回顧中國芯自主制造的歷史

中國發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)幾十年來，高端的PC和手機用的CPU、FPGA、高端的ADC以及操作系統(tǒng)等，仍然需要使用國外廠商的技術(shù)或產(chǎn)品，但也有很多元器件，甚至是較為高端的元器件，例如功率器件、電源管理 IC、存儲器、顯示屏、觸控屏、LED驅(qū)動芯片等，都已經(jīng)可以實現(xiàn)完全的自主設(shè)計研發(fā)、國內(nèi)企業(yè)制造封裝測試供貨。舉個例子，曾經(jīng)為國外廠商所壟斷的身份證或通信SIM卡的加密存儲芯片，已有很多被冠上了“中國姓”。而金融IC卡芯片的國產(chǎn)化進程也已加速展開，這些都與國計民生息息相關(guān)。

電子工程專輯每年都會舉行中國IC設(shè)計調(diào)查與中國IC成就獎的評選與頒獎，以了解和鼓勵國內(nèi)的芯片設(shè)計和制造企業(yè)的創(chuàng)新。調(diào)研結(jié)果顯示，從IC的研發(fā)設(shè)計、到晶圓制造和封裝測試，中國國內(nèi)已經(jīng)逐步建立起了自己的芯片上下游產(chǎn)業(yè)鏈，近年來在EDA和IP上，也有自主企業(yè)取得了一些市場份額。當然，還是需要指出的是，在很多高精尖的芯片設(shè)計與制造上，還是存在著被國外企業(yè)占據(jù)市場絕對份額的局面。這與中國國內(nèi)企業(yè)取得巨大的進步和成績并不矛盾。半導(dǎo)體就是一個全球范圍的分工合作的游戲，沒有國家可以獨占全部，加上中國國內(nèi)蓬勃發(fā)展的整機系統(tǒng)制造業(yè)，中國芯片公司一定會有機會做得更好。

以芯片制造為例，一直到上世紀90年代，我國集成電路產(chǎn)業(yè)嚴重滯后，集成電路生產(chǎn)在技術(shù)上落后于國際先進水平整整三代以上。

“909”工程締造中國第一條

8英寸集成電路生產(chǎn)線

作為原電子工業(yè)部與上海市政府“部市合作”的國家“909”工程載體，上海華虹（集團）有限公司1996年誕生。當時，華虹突破各種技術(shù)壁壘，建成了我國第一條8英寸超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)線。1999年，“909”工程超大規(guī)模集成電路芯片生產(chǎn)線正式投片，自此，中國才有了深亞微米超大規(guī)模集成電路芯片生產(chǎn)線。而且，投產(chǎn)當年便實現(xiàn)盈利，這在國內(nèi)沒有先例，在國際上也屬于罕見。

華虹是“909”工程的主體承擔單位，它首先作為我國現(xiàn)代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的開創(chuàng)者推動了我國先進半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)環(huán)境和上下游產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)系統(tǒng)的建立，同時它也實現(xiàn)了很多從無到有的突破。比如我國設(shè)計制造的第一張手機SIM卡、第一張交通卡、第一張身份證芯片卡等等，這些都是老百姓非常熟悉的產(chǎn)品。

華虹集團旗下華虹宏力目前在上海金橋和張江共有三條8英寸生產(chǎn)線（華虹一、二、三廠），月產(chǎn)能約17萬片，其嵌入式非易失性存儲器、功率器件、模擬及電源管理和邏輯及射頻等差異化工藝平臺在全球業(yè)界極具競爭力，并擁有多年成功量產(chǎn)汽車電子芯片的經(jīng)驗。此外一個更大的目標正在實現(xiàn)中。華虹宏力和國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金股份有限公司、無錫錫虹聯(lián)芯投資有限公司等在無錫高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)內(nèi)，合資設(shè)立了華虹半導(dǎo)體（無錫）有限公司（華虹七廠），一期投資25億美元，建設(shè)一條月產(chǎn)能4萬片的12英寸集成電路生產(chǎn)線，支持5G和物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域的應(yīng)用。

華虹宏力創(chuàng)造的價值

回首過去20余年，從無到有，從0到1的奮斗歷程，華虹宏力走得艱難卻也扎實。作為中國人自己的集成電路生產(chǎn)企業(yè)，華虹宏力所取得的成就，從技術(shù)層面講，主要有：

1、建立了國際先進的嵌入式存儲器芯片產(chǎn)品線。早在21世紀初，原華虹NEC通過引進消化吸收再創(chuàng)新，攻堅克難，掌握了嵌入式閃存芯片制造的關(guān)鍵技術(shù)，推出首顆國產(chǎn)SIM卡，打破了海外廠商的壟斷，實現(xiàn)了國產(chǎn)化替代，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟社會效益。

2、建成了我國最先進的功率器件和電源管理芯片產(chǎn)品生產(chǎn)線。該線屬國際先進水平，降低了國內(nèi)整機系統(tǒng)產(chǎn)品的成本，提升了產(chǎn)品競爭力，目前需求火爆。這條生產(chǎn)線對于國內(nèi)眾多功率器件和電源管理的IC設(shè)計公司自主研發(fā)的芯片實現(xiàn)量產(chǎn)銷售，起了非常重要的作用。

值得一提的是，在01和02等國家科技重大專項支持下，華虹宏力完成了8英寸特色工藝全面布局，形成了多項重大科技成果，累計申請發(fā)明專利約5800件，授權(quán)超過3000件，甚至躋身2016年全國企業(yè)發(fā)明專利授權(quán)量前十位。在國際競爭中，華虹宏力的8英寸制造流程比對手更優(yōu)，工序更少，品質(zhì)可靠。

華虹宏力的成功使我國集成電路大生產(chǎn)技術(shù)進入了國際主流領(lǐng)域，以事實證明中國大陸具備了超大規(guī)模集成電路產(chǎn)業(yè)生存與發(fā)展的良好環(huán)境，推進了我國集成電路產(chǎn)業(yè)投資環(huán)境的改善。同時也為國家培養(yǎng)了一支高水平的技術(shù)和管理隊伍。最重要的是，本土芯片制造業(yè)的繁榮，直接帶動與支持了中國IC設(shè)計業(yè)的發(fā)展，推動了產(chǎn)業(yè)鏈上下游的合作與共同進步。

華虹宏力的當家工藝

1、嵌入式存儲器技術(shù)

華虹宏力的嵌入式非易失性存儲器平臺是公司最重要的戰(zhàn)略工藝平臺之一，公司通過持續(xù)在該技術(shù)領(lǐng)域的深耕發(fā)展，已成為智能卡IC 生產(chǎn)領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者、全球最大的智能卡IC 代工者。從0.35微米、0.18微米、0.11微米，到現(xiàn)在的90納米，一路走來，他們始終保持著業(yè)界領(lǐng)先地位，以穩(wěn)定可靠的工藝為全球客戶提供了優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，受到廣泛認可。隨著華虹無錫集成電路研發(fā)和制造基地項目啟動，該技術(shù)有望進一步延伸至65/55納米。

華虹宏力研發(fā)的90納米低功耗（LP）嵌入式閃存（eFlash）工藝平臺，是國內(nèi)最先進的8英寸晶圓嵌入式存儲器技術(shù)，可為智能卡芯片、安全芯片產(chǎn)品以及MCU等多元化產(chǎn)品提供極具性價比的芯片制造技術(shù)解決方案。該平臺可與標準邏輯工藝完全兼容；在確保高性能和高可靠性的基礎(chǔ)上，提供了極小面積的低功耗 Flash IP；具有極高集成度的基本單元庫，與0.11微米eFlash工藝相比，門密度提升30%以上。

華虹宏力還針對8位微控制器市場，推出95納米單絕緣柵非易失性嵌入式存儲器（95納米5V SG eNVM）工藝平臺。該平臺具低功耗、高性價比等顯著優(yōu)勢，現(xiàn)已成功量產(chǎn)，產(chǎn)品性能優(yōu)異。

2、功率器件

華虹宏力功率器件平臺累計出貨量突破 570萬片8英寸晶圓。公司致力于為客戶提供更高端的分立器件技術(shù)解決方案，并已推出第三代深溝槽超級結(jié)（Deep Trench Super Junction，DT-SJ）工藝平臺，其保持了前幾代工藝流程緊湊的特點，而且還開發(fā)出了溝槽柵的新型結(jié)構(gòu)，相比前兩代的平面柵結(jié)構(gòu)，可以更有效地降低結(jié)電阻，且進一步縮小了元胞面積。導(dǎo)通電阻與第二代工藝相比，更是下降了30%以上，以600V器件為例，單位面積導(dǎo)通電阻Rsp實測值為1.2ohm.mm2，技術(shù)參數(shù)達業(yè)界一流水平，可為客戶提供導(dǎo)通電阻更低、芯片面積更小、開關(guān)速度更快和開關(guān)損耗更低的產(chǎn)品解決方案。

IGBT被譽為“功率半導(dǎo)體皇冠”，華虹宏力是全球首家提供場截止型（FS, Field Stop）IGBT量產(chǎn)技術(shù)的8英寸晶圓代工企業(yè)。憑借不斷的研發(fā)創(chuàng)新，公司與多家合作單位陸續(xù)推出了600V、1200V、1700V等IGBT器件工藝，成功解決了IGBT的關(guān)鍵工藝問題，包括硅片翹曲及背面工藝能力等，更是國內(nèi)唯一擁有IGBT全套背面加工工藝的晶圓代工企業(yè)，包括背面薄片、背面離子注入、背面激光退火，背面金屬。目前，公司還正全力研發(fā)新能源車用技術(shù)。

3、射頻技術(shù)

移動互聯(lián)網(wǎng)和無線通訊技術(shù)蓬勃發(fā)展，射頻芯片在智能終端和消費類電子產(chǎn)品中的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛。射頻SOI工藝非常適合用于智能手機以及智能家居、可穿戴設(shè)備等智能硬件所需的射頻前端芯片。華虹宏力也推出了0.2微米射頻SOI工藝設(shè)計套件（PDK）。該設(shè)計套件有助于客戶提高設(shè)計流程的效率及輸出優(yōu)質(zhì)的射頻組件，從而減少設(shè)計改版及縮短產(chǎn)品推出市場的時間。0.13微米射頻SOI的研發(fā)正在穩(wěn)步推進中，有望今年面市，以應(yīng)對智能手機出貨量的持續(xù)增長及未來5G蜂窩通信的發(fā)展及應(yīng)用。

此外，華虹宏力還可提供一系列高性能且具備成本效益的射頻解決方案，包括射頻CMOS，高阻硅IPD（集成無源器件）以及配備射頻 PDK的嵌入式閃存工藝平臺。

4、電源管理IC

華虹宏力可提供久經(jīng)驗證的CMOS模擬和更高集成度的BCD/CDMOS工藝平臺。其技術(shù)涵蓋1微米到0.13微米，電壓范圍覆蓋1.8V到700V，性能卓越、質(zhì)量可靠，可廣泛應(yīng)用于PMIC、快速充電（Fast Charge）、手機/平板電腦PMU以及智能電表等產(chǎn)品領(lǐng)域。

華虹宏力還是中國出貨量最大的LED驅(qū)動IC晶圓代工企業(yè)，其超高壓700V BCD技術(shù)迎合了節(jié)能環(huán)保熱點，所支持的高壓小電流LED 照明驅(qū)動應(yīng)用市場發(fā)展前景十分廣闊?；?00V LDMOS工藝的開關(guān)型LED驅(qū)動所用的超高壓結(jié)型場效應(yīng)晶體管（JFET）也已成功開發(fā)。更具性價比優(yōu)勢的700VBCD第二代產(chǎn)品也已經(jīng)通過客戶的評估并進入風險量產(chǎn)階段，不久后將正式面市；Highside驅(qū)動600V BCD技術(shù)也在開發(fā)中，并已經(jīng)成功通過客戶端的電機驅(qū)動領(lǐng)域的測試評估；0.18微米5V/40V BCD工藝平臺已成功實現(xiàn)單芯片產(chǎn)品Tapeout，其DMOS的導(dǎo)通電阻處于業(yè)界領(lǐng)先水平，1P2M 18層光罩使得平臺極具成本競爭力。此外，華虹宏力的CZ6模擬系列平臺，在業(yè)內(nèi)有著廣泛知名度，更是以穩(wěn)定可靠的質(zhì)量而著稱。

集成電路技術(shù)確是“國之重器”，尤其是近期，芯片產(chǎn)業(yè)獲得了空前的關(guān)注度。在市場、資本和政策三方合力下，近些年來我國集成電路產(chǎn)業(yè)在前進的征程中不斷實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，雖然某些領(lǐng)域與國外的差距仍然較大，但我們不應(yīng)簡單否定中國自主集成電路企業(yè)所取得的成就。期待中國企業(yè)踏踏實實自主研發(fā)，在發(fā)展中逐漸積累、持續(xù)成長，與全世界先進企業(yè)合作互惠共贏。相信隨著中國在這方面不斷加大投入，以及中國芯片產(chǎn)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)意識的不斷加強，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的明天將更光明更燦爛。