萬物互聯(lián)驅(qū)動(dòng)IC產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與合作

文/

萬物互聯(lián)驅(qū)動(dòng)IC產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與合作

文/許天燊

隨著《國家集成電路產(chǎn)業(yè)推進(jìn)綱要》的出臺(tái)和國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金的設(shè)立，集成電路產(chǎn)業(yè)日益受到各界的關(guān)注。產(chǎn)業(yè)鏈各企業(yè)須合作共贏，共創(chuàng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新時(shí)代。

在過去50年的歷史里面，半導(dǎo)體一直都是電子產(chǎn)業(yè)的靈魂支柱。雖然半導(dǎo)體行業(yè)只有3300億美元，卻維持了近2萬億美元的電子產(chǎn)業(yè)。所以半導(dǎo)體對(duì)現(xiàn)今的社會(huì)經(jīng)濟(jì)可以說有著舉足輕重的影響。

在過去消費(fèi)電子時(shí)代，各事物均以個(gè)體的形式（Individual of Things），如電話、電視、計(jì)算機(jī)等，各設(shè)備間沒有太多關(guān)聯(lián)。而隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，帶來了“物的整合（Integrated of Things）”，為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展打下了基礎(chǔ)。隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能化技術(shù)等的進(jìn)一步發(fā)展，“智能物聯(lián)”（smarteverything）或者說物聯(lián)網(wǎng)（IoT：Internet of Things）時(shí)代開啟，任何物品間，都可以通過云端進(jìn)行信息交換和通信?；ヂ?lián)網(wǎng)、智能和控制是IoT的三大要素。

新興的I o T產(chǎn)業(yè)為行業(yè)帶來了巨大商機(jī)，特別在可穿戴設(shè)備、智能家居、健康及醫(yī)療、環(huán)境及農(nóng)業(yè)、智能安全、工業(yè)和機(jī)器人、智能電網(wǎng)及照明、智能物流、智能汽車和交通九大領(lǐng)域存在諸多潛在發(fā)展機(jī)會(huì)。根據(jù)IBS（International Brand Standard Engineering Organization，國際品牌標(biāo)準(zhǔn)工程組織）預(yù)測，在2020年全球IoT產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生高達(dá)7000億美元的價(jià)值，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)只占其產(chǎn)業(yè)總價(jià)值的12%。

IoT帶來巨大產(chǎn)業(yè)商機(jī)

IoT帶給產(chǎn)業(yè)的商機(jī)將會(huì)在三個(gè)不同的層面顯現(xiàn)。從幾年前開始的Smart Consumers到現(xiàn)在很火的 Smart Industries 到未來的Smart Everything。從2007年開始至2020年，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將以智能消費(fèi)產(chǎn)品為主，包括移動(dòng)計(jì)算、可穿戴設(shè)備、智能家居和智能生活等。2014年到2020年將是智能工業(yè)迅速發(fā)展的時(shí)期，包括智能汽車、智能物流、智慧城市、智能交流、智能電網(wǎng)、智能能源、智能安全、智能醫(yī)療等。預(yù)計(jì)到2025年，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)將從注重用戶與服務(wù)的連接發(fā)展到注重加強(qiáng)自動(dòng)化和質(zhì)量建設(shè)。智能物聯(lián)網(wǎng)將全面實(shí)現(xiàn)智能建設(shè)、智能醫(yī)院、智能工業(yè)及能源等領(lǐng)域的物物互聯(lián)。

目前，中國半導(dǎo)體業(yè)依然存在一些發(fā)展障礙：經(jīng)濟(jì)規(guī)模不足，小而分散；因?yàn)榻?jīng)濟(jì)規(guī)模的不足，生產(chǎn)成本相對(duì)較高；本土的技術(shù)研發(fā)能力需要提升，培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的機(jī)制仍需加強(qiáng)；中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)仍有待完善。

如何應(yīng)對(duì)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)

中芯國際作為行業(yè)的集成電路芯片代工企業(yè)之一，也是大陸規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的集成電路芯片制造企業(yè)，將從以下幾個(gè)方面迎接挑戰(zhàn)。

首先，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。深圳的8英寸廠已在2014年底正式投入生產(chǎn)，這是中國華南地區(qū)的第一條8英寸生產(chǎn)線。北京12英寸廠目前在進(jìn)行設(shè)備安裝，即將投入運(yùn)營。

在技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)方面，中芯國際堅(jiān)持自主研發(fā),注重先進(jìn)工藝和特殊工藝的同步發(fā)展，2014年28納米技術(shù)取得重大突破，高效能、低功耗的移動(dòng)通信處理器已在28納米技術(shù)平臺(tái)上成功制造。近半年在55納米 eFlash、38納米NAND、CIS-BSI、MEMS等方面也取得諸多進(jìn)展。與企業(yè)共同建立 ATRC (Advanced Technology Research Corporation)，以商業(yè)模式帶動(dòng)研發(fā)，培養(yǎng)研發(fā)人才和先進(jìn)工藝的領(lǐng)頭羊。同時(shí)注重中國IC產(chǎn)業(yè)鏈的打造及戰(zhàn)略投資，推進(jìn)本土產(chǎn)業(yè)鏈的完善和發(fā)展。

然而，中國目前仍然缺乏足夠的產(chǎn)能。根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)，2014年，中國的市場份額占據(jù)了全世界IC產(chǎn)出的43%，而中國晶圓代工廠的產(chǎn)能近占全球的17%。中芯國際一直在持續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能。2011年年底，我們8英寸和12英寸的月產(chǎn)能僅12.8萬片和2.9萬片；預(yù)計(jì)到2015年年底，這兩個(gè)數(shù)字將增加到16萬片和6萬片。

在先進(jìn)技術(shù)研發(fā)方面，中芯國際持續(xù)開發(fā)更先進(jìn)的技術(shù)。2012年年底中芯國際已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了40納米的量產(chǎn)，28納米于2013年底準(zhǔn)備就緒，目前已為客戶成功制造出高效能、低功耗的移動(dòng)通信處理器。我們同時(shí)也在進(jìn)行14納米的開發(fā)，F(xiàn)inFET的研發(fā)正在進(jìn)行當(dāng)中。

作為大陸第一個(gè)提供全面28納米一站式解決方案的代工企業(yè)，2014年年底，中芯國際28納米技術(shù)取得了重要突破，和高通達(dá)成合作并成功生產(chǎn)高通驍龍410處理器。目前，28納米的PolySiON和HKMG均已在多個(gè)客戶產(chǎn)品上成功得到驗(yàn)證，預(yù)計(jì)在2015年可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

在14納米FinFET方面，中芯國際也已成功驗(yàn)證3D FinFET 晶體管，此FinFET芯片采用了全后制金屬珊(all-last replaced metal gate、中段電路互聯(lián)（MOL）和以兩次曝光顯影蝕刻而完成的64nm-Pitch的后段金屬線路。此FinFET晶體管展示符合預(yù)期的性能。

在CIS方面，F(xiàn)SI和BSI均已投入生產(chǎn)，具有很高的性能。中芯國際還提供包括 CIS 晶圓制造，彩色濾光片和微鏡頭制造，硅通孔芯片級(jí)封裝（TSV-CSP）及測試在內(nèi)的全面的一站式服務(wù)。

MEMS：側(cè)重IoT傳感器的開發(fā)，目前，MEMS振蕩器已于2013年投入量產(chǎn)，麥克風(fēng)和加速器將在2015年試產(chǎn)。我們還為MEMS和CIS提供TSV封裝解決方案。

RF：已在多個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，提供RF-FEM解決方案。

55納米eFlash：基于該平臺(tái)，中芯國際已成功制造出國內(nèi)第一個(gè)55納米智能卡芯片，并被證明具有非常優(yōu)良的性能。

38納米NAND：中芯國際是第一個(gè)自主研發(fā)38納米NAND技術(shù)的代工廠，面向移動(dòng)計(jì)算、嵌入式存儲(chǔ)、電視、機(jī)頂盒和IoT市場提供高質(zhì)量的技術(shù)平臺(tái)。

MTE：可以提供高密度、低漏電、低功耗的解決方案，以及嵌入式NVM解決方案。

打造共贏生態(tài)圈

中芯國際非常重視產(chǎn)業(yè)鏈的打造，除了擁有很強(qiáng)的前段生產(chǎn)能力，位于上海、北京、天津、深圳的代工廠能夠?yàn)榭蛻籼峁┫冗M(jìn)及特殊的工藝。

在中段凸塊加工方面，中芯國際聯(lián)合長電科技成立合資公司SJsemi，從事12英寸凸塊加工和CP測試。

在后段方面，合作伙伴長電科技能夠提供后段封裝生產(chǎn)能力。有了這條能夠連通本土芯片制造前、中、后段的完整產(chǎn)業(yè)鏈，就可以幫助客戶縮短產(chǎn)品上市周期，節(jié)約大量運(yùn)輸及中間成本。同時(shí)，在技術(shù)研發(fā)方面成立研發(fā)公司推進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)，并與眾多設(shè)計(jì)服務(wù)及IP/ EDA公司建立合作關(guān)系，共同為中國IC產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)。

此外，扶持中國本土的IC材料和設(shè)備供應(yīng)商，目前，已有116家中國本土供應(yīng)商與中芯建立了合作關(guān)系。前不久，創(chuàng)維和海思共同推出一款國產(chǎn)的智能電視芯片。這款芯片從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、封裝到下游終端產(chǎn)品應(yīng)用，全部在中國完成。該芯片由中芯國際生產(chǎn)，配置為4核的CPU 、8核的GPU、2核的VPU，電視的開機(jī)時(shí)間只需15秒，毫不遜色于臺(tái)灣28納米的智能電視芯片。

2014年8月4日，中芯國際與華大電子共同宣布推出55納米智能卡芯片，該芯片采用中芯國際55納米低功耗（L L）嵌入式閃存（eFlash）平臺(tái)，具有尺寸小、功耗低、性能高的特點(diǎn)，目前已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)供貨，其優(yōu)良性能得到客戶的廣泛認(rèn)可。該產(chǎn)品目前已經(jīng)成功導(dǎo)入中國移動(dòng)、中國聯(lián)通，及部分海外運(yùn)營商, 實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)及供貨。

2 0 1 5年1月5日，中芯與敏芯（MEMSensing）宣布推出全球最小封裝尺寸的敏芯三軸加速度傳感器MSA330。該傳感器采用中芯國際CMOS集成MEMS器件制造技術(shù)和基于硅片通孔（TSV）的晶圓級(jí)封裝（WLP）技術(shù)，面向移動(dòng)和可穿戴系統(tǒng)應(yīng)用，在整體制造成本和微型化方面極具競爭力。

2015年2月27日，中芯與芯視達(dá)（Cista）共同宣布，兩款背照式CMOS圖像傳感器（CISBSI）產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

這兩款產(chǎn)品包括單位像素為1.75微米的130萬像素圖像傳感器和單位像素為1.4微米的800萬像素圖像傳感器，其制造均基于中芯國際獨(dú)立研發(fā)的0.13微米BSI技術(shù)平臺(tái)。這是中芯國際首次投產(chǎn)BSI產(chǎn)品。

目前，中國對(duì)先進(jìn)技術(shù)的需要持續(xù)增長。到2019年，中國本土的IC設(shè)計(jì)商預(yù)計(jì)對(duì)先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的需求將達(dá)60%。這意味著產(chǎn)品的研發(fā)成本會(huì)越來越高，包括設(shè)計(jì)的研發(fā)成本和工藝開發(fā)成本。因此IC設(shè)計(jì)公司和晶圓代工廠的合作將尤為重要。

此外，IC行業(yè)上下游之間需要垂直合作，特別是在云計(jì)算、軟件、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用、IT服務(wù)、ISV等方面，上下游企業(yè)之間實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新合作，將有助于整個(gè)IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

在整個(gè)IoT大領(lǐng)域里面只有12%是下探到集成電路的，如果還不趕快把產(chǎn)品的附加價(jià)值往上游推，那么以后的生存空間會(huì)越來越小。

除了行業(yè)內(nèi)的垂直合作以外，跨行業(yè)的水平合作也非常重要。隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的迅速發(fā)展，已經(jīng)可以看到不同行業(yè)之間的跨領(lǐng)域合作越來越多。未來可在電力、農(nóng)業(yè)、建筑、交通、金融、礦產(chǎn)、零售、教育、醫(yī)療和制造等多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨行業(yè)合作，真正實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)。

萬眾創(chuàng)新是持續(xù)動(dòng)力

無論是行業(yè)內(nèi)的垂直合作，還是跨行業(yè)的水平合作，創(chuàng)新都是成就產(chǎn)業(yè)突破發(fā)展的重要因素。

根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局近日發(fā)布的“2013年中國創(chuàng)新指數(shù)測算結(jié)果”，2013年中國創(chuàng)新指數(shù)為152.8，比上年增長3.1%，世界排名第19，在四個(gè)分領(lǐng)域中多數(shù)指標(biāo)仍保持平穩(wěn)發(fā)展態(tài)勢(shì)。

我國的創(chuàng)新環(huán)境持續(xù)優(yōu)化：國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速、人力資源優(yōu)化、國家政策引導(dǎo)力度加大，都使創(chuàng)新環(huán)境大大改善。創(chuàng)新投入力度繼續(xù)加大：研發(fā)投入較快增長、企業(yè)的創(chuàng)新投入主體地位鞏固。創(chuàng)新產(chǎn)出能力提高：創(chuàng)新產(chǎn)出成果豐碩、技術(shù)市場交易活躍。創(chuàng)新帶來經(jīng)濟(jì)效益提升：新產(chǎn)品銷售份額持續(xù)提升、高技術(shù)產(chǎn)品出口規(guī)模擴(kuò)大。

在全球市場物聯(lián)化的推動(dòng)和國家專項(xiàng)及大基金的支持下，我們要?jiǎng)?chuàng)新而不能只做追隨模仿的產(chǎn)品。企業(yè)應(yīng)該鼓勵(lì)員工大膽創(chuàng)新，沖破界限，不要墨守成規(guī)，應(yīng)該勇于接受挑戰(zhàn)。未來中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將迎來嶄新的發(fā)展時(shí)代。

責(zé)任編輯：王柳

wang.liu@softic.com.cn

許天燊

中芯國際市場部資深副總裁