經濟導報記者 戚晨
10月16日至18日,2023中國半導體材料產業發展(德州)峰會在山東省德州市舉辦,峰會期間,德州還舉辦了12英寸集成電路用大硅片產業化項目通線量產儀式。

近年來,山東堅持把新一代信息技術產業作為“十強”產業之首,高位推動信息技術產業實現快速高效發展。從零開始,歷經十年,山東迅速崛起成為半導體產業的重要中心:以德州等城市為原點,山東在半導體全國產業版圖中獲得一席之地,更融入了全球產業鏈,劍指芯片產業,成為行業高地。
“頭雁”引領原創產品和技術
10月16日,山東有研艾斯12英寸集成電路用大硅片產業化項目通線儀式在德州天衢新區舉行,該項目一期投資25億元,達產后可實現月產12英寸拋光片10萬片,是中國有研布局的重點項目,也是山東省內第一條12英寸集成電路用大硅片生產線。
通線當日,經濟導報記者走進山東有研艾斯生產車間采訪,只見車間內工人們身著潔凈服進行操作。據悉,12英寸硅片的生產對潔凈環境要求非常高,制作需要經過有線切割、倒角、研磨等40至50道工序,并且對平整度要求極高。山東有研艾斯總經理閆志瑞告訴經濟導報記者,“硅片直徑300毫米,而頭發直徑只有100微米,但最終硅片出廠時最高與最低的平整度誤差不能超過0.1微米。”在線切割車間,單晶硅經過切割機操作被切割成厚度僅1毫米的硅片,而這僅僅是硅片切割的首個環節。

閆志瑞介紹,作為山東唯一一家生產12英寸大硅片的企業,硅片直徑越大,對材料和技術的要求就越高,制造難度也越大,生產過程涉及亞微米甚至納米級別的結構,工藝穩定性、產品質量參數一致性、單臺設備產能和產品單位成本持續降低控制等都是需要考慮的因素。
“從8英寸到12英寸,不僅僅是尺寸的變大。”閆志瑞對經濟導報記者表示,目前12英寸是全世界直徑最大的主流產品,硅片的直徑越大,可利用的面積比例越高,每一個集成塊的成本就越低,歸根結底是一個成本的降低,該項目同樣也是山東省唯一一家制作12英寸硅片的廠家,全部達產后將形成360萬片/年大硅片的生產規模。
據悉,12英寸硅片技術參數要求比8英寸更高,各工藝環節需要長期積累,其中單晶工藝是最為核心的技術,其決定了硅片尺寸、電阻率、純度、氧含量、位錯、晶體缺陷。隨著集成電路制程和工藝的發展,硅片趨向大尺寸化和制程精細化,12英寸硅片為當前及未來較長時間內的主流產品。
“核心技術、關鍵技術,化緣是化不來的,要靠自己拼搏。我們期待山東更多原創的、創新的技術和產品。”前來參觀的行業人士在接受經濟導報記者時表示,當前德州的半導體產業發展正處于重要的戰略機遇期,要進一步放大產業基礎優勢和優越區位優勢,深度對接國際國內資源,廣泛開展產業合作,培育壯大半導體材料產業領頭雁和集團軍。
布局“一號產業鏈”
作為此次峰會活動的舉辦地,德州把新一代信息技術產業作為“一號產業鏈”,集中精力加大項目招引,壯大產業集群。
“從2017年到多地調研考察,到2018年7月26日有研半導體項目簽約,再到2020年德州8英寸集成電路用硅片通線量產,如今,有研多個項目陸續落地德州,事實證明,這并不是偶然。有研艾斯于2022年3月份開始動工,2023年9月竣工,10月16日舉行通線量產儀式,比預期時間提前至少一年。”閆志瑞深刻感受到了德州優良的營商環境,他告訴經濟導報記者,半導體行業依賴產業環境,作為德州市新一代信息技術產業鏈上的半導體材料生產龍頭企業,目前生產的產品廣泛應用于集成電路、功率器件等多個領域,重點滿足我國物聯網、汽車電子、工業制造、手機攝像頭等領域需求。

據介紹,從2013年引進威訊聯合半導體芯片封裝企業開始,德州半導體產業強力起勢,逐步形成單晶硅材料、芯片設計、封裝測試、設備材料、終端應用的半導體產業鏈。中國有研科技集團先后投資近百億元在德州建設7個項目,已投產4個,“德州集成電路關鍵材料基地”正加快建設。威訊半導體是在亞洲建設的第2個生產基地,總投資5億美元,主要生產手機等通訊產品射頻芯片,行業內綜合排名全球前三。
“英望科技公司2020年5月在德州投資年產4000萬片智能手機主板項目,在地方政府領導的幫助下,僅用3個月時間便建成投產,累計產值11.8億元,這讓我們堅定了在當地進一步發展的信心。”山東英望電子科技有限公司總經理胡鑫表示,2021年3月,企業將總部從深圳遷至德州天衢新區,在這里一批高端優質項目聚“鏈”成“群”,深刻感受到德州半導體(集成電路)產業生態的日漸完善蓬勃發展。
德州立足區位、資源等優勢,搶抓半導體產業發展“窗口”期,成功競速半導體產業“主賽道”。現有電子信息規上企業123家,去年實現主營收入近300億元,其中半導體規上企業10家,實現營收70億元。近5年來,半導體產業產值年均增長近20%。擁有國家專精特新“小巨人”企業3家,省級“專精特新”中小企業32家,省創新型中小企業22家。山東有研入選省級雁陣型產業集群領軍企業庫,天衢新區電子信息(集成電路)入選山東省戰略性新興產業集群和特色產業集群,已成為全省半導體產業高質量發展的重要增長極。
中國電子材料行業協會半導體材料分會秘書長林健表示,半導體材料作為支撐國家信息化建設、推動經濟社會發展和保障國家安全的關鍵基礎材料,越來越受到全社會的廣泛關注,半導體材料屬于高新科技,門檻高、技術難度大,需要產學研用各方協同合作、不斷創新、久久為功,也需要政府與企業之間以及企業與企業之間的協同謀劃、通力合作、共同發展。
讓“山東造”走向全球
“半導體與越來越多的產業聯系到一起,全部達產后,將形成年產6英寸硅片180萬片、8英寸硅片276萬片、12英寸硅片360萬片、12-18英寸硅單晶504噸、高純濺射靶材4.3萬塊、高純貴金屬213噸,將成為北方最大的集成電路用大硅片生產基地。”閆志瑞介紹,5G、人工智能、物聯網等新一代信息技術的逐漸成熟,促使半導體行業的技術不斷進步,加之各式智能設備的普及,日益增長的半導體市場需求在同步拉動半導體行業規模的增長。
根據2022年的數據,我國半導體產業增速仍保持正增長,預計到2027年,全國芯片設計產業規模將超過1000億美元。近年來,第三代半導體發展如火如荼,而硅是半導體行業中最重要的材料,約占整個晶圓制造材料價值的三分之一。目前,90%以上的集成電路芯片是用硅片作為襯底制造出來的,整個半導體產業就是建立在硅材料之上的。
為搶抓第三代半導體產業發展機遇,2022年2月,山東省工信廳發布《山東省第三代半導體產業發展“十四五”規劃》,提出到2025年,形成第三代半導體產業鏈鏈條完善、關鍵核心技術自主可控的產業體系,保持第三代半導體關鍵材料市場領先地位。近年來,山東通過培育壯大產業帶動能力強的鏈主企業,助力企業提升芯片及器件的設計能力,擴大產業應用場景,助力半導體產業高質量發展。
經濟導報記者梳理發現,在產業鏈上游材料方面,山東天岳先進科技股份有限公司深耕第三代半導體材料領域,主要產品包括半絕緣型和導電碳化硅為襯底,所生產的產品廣泛應用于微波電子、電力電子領域。元山電子與山東大學合作成立“山東大學-元山電子半導體先進集成與新能源應用研究院”,共同開發高熱散熱、高性能碳化硅功率模塊。作為“中國芯片之父”,張汝京70歲牽手青島,創辦(青島)集成電路有限公司,集合芯片設計、制造、封測3個環節,這也是中國首個協同式集成電路制造 (CIDM) 項目。除此之外,青島已經擁有富士康、芯恩、歌爾微電子、京東方、惠科等一批在行業內叫得響的半導體項目。
談到半導體產業,行業人士也認為,產業面臨不少“成長中的煩惱”。林健表示,新興產業的迅速崛起助推半導體行業進入發展的黃金期,一方面可充分發揮頭雁企業的集聚效應和示范作用,做精做細半導體方面的項目招引;另一方面在招才引才上進一步放寬政策、提供便利,開辟項目落戶綠色通道,深挖人才培養蓄水池,尤其是頂尖的領軍人才的招引,實現人才與產業同頻共振、共生共贏。
中國有研科技集團有限公司黨委委員、副總經理周旗鋼建議,以德州為例,可以圍繞集成電路產業鏈,依托現有龍頭企業,積極招引關鍵材料相關企業,豐富關鍵材料種類,補齊產業鏈條,集聚更多上下游企業落戶德州。相信未來山東將有更多半導體企業在這里落地生根、開花結果,讓集成電路關鍵材料“山東造”走向全球。
