1.1.3 集成电路的产业发展规律与节点

纵观微电子学科50余年来的发展，微电子技术、产业和市场的进步表现出如下规律。

（1）在微电子设计、制造、封装、材料和设备等技术不断进步的推动下，微电子产业规模迅速扩大。图1.7展示了1999～2021年间，世界半导体市场销售额的变化。可以看出半导体市场销售额呈上升趋势，特别是1999年至2019年间的复合年均增长率（GAGR）高达5%以上。

（2）半导体市场表现出的另一个特点是增长率有规律地波动，即约每3～5年呈现一次“M”形的变化，如图1.8所示。出现半导体市场增长率的波动原因很复杂，但主要原因是市场牵引和投资带动的技术驱动。1991～2019年世界GDP增速的变化与半导体产业增速变化的关系如图1.9所示。

（3）半导体产品制造技术约10年跨上一个新的台阶，见表1.1。

（4）微电子典型产品从研发到量产大约需要10年的时间，如图1.10所示。集成电路从研发到量产约需10年的典型案例如图1.11所示。

图1.7 1999～2021年世界半导体市场销售额的变化

图1.8 世界半导体市场和增长速度的变化

图1.9 1991～2019年GDP增速的变化与半导体产业增速变化的关系

表1.1 半导体产品制造技术约10年更新一代的技术进步

图1.10 微电子典型产品从研发到量产约需10年

（PIDS（Process Integration Device and Structure，工艺集成器件和结构）；FEP（Front-end Process，前沿工艺））

图1.11 集成电路从研发到量产约需10年的典型案例

（5）集成电路中的晶体管价格每10年下降2个数量级（10年前的价格是当前的100倍），如图1.12所示。该规律从集成电路诞生起延续至今。

图1.12 集成电路中的晶体管价格下降规律