2020年，我們見證了太多“炮火紛飛”與“匍匐前進(jìn)”——

3月12日，特朗普簽署法案，正式禁止使用聯(lián)邦資金購(gòu)買華為設(shè)備，華為等國(guó)內(nèi)廠商多方受阻。此后的幾個(gè)月內(nèi)，華為、海康威、中芯國(guó)際等多家中國(guó)企業(yè)相繼被美國(guó)納入黑名單。多重因素影響之下，汽車芯片產(chǎn)能不足這一情況也迅速登上各大媒體頭條。

另一邊，政策、資本相繼助力——

7月27日，國(guó)務(wù)院印發(fā)《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》；

11月3日，中共中央發(fā)表了“十四五”規(guī)劃，其中集成電路被納入其中。

資本市場(chǎng)更是攜重金而來，民間對(duì)半導(dǎo)體的關(guān)注和熱情也空前高漲。

加速奔跑

在此背景下，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)開始“加速奔跑”。

想要做出一片完整且性能良好的芯片，設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試這一系列流程必不可少。與國(guó)外實(shí)力強(qiáng)勁的巨頭采用IDM模式（打通設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試到銷售的整個(gè)鏈條）不同，國(guó)內(nèi)基本采用著分工合作的Fabless+Foundry（設(shè)計(jì)+代工）模式。

而張江，經(jīng)過二十多年的產(chǎn)業(yè)積累，早已匯聚了當(dāng)前國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)最集中、綜合技術(shù)水平最高、產(chǎn)業(yè)鏈最完善的集成電路產(chǎn)業(yè)集群。

芯片設(shè)計(jì)：群英匯聚，百舸爭(zhēng)流

美國(guó)實(shí)體清單一經(jīng)發(fā)布，手機(jī)芯片成為大眾關(guān)注的焦點(diǎn)之一，國(guó)產(chǎn)替代成為人們的追逐目標(biāo)。

目前，智能手機(jī)越來越高端化，手機(jī)攝像頭由雙攝變成三攝，對(duì)EEPROM的需求也越來越大，攝像頭技術(shù)創(chuàng)新已成為各大手機(jī)廠商進(jìn)行差異化競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

在手機(jī)攝像頭芯片這一細(xì)分領(lǐng)域，聚辰股份無(wú)疑是佼佼者——

該公司的智能手機(jī)攝像頭EEPROM產(chǎn)品全球排名第三，并占有全球約43%的市場(chǎng)份額；在國(guó)內(nèi)EEPROM企業(yè)中排名第一。

聚辰股份的EEPROM存儲(chǔ)芯片正是通過矯正參數(shù)，使鏡頭的成像效果更佳。早在2012年，聚辰股份的EEPROM就通過了三星的驗(yàn)證，應(yīng)用到三星智能手機(jī)的攝像頭模組中。

憑借多年的技術(shù)積累，當(dāng)前，聚辰股份已與舜宇、歐菲、丘鈦、信利、立景、富士康等行業(yè)領(lǐng)先的智能手機(jī)攝像頭模組廠商形成了長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系，產(chǎn)品應(yīng)用于三星、華為、vivo、OPPO、小米、聯(lián)想、中興等多家市場(chǎng)主流手機(jī)廠商的消費(fèi)終端產(chǎn)品，并正在積極開拓國(guó)內(nèi)外其他智能手機(jī)廠商的潛在合作機(jī)會(huì)。

數(shù)據(jù)顯示，僅在2019年度，聚辰股份就已實(shí)現(xiàn)年穩(wěn)定生產(chǎn)近22億顆芯片的供應(yīng)鏈能力，產(chǎn)品在客戶端的失效率為0.26DPPM（每百萬(wàn)缺陷機(jī)會(huì)中的不良品數(shù)），遠(yuǎn)低于業(yè)界對(duì)商業(yè)級(jí)電子元器件應(yīng)用100DPPM失效率的要求，在客戶端建立了良好的品質(zhì)信譽(yù)。

2019年年末，聚辰股份登陸科創(chuàng)板。如今，2020年即將過去，聚辰股份也開始謀求更深度的布局。聚辰股份董事長(zhǎng)陳作濤曾對(duì)媒體表示，未來公司將關(guān)注兩大領(lǐng)域，一是技術(shù)上沿著存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)方向走，比如新一代內(nèi)存DDR5；二是在市場(chǎng)端，開拓汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用領(lǐng)域。

同樣在手機(jī)芯片“下功夫”的還有紫光展銳。其虎賁T7510 5G芯片已經(jīng)成功商用在多款5G智能手機(jī)上，推動(dòng)了5G向消費(fèi)者端的快速普及。

值得注意的是，虎賁T7510 5G芯片采用的是6nm工藝制程。在目前的半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)，7nm是較為成熟的工藝，5nm則更為先進(jìn)。

在11月10日的紫光展銳市場(chǎng)峰會(huì)期間，紫光展銳CEO楚慶曾對(duì)媒體表示，在后摩爾時(shí)代，工藝節(jié)點(diǎn)選擇往往對(duì)一家企業(yè)的發(fā)展有著致命的影響，主流的5G手機(jī)芯片陸續(xù)采用5nm方案，但也面臨著試錯(cuò)成本更高的困境，展銳采用6nm則是在7nm成熟的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)。得益于成熟的工藝，紫光展銳執(zhí)行副總裁周晨也向媒體透露，明年搭載展銳6nm5G芯片的手機(jī)將量產(chǎn)。

隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)入千家萬(wàn)戶，越來越多的用戶習(xí)慣了用手機(jī)連接家電的習(xí)慣。比如，用APP通過藍(lán)牙連接空調(diào)，通過網(wǎng)絡(luò)配置將空調(diào)連到家里的WiFi。這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備里，都安裝了一種同時(shí)支持藍(lán)牙和WiFi的芯片：物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi MCU。

另一家張江科創(chuàng)板上市公司樂鑫科技就深耕于WiFi MCU芯片。憑借多年的專注研發(fā)與快速積累，樂鑫科技實(shí)現(xiàn)了高集成、低功耗，將產(chǎn)品準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，打破海外企業(yè)在WiFi MCU芯片領(lǐng)域的壟斷，成為第一家與高通、TI、Marvell等同屬第一梯隊(duì)的大陸企業(yè)。

今年10月22日，樂鑫科技公布第三季度報(bào)告，公司實(shí)現(xiàn)第三季度單季度營(yíng)業(yè)收入2.6億元，同比增長(zhǎng)27.81%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn)4608.3萬(wàn)元，同比增長(zhǎng)44.37%。

半導(dǎo)體IP是芯片設(shè)計(jì)中經(jīng)過驗(yàn)證可以直接使用的模塊，如同建筑行業(yè)的“磚瓦”，可以大大降低芯片設(shè)計(jì)的難度，加快芯片設(shè)計(jì)的速度，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)。與傳統(tǒng)的芯片設(shè)計(jì)服務(wù)公司經(jīng)營(yíng)模式不同，芯原股份主要為芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)即服務(wù)（SiliconPlatformasaService，“SiPaaS模式”）——通過積累的芯片定制技術(shù)和半導(dǎo)體IP技術(shù)為客戶提供一站式芯片定制服務(wù)和半導(dǎo)體IP授權(quán)服務(wù)。

簡(jiǎn)單來說，即使他們的產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)在世界上最知名的蘋果和三星的手機(jī)里，也只能當(dāng)背后默默的芯片設(shè)計(jì)服務(wù)者、定制服務(wù)端，而芯原股份的名字并不會(huì)在產(chǎn)品上標(biāo)識(shí)出來。

目前，芯原股份在傳統(tǒng)CMOS、先進(jìn) FinFET和FD-SOI等全球主流半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)上都具有優(yōu)秀的設(shè)計(jì)能力。在先進(jìn)半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)方面，公司已擁有14nm/10nm/7nm FinFET 和28nm/22nm FD-SOI工藝節(jié)點(diǎn)芯片的成功流片經(jīng)驗(yàn)，并開始進(jìn)行新一代FinFET和FD-SOI工藝節(jié)點(diǎn)芯片的設(shè)計(jì)預(yù)研。芯原股份的客戶囊括各大國(guó)際大型互聯(lián)網(wǎng)公司，例如Facebook、博世、亞馬遜、英特爾、恩智浦、賽諾思、涌現(xiàn)（南京）芯片科技有限公司等等。

今年8月18日，芯原股份在上交所鳴鑼上市，正式登陸科創(chuàng)板。

芯片制造：龍頭齊聚，加速騰飛

芯片設(shè)計(jì)出來后，往往需要芯片制造代工廠代工生產(chǎn)。

早期，芯片設(shè)計(jì)公司不僅要設(shè)計(jì)又要建廠以及不停更新生產(chǎn)線，需要付出的高昂成本。全球晶圓代工龍頭企業(yè)臺(tái)積電認(rèn)準(zhǔn)芯片行業(yè)會(huì)產(chǎn)生分工，將復(fù)雜的生產(chǎn)包下來，開創(chuàng)性的轉(zhuǎn)型做芯片代工。

在張江，也有一家晶圓代工巨頭——中芯國(guó)際。今年7 月，中芯國(guó)際在科創(chuàng)板上市，上市當(dāng)日坐上了“A股半導(dǎo)體市值頭把交椅”。

追溯中芯國(guó)際的發(fā)展歷程，還需回到千禧年——2000年，張汝京在上海張江創(chuàng)辦中芯國(guó)際，成為中國(guó)大陸大陸技術(shù)最先進(jìn)、規(guī)模最大、配套服務(wù)最完善、跨國(guó)經(jīng)營(yíng)的專業(yè)晶圓代工企業(yè)。

2004年，中芯國(guó)際就在美國(guó)紐約、中國(guó)香港兩地上市。2019年5月，中芯國(guó)際宣布從紐交所退市。

12月3日，美國(guó)國(guó)防部將中芯國(guó)際加入了涉軍企業(yè)名單。對(duì)此，中芯國(guó)際發(fā)布公告稱對(duì)公司運(yùn)營(yíng)沒有重大影響，公司是獨(dú)立營(yíng)運(yùn)的國(guó)際性企業(yè)，投資人、客戶等利益相關(guān)方遍及全球。

在此前一天，中芯國(guó)際在互動(dòng)平臺(tái)回答投資者問時(shí)，就透露公司第一代FinFET14納米已于2019年四季度量產(chǎn)；第二代FinFETN+1已進(jìn)入客戶導(dǎo)入階段，可望于今年年底小批量試產(chǎn)。

11月11日，中芯國(guó)際發(fā)布的第三季度財(cái)務(wù)報(bào)告也證實(shí)了這一說法。報(bào)告顯示，公司第一代FinFET已成功量產(chǎn)，四季度將貢獻(xiàn)有意義的營(yíng)收；第二代FinFET研發(fā)穩(wěn)步推進(jìn)，客戶導(dǎo)入進(jìn)展順利。

在盈利層面，中芯國(guó)際第三季度不僅產(chǎn)能利用率達(dá)到了97.8%，而且先進(jìn)工藝占比快速提升，14/28nm工藝占比達(dá)到了14.6%，上季度中是9.1%，去年同期是4.3%。

但不容忽視的是，產(chǎn)能緊缺一直困擾著整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。在今年12月10日舉辦的中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)2020年會(huì)暨重慶集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇（ICCAD 2020）上，中芯國(guó)際資深副總裁彭表示，由于5G推動(dòng)芯片需求增長(zhǎng)；汽車產(chǎn)業(yè)的興起；IoT、智能家居需求持續(xù)上升；COVID-19下的“宅經(jīng)濟(jì)效應(yīng)”，引發(fā)了芯片產(chǎn)能建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上需求的情況。

在彭進(jìn)看來，產(chǎn)能擴(kuò)充不僅僅是錢和人的問題，背后還有工藝、IP、客戶，這些都需要更需要時(shí)間積累。如今，隨著中芯國(guó)際登陸科創(chuàng)板，其資本投入也在不斷擴(kuò)大。

目前，中芯國(guó)際擁有150個(gè)工藝平臺(tái)，其中就包括了2020年新增的10個(gè)工藝，以及2300多個(gè)IP。今年，中芯國(guó)際正式進(jìn)入顯示領(lǐng)域，提供從高清到超高清，大屏和小屏顯示驅(qū)動(dòng)芯片的全技術(shù)解決方案。

在中芯國(guó)際今年第三季度報(bào)披露的前一天，國(guó)內(nèi)第二大晶圓代工廠、華虹集團(tuán)旗下企業(yè)——華虹半導(dǎo)體同樣披露了2020財(cái)年第三季報(bào)。華虹半導(dǎo)體在港交所公告，第三季度銷售收入2.53億美元，同比上升5.9%，環(huán)比上升12.3%；凈利潤(rùn)1770萬(wàn)美元，去年同期為4520萬(wàn)美元。

今年年初，華虹集團(tuán)正式啟動(dòng)12英寸制造平臺(tái)建設(shè)，成為業(yè)界唯一一家連續(xù)兩年建設(shè)并投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)兩條12英寸生產(chǎn)線的企業(yè)。同時(shí)，公司也宣布在14nm上取得了重大進(jìn)展，而更先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的先導(dǎo)工藝研發(fā)也正在加快部署。

封測(cè)：創(chuàng)新研發(fā)，未來可期

芯片的最后一步，也就是封裝、測(cè)試。在討論這一步之前，我們還面臨一個(gè)問題：如何把芯片造出來？

這里就涉及到造芯片所需的一種武器——光刻機(jī)。

有人這樣形容光刻機(jī)：這是一種集合了數(shù)學(xué)、光學(xué)、流體力學(xué)、高分子物理與化學(xué)、表面物理與化學(xué)、精密儀器、機(jī)械、自動(dòng)化、軟件、圖像識(shí)別領(lǐng)域頂尖技術(shù)的產(chǎn)物。光刻機(jī)也因此成為目前晶圓制造產(chǎn)線中成本最高的半導(dǎo)體設(shè)備，被稱為“現(xiàn)代光學(xué)工業(yè)之花”。

曾有網(wǎng)友曾在社交媒體上發(fā)問：ASML的光刻機(jī)和氫彈哪一個(gè)更難搞？

這個(gè)答案似乎呼之欲出——原子彈研制成功用了6年，上海微電子（SMEE）用了17年造出了90nm光刻機(jī)。

當(dāng)前，在EUV光刻機(jī)高端市場(chǎng)，ASML一家獨(dú)大且壟斷了90%以上的市場(chǎng)，并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)5納米工藝制程，3納米光刻機(jī)也已經(jīng)趨于成熟。

雖然SMEE的光刻機(jī)相對(duì)于ASML公司的5nm工藝水準(zhǔn)，還存在很大的技術(shù)差距，但已足夠驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)的國(guó)防和工業(yè)。哪怕是面對(duì)“所有進(jìn)口光刻機(jī)都瞬間停止工作”這種極端的情況時(shí)，中國(guó)仍然有芯片可用。

我國(guó)作為全球芯片消費(fèi)最大的國(guó)家之一，每年有大量的芯片都依賴進(jìn)口，比如2019年一年我們進(jìn)口的芯片就達(dá)到2萬(wàn)億人民幣以上，在這些芯片當(dāng)中既包括高端的芯片，也包括了一些中低端芯片。

SMEE則從低端切入各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)，現(xiàn)已成為封測(cè)龍頭企業(yè)的重要供應(yīng)商，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率高達(dá)80%，而先前這種光刻機(jī)均需要進(jìn)口，全球市場(chǎng)占有率僅有40%。

光刻機(jī)生產(chǎn)制造作為資金、技術(shù)密集式制造業(yè)，除去需用有大批量的資金和技術(shù)累積，還需用大批量出色的優(yōu)秀人才。現(xiàn)階段，上海微電子現(xiàn)已有著超出1000人的專業(yè)人才和管理人員在從事光刻機(jī)的相關(guān)工作。

今年6月，SMEE披露將在2021-2022年交付第一臺(tái)28nm工藝的國(guó)產(chǎn)沉浸式光刻機(jī)。一旦交付，國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)將從此前的90nm工藝一舉突破到28nm工藝。

在造芯的環(huán)節(jié)中，芯片生產(chǎn)出來以后，還需洗去硅片上的顆粒物、污染。光刻和清洗是最重要的兩個(gè)步驟——其中，光刻負(fù)責(zé)微縮，清洗則是微粒的去除。

當(dāng)微縮技術(shù)一旦進(jìn)入線寬更小的下一代，就可能引發(fā)失效、低良率的問題。到了20nm以下，基本上在整個(gè)芯片制造過程中，每?jī)刹骄鸵鲆淮吻逑矗欢?Xnm后，如果想得到較高良率幾乎每步工序都離不開清洗，這些都需要建立在精細(xì)化基礎(chǔ)之上。

經(jīng)過十多年的研發(fā)和技術(shù)積累，盛美半導(dǎo)體已研發(fā)出全球首創(chuàng)的SAPS/TEBO兆聲波清洗技術(shù)和Tahoe單片槽式組合清洗技術(shù)，可應(yīng)用于45nm及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的晶圓清洗領(lǐng)域，有效解決刻蝕后有機(jī)沾污和顆粒的清洗難題，并大幅減少濃硫酸等化學(xué)試劑的使用量，打破了國(guó)際市場(chǎng)壟斷格局。

傳統(tǒng)兆聲波清洗技術(shù)中，兆聲波能量傳送不均勻，顆粒去除效率極低。盛美獨(dú)有的“SAPS”技術(shù)可以控制兆聲波能量在硅片面內(nèi)以及硅片到硅片之間的非均勻度都小于2%，而在市面上的單片兆聲波清洗設(shè)備只能把兆聲波能量非均勻度控制在10-20%。

在本土12英寸晶圓產(chǎn)線上，僅有盛美半導(dǎo)體持續(xù)獲得清洗設(shè)備重復(fù)訂單，推動(dòng)清洗設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到22%。

盛美位于張江的辦公大樓

今年9月30日，盛美半導(dǎo)體首發(fā)申請(qǐng)獲上交所上市委員會(huì)通過；10月，盛美半導(dǎo)體宣布，美國(guó)專利及商標(biāo)局批準(zhǔn)了盛美獨(dú)有的TEBO兆聲波清洗技術(shù)，極大地提升了其在世界半導(dǎo)體清洗工藝的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

歲末回首

站在2020年的歲末再次回首，我們經(jīng)歷過困難，也見證了半導(dǎo)體行業(yè)的火熱。據(jù)SEMI發(fā)布的《半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)年終預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)在2021-2022年的增長(zhǎng)后勁將更強(qiáng)，預(yù)估2021年將實(shí)現(xiàn)719億美元的銷售額，2022年將進(jìn)一步升至761億美元。

原文標(biāo)題：年終盤點(diǎn) | 2020年，細(xì)說張江半導(dǎo)體如何“穿越火線”？

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