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調查:小芯片有大市場 科學城布局集成電路全產業鏈

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開欄語:

作為全市科技創新和現代化產業體系建設的主戰場、主陣地,近年來,西部科學城重慶高新區緊扣全市“六區一高地”建設目標,加快構建以科技創新為引領的“3238”現代制造業集群體系。現如今,在“未來已來”的產業版圖上,與科學城相關的新型儲能、人工智能、空天信息等未來產業動態頻頻,正在搶占著一個又一個發展制高點。

為助力加快建設“六區一高地”,深入挖掘科學城高新區集成電路、低空經濟等諸多產業鏈條的發展情況及商業價值,近日,重慶高新區融媒體中心展開調研,深入挖掘產業發展亮點,解讀發展潛力,推出產業發展深度調查系列報道,為產業發展提供借鑒和參考。

敬請關注。

作為國際一流集成電路研發中心的聯合微電子中心有限責任公司(后簡稱聯合微電子公司),又有大動作。就在幾天前,聯合微電子公司與上海交通大學無錫光子芯片研究院(CHIPX)在光子芯谷簽署戰略合作協議。雙方決定,圍繞技術合作、平臺聯動、聯合孵化、生態共筑展開全方位合作。

記者了解到,此次強強聯手,為的是突破光電異質集成、高密度封裝等關鍵技術,協同解決光電融合的工程化難題,未來,將為“重慶造”芯片提供更多的商業機遇。

集成電路全鏈條產業集群已形成

簡單而言,芯片就是內含集成電路的硅片。如果說集成電路像“菜譜”,芯片是“按菜譜做出來的菜”。聯合微電子公司相關負責人昨日告訴記者,在西部科學城重慶高新區,關于“菜”或是“菜譜”的創新,幾乎每天都有新的故事。

作為重慶市和央企合作的范例,聯合微電子公司致力于打造國內領先的“硅光+”公共服務平臺,積極發展硅光、芯粒集成等戰新技術,開發光電合封CPO技術,研發支撐更高速率傳輸和更高性能計算的光電融合工藝,持續對外提供從設計、流片到封測的全流程一站式服務。

“為抓住發展機遇,我們正在和時間賽跑。”聯合微電子公司副總經理郭進介紹,今年3月,該公司自主研發的硅光集成光纖陀螺收發芯片已實現量產,尺寸僅0.2平方厘米,集成數十個傳統光纖器件,廣泛應用于航天、航空等高精度導航領域,填補國內技術空白。這極大提升了重慶造芯片在市場上的競爭力與話語權。



▲聯合微電子科研工作者。資料圖

事實上,包含聯合微電子公司在內,截至目前,西部科學城重慶高新區已集聚華潤微電子、安意法半導體、奧松半導體等50余家集成電路重點企業。作為西部科學城重慶高新區3個千億級主導產業之一,集成電路目前已形成覆蓋設計、制造、封測全鏈條的產業集群。

重慶高新區改發局提供的數據顯示,2024年,全區集成電路規上工業產值增長6.8%、規模占全市的42.5%,集成電路工業投資增長78.6%。

龍頭企業創新驅動科技成果涌現

產業投資數據增長的背后,離不開企業的高質量發展。

5月15日上午9點,記者趕赴位于西永大道25號的華潤微電子(重慶)有限公司。通過一條科技感十足的參觀通道,可以看見兩條晶圓產線呈現一片火熱朝天、繁忙有序的生產景象。“晶圓是制造集成電路的基礎材料,呈圓形薄片狀。一片晶圓通常包含數百至數千顆芯片。”工作人員告訴記者,公司擁有的兩條晶圓生產線都“來頭不小”。其中,8吋晶圓線是中國內地第一條功率器件專業晶圓生產線,自華潤微電子2017年接手以來,依托規模化、專業化的產線能力,營收增長近200%。另一條12吋晶圓線,則是在2022年底通線并于2024年全面完成項目規劃產能建設目標的高端功率器件晶圓線。此外,該公司所配套的功率封測基地,正持續推進產能建設、產品上量和技術開發;面板級扇出封裝線則已完成國內一流、國際領先的封裝技術平臺搭建。



▲華潤微電子實驗室。資料圖

“目前,華潤微電子重慶園區占地600畝,設立了4家公司, 在渝員工約3000人,2024年華潤微電子重慶園區實現產值超30億元。現有1條8吋晶圓線、1條12吋晶圓線,2條封裝測試線,以及1個已通過CNAS認證的4000平方米的實驗室,形成了一個完整的半導體產業鏈,折8吋晶圓產能超過重慶已建成產能的半壁江山。華潤微電子主要產品MOSFET設計及工藝技術處于國內領先、緊跟國際第一梯隊水平,規模在國內本土品牌中排名第一;MOSFET及IGBT市場份額雙雙進入全球前十。基于12吋線成功開發的第七代IGBT系列產品,性能可對標國際一流水平,已進入量產階段。”華潤微電子副總裁莊恒前介紹,華潤微電子在重慶已建成涵蓋設計研發、晶圓制造、封裝測試、銷售服務等全產業鏈的車規級功率半導體產業基地。

“摩拳擦掌”的還有奧松半導體(重慶)有限公司,該公司在科學城總投資高達35億元的奧松半導體8英寸MEMS特色芯片IDM產業基地一期項目,即將投用。

奧松半導體該項目負責人李忠告訴記者,投產后該基地可實現各類MEMS半導體傳感器產品從研發到量產的無縫銜接,將進一步提升溫濕度、壓力、壓電、氣體、流量、真空、光電、射頻等高端傳感器核心部件的產能,并進一步擴充品類,有力保障數字城市、新能源汽車、軌道交通、生物醫療與健康、智能家電、智能機器人、高端裝備制造、精密儀器設備、智能電網、物聯網等支柱產業和新興產業核心部件的供應鏈安全。

作為國內首條8英寸車規級碳化硅功率芯片規模化量產線,總投資230億元的安意法半導體碳化硅晶圓廠預計將于四季度在高新區實現批量生產。記者了解到,這條第三代化合物半導體產線全面達產后,每年能生產48萬片行業領先的8吋碳化硅車規級電控芯片。安意法半導體有限公司是由三安光電和意法半導體(中國)投資有限公司共同出資設立。為配套這一項目,三安光電于2023年7月全資設立重慶三安半導體有限責任公司,在同一園區規劃投資70億元,建設一條年產48萬片的8英寸碳化硅襯底生產線,并已于2024年8月通線投產。



▲三安意法重慶8英寸碳化硅項目。資料圖

為加速建強高能級平臺,今年4月底,奧松半導體(重慶)有限公司、重慶大學、嘉陵江實驗室就共建嘉陵江實驗室微納器件及微系統研究中心舉辦簽署儀式。奧松半導體將利用在MEMS 領域集芯片設計、芯片制造、封裝測試、終端應用為一體的智能傳感器全產業鏈模式優勢,通過智能傳感技術概念驗證中心、傳感器中試平臺、8英寸特色芯片量產線等產業資源,共同為國內發展人工智能、機器人、汽車、軌道交通、生物醫療與健康、智能家電、高端裝備制造、精密儀器設備、智能電網等戰略性新興產業的供應鏈提供支撐,保障關鍵零部件供應鏈安全。

不可否認,以華潤微電子、安意法半導體、奧松半導體為標志的一系列集成電路項目不斷提速發展,正為科學城高質量發展制造業和構建現代化產業體系注入“強心劑”。

數百億集成電路產業商機洞開

按科學城擬定的發展目標,預計到2027年底,要實現IC設計企業新增82家,年營業收入達100億元;封測模組企業新增22家,年產值達200億元。

“投資者應當清晰看到產業發展將帶來的潛在商機。”西南大學專家表示,封測企業落戶將形成圓晶制造、封裝材料、設備基耗材、設計服務的完整產業鏈拉動。這意味著集成電路產業崛起,商機將分布在設計服務、封測模組、材料設備、應用場景對接、政策支持、產學研合作等多個方面。

例如,IC設計企業增多,意味著設計工具、人才服務、IP核等配套服務的需求會變大;其次,材料與設備方面,隨著制造和封測企業的增加,對材料采購需求也大幅增長,這些對上游企業來說,都是商機所在。

有業內人士舉例,隨著封測產能擴張,企業會加大采購引線框架、封裝膠、基板、環氧樹脂等材料,這對材料商來說是巨大利好;其次,有技術實力的企業,還可以關注針對封測環節的劃片機、貼片機,以及晶圓制造的刻蝕、沉積設備,提供二手機翻新、零部件維修等增值服務;此外,晶圓、封裝成品的運輸需要高潔凈環境,這將極大拉動特種物流的需求。

他算了一筆賬,封測企業需要大量封裝基板,用于芯片與PCB之間的鏈接。假設封測工廠月產能為1億顆芯片,按一顆芯片需要1片基板計算,那么每年基板需求量將為12億片。基板的市場價為50至200元一片,按均價100元一片計算,這個封測工廠一年的基板采購金額預計可達1200億元。

企業瞄準新機遇和新賽道

記者調研時發現,結合西部科學城重慶高新區的目標和企業自身發展情況,企業已瞄準了新機遇和新賽道。

“華潤微電子重慶12吋晶圓產線還有一定的產能擴展空間,未來將根據市場需求進行動態調整。未來,我們將穩步推進12吋線上量和擴產,同時積極推動8吋晶圓線轉型,打造國內具有綜合競爭力的第三代半導體工藝能力。”莊恒前告訴記者,華潤微電子還將基于優質的自有實驗室資源,積極助力重慶市打造汽車芯片公共實驗平臺。同時,持續推進全球領先的面板封裝測試平臺和功率半導體模塊封裝平臺實現大規模產業化。“希望在未來2-3年內,實現園區產值翻番。”莊恒前對此信心滿滿。

他提到,華潤微電子將持續深耕重慶,做大功率器件,助力重慶打造全國的集成電路產業高地。后續將一方面依托對標國際一流的資源布局,夯實全產業鏈車規級功率半導體產業基地。另一方面,華潤微電子秉持合作共贏理念,將向部分優質設計企業適度開放部分晶圓產能,積極協同產業鏈上下游企業深化合作,助力重慶提升集成電路產業競爭力。

聯合微電子郭進表示,該公司的營業收入此前主要來自流片代工業務等,而今年公司已開始加速推動硅光陀螺芯片、熱成像芯片等自主設計的光引擎組件產品實現市場轉化,并有望超越流片代工收入。

產業配套與應用待破局

任何產業的繁榮發展,都不可能一蹴而就,集成電路產業更是如此。值得思考的是,重慶的集成電路企業在抓發展的同時,面臨著怎樣挑戰?又將如何破局?

在談及發展難點時,多位集成電路企業高層在接受記者采訪時均表示,集成電路產業鏈覆蓋了芯片設計、制造、封裝測試及設備材料等領域,從原材料沙子進熔爐到最后的芯片封裝測試出廠,產業鏈條長且復雜。對目前已進駐的企業而言,盡管上下游企業在不同階段面臨的難題有所差異,但目前難點主要集中在產業配套和下游應用市場如何打通這兩大方面。

企業所指的產業配套難題,主要是維修服務配套和人才政策配套。

“目前,公司很多設備的配套及維護仍需依賴長三角地區外派的技術支持團隊來現場或進行視頻協助,效率有較大提升空間。”華潤微電子副總裁莊恒前坦言。而困擾聯合微電子副總經理郭進的難題,是如何留住人才。“‘硅光’本身是一個比較創新的賽道,大家都比較看好。我們在重慶起步得早,但其他城市這些年追趕得特別快,對我們的人才開出的是2至5倍的薪酬,我們壓力很大!流失一個培養多年的人才,在市場上很難以同樣的成本找到人來代替。”他說,人才一旦流失,更壞的結果會是,在這個賽道上今年還是領先身位,明年就可能被反超。



▲華潤微電子(重慶)功率半導體研發中心。資料圖

此外,人才政策的落地也造成了困擾。有受訪人士坦言,如承諾不能及時兌現,非常打擊引進高端人才的積極性。

另一個具有代表性的難題,則是如何進一步打通本地下游應用市場的問題。

企業相關人士表示,重慶的優勢產業一是智能網聯新能源汽車、二是智能終端產品。正常來說,作為集成電路產業的下游應用市場,這兩大產業對半導體產品需求很大。但現實是,重慶產半導體產品在本地消化的比重并不理想,在本地的市場占有率亟待進一步提升。

強鏈補鏈與生態重構

在談及如何破解以上難題時,華潤微電子副總裁莊恒前提出了自己的想法。

首先是如何破解半導體設備維修服務配套問題。“隨著重慶、成都、西安等地多個晶圓產線相繼建成投產,西部地區已具備建設半導體設備維護服務中心的基礎條件,建議重慶積極培育相關配套產業,為本地及周邊城市半導體企業提供高效技術支持,從而提升西部地區集成電路產業整體競爭力。”

其次是如何解決人才競爭問題。

直面人才爭奪的白熱化,郭進思考能否從機制的變革中尋求解決方案。聯合微電子作為央企和地方政府合作打造的創新平臺,如何將技術成果轉化為產品,讓科研人員多年的付出成功“變現”,而不被更高薪酬挖角成功,就需要制度創新,從而實現人才和機制的聯動。比如,是否可以考慮圍繞有市場潛力的科研成果成立公司獨立運營,引進外部資本孵化等。

對于人才問題,莊恒前則以發展的眼光來看待,他介紹了一個有趣的現象:“2017年我剛到重慶工作時,我們總監級以上的人員幾乎都是外地人,原因是重慶集成電路產業發展起步相對較晚,半導體人才不夠。但這些年已經有了非常大的改觀了!”

未雨綢繆的還有奧松半導體,盡管重慶項目尚未正式投產,但過去三個月,奧松半導體董事長張賓就先后帶隊赴西南大學調研交流,與重慶科技大學簽署戰略合作協議,與重慶大學正式簽署共建嘉陵江實驗室協議等,涉及人才培養、科研合作、成果轉化等內容。



▲位于西部(重慶)科學城的嘉陵江實驗室。資料圖

對于打通本地下游應用市場的難題,莊恒前認為需要政策引導,強化上下游企業之間的對接機制,“只有本地下游應用市場擴大了,上游集成電路產業才能實現降本增效,升級換代,為重慶優勢產業提供更強助力。”

為幫助企業破解難題,科學城做了不少努力,并喊出“做集成電路產業,要來西部科學城重慶高新區”響亮口號。

4月30日,西部科學城重慶高新區正式發布《重慶高新區促進集成電路產業高質量發展的若干措施》,針對“兩端”企業的研發、融資、產業鏈協同、企業做強等方面給予重點支持。措施共19條,聚焦“補短板、明特色、興生態”。

為補短板,其中13條措施專門針對設計端、封測模組端企業給予精準支持。例如,設計企業流片最高獎勵3000萬元,購買EDA工具、IP最高獎勵500萬元;鼓勵企業投入最高獎勵5000萬元;鼓勵企業融資最高獎勵3000萬元;鼓勵企業做大做強最高獎勵1500萬元;場地保障最高獎勵1000萬元;為興生態,其中3條措施分別支持供應鏈協同、高端人才引育及產業氛圍營造。例如,鼓勵供應鏈協同,最高獎勵1000萬元;鼓勵企業招引行業高端人才及團隊,最高給予500萬元獎勵;鼓勵舉辦行業活動,最高獎勵600萬元

相關建議

抓好自主創新與生態共建

對于西部科學城重慶高新區未來如何加速發展集成電路全產業鏈,中國工程院院士鄧中翰指出,核心技術自主可控是長遠發展的基石,需集中資源攻克關鍵領域。他建議高新區與高校共建微電子學院,定向培養技術人才,并通過“一事一議”政策吸引國際頂尖團隊落戶。

作為業內人士,莊恒前建議,科學城首先應鞏固在功率半導體領域所取得的地位;二是抓緊窗口機遇期,大力扶持碳化硅、氮化鎵等第三代半導體發展;三是引導優質晶圓產線開放代工業務,進一步帶動設計和封裝企業發展;四是面對半導體主材幾乎全部依賴異地配套的現狀,需加強本地供應鏈配套體系建設并推進前述所說的半導體設備維護中心建設;五是強化政策引導,深化與本地汽車、智能終端產業的協同聯動,推動形成“應用牽引研發”的良性循環。

聯合微電子中心硅光集成光纖陀螺收發芯片團隊負責人盧舟認為,科學城未來需通過“設計-制造-封測”全鏈條協同,推動國產芯片從實驗室走向量產,尤其是在車規級芯片領域需強化本地配套能力。

盡管重慶高新區功率半導體產量位居全國前列,但第三代半導體均未正式投產。因此,元禾半導體首席專家李科奕建議,利用政策引導企業向第三代半導體材料延伸,搶占5G、新能源市場先機。

西南大學智能金融與數字經濟研究院院長王定祥認為,西部科學城重慶高新區的集成電路產業,需以自主創新為核心,通過政策扶持、生態優化、人才引育三管齊下,重點突破車規級芯片、硅基光電子等特色領域,同時借力成渝地區雙城經濟圈產業協同,方能在全球競爭中占據一席之地;應積極調動鏈主企業,與中小型企業、配套企業形成利益共同體,避免單打獨斗,實現共享資源、市場、技術和服務,抱團發展,形成產業集群協同作戰能力;建議高新區協調組織成立集成電路行業協會,實現市區聯動,摸清類似智能網聯汽車、手機廠商等諸多需求端的真實需求,做好市場營銷,從而幫助集成電路企業建立穩定的客戶關系深挖訂單。

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