看似无关且毫不起眼的沙子,从中提纯出的硅经过多步工艺净化,可以得到用于半导体制造的电子级硅薄膜淀积。由其筑成的高纯度硅棒横向切割成一片片极薄的圆片,就得到芯片最核心的原材料——晶圆。
在晶圆上,通过反复进行涂膜、光刻自旋输运、刻蚀、薄膜淀积、离子注入等工序,能够形成复杂的电路,经过精细的切割,最终得到一块块内含集成电路的芯片。
但芯片制造的过程并没有在此结束。切割完成后,要将芯片嵌入封装中固定,绑定引脚,再按照需求制作成不同的封装形式,最后对封装完毕的芯片进行功能和性能测试。至此,一个完整的芯片成品才算真正制造出来。
从一粒沙,到无数关键产业的“心脏”,芯片有多重要,其制造过程就有多复杂。要想让“心脏”跳动起来,晶圆制造与芯片封测是其中的重要环节。
在安徽,合肥是全国少数几个拥有集成电路设计、制造、封装测试及设备材料全产业链的城市之一,集成电路产业集群入选首批国家战略性新兴产业集群。
36氪安徽聚焦合肥新站高新区的集成电路产业广播业务,以两家代表企业透视合肥的“造芯”势力。
在半导体行业中,晶圆制造无疑占据中心地位。但受制于高投入、高成本,部分集成电路企业选择放弃晶圆厂,转向委托晶圆代工(Foundry)专门从事成品加工、制造集成电路的无晶圆厂(Fabless)模式。这一模式盛行的结果就是,晶圆代工厂在整个产业链中的地位愈发重要,对上下游具有较强的控制力。
这也是三星、台积电为何能在国际市场叱咤风云,而中芯国际在国内的市场地位也举足轻重的原因。
2013年,合肥正式发布《合肥市集成电路产业发展规划(2013-2020年)》,开始了集成电路产业发展之路。2015年4月,在合肥政府的大力支持下,根据相关战略规划,合肥建投牵头组建了合肥晶合集成电路股份有限公司(以下简称“晶合集成”),这也是安徽首家12英寸晶圆代工企业。
如果说,之前京东方落户合肥,弥补了安徽“少屏之痛”,那么晶合集成的落地,则解决了安徽“缺芯之难”,成为补全本地集成电路产业链的关键一环。
2015年10月,晶合集成总投资135.3亿元的12英寸晶圆制造基地一期项目在合肥新站高新区动工,2017年达到量产,次年月产能达到1万片。2022年,晶合集成12英寸晶圆单月产能已突破10万片。
合肥的产业生态也为企业发展孕育了机会。随着京东方在新站区建起国内第一条第六代TFT-LCD生产线,合肥的显示面板产业飞速发展,形成集聚效应,对面板驱动芯片的需求也与日俱增。
自成立之初起,晶合集成始终瞄准面板赛道,为京东方等企业提供显示驱动芯片(DDIC),让显示产业的“心脏”得以跳动起来。
与此同时,中国液晶面板产能的全球占比已从2015年的23%,提升至2022年的66%以上。作为产业链的一环,晶合集成在DDIC代工领域的市占率排名第一。技术方面,晶合集成已实现150nm至90nm制程节点的12英寸晶圆代工平台量产,正在进行55nm的风险量产。
就在今年5月,晶合集成正式在科创板挂牌上市,成就了安徽历史上最大规模的IPO。
站在这一节点上回望,正是以2015年晶合集成12寸晶圆驱动芯片制造基地为起点,合肥新站区一步步形成了从设计、材料设备到核心制造、封测的完整产业链生态,为合肥打造具有影响力的“IC之都”积蓄力量。
晶圆制造固然关键,但在芯片通往成品的路上,“封测”环节作为最后关口,作用也不容忽视。
事实上,从晶圆代工厂的无尘车间中出来时,晶圆上的芯片是脆弱的,极易被刮伤、损坏,且无法与外部电路相连接。
封装测试,就是将生产出来的合格晶圆进行切割、焊线、塑封,使芯片电路与外部器件实现电气连接,为芯片提供机械物理保护,并利用测试工具对封装完毕的芯片进行功能和性能测试。
这一过程不仅具有安放、固定、密封、散热等作用,为芯片正常运转创造一个良好的环境,同时让芯片内部世界与外部电路相连接,是一个“架桥”的过程。
虽然看起来只是为芯片“穿衣”,但其中需要经过来料检验、正面贴膜、减薄、切割、基板刷胶、键合等多道工序。这一复杂的流程也对芯片封测企业提出了较高的技术要求。
在合肥新站区的集成电路产业集群中,除了晶合集成,芯片封测领域也有这样一家代表企业——合肥新汇成股份微电子股份有限公司(以下简称“汇成股份”)。
汇成股份所掌握的凸块制造技术(Bumping)是高端先进封装的代表性技术之一,通过凸块制造“以点代线”的技术创新,能以几何倍数提高单颗芯片连接外部引脚数的物理上限,所封测的产品呈现I/O(输入/输出)密度高、尺寸小、运算速度快、可靠性高等优势。
同时,汇成股份也是国内最早具备金凸块制造能力,以及最早导入12英寸晶圆金凸块产线并实现量产的显示驱动芯片封测企业之一,所封测的芯片是智能手机、高清电视、平板电脑等各类终端产品得以实现画面显示的核心部件。
目前,集成电路上下游企业如晶合集成、京东方、维信诺等均在新站区落户或建厂,汇成股份也深入产业集群之中,有效节省运输时间与成本,提高生产响应速度以加快产品交付,缩短供应链周期。
作为合肥“芯”的聚集地,截至2022年5月,新站区已汇聚产业上下游企业47家。《合肥市“十四五”新一代信息技术发展规划》明确指出,合肥集成电路产业分别在高新区(智能家电、汽车电子)、经开区(存储、装备)、新站高新区(显示驱动、材料)形成产业集聚。
今年5月三相换向电动机,百亿规模母基金落地新站凯时手机网址,作为该区首个产业引导基金,将重点布局新型显示、集成电路等新兴产业。
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