chain-chip-design

name	chain-chip-design
description	产业链研究 chip-design 子段 · 深度工艺路线分析。聚焦半导体/光芯片/光模块等需要工艺拆解的产业链,从制程角度分析国产替代窗口、瓶颈环节、技术代际差距。激活时机:研究含芯片/晶圆/光芯片/光模块/化合物半导体的产业链时,在 chain-data 之后、chain-breakdown 之前调用。

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📋 SKILL 契约(6 字段 · agent 调用入口)

完整的 工艺路线(可选) 段契约。Claude/Codex 调用本段时,只需读这一节。

🎯 触发条件

• 研究对象是半导体 / 光芯片 / MEMS 等工艺复杂行业
• 前序段:chain-data 已产 02_data.md

📥 输入文件

• 必填:02_data.md 中的工艺相关数据
• 可选:晶圆厂 roadmap 公开文件

📤 输出文件

• 02.5_chip_design.md(工艺路线图)
• 可选:chip_design.svg(链图)

🔑 必填字段

• 工艺节点(28nm/14nm/7nm)
• 衬底/设备清单
• 良率爬升曲线
• 关键瓶颈环节

✅ 验收清单

• 工艺节点有公开依据(白皮书/财报)
• 良率数据有来源
• 与 chain-data 中的数据一致
• 输出可被 chain-breakdown 引用

⚠️ 失败处理

• 工艺不公开(商业机密)→ 标注"行业惯例 X nm"
• 良率数据缺失 → 仅给工艺路线,不给良率

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chain-chip-design · 工艺路线分析段

灵感:从 device physics 角度拆解「能否国产替代」+「技术代际差距」+「工艺路线的拐点」 产物:chip-design.md(工艺路线卡片)+ 可选 chip-design-diagram.html(可视化) 输入:链 data.md(尤其是上游设备/材料/工艺 list) 输出:可被 chain-breakdown 直接消费的 chip-design.md

🎯 这个 skill 干什么

在标准 9 段 pipeline 的 data → breakdown 之间,插入一个 device physics 拆解段(可选)。

普通研报只看「上下游有哪些公司」,这个段告诉你:

• 这条工艺路线上,具体哪一道工序是卡脖子点?
• 国产化进度在 device level 是几分?
• 下一代(50G/100G/200G)用什么新工艺?量子点、硅光异质集成、InP-on-Si?
• 工艺拐点(良率 50% → 70%)预期何时?

🧠 核心方法论:五钻探针

维度	做什么	关键问题
工艺路线	主流量产工艺是什么	MOCVD / MBE / 湿法刻蚀 / 干法刻蚀 哪种是主流?
衬底	哪类 wafer 是基础	InP / Si / GaAs / GaN / 蓝宝石 哪种? 国产率?
设备	关键设备供应商	MOCVD 国产率?测试设备国产率?
下一代	工艺路线的 2-3 代后再突破	50G EML → 100G EML → 200G 异质集成 → 量子点 EML?
良率	当前良率水平 + 突破时点	25G EML 良率?什么时候能 70%?

📐 应用场景

产业链	关键 chip-design 内容
光模块	EML 工艺路线 + InP 衬底 + MOCVD 设备 + 硅光集成
存储/半导体	NAND/NOR flash 制程 + 光刻机 + 国产化
化合物半导体	GaN on Si / GaAs / InP 工艺路线
锂电材料	隔膜 + 电解液 + 正极材料工艺
创新药	ADC linker + 双抗 + GLP-1 工艺路线

📊 产出模板(chip-design.md)

# [产业链名] · chip-design 工艺路线卡片

## 0. 一句话结论
[这条工艺路线的核心卡点 + 国产窗口期一句话]

## 1. 工艺拓扑
### 1.1 主流量产工艺
| 工艺 | 主流用途 | 国产率 | 关键设备 | A 股标的 |
|---|---|---|---|---|

### 1.2 衬底 + 设备
| 衬底 | 主流尺寸 | 国产率 | 关键厂 |
|---|---|---|---|

### 1.3 工艺路线分代
- **第 1 代(2020)**:25G EML on 3-inch InP
- **第 2 代(2024)**:25G/50G EML on 4-inch InP
- **第 3 代(2026)**:50G/100G EML on 6-inch InP
- **第 4 代(2028)**:200G 硅光异质集成 / 量子点 EML

## 2. 良率爬升路径
[从 30% → 70% 的时点 + 关键事件]

## 3. 下一代工艺路线
- 50G → 100G 的具体突破点
- 200G 异质集成路径
- 量子点 EML 路线

## 4. 关键设备国产化
- MOCVD
- 测试设备(DCA, OSA)
- 光刻机

## 5. 与下游的契约
- **给 chain-breakdown**: 工艺路线 + 良率基线 + 卡点明细
- **给 chain-stockmap**: device-level 国产化率 + 公司卡位

🌟 核心创新 (五大法宝)

① 工艺分代(3 generations ahead)

不只看当前代,要看到 2-3 代后的工艺拐点。 A 股特别适用:科技自立自强是 5-10 年国策,需要看清楚每代工艺对应的国产窗口期。

② 衬底独立性分析

衬底是工艺的根(InP / Si / GaAs),大部分产业链的真正卡点在衬底。

• InP 衬底 Sumitomo/JEPIX 占 90%+
• Si 衬底中国 12 寸已突破
• GaAs 衬底中国 IVT/云南锗业突破

③ 良率爬升路线图

良率 50% → 70% 是商用化的关键拐点。这是 device physics 的硬约束。

• 25G EML:2025 良率 50% → 2026Q1 70%(源杰已过)
• 50G EML:2026 良率 <30% → 2026 H2 突破 50%
• 100G EML:2026 概念验证 → 2027 突破 70%

④ 异质集成 vs 分立器件

长期路线:分立 EML → 硅光异质集成 → 量子点 EML

• 分立 EML:2026 主流(国产正在替代)
• 硅光异质集成:2027-2028 突破(Intel 主导)
• 量子点 EML:2028+ 概念阶段

⑤ 五钻探针(5 dimensions)

• 工艺 + 衬底 + 设备 + 下一代 + 良率
• device-level 国产化 vs 工艺级卡点

🚦 何时启用

• chain-data 上游有设备/材料 list,需要 device-level 拆分
• chain-breakdown 写不出"哪道工序是卡脖子"
• 用户问"XX 光芯片能不能做""XX 材料工艺差距"
• 强周期行业的工艺代际分析

⚠️ 红线

• ❌ 不准只看当前代 — 必须看到 2-3 代后的工艺路线
• ❌ 不准忽略衬底 — 90% 卡点在衬底,不在器件本身
• ❌ 不准用「差不多」描述良率 — 必须给出当前具体数字
• ❌ 不准假设工艺路线单一 — 必须列出 2-3 条 parallel 路径

🔗 与上下游的契约

• 给 chain-breakdown: 工艺路线表 + 良率基线 + 卡点明细
• 给 chain-stockmap: device-level 国产化率 + 公司工艺卡位 + 量价齐升预测

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🖼️ 产业链图生成系统(PIL · 高保真 · 2026-07-03 升级)

用户对 v3 的视觉风格已认可(16:9, #0B3A82 标题, 三栏布局, 蓝绿配色)。本节沉淀为可复用技能。

设计语言(Design Tokens)

画布      :1920×1080 (16:9)
背景      :#FFFFFF 纯白
标题色    :#0B3A82  深蓝
副标题    :#6B7B91  灰
主蓝      :#2F80ED  / 深蓝 #1E5BB8
青色辅    :#00B8D9
下游绿    :#22C55E  / 深绿 #16A34A
卡片底    :#FAFBFD  / 绿色 #F0FDF4
卡片描边  :#E6EDF5  1px
介绍框    :#EFF6FF  + #BFDBFE 边
圆角      :6-8 px
字体      :WenQuanYi Micro Hei(macOS/Linux 一致)

三栏布局(主图通用)

┌──────────┬──────────┬──────────┐
│  上游蓝  │  中游蓝  │  下游绿  │
│  ──────  │  ──────  │  ──────  │
│  卡片×N  │  步骤×N  │  卡片×N  │
│  龙头×N  │  龙头×N  │  龙头×N  │
└──────────┴──────────┴──────────┘
     ┌──── intro 介绍框(蓝色 light)────┐
     ┌──── 总结 ────┬──── 投资要点 ────┬── QR ──┐

文件结构

chain-chip-design/
├── SKILL.md                           ← 本文件
├── scripts/
│   ├── icon_lib.py                    ← 19 个 Bootstrap Icons 实心版(MIT · CDN 自动缓存)
│   └── draw_chain_v2.py               ← 主图生成器(PIL + 立体光圈)
└── templates/
    └── chip-design.md.template

icon_lib.py(19 个 Bootstrap Icons 实心版 · v3.4 升级)

v3.4 重要升级:从自画几何 SVG 改为 Bootstrap Icons v1.x(MIT license · 2000+ 图标 · 实心 fill 版)。

跨平台一致 + 自动下载 + 本地缓存(~/.cache/bootstrap-icons/)。 完全替代 emoji,接近 Fluent 2 实心风的视觉冲击力。

from icon_lib import icon_svg, ICON_NAMES, EMOJI_TO_ICON

# 单个图标
svg_str = icon_svg('chip', size=32, color='#2F80ED')

# 列出所有图标名(19 个)
print(ICON_NAMES)
# ['chip', 'pcb', 'optic', 'housing', 'fiber', 'material',
#  'flow', 'doc', 'design', 'components', 'integrate', 'test', 'ship',
#  'datacenter', 'telecom', 'cloud', 'ai', 'arrow_right', 'check']

# emoji → 图标映射(用于旧代码兼容)
EMOJI_TO_ICON = {
    '💡': 'fiber', '🔬': 'optic', '🧩': 'pcb',
    '🖥️': 'datacenter', '📡': 'telecom', '☁️': 'cloud', '🤖': 'ai',
    ...
}

图标清单(19 个 · Bootstrap Icons 映射):

• 设备类:chip→cpu-fill, pcb→motherboard-fill, housing→box-seam-fill, fiber→hdd-stack-fill, material→stack
• 光学类:optic→optical-audio-fill
• 流程类:flow→diagram-3-fill, doc→file-earmark-text-fill, design→easel-fill, components→puzzle-fill, integrate→diagram-3-fill, test→beaker-fill, ship→truck
• 场景类:datacenter→hdd-rack-fill, telecom→broadcast, cloud→cloud-fill, ai→robot
• 辅助类:arrow_right→arrow-right, check→check-circle-fill

为什么从自画 SVG 升级到 Bootstrap Icons

1. 视觉更接近参考图(实心 + 立体)而不是工程师风(描边 + 几何)
2. 2000+ 现成图标覆盖所有产业链节点,不需要每个新链都手画
3. MIT 商用免费 · 跨平台一致 · 像素级 sharp

draw_chain_v2.py(主图生成器)

PIL + cairosvg 混合方案:

• PIL 画布 + 文字 + 渐变 header + 阴影卡片
• cairosvg 渲染 SVG 图标 → 字节 → PIL paste

两种预设模式:

# 光模块产业链全景图
python3 draw_chain_v2.py optical_module /tmp/out/optical.png

# EML 国产替代产业链
python3 draw_chain_v2.py eml_substitution /tmp/out/eml.png

核心 API:

# 设计系统(DS dict)— 修改一处全局生效
DS = {
    'W': 1920, 'H': 1080, 'bg': '#FFFFFF',
    'title_color': '#0B3A82', 'title_size': 44,
    'blue': '#2F80ED', 'blue_dark': '#1E5BB8',
    'cyan': '#00B8D9', 'green': '#22C55E', 'green_dark': '#16A34A',
    ...
}

# 主函数签名
def build_optical_module(out_path: str):
    """生成光模块产业链全景图:三栏 + 介绍框 + 总结 + 投资要点"""

def build_eml_substitution(out_path: str):
    """生成 EML 国产替代产业链图:衬底 → 芯片 → 模块(红色卡脖子高亮)"""

辅助函数:

font(size)                                  # 中文字体对象
svg_to_pil(svg_str, size)                   # SVG → PIL Image
draw_gradient_header(d, x, y, w, h, c1, c2) # 水平渐变 header
draw_shadow_card(d, x, y, w, h, r=6)        # 阴影卡片
draw_shadow_card_green(d, x, y, w, h, r=6)  # 绿色阴影卡片
draw_shadow_card_red(d, x, y, w, h, r=6)    # 红色卡脖子卡片
draw_icon_circle(im, d, x, y, size, name, c)# 圆形图标 + 立体光圈(径向渐变 + 白色实心)
card_template(im, d, x, y, w, h, icon, name, desc, stocks, color)
                                            # 通用卡片(上游/下游)

复用步骤(给其他产业链)

1. 复制 draw_chain_v2.py 为 draw_<your_chain>.py
2. 修改 DS 字典(配色,字体大小)
3. 写 build_<your_chain>(out_path) 函数,顺序调用辅助函数
4. 准备数据 list:(icon, name, desc, stocks)
5. 跑:python3 draw_<your_chain>.py <output.png>

故障排查

症状	原因	解法
中文显示 □□	字体路径错	确认 /home/ivanyinjc/.fonts/wqy-microhei.ttc 存在
ModuleNotFoundError: cairosvg	pip 装错 venv	用 /home/ivanyinjc/.local/share/pipx/venvs/hermes-agent/bin/python
AttributeError: NoneType.paste	漏传 Image	draw_icon_circle(im, ...) 第一个参数不能是 None
SVG 解析报 not well-formed	文本含 &	调用前 re.sub(r'&(?!(amp;|lt;|gt;)', '&', text)
PNG < 100 KB	中文 fallback	检查字体加载是否成功