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芯片制造的技術(shù)水平和發(fā)展規(guī)模現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)業(yè)競爭力和綜合國力的重要標(biāo)志之一。我國的集成電路產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展,已經(jīng)形成設(shè)計(jì)、制造、封測三業(yè)并舉的產(chǎn)業(yè)架構(gòu),并初具規(guī)模。但整體與國外領(lǐng)先水平相比,制造業(yè)仍有較大差距,先進(jìn)工藝約落后兩代,生產(chǎn)規(guī)模不足國外領(lǐng)先企業(yè)的 10%,關(guān)鍵產(chǎn)品如存儲器、CPU 等尚未具備大規(guī)模生產(chǎn)能力,特色制造工藝的積累也不足。
雖有不足,但是在 5G、智能終端和物聯(lián)網(wǎng)等新興應(yīng)用帶來多重市場空間,在很多企業(yè)看來,這些劃時(shí)代的技術(shù)和應(yīng)用在給全球帶來產(chǎn)業(yè)革命的同時(shí),也會給他們帶來新的成長機(jī)遇,尤其是作為基礎(chǔ)支撐的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),在政策大力支持下,將面臨巨大的發(fā)展機(jī)遇。
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半導(dǎo)體浪潮中的華虹宏力
華虹宏力便是此次機(jī)遇浪潮中的受益者,對華虹宏力來說,新興市場與熱點(diǎn)應(yīng)用里蘊(yùn)含著他們的無限機(jī)遇。華虹宏力目前作為國內(nèi)最大,全球第二大的 8 英寸晶圓代工廠,自建設(shè)中國大陸第一條 8 英寸集成電路生產(chǎn)線起步,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),截至 2018 年 7 月合計(jì)月產(chǎn)能超 17 萬片,在中國臺灣、日本、北美和歐洲等地均提供銷售與技術(shù)支持。華虹宏力作為全球領(lǐng)先的 200mm 純晶圓代工廠,主要專注于研發(fā)及制造特種應(yīng)用的 200mm 晶圓半導(dǎo)體,工藝技術(shù)覆蓋 1 微米至 90 納米各節(jié)點(diǎn), 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。?
嵌入式存儲器技術(shù):華虹宏力在嵌入式閃存市場上居技術(shù)領(lǐng)先地位,可以提供從 0.5 微米到 90 納米等工藝制程,涵蓋 eFlash、eEEPROM、MTP、OTP 等,應(yīng)用包括智能卡芯片和高中低端 MCU 等。
功率器件:華虹宏力是業(yè)內(nèi)首個(gè)擁有深溝槽超級結(jié)(Deep Trench Super Junction,DT-SJ)及場截止型 IGBT(Field Stop,F(xiàn)S IGBT)工藝平臺的 8 英寸代工廠。公司現(xiàn)已推出第三代 DT-SJ 工藝平臺,技術(shù)參數(shù)達(dá)業(yè)界一流水平。作為國內(nèi)唯一擁有 IGBT 全套背面加工工藝的晶圓代工廠,與多家合作單位陸續(xù)推出了 650V、1200V、1700V 等 IGBT 器件工藝,成功解決了 IGBT 的關(guān)鍵工藝問題。
射頻技術(shù):隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和無線通訊技術(shù)(4G/5G)的蓬勃發(fā)展,射頻芯片在智能終端和消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛。射頻 SOI 技術(shù)非常適合用于智能手機(jī)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。為此,華虹宏力推出了 0.2 微米射頻 SOI 工藝設(shè)計(jì)套件(PDK),有助于客戶提高設(shè)計(jì)流程的效率及輸出優(yōu)質(zhì)的射頻組件,從而減少設(shè)計(jì)改版及縮短產(chǎn)品推出市場的時(shí)間;0.13 微米射頻 SOI 的研發(fā)正在穩(wěn)步推進(jìn)中,有望今年面市,以應(yīng)對智能手機(jī)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。同時(shí),公司還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。
電源管理:隨著人們對綠色、節(jié)能需求的日益提升,高能效的 PMIC 技術(shù)越來越受重視。華虹宏力作為完整的電源管理 IC 代工技術(shù)供應(yīng)商,可提供久經(jīng)驗(yàn)證的 CMOS 模擬和更高集成度的 BCD/CDMOS 工藝平臺。其技術(shù)涵蓋 1.0 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(jī) / 平板電腦 PMU 以及智能電表等產(chǎn)品領(lǐng)域。
在以上這些先進(jìn)的差異化制造技術(shù)之外,華虹宏力還擁有多年成功量產(chǎn)汽車電子芯片的經(jīng)驗(yàn),生產(chǎn)的芯片廣泛應(yīng)用于電子消費(fèi)品、通訊、計(jì)算機(jī)及工業(yè)及汽車領(lǐng)域。
2017 年八月初,華虹宏力與無錫市政府及國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(簡稱大基金)簽訂了一份投資協(xié)議,三方將在無錫投資建設(shè)一座 12 英寸晶圓廠,項(xiàng)目總投資新的代工廠產(chǎn)能規(guī)劃為每月 4 萬片,主要為 65-90 納米產(chǎn)品做代工,這也將是華虹宏力的產(chǎn)品線的重要補(bǔ)充。
據(jù)華虹方面介紹,12 寸廠的建設(shè),不但可以獲得所需的產(chǎn)能,又能將工藝技術(shù)提升到 65nm。他們在 90nm 的的量產(chǎn),會為之后在 12 寸晶圓上 65nm 的引入奠定基礎(chǔ)。嵌入式非易失性存儲、射頻、電源管理芯片及相關(guān) IP,將會是首批轉(zhuǎn)移到 12 寸晶圓上的產(chǎn)品線。
這次也是華虹 2 廠自 2007 年量產(chǎn)以來,華虹新建的第一個(gè)工廠,這將會是他們卡位未來的一個(gè)重要棋子。華虹無錫集成電路研發(fā)和制造基地項(xiàng)目得到國家大基金的強(qiáng)力金援,大基金向華虹半導(dǎo)體注資 9.22 億美元,其中 4 億美元投給華虹半導(dǎo)體,持股 18.94%;5.22 億美元投給華虹無錫,持股 29%。華虹無錫項(xiàng)目占地約 700 畝,總投資 100 億美元,一期投資 25 億美元,新建一條 12 英寸“超越摩爾”特色工藝集成電路生產(chǎn)線,采用先進(jìn)工藝 90~65/55 納米、月產(chǎn)能約 4 萬片,支持 5G、汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域的應(yīng)用。計(jì)劃將于今年下半年完成凈化廠房建設(shè)和動力機(jī)電設(shè)備安裝、通線并逐步實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn),預(yù)計(jì)年產(chǎn)值將達(dá) 50 億元。
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華虹宏力能否成為市場大潮中的弄潮兒?
如今,回頭看華虹宏力這一路走來,在很大程度上推動了我國先進(jìn)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(shí)也實(shí)現(xiàn)了很多從無到有的突破,包括第一顆手機(jī) SIM 卡芯片、第一顆二代身份證芯片等,打破了海外廠商的壟斷,實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化替代,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)社會效益。
華虹宏力在“中國芯”工程中的作用明顯。在華虹半導(dǎo)體(華虹宏力母公司)發(fā)布的截至 2018 年 6 月 30 日的財(cái)報(bào)中,我們看到,公司來自國內(nèi)的營收占比進(jìn)一步提升,高達(dá) 58.6%,特別是公司擁有先進(jìn)的功率器件和電源管理芯片生產(chǎn)線,對于國內(nèi)功率器件和電源管理 IC 設(shè)計(jì)公司自主研發(fā)的芯片實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)銷售,起到了非常重要的作用,有效地提升了 IC 設(shè)計(jì)公司的產(chǎn)品市場競爭力。
隨著未來物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能的發(fā)展,華虹宏力對此做了相應(yīng)的布局和規(guī)劃。
MCU 領(lǐng)域,是華虹宏力的戰(zhàn)略重點(diǎn),其包括嵌入式 Flash/EEPROM/OTP/MTP 等在內(nèi)的全球領(lǐng)先的嵌入式非易失性存儲器技術(shù),覆蓋了高、中、低端 MCU 芯片,為 MCU 設(shè)計(jì)公司提供了多種方案和選擇。尤其是 0.11 微米超低漏電(Ultra-Low-Leakage,ULL)嵌入式閃存(eFlash)工藝平臺,專為物聯(lián)網(wǎng)打造,為華虹宏力和客戶帶來了明顯的創(chuàng)新增長。
面向 5G 射頻前端,華虹宏力也會持續(xù)研發(fā) 0.13 微米的 RF SOI 工藝,這種絕緣體上硅(SOI)技術(shù)的 RF 版本工藝,擁有隔離襯底的高電阻特性,還有設(shè)計(jì)周期短、簡單易用、低功耗的特點(diǎn),華虹宏力將積極推進(jìn)其在 5G 射頻中的應(yīng)用。同時(shí)華虹宏力還在密切關(guān)注寬禁帶半導(dǎo)體工藝,其擁有高效、高頻、高功率、高穩(wěn)定性、高線性度等優(yōu)勢,在市場終端有需求的時(shí)候,華虹宏力將及時(shí)作出反應(yīng)。
針對新能源領(lǐng)域,華虹宏力將持續(xù)擴(kuò)展其在 IGBT、MOSFET 等功率器件方面的領(lǐng)先優(yōu)勢。應(yīng)用上,1200V 主要用于工業(yè)領(lǐng)域及太陽能發(fā)電,而 1700V 和 3300V 則主要對應(yīng)風(fēng)能,華虹宏力可根據(jù)客戶要求定制各種功率器件,滿足了市場多樣化需求。在配套的充電樁領(lǐng)域,華虹宏力也有超級結(jié) MOSFET 等產(chǎn)品??梢?,功率器件同樣是華虹宏力助力中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展、挖掘未來半導(dǎo)體機(jī)會的著力點(diǎn)。
在華虹宏力看來,未來云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智慧城市和 5G 的快速應(yīng)用,將會推動 12 英寸晶圓的需求,再加上中國政府對集成電路發(fā)展的支持以及華虹宏力獲得國家的背書,形成了資本、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的疊加優(yōu)勢,意味著在未來產(chǎn)品推進(jìn)和合作商方面會獲得更多的機(jī)會,依賴于固有優(yōu)勢的華虹宏力在這波大潮中抓住先機(jī),力圖成為市場的弄潮兒。
參考文獻(xiàn):
芯思想,《【中國半導(dǎo)體脊梁】華虹宏力:開辟“超越摩爾”新路,深耕“特色+優(yōu)勢”工藝,鑄就鐵軍芯向藍(lán)海》
半導(dǎo)體行業(yè)觀察,《新時(shí)代下的半導(dǎo)體機(jī)遇,華虹宏力蓄勢待發(fā)》
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