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半导体产业链创新论坛:上下游协同推进集成电路产业链创新

发布时间:2020-12-22 20:38 作者:365真人游戏

  10月15日,由中国半导体行业协会、中国电子信息产业发展研究院主办,中国半导体行业协会集成电路分会、封装分会、支撑业分会承办的半导体产业链创新论坛在上海举办。论坛上,来自中国半导体行业协会以及集成电路材料、设备、封测领域的专家,就国内集成电路产业链上下游的创新话题进入了深入探讨。

  与会专家表示,随着集成电路产业规模的迅速扩张,产业竞争加剧,分工模式进一步细化。由上游的设计、中游的制造和下游的封装测试构成的集成电路产业链,分工明确,形成了一个清晰又复杂的系统,支持整个产业稳步前进。

  处在集成电路制造业上游的材料,目前是国内产业发展的短板。据了解,日本在半导体各类材料中处于领导地位,美国材料企业在CMP研磨液等领域处于龙头地位,国内半导体材料的发展处于起步阶段。

  近年来,全球集成电路装备年投资额迅速增长,2019年达597亿美元。中国大陆市场半导体设备投资占比逐渐增大,2019年超过韩国,成为全球第二大装备投资市场。但集成电路生产的一些关键设备仍需要依靠国外进口,如光刻机、离子注入机、量测设备、SoC测试机、PECVD等。

  在先进封装特别是高端先进封装方面,我国落后国际最先进的技术2年到6年。需要高端先进封装的产品多数是HPC(高性能计算)、存储器、AI等相应的高端产品,这些产品由于利润高、技术复杂,又涉及公司或国家的核心竞争能力,领先的HPC公司如Intel,存储器公司如三星,都是自己做设计、生产,而不外包给晶圆和封测公司。因此,加大了国内封测企业开发这些先进技术的难度。

  未来,我国集成电路产业将继续保持高质量增长态势。为此,产业链上下游企业应以创新的姿态协同发展,共同推进国内集成电路产业的发展。专家们纷纷表示,集成电路行业是人类智慧的结晶,没有一个国家可以产生封闭的产业链,全面自主难以实现且会影响产业链合作伙伴,因此,国内企业应继续加强与国外企业的合作,充分利用全球资源,进一步融入全球生态;加大产业链创新人才的培养与引进;加强国产设备和材料的研发和应用;尊重知识产权,知识产权产生的利润是持续研发投入和创新之源头;国家应从政策层面上鼓励研发,使得国内集成电路产业在某些关键技术领域取得突破,掌握话语权,在全球分工中从价值链低端走向高端。

  从世界对中国依存度提高、产业需求旺盛、产业升级转型加快等一系列迹象表明,我国半导体产业正在迎来前所未有的机会。为此,应强化顶层设计和产业集群建设,建议研究建立我国集成电路产业体系建设与产业优化布局的指标体系,针对集成电路产业特点,围绕技术、人才、资金、市场、产业环境等要素指标,提供各区域在产业发展中的定位建议,引导合理布局。

  优化资源配置,加大研发投入。优化资源配置,培育世界级企业,加大企业的科研支持和研发投入的力度,提高企业的运营质量和效率,充分发挥存量资产的效能。

  中国集成电路产业发展的本质在于应用引领、应用驱动。要充分利用我国全球最大的内生应用市场,以应用引领、应用驱动为切入点和发展方向,坚持更深更广的开放合作,实现互利共赢。

  CMP装备是集成电路关键核心装备,CMP装备支持IC制造在更先进工艺节点的持续推进,且随IC制造技术同步趋于尺度微细化、材料多样化、结构复杂化,面临更高平坦化精度,更苛刻纳米缺陷,更高效、更稳定等重大技术挑战。为此,CMP装备的自主创新必须持续解放思想、创新研发路线。CMP装备与大数据、人工智能的深度融合与创新,势必加速突破CMP前沿尖端技术,形成先进CMP工艺控制技术+大数据+人工智能等创新研发理念,加速抛光装备创新突破。

  随着集成电路应用多元化、市场碎片化发展,智能手机、物联网、汽车电子、高性能计算、5G、Al等新技术对先进封装提出更高的要求,封装技术朝着系统集成、高速、高频、三维、超细节距互连方向发展。晶圆级三维封装成为多方争夺的焦点,台积电成为封装技术创新的引领者,利用前道技术的前道封装技术逐渐显现。高密度的tsv技术和扇出型封装技术是新时代先进封装的核心。针对高性能CPU/GPU应用,2.5D TSV转接板作为平台技术日益重要。存储器,特别是HBM产品,得益于TSV技术,带宽大幅度提升。5G毫米波时代的来临导致多芯片异构集成需求急剧上升,FO得到快速发展,尤其整合阵列天线的扇出封装技术前景广阔。

  环氧塑封料是集成电路封测的关键支撑材料。国内塑封料近年来取得了长足发展,但仍然存在核心技术相对薄弱、应用考核手段不足、原材料供应等问题,需要全产业链相互携手、共同发展,特别是大的封测企业和终端用户要起到引领作用。材料企业自身在研发、工艺、装备等方面多投入的同时,封测企业也要保证验证窗口始终是敞开的,加大对国内塑封料供应商的扶持,多给国产塑封材料试验和使用机会,进而提升集成电路全产业链核心竞争力。高端环氧塑封料使用的电子级原材料由于性能要求高、市场需求量相对较小,研发与生产成本都较高,因此目前依赖进口,需要国家层面进行引导和扶持,从原材料角度保证材料安全,引导形成供应链良性生态体系。

  中国半导体行业的发展,有两点需要注意:第一,开放合作的态度;第二,坚持发展的韧性。

  关于开放合作的态度,由于半导体行业涉及范围广,没有哪个国家能够做到整个产业链的所有方面都保持领先,所以保持开放的态度,寻找可靠的国际合作伙伴就非常必要。

  关于坚持发展半导体的韧性,尽管目前我国半导体行业受到的关注度很高,但许多投资者未必对半导体行业有充分的认识,并做好充足的准备。半导体产业非常鲜明的特点是投资额大、风险高、回报慢。主要原因是行业技术含量要求高,且几乎每项技术的发展都需要大量测试和应用的反馈。

  目前国内集成电路封测行业应用能力最接近世界先进水平,甚至在某些产品线上全球领先。但也仍然存在企业发展规模较小、产业链不完善等问题,尤其是EDA软件、材料、设备差距较大。目前,全球大部分最新的集成电路封装订单都集中在韩国和我国台湾公司手里,中国大陆封测厂要想进一步取得突破,必须加大研发投入,努力建立材料的大数据库,从工业软件、材料、化学、机械、精密仪器等基础做起。封测业是高度复杂的多学科复合产业,需要横向整合产业资源,建立生态产业链。

  我国各类封装设备几乎全部被进口品牌垄断,如日本Disco垄断了全球80%以上的封装关键设备减薄机和划片机市场。先进封装用前道设备国产率较高,光刻机、刻蚀机、植球机等超过50%,但传统封装设备国产化率整体上却不超过10%。一直以来,业内普遍认为封装设备技术难度远低于晶圆制造设备,行业关注度低,整体上封装设备缺乏产业政策培育和来自封测客户的验证机会,未来需要给国内封测设备企业试错的机会。

  现在的LOAD和先进封装已经实现了从2D到3D的演变。同样地,目前DRAM的尺寸也在不断的缩小,在后期发展的过程中很可能会慢慢地变成叠层结构,进而转向3D架构。未来,集成电路的晶体管必将向3D结构演进。新结构的广泛使用也使得业内对新材料的应用需求日益增加。在新材料引领的半导体产业发展潮流下,业内该如何加速新材料的研发和创新?默克的研发服务平台Intermolecular用相关经验证明,根据客户不同的器件应用和客户遇到的各种材料问题,来提供一个定制化的合同服务,并进行创新材料的开发与筛选,或许是加快新材料研发创新进程的最佳途径之一。

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