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集成电路:青岛制造“芯”动力

时间 2021-11-12 05:10

  在指甲盖上“盖楼”,听起来不可思议,但却正是集成电路产业的“日常”。“蓝色巨人”IBM今年5月宣布研制出全球首款2nm制程芯片,就是在指甲盖大小的芯片上,集成了500亿个晶体管。说集成电路产业是高端制造业的“皇冠明珠”毫不为过。

  今年以来,青岛在新兴产业领域最让人欣喜的变化,莫过于集成电路产业接二连三的新突破。在西海岸新区和即墨区,新引入的晶圆制造项目或正式投产,或加快建设,填补青岛乃至山东省产业空白;优势家电领域,龙头企业重启“芯片”布局,不断提升青岛芯片设计实力,个别细分领域甚至直逼“隐形冠军”;更有众多的芯片设计“新星”,正冉冉升起。

  这不仅是青岛制造业“缺芯少面”历史的终结,也标志着一个以高端、精密为特征的全新制造业体系在青岛加速构建。

  8月2日晚,一则青岛芯恩8英寸功率芯片投片成功的消息传爆网络。芯恩距离正式投产又近了一步,青岛在集成电路制造领域的产业布局又取得了一个关键性的进展。

  众所周知,设计、制造和封装是集成电路产业的三大核心环节。制造,顾名思义就是将设计企业的“大楼”设计图,经过极其复杂的工艺,在一块指甲盖大小的半导体硅片上“雕刻”出来。很大程度上,正是集成电路制造技术的突飞猛进,才让全球电子信息产业得以在短短60多年时间里就经历了翻天覆地的变化。每隔18-24个月,同样面积的集成电路上可容纳的晶体管数量增加一倍。芯片越来越小、性能越来越高,这样的节律,直接催生了第四次工业革命的到来,进而改变着我们每个人的生活。

  今年1月,位于即墨区的惠科半导体项目正式投产,率先实现了功率半导体器件的“青岛造”。

  功率半导体器件有电力电子装置心脏之称,是电能转换和电路控制的核心器件,在高铁动力系统、汽车动力系统、消费及通讯电子系统等领域均有广泛应用。数据显示,我国半导体功率器件市场规模约占全球40%,但自给率仍较低,90%需求依赖进口满足,是国产替代的重要领域。作为青岛重点引进的集成电路制造项目,青岛惠科仅用9个月就实现了从项目主厂房施工到通线。投产以来产能爬坡顺利,计划明年底满产,届时有望成为国内最大的新型功率器件生产基地。

  芯恩项目,则是青岛蓄力3年有余的“造芯”“大招”。这个由中芯国际创始人、有着“中国半导体之父”之称的张汝京一手带起来的项目,剑指当前最先进的12英寸晶圆的芯片制造,而8英寸产线只是第一步。

  芯恩还在国内率先探索共享共有式集成电路制造模式,即由集成电路设计企业、封测企业、原材料供应企业、终端产品需求企业、设备制造企业共同联合投资打造一个集成电路制造企业,实现产业链上下游多环节、多领域企业协同一致、联合生产,企业产品互补、分担投资、共享资源、共担风险。

  纷至沓来的封测项目也成为青岛突破“造芯”的最好注脚。位于即墨区的泰睿思微电子已于去年实现量产,与小米、OPPO、VIVO等知名品牌建立合作关系;位于西海岸新区的富士康高端封测项目,首台光刻工艺设备今年7月正式进厂,从土建打桩到机台搬入仅用12个月,ag8国际,创下业界纪录,计划10月试生产。

  相比晶圆制造,青岛在上游的芯片设计领域其实有着长久的积累。作为中国重要的家电生产基地,早在本世纪初,青岛家电企业就在芯片领域有所涉足。但囿于技术、人才等原因,并未在产业上形成规模。如今,“老兵”重新布局并快速出击。

  8月底,海信旗下信芯微电子公司传出好消息,由公司研发的国内首颗8K超高清画质芯片已通过并完成验证测试阶段,待电视整机上市计划确定后即可量产出货。这是海信自2019年重整芯片业务以来全力推进的重点产品之一,目的是更好凸显海信8K产品在超高清画质上的差异化优势,提升产品竞争力。背后的逻辑与苹果要在产品上搭载自家的M1芯片类似。

  进入智能化时代,芯片在电子产品中扮演的角色越来越重要,不仅事关产品性能好坏,更定义着企业定义产品的能力。“为什么特斯拉、小米还有很多造车新势力都要做芯片,不是说芯片一定能赚多少钱,而是只有自己做才能更好实现产品设计的功能。”一位专家在谈到青岛家电企业布局芯片时如是说。

  数据显示,国内家电行业芯片市场规模约500亿元,本土化配套率仅5%。目前中国家电产品中大部分的芯片仍主要依赖进口,如空调中的MCU主控芯片,超过七成来自于瑞萨电子、英飞凌、TI(德州仪器)等外资品牌。为改变这一状况,美的、格力、TCL、长虹、格兰仕等均已在芯片上积极布局。

  整合了原有信芯研发团队,此前收购的东芝电视芯片研发团队以及宏祐图像科技(上海)有限公司团队和业务后成立的信芯微,除电视画质芯片外,还布局了电视屏端驱动芯片(TV TCON)、MCU芯片、低功耗蓝牙芯片以及智能SOC芯片。其中,电视屏端驱动芯片已经覆盖了从高清到8K超高清全系,2020年出货量超4000万颗,累计出货已达1亿颗,全球占有率超过50%,稳居第一。

  海尔则通过资本进行布局。近两年,先后投资紫光展锐、杭州国芯科技等企业。公开信息显示,紫光展锐是我国集成电路设计标杆企业,产品涵盖移动通信基带芯片、AIoT芯片、射频前端芯片等,是中国最大的泛连接芯片供应商之一;国芯科技则专注于数字电视及物联网人工智能领域的芯片设计和系统方案开发,是全球领先的机顶盒芯片供应商。

  除了备受关注的“大块头”,青岛一批中小集成电路企业也快速成长起来,逐步构筑起产业生态。

  青岛佳恩半导体是一家专注于功率芯片的集成电路设计企业。9月下旬开始,公司创始人王丕龙每天必发的一条朋友圈就是人员招聘信息。应接不暇的订单以及业务拓展需求让公司不得不招募更多设计人员和应用技术人员,壮大各地团队。得益于近年来功率半导体的国产化替代浪潮,成立于2015年的佳恩迅速成长起来。2017年以来收入和利润每年涨幅都超过100%。

  这也是青岛集成电路新生力量发展的缩影。近年来,全球数字化浪潮催生的巨大市场需求,叠加国产替代的国内产业背景以及政策利好,中小科技企业迎来了前所未有的发展机遇。青岛在物联网芯片、车载芯片、电源管理芯片、第三代半导体、集成电路关键设备等领域,聚集了一批企业。

  核芯互联,在模拟信号链芯片领域实现多个型号的国产化替代突破,上半年完成亿元A轮融资,步入大规模量产阶段;宸芯科技,基于SDR的SoC芯片技术国内领先,产品广泛应用于车联网、专网通信、卫星通信、无人机等领域;大唐半导体,面向物联网、医疗与大健康、智能家居等行业,提供蓝牙芯片、第三代功率半导体、生命体征监测芯片等;已经登陆科创板的高测股份,针对第三代半导体研发了相应的切割设备和切割耗材

  天眼查数据显示,青岛目前有超过4000家经营范围含“芯片、集成电路、半导体”且状态为在业、存续、迁入、迁出的相关企业。十年间,青岛相关企业总量翻了三番。自2018年起,已连续三年增速高达32.5%。截至10月11日,以工商登记为准,青岛市今年前三季度新增相关企业已超1100家,较2020年同比增长54.3%。

  公共服务平台的搭建和发展也为产业发展提供了支撑。中科院青岛EDA中心为集成电路设计企业提供设计、软件、知识产权、技术培训等公共服务,并通过组建人才培养创新联盟、举办集成电路创新创业设计大赛等形式,搭建招才引智平台;歌尔搭建的青岛先进封装技术公共服务平台,围绕半导体集成电路、MEMS传感器等领域,为企业、高校、科研院所及其合作伙伴提供从硬件方案设计、封装设计仿真、封装组装、测试包装、可靠性验证与失效分析等一站式服务和解决方案。

  产业链日益完备,生态日益优化,青岛集成电路产业正开启新未来。更重要的是,拥有强劲“芯”动力的青岛制造,将打开更大的想象空间。

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