万物互联驱动IC产业创新与合作

文/

万物互联驱动IC产业创新与合作

文/许天燊

随着《国家集成电路产业推进纲要》的出台和国家集成电路产业投资基金的设立，集成电路产业日益受到各界的关注。产业链各企业须合作共赢，共创半导体产业新时代。

在过去50年的历史里面，半导体一直都是电子产业的灵魂支柱。虽然半导体行业只有3300亿美元，却维持了近2万亿美元的电子产业。所以半导体对现今的社会经济可以说有着举足轻重的影响。

在过去消费电子时代，各事物均以个体的形式（Individual of Things），如电话、电视、计算机等，各设备间没有太多关联。而随着移动互联网技术的飞速发展，带来了“物的整合（Integrated of Things）”，为物联网发展打下了基础。随着云计算、大数据、智能化技术等的进一步发展，“智能物联”（smarteverything）或者说物联网（IoT：Internet of Things）时代开启，任何物品间，都可以通过云端进行信息交换和通信。互联网、智能和控制是IoT的三大要素。

新兴的I o T产业为行业带来了巨大商机，特别在可穿戴设备、智能家居、健康及医疗、环境及农业、智能安全、工业和机器人、智能电网及照明、智能物流、智能汽车和交通九大领域存在诸多潜在发展机会。根据IBS（International Brand Standard Engineering Organization，国际品牌标准工程组织）预测，在2020年全球IoT产业将产生高达7000亿美元的价值，半导体产业只占其产业总价值的12%。

IoT带来巨大产业商机

IoT带给产业的商机将会在三个不同的层面显现。从几年前开始的Smart Consumers到现在很火的 Smart Industries 到未来的Smart Everything。从2007年开始至2020年，物联网产业将以智能消费产品为主，包括移动计算、可穿戴设备、智能家居和智能生活等。2014年到2020年将是智能工业迅速发展的时期，包括智能汽车、智能物流、智慧城市、智能交流、智能电网、智能能源、智能安全、智能医疗等。预计到2025年，云计算、物联网将从注重用户与服务的连接发展到注重加强自动化和质量建设。智能物联网将全面实现智能建设、智能医院、智能工业及能源等领域的物物互联。

目前，中国半导体业依然存在一些发展障碍：经济规模不足，小而分散；因为经济规模的不足，生产成本相对较高；本土的技术研发能力需要提升，培养创造性人才的机制仍需加强；中国的半导体产业生态系统仍有待完善。

如何应对严峻挑战

中芯国际作为行业的集成电路芯片代工企业之一，也是大陆规模最大、技术最先进的集成电路芯片制造企业，将从以下几个方面迎接挑战。

首先，扩大生产规模。深圳的8英寸厂已在2014年底正式投入生产，这是中国华南地区的第一条8英寸生产线。北京12英寸厂目前在进行设备安装，即将投入运营。

在技术研发和人才培养方面，中芯国际坚持自主研发,注重先进工艺和特殊工艺的同步发展，2014年28纳米技术取得重大突破，高效能、低功耗的移动通信处理器已在28纳米技术平台上成功制造。近半年在55纳米 eFlash、38纳米NAND、CIS-BSI、MEMS等方面也取得诸多进展。与企业共同建立 ATRC (Advanced Technology Research Corporation)，以商业模式带动研发，培养研发人才和先进工艺的领头羊。同时注重中国IC产业链的打造及战略投资，推进本土产业链的完善和发展。

然而，中国目前仍然缺乏足够的产能。根据Gartner的数据，2014年，中国的市场份额占据了全世界IC产出的43%，而中国晶圆代工厂的产能近占全球的17%。中芯国际一直在持续扩大产能。2011年年底，我们8英寸和12英寸的月产能仅12.8万片和2.9万片；预计到2015年年底，这两个数字将增加到16万片和6万片。

在先进技术研发方面，中芯国际持续开发更先进的技术。2012年年底中芯国际已经实现了40纳米的量产，28纳米于2013年底准备就绪，目前已为客户成功制造出高效能、低功耗的移动通信处理器。我们同时也在进行14纳米的开发，FinFET的研发正在进行当中。

作为大陆第一个提供全面28纳米一站式解决方案的代工企业，2014年年底，中芯国际28纳米技术取得了重要突破，和高通达成合作并成功生产高通骁龙410处理器。目前，28纳米的PolySiON和HKMG均已在多个客户产品上成功得到验证，预计在2015年可以实现量产。

在14纳米FinFET方面，中芯国际也已成功验证3D FinFET 晶体管，此FinFET芯片采用了全后制金属珊(all-last replaced metal gate、中段电路互联（MOL）和以两次曝光显影蚀刻而完成的64nm-Pitch的后段金属线路。此FinFET晶体管展示符合预期的性能。

在CIS方面，FSI和BSI均已投入生产，具有很高的性能。中芯国际还提供包括 CIS 晶圆制造，彩色滤光片和微镜头制造，硅通孔芯片级封装（TSV-CSP）及测试在内的全面的一站式服务。

MEMS：侧重IoT传感器的开发，目前，MEMS振荡器已于2013年投入量产，麦克风和加速器将在2015年试产。我们还为MEMS和CIS提供TSV封装解决方案。

RF：已在多个产品的生产线上实现了量产，提供RF-FEM解决方案。

55纳米eFlash：基于该平台，中芯国际已成功制造出国内第一个55纳米智能卡芯片，并被证明具有非常优良的性能。

38纳米NAND：中芯国际是第一个自主研发38纳米NAND技术的代工厂，面向移动计算、嵌入式存储、电视、机顶盒和IoT市场提供高质量的技术平台。

MTE：可以提供高密度、低漏电、低功耗的解决方案，以及嵌入式NVM解决方案。

打造共赢生态圈

中芯国际非常重视产业链的打造，除了拥有很强的前段生产能力，位于上海、北京、天津、深圳的代工厂能够为客户提供先进及特殊的工艺。

在中段凸块加工方面，中芯国际联合长电科技成立合资公司SJsemi，从事12英寸凸块加工和CP测试。

在后段方面，合作伙伴长电科技能够提供后段封装生产能力。有了这条能够连通本土芯片制造前、中、后段的完整产业链，就可以帮助客户缩短产品上市周期，节约大量运输及中间成本。同时，在技术研发方面成立研发公司推进先进技术的开发，并与众多设计服务及IP/ EDA公司建立合作关系，共同为中国IC产业链服务。

此外，扶持中国本土的IC材料和设备供应商，目前，已有116家中国本土供应商与中芯建立了合作关系。前不久，创维和海思共同推出一款国产的智能电视芯片。这款芯片从设计、生产、封装到下游终端产品应用，全部在中国完成。该芯片由中芯国际生产，配置为4核的CPU 、8核的GPU、2核的VPU，电视的开机时间只需15秒，毫不逊色于台湾28纳米的智能电视芯片。

2014年8月4日，中芯国际与华大电子共同宣布推出55纳米智能卡芯片，该芯片采用中芯国际55纳米低功耗（L L）嵌入式闪存（eFlash）平台，具有尺寸小、功耗低、性能高的特点，目前已实现量产供货，其优良性能得到客户的广泛认可。该产品目前已经成功导入中国移动、中国联通，及部分海外运营商, 实现批量生产及供货。

2 0 1 5年1月5日，中芯与敏芯（MEMSensing）宣布推出全球最小封装尺寸的敏芯三轴加速度传感器MSA330。该传感器采用中芯国际CMOS集成MEMS器件制造技术和基于硅片通孔（TSV）的晶圆级封装（WLP）技术，面向移动和可穿戴系统应用，在整体制造成本和微型化方面极具竞争力。

2015年2月27日，中芯与芯视达（Cista）共同宣布，两款背照式CMOS图像传感器（CISBSI）产品实现量产。

这两款产品包括单位像素为1.75微米的130万像素图像传感器和单位像素为1.4微米的800万像素图像传感器，其制造均基于中芯国际独立研发的0.13微米BSI技术平台。这是中芯国际首次投产BSI产品。

目前，中国对先进技术的需要持续增长。到2019年，中国本土的IC设计商预计对先进技术节点的需求将达60%。这意味着产品的研发成本会越来越高，包括设计的研发成本和工艺开发成本。因此IC设计公司和晶圆代工厂的合作将尤为重要。

此外，IC行业上下游之间需要垂直合作，特别是在云计算、软件、网络、应用、IT服务、ISV等方面，上下游企业之间实现创新合作，将有助于整个IC产业的发展。

在整个IoT大领域里面只有12%是下探到集成电路的，如果还不赶快把产品的附加价值往上游推，那么以后的生存空间会越来越小。

除了行业内的垂直合作以外，跨行业的水平合作也非常重要。随着物联网行业的迅速发展，已经可以看到不同行业之间的跨领域合作越来越多。未来可在电力、农业、建筑、交通、金融、矿产、零售、教育、医疗和制造等多个领域实现跨行业合作，真正实现万物互联。

万众创新是持续动力

无论是行业内的垂直合作，还是跨行业的水平合作，创新都是成就产业突破发展的重要因素。

根据国家统计局近日发布的“2013年中国创新指数测算结果”，2013年中国创新指数为152.8，比上年增长3.1%，世界排名第19，在四个分领域中多数指标仍保持平稳发展态势。

我国的创新环境持续优化：国家经济发展迅速、人力资源优化、国家政策引导力度加大，都使创新环境大大改善。创新投入力度继续加大：研发投入较快增长、企业的创新投入主体地位巩固。创新产出能力提高：创新产出成果丰硕、技术市场交易活跃。创新带来经济效益提升：新产品销售份额持续提升、高技术产品出口规模扩大。

在全球市场物联化的推动和国家专项及大基金的支持下，我们要创新而不能只做追随模仿的产品。企业应该鼓励员工大胆创新，冲破界限，不要墨守成规，应该勇于接受挑战。未来中国半导体产业的发展将迎来崭新的发展时代。

责任编辑：王柳

wang.liu@softic.com.cn

许天燊

中芯国际市场部资深副总裁