300毫米大硅片國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目

半導(dǎo)體晶圓

“02專項(xiàng)”，這個(gè)簡(jiǎn)單到不能再簡(jiǎn)單的名字，卻是事關(guān)我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈能否完整、自我做主的國(guó)家重大科技專項(xiàng)。在上海浦東新區(qū)泥城鎮(zhèn)云水路上，藏著一家名不見經(jīng)傳的上海“小企業(yè)”——新昇半導(dǎo)體科技有限公司。穿過(guò)樸實(shí)無(wú)華的工廠大門，一幢幢廠房里蘊(yùn)藏著我國(guó)破解極大規(guī)模集成電路制造裝備與成套工藝的諸多創(chuàng)新密碼。

作為 “02專項(xiàng)”的深度參與者，新昇半導(dǎo)體承擔(dān)著國(guó)家 “02專項(xiàng)”的核心工程之一，40~28納米集成電路制造用300毫米硅片。隨著科技攻關(guān)的一步步推進(jìn)，產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)一步步實(shí)現(xiàn)，國(guó)外對(duì)集成電路關(guān)鍵材料的壟斷堅(jiān)冰正在融化，我國(guó)開始起步形成完整的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，長(zhǎng)期困擾中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的“卡脖子”問(wèn)題有望被破解。

“螞蟻”撼“大樹”

我們手邊的筆記本電腦、智能手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)電視等各種移動(dòng)終端越來(lái)越發(fā)達(dá)，但若深入其內(nèi)部芯片，中國(guó)的半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)及制造業(yè)的進(jìn)步卻沒(méi)有趕上世界步伐。在半導(dǎo)體完整產(chǎn)業(yè)鏈中，我國(guó)在芯片制造、切割、封裝的數(shù)量上已經(jīng)達(dá)到世界第一，作為源頭的硅片生產(chǎn)卻還牢牢掌握在他國(guó)手中。一旦海外供應(yīng)商因種種原因中斷硅片供應(yīng)，中國(guó)投入上千億美元建設(shè)起來(lái)的半導(dǎo)體芯片制造業(yè)，隨時(shí)可能面臨“巧婦難為無(wú)米之炊”的尷尬。

根據(jù)國(guó)際預(yù)測(cè)，到2020年左右，市場(chǎng)需要能制造14納米、10納米甚至7~5納米的大硅片，然而中國(guó)到目前為止，還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)線寬45納米集成電路以下的300毫米大硅片量產(chǎn)化能力。300毫米大硅片是什么？原來(lái)在集成電路芯片制造領(lǐng)域，作為關(guān)鍵原材料的硅片直徑變得越大，集成電路芯片設(shè)計(jì)線寬就可以越小。從成本與芯片功能角度來(lái)看，300毫米硅片是目前業(yè)界成本和效益的最佳平衡點(diǎn)。

為了解決“卡脖子”的300毫米大硅片國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題，“十二五”期間國(guó)家科技部拿出一筆經(jīng)費(fèi)，向全國(guó)5個(gè)有能力的團(tuán)隊(duì)發(fā)出邀請(qǐng)書。最后，有3個(gè)團(tuán)隊(duì)響應(yīng)了國(guó)家號(hào)召，業(yè)內(nèi)“新兵”上海新昇就是其中之一。因?yàn)?，做出中?guó)自己的大硅片，就是他們最初的夢(mèng)想。

突破層層“包圍圈”

半導(dǎo)體硅的制造工藝，是上世紀(jì)50年代出現(xiàn)的，美、德、日、韓等國(guó)早已為本國(guó)的制作工藝申請(qǐng)了層層專利保護(hù)。作為“后來(lái)者”，中國(guó)想要在全鏈條上實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)，必須沖破國(guó)外設(shè)置的專利“包圍圈”。經(jīng)多方艱苦卓絕的努力，創(chuàng)業(yè)之初的新昇在知識(shí)產(chǎn)權(quán)上重重突圍。目前，新昇已經(jīng)在拉晶生長(zhǎng)、硅晶圓襯底工藝、外延材料生長(zhǎng)等以及先進(jìn)CMOS器件與工藝，大功率器件結(jié)構(gòu)，材料與工藝等方面進(jìn)行了專利布局。累計(jì)完成發(fā)明專利申請(qǐng)425件，獲得發(fā)明專利授權(quán)47件。

然而，專利問(wèn)題的解決還只是創(chuàng)新長(zhǎng)征的“第一步”。這次“02專項(xiàng)”計(jì)劃的要求，是承辦單位不但要研發(fā)成功，還要達(dá)成量產(chǎn)化的目標(biāo)。在國(guó)際壟斷者看來(lái)：你們產(chǎn)品即使做出來(lái)了，如果成本高了，賣不出去，照樣也撐不下去！

事實(shí)上，在半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)及制造業(yè)的關(guān)鍵領(lǐng)域，技術(shù)攻關(guān)之后的量產(chǎn)，才是品質(zhì)、穩(wěn)定性和成本控制等多尺度的綜合實(shí)力競(jìng)賽。在國(guó)家的大力支持下，新昇作為全球領(lǐng)先的12寸大硅片制造商之一，也是中國(guó)內(nèi)地唯一一家規(guī)模最大、技術(shù)完善的12英寸大硅片生產(chǎn)企業(yè)，大硅片項(xiàng)目進(jìn)展順利，推進(jìn)速度符合預(yù)期，未來(lái)將加快擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度。