列入2018年北京科創中心建設重點項目清單的燕東微電子8英寸集成電路研發產業化及封測平臺項目舉辦上梁儀式,該項目預計于今年底在開發區投產。這也是今年上半年以來,繼科益虹源自主研發設計生產的首臺高能準分子激光器順利通過出廠驗收、北方華創二期投入使用……北京亦莊集成電路產業再次取得的豐碩成果。據悉,該項目將是北京首條大規模量產8英寸集成電路產線,量產后,月產能可達到5萬片,同時為北京地區設計企業、科研院所提供試制平臺,為裝備和材料企業提供驗證平臺,有助于加快北京打造全國集成電路產業的技術創新中心。
首尾呼應環環相連
從燕東8英寸項目看開發區IC產業質變
隨著工廠橫梁的緩緩上升,4月15日,燕東微電子公司位于開發區的8英寸集成電路研發產業化及封測平臺項目完成了上梁儀式,開發區集成電路產業又添生力軍。
今年開年到現在,開發區集成電路產業好消息不斷,科益虹源自主研發設計生產的首臺高能準分子激光器順利通過出廠驗收、北方華創二期投入使用、威訊封測擴產項目簽約……北京亦莊集成電路產業已經從量變形成“質變”,一批代表企業及研究機構承接了系列國家重大科技專項任務,在關鍵裝備及材料、先進工藝的開發及產業化等方面取得一批代表國家最高水平的成果,為我國集成電路產業實現自主發展奠定了堅實基礎,也確立了北京在全國集成電路產業布局中的領先地位。
成果轉化? 產業研發能力持續提升
長期以來,我國集成電路嚴重依賴進口,貿易逆差持續擴大。每年我國從海外進口超過2000億美元的芯片,這一金額大約是2016年石油進口金額的兩倍。然而比巨額進口費更令人擔憂的,是芯片嚴重依賴西方發達國家帶來的國家信息安全和國家戰略壓力。作為國家的“工業糧食”,芯片幾乎是所有設備的“心臟”。如果一味依賴外國的產品,不能在芯片上實現獨立自主,國家信息安全必將時刻處于威脅之下。
人民日報在評論員文章中指出:只有把核心技術掌握在自己手中,才能真正掌握競爭和發展的主動權,才能從根本上保障國家經濟安全、國防安全和其他安全。核心技術靠化緣是要不來的,也是花錢買不來的。中國經濟發展的下半場重點是實現高質量發展,實現核心技術的自主創新。
所以近年來,中國集成電路企業不斷提升自我的研發能力,取得了一批令人驚嘆的成果,而在這其中,就不乏開發區企業的身影。以中芯國際為例,從2014年至今,短短三年公司銷售收入從19.7億美元增加到2016年的29.2億美元,年利潤額從1.5億美元增加到3.8億美元,并先后在北京、上海、天津和深圳新建和擴建了3條12英寸生產線及1條8英寸生產線,擴大產能。同時28納米技術也廣泛運用到主流手機芯片中,14納米技術研發如期進行。到2017年三季度,中芯國際的專利申請總量超過1.4萬件,授權總量超過7000件,28納米和14納米關鍵節點技術的專利申請數量分別居全球第二位和第五位,設計IP激活的晶圓出貨量占公司總出貨量的70%以上,總體呈現穩中向好的發展態勢。
不久前,《北京加強全國科技創新中心建設重點任務2018年工作方案》發布,聚焦“三城一區”建設等六大方面部署實施重點工作,開發區將以11項重點工作擔綱產業為主力,助推北京加快全國科技創新中心建設。其中集成電路產業作為重點產業,北京亦莊更是用8個項目畫上了濃墨重彩的一筆,其中就包括月產5萬片先進特色工藝的燕東8英寸集成電路生產線項目。
在過去的兩年中,由于物聯網、車用電子、智慧家居等領域應用廣泛推動,導致集成電路產業8英寸晶圓廠產能嚴重短缺,8英寸集成電路產品需求旺盛。業內人士認為,國內集成電路芯片生產迎來了新一輪發展機會。燕東項目主要生產8英寸線寬達0.11um集成電路芯片及其封裝后的產品,月產能達到5萬片(25次光刻)。同時,該項目也是北京首條大規模量產8英寸線,通過與國際頂尖驅動電路、功率器件廠商合作,建成國內技術最先進的特色工藝產線,為北京地區設計企業、科研院所提供試制平臺,為裝備和材料企業提供驗證平臺,有助于加快北京打造全國集成電路產業的技術創新中心。
其實,成果轉化落地一直是開發區的特色之一,作為三城一區的一“區”,北京亦莊承接了三大科學城的科技成果轉化工作。燕東項目并不是個例,今年3月底,北京科益虹源光電技術有限公司自主研發設計生產的首臺高能準分子激光器順利通過出廠驗收。這款產品填補了國內在準分子激光技術領域的空白,打破了國外廠家對該技術產品的長期市場壟斷。樣機完成相關實驗驗證后,將開始向上海微電子裝備集團提供訂單。
開發區肩負北京市惟一的兩個“國家隊”身份,歷經多年發展,形成了在一定技術產業和先進制造業基礎上的產業集群,聚集各類產業研發中心(龍頭企業),通過創新服務體系的建立與完善,推動創新向價值鏈高端攀升,形成市場輻射效應。北京市科委黨組書記、主任許強在介紹三城一區定位時就曾說過,開發區經過近些年的培育和發展,已經成為高精尖產業的集聚區,并且形成了幾大具有突出特色的產業,比如集成電路。而未來,北京亦莊將打造成為全球領先的先進新型存儲器、基帶芯片和射頻電路、電力電子及功率器件、集成電路代工及裝備四大高精尖領域的研發制造中心,真正成為中國集成電路產業“芯”力量崛起的核心區與承載地。
環環相扣? 搭建完善產業鏈
集成電路產業鏈包括原材料、設備、設計、制造和封測這五大部分,每一部分又包括諸多細分領域。開發區從一開始就意識到產業鏈的重要性,先后引進了中芯國際、北方華創、威訊、英飛凌、集創北方等企業,打通了產業鏈上下游,形成了包括制造、封裝測試、裝備、零部件及材料、設計等完備的集成電路產業鏈,已成為國內規模最大、水平最高的集成電路產業基地。
在為企業提供強大的服務之外,開發區更是為集成電路企業發展提供了強有力的資金支持,建立了以亦莊國投為核心的集成電路投融資體系,共參與集成電路產業基金12只,基金總規模超過1600億元,亦莊國投認繳出資規模超過160億元,重點參與國家集成電路產業投資基金(國家級)、北京集成電路制造和裝備子基金(北京市級)、北京集成電路設計與封測子基金(北京市級)、與全球第三的面板廠京東方合作設立芯動能投資基金、與芯片設計新興企業集創北方合作設立屹唐長厚投資基金等。
開發區積極創建全球化布局,依托亦莊國投投融資平臺,組織資金開展海外項目并購,實現集成電路產業先進項目和技術引進,成功引進芯成半導體(ISSI)、豪威科技(OV)、瑪特森(Mattson)設備公司和瑞典Silex(MEMS晶圓代工廠)等海外集成電路產業鏈關鍵環節企業,有助于我國在存儲器、圖像傳感器芯片、半導體裝備、MEMS(微機電系統)等關鍵領域實現彎道超車,并填補國內相關產業空白。
優質的環境帶來了產業的快速聚集。近年來,開發區的集成電路產業取得了重大的進展和突破,已聚集上下游企業近100家,產業鏈條日趨完善,重點企業工業產值總量由2013年的125.7億元增長到2017年的215.6億元,年均增速17.8%。
在集成電路設計環節,隨著集創北方的入駐以及向產業鏈下游的延伸,設計企業與京東方、中芯國際核心企業合作更加緊密,虛擬IDM的模式得到強化和突破。加之我區之前落戶的英飛凌、華夏芯、兆易創新等公司在內的一批國內外知名的集成電路設計企業,有利于構建“芯片-軟件-整機-系統-信息服務”大集成電路自主生態系統。
在晶圓制造環節,以中芯北方為代表的12英寸晶圓生產線,以燕東微電子為代表的8英寸特色工藝線和以納微矽磊為代表的MEMS傳感器芯片生產線相繼落戶并開工建設。其中,中芯北方B2項目擴產后將與B1項目形成總計12萬片/月的12英寸晶圓高端產能,工藝節點橫跨130-14納米,成為國內規模最大、技術最先進的集成電路生產基地,未來還將繼續擴產至30萬片/月的巨大產能;燕東8英寸線項目將成為北京首條大規模量產8英寸線,是12英寸晶圓生產線的重要補充,為北京地區設計企業、科研院所提供試制平臺,為裝備和材料企業提供驗證平臺。納微矽磊計劃引進13項業內領先的MEMS工程化綜合應用核心工藝和27組共200余項國際專利,形成MEMS產品研發制造平臺和生產管理體系,建成北京市首條引領國際標準的MEMS代工生產線,填補國內純MEMS體硅工藝代工線空白。
在封裝測試環節,威訊聯合半導體有限公司(Qorvo)是一家集設計、開發及生產“射頻”集成電路產品為一體的美國獨資企業,產品用于無線通訊的射頻集成電路放大裝置(RFICs)和信號處理傳輸設備,公司是全球功頻放大器產品的主要供貨商,致力于開拓地方無線局域網(WLAN)及藍牙無線技術產品的市場。威訊擴產項目已正式落戶開發區,項目達產后,開發區將新誕生一家百億級企業。同時,開發區正在積極引進具備行業先進技術的封測項目,繼續提升開發區集成電路封測能力。
在設備制造環節,在原已形成的以北方華創為代表的半導體高端裝備的基礎上,近年來重點引進了以科益虹源、華卓精科、東方晶源為代表的國產光刻機零部件集群。其中,北京北方華創微電子裝備有限公司致力于打造高端半導體工藝裝備及核心零部件的研發與制造基地,成功開發以刻蝕設備(ETCH)、化學氣相沉積設備(CVD)、物理氣相沉積設備(PVD)三大類半導體裝備產品為基礎的20余類產品,成功替代國外廠商同類產品,部分產品正式進入海外主流芯片生產線。北京科益虹源光電技術有限公司全面開展國家02專項28nm浸沒式曝光光源項目開發,完成了193nm工程樣機的實驗;北京華卓精科科技股份有限公司生產的光刻機工件臺填補國內光刻機關鍵零部件研發和制造領域空白,具有獨占和不可替代的優勢地位,為下一步北京市開展光刻機整機研制奠定基礎。東方晶源微電子科技有限公司承擔02專項任務,完成了首臺國產多功能電子束圖形檢測系統的系統集成,達到國際先進水平。
敲定目標 從“跟跑者”到“領跑者”
在今年的政府工作報告中,集成電路被列入《政府工作報告》實體經濟發展首位,國家政府對該產業的重視程度可見一斑。隨后,促進集成電路產業發展的政策如雨后春筍般層出不窮,集成電路產業已經進入了快速發展期。而北京亦莊也定下了一個“小目標”,利用5-10年,實現集成電路制造技術、集成電路裝備制造技術與國際主流技術水平的同步發展,逐步實現集成電路制造及裝備制造從“跟跑者”到“領跑者”的跨越,成為國內集成電路科技創新的引領者,推動國內集成電路產業的發展。
集成電路產業是支撐當今科學技術發展的基礎產業,其制造水平是衡量一個國家高科技發展水平的重要標志,而用來加工制造集成電路芯片的工藝設備更占據著整個產業鏈的高端,成為先進國家科技競爭能力的標志。
目前國內集成電路設備生產商不在少數,但是大多數晶圓制造企業卻依舊將目光聚焦在國外設備之上,傾向于采購國外設備。這其中,有一部分原因是國產設備的技術性能和穩定性上與國外進口設備有一定差距,而芯片制造過程必須保證設備性能的穩定可靠。“集成電路發展需要我們有容錯的耐心,只有得到大范圍推廣和應用,國產設備才能真正崛起。”開發區產促局副局長李冬明說。為了促進國產設備的推廣與應用,在國家02專項的支持下,近年來開發區集成電路產業鏈中形成了一個“小圈子”。
2014年,北方華創自主研發的12英寸28納米等離子硅刻蝕機全面通過中芯國際生產線全流程工藝驗證,并獲得客戶訂單,這標志著中國集成電路高端裝備國產化取得新的突破。隨后,北方華創、京儀自動化等一批國產設備正式進入中芯國際量產的晶圓生產線。
在《北京加強全國科技創新中心建設重點任務2018年工作方案》中,有一個項目名稱就是“中芯國際集成電路制造重要設備國產化驗證及量產應用工程”。在這個項目中,中芯國際、京儀自動化、北方華創分工明確,用各自的技術優勢實現了國產化設備的線工藝測試、驗證和客戶認證,并推進國產化重要設備在生產線上的大規模應用。其中,京儀自動化承擔四種國產化設備的設計、制造、技術改進及現場服務。北方華創承擔Dry Clean設備、UV Cure設備的設計、制造、技術改進及現場服務。
除了中芯國際之外,即將于今年封頂的燕東8英寸集成電路研發產業化及封測平臺項目同樣承擔著國產設備驗證的重任。公司副總經理告訴記者,未來燕東計劃在北京亦莊打造一條純國產的生產線,國產設備應用率爭取達到100%。
在《北京加強全國科技創新中心建設重點任務2018年工作方案》中還提到,中科院微電子所將牽頭整合中科院的研發資源,在開發區建設國家集成電路技術創新中心(北京)。
集成電路產業已經成為我國長期堅持推動的國家戰略任務。在最近十多年國家政策的大力推動下,我國集成電路產業發展突飛猛進,成套工藝連續提升了從0.13微米到28納米的六代技術。然而,起“承上啟下”作用的制造業環節偏弱,造成國內產業結構極不平衡,致使產業的成熟技術有而不精、先進技術再落后。當前產業困境主要源于:技術研發雖關注先進性追趕,但對技術的市場性拓展重視不夠;國內集成電路的供與需嚴重失衡,貼近市場需求的產能填充能力不足;重技術開發,輕生態鏈布局,局限了企業市場拓展能力,抑制了企業增長后勁;缺乏技術研發和研發管理的領軍人才。針對上述產業難題,北京市積極倡導組建“國家集成電路創新中心”(以下簡稱“創新中心”),在成熟技術的開發、全生態鏈的建設、本地人才的培養等方面進行大膽創新,深化集成電路產業“供給側”改革,突破當前發展瓶頸。
為了集中解決“制造業環節偏弱、技術市場拓展不足”的問題,創新中心的一項任務就是將集中建設國產裝備與材料專用驗證線、貼貼近市場變化的產品技術研發線、真正融合企業需求與成果轉化的校企合作平合,集中整合全產業鏈資源,未來開發區集成電路產業將致力于突破移動通信基帶/射頻芯片、存儲器芯片、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)/電力電子/液晶驅動芯片、處理器(CPU)芯片、微機電系統(MEMS)傳感器芯片等主要芯片產品。預計到2020年,開發區集成電路產業可實現年工業產值500億元,利潤160億元,稅收16億元。
同時,開發區還將聯合國內集成電路領域主流芯片制造、裝備制造以及零部件制造企業,針對我國集成電路產業發展的需要,以實現集成電路自主制造為總目標,建立一個集自主知識產權的先進制造技術及裝備研制開發的科技創新平臺,成為我國集成電路制造技術與裝備工程化研究和驗證基地,為集成電路制造企業提供先進工藝研發和驗證的公共平臺,為集成電路制造裝備企業提供先進的裝備研發和驗證的公共平臺,為IC設計公司提供新產品試制平臺,為高校和科研院所提供先進的新技術研究基地,促進集成電路產業的可持續性發展,從根本上保證國家戰略安全。
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