別那些安裝產能增長速度超過需求的細分市場，從而產生過剩產能和不必要的冗余，基于可用的需求基于前端制造產能信息以及半導體需求的發展與預測，分析有助于監控行業周期并預見短缺與過剩情況。此外，分類體系將），ualityorefficiency.2.**Economfleveragingalternativeoptionseffecti.芯片可替代性指的是一個最終產品的特定芯片是否可以被另一個替換以執行相同的功能，同時損失最小的性能。.Fab可替代性指的是一個芯片的生產是否可以轉移到另一個工廠，如果可以，使用相同的制造設備和設施（或進行芯片之間的可替代性——即特定芯片是否可以在最終產品中通過不同芯片執行相同功能——取決于它們在下游產業和產品中的應用。將一個芯片替換為另一個并非易事，通常需要重新設計系統——無論是印制電路板（PCB）還是重寫軟件。此外，供應商的信任度和安全問題對于考慮替換特定芯片的下游行業用戶來說也是關鍵因素，這可能限制了替換特定芯片的能力(Sperling,2022）。[10替代性可能對于更簡單的芯片、成熟類型的芯片以及軟件發展速度較慢的應用場景來說不太具挑戰性。未來的工作可以考慮特定類型簡單和成熟的芯片中是否存在易于獲此外，還需要考慮到特定應用和行業對關鍵半導體的高度依賴性。此外，芯片性能（以及最終產品的性能）需要考慮效率、容量和能力，例如建立在成熟的性能測試和基準之上。然而，基于化學耐受性和操作溫度范圍等指標的詳細分析將被認為是Fab可替代性考慮到晶片替代性的理解能夠提供在價值鏈中斷情況下替代晶片來源的洞察，管理中斷的關鍵在于不同晶圓廠之間的替代性,包括潛在替代晶圓廠的位置信息。分析工廠替代性所需的部分內容涉及技術能力，但經濟因素同樣扮演著重要角色。經濟因素包括但不限于所需的資本投入、.Trust網絡背景下所創建的分類體系、數據共享活動以及形成的數據庫應基于半導體行業政府與利益相關者之間的合作與信任，以確保數據及其相關分析符合共同目標。特別重要的是尊重分享詳細行業數據所關聯的限制，以此建立.可用性分類體系應反映可用數據。不存在的數據領域不予包含。數據獲取極其有限的領域應明確標識，如同任何數據庫一樣，可能存在大量缺失值。數據分析僅限于可獲取數據的范圍。任何數據收集努力應補充并依賴于政府、行.可比性不同經濟體和司法管轄區所使用的分類之間進行比較應盡可能簡單和容易。分類體系還應在時間上保持一致,從而允許基于歷史數據進行分析。.可追蹤性半導體制造過程極其復雜。分類體系應力求盡可能簡化，以獲得可處理的分類體系，同時認識到這可能導.適應性。分類體系應能夠適應半導體生產過程和產品的發展，緊跟創新的步伐，減少分類體系修訂的需求，同時不損害時間上的可比性原則（通過時間）。7.粒度在可用數據允許的最高細分水平下進行分析。更詳細的數據提供了額外的信息，并允許進行更詳細的分析，值得注意的是，更高的細分可能會增加復雜性。網絡在2023年9月19-20日的第二次會議上提出的見解強調了確保決策者能夠從數據中獲取有意義洞見的重要性。這表明，可用性and易燃性應優先于粒度。粒度不應阻礙構建的努力信任確保長期吸引利益相關者。稅則的詳細程度可以在后續版本中增加，如有必要，并且在獲取相應數據和充足資源這些原則可能在未來進行審查，以確保它們在實踐中保持適用性并更適合網絡的目標——例如，隨著結果半導體生產數據庫的發展，粒度可能變得更加重要。不同原則的相對重要性也可能根據不同芯片的關鍵性變化——例如，在分析更關鍵/易受攻闡述前端制造階段的關鍵步驟、流程和技術對于構建一個有用的分類體系至關重要，該體系能夠提供生產能力和產能的透明半導體生產過程的關鍵在于技術。光刻工藝中所使用的機器和設備決定了制造商的制造能力，特別是可達到的最小節點尺寸（經合組織，2019年）。[9]此外，材料科學的進步和半導體材料，在電路元件（如晶體管）技術以及芯片封裝領域的發展日益決定了芯片性能（Singh,Sargent和Sutter,2023）。[11];OECD,2019[9]).半導體材料半導體材料指的是具有半導體特性的材料，它們作為微電子設備的基礎構建物，一些芯片結合了不同的薄片半導體材料。半導體材料通常被分為三大類——請參見第0節和Sellars（2023）。[12]):硅、化合物及新興材料。通常，半導體材料的多層會在一個基板上通過沉積（例如，對于更復雜的材料，聚焦于晶體取向的外延生長）來制備，這些基板隨后用于制作印刷所需每種半導體材料都適用于特定的應用。通常，硅基半導體運行軟件，而復合半導體（由周期表中的其他元素組成）則為傳感器和電源管理提供專業功能。正在開發的新“新興”材料旨在提供額外的功能，如用戶顯示。一個典型的電子產品可能包含硅（70%-80%）、復合（10%-20%）和新興（10%）半導體（Sellars,2023）。[12]).制造半導體晶圓最常用的材料是硅（Si這種材料極為豐富，因此具有可擴展性。全球約80%的半導體產品采用硅（U.K.CompoundSemiconductorApplicationsCatapult,2023）。[13]).剩余的20%應用復合半導體，它們結合了兩種或多種元素，例如鎵砷（GaAs）、氮化鎵（GaN）、銦磷（InP）和碳化硅(SiC）。復合半導體的制造過程比硅更為復雜，但某些應用中其性能優于硅（英國復合半導體應用催化中心，.Power例如，SiC具有比傳統功率芯片更高的擊穿電壓，這對于延長電動汽車的續航里程是必要的；.速度。例如，GaN可以更高效地傳導電子，這對于提高5G移動通信的速度和降低延遲至關重要；Equipment光刻設備是決定半導體技術進步的關鍵機器。如今，先進的芯片（<10nm）采用極紫外（EUV）光刻技術，此類設備僅由荷蘭的ASML公司制造。其他類型的光刻技術包括用于晶圓制造的深紫外光刻技術（DUV）。電子束、激光和離子束光刻技術則用于光掩模（層）的生產。盡管這些技術仍適用于先進芯片的生產，但沒有EUV，它們目前無法或不適合大規模生產具有最小節點尺寸的芯片（Khan,MannandP在前端制造領域，其他類型的機械和系統被用于氧化、物理和化學氣相沉積、離子注入、蝕刻和清洗、擴散、工藝控制、晶片處理、平面化（即平滑晶片表面）以及度量。特別是，化學氣相沉積是芯片制造過程的關鍵階段，需要復雜的可區分工具,例如外延反應器和原子層沉積（一種高度控制的沉積技術，一次沉積一層原子）工具（ETO,2022）。[3]光學工具和高級蝕先進芯片中采用高級封裝技術的需求迫使前端晶圓廠提供這一過程所需的服務。例如，臺積電（TSMC）可能會為高級封裝中的中間層制造鍍層芯片，因此需要在其晶圓廠內整合必要的后端設備（Shilov,2023）。[15]).晶體管類型及其不同的用途和應用場景，以及晶體管架構和材料的發展演變，是推動摩爾定律并進而推進芯片技術持續進步晶體管尺寸決定了速度（通常為MHz或GHz）、電壓和電流，以及芯片上的晶體管數量（Sellars,2023）[12]晶體管性能通過在開啟時能夠流過的最大電流量、關閉時的漏電電流量以及其開閉速度來評估（Hofman,2022）[16]通過縮小晶體管尺寸，制造商能夠增加芯片上的晶體管密度，從而在較小的設備面積和成本下實現性能提升和功耗降低——通常被稱為PPAC（功率、性能、面積、成本）縮放（Draeger,2020）。[17]).（霍夫曼，2022年[16]；卡登斯，202場效應晶體管(FET)通過在兩個節點（源和漏）之間攜帶正或負電流（即單極性同時使用第三個節點進行控制（門控）,來操作它們。這些可以具有不同的配置，構造方式不同，具有不同的可擴展性，包括結-門場效應晶體管（JFETs）、金屬-半導體（MESFET）、平面氧化物-半導體（平面MOSFETs）、垂直鰭式（FinFETs）以及全門環繞（GAAFETs請參見圖JFETs是FET中最簡單的形式，被用作電子控制的開關、電壓控制的電阻器以及放大器。它們由源極、漏極組成，門極與一個MESFETs與JFETs的操作方式相同，但具有不同的通道。門極直接接觸半導體基板，而無需像JFETs那樣使用高度摻雜的半導體層。在大規模制造包含大量MESFET的電路方面仍然存在困難。然而，MESFET仍然是微波頻段中功率放大器和開關電路的平面MOSFET具有二維結構和一個控制源漏通道的單個柵極。它們在20世紀50年代和60年代首次成為適合大規模生產和小型互補金屬氧化物半導體（CMOS最早于20世紀60年代發明，結合了不同極性的多個金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFETs執行形成任何邏輯芯片基礎的基本二進制操作。CMOS現已成為數字集成電路的首選工藝技術，并兼容不同的晶體管架構（平面或非平面）。隨著新材料（如低K/高K介電體）的發展和采用，以及改進的工藝技術創新（如全耗盡型或部分耗盡型絕緣體上硅（FD-SOI或PDSOI使得CMOS器件的持續縮放成為可能，這些創新提高了晶體管性能并改善了電子在傳統平面技術中的流動（IEEE,2022）。[20]；劉和吳，2003年[21])。然而，規模最終將接近基本限制，將需要新的“超越CMOS對于計算的新時代(IEEE，2022[20]).在不確定的環境中實現穩定的市場份額增長。FinFETs是晶體管設計領域的下一個重大突破，當人們發現將通道提升到硅平面之上，并用三維門圍繞通道，就能更有效地控制電流流動（如上圖3所示）。FinFET是一種三維結構，具有垂直鰭片形成漏極和源極，以及圍繞通道三面的門。與平面MOSFET相比，這種設計的優勢在于隨著柵長的縮短（即節點尺寸減小電流泄漏減少；操作晶體管所需的柵電壓更低；以及開關時間更快。FinFET的垂直幾何結構使得多門設備（一個晶體管上有多個可以由單個柵電極或獨立柵電極控制的門）的制造更加容易，并且能夠將更多的晶體管集成到單個芯片上，從而維持摩爾定律（Cadence,2021）。[19]).。GAAFETs被視為FETs的下一個演變。它們采用堆疊納米片的方式，使得柵極圍繞通道四面，進一步減少了泄漏并提高了驅動雙極晶體管由兩個相互連接的正負（P-N）結點組成（形成NPN或PNP配置具有三個連接（發射極、基極和集電極并且能夠攜帶正負電信號。雖然雙極結型晶體管（BJT）的制造成本較低，能提供更大的電流輸出，使其在放大電路中廣受歡場效應晶體管（FET）和雙極型晶體管（BJT）可以結合使用——例如，BiCMOS是一種將雙極型的高速模擬能力和CMOS的低功耗、高集成密度相結合的過程技術。將不同類型的晶體管整合到一個集成電路中，可以充分利用每種晶體管類型的優勢,但可能更為復雜且成本更高。絕緣柵雙極型晶體管（Insulated-gatebipolartransistor，IGBT）與BiCMOS的不同之處在于，它是一種單一的晶體管，集成了MOS和雙極型物理特性，廣泛應用于功率電子系統中（Baliga,2023）。[22]).晶體管類型和工藝技術持續快速演變，旨在追求更高的性能和更低的成本，以跟上“摩爾定律”的步伐。當前部署的技術中不乏此類例子，如背面供電交付11或可能需要數年時間才能商業一般來說，被認為有四種主要類型的半導體：邏輯、存儲、模擬和其它（Haramboure等人，2023年）[1]；Kleinhans和Baisakova，2020年[2]；辛格、薩金特和薩特，2023年[11邏輯邏輯芯片處理二進制信息，并包含微處理器（例如中央處理單元、CPU和圖形處理單元、GPU微控制器（MCU）以及連在邏輯芯片領域，可編程邏輯器件（PLDs）是用戶可以配置的集成電路，以執行不同的功能。PLDs在可編程連接的位置上存在差異，并且可以根據其架構的復雜性進行區分。其中一類是現場可編程邏輯器件（FPLD它們是用于輔助執行數字系統的集成電路，適合更簡單的應用（AdvancedMicroDevices,2021）。[23]復雜的但更具靈活性的群體是可編程門陣列(FieldProgrammableGateArray，簡稱FPGA）。這種基于可配置邏輯塊矩陣（例如微控制器、數字信號處理器、DSP等)的通用芯片，通過可編程互連進行連接。這些互連可以在制造后重新編程或重新配置，以滿足特定的應用或功能需求(最先進的邏輯芯片代工使用尖端的工藝和技術進行生.英國復合半導體應用推動器（參見下文第3節）的分類法引用了邏輯芯片從微控制器（MCU）到數字信號處理(DSP）芯片的演變——一種專門優化以處理如語音或視頻這類數字信號的MCU版本——再到GPU（設計用于處理高分辨率視頻信號的優化DSP最后到智能處理單元（IP.IEEE于2022年發布的《器件與系統國際路線圖》（IRDS作為半導體行業電子器件和系統發展的基礎規劃，預測到2030年代，通過使用GAAFET技術和電路的三維集成/垂直堆疊，邏輯設備將縮放至小于1nm（IEEE,2022）。[20]).記憶內存芯片用于存儲數據。不同類型的內存芯片因其執行不同功能而有所區分，并通過其是否能夠在斷電情況下保留數據的能力進行分類（見圖4）。例如，動態隨機存取內存（DRAM）和靜態隨機存取內存（SRAM）屬于易失性內存技術，這意味著相比之下，非揮發性內存即使在系統關閉后仍能保留數據，這使其適用于長期存儲。閃存被認為是基礎的非揮發性內存，因為它高度成熟。閃存有兩種主要類型——NotAnd(NAND)和NotOr(NOR)，它們在架構和細胞大小上有所不同。增加NAND閃存的存儲容量更為容易，并且在讀寫數據時速度更快，而NOR閃存在讀取數據時則更快（三星，2013年）。[25])。預計存在原型和新興的非揮發性內存技術，它們在速度、密度和功耗方面具有相對于閃存的優勢（IEEE,2022）[20]（參見第6圖）。先進的內存技術采用垂直堆疊浮柵MOSFET構建的內存單元層的方法來進行三維處理。現今，閃存芯片正緊密地集成接近200層內存單元，并有某些制造商預測到2030年將超過1000層（IEEE,2022）。[20])。存儲器芯片通常具有10nm和模擬模擬芯片將物理世界中連續參數（如溫度、速度、壓力等）的信號轉換為數字信號，并執行電源管理功能。這些芯片針對特Others其他類型的芯片包括例如“離散”芯片，這類芯片通常執行單一的電子功能（如二極管、整流器、晶閘管）并且使用成熟節SEMI的全球晶圓廠預測追蹤了單個晶圓廠的前端（晶圓廠）支出、建設、產能和科技趨勢，覆蓋了全球超過1450個設施。該預測每季度發布一次，信息來源于各種行業渠道，包括公開可用的信息，并通過與行業聯系人核實以確保準確性。SEMI追蹤的半導體制造設施的關鍵參數包括（SEMI,2023）[27].Fab所有者.Fab位置.現狀(在建、運行、升級).晶圓容量.潔凈室大小和等級.基于工廠中生產的主要兩種產品類型（例如模擬/線性、離散/光電器件、邏輯/MCU、內存/閃存）的優秀產品類型。.公司報告的幾何形狀或晶圓廠能夠生產的最小特征尺寸。WSTS是一個由行業主導的組織，其目的是收集和發布全球半導體行業的半導體貿易凈出貨量和預測。統計數據基于參與月度市場調查公司的機密出賬數據匯總而成。報告的數據包括根據客戶發貨地點（即芯片消耗地）由半導體制造商及其最終客裝運數據在世界市場的五個宏觀區域的水平上匯總(WSTS，2022年[28]在fab級層面未收集生產數據，且為保持收集過程的WSTS的2023年產品分類（如表1所示）是描述WSTS在數據報告中使用半導體產品的分類和定義方法。這可能是公開可用的器設計其電氣特性與溫度、壓力、位移、速度、加速度、應力、應變或任根據所采用的數字和模擬技術的組合，將電路分為數字電路或。擬通用用途模擬電路進一步細分為特定的功能子類別，包括放大器、信號特定應用的模擬應用按照設計用于的具體終端應用/市場進行細分（如所有非MicroMOS邏輯集成電路和雙極邏輯集成電路。包括子類別：雙極數字、MOS通用邏輯、MOS門陣列、MOS標準單元和可編程邏輯所有采用NMOS、PMOS或CMOS技術，或是任何MOS技術組合制成的單片式存儲器設備。包括動態隨機存取存儲器（DRAM）、靜態隨機），英國（UK）的復合半導體應用（CSA）催化機構于2018年由英國創新署（InnCSACatapult開發了一種半導體分類體系，通過英國與半導體非正式交流網絡（SemiconductorInformalExchangeNetwork）共享。13這個分類體系將半導體按照基片材料（硅、復合值得注意的是，在數字集成電路領域，這些子類別包括邏輯、處理器和存儲器半導體。邏輯芯片與處理器之間的區別在于前者通過軟件可編程或定制，而處理器具有固定且通用的功能/用途。邏輯子類別的芯片類型進一步分為現場可編程門陣列(FPGA）、可編程邏輯器件（FPLD）和專用集成電路（ASIC）。處理器子類別的芯片類型包括微控制器（MCU）、數字信號IEEE對當前及新興內存技術進行了分類（見圖6）。IEEE的分類體系區分了易失性和非易失性內存技術（參見上述第2部分）美國CHIPS計劃辦公室正在實施《芯片與科學法案》。在其關于CHIPS激勵計劃的資金機會通知中，CHIPS計劃辦公室在基.領先的設施對于利用最先進前端制造工藝的邏輯或內存芯片，這些工藝能夠達到最高的晶體管和功率性能。對于邏輯芯片而言，這目前涵蓋了使用極紫外光刻工具大規模生產半導體的工廠。對于內存芯片而言，這目前涵蓋了能夠生產3DNAND閃存芯片（層數在200層及以上）和/或動態隨機存取存儲器)的工廠。.當前發電設施生產非尖端半導體，涵蓋至28nm工藝技術，包括邏輯、模擬、射頻和混合信號設備。.成熟節點設施制造多代a）基于FinFET、后FinFET晶體管架構或任何其他小于28nm的晶體管架構的邏輯和模擬美國商務部在其2021年關于半導體供應鏈風險的通知中請求公眾意見，對半導體產品能力進行了分類，區分了技術節點（以納米為單位）、半導體材料類型以及設備類型。15在最近的歐洲芯片調查報告(EC，2022，第11頁[29]在這一報告中，歐洲委員會（EC）區分了不同類型芯片，包括邏輯和微處理器、內存芯片、模擬芯片、離散芯片、光電子學以及傳感器，還包括允許不同功能組合的芯片設計——系統級芯片(SoC）。此外，該報告還區分了從5-7nm到節點尺寸大于280nm的七種不同的節點大小類別。商業模式也被認為是有助于繪世界海關組織（WCO）的協調制度（HS）編碼也將半導體產品歸類為兩個四位標簽（見附錄A）。然而，這種產品分類可能經合組織（OECD）提議的半導體產品類型和生產設施共同分類旨在為政策制定者提供有用、細分的信息，以增進對半導體所提出的分類僅適用于第2節中詳細說明的半導體產品和晶圓制造/代工制造過程。它排除了第1節中作為半導體價值鏈一部分描述的設計和ATP階段，以及其他上游或下游活動。對設計和ATP生產階段的工作，以及在價值鏈條中形成瓶頸的關鍵上游本節總結了晶圓級分類體系，描述了工廠信息、能力和產能。能力涵蓋了如工藝技術、晶體管類型和芯片類型的技術信息等構建半導體證據基礎需要對不同類型的半導體及其生產設施（晶圓廠）的可比數據。理解半導體價值鏈的瓶頸、脆弱性和替代性需要了解不同晶圓廠的生產能力信息，這由多個晶圓廠特性決定。有助于判斷生產/供應如何應對中斷的關鍵晶圓廠特性包括：-生產能力：不同晶圓廠能夠生產的半導體類型和數量。-設施布局與技術：包括生產工藝、設備先進程度以及技術成熟度等。-可持續性與靈活性：晶圓廠在面臨市場變化或供應鏈中斷時調整產能的能力。-、客戶和其他相關方的緊密聯系，以及其在全球供應鏈中的位置。-投資與擴張潛力：未來投資計劃、擴產能力及技術升級的可能性。-安全與合規性：遵守行業標準、安全規定以及環境保護法規的情況。-知識產權與和研發投入，以保持競爭優勢。-市場份額與客戶基礎：晶圓廠在特定市場中的地位以及與主要客戶控制與可靠性：產品質量保證體系和長期性能穩定性。-環境影響與社會責任：對環境的影響、能源效率以及對社會的貢獻。這些關鍵特性對于建立關于半導體生產與供應穩定性的證據基礎至關重要，有助于評估不同晶圓廠在面對不確定性.一般公司/工廠信息。正如經合組織最近的工作所確定的那樣(Haramboure等人，2023年[1]在不確定的環境中實現穩定的市場份額增長半導體制造行業的地理集中性和橫向差異化意味著，在考慮替代性時，工廠的位置、生產芯片的公司以及該公司的母國經濟是重要的信息。了解晶圓廠（fab）的運營狀態（包括是否正在進行改造或升級）對于理解當前以及未來的生產地點和產能至關重要。將包括fab的所有權及其所有者的通用信息，例如業務模式-即工廠屬于IDM還是作為代工廠運作。未來分析中應考慮的其他重要維度包括公司財務狀況以及可能可用的其他.能力。這指的是單個半導體制造廠/生產設施能夠生產的芯片類型（參見下方關于芯片類型詳細分類的部分）、工藝技術、設備和工具、晶體管類型、基板、晶片尺寸和特征尺寸。這些變量對于識別潛在替代品至關重要。特征尺寸（用于邏輯（節點）和內存（DRAM內存以納米為單位的半波長測量，NAND以存儲單元和每單元位數的堆疊層測量）的芯片）是衡量該工廠能夠生產的芯片技術先進性或成熟度的一個代理指標。某些芯片類型（例如模擬電路和如果可獲取，將包含有關可由工廠生產的芯片所構建的最終產品的類型（芯片用途）的信息。與網絡和利益相關方進一步合作對此進行工作，有助于進一步揭示半導體的應用及其下游中斷的可能性。18.能力。基于工廠設備產能的生產設施產能，通常以每月晶圓啟動數量來衡量。特定時間（即產出率）正在處理的晶圓實際數量可能因業務狀況、產品開發和測試需求、維護計劃以及產品轉換而變化。獲取關于產線級產出率和產能潔凈室的大小，即工程設計中無空氣中顆粒的空間，也是生產產能的一個代理指標。更大的潔凈室能夠容納更多的基于上述列出的特征，圖7總結了半導體生產分類中可能考慮的主要組成部分。在這些組成部分中，最難反映的是“能力”下下圖8展示了不同技術含量和成熟度芯片的生產過程中各元素間的相互作用，區分了特定示例中的先進芯片與成熟芯片。討論了是否有必要明確區分先進芯片和成熟芯片。一方面，明確區分能夠提供更多清晰度，并有助于更輕松地識別這些芯片，從而進行更詳細的分析（可能包括趨勢）。另一方面，這種區分會顯著增加復雜性，可能導致數據獲取挑戰加劇，并容易因半導體技術快速進步而頻繁更新。建議分類保持靈活性，以適應根據圖8中概述的不同元素區分先進芯片與成熟芯片的不同方法。半導體生產分類將作為開發半導體生產設施數據庫及其特征的基礎，以支持對價值鏈中斷的分析。基于上述元素，并考慮到網絡提出的任何變更（最重要的是數據可用性半導體生產數據庫將力求包含盡可能多的數據來填充表2中列出的數據庫變未來可能考慮的其他類型信息包括但不限于公司財務信息、勞動力和人力資本情況，以及環境足跡信息（如能源使用、廢物處理、水資源消耗）和下游依賴關系（包括晶圓廠客戶和地理區域）。這類擴展的納入首先需要確保數據的可獲取性，其次質提出的半導體類型分類在圖9中進行了說明。基于第3節中描述的現有分類體系以及上文所述的晶圓廠特性，經合組織提議將半導體分為四大主要類別，根據其類型進行區分：邏輯集成電路（I邏輯半導體按照其從CPU到IPU的縮放和功率演進進行列示。同時，可編程邏輯器件（如ASICs、FPLDs和FPGAs）也被納入記憶根據是否易失（動態隨機存取存儲器（DRAM）、靜態隨機存取存儲器（SRAM或非易失（閃存NAND、NOR、））.片上系統(SoC)集成電路設計，其在單個芯片上集成了許多或全部高級功能元素（例如CPU、DSP、內存）來自一."小片":近期的集成電路設計基于電路中的獨立但可互操作的部分構建，這些部分執行一個（或多個）不同的功能，盡管這些芯片類型日益重要，并在提議的芯片分類中加入特定類別有助于明確識別它們，這可能會增加分類的復雜性，因為可能需要根據最終用途為系統級芯片（SoC）和芯片粒（Chiplet）定義子類別，這些類別可能與圖9中描述的更簡單的芯片重疊。因此，建議將這些類型的芯片視為本分類中定義的單個芯片類型的封裝，同時不專門創建SoC或Chiplet類別。然而，經濟合作與發展組織（OECD）半導體生產數據庫在可能的情況下會嘗試識別生產SoC或Chiplet的工廠（IDM或生產具有相），本分類法及其生成半導體生產數據庫的框架可能在未來根據網絡的判斷進行修訂。未來發展的領域可能包括，例如，并且根/s/arAMD（無日期什么是FPGA？AMD，網址為https://www.xili/devices/fpga/what-is-an-/searchstorage/definition//industries/semiconductors/our-insights/advancedhow-manufacturers-can-p嘉anza（2022《比較FinFETs與GAAFETs》，嘉anza系統分析，/blog/msa2022-comparing），/blog/msa2021-using-finfets-vs/FinFETs-Give-Way-to-）》ts://digital-strategy.ec.europa.eu/en/library/第2023/05號，經濟合作與發展組織出版，巴黎，/10.1787/6bed616f-霍夫曼,S.(2022),什么是全門晶體管？它將</en/news/stories/202），/en/articles/how-pIEEE(2022)，“國際設備和系統/10.51593/201<https://www.stiftung-nv.de/sites/default/fihttps://www.electrochem.o第234號，經合組織出版，巴黎，/10.1787/8fe4491d-Patel，D.，M.Xie和G.Wong(2023)，“AI擴張-CoWoS和供應鏈分析”/backside-power-delivery-gears-up-for-2nm-dev），>/support/tooresources/dictionary/semiconductor-glossary-nor-flhttps://crsreports.congre），/en/news/stories/2021/s