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新“芯”向荣 智擎未来 郑州合晶助力智造“中国芯”

来源:兴港投资 时间:2021-10-26 08:47

编者按:

2010年,乘着沿海地区产业转移的东风,中部大省河南引入富士康这只“金凤”落栖。2013年,郑州航空港经济综合实验区获批,以电子信息产业为代表的高新技术产业和航空偏向性产业在区内渐成规模。十年来,随着富士康及其配套产业的发轫,航空港实验区电子信息产业沿着“1+1+N”的发展思路,搭平台、强招商、延链条、重落地,由最初的一棵“苹果树”渐成“苹果园”,到如今已是“百果飘香”。

作为航空港实验区开发、建设、运营的主力军和先锋队,兴港投资集团深入研析区域发展重大机遇,深耕核心产业培育,通过产业园“筑巢”,金融“引凤”,以兴港融创基金为抓手,充分发挥引导优势,为航空港实验区引入郑州合晶、华锐光电、楚天龙等重磅项目,加快培育新的经济增长点。近期,兴港投资集团官方微信推出“产业兴港”系列报道,本期推出:新“芯”向荣 智擎未来 郑州合晶助力“中国芯” 。

项目介绍:

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郑(zheng)(zheng)州合晶(jing)(jing)硅(gui)(gui)材料有限公司(以(yi)下简称“郑(zheng)(zheng)州合晶(jing)(jing)”)是河南省重(zhong)点(dian)项(xiang)目(mu),同时也是省内首个(ge)投(tou)(tou)入(ru)运营的(de)半导体(ti)(ti)级单晶(jing)(jing)硅(gui)(gui)抛光片的(de)生产项(xiang)目(mu)。项(xiang)目(mu)位于河南省郑(zheng)(zheng)州市航空港经济综(zong)合实验(yan)区(qu)规(gui)划工业四(si)路以(yi)南、华夏大(da)道(dao)以(yi)西(xi),总投(tou)(tou)资(zi)53亿元(yuan)(yuan),占地153亩(mu),主要生产8英(ying)寸(200毫米)及(ji)12英(ying)寸(300毫米)硅(gui)(gui)单晶(jing)(jing)抛光片及(ji)外延片。郑(zheng)(zheng)州合晶(jing)(jing)项(xiang)目(mu)分两(liang)阶段实施,第(di)一阶段是建(jian)(jian)立(li)一条月产能20万(wan)片8寸抛光硅(gui)(gui)片的(de)生产线,已于2017年(nian)10月底试(shi)(shi)产,2018年(nian)10月实现投(tou)(tou)产;第(di)二(er)阶段12寸抛光片已经建(jian)(jian)立(li)试(shi)(shi)验(yan)线,月产量1万(wan)片。项(xiang)目(mu)全部建(jian)(jian)成后预(yu)计年(nian)产值(zhi)20亿元(yuan)(yuan),将极大(da)改变我国半导体(ti)(ti)集成电(dian)路产业晶(jing)(jing)圆硅(gui)(gui)片长期依赖进口的(de)局面(mian),对推进航空港实验(yan)区(qu)高端(duan)制造业及(ji)半导体(ti)(ti)集成电(dian)路产业发展具有重(zhong)要战略意(yi)义。

人物名片

钟佑生:郑州合晶硅材料有限公司总经理,化学博士,深耕半导体行业15年。


高“芯”产业 晶片制造产业落户航空新城

Q 小兴:芯(xin)片被誉为现(xian)代(dai)全球制(zhi)造业(ye)“皇冠上(shang)的(de)明珠”,是什么吸引合晶(jing)生产线(xian)落地航空港(gang)实验(yan)区的(de)?

钟佑生:芯片虽小,却是支撑我国智造大厦的核心基石,它被称为中央处理器,是计算设备的核心部件。英国诗人威廉·布莱克曾说过:“从一粒沙可以看见全世界。”现在如果有机会再看一眼,他一定会惊讶地发现上面竟然有10亿个微小电晶体。晶圆则是芯片制造的“基底”,所有的芯片都是在这个“基底”上制造,可谓是重中之重。

说实话,当时合晶新厂区的候选地址有好几个,但航空港区优势最为突出。这里地理位置优越,国际航空货运便利。之前我们的硅片产品大部分出口国外,现在也开始逐步生根大陆,而航空港实验区紧邻新郑国际机场,地处中原腹地,高效便捷的多式联运国际物流网络,为芯片全球化运输提供了物流支撑。同时,得益于省、市、区相关部门在政府政策、配套、资金等多方面的大力支持,郑州合晶项目建设按照节点如期推进,仅仅11个月就完成首根8英寸单晶硅棒拉制并顺利取棒。还有一点很重要的就是,河南是人口大省,人才储备充足,建厂后人才来源也较广泛。这几点因素直接促成了合晶生产线落地郑州航空港实验区,也为郑州合晶快速投产、壮大奠定了坚实的基础。

Q 小兴:您刚才提(ti)到了郑州(zhou)合晶的快速投产,在(zai)具(ju)体(ti)落地(di)过程中(zhong),有哪些助益因素(su)?

钟佑生:我记得很清楚,2017年7月27日,郑州合晶正式开工建设,2018年10月投产。作为典型的资本密集型行业,半导体硅外延片的产能建设和新技术研发均需要大量资金投入。而郑州合晶项目的成功落地与投产,离不开兴港融创基金的投入及运作。

我先简单介绍一下郑州合晶和兴港投资的关系,郑州合晶为上海合晶全资子公司,兴港投资集团下属产业引导基金——河南兴港融创创业投资发展基金(以下简称“兴港融创基金”)通过增资入股形式分别持有郑州合晶及其母公司上海合晶37.6%的股权。

2016年12月,上海合晶硅材料有限公司与兴港融创基金正式签订《增资扩股协议》,之后累计向郑州合晶项目1期投资7亿元,用于在航空港实验区建设年产240万片200mm硅单晶抛光片生产项目。

正是借助产业投资基金“通渠引流”的带动效应,郑州合晶实现了当年建设、次年投产的“光电速度”,它在航空港实验区的落地生根,也有助于满足大规模集成电路产业对硅衬底片基础材料的迫切要求,补足国内半导体产业对于硅衬底材料不足的缺口,进一步丰富实验区产业业态,推动实验区形成以产兴城、以城带产、产城并进的发展格局。

新“芯”向荣 8英寸硅晶片实现满载生产

Q 小(xiao)兴:上海合晶旗(qi)下拥有多个厂区,与其它厂区相比,郑州合晶具备怎样(yang)的优势和特色?

钟佑生:目前,合晶集团在大陆的整体布局是以上海合晶为控股公司,旗下拥有上海合晶厂、郑州厂、磊晶厂上海晶盟以及扬州厂四家厂区。各个厂区的定位不尽相同,上海合晶厂主要做4-6英寸的小尺寸硅晶片,上海晶盟主要业务为外延片,扬州厂主要为长晶业务,郑州合晶作为一个新厂区,则主要生产8英寸及12英寸的大尺寸硅晶片。

硅片尺寸的扩大和芯片制程的减小是集成电路行业技术进步的两条主线,硅片尺寸越大,则每片硅片上可以制造的芯片数量就越多,单位芯片的成本也就越低。在同样的工艺条件下,300mm半导体硅片的可使用面积超过200mm硅片的两倍以上,因此,目前,市场主流硅片出货已经集中在8英寸、12英寸等大尺寸硅片上,而郑州合晶作为大尺寸硅晶片生产厂区,未来发展前景可期。

Q 小兴:具体来(lai)说(shuo),一片“晶(jing)圆(yuan)”在郑州合晶(jing)是如何“诞生(sheng)”的?在我们的生(sheng)产生(sheng)活中有哪些应用?

钟佑生:晶圆是制造半导体芯片的基本材料,半导体集成电路最主要的原料是硅,因此对应的就是硅晶圆。郑州合晶的晶圆生产制造主要通过长晶、成型、表面处理和抛光四个车间,完成包括单晶生长、外径研磨、蚀刻、边抛等20多道工序。通过多晶硅融解,再在融液里种入籽晶,然后将其慢慢拉出,以形成圆柱状的单晶硅晶棒,此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过切段,滚磨,切片,倒角,抛光,激光刻,包装后,即成为集成电路工厂的基本原料——硅晶圆片,这就是“晶圆”。

郑州合晶一期生产8英寸硅晶片,主要应用于特色技术或者差异化技术:比如各种电源芯片、摄影/指纹识别等传感、智能硬件中的MCU、无线通信芯片和智能卡等等,应用领域较为广泛,消费类电子、通信、计算、工业、汽车等都有覆盖。目前处于前期客户送样阶段12英寸硅晶片,主要用于存储器、CPU制造、高性能芯片,比如各种PC、平板、手机等等。可以说,它既能应用于各类高端、精密制造,也能“飞入寻常百姓家”。

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刘畅摄

Q 小兴(xing):高(gao)(gao)精度制造行业追求的(de)一个重要目(mu)标(biao)就是高(gao)(gao)良率。郑州合(he)晶是如何保障这一目(mu)标(biao)的(de)实(shi)现的(de)?目(mu)前的(de)主(zhu)要客户群体有(you)哪(na)些?

钟佑生:从芯片制造的角度来看,产品的良率可以说是晶圆厂最重要的衡量指标,也就是完成所有工艺步骤后测试合格的芯片的数量与整片晶圆上的有效芯片的比值。晶圆良率越高,同一片晶圆上产出的好芯片数量就越多,每颗芯片的成本越低,理所当然利润也就越高。而最终良率由每一步工艺的良率的积组成,从晶圆制造、中测、封装到成测,前道和后道工序的每一步都会对良率产生影响。

合晶集团位列全球第六大硅片供货商,也是全球前三大低阻重掺硅片供货商。作为郑州合晶的主要技术来源,台湾合晶2012年已成功制出8寸硅晶片,相关专利技术超100项,并无偿授权郑州合晶从长晶到切磨抛再到硅片外延的“一条龙”技术及生产经验。同时,在人才队伍组建上,直接引进台湾合晶各个领域相关专家,包括研发、生产等20余人作为技术班底和管理队伍,量产及管理经验丰富,高精尖团队复制移植可克服技术突破和人员协调方面的障碍,迅速实现抛光片质量稳定、良品达标率高,促进产能稳步提升。

高品质、精工艺也为郑州合晶引来了丰富的客源。自郑州合晶8英寸硅单晶抛光片生产项目2018年投产以来,2019年进行送样检测并通过英飞凌、中芯国际以及台湾合晶等知名半导体企业验证,目前已获得中芯国际、台积电、华润微电子、上海华虹、南京国盛等市场关键客户的订单,截至今年6月份已经达到18万片的月产能,实现满载生产,客户需求潜力十分强劲。

“芯”火燎(liao)原 助(zhu)力芯片智造国产化进(jin)程

Q 小兴:从首根单晶(jing)(jing)硅棒“出(chu)炉”,郑州(zhou)合晶(jing)(jing)投产已近三年,它对航空港实验(yan)区半导体(ti)集(ji)成电路产业(ye)的集(ji)聚发展(zhan)产生(sheng)了哪些积极作用?

钟佑生:郑州合晶投产当年就实现产值808万元。如今,8英寸抛光硅片已经进入批量生产阶段,达到设计月产能20万片,今年1-5月实现产值2亿元,同比增长102%,预计2021年全年生产抛光片将超过160万片,实现营业收入突破4亿元,净利润约1亿元;12寸抛光片也已经建立试验线,月产量1万片,处于前期客户送样阶段。可以说,郑州合晶已经成为国内硅晶圆片重要的产能基地。

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刘(liu)畅(chang)摄

作为航空港实验区新兴产业的代表性项目,郑州合晶8英寸抛光片的批量投产和12英寸抛光片的成功试产,将吸引带动更多上下游企业落户,逐步形成产业集聚,对优化航空港区产业结构,加快构建产业转型升级具有显著的引领示范作用。同时,也为推进航空港实验区及河南高端制造业及半导体集成电路产业发展奠定坚实基础,并将极大改变我国半导体集成电路产业晶圆硅片长期依赖进口的局面,显著提升我国半导体晶圆硅片国产化率,助力中国制造“中国芯”。

Q 小兴:当(dang)前,芯片国产化已经是大势所趋,站在新风(feng)口上,合晶下一步的(de)发展规划和预期目标是怎(zen)样的(de)?

钟佑生:中国是全球最大的半导体芯片市场,半导体也是我国第一大进口商品。目前,国内半导体供需严重不平衡,尤其是12英寸晶圆的月需求为100万片,几乎全部需要从日本、中国台湾和德国进口,中国大陆暂未有成功实现量产的厂商。同时,出于安全自主可控考虑,国家也鼓励大力发展这一产业,可以说芯片国产化是大势所趋。

但制造更高规格的晶圆,就要求生产商掌握更先进的材料技术、生产设备及生产管理经验,如旋转速度、生产温度、均匀度、坏点率等方面,均需要合理把控,这些条件往往只有行业头部厂商才能实现。

作为目前国内产能最大的8英寸单晶硅抛光片生产基地,郑州合晶8英寸抛光硅片已经进入批量生产阶段,达到月产能20万片,下一步将稳扎稳打,稳步提升240万片8英寸硅单晶抛光片项目的品质、产能、良率,在站稳8英寸份单晶硅抛光片国际份额一席之地的同时,积极抢进12寸市场,与上海合晶、兴港融创基金在航空港实验区共同发起设立12英寸硅抛光片及外延片生产项目,建成月产能为20万片12英寸单晶硅抛光片和7万片外延片生产厂区,做大做强12英寸单晶硅抛光片,弥补国内大硅片半导体材料方面的技术空白,实现我国半导体产业上游关键技术的自主可控,进一步推进集成电路产业国产化进程。(作者:兴港共享公司 文/张晴晴)



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