走進(jìn)粵芯半導(dǎo)體 了解小芯片背后的大產(chǎn)業(yè)

走進(jìn)粵芯半導(dǎo)體 了解小芯片背后的大產(chǎn)業(yè)

集成電路,又稱(chēng)芯片,是絕大多數(shù)電子設(shè)備的核心組成部分,被譽(yù)為“工業(yè)糧食”。它不僅在智能手機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、汽車(chē)等電子設(shè)備方面得到廣泛的應(yīng)用,在軍事、通信、遙控等方面也不可或缺,對(duì)5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛等都是必不可少的基礎(chǔ)。

然而,芯片制造又是世界上最為復(fù)雜的制造業(yè)。以采用了20納米工藝的蘋(píng)果A8手機(jī)芯片為例,其在不足指甲蓋大小的空間里,包含了20億個(gè)晶體管結(jié)構(gòu),內(nèi)部猶如一座超級(jí)城市。所以芯片被業(yè)界稱(chēng)為“集人類(lèi)超精細(xì)加工技術(shù)之大成”。

一個(gè)小小的芯片,是如何誕生的呢?在廣州市黃埔區(qū)中新知識(shí)城,有一家芯片制造企業(yè)——廣州粵芯半導(dǎo)體技術(shù)有限公司,擁有廣州第一條12英寸芯片生產(chǎn)線(xiàn),也是廣東省及粵港澳大灣區(qū)目前唯一進(jìn)入量產(chǎn)的12英寸芯片生產(chǎn)平臺(tái)。昨日,記者采訪(fǎng)了粵芯半導(dǎo)體市場(chǎng)及營(yíng)銷(xiāo)副總裁李海明博士。

芯片制造“點(diǎn)沙成金”五步走

1.打造地基——晶圓

硅是芯片最重要的基礎(chǔ)材料,是地球上第二豐富的資源,但更多以二氧化硅,也就是沙子的形態(tài)儲(chǔ)存在地球上。制造芯片,首先要從二氧化硅提煉出高純度的硅晶體,制成硅錠,再切割成薄脆的圓盤(pán)形狀,拋光后形成晶圓,這相當(dāng)于芯片的“地基”。

李海明說(shuō),12英寸晶圓是指晶圓的直徑為12英寸,其他常見(jiàn)的晶圓尺寸,還有8英寸和6英寸?!熬A尺寸越大,在同一個(gè)圓片上生產(chǎn)切割的芯片就越多,但同時(shí)對(duì)材料技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的要求也會(huì)更高。目前粵芯半導(dǎo)體主要生產(chǎn)12英寸晶圓?!?/p>

芯片就是以晶圓為“地基”,在上面“建房子”,把所需的電路和器件“建”在硅片上?!氨热缯f(shuō),我們可以在上面沉積一層金屬薄膜,再把這層薄膜刻出圖形,留下一個(gè)金屬連線(xiàn)的圖案,也就是我們需要的電路。而在這層圖形上面還可以再做另一層,每層之間還可以做出互聯(lián)。”中國(guó)科協(xié)首席科學(xué)傳播專(zhuān)家張宇識(shí)說(shuō)。

2.光刻

由于芯片內(nèi)的距離以納米為單位,在這么小的范圍內(nèi)布一根根超細(xì)的電線(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)的,所以芯片制造需要用到光刻工藝。

首先,在晶圓上涂一層特殊的光刻膠,再將包含數(shù)十億個(gè)電路元件的芯片藍(lán)圖制作成掩膜,利用光的投影將縮小版的掩膜投影到晶圓的光刻膠膜上。光刻膠膜發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),被光照的地方變得可溶于水,經(jīng)過(guò)顯影清洗后留下的圖案與掩膜上一致。再用特制的化學(xué)藥水蝕刻暴露出來(lái)的晶圓,蝕刻完成后,清除所有光刻膠,便得到縱橫交錯(cuò)的電路溝槽。

3.摻雜

所謂摻雜,是通過(guò)離子注入,賦予硅晶體管的特性。為了改變某些區(qū)域的導(dǎo)電性,覆蓋著光刻膠的晶圓經(jīng)過(guò)離子束(帶正電荷或負(fù)電荷的原子)轟擊后,未被光刻膠覆蓋的部分嵌入了雜質(zhì)(高速離子沖進(jìn)未被光刻膠覆蓋的硅的表面),硅里進(jìn)入了雜質(zhì),便會(huì)改變某些區(qū)域硅的導(dǎo)電性。

4.薄膜沉積

通過(guò)化學(xué)或者物理氣相金屬沉積,再重復(fù)光刻和蝕刻工藝,進(jìn)行金屬連接。一個(gè)正常運(yùn)作的芯片需要連接數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的傳導(dǎo)線(xiàn)路,包含幾十層結(jié)構(gòu),每層結(jié)構(gòu)的形成,都離不開(kāi)光刻和蝕刻。平面上看,像密集交織的高速公路;立體上看,像是擁有許多房間、樓宇的“超級(jí)城市”。

5.封裝與測(cè)試

封裝環(huán)節(jié),即把裸片放在一塊起到承載作用的基板上,把管腳引出來(lái),然后固定包裝成為一個(gè)整體。封裝后測(cè)試,即對(duì)已制造完成的芯片進(jìn)行結(jié)構(gòu)及電氣功能的確認(rèn),以保證芯片符合系統(tǒng)的需求。

國(guó)產(chǎn)芯片需要補(bǔ)哪些短板

EDA、IP和設(shè)計(jì)服務(wù)

從上述制造工藝開(kāi)始看出,掩膜,即芯片藍(lán)圖的復(fù)雜程度,是決定芯片性能的關(guān)鍵。

其中,在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域,有一家不得不提的“圖紙”提供商——英國(guó)ARM公司。它是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)提供商,全世界超過(guò)95%的智能手機(jī)和平板電腦都采用ARM架構(gòu),包括蘋(píng)果、華為。

根據(jù)自身產(chǎn)品的性能需求,在“圖紙”上進(jìn)行進(jìn)一步改造,需要用到專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)軟件,統(tǒng)稱(chēng)為EDA軟件。在EDA軟件全球市場(chǎng)中,德國(guó)以及美國(guó)技術(shù)領(lǐng)先。EDA、IP和設(shè)計(jì)服務(wù),是整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的技術(shù)源頭,也是中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中最為薄弱的環(huán)節(jié)。

極紫外線(xiàn)光刻機(jī)

制造芯片需要大量精致的光學(xué)技術(shù)、材料技術(shù)以及精密的加工技術(shù)。其中的高精度光刻機(jī),更是整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的命門(mén)之所在。目前,全球僅有極少數(shù)的光刻機(jī)設(shè)備廠(chǎng)商能夠研制出高端光刻機(jī),而荷蘭的ASML則擁有全球晶圓廠(chǎng)光刻機(jī)設(shè)備高達(dá)八成的市場(chǎng)份額。

該公司最先進(jìn)的EUV(極紫外線(xiàn))光刻機(jī)已經(jīng)能夠制造7納米以下制程的芯片。在這臺(tái)光刻機(jī)中,每秒在真空環(huán)境中,從底部容器流出5萬(wàn)滴融化的錫液,激光束照射每一滴液體產(chǎn)生等離子體,從而釋放出更短的波長(zhǎng),產(chǎn)生極紫外線(xiàn),通過(guò)超高精度的反射鏡引導(dǎo)光線(xiàn)。這臺(tái)光刻機(jī)也被稱(chēng)為現(xiàn)代工業(yè)的皇冠,是地球上最精密的儀器之一。

去年國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)量達(dá)2018億塊

過(guò)去幾年,國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)量大增。以2019年數(shù)據(jù)為例,國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)量達(dá)到2018億塊,同比增長(zhǎng)16%,不過(guò)在核心芯片方面自給率仍然很低,不足3%。

“我們和國(guó)外領(lǐng)先企業(yè)相比,比如英特爾、三星,大概有2-3個(gè)世代以上的差異?!崩詈C魈寡裕壳盎浶?0%以上的原材料晶圓是日本提供的,薄膜、刻蝕、擴(kuò)散等生產(chǎn)設(shè)備的制造技術(shù)幾乎都掌握在國(guó)外廠(chǎng)商手里。

大灣區(qū)是芯片需求高地

廣東是中國(guó)主要的集成電路元器件市場(chǎng)和重要的電子整機(jī)生產(chǎn)基地,占據(jù)60%以上的集成電路市場(chǎng)需求。

“粵港澳大灣區(qū)最大的優(yōu)勢(shì)是,在這里能找到不同等級(jí)的電子產(chǎn)品。從廣州到東莞再到深圳,這一帶是中國(guó)重要的消費(fèi)型電子產(chǎn)品制造發(fā)源地。珠江另一岸,從廣州到佛山、中山到珠海,這一帶又是中國(guó)非常重要的大中型家電生產(chǎn)基地。所以,粵港澳大灣區(qū)是所有電子行業(yè)企業(yè)都能夠找到貼近市場(chǎng)、又找到后端應(yīng)用資源的地方。”李海明說(shuō)。

2018年底,廣州市出臺(tái)《加快發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的若干措施》,明確將集成電路作為廣州市產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略重點(diǎn)。廣州擁有泰斗微電子、潤(rùn)芯、硅芯、新岸線(xiàn)、昂寶、安凱等一批集成電路設(shè)計(jì)企業(yè),以及興森快捷、安捷利、風(fēng)華芯電、新星微電子等一批封裝測(cè)試企業(yè),粵芯項(xiàng)目更是填補(bǔ)芯片制造空白。

粵芯半導(dǎo)體逆勢(shì)增資

疫情是否對(duì)粵芯的生產(chǎn)造成影響?李海明表示,2020年第一季度,粵芯半導(dǎo)體在受到新冠肺炎疫情影響的情況下,超額完成了預(yù)計(jì)生產(chǎn)出貨目標(biāo)——首季產(chǎn)出高出預(yù)期25%。

今年2月,粵芯半導(dǎo)體二期項(xiàng)目成功擴(kuò)產(chǎn)簽約,新增投資65億元?;浶景雽?dǎo)體逆勢(shì)增資擴(kuò)產(chǎn)為發(fā)展按下“啟動(dòng)鍵”的同時(shí),也摁下“加速鍵”,朝著釋放產(chǎn)能、滿(mǎn)足粵港澳大灣區(qū)芯片市場(chǎng)需求的方向加速。

中芯國(guó)際科創(chuàng)板IPO申請(qǐng)獲受理

中芯國(guó)際科創(chuàng)板IPO申請(qǐng)獲受理

6月1日,上交所已受理中芯國(guó)際集成電路制造有限公司科創(chuàng)板上市申請(qǐng),保薦機(jī)構(gòu)為海通證券和中金公司。

招股書(shū)顯示,中芯國(guó)際本次初始發(fā)行的股票數(shù)量不超過(guò)168,562.00萬(wàn)股,不涉及股東公開(kāi)發(fā)售股份,不超過(guò)初始發(fā)行后股份總數(shù)的25.00%,每股面值0.004美元,募集資金總額高達(dá)200億元。實(shí)際募集資金扣除發(fā)行費(fèi)用后的凈額計(jì)劃投入3個(gè)項(xiàng)目:12英寸芯片SN1項(xiàng)目、先進(jìn)及成熟工藝研發(fā)項(xiàng)目?jī)?chǔ)備資金、以及補(bǔ)充流動(dòng)資金。

Source:公告截圖

其中,“12英寸芯片SN1項(xiàng)目”的募集資金投資額為800,000.00萬(wàn)元,該項(xiàng)目載體為中芯國(guó)際的重要子公司中芯南方。中芯南方成立于2016年12月,該項(xiàng)目規(guī)劃月產(chǎn)能3.5萬(wàn)片,已建設(shè)月產(chǎn)能6000片,是中國(guó)大陸第一條FinFET工藝生產(chǎn)線(xiàn),也是中芯國(guó)際14納米及以下先進(jìn)工藝研發(fā)和量產(chǎn)的主要承載平臺(tái)。

募集資金將用于將該生產(chǎn)線(xiàn)的月產(chǎn)能從6000片擴(kuò)充到3.5萬(wàn)片。中芯國(guó)際表示,14納米是中國(guó)大陸已量產(chǎn)、最先進(jìn)的集成電路晶圓代工工藝,14納米以下工藝目前在中國(guó)大陸尚處于研發(fā)階段,繼續(xù)完善14納米工藝并開(kāi)展14納米以下工藝技術(shù)研發(fā),對(duì)于進(jìn)一步保持并提升公司在中國(guó)大陸集成電路晶圓代工領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)具有重要意義。

而先進(jìn)及成熟工藝研發(fā)項(xiàng)目?jī)?chǔ)備資金項(xiàng)目的募集資金投資額為 400,000.00萬(wàn)元,用于工藝研發(fā)以提升公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

莫大康:要早作準(zhǔn)備

莫大康:要早作準(zhǔn)備

美國(guó)對(duì)于華為新一輪的打擊。它是經(jīng)過(guò)一年時(shí)間的精心準(zhǔn)備,此次實(shí)施了無(wú)邊際的精準(zhǔn)打擊,初步估計(jì)未來(lái)華為、海思要自研芯片實(shí)現(xiàn)它的先進(jìn)性及差異化,可能越來(lái)越困難。

對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展一定要有強(qiáng)烈的危機(jī)感,由于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的日益強(qiáng)大,動(dòng)了美方的奶酪。要警惕美方會(huì)錯(cuò)誤地估計(jì)形勢(shì),低估中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的韌性及剛性,所以未來(lái)對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的打擊會(huì)更加的嚴(yán)重,如可能實(shí)施“實(shí)體清單”的擴(kuò)大化,或者進(jìn)一步控制半導(dǎo)體設(shè)備與材料的出口等。

在危機(jī)感的思路下,中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)要加速“備胎”的計(jì)劃實(shí)施,主要包括以下兩個(gè)方面:

1), EDA工具

中國(guó)的fabless業(yè)離不開(kāi)EDA工具,盡管180nm/350nm以上的部分老工藝線(xiàn)是可以用破解版或國(guó)產(chǎn)替代版繼續(xù)做下去,但是深亞微米級(jí)130nm/90nm開(kāi)始就很難離得開(kāi)正版授權(quán)了,越往下越難,到了22nm以下,就幾乎完全不可能了。

國(guó)際上EDA的三巨頭均是美系,而且成立時(shí)間久,如Synopsys 1986,Cadence 1988及Mentor1981。其中Synopsys在全球有13,200人,國(guó)內(nèi)員工超過(guò)1,200人,年銷(xiāo)售額超過(guò)30億美元,Cadence有7,600人,國(guó)內(nèi)400人及年銷(xiāo)售額21.48億美元,Mentor 有6,000人,國(guó)內(nèi)員工 100人,年銷(xiāo)售額為12.8億美元。

除了EDA工具之外Synopsys, Cadence的另一個(gè)殺手锏級(jí)的壟斷產(chǎn)品:接口類(lèi)IP,這是每一顆SoC必不可少的東西,比如:高速SerDes, ethernet以太網(wǎng),PCIE, CPRI, SATA,USB,Type-C,MIPI, HDMI,DP……還有DDR等目前Synopsys 的IP業(yè)務(wù)在總營(yíng)收里占第二。

到了7nm,5nm下,能做到所有類(lèi)型的接口IP都提供的,還是只有Synopsys或Cadence。

扶持本土EDA的發(fā)展,需要很長(zhǎng)的路要走,技術(shù)壁壘、專(zhuān)利壁壘此類(lèi)東西并不是砸錢(qián)就可以破掉的,華人工程師在美國(guó)本土被防得很死,尤其是在核心技術(shù)上;而且EDA這個(gè)行業(yè)很燒錢(qián),未來(lái)回報(bào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上互聯(lián)網(wǎng)行業(yè),其總的市場(chǎng)規(guī)模也就100億美元,這個(gè)只能靠國(guó)家政策的大力扶持及企業(yè)的堅(jiān)持不懈努力。

從策略上沒(méi)必要一開(kāi)始就以徹底取代為目的,建立一個(gè)獨(dú)有的體系,可以從局部突破,把某一類(lèi)工具做到極致,比如現(xiàn)在華大九天的模擬產(chǎn)品仿真工具就是一個(gè)很好的突破口,像Ansys那樣,成為工藝廠(chǎng)的金標(biāo)準(zhǔn),人家想踢你都踢不掉,客戶(hù)不答應(yīng)啊。

EDA及IP是兩件事,都需要與芯片制造廠(chǎng)協(xié)同發(fā)展,各司其職,讓專(zhuān)業(yè)的人做自己最擅長(zhǎng)的事,避免惡性競(jìng)爭(zhēng),才是效率最高的策略。在EDA還沒(méi)起步的時(shí)候,就先為現(xiàn)有的能在世界上排上號(hào)的IP公司和代工廠(chǎng),促成IP聯(lián)盟,然后再帶動(dòng)國(guó)內(nèi)EDA業(yè)的發(fā)展。

2),半導(dǎo)體設(shè)備與材料

半導(dǎo)體設(shè)備與材料是十分困難的事,要全盤(pán)國(guó)產(chǎn)化從理論上幾乎是不可能的。

業(yè)內(nèi)有人建議建條非美系設(shè)備的生產(chǎn)線(xiàn),相信集日本、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)加韓國(guó)的設(shè)備能連通線(xiàn),由于工藝與設(shè)備緊密相連,成本很高,花費(fèi)時(shí)間,而且其中如果日系設(shè)備占比太多恐怕也不是長(zhǎng)久之計(jì)。

從現(xiàn)狀觀(guān)察中國(guó)的芯片制造業(yè)可分兩大類(lèi),一類(lèi)為12英寸芯片生產(chǎn)線(xiàn),以進(jìn)口設(shè)備為主,國(guó)產(chǎn)化率在15%左右。此類(lèi)設(shè)備現(xiàn)階段的困難尚離不開(kāi)原廠(chǎng)的技術(shù)支持,包括軟件升級(jí)等,所以如同福建“晉華”那樣,一旦受阻,幾乎無(wú)還手之力。另一類(lèi)是8英寸及以下生產(chǎn)線(xiàn),設(shè)備主體以翻新的二手設(shè)備為主,國(guó)內(nèi)支持能力強(qiáng),采用翻新加國(guó)產(chǎn)設(shè)備配套是理想方案,它表示即便在美國(guó)重圧下,國(guó)內(nèi)至少在130納米的8英寸生產(chǎn)線(xiàn)仍能生存支持下去。

國(guó)內(nèi)如青島芯恩,它的策略更為奏效。芯恩采用自行翻新二手設(shè)備的方法,聘請(qǐng)日本、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū),韓國(guó)等多位有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)備維護(hù)工程師,自已采購(gòu)二手設(shè)備,自已進(jìn)行翻新。同時(shí)大力培養(yǎng)國(guó)內(nèi)年青的設(shè)備維護(hù)工程師。如果堅(jiān)持此法數(shù)年,可以實(shí)現(xiàn)芯片生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)行的自主可控,而且待條件成熟,依靠這批維護(hù)工程師為主力可以自行生產(chǎn)制造設(shè)備,顯然要注意知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等。

培養(yǎng)優(yōu)秀人材是重中之重的大事。

半導(dǎo)體設(shè)備中最為困難是光刻機(jī),而光刻機(jī)攻關(guān)中最困難的可能是鏡頭,它由德國(guó)、日本壟斷,所以鏡頭部分必須集國(guó)內(nèi)力量攻關(guān)早日解決。

要早作準(zhǔn)備

貿(mào)易戰(zhàn)下把中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)逼到絕路上來(lái),顯然在任何情況下不能放棄全球化,但是別無(wú)選擇必須馬上執(zhí)行“備胎”計(jì)劃,以上EDA工具及半導(dǎo)體設(shè)備與材料等是首當(dāng)其沖。盡管實(shí)際上的困難是前所未有,但是要相信自已,世上無(wú)難事,只怕有心人。

美國(guó)打圧中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)此次是鐵了心,幾乎想要斬草除根,因此千萬(wàn)不能存僥幸心理,要早作準(zhǔn)備,從可能“最壞”的地方著手,予以足夠的重視。

對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)必須從產(chǎn)業(yè)層面,以及若干骨干企業(yè)方面,要從兩個(gè)角度同時(shí)作出相應(yīng)的對(duì)策。

要看到現(xiàn)時(shí)美國(guó)的強(qiáng)大是暫時(shí)的,從另一方面反映它可能是走向衰落時(shí)的掙扎,對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè),它的最壞結(jié)果已經(jīng)清楚,因此也沒(méi)有什么可以擔(dān)憂(yōu)與害怕,相信只有奮力去一搏,實(shí)際上命運(yùn)是掌握在自己手中,及早動(dòng)手才有打勝此仗的希望。

注:文中引用蜀山熊貓 真視界的 部分內(nèi)容,表示感謝!

走進(jìn)粵芯半導(dǎo)體 了解小芯片背后的大產(chǎn)業(yè)

走進(jìn)粵芯半導(dǎo)體 了解小芯片背后的大產(chǎn)業(yè)

集成電路,又稱(chēng)芯片,是絕大多數(shù)電子設(shè)備的核心組成部分,被譽(yù)為“工業(yè)糧食”。它不僅在智能手機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、汽車(chē)等電子設(shè)備方面得到廣泛的應(yīng)用,在軍事、通信、遙控等方面也不可或缺,對(duì)5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛等都是必不可少的基礎(chǔ)。

然而,芯片制造又是世界上最為復(fù)雜的制造業(yè)。以采用了20納米工藝的蘋(píng)果A8手機(jī)芯片為例,其在不足指甲蓋大小的空間里,包含了20億個(gè)晶體管結(jié)構(gòu),內(nèi)部猶如一座超級(jí)城市。所以芯片被業(yè)界稱(chēng)為“集人類(lèi)超精細(xì)加工技術(shù)之大成”。

一個(gè)小小的芯片,是如何誕生的呢?在廣州市黃埔區(qū)中新知識(shí)城,有一家芯片制造企業(yè)——廣州粵芯半導(dǎo)體技術(shù)有限公司,擁有廣州第一條12英寸芯片生產(chǎn)線(xiàn),也是廣東省及粵港澳大灣區(qū)目前唯一進(jìn)入量產(chǎn)的12英寸芯片生產(chǎn)平臺(tái)。昨日,記者采訪(fǎng)了粵芯半導(dǎo)體市場(chǎng)及營(yíng)銷(xiāo)副總裁李海明博士。

芯片制造“點(diǎn)沙成金”五步走

1.打造地基——晶圓

硅是芯片最重要的基礎(chǔ)材料,是地球上第二豐富的資源,但更多以二氧化硅,也就是沙子的形態(tài)儲(chǔ)存在地球上。制造芯片,首先要從二氧化硅提煉出高純度的硅晶體,制成硅錠,再切割成薄脆的圓盤(pán)形狀,拋光后形成晶圓,這相當(dāng)于芯片的“地基”。

李海明說(shuō),12英寸晶圓是指晶圓的直徑為12英寸,其他常見(jiàn)的晶圓尺寸,還有8英寸和6英寸。“晶圓尺寸越大,在同一個(gè)圓片上生產(chǎn)切割的芯片就越多,但同時(shí)對(duì)材料技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的要求也會(huì)更高。目前粵芯半導(dǎo)體主要生產(chǎn)12英寸晶圓?!?/p>

芯片就是以晶圓為“地基”,在上面“建房子”,把所需的電路和器件“建”在硅片上?!氨热缯f(shuō),我們可以在上面沉積一層金屬薄膜,再把這層薄膜刻出圖形,留下一個(gè)金屬連線(xiàn)的圖案,也就是我們需要的電路。而在這層圖形上面還可以再做另一層,每層之間還可以做出互聯(lián)?!敝袊?guó)科協(xié)首席科學(xué)傳播專(zhuān)家張宇識(shí)說(shuō)。

2.光刻

由于芯片內(nèi)的距離以納米為單位,在這么小的范圍內(nèi)布一根根超細(xì)的電線(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)的,所以芯片制造需要用到光刻工藝。

首先,在晶圓上涂一層特殊的光刻膠,再將包含數(shù)十億個(gè)電路元件的芯片藍(lán)圖制作成掩膜,利用光的投影將縮小版的掩膜投影到晶圓的光刻膠膜上。光刻膠膜發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),被光照的地方變得可溶于水,經(jīng)過(guò)顯影清洗后留下的圖案與掩膜上一致。再用特制的化學(xué)藥水蝕刻暴露出來(lái)的晶圓,蝕刻完成后,清除所有光刻膠,便得到縱橫交錯(cuò)的電路溝槽。

3.摻雜

所謂摻雜,是通過(guò)離子注入,賦予硅晶體管的特性。為了改變某些區(qū)域的導(dǎo)電性,覆蓋著光刻膠的晶圓經(jīng)過(guò)離子束(帶正電荷或負(fù)電荷的原子)轟擊后,未被光刻膠覆蓋的部分嵌入了雜質(zhì)(高速離子沖進(jìn)未被光刻膠覆蓋的硅的表面),硅里進(jìn)入了雜質(zhì),便會(huì)改變某些區(qū)域硅的導(dǎo)電性。

4.薄膜沉積

通過(guò)化學(xué)或者物理氣相金屬沉積,再重復(fù)光刻和蝕刻工藝,進(jìn)行金屬連接。一個(gè)正常運(yùn)作的芯片需要連接數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的傳導(dǎo)線(xiàn)路,包含幾十層結(jié)構(gòu),每層結(jié)構(gòu)的形成,都離不開(kāi)光刻和蝕刻。平面上看,像密集交織的高速公路;立體上看,像是擁有許多房間、樓宇的“超級(jí)城市”。

5.封裝與測(cè)試

封裝環(huán)節(jié),即把裸片放在一塊起到承載作用的基板上,把管腳引出來(lái),然后固定包裝成為一個(gè)整體。封裝后測(cè)試,即對(duì)已制造完成的芯片進(jìn)行結(jié)構(gòu)及電氣功能的確認(rèn),以保證芯片符合系統(tǒng)的需求。

國(guó)產(chǎn)芯片需要補(bǔ)哪些短板

EDA、IP和設(shè)計(jì)服務(wù)

從上述制造工藝開(kāi)始看出,掩膜,即芯片藍(lán)圖的復(fù)雜程度,是決定芯片性能的關(guān)鍵。

其中,在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域,有一家不得不提的“圖紙”提供商——英國(guó)ARM公司。它是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)提供商,全世界超過(guò)95%的智能手機(jī)和平板電腦都采用ARM架構(gòu),包括蘋(píng)果、華為。

根據(jù)自身產(chǎn)品的性能需求,在“圖紙”上進(jìn)行進(jìn)一步改造,需要用到專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)軟件,統(tǒng)稱(chēng)為EDA軟件。在EDA軟件全球市場(chǎng)中,德國(guó)以及美國(guó)技術(shù)領(lǐng)先。EDA、IP和設(shè)計(jì)服務(wù),是整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的技術(shù)源頭,也是中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中最為薄弱的環(huán)節(jié)。

極紫外線(xiàn)光刻機(jī)

制造芯片需要大量精致的光學(xué)技術(shù)、材料技術(shù)以及精密的加工技術(shù)。其中的高精度光刻機(jī),更是整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的命門(mén)之所在。目前,全球僅有極少數(shù)的光刻機(jī)設(shè)備廠(chǎng)商能夠研制出高端光刻機(jī),而荷蘭的ASML則擁有全球晶圓廠(chǎng)光刻機(jī)設(shè)備高達(dá)八成的市場(chǎng)份額。

該公司最先進(jìn)的EUV(極紫外線(xiàn))光刻機(jī)已經(jīng)能夠制造7納米以下制程的芯片。在這臺(tái)光刻機(jī)中,每秒在真空環(huán)境中,從底部容器流出5萬(wàn)滴融化的錫液,激光束照射每一滴液體產(chǎn)生等離子體,從而釋放出更短的波長(zhǎng),產(chǎn)生極紫外線(xiàn),通過(guò)超高精度的反射鏡引導(dǎo)光線(xiàn)。這臺(tái)光刻機(jī)也被稱(chēng)為現(xiàn)代工業(yè)的皇冠,是地球上最精密的儀器之一。

去年國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)量達(dá)2018億塊

過(guò)去幾年,國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)量大增。以2019年數(shù)據(jù)為例,國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)量達(dá)到2018億塊,同比增長(zhǎng)16%,不過(guò)在核心芯片方面自給率仍然很低,不足3%。

“我們和國(guó)外領(lǐng)先企業(yè)相比,比如英特爾、三星,大概有2-3個(gè)世代以上的差異?!崩詈C魈寡?,目前粵芯50%以上的原材料晶圓是日本提供的,薄膜、刻蝕、擴(kuò)散等生產(chǎn)設(shè)備的制造技術(shù)幾乎都掌握在國(guó)外廠(chǎng)商手里。

大灣區(qū)是芯片需求高地

廣東是中國(guó)主要的集成電路元器件市場(chǎng)和重要的電子整機(jī)生產(chǎn)基地,占據(jù)60%以上的集成電路市場(chǎng)需求。

“粵港澳大灣區(qū)最大的優(yōu)勢(shì)是,在這里能找到不同等級(jí)的電子產(chǎn)品。從廣州到東莞再到深圳,這一帶是中國(guó)重要的消費(fèi)型電子產(chǎn)品制造發(fā)源地。珠江另一岸,從廣州到佛山、中山到珠海,這一帶又是中國(guó)非常重要的大中型家電生產(chǎn)基地。所以,粵港澳大灣區(qū)是所有電子行業(yè)企業(yè)都能夠找到貼近市場(chǎng)、又找到后端應(yīng)用資源的地方?!崩詈C髡f(shuō)。

2018年底,廣州市出臺(tái)《加快發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的若干措施》,明確將集成電路作為廣州市產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略重點(diǎn)。廣州擁有泰斗微電子、潤(rùn)芯、硅芯、新岸線(xiàn)、昂寶、安凱等一批集成電路設(shè)計(jì)企業(yè),以及興森快捷、安捷利、風(fēng)華芯電、新星微電子等一批封裝測(cè)試企業(yè),粵芯項(xiàng)目更是填補(bǔ)芯片制造空白。

粵芯半導(dǎo)體逆勢(shì)增資

疫情是否對(duì)粵芯的生產(chǎn)造成影響?李海明表示,2020年第一季度,粵芯半導(dǎo)體在受到新冠肺炎疫情影響的情況下,超額完成了預(yù)計(jì)生產(chǎn)出貨目標(biāo)——首季產(chǎn)出高出預(yù)期25%。

今年2月,粵芯半導(dǎo)體二期項(xiàng)目成功擴(kuò)產(chǎn)簽約,新增投資65億元?;浶景雽?dǎo)體逆勢(shì)增資擴(kuò)產(chǎn)為發(fā)展按下“啟動(dòng)鍵”的同時(shí),也摁下“加速鍵”,朝著釋放產(chǎn)能、滿(mǎn)足粵港澳大灣區(qū)芯片市場(chǎng)需求的方向加速。

中芯國(guó)際科創(chuàng)板IPO申請(qǐng)獲受理

中芯國(guó)際科創(chuàng)板IPO申請(qǐng)獲受理

6月1日,上交所已受理中芯國(guó)際集成電路制造有限公司科創(chuàng)板上市申請(qǐng),保薦機(jī)構(gòu)為海通證券和中金公司。

招股書(shū)顯示,中芯國(guó)際本次初始發(fā)行的股票數(shù)量不超過(guò)168,562.00萬(wàn)股,不涉及股東公開(kāi)發(fā)售股份,不超過(guò)初始發(fā)行后股份總數(shù)的25.00%,每股面值0.004美元,募集資金總額高達(dá)200億元。實(shí)際募集資金扣除發(fā)行費(fèi)用后的凈額計(jì)劃投入3個(gè)項(xiàng)目:12英寸芯片SN1項(xiàng)目、先進(jìn)及成熟工藝研發(fā)項(xiàng)目?jī)?chǔ)備資金、以及補(bǔ)充流動(dòng)資金。

Source:公告截圖

其中,“12英寸芯片SN1項(xiàng)目”的募集資金投資額為800,000.00萬(wàn)元,該項(xiàng)目載體為中芯國(guó)際的重要子公司中芯南方。中芯南方成立于2016年12月,該項(xiàng)目規(guī)劃月產(chǎn)能3.5萬(wàn)片,已建設(shè)月產(chǎn)能6000片,是中國(guó)大陸第一條FinFET工藝生產(chǎn)線(xiàn),也是中芯國(guó)際14納米及以下先進(jìn)工藝研發(fā)和量產(chǎn)的主要承載平臺(tái)。

募集資金將用于將該生產(chǎn)線(xiàn)的月產(chǎn)能從6000片擴(kuò)充到3.5萬(wàn)片。中芯國(guó)際表示,14納米是中國(guó)大陸已量產(chǎn)、最先進(jìn)的集成電路晶圓代工工藝,14納米以下工藝目前在中國(guó)大陸尚處于研發(fā)階段,繼續(xù)完善14納米工藝并開(kāi)展14納米以下工藝技術(shù)研發(fā),對(duì)于進(jìn)一步保持并提升公司在中國(guó)大陸集成電路晶圓代工領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)具有重要意義。

而先進(jìn)及成熟工藝研發(fā)項(xiàng)目?jī)?chǔ)備資金項(xiàng)目的募集資金投資額為 400,000.00萬(wàn)元,用于工藝研發(fā)以提升公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

莫大康:要早作準(zhǔn)備

莫大康:要早作準(zhǔn)備

美國(guó)對(duì)于華為新一輪的打擊。它是經(jīng)過(guò)一年時(shí)間的精心準(zhǔn)備,此次實(shí)施了無(wú)邊際的精準(zhǔn)打擊,初步估計(jì)未來(lái)華為、海思要自研芯片實(shí)現(xiàn)它的先進(jìn)性及差異化,可能越來(lái)越困難。

對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展一定要有強(qiáng)烈的危機(jī)感,由于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的日益強(qiáng)大,動(dòng)了美方的奶酪。要警惕美方會(huì)錯(cuò)誤地估計(jì)形勢(shì),低估中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的韌性及剛性,所以未來(lái)對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的打擊會(huì)更加的嚴(yán)重,如可能實(shí)施“實(shí)體清單”的擴(kuò)大化,或者進(jìn)一步控制半導(dǎo)體設(shè)備與材料的出口等。

在危機(jī)感的思路下,中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)要加速“備胎”的計(jì)劃實(shí)施,主要包括以下兩個(gè)方面:

1), EDA工具

中國(guó)的fabless業(yè)離不開(kāi)EDA工具,盡管180nm/350nm以上的部分老工藝線(xiàn)是可以用破解版或國(guó)產(chǎn)替代版繼續(xù)做下去,但是深亞微米級(jí)130nm/90nm開(kāi)始就很難離得開(kāi)正版授權(quán)了,越往下越難,到了22nm以下,就幾乎完全不可能了。

國(guó)際上EDA的三巨頭均是美系,而且成立時(shí)間久,如Synopsys 1986,Cadence 1988及Mentor1981。其中Synopsys在全球有13,200人,國(guó)內(nèi)員工超過(guò)1,200人,年銷(xiāo)售額超過(guò)30億美元,Cadence有7,600人,國(guó)內(nèi)400人及年銷(xiāo)售額21.48億美元,Mentor 有6,000人,國(guó)內(nèi)員工 100人,年銷(xiāo)售額為12.8億美元。

除了EDA工具之外Synopsys, Cadence的另一個(gè)殺手锏級(jí)的壟斷產(chǎn)品:接口類(lèi)IP,這是每一顆SoC必不可少的東西,比如:高速SerDes, ethernet以太網(wǎng),PCIE, CPRI, SATA,USB,Type-C,MIPI, HDMI,DP……還有DDR等目前Synopsys 的IP業(yè)務(wù)在總營(yíng)收里占第二。

到了7nm,5nm下,能做到所有類(lèi)型的接口IP都提供的,還是只有Synopsys或Cadence。

扶持本土EDA的發(fā)展,需要很長(zhǎng)的路要走,技術(shù)壁壘、專(zhuān)利壁壘此類(lèi)東西并不是砸錢(qián)就可以破掉的,華人工程師在美國(guó)本土被防得很死,尤其是在核心技術(shù)上;而且EDA這個(gè)行業(yè)很燒錢(qián),未來(lái)回報(bào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上互聯(lián)網(wǎng)行業(yè),其總的市場(chǎng)規(guī)模也就100億美元,這個(gè)只能靠國(guó)家政策的大力扶持及企業(yè)的堅(jiān)持不懈努力。

從策略上沒(méi)必要一開(kāi)始就以徹底取代為目的,建立一個(gè)獨(dú)有的體系,可以從局部突破,把某一類(lèi)工具做到極致,比如現(xiàn)在華大九天的模擬產(chǎn)品仿真工具就是一個(gè)很好的突破口,像Ansys那樣,成為工藝廠(chǎng)的金標(biāo)準(zhǔn),人家想踢你都踢不掉,客戶(hù)不答應(yīng)啊。

EDA及IP是兩件事,都需要與芯片制造廠(chǎng)協(xié)同發(fā)展,各司其職,讓專(zhuān)業(yè)的人做自己最擅長(zhǎng)的事,避免惡性競(jìng)爭(zhēng),才是效率最高的策略。在EDA還沒(méi)起步的時(shí)候,就先為現(xiàn)有的能在世界上排上號(hào)的IP公司和代工廠(chǎng),促成IP聯(lián)盟,然后再帶動(dòng)國(guó)內(nèi)EDA業(yè)的發(fā)展。

2),半導(dǎo)體設(shè)備與材料

半導(dǎo)體設(shè)備與材料是十分困難的事,要全盤(pán)國(guó)產(chǎn)化從理論上幾乎是不可能的。

業(yè)內(nèi)有人建議建條非美系設(shè)備的生產(chǎn)線(xiàn),相信集日本、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)加韓國(guó)的設(shè)備能連通線(xiàn),由于工藝與設(shè)備緊密相連,成本很高,花費(fèi)時(shí)間,而且其中如果日系設(shè)備占比太多恐怕也不是長(zhǎng)久之計(jì)。

從現(xiàn)狀觀(guān)察中國(guó)的芯片制造業(yè)可分兩大類(lèi),一類(lèi)為12英寸芯片生產(chǎn)線(xiàn),以進(jìn)口設(shè)備為主,國(guó)產(chǎn)化率在15%左右。此類(lèi)設(shè)備現(xiàn)階段的困難尚離不開(kāi)原廠(chǎng)的技術(shù)支持,包括軟件升級(jí)等,所以如同福建“晉華”那樣,一旦受阻,幾乎無(wú)還手之力。另一類(lèi)是8英寸及以下生產(chǎn)線(xiàn),設(shè)備主體以翻新的二手設(shè)備為主,國(guó)內(nèi)支持能力強(qiáng),采用翻新加國(guó)產(chǎn)設(shè)備配套是理想方案,它表示即便在美國(guó)重圧下,國(guó)內(nèi)至少在130納米的8英寸生產(chǎn)線(xiàn)仍能生存支持下去。

國(guó)內(nèi)如青島芯恩,它的策略更為奏效。芯恩采用自行翻新二手設(shè)備的方法,聘請(qǐng)日本、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū),韓國(guó)等多位有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)備維護(hù)工程師,自已采購(gòu)二手設(shè)備,自已進(jìn)行翻新。同時(shí)大力培養(yǎng)國(guó)內(nèi)年青的設(shè)備維護(hù)工程師。如果堅(jiān)持此法數(shù)年,可以實(shí)現(xiàn)芯片生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)行的自主可控,而且待條件成熟,依靠這批維護(hù)工程師為主力可以自行生產(chǎn)制造設(shè)備,顯然要注意知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等。

培養(yǎng)優(yōu)秀人材是重中之重的大事。

半導(dǎo)體設(shè)備中最為困難是光刻機(jī),而光刻機(jī)攻關(guān)中最困難的可能是鏡頭,它由德國(guó)、日本壟斷,所以鏡頭部分必須集國(guó)內(nèi)力量攻關(guān)早日解決。

要早作準(zhǔn)備

貿(mào)易戰(zhàn)下把中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)逼到絕路上來(lái),顯然在任何情況下不能放棄全球化,但是別無(wú)選擇必須馬上執(zhí)行“備胎”計(jì)劃,以上EDA工具及半導(dǎo)體設(shè)備與材料等是首當(dāng)其沖。盡管實(shí)際上的困難是前所未有,但是要相信自已,世上無(wú)難事,只怕有心人。

美國(guó)打圧中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)此次是鐵了心,幾乎想要斬草除根,因此千萬(wàn)不能存僥幸心理,要早作準(zhǔn)備,從可能“最壞”的地方著手,予以足夠的重視。

對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)必須從產(chǎn)業(yè)層面,以及若干骨干企業(yè)方面,要從兩個(gè)角度同時(shí)作出相應(yīng)的對(duì)策。

要看到現(xiàn)時(shí)美國(guó)的強(qiáng)大是暫時(shí)的,從另一方面反映它可能是走向衰落時(shí)的掙扎,對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè),它的最壞結(jié)果已經(jīng)清楚,因此也沒(méi)有什么可以擔(dān)憂(yōu)與害怕,相信只有奮力去一搏,實(shí)際上命運(yùn)是掌握在自己手中,及早動(dòng)手才有打勝此仗的希望。

注:文中引用蜀山熊貓 真視界的 部分內(nèi)容,表示感謝!

走進(jìn)粵芯半導(dǎo)體 了解小芯片背后的大產(chǎn)業(yè)

走進(jìn)粵芯半導(dǎo)體 了解小芯片背后的大產(chǎn)業(yè)

集成電路,又稱(chēng)芯片,是絕大多數(shù)電子設(shè)備的核心組成部分,被譽(yù)為“工業(yè)糧食”。它不僅在智能手機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、汽車(chē)等電子設(shè)備方面得到廣泛的應(yīng)用,在軍事、通信、遙控等方面也不可或缺,對(duì)5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛等都是必不可少的基礎(chǔ)。

然而,芯片制造又是世界上最為復(fù)雜的制造業(yè)。以采用了20納米工藝的蘋(píng)果A8手機(jī)芯片為例,其在不足指甲蓋大小的空間里,包含了20億個(gè)晶體管結(jié)構(gòu),內(nèi)部猶如一座超級(jí)城市。所以芯片被業(yè)界稱(chēng)為“集人類(lèi)超精細(xì)加工技術(shù)之大成”。

一個(gè)小小的芯片,是如何誕生的呢?在廣州市黃埔區(qū)中新知識(shí)城,有一家芯片制造企業(yè)——廣州粵芯半導(dǎo)體技術(shù)有限公司,擁有廣州第一條12英寸芯片生產(chǎn)線(xiàn),也是廣東省及粵港澳大灣區(qū)目前唯一進(jìn)入量產(chǎn)的12英寸芯片生產(chǎn)平臺(tái)。昨日,記者采訪(fǎng)了粵芯半導(dǎo)體市場(chǎng)及營(yíng)銷(xiāo)副總裁李海明博士。

芯片制造“點(diǎn)沙成金”五步走

1.打造地基——晶圓

硅是芯片最重要的基礎(chǔ)材料,是地球上第二豐富的資源,但更多以二氧化硅,也就是沙子的形態(tài)儲(chǔ)存在地球上。制造芯片,首先要從二氧化硅提煉出高純度的硅晶體,制成硅錠,再切割成薄脆的圓盤(pán)形狀,拋光后形成晶圓,這相當(dāng)于芯片的“地基”。

李海明說(shuō),12英寸晶圓是指晶圓的直徑為12英寸,其他常見(jiàn)的晶圓尺寸,還有8英寸和6英寸。“晶圓尺寸越大,在同一個(gè)圓片上生產(chǎn)切割的芯片就越多,但同時(shí)對(duì)材料技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的要求也會(huì)更高。目前粵芯半導(dǎo)體主要生產(chǎn)12英寸晶圓。”

芯片就是以晶圓為“地基”,在上面“建房子”,把所需的電路和器件“建”在硅片上。“比如說(shuō),我們可以在上面沉積一層金屬薄膜,再把這層薄膜刻出圖形,留下一個(gè)金屬連線(xiàn)的圖案,也就是我們需要的電路。而在這層圖形上面還可以再做另一層,每層之間還可以做出互聯(lián)?!敝袊?guó)科協(xié)首席科學(xué)傳播專(zhuān)家張宇識(shí)說(shuō)。

2.光刻

由于芯片內(nèi)的距離以納米為單位,在這么小的范圍內(nèi)布一根根超細(xì)的電線(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)的,所以芯片制造需要用到光刻工藝。

首先,在晶圓上涂一層特殊的光刻膠,再將包含數(shù)十億個(gè)電路元件的芯片藍(lán)圖制作成掩膜,利用光的投影將縮小版的掩膜投影到晶圓的光刻膠膜上。光刻膠膜發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),被光照的地方變得可溶于水,經(jīng)過(guò)顯影清洗后留下的圖案與掩膜上一致。再用特制的化學(xué)藥水蝕刻暴露出來(lái)的晶圓,蝕刻完成后,清除所有光刻膠,便得到縱橫交錯(cuò)的電路溝槽。

3.摻雜

所謂摻雜,是通過(guò)離子注入,賦予硅晶體管的特性。為了改變某些區(qū)域的導(dǎo)電性,覆蓋著光刻膠的晶圓經(jīng)過(guò)離子束(帶正電荷或負(fù)電荷的原子)轟擊后,未被光刻膠覆蓋的部分嵌入了雜質(zhì)(高速離子沖進(jìn)未被光刻膠覆蓋的硅的表面),硅里進(jìn)入了雜質(zhì),便會(huì)改變某些區(qū)域硅的導(dǎo)電性。

4.薄膜沉積

通過(guò)化學(xué)或者物理氣相金屬沉積,再重復(fù)光刻和蝕刻工藝,進(jìn)行金屬連接。一個(gè)正常運(yùn)作的芯片需要連接數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的傳導(dǎo)線(xiàn)路,包含幾十層結(jié)構(gòu),每層結(jié)構(gòu)的形成,都離不開(kāi)光刻和蝕刻。平面上看,像密集交織的高速公路;立體上看,像是擁有許多房間、樓宇的“超級(jí)城市”。

5.封裝與測(cè)試

封裝環(huán)節(jié),即把裸片放在一塊起到承載作用的基板上,把管腳引出來(lái),然后固定包裝成為一個(gè)整體。封裝后測(cè)試,即對(duì)已制造完成的芯片進(jìn)行結(jié)構(gòu)及電氣功能的確認(rèn),以保證芯片符合系統(tǒng)的需求。

國(guó)產(chǎn)芯片需要補(bǔ)哪些短板

EDA、IP和設(shè)計(jì)服務(wù)

從上述制造工藝開(kāi)始看出,掩膜,即芯片藍(lán)圖的復(fù)雜程度,是決定芯片性能的關(guān)鍵。

其中,在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域,有一家不得不提的“圖紙”提供商——英國(guó)ARM公司。它是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)提供商,全世界超過(guò)95%的智能手機(jī)和平板電腦都采用ARM架構(gòu),包括蘋(píng)果、華為。

根據(jù)自身產(chǎn)品的性能需求,在“圖紙”上進(jìn)行進(jìn)一步改造,需要用到專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)軟件,統(tǒng)稱(chēng)為EDA軟件。在EDA軟件全球市場(chǎng)中,德國(guó)以及美國(guó)技術(shù)領(lǐng)先。EDA、IP和設(shè)計(jì)服務(wù),是整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的技術(shù)源頭,也是中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中最為薄弱的環(huán)節(jié)。

極紫外線(xiàn)光刻機(jī)

制造芯片需要大量精致的光學(xué)技術(shù)、材料技術(shù)以及精密的加工技術(shù)。其中的高精度光刻機(jī),更是整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的命門(mén)之所在。目前,全球僅有極少數(shù)的光刻機(jī)設(shè)備廠(chǎng)商能夠研制出高端光刻機(jī),而荷蘭的ASML則擁有全球晶圓廠(chǎng)光刻機(jī)設(shè)備高達(dá)八成的市場(chǎng)份額。

該公司最先進(jìn)的EUV(極紫外線(xiàn))光刻機(jī)已經(jīng)能夠制造7納米以下制程的芯片。在這臺(tái)光刻機(jī)中,每秒在真空環(huán)境中,從底部容器流出5萬(wàn)滴融化的錫液,激光束照射每一滴液體產(chǎn)生等離子體,從而釋放出更短的波長(zhǎng),產(chǎn)生極紫外線(xiàn),通過(guò)超高精度的反射鏡引導(dǎo)光線(xiàn)。這臺(tái)光刻機(jī)也被稱(chēng)為現(xiàn)代工業(yè)的皇冠,是地球上最精密的儀器之一。

去年國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)量達(dá)2018億塊

過(guò)去幾年,國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)量大增。以2019年數(shù)據(jù)為例,國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)量達(dá)到2018億塊,同比增長(zhǎng)16%,不過(guò)在核心芯片方面自給率仍然很低,不足3%。

“我們和國(guó)外領(lǐng)先企業(yè)相比,比如英特爾、三星,大概有2-3個(gè)世代以上的差異。”李海明坦言,目前粵芯50%以上的原材料晶圓是日本提供的,薄膜、刻蝕、擴(kuò)散等生產(chǎn)設(shè)備的制造技術(shù)幾乎都掌握在國(guó)外廠(chǎng)商手里。

大灣區(qū)是芯片需求高地

廣東是中國(guó)主要的集成電路元器件市場(chǎng)和重要的電子整機(jī)生產(chǎn)基地,占據(jù)60%以上的集成電路市場(chǎng)需求。

“粵港澳大灣區(qū)最大的優(yōu)勢(shì)是,在這里能找到不同等級(jí)的電子產(chǎn)品。從廣州到東莞再到深圳,這一帶是中國(guó)重要的消費(fèi)型電子產(chǎn)品制造發(fā)源地。珠江另一岸,從廣州到佛山、中山到珠海,這一帶又是中國(guó)非常重要的大中型家電生產(chǎn)基地。所以,粵港澳大灣區(qū)是所有電子行業(yè)企業(yè)都能夠找到貼近市場(chǎng)、又找到后端應(yīng)用資源的地方?!崩詈C髡f(shuō)。

2018年底,廣州市出臺(tái)《加快發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的若干措施》,明確將集成電路作為廣州市產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略重點(diǎn)。廣州擁有泰斗微電子、潤(rùn)芯、硅芯、新岸線(xiàn)、昂寶、安凱等一批集成電路設(shè)計(jì)企業(yè),以及興森快捷、安捷利、風(fēng)華芯電、新星微電子等一批封裝測(cè)試企業(yè),粵芯項(xiàng)目更是填補(bǔ)芯片制造空白。

粵芯半導(dǎo)體逆勢(shì)增資

疫情是否對(duì)粵芯的生產(chǎn)造成影響?李海明表示,2020年第一季度,粵芯半導(dǎo)體在受到新冠肺炎疫情影響的情況下,超額完成了預(yù)計(jì)生產(chǎn)出貨目標(biāo)——首季產(chǎn)出高出預(yù)期25%。

今年2月,粵芯半導(dǎo)體二期項(xiàng)目成功擴(kuò)產(chǎn)簽約,新增投資65億元。粵芯半導(dǎo)體逆勢(shì)增資擴(kuò)產(chǎn)為發(fā)展按下“啟動(dòng)鍵”的同時(shí),也摁下“加速鍵”,朝著釋放產(chǎn)能、滿(mǎn)足粵港澳大灣區(qū)芯片市場(chǎng)需求的方向加速。

中芯國(guó)際科創(chuàng)板IPO申請(qǐng)獲受理

中芯國(guó)際科創(chuàng)板IPO申請(qǐng)獲受理

6月1日,上交所已受理中芯國(guó)際集成電路制造有限公司科創(chuàng)板上市申請(qǐng),保薦機(jī)構(gòu)為海通證券和中金公司。

招股書(shū)顯示,中芯國(guó)際本次初始發(fā)行的股票數(shù)量不超過(guò)168,562.00萬(wàn)股,不涉及股東公開(kāi)發(fā)售股份,不超過(guò)初始發(fā)行后股份總數(shù)的25.00%,每股面值0.004美元,募集資金總額高達(dá)200億元。實(shí)際募集資金扣除發(fā)行費(fèi)用后的凈額計(jì)劃投入3個(gè)項(xiàng)目:12英寸芯片SN1項(xiàng)目、先進(jìn)及成熟工藝研發(fā)項(xiàng)目?jī)?chǔ)備資金、以及補(bǔ)充流動(dòng)資金。

Source:公告截圖

其中,“12英寸芯片SN1項(xiàng)目”的募集資金投資額為800,000.00萬(wàn)元,該項(xiàng)目載體為中芯國(guó)際的重要子公司中芯南方。中芯南方成立于2016年12月,該項(xiàng)目規(guī)劃月產(chǎn)能3.5萬(wàn)片,已建設(shè)月產(chǎn)能6000片,是中國(guó)大陸第一條FinFET工藝生產(chǎn)線(xiàn),也是中芯國(guó)際14納米及以下先進(jìn)工藝研發(fā)和量產(chǎn)的主要承載平臺(tái)。

募集資金將用于將該生產(chǎn)線(xiàn)的月產(chǎn)能從6000片擴(kuò)充到3.5萬(wàn)片。中芯國(guó)際表示,14納米是中國(guó)大陸已量產(chǎn)、最先進(jìn)的集成電路晶圓代工工藝,14納米以下工藝目前在中國(guó)大陸尚處于研發(fā)階段,繼續(xù)完善14納米工藝并開(kāi)展14納米以下工藝技術(shù)研發(fā),對(duì)于進(jìn)一步保持并提升公司在中國(guó)大陸集成電路晶圓代工領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)具有重要意義。

而先進(jìn)及成熟工藝研發(fā)項(xiàng)目?jī)?chǔ)備資金項(xiàng)目的募集資金投資額為 400,000.00萬(wàn)元,用于工藝研發(fā)以提升公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

莫大康:要早作準(zhǔn)備

莫大康:要早作準(zhǔn)備

美國(guó)對(duì)于華為新一輪的打擊。它是經(jīng)過(guò)一年時(shí)間的精心準(zhǔn)備,此次實(shí)施了無(wú)邊際的精準(zhǔn)打擊,初步估計(jì)未來(lái)華為、海思要自研芯片實(shí)現(xiàn)它的先進(jìn)性及差異化,可能越來(lái)越困難。

對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展一定要有強(qiáng)烈的危機(jī)感,由于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的日益強(qiáng)大,動(dòng)了美方的奶酪。要警惕美方會(huì)錯(cuò)誤地估計(jì)形勢(shì),低估中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的韌性及剛性,所以未來(lái)對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的打擊會(huì)更加的嚴(yán)重,如可能實(shí)施“實(shí)體清單”的擴(kuò)大化,或者進(jìn)一步控制半導(dǎo)體設(shè)備與材料的出口等。

在危機(jī)感的思路下,中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)要加速“備胎”的計(jì)劃實(shí)施,主要包括以下兩個(gè)方面:

1), EDA工具

中國(guó)的fabless業(yè)離不開(kāi)EDA工具,盡管180nm/350nm以上的部分老工藝線(xiàn)是可以用破解版或國(guó)產(chǎn)替代版繼續(xù)做下去,但是深亞微米級(jí)130nm/90nm開(kāi)始就很難離得開(kāi)正版授權(quán)了,越往下越難,到了22nm以下,就幾乎完全不可能了。

國(guó)際上EDA的三巨頭均是美系,而且成立時(shí)間久,如Synopsys 1986,Cadence 1988及Mentor1981。其中Synopsys在全球有13,200人,國(guó)內(nèi)員工超過(guò)1,200人,年銷(xiāo)售額超過(guò)30億美元,Cadence有7,600人,國(guó)內(nèi)400人及年銷(xiāo)售額21.48億美元,Mentor 有6,000人,國(guó)內(nèi)員工 100人,年銷(xiāo)售額為12.8億美元。

除了EDA工具之外Synopsys, Cadence的另一個(gè)殺手锏級(jí)的壟斷產(chǎn)品:接口類(lèi)IP,這是每一顆SoC必不可少的東西,比如:高速SerDes, ethernet以太網(wǎng),PCIE, CPRI, SATA,USB,Type-C,MIPI, HDMI,DP……還有DDR等目前Synopsys 的IP業(yè)務(wù)在總營(yíng)收里占第二。

到了7nm,5nm下,能做到所有類(lèi)型的接口IP都提供的,還是只有Synopsys或Cadence。

扶持本土EDA的發(fā)展,需要很長(zhǎng)的路要走,技術(shù)壁壘、專(zhuān)利壁壘此類(lèi)東西并不是砸錢(qián)就可以破掉的,華人工程師在美國(guó)本土被防得很死,尤其是在核心技術(shù)上;而且EDA這個(gè)行業(yè)很燒錢(qián),未來(lái)回報(bào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上互聯(lián)網(wǎng)行業(yè),其總的市場(chǎng)規(guī)模也就100億美元,這個(gè)只能靠國(guó)家政策的大力扶持及企業(yè)的堅(jiān)持不懈努力。

從策略上沒(méi)必要一開(kāi)始就以徹底取代為目的,建立一個(gè)獨(dú)有的體系,可以從局部突破,把某一類(lèi)工具做到極致,比如現(xiàn)在華大九天的模擬產(chǎn)品仿真工具就是一個(gè)很好的突破口,像Ansys那樣,成為工藝廠(chǎng)的金標(biāo)準(zhǔn),人家想踢你都踢不掉,客戶(hù)不答應(yīng)啊。

EDA及IP是兩件事,都需要與芯片制造廠(chǎng)協(xié)同發(fā)展,各司其職,讓專(zhuān)業(yè)的人做自己最擅長(zhǎng)的事,避免惡性競(jìng)爭(zhēng),才是效率最高的策略。在EDA還沒(méi)起步的時(shí)候,就先為現(xiàn)有的能在世界上排上號(hào)的IP公司和代工廠(chǎng),促成IP聯(lián)盟,然后再帶動(dòng)國(guó)內(nèi)EDA業(yè)的發(fā)展。

2),半導(dǎo)體設(shè)備與材料

半導(dǎo)體設(shè)備與材料是十分困難的事,要全盤(pán)國(guó)產(chǎn)化從理論上幾乎是不可能的。

業(yè)內(nèi)有人建議建條非美系設(shè)備的生產(chǎn)線(xiàn),相信集日本、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)加韓國(guó)的設(shè)備能連通線(xiàn),由于工藝與設(shè)備緊密相連,成本很高,花費(fèi)時(shí)間,而且其中如果日系設(shè)備占比太多恐怕也不是長(zhǎng)久之計(jì)。

從現(xiàn)狀觀(guān)察中國(guó)的芯片制造業(yè)可分兩大類(lèi),一類(lèi)為12英寸芯片生產(chǎn)線(xiàn),以進(jìn)口設(shè)備為主,國(guó)產(chǎn)化率在15%左右。此類(lèi)設(shè)備現(xiàn)階段的困難尚離不開(kāi)原廠(chǎng)的技術(shù)支持,包括軟件升級(jí)等,所以如同福建“晉華”那樣,一旦受阻,幾乎無(wú)還手之力。另一類(lèi)是8英寸及以下生產(chǎn)線(xiàn),設(shè)備主體以翻新的二手設(shè)備為主,國(guó)內(nèi)支持能力強(qiáng),采用翻新加國(guó)產(chǎn)設(shè)備配套是理想方案,它表示即便在美國(guó)重圧下,國(guó)內(nèi)至少在130納米的8英寸生產(chǎn)線(xiàn)仍能生存支持下去。

國(guó)內(nèi)如青島芯恩,它的策略更為奏效。芯恩采用自行翻新二手設(shè)備的方法,聘請(qǐng)日本、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū),韓國(guó)等多位有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)備維護(hù)工程師,自已采購(gòu)二手設(shè)備,自已進(jìn)行翻新。同時(shí)大力培養(yǎng)國(guó)內(nèi)年青的設(shè)備維護(hù)工程師。如果堅(jiān)持此法數(shù)年,可以實(shí)現(xiàn)芯片生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)行的自主可控,而且待條件成熟,依靠這批維護(hù)工程師為主力可以自行生產(chǎn)制造設(shè)備,顯然要注意知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等。

培養(yǎng)優(yōu)秀人材是重中之重的大事。

半導(dǎo)體設(shè)備中最為困難是光刻機(jī),而光刻機(jī)攻關(guān)中最困難的可能是鏡頭,它由德國(guó)、日本壟斷,所以鏡頭部分必須集國(guó)內(nèi)力量攻關(guān)早日解決。

要早作準(zhǔn)備

貿(mào)易戰(zhàn)下把中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)逼到絕路上來(lái),顯然在任何情況下不能放棄全球化,但是別無(wú)選擇必須馬上執(zhí)行“備胎”計(jì)劃,以上EDA工具及半導(dǎo)體設(shè)備與材料等是首當(dāng)其沖。盡管實(shí)際上的困難是前所未有,但是要相信自已,世上無(wú)難事,只怕有心人。

美國(guó)打圧中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)此次是鐵了心,幾乎想要斬草除根,因此千萬(wàn)不能存僥幸心理,要早作準(zhǔn)備,從可能“最壞”的地方著手,予以足夠的重視。

對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)必須從產(chǎn)業(yè)層面,以及若干骨干企業(yè)方面,要從兩個(gè)角度同時(shí)作出相應(yīng)的對(duì)策。

要看到現(xiàn)時(shí)美國(guó)的強(qiáng)大是暫時(shí)的,從另一方面反映它可能是走向衰落時(shí)的掙扎,對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè),它的最壞結(jié)果已經(jīng)清楚,因此也沒(méi)有什么可以擔(dān)憂(yōu)與害怕,相信只有奮力去一搏,實(shí)際上命運(yùn)是掌握在自己手中,及早動(dòng)手才有打勝此仗的希望。

注:文中引用蜀山熊貓 真視界的 部分內(nèi)容,表示感謝!

走進(jìn)粵芯半導(dǎo)體 了解小芯片背后的大產(chǎn)業(yè)

走進(jìn)粵芯半導(dǎo)體 了解小芯片背后的大產(chǎn)業(yè)

集成電路,又稱(chēng)芯片,是絕大多數(shù)電子設(shè)備的核心組成部分,被譽(yù)為“工業(yè)糧食”。它不僅在智能手機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、汽車(chē)等電子設(shè)備方面得到廣泛的應(yīng)用,在軍事、通信、遙控等方面也不可或缺,對(duì)5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛等都是必不可少的基礎(chǔ)。

然而,芯片制造又是世界上最為復(fù)雜的制造業(yè)。以采用了20納米工藝的蘋(píng)果A8手機(jī)芯片為例,其在不足指甲蓋大小的空間里,包含了20億個(gè)晶體管結(jié)構(gòu),內(nèi)部猶如一座超級(jí)城市。所以芯片被業(yè)界稱(chēng)為“集人類(lèi)超精細(xì)加工技術(shù)之大成”。

一個(gè)小小的芯片,是如何誕生的呢?在廣州市黃埔區(qū)中新知識(shí)城,有一家芯片制造企業(yè)——廣州粵芯半導(dǎo)體技術(shù)有限公司,擁有廣州第一條12英寸芯片生產(chǎn)線(xiàn),也是廣東省及粵港澳大灣區(qū)目前唯一進(jìn)入量產(chǎn)的12英寸芯片生產(chǎn)平臺(tái)。昨日,記者采訪(fǎng)了粵芯半導(dǎo)體市場(chǎng)及營(yíng)銷(xiāo)副總裁李海明博士。

芯片制造“點(diǎn)沙成金”五步走

1.打造地基——晶圓

硅是芯片最重要的基礎(chǔ)材料,是地球上第二豐富的資源,但更多以二氧化硅,也就是沙子的形態(tài)儲(chǔ)存在地球上。制造芯片,首先要從二氧化硅提煉出高純度的硅晶體,制成硅錠,再切割成薄脆的圓盤(pán)形狀,拋光后形成晶圓,這相當(dāng)于芯片的“地基”。

李海明說(shuō),12英寸晶圓是指晶圓的直徑為12英寸,其他常見(jiàn)的晶圓尺寸,還有8英寸和6英寸?!熬A尺寸越大,在同一個(gè)圓片上生產(chǎn)切割的芯片就越多,但同時(shí)對(duì)材料技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的要求也會(huì)更高。目前粵芯半導(dǎo)體主要生產(chǎn)12英寸晶圓?!?/p>

芯片就是以晶圓為“地基”,在上面“建房子”,把所需的電路和器件“建”在硅片上?!氨热缯f(shuō),我們可以在上面沉積一層金屬薄膜,再把這層薄膜刻出圖形,留下一個(gè)金屬連線(xiàn)的圖案,也就是我們需要的電路。而在這層圖形上面還可以再做另一層,每層之間還可以做出互聯(lián)?!敝袊?guó)科協(xié)首席科學(xué)傳播專(zhuān)家張宇識(shí)說(shuō)。

2.光刻

由于芯片內(nèi)的距離以納米為單位,在這么小的范圍內(nèi)布一根根超細(xì)的電線(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)的,所以芯片制造需要用到光刻工藝。

首先,在晶圓上涂一層特殊的光刻膠,再將包含數(shù)十億個(gè)電路元件的芯片藍(lán)圖制作成掩膜,利用光的投影將縮小版的掩膜投影到晶圓的光刻膠膜上。光刻膠膜發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),被光照的地方變得可溶于水,經(jīng)過(guò)顯影清洗后留下的圖案與掩膜上一致。再用特制的化學(xué)藥水蝕刻暴露出來(lái)的晶圓,蝕刻完成后,清除所有光刻膠,便得到縱橫交錯(cuò)的電路溝槽。

3.摻雜

所謂摻雜,是通過(guò)離子注入,賦予硅晶體管的特性。為了改變某些區(qū)域的導(dǎo)電性,覆蓋著光刻膠的晶圓經(jīng)過(guò)離子束(帶正電荷或負(fù)電荷的原子)轟擊后,未被光刻膠覆蓋的部分嵌入了雜質(zhì)(高速離子沖進(jìn)未被光刻膠覆蓋的硅的表面),硅里進(jìn)入了雜質(zhì),便會(huì)改變某些區(qū)域硅的導(dǎo)電性。

4.薄膜沉積

通過(guò)化學(xué)或者物理氣相金屬沉積,再重復(fù)光刻和蝕刻工藝,進(jìn)行金屬連接。一個(gè)正常運(yùn)作的芯片需要連接數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的傳導(dǎo)線(xiàn)路,包含幾十層結(jié)構(gòu),每層結(jié)構(gòu)的形成,都離不開(kāi)光刻和蝕刻。平面上看,像密集交織的高速公路;立體上看,像是擁有許多房間、樓宇的“超級(jí)城市”。

5.封裝與測(cè)試

封裝環(huán)節(jié),即把裸片放在一塊起到承載作用的基板上,把管腳引出來(lái),然后固定包裝成為一個(gè)整體。封裝后測(cè)試,即對(duì)已制造完成的芯片進(jìn)行結(jié)構(gòu)及電氣功能的確認(rèn),以保證芯片符合系統(tǒng)的需求。

國(guó)產(chǎn)芯片需要補(bǔ)哪些短板

EDA、IP和設(shè)計(jì)服務(wù)

從上述制造工藝開(kāi)始看出,掩膜,即芯片藍(lán)圖的復(fù)雜程度,是決定芯片性能的關(guān)鍵。

其中,在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域,有一家不得不提的“圖紙”提供商——英國(guó)ARM公司。它是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)提供商,全世界超過(guò)95%的智能手機(jī)和平板電腦都采用ARM架構(gòu),包括蘋(píng)果、華為。

根據(jù)自身產(chǎn)品的性能需求,在“圖紙”上進(jìn)行進(jìn)一步改造,需要用到專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)軟件,統(tǒng)稱(chēng)為EDA軟件。在EDA軟件全球市場(chǎng)中,德國(guó)以及美國(guó)技術(shù)領(lǐng)先。EDA、IP和設(shè)計(jì)服務(wù),是整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的技術(shù)源頭,也是中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中最為薄弱的環(huán)節(jié)。

極紫外線(xiàn)光刻機(jī)

制造芯片需要大量精致的光學(xué)技術(shù)、材料技術(shù)以及精密的加工技術(shù)。其中的高精度光刻機(jī),更是整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的命門(mén)之所在。目前,全球僅有極少數(shù)的光刻機(jī)設(shè)備廠(chǎng)商能夠研制出高端光刻機(jī),而荷蘭的ASML則擁有全球晶圓廠(chǎng)光刻機(jī)設(shè)備高達(dá)八成的市場(chǎng)份額。

該公司最先進(jìn)的EUV(極紫外線(xiàn))光刻機(jī)已經(jīng)能夠制造7納米以下制程的芯片。在這臺(tái)光刻機(jī)中,每秒在真空環(huán)境中,從底部容器流出5萬(wàn)滴融化的錫液,激光束照射每一滴液體產(chǎn)生等離子體,從而釋放出更短的波長(zhǎng),產(chǎn)生極紫外線(xiàn),通過(guò)超高精度的反射鏡引導(dǎo)光線(xiàn)。這臺(tái)光刻機(jī)也被稱(chēng)為現(xiàn)代工業(yè)的皇冠,是地球上最精密的儀器之一。

去年國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)量達(dá)2018億塊

過(guò)去幾年,國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)量大增。以2019年數(shù)據(jù)為例,國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)量達(dá)到2018億塊,同比增長(zhǎng)16%,不過(guò)在核心芯片方面自給率仍然很低,不足3%。

“我們和國(guó)外領(lǐng)先企業(yè)相比,比如英特爾、三星,大概有2-3個(gè)世代以上的差異?!崩詈C魈寡?,目前粵芯50%以上的原材料晶圓是日本提供的,薄膜、刻蝕、擴(kuò)散等生產(chǎn)設(shè)備的制造技術(shù)幾乎都掌握在國(guó)外廠(chǎng)商手里。

大灣區(qū)是芯片需求高地

廣東是中國(guó)主要的集成電路元器件市場(chǎng)和重要的電子整機(jī)生產(chǎn)基地,占據(jù)60%以上的集成電路市場(chǎng)需求。

“粵港澳大灣區(qū)最大的優(yōu)勢(shì)是,在這里能找到不同等級(jí)的電子產(chǎn)品。從廣州到東莞再到深圳,這一帶是中國(guó)重要的消費(fèi)型電子產(chǎn)品制造發(fā)源地。珠江另一岸,從廣州到佛山、中山到珠海,這一帶又是中國(guó)非常重要的大中型家電生產(chǎn)基地。所以,粵港澳大灣區(qū)是所有電子行業(yè)企業(yè)都能夠找到貼近市場(chǎng)、又找到后端應(yīng)用資源的地方。”李海明說(shuō)。

2018年底,廣州市出臺(tái)《加快發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的若干措施》,明確將集成電路作為廣州市產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略重點(diǎn)。廣州擁有泰斗微電子、潤(rùn)芯、硅芯、新岸線(xiàn)、昂寶、安凱等一批集成電路設(shè)計(jì)企業(yè),以及興森快捷、安捷利、風(fēng)華芯電、新星微電子等一批封裝測(cè)試企業(yè),粵芯項(xiàng)目更是填補(bǔ)芯片制造空白。

粵芯半導(dǎo)體逆勢(shì)增資

疫情是否對(duì)粵芯的生產(chǎn)造成影響?李海明表示,2020年第一季度,粵芯半導(dǎo)體在受到新冠肺炎疫情影響的情況下,超額完成了預(yù)計(jì)生產(chǎn)出貨目標(biāo)——首季產(chǎn)出高出預(yù)期25%。

今年2月,粵芯半導(dǎo)體二期項(xiàng)目成功擴(kuò)產(chǎn)簽約,新增投資65億元?;浶景雽?dǎo)體逆勢(shì)增資擴(kuò)產(chǎn)為發(fā)展按下“啟動(dòng)鍵”的同時(shí),也摁下“加速鍵”,朝著釋放產(chǎn)能、滿(mǎn)足粵港澳大灣區(qū)芯片市場(chǎng)需求的方向加速。