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    新“芯”向榮 智擎未來 鄭州合晶助力智造“中國芯”

    來源:興港投資 時間:2021-10-26 08:47

    編者按:

    2010年,乘著沿海地區產業轉移的東風,中部大省河南引入富士康這只“金鳳”落棲。2013年,鄭州航空港經濟綜合實驗區獲批,以電子信息產業為代表的高新技術產業和航空偏向性產業在區內漸成規模。十年來,隨著富士康及其配套產業的發軔,航空港實驗區電子信息產業沿著“1+1+N”的發展思路,搭平臺、強招商、延鏈條、重落地,由最初的一棵“蘋果樹”漸成“蘋果園”,到如今已是“百果飄香”。

    作為航空港實驗區開發、建設、運營的主力軍和先鋒隊,興港投資集團深入研析區域發展重大機遇,深耕核心產業培育,通過產業園“筑巢”,金融“引鳳”,以興港融創基金為抓手,充分發揮引導優勢,為航空港實驗區引入鄭州合晶、華銳光電、楚天龍等重磅項目,加快培育新的經濟增長點。近期,興港投資集團官方微信推出“產業興港”系列報道,本期推出:新“芯”向榮 智擎未來 鄭州合晶助力“中國芯” 。

    項目介紹:

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    鄭州合晶硅材料有限公司(以下簡稱“鄭州合晶”)是河南省重點項目,同時也是省內首個投入運營的半導體級單晶硅拋光片的生產項目。項目位于河南省鄭州市航空港經濟綜合實驗區規劃工業四路以南、華夏大道以西,總投資53億元,占地153畝,主要生產8英寸(200毫米)及12英寸(300毫米)硅單晶拋光片及外延片。鄭州合晶項目分兩階段實施,第一階段是建立一條月產能20萬片8寸拋光硅片的生產線,已于2017年10月底試產,2018年10月實現投產;第二階段12寸拋光片已經建立試驗線,月產量1萬片。項目全部建成后預計年產值20億元,將極大改變我國半導體集成電路產業晶圓硅片長期依賴進口的局面,對推進航空港實驗區高端制造業及半導體集成電路產業發展具有重要戰略意義。

    人物名片

    鐘佑生:鄭州合晶硅材料有限公司總經理,化學博士,深耕半導體行業15年。


    高“芯”產業 晶片制造產業落戶航空新城

    Q 小興:芯片被譽為現代全球制造業“皇冠上的明珠”,是什么吸引合晶生產線落地航空港實驗區的?

    鐘佑生:芯片雖小,卻是支撐我國智造大廈的核心基石,它被稱為中央處理器,是計算設備的核心部件。英國詩人威廉·布萊克曾說過:“從一粒沙可以看見全世界?!爆F在如果有機會再看一眼,他一定會驚訝地發現上面竟然有10億個微小電晶體。晶圓則是芯片制造的“基底”,所有的芯片都是在這個“基底”上制造,可謂是重中之重。

    說實話,當時合晶新廠區的候選地址有好幾個,但航空港區優勢最為突出。這里地理位置優越,國際航空貨運便利。之前我們的硅片產品大部分出口國外,現在也開始逐步生根大陸,而航空港實驗區緊鄰新鄭國際機場,地處中原腹地,高效便捷的多式聯運國際物流網絡,為芯片全球化運輸提供了物流支撐。同時,得益于省、市、區相關部門在政府政策、配套、資金等多方面的大力支持,鄭州合晶項目建設按照節點如期推進,僅僅11個月就完成首根8英寸單晶硅棒拉制并順利取棒。還有一點很重要的就是,河南是人口大省,人才儲備充足,建廠后人才來源也較廣泛。這幾點因素直接促成了合晶生產線落地鄭州航空港實驗區,也為鄭州合晶快速投產、壯大奠定了堅實的基礎。

    Q 小興:您剛才提到了鄭州合晶的快速投產,在具體落地過程中,有哪些助益因素?

    鐘佑生:我記得很清楚,2017年7月27日,鄭州合晶正式開工建設,2018年10月投產。作為典型的資本密集型行業,半導體硅外延片的產能建設和新技術研發均需要大量資金投入。而鄭州合晶項目的成功落地與投產,離不開興港融創基金的投入及運作。

    我先簡單介紹一下鄭州合晶和興港投資的關系,鄭州合晶為上海合晶全資子公司,興港投資集團下屬產業引導基金——河南興港融創創業投資發展基金(以下簡稱“興港融創基金”)通過增資入股形式分別持有鄭州合晶及其母公司上海合晶37.6%的股權。

    2016年12月,上海合晶硅材料有限公司與興港融創基金正式簽訂《增資擴股協議》,之后累計向鄭州合晶項目1期投資7億元,用于在航空港實驗區建設年產240萬片200mm硅單晶拋光片生產項目。

    正是借助產業投資基金“通渠引流”的帶動效應,鄭州合晶實現了當年建設、次年投產的“光電速度”,它在航空港實驗區的落地生根,也有助于滿足大規模集成電路產業對硅襯底片基礎材料的迫切要求,補足國內半導體產業對于硅襯底材料不足的缺口,進一步豐富實驗區產業業態,推動實驗區形成以產興城、以城帶產、產城并進的發展格局。

    新“芯”向榮 8英寸硅晶片實現滿載生產

    Q 小興:上海合晶旗下擁有多個廠區,與其它廠區相比,鄭州合晶具備怎樣的優勢和特色?

    鐘佑生:目前,合晶集團在大陸的整體布局是以上海合晶為控股公司,旗下擁有上海合晶廠、鄭州廠、磊晶廠上海晶盟以及揚州廠四家廠區。各個廠區的定位不盡相同,上海合晶廠主要做4-6英寸的小尺寸硅晶片,上海晶盟主要業務為外延片,揚州廠主要為長晶業務,鄭州合晶作為一個新廠區,則主要生產8英寸及12英寸的大尺寸硅晶片。

    硅片尺寸的擴大和芯片制程的減小是集成電路行業技術進步的兩條主線,硅片尺寸越大,則每片硅片上可以制造的芯片數量就越多,單位芯片的成本也就越低。在同樣的工藝條件下,300mm半導體硅片的可使用面積超過200mm硅片的兩倍以上,因此,目前,市場主流硅片出貨已經集中在8英寸、12英寸等大尺寸硅片上,而鄭州合晶作為大尺寸硅晶片生產廠區,未來發展前景可期。

    Q 小興:具體來說,一片“晶圓”在鄭州合晶是如何“誕生”的?在我們的生產生活中有哪些應用?

    鐘佑生:晶圓是制造半導體芯片的基本材料,半導體集成電路最主要的原料是硅,因此對應的就是硅晶圓。鄭州合晶的晶圓生產制造主要通過長晶、成型、表面處理和拋光四個車間,完成包括單晶生長、外徑研磨、蝕刻、邊拋等20多道工序。通過多晶硅融解,再在融液里種入籽晶,然后將其慢慢拉出,以形成圓柱狀的單晶硅晶棒,此過程稱為“長晶”。硅晶棒再經過切段,滾磨,切片,倒角,拋光,激光刻,包裝后,即成為集成電路工廠的基本原料——硅晶圓片,這就是“晶圓”。

    鄭州合晶一期生產8英寸硅晶片,主要應用于特色技術或者差異化技術:比如各種電源芯片、攝影/指紋識別等傳感、智能硬件中的MCU、無線通信芯片和智能卡等等,應用領域較為廣泛,消費類電子、通信、計算、工業、汽車等都有覆蓋。目前處于前期客戶送樣階段12英寸硅晶片,主要用于存儲器、CPU制造、高性能芯片,比如各種PC、平板、手機等等??梢哉f,它既能應用于各類高端、精密制造,也能“飛入尋常百姓家”。

    微信圖片_20211026084439

    劉暢攝

    Q 小興:高精度制造行業追求的一個重要目標就是高良率。鄭州合晶是如何保障這一目標的實現的?目前的主要客戶群體有哪些?

    鐘佑生:從芯片制造的角度來看,產品的良率可以說是晶圓廠最重要的衡量指標,也就是完成所有工藝步驟后測試合格的芯片的數量與整片晶圓上的有效芯片的比值。晶圓良率越高,同一片晶圓上產出的好芯片數量就越多,每顆芯片的成本越低,理所當然利潤也就越高。而最終良率由每一步工藝的良率的積組成,從晶圓制造、中測、封裝到成測,前道和后道工序的每一步都會對良率產生影響。

    合晶集團位列全球第六大硅片供貨商,也是全球前三大低阻重摻硅片供貨商。作為鄭州合晶的主要技術來源,臺灣合晶2012年已成功制出8寸硅晶片,相關專利技術超100項,并無償授權鄭州合晶從長晶到切磨拋再到硅片外延的“一條龍”技術及生產經驗。同時,在人才隊伍組建上,直接引進臺灣合晶各個領域相關專家,包括研發、生產等20余人作為技術班底和管理隊伍,量產及管理經驗豐富,高精尖團隊復制移植可克服技術突破和人員協調方面的障礙,迅速實現拋光片質量穩定、良品達標率高,促進產能穩步提升。

    高品質、精工藝也為鄭州合晶引來了豐富的客源。自鄭州合晶8英寸硅單晶拋光片生產項目2018年投產以來,2019年進行送樣檢測并通過英飛凌、中芯國際以及臺灣合晶等知名半導體企業驗證,目前已獲得中芯國際、臺積電、華潤微電子、上海華虹、南京國盛等市場關鍵客戶的訂單,截至今年6月份已經達到18萬片的月產能,實現滿載生產,客戶需求潛力十分強勁。

    “芯”火燎原 助力芯片智造國產化進程

    Q 小興:從首根單晶硅棒“出爐”,鄭州合晶投產已近三年,它對航空港實驗區半導體集成電路產業的集聚發展產生了哪些積極作用?

    鐘佑生:鄭州合晶投產當年就實現產值808萬元。如今,8英寸拋光硅片已經進入批量生產階段,達到設計月產能20萬片,今年1-5月實現產值2億元,同比增長102%,預計2021年全年生產拋光片將超過160萬片,實現營業收入突破4億元,凈利潤約1億元;12寸拋光片也已經建立試驗線,月產量1萬片,處于前期客戶送樣階段??梢哉f,鄭州合晶已經成為國內硅晶圓片重要的產能基地。

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    劉暢攝

    作為航空港實驗區新興產業的代表性項目,鄭州合晶8英寸拋光片的批量投產和12英寸拋光片的成功試產,將吸引帶動更多上下游企業落戶,逐步形成產業集聚,對優化航空港區產業結構,加快構建產業轉型升級具有顯著的引領示范作用。同時,也為推進航空港實驗區及河南高端制造業及半導體集成電路產業發展奠定堅實基礎,并將極大改變我國半導體集成電路產業晶圓硅片長期依賴進口的局面,顯著提升我國半導體晶圓硅片國產化率,助力中國制造“中國芯”。

    Q 小興:當前,芯片國產化已經是大勢所趨,站在新風口上,合晶下一步的發展規劃和預期目標是怎樣的?

    鐘佑生:中國是全球最大的半導體芯片市場,半導體也是我國第一大進口商品。目前,國內半導體供需嚴重不平衡,尤其是12英寸晶圓的月需求為100萬片,幾乎全部需要從日本、中國臺灣和德國進口,中國大陸暫未有成功實現量產的廠商。同時,出于安全自主可控考慮,國家也鼓勵大力發展這一產業,可以說芯片國產化是大勢所趨。

    但制造更高規格的晶圓,就要求生產商掌握更先進的材料技術、生產設備及生產管理經驗,如旋轉速度、生產溫度、均勻度、壞點率等方面,均需要合理把控,這些條件往往只有行業頭部廠商才能實現。

    作為目前國內產能最大的8英寸單晶硅拋光片生產基地,鄭州合晶8英寸拋光硅片已經進入批量生產階段,達到月產能20萬片,下一步將穩扎穩打,穩步提升240萬片8英寸硅單晶拋光片項目的品質、產能、良率,在站穩8英寸份單晶硅拋光片國際份額一席之地的同時,積極搶進12寸市場,與上海合晶、興港融創基金在航空港實驗區共同發起設立12英寸硅拋光片及外延片生產項目,建成月產能為20萬片12英寸單晶硅拋光片和7萬片外延片生產廠區,做大做強12英寸單晶硅拋光片,彌補國內大硅片半導體材料方面的技術空白,實現我國半導體產業上游關鍵技術的自主可控,進一步推進集成電路產業國產化進程。(作者:興港共享公司 文/張晴晴)



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