超高(gāo)精密加工當屬半導體芯片的集成電(diàn)路製造行(háng)業
超高(gāo)精密加工確實(shí)當屬半導體芯片的集成電路製造行業。該行業對加工的精度和表(biǎo)麵質量有著極(jí)高的要求,通常需要達到納(nà)米(mǐ)級別,以確保芯片的性能和(hé)可靠性。在集成電路製造過程中,涉及到多個關鍵環(huán)節,如(rú)光刻、蝕刻、離子注入等,這些環節都需要采用超高精密加工技術來實現。
例如(rú),中芯國際作為全球領先的集成電路晶圓代工企業之一,專注於提供從0.35微米到先進(jìn)製程的芯片代工服務(wù),其在高端(duān)芯片製造的精度和效率方麵表現卓越,能夠滿足眾多高端芯片設計公(gōng)司的代工需求23。這充分體現了超高精密加工在半導體芯片製造行業中的重要地位(wèi)。
此外,華虹公司、晶合集成等企業也在特色工藝(yì)晶(jīng)圓代工(gōng)和先進製程工藝方麵不斷突破,為半導體芯片製造(zào)行業提供了重要的技術(shù)支持和產能保障34。這些企(qǐ)業的成功(gōng)實(shí)踐進一(yī)步證明了(le)超高精密加工(gōng)在半導體芯片製造行業中的不可或(huò)缺性。
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本報(bào)記者(zhě)賈麗
自動化機械(xiè)臂在晶圓表麵精準地(dì)塗(tú)布光刻膠,並將其送入光刻(kè)機中進行案轉移。接著(zhe),經(jīng)過一係列的蝕刻、摻雜、蒸鍍(dù)等工(gōng)藝製程,一個個包含了微小而複雜電路(lù)的(de)晶粒逐漸成形於晶圓之上。每個晶粒經過切割、封裝與嚴格測(cè)試形成了最終的(de)芯片,與(yǔ)外(wài)部器件等一同構成了複雜而精密的集成電路。
在采用了無塵室的晶圓廠車(chē)間內部,穿著特殊防塵服的(de)技術人員在各個(gè)工作站之間(jiān)穿梭,他們操作著複(fù)雜的機器,每一步都(dōu)精確到微米級別。這是記者於日前在泉州半導(dǎo)體高新區芯片生產車間看到的景象。
新時代,對集成電路產業發(fā)展提出了新要求。黨的二十屆三中全會(huì)審議通(tōng)過的《中共中央(yāng)關於進一步全麵(miàn)深化改革、推進中國式現代化(huà)的決定》(以下簡稱《決定》)提出,抓緊打造自(zì)主可控的產業(yè)鏈供應鏈,健全強化集成電路、工業母機、醫(yī)療裝備、儀器(qì)儀(yí)表、基礎軟件、工業軟件、先進材料等重點(diǎn)產業鏈發(fā)展體製機製,全鏈(liàn)條推進技術攻關、成果應用。
作為信息技(jì)術領域的“心髒(zāng)”,集成電路產業在我國“遍地開(kāi)花”,高性能集成電路(IC)已成為推動產業變革的核(hé)心力量,更是點燃產業發展新引(yǐn)擎的關鍵火種。此次,記者深入芯片製造、封裝等多個產業鏈環節進行(háng)調研,以期呈現一個全麵而深入的集成電路產業景,並探尋集成電路如何(hé)成為科技創新發展及新質生產力激發的強大引擎,以及(jí)逆勢突圍(wéi)的破局之法。
產業鏈條加速演進
集成電(diàn)路產業鏈覆蓋了芯片設計、製造、封裝測試及設備材料等領域。由沙子到包(bāo)羅萬象的精密(mì)高(gāo)性能芯片,集成電路鏈長且複雜。點沙成晶,方寸間造天地。
目前,中國集成電路已經形成了較(jiào)為完善的產業鏈,成為全球市場的重要力量,不僅在中央處理器、通信SoC等部分關鍵芯(xīn)片領域取得突破,而且在RISC-V(開源指(zhǐ)令集)架構等新興(xìng)領域,實現了快速發展;在(zài)模擬、功率、存儲、邏輯計算等(děng)領域,也在持續拓展成熟可靠的芯片產品。
“我國集成電路產業結構日趨完善,正在進一步完善體製機製(zhì)、加強知識產權全(quán)鏈條保護,支持企業強化技術攻關(guān)。”上海(hǎi)市集成電(diàn)路行業協會秘書長郭奕武表(biǎo)示。
集成電路企業也在向“新”而行。其中,以華為海思、海光信息、龍芯中科等為代表的芯片設計企業,中微半導(dǎo)體、上海微電(diàn)子等設備企業,中芯國(guó)際、華虹公司等(děng)製(zhì)造封測企業均向世界(jiè)展示了強大的(de)技術實力和發展(zhǎn)韌勁。三安光電等企業正在加快化合物集成電路與碳化矽半導(dǎo)體前沿(yán)材料領域的科技攻關與探索。利普思、中科芯等一(yī)批“獨角獸”集聚在第三代功率半導體封(fēng)裝技術、超大規模集成電路等關鍵領域,勇立潮頭。
國(guó)家統計局近日發(fā)布的最新數(shù)據顯示,2024年上半年,我國集成電路(lù)產品的產(chǎn)量(liàng)同比增長了(le)28.9%。中國半導體行業(yè)協會數據顯示,2023年我國集成(chéng)電路產業銷售規模約為1.2萬億元,同比增長2.3%。另據海關總署發布的數據顯示,今年前7個月(yuè),我國集成電路出口6409.1億元,同(tóng)比增長25.8%。
“科技創(chuàng)新是發展新(xīn)質生產力的核心要素,而(ér)高性能集成電路正是這一創新的集中體現。采用(yòng)新一代先(xiān)進封裝技術、進一(yī)步提升功(gōng)能密度、推進新一代半導體材料應用等成為(wéi)高性能(néng)集成電路的研究方向。”元禾半導體科技有限(xiàn)公司首席專家李科奕在(zài)接受《證(zhèng)券日報》記者采訪時表示,集成電路行業正在成為經濟發展的新引擎。
上市公司爭當主力軍
我國集成電路產(chǎn)業發展勢頭良好,但(dàn)與國際頂(dǐng)尖水平(píng)相比仍有(yǒu)差距。目前,在高端設備、EDA(電(diàn)子設計自動化)軟件、光刻膠等領域較為依賴進口,製約我國集成電路走向更先進(jìn)工藝製程。此外,部分技術與(yǔ)材料被限製(zhì),封測等環節(jiē)附加值有待提升,部分企業向高端市場拓展不足、對市場變(biàn)化反應滯(zhì)後、技(jì)術突破轉(zhuǎn)化難等問題逐(zhú)步凸顯。
《決定》高度強調自主創新的重要性,強調(diào)“健全提升產業鏈供應鏈(liàn)韌性和安全水平製度”。中國(guó)工程院(yuàn)院士鄧中翰表示,隻有掌握了核心技術,才能真(zhēn)正實現國家的長(zhǎng)遠發展(zhǎn)。
李科奕認為(wéi),我(wǒ)國在集成電路關鍵領域的發展重點是補齊產業短板、加大生態構建、做強(qiáng)產業集群,積(jī)極推進產(chǎn)業鏈(liàn)補鏈延鏈(liàn)強鏈,重點布局基礎(chǔ)設備、關鍵材料以及先進封裝成套工藝等領(lǐng)域的技術創新,以國產化、自(zì)主化保障供應鏈安全與穩定的同(tóng)時,通過增強與全球集成電路產業鏈的合作、互補和融合,推動中國集成電路產(chǎn)業邁向全球市場。
在政策指導下,多地在集成電路領域動作不斷,多措並(bìng)舉促發展。近日,無錫等地召開集成電路產業相關工作推進會,推進全產業鏈協同發展。7月26日(rì),上海三大先導產(chǎn)業母基金正(zhèng)式啟動,其中集成電路產業母基金資金規模為450.01億元,位居第一。
產業的發展(zhǎn),離不開資(zī)金的護航。除了產業基金的落地外,今(jīn)年以(yǐ)來,VC/PE等積極湧入集成電路(lù)領域,為(wéi)初創企業和創新項目提供資金(jīn)支持。據天眼查(chá)數據(jù)統計,2024年前7個月,集成電路行業共計發生200餘(yú)次融資事件。
“資金投(tóu)入應更有針對性(xìng),標的可以(yǐ)選擇(zé)具備硬科技、潛力大、強長板、補短板等性質的企業。各地還需要(yào)做好統籌(chóu)規劃,考慮長期投入與布局,發(fā)展耐心(xīn)資本。”首都企業改革與發展研究會理事肖旭對《證券日報》記(jì)者表示。
中國人(rén)民大學商法(fǎ)研究所所長劉俊海對《證(zhèng)券(quàn)日(rì)報》記者稱,各地應運用市場化與法治化等(děng)手段促進產業鏈及體製機製創新,並(bìng)加強(qiáng)相關項目的監管及知識產權的保護(hù)。
當下,我國多家上市公司(sī)已(yǐ)經成為集成電路“硬(yìng)科技”發展的主力軍,並正在進行關鍵環節突破及前沿技(jì)術研究,推進延(yán)鏈(liàn)補鏈強鏈。
安路科技(jì)是國(guó)內集成電路領域首(shǒu)批具備28nm FPGA(現(xiàn)場可(kě)編程門陣列)芯片(piàn)設計和量產能(néng)力的企業之一。安路科技(jì)總(zǒng)經理文華(huá)武在接受《證券日報》記者采訪時表示:“FPGA因其靈活性和高性能,正逐(zhú)步成為網(wǎng)絡通信、消(xiāo)費電子等前沿科技領域的核心驅動力。公司在(zài)技術和產(chǎn)品攻關(guān)方麵取(qǔ)得突破,並不斷開拓汽車電子等新興市場,推動(dòng)高(gāo)性能集成電(diàn)路(lù)產業的高質量發展。”
甬矽(xī)電子布(bù)局先進封裝相關領域,公司相關負責人對記(jì)者表示:“小芯片(或小芯粒)組合封裝技術Chiplet成為集成電路行業突破晶圓製程桎梏的(de)重要技術方案。公司將通過募(mù)投等方式(shì)提升先進晶圓級(jí)封裝領域的研發能力、加(jiā)快技術儲備產業化(huà)進度。”
通用計算處(chù)理器GPU芯片是先進的智算引擎。這一領(lǐng)域的AI芯片(piàn)初創企業摩爾線程高(gāo)層人士(shì)在與記者交流時透(tòu)露:“AI帶來智(zhì)能算力需求暴(bào)增,當前萬卡智算集群已經是AI訓練主戰場上的入場券。集成電路(lù)產(chǎn)業特別是GPU芯片領域,正迎來前所未有的發展機(jī)遇。摩爾線程正(zhèng)與多個合作方共建智算中心(xīn),持續(xù)推進國產化智算體係的建設。”
巨量產業空間待激(jī)活
企業在高性能集成電路領域的(de)持續探索,也正為我國未來的(de)科(kē)技之爭構築底氣(qì),並展現出巨量(liàng)產業空間。
隨著人工智能技術滲透、雲計算(suàn)加速向泛(fàn)在計算發展,國內企業與科研院所(suǒ)也在加速推進(jìn)芯、光、智、算(suàn)的融合應用。其中,高性能集(jí)成電路以其強大(dà)的數據處理能力(lì)和高效能低功耗特(tè)性,在智能製造、智慧城市、遠(yuǎn)程醫(yī)療等新興領域廣泛應用,市場需求不斷提升。
例(lì)如,在新能源汽車(chē)智(zhì)能化發展的過程中,功率半導體等需求量大幅增加。據行業人士透露,目前,平均每一輛新能源汽車所用芯片就能消耗掉1片8英寸晶圓產能。
同時,中國芯片(piàn)製造供給(gěi)能力和需求有較大距離(lí)。目前(qián)國產芯片自(zì)給率(lǜ)仍有大幅(fú)提升空間(jiān),中(zhōng)國(guó)在半導體產(chǎn)業鏈的自主可控進程仍待(dài)提速。
“我國各方(fāng)應重視並瞄準人工智能帶來的(de)先進計算、存儲和存算融合、高速互聯等領域的產業機遇,特別是在新(xīn)一代CoWoS(2.5D/3D)封裝技(jì)術、玻璃基板、AI專用芯片等領域的創新熱點。另外,目前(qián)行業內存在大量的整合(hé)和並購的(de)機會,例如EDA、光刻膠、芯片設計等領域。”李科奕說。
邁(mài)睿資產管理有限公司首席執行官王浩宇認為(wéi),中國集成電路產(chǎn)業需要利用中(zhōng)國市場崛起的優勢(shì),開辟新賽道,推動產業的再全球化。
小器件,大未來。隨著5G、大(dà)數據、人工智能等技術的深度融合(hé),高性能集成電路將迎來更加廣闊的發展空間(jiān),也將成為新質生產力的“芯”動力,推動我(wǒ)國科技產業向高質量發展加速邁進。
鑄“芯”力迎(yíng)未來
賈麗
中流擊水、浪遏飛舟,中國集成電路行業敢為人先、耕耘不輟,在小小的芯片上鑄(zhù)造起巍然巨廈,推動了產業鏈的整體發展,也帶動了全球新興產業的崛起。如今,我(wǒ)國集成電路產業仍在創新路上不懈探索,致力於實現自主可控,讓其成為高水平科技自立自強、新質生產(chǎn)力蓬勃發展的強“芯”力。
當前,集成電(diàn)路產業所麵臨的機遇與挑戰(zhàn)並存。要(yào)在這一領(lǐng)域實現真正的(de)全麵突破,各方必須緊密合作,形成合力,才(cái)能奮楫趕超。
首先,準發力、精引資。隨著人工智能、數據(jù)中心等領域發展,市(shì)場對高性能集成電路的需求激(jī)增,產業資本紛紛湧入,但在關鍵(jiàn)領域的研發、規模化投入卻嚴重不足。設備與材料(liào)是製約產業發展的主要瓶頸。因此,各地要(yào)找準發力點,在核心(xīn)領域精準、合理引(yǐn)資“澆灌”,確保產業穩健發展。
我國(guó)各地集(jí)成(chéng)電路相關政策也應有所聚焦,有的放矢,可(kě)以通過對相關核心領域進(jìn)行單項扶持,將功能整合、企業協同、鼓勵並購作為支持方向,激發企業主動性,強化產業鏈供應鏈韌性。
其次,聚(jù)“新(xīn)”力、育硬核。在國(guó)家方(fāng)向明確(què)、政(zhèng)策明晰的背景下,各關鍵環節的科研機構及龍頭(tóu)企業可以聯合進行深度研發,派遣工程師集中研究,在芯片生產工藝、精密加工設備、新材料(liào)探索等方麵不斷取得突(tū)破,開展全國(guó)範(fàn)圍內的科技大協作,聚焦自(zì)主可控攻堅克難,並形成共享機製,促進成(chéng)果真正有效轉化為新質生產力。產業鏈各方也要堅持研發投入策略,培育(yù)出若幹硬核能力,從(cóng)而構建難以被逾(yú)越(yuè)的技術(shù)壁壘。
最後,走出去、引進來。當下,我國已成為全球最大的集成電路市場(chǎng)之一。今年以來,多家上市公司積極布局海(hǎi)外(wài)市場,在集成電路晶圓代工、設計與IP支持、光掩(yǎn)模製造等(děng)領域加速“走出去”,在高性能集成電路及前沿材料等領域“引進來”,促(cù)進內外貿一體化、產業鏈上(shàng)下遊協同。我國集成電路產業對(duì)外需跑出貿易(yì)“加速度”,對內(nèi)則應發揮產業新引擎作用,提升核心競(jìng)爭力。
集成電路產業的高質量發展不會一蹴而就,需要靜下心來,厚積薄發,方能(néng)在砥(dǐ)礪前行中迎來更為長足的(de)進步,為發展新質生產力注入更為強大的“芯”動(dòng)能(néng)。
超高精密加工(gōng)當屬(shǔ)半導(dǎo)體芯片的集成電路製(zhì)造(zào)行業
01-20-2025
