在9月15日召開的“攜手創(chuàng)芯，合作共贏——先進技術(shù)節(jié)點集成電路產(chǎn)業(yè)鏈深化合作研討會”(以下簡稱“研討會”)上，中芯長電與美國高通公司共同發(fā)布一則消息：中芯長電已經(jīng)開始著手進行高通10納米硅片超高密度凸塊加工的認證。這是2016年中芯長電14納米凸塊加工實現(xiàn)量產(chǎn)并進入高通供應(yīng)鏈之后的又一個重要新進展。

這意味著一旦認證通過，中芯長電將繼28納米和14納米之后，再次切入目前高通最先進的10納米芯片制造供應(yīng)鏈之中。同時，中芯長電也將成為國內(nèi)第一家進入國際10納米先進工藝技術(shù)節(jié)點產(chǎn)業(yè)鏈的半導(dǎo)體硅片制造公司。

中芯長電是中芯國際為配合28納米及以下工藝技術(shù)的量產(chǎn)、完善先進的集成電路制造產(chǎn)業(yè)鏈，與長電科技合資成立的面向中段硅片代工制造的企業(yè)，成立三年(創(chuàng)始團隊2014年9月15日入駐，公司2014年11月在江陰高新區(qū)注冊成立)來，已經(jīng)取得一系列成果。

在實際工作當(dāng)中，中芯長電采取的一些工作做法，如采用先進的前道制造體系對中段制造進行精細化管理、全面對接先進封裝需求、持續(xù)跟進國際先進工藝、致力融入國際供應(yīng)鏈體系等，都非常有代表性。集成電路一直是中國致力發(fā)展的關(guān)鍵性產(chǎn)業(yè)之一，然而如何突破產(chǎn)業(yè)、技術(shù)瓶頸，融入國際供應(yīng)鏈體系一直是困擾國內(nèi)許多企業(yè)的問題，中芯長電的一些做法值得借鑒。

10納米，進入國際最先進產(chǎn)業(yè)鏈

對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說，一條發(fā)展的不二法則就是致力于開發(fā)和制造尺寸更小、處理速度更快、成本更低的晶體管，以獲取更大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和更高的銷售收入。這正是“摩爾定律”的精髓——每18個月集成電路芯片集成的晶體管數(shù)量將實現(xiàn)翻倍，成本下降一半。

但是隨著產(chǎn)業(yè)進入更先進的加工技術(shù)節(jié)點，特別是在22納米及以后，“摩爾定律”受到越來越多的挑戰(zhàn)。隨著物理極限的臨近，單個晶體管的成本很難再像過去一樣得到顯著降低。正是在這個背景下，人們開始把注意力放在系統(tǒng)集成層面尋找解決方案，也就是通過先進的硅片級封裝技術(shù)，把不同工藝技術(shù)代的裸芯封裝在一個硅片級的系統(tǒng)里，兼顧性能、功耗和傳輸速度的要求。

這一做法導(dǎo)致集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化，打破了前后段芯片加工的傳統(tǒng)分工。為了實現(xiàn)硅片級芯片間的互聯(lián)，產(chǎn)生了凸塊加工(Bumping)、再布線(RDL)、硅通孔(TSV)等中段工藝，而且中段硅片加工隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的演進重要性不斷增加。

目前，國際上實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)的工藝節(jié)點，已經(jīng)演進到10納米，臺積電、三星均已推出10納米工藝的晶圓代工服務(wù)，高通、華為海思等設(shè)計公司也采用10納米工藝進行其旗艦級產(chǎn)品的生產(chǎn)。同樣的，作為整個產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵一環(huán)，凸塊加工(Bumping)等中段工藝也必須推進到10納米階段。

2016年中芯長電的28納米和14納米硅片凸塊加工工藝實現(xiàn)了大規(guī)模的量產(chǎn)，并且成功進入高通供應(yīng)鏈。此次，中芯長電再次進行高通10納米硅片超高密度凸塊加工的認證，顯示出中芯長電在凸塊加工技術(shù)上的領(lǐng)先性，完全能夠跟上世界產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)進步的步伐。

對此，中芯長電半導(dǎo)體首席執(zhí)行官崔東說：“我們的10納米硅片超高密度凸塊技術(shù)開始認證，說明了我們能夠繼續(xù)躋身世界最先進的技術(shù)節(jié)點集成電路制造產(chǎn)業(yè)鏈。從公司角度來看，高通作為全球最大的IC設(shè)計公司，選擇我們從28納米進入其供應(yīng)鏈，去年進入14納米，今年進入10納米，代表了其對中芯長電公司在品質(zhì)、運營管理等綜合能力上的認可。”

根據(jù)高通全球運營高級副總裁陳若文的介紹，中芯長電是最近幾年來高通唯一新引入的中段硅片凸塊加工制造供應(yīng)商。“此次10納米超高密度凸塊加工開始認證，表明中芯長電在中段凸塊加工領(lǐng)域取得突破性進展，工藝技術(shù)水平達到了世界一流。” 陳若文說。

3D IC，產(chǎn)業(yè)布局趨于完整

除了在凸塊(Bumping)取得快速進展之外，中芯長電對中段加工的另外兩項關(guān)鍵技術(shù)也在積極布局。

研討會上，中芯長電還宣布了另外兩項舉措：一是面向當(dāng)前熱潮不斷的存儲器產(chǎn)業(yè)，推出低溫再布線硅片級封裝技術(shù)。再布線(RDL)技術(shù)是將原來設(shè)計的IC線路接點位置(I/O pad)，通過晶圓級金屬布線制程和凸塊制程改變其接點位置，使IC能適用于不同的封裝形式。而低溫再布線硅片級封裝技術(shù)可以滿足部分存儲器產(chǎn)品較為獨特的封裝需求。據(jù)悉，中芯長電的低溫再布線硅片級封裝技術(shù)已實現(xiàn)量產(chǎn)用于客戶的產(chǎn)品加工。

另一項產(chǎn)業(yè)策略則與TSV技術(shù)相關(guān)，中芯長電獲得了中芯國際Interposer技術(shù)授權(quán)和工藝轉(zhuǎn)讓。Interposer技術(shù)是3D IC中的主流技術(shù)分支，通過它可向TSV延伸，實現(xiàn)對中道硅片加工技術(shù)的全面布局，將芯片制造與封裝技術(shù)有機融合和系統(tǒng)集成來完成多芯片的高性能、快速度和低功耗的組合。

“中段硅片加工和三維集成加工的三項最基本的工藝是凸塊加工(Bumping)、再布線(RDL)和硅通孔(TSV)。獲得中芯國際的技術(shù)授權(quán)和轉(zhuǎn)讓后，中芯長電就具備了完整的中段硅片加工基本工藝能力，標(biāo)志著中芯長電有望成為全面配套先進技術(shù)節(jié)點，對接各種先進硅片級封裝技術(shù)需求的中段硅片加工和三維集成芯片加工企業(yè)。”崔東說。

中芯長電曾在2016年舉行14納米凸塊加工的量產(chǎn)儀式，宣布中段工藝技術(shù)取得突破進展。如果說那時的中芯長電是在Bumping工藝上一枝獨秀、單線突進的話，那么經(jīng)過一年多的發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)布局已經(jīng)相對完整了。

硅片級中道封裝，企業(yè)定位明確

隨著移動市場芯片產(chǎn)品小尺寸、低功耗、高性能、多集成的需求，加上持續(xù)增長的巨大市場的誘惑，以及技術(shù)瓶頸的限制，多重因素共同作用下，晶圓級芯片封裝在未來三維封裝技術(shù)中扮演重要角色。

業(yè)界已普遍認識到，基于凸塊加工(Bumping)、再布線(RDL)、硅通孔(TSV)的三維封裝技術(shù)是超越摩爾定律的重要解決方案，是未來半導(dǎo)體芯片連接的重要趨勢。中芯長電布局三大關(guān)鍵技術(shù)，已經(jīng)占據(jù)了良好的出發(fā)位置。

“這樣的技術(shù)布局明確了公司的市場定位。”崔東指出，“中芯長電是中芯國際和長電科技共同出資發(fā)起成立的，因此建立之初就有著明確的產(chǎn)業(yè)定位，即對應(yīng)未來的高端封裝需求。我們不是‘胡子眉光一把抓’，而是針對先進技術(shù)節(jié)點芯片的配套需求，致力于解決硅片級封裝中存在技術(shù)難點的中段工藝。這是中芯長電的企業(yè)定位。”

中芯國際董事長、同時也是中芯長電的董事長周子學(xué)表達得更加明確：“現(xiàn)在中芯國際專注于前段工藝的發(fā)展，而中芯長電面向中段工藝和3D IC，長電科技(中芯國際為其第一大股東)則發(fā)展后段封裝。未來我們將有機會為客戶提供更加完整的產(chǎn)業(yè)鏈解決方案，滿足客戶多方面的業(yè)務(wù)需求。”

受益于優(yōu)秀的制造體系和標(biāo)準(zhǔn)，中芯長電的制造服務(wù)被越來越多客戶所認可，不僅高通在28、14納米之后，繼續(xù)推進與中芯長電在10納米節(jié)點凸塊加工上的合作。中芯長電還在積極擴展存儲器測試封裝上的業(yè)務(wù)。

“針對中國蓬勃發(fā)展的存儲器市場，公司發(fā)揮在硅片測試服務(wù)領(lǐng)域深厚的技術(shù)優(yōu)勢，驗證和引進了T5800系列測試平臺。該測試平臺具有測試精度高、速度快的優(yōu)勢，將能滿足中國存儲器芯片技術(shù)水平提升的更高技術(shù)需求，也顯著提高存儲器產(chǎn)品的測試效率。該測試平臺還具有廣泛的產(chǎn)品適用性，不僅適用于NOR Flash的測試，也能滿足NAND和DRAM產(chǎn)品的測試需求。”崔東告訴記者。為全方位服務(wù)存儲器產(chǎn)品市場，滿足存儲器產(chǎn)品較為獨特的封裝需求，中芯長電還推出了低溫再布線硅片級封裝技術(shù)，已用于客戶的產(chǎn)品加工。

中芯長電的努力，也得到了業(yè)界的認可。在研討會上，兆易創(chuàng)新CEO朱一明便表達了與中芯長電著眼長期、進一步深入合作的意愿。“中芯長電未來將是兆易創(chuàng)新在封裝測試上的重要合作伙伴。”朱一明說。

萬片規(guī)模，全面采用前段質(zhì)管體系

除了在關(guān)鍵技術(shù)上進行布局與準(zhǔn)備之外，中芯長電在規(guī)模量產(chǎn)上也有重大突破。資料顯示，中芯長電半導(dǎo)體的12英寸28納米凸塊加工技術(shù)在2015年年底通過客戶的產(chǎn)品驗證，2016年1月開始承接客戶訂單，經(jīng)過半年的量產(chǎn)爬坡，即實現(xiàn)了規(guī)模量產(chǎn)，達到每月千片的量產(chǎn)規(guī)模。

“現(xiàn)在的中芯長電已經(jīng)實現(xiàn)了12英寸晶圓單月1萬片以上的大規(guī)模出貨了。”崔東告訴記者。而公司凸塊加工產(chǎn)能則達到每月2萬片以上。

更重要的是，中芯長電在產(chǎn)量大幅提升的同時，仍然保持業(yè)界一流的生產(chǎn)良率，并在接觸電阻、超低介電常數(shù)(ELK)材料缺陷控制等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上，達到業(yè)界領(lǐng)先水平。

“之所以能夠做到這一點，是與中芯長電規(guī)劃之初所做的一項重要決策密不可分的。”崔東告訴記者。作為介于前段和后段之間的新興產(chǎn)業(yè)區(qū)段，中段工藝形成之初就受著前、后道的共同影響，公司既可以選擇傳統(tǒng)封裝的制造體系與標(biāo)準(zhǔn)，也可以按前段晶圓制造的思想去組織生產(chǎn)管理體系。

“我們選擇了走中芯國際前段的質(zhì)量管理體系，無論是IT系統(tǒng)、質(zhì)量管控系統(tǒng)，還是客戶服務(wù)系統(tǒng)都脫胎于中芯國際?，F(xiàn)在看來這個選擇是正確的。”崔東說。

成立之初，中芯長電就以先進的12英寸凸塊和再布線加工起步，致力于提供世界一流的中段硅片制造和測試服務(wù)，并進一步發(fā)展先進的三維系統(tǒng)集成芯片業(yè)務(wù)。打造全球首家采用集成電路前段芯片制造體系和標(biāo)準(zhǔn)、采用獨立專業(yè)代工模式服務(wù)全球客戶的中段硅片制造企業(yè)，成為中芯長電獨特的優(yōu)勢。

有前期工作打下扎實的基礎(chǔ)，后期上量就有了保障，產(chǎn)能規(guī)模爬升得也很快。更關(guān)鍵的是，在這樣規(guī)模提升的情況下，中芯長電產(chǎn)品的良率和生產(chǎn)周期不會受到影響，產(chǎn)品的良率與全球領(lǐng)先的同業(yè)公司相比并不落后?？梢哉f，現(xiàn)在中芯長電的運營品質(zhì)即使在全球同業(yè)當(dāng)中都是處于前列的。

二期工程啟動，為后續(xù)發(fā)展做準(zhǔn)備

在有了技術(shù)與量產(chǎn)規(guī)模的保障后，中芯長電開始為產(chǎn)能擴充做準(zhǔn)備。就在“研討會”的同一天，中芯長電還舉行了“二期J2A廠房”工程的奠基儀式。

“公司一期運營所使用的生產(chǎn)廠房是租賃長電科技廠房改造而成的。當(dāng)初之所以這么做，是為了快速導(dǎo)入生產(chǎn)，抓住稍縱即逝的市場機會?，F(xiàn)在，公司已經(jīng)形成穩(wěn)定的生產(chǎn)，產(chǎn)量不斷爬升，有必要啟動二期項目，為后續(xù)的可持續(xù)發(fā)展做好充分準(zhǔn)備。”崔東說。

據(jù)了解，二期項目完全由中芯長電公司自主建設(shè)，項目占地共273畝，可建設(shè)三座先進的硅片加工廠，從事先進的中段硅片和3D系統(tǒng)集成芯片研發(fā)和制造。本次舉行奠基儀式的是二期項目規(guī)劃三座廠房中的第一座——J2A廠房項目。此次開工項目占地面積總共近1.8萬平方米，建筑面積超過6.2萬平方米。

“二期項目建設(shè)，將確保公司有條件及時擴大產(chǎn)能規(guī)模，抓住不斷增長的對集成電路先進工藝技術(shù)節(jié)點配套需要的先進硅片級封裝的市場需求，使公司在一期項目高起點、快速度順利起步的基礎(chǔ)上，更好地為國內(nèi)外高端客戶提供持續(xù)穩(wěn)定的量產(chǎn)保證，進一步鞏固公司在行業(yè)中地位。”崔東說。

此外，二期項目建設(shè)，仍將繼續(xù)按照產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展的戰(zhàn)略，充分考慮與長電科技、星科金朋江陰公司的業(yè)務(wù)銜接，提供客戶更多形式的、高水平的一站式服務(wù)。

50億元，再次獲得融資支持

集成電路是典型的資金密集、技術(shù)密集、人才密集的產(chǎn)業(yè)，從業(yè)企業(yè)的發(fā)展離不開資金的支持。中芯長電在建設(shè)之初5000萬美元的基礎(chǔ)上，于2015年9月完成了包括國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金參與在內(nèi)的2.8億美元第二輪融資。現(xiàn)在，中芯長電再次獲得融資的支持。

本次活動現(xiàn)場，中芯長電與國家開發(fā)銀行江蘇省分行簽署了50億元的開發(fā)性金融合作備忘錄。根據(jù)中芯長電的業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃和融資需求，以及國開行對中芯長電的信用評審結(jié)果，自2017年至2022年期間，雙方在各類金融產(chǎn)品上的意向合作融資總量為50億元人民幣或等值外匯。

國家開發(fā)銀行江蘇省分行還將在未來五年按照國家及開行政策進一步支持中芯長電項目建設(shè)，積極引導(dǎo)其他金融機構(gòu)及各類社會資金支持中芯長電建設(shè)成為國際領(lǐng)先硅片級中段加工企業(yè)。

“有國家開發(fā)銀行江蘇省分行的鼎力支持，中芯長電半導(dǎo)體公司將能夠加大對先進工藝技術(shù)和應(yīng)用的研發(fā)力度，加大客戶拓展的力度，加快廠房建設(shè)和產(chǎn)線建設(shè)，滿足客戶大規(guī)模產(chǎn)能的需求，對于中芯長電半導(dǎo)體公司發(fā)展成為領(lǐng)先的中段硅片制造和三維集成芯片加工企業(yè)起到極大的推動作用。”崔東表示。

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