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        萬物互聯(lián)驅(qū)動IC產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與合作

        2015-12-22 07:15:44文/
        軟件和集成電路 2015年6期
        關(guān)鍵詞:芯片納米智能

        文/

        萬物互聯(lián)驅(qū)動IC產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與合作

        文/許天燊

        隨著《國家集成電路產(chǎn)業(yè)推進綱要》的出臺和國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金的設(shè)立,集成電路產(chǎn)業(yè)日益受到各界的關(guān)注。產(chǎn)業(yè)鏈各企業(yè)須合作共贏,共創(chuàng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新時代。

        在過去50年的歷史里面,半導(dǎo)體一直都是電子產(chǎn)業(yè)的靈魂支柱。雖然半導(dǎo)體行業(yè)只有3300億美元,卻維持了近2萬億美元的電子產(chǎn)業(yè)。所以半導(dǎo)體對現(xiàn)今的社會經(jīng)濟可以說有著舉足輕重的影響。

        在過去消費電子時代,各事物均以個體的形式(Individual of Things),如電話、電視、計算機等,各設(shè)備間沒有太多關(guān)聯(lián)。而隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,帶來了“物的整合(Integrated of Things)”,為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展打下了基礎(chǔ)。隨著云計算、大數(shù)據(jù)、智能化技術(shù)等的進一步發(fā)展,“智能物聯(lián)”(smarteverything)或者說物聯(lián)網(wǎng)(IoT:Internet of Things)時代開啟,任何物品間,都可以通過云端進行信息交換和通信?;ヂ?lián)網(wǎng)、智能和控制是IoT的三大要素。

        新興的I o T產(chǎn)業(yè)為行業(yè)帶來了巨大商機,特別在可穿戴設(shè)備、智能家居、健康及醫(yī)療、環(huán)境及農(nóng)業(yè)、智能安全、工業(yè)和機器人、智能電網(wǎng)及照明、智能物流、智能汽車和交通九大領(lǐng)域存在諸多潛在發(fā)展機會。根據(jù)IBS(International Brand Standard Engineering Organization,國際品牌標準工程組織)預(yù)測,在2020年全球IoT產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生高達7000億美元的價值,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)只占其產(chǎn)業(yè)總價值的12%。

        IoT帶來巨大產(chǎn)業(yè)商機

        IoT帶給產(chǎn)業(yè)的商機將會在三個不同的層面顯現(xiàn)。從幾年前開始的Smart Consumers到現(xiàn)在很火的 Smart Industries 到未來的Smart Everything。從2007年開始至2020年,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將以智能消費產(chǎn)品為主,包括移動計算、可穿戴設(shè)備、智能家居和智能生活等。2014年到2020年將是智能工業(yè)迅速發(fā)展的時期,包括智能汽車、智能物流、智慧城市、智能交流、智能電網(wǎng)、智能能源、智能安全、智能醫(yī)療等。預(yù)計到2025年,云計算、物聯(lián)網(wǎng)將從注重用戶與服務(wù)的連接發(fā)展到注重加強自動化和質(zhì)量建設(shè)。智能物聯(lián)網(wǎng)將全面實現(xiàn)智能建設(shè)、智能醫(yī)院、智能工業(yè)及能源等領(lǐng)域的物物互聯(lián)。

        目前,中國半導(dǎo)體業(yè)依然存在一些發(fā)展障礙:經(jīng)濟規(guī)模不足,小而分散;因為經(jīng)濟規(guī)模的不足,生產(chǎn)成本相對較高;本土的技術(shù)研發(fā)能力需要提升,培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的機制仍需加強;中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)仍有待完善。

        如何應(yīng)對嚴峻挑戰(zhàn)

        中芯國際作為行業(yè)的集成電路芯片代工企業(yè)之一,也是大陸規(guī)模最大、技術(shù)最先進的集成電路芯片制造企業(yè),將從以下幾個方面迎接挑戰(zhàn)。

        首先,擴大生產(chǎn)規(guī)模。深圳的8英寸廠已在2014年底正式投入生產(chǎn),這是中國華南地區(qū)的第一條8英寸生產(chǎn)線。北京12英寸廠目前在進行設(shè)備安裝,即將投入運營。

        在技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)方面,中芯國際堅持自主研發(fā),注重先進工藝和特殊工藝的同步發(fā)展,2014年28納米技術(shù)取得重大突破,高效能、低功耗的移動通信處理器已在28納米技術(shù)平臺上成功制造。近半年在55納米 eFlash、38納米NAND、CIS-BSI、MEMS等方面也取得諸多進展。與企業(yè)共同建立 ATRC (Advanced Technology Research Corporation),以商業(yè)模式帶動研發(fā),培養(yǎng)研發(fā)人才和先進工藝的領(lǐng)頭羊。同時注重中國IC產(chǎn)業(yè)鏈的打造及戰(zhàn)略投資,推進本土產(chǎn)業(yè)鏈的完善和發(fā)展。

        然而,中國目前仍然缺乏足夠的產(chǎn)能。根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù),2014年,中國的市場份額占據(jù)了全世界IC產(chǎn)出的43%,而中國晶圓代工廠的產(chǎn)能近占全球的17%。中芯國際一直在持續(xù)擴大產(chǎn)能。2011年年底,我們8英寸和12英寸的月產(chǎn)能僅12.8萬片和2.9萬片;預(yù)計到2015年年底,這兩個數(shù)字將增加到16萬片和6萬片。

        在先進技術(shù)研發(fā)方面,中芯國際持續(xù)開發(fā)更先進的技術(shù)。2012年年底中芯國際已經(jīng)實現(xiàn)了40納米的量產(chǎn),28納米于2013年底準備就緒,目前已為客戶成功制造出高效能、低功耗的移動通信處理器。我們同時也在進行14納米的開發(fā),F(xiàn)inFET的研發(fā)正在進行當中。

        作為大陸第一個提供全面28納米一站式解決方案的代工企業(yè),2014年年底,中芯國際28納米技術(shù)取得了重要突破,和高通達成合作并成功生產(chǎn)高通驍龍410處理器。目前,28納米的PolySiON和HKMG均已在多個客戶產(chǎn)品上成功得到驗證,預(yù)計在2015年可以實現(xiàn)量產(chǎn)。

        在14納米FinFET方面,中芯國際也已成功驗證3D FinFET 晶體管,此FinFET芯片采用了全后制金屬珊(all-last replaced metal gate、中段電路互聯(lián)(MOL)和以兩次曝光顯影蝕刻而完成的64nm-Pitch的后段金屬線路。此FinFET晶體管展示符合預(yù)期的性能。

        在CIS方面,F(xiàn)SI和BSI均已投入生產(chǎn),具有很高的性能。中芯國際還提供包括 CIS 晶圓制造,彩色濾光片和微鏡頭制造,硅通孔芯片級封裝(TSV-CSP)及測試在內(nèi)的全面的一站式服務(wù)。

        MEMS:側(cè)重IoT傳感器的開發(fā),目前,MEMS振蕩器已于2013年投入量產(chǎn),麥克風(fēng)和加速器將在2015年試產(chǎn)。我們還為MEMS和CIS提供TSV封裝解決方案。

        RF:已在多個產(chǎn)品的生產(chǎn)線上實現(xiàn)了量產(chǎn),提供RF-FEM解決方案。

        55納米eFlash:基于該平臺,中芯國際已成功制造出國內(nèi)第一個55納米智能卡芯片,并被證明具有非常優(yōu)良的性能。

        38納米NAND:中芯國際是第一個自主研發(fā)38納米NAND技術(shù)的代工廠,面向移動計算、嵌入式存儲、電視、機頂盒和IoT市場提供高質(zhì)量的技術(shù)平臺。

        MTE:可以提供高密度、低漏電、低功耗的解決方案,以及嵌入式NVM解決方案。

        打造共贏生態(tài)圈

        中芯國際非常重視產(chǎn)業(yè)鏈的打造,除了擁有很強的前段生產(chǎn)能力,位于上海、北京、天津、深圳的代工廠能夠為客戶提供先進及特殊的工藝。

        在中段凸塊加工方面,中芯國際聯(lián)合長電科技成立合資公司SJsemi,從事12英寸凸塊加工和CP測試。

        在后段方面,合作伙伴長電科技能夠提供后段封裝生產(chǎn)能力。有了這條能夠連通本土芯片制造前、中、后段的完整產(chǎn)業(yè)鏈,就可以幫助客戶縮短產(chǎn)品上市周期,節(jié)約大量運輸及中間成本。同時,在技術(shù)研發(fā)方面成立研發(fā)公司推進先進技術(shù)的開發(fā),并與眾多設(shè)計服務(wù)及IP/ EDA公司建立合作關(guān)系,共同為中國IC產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)。

        此外,扶持中國本土的IC材料和設(shè)備供應(yīng)商,目前,已有116家中國本土供應(yīng)商與中芯建立了合作關(guān)系。前不久,創(chuàng)維和海思共同推出一款國產(chǎn)的智能電視芯片。這款芯片從設(shè)計、生產(chǎn)、封裝到下游終端產(chǎn)品應(yīng)用,全部在中國完成。該芯片由中芯國際生產(chǎn),配置為4核的CPU 、8核的GPU、2核的VPU,電視的開機時間只需15秒,毫不遜色于臺灣28納米的智能電視芯片。

        2014年8月4日,中芯國際與華大電子共同宣布推出55納米智能卡芯片,該芯片采用中芯國際55納米低功耗(L L)嵌入式閃存(eFlash)平臺,具有尺寸小、功耗低、性能高的特點,目前已實現(xiàn)量產(chǎn)供貨,其優(yōu)良性能得到客戶的廣泛認可。該產(chǎn)品目前已經(jīng)成功導(dǎo)入中國移動、中國聯(lián)通,及部分海外運營商, 實現(xiàn)批量生產(chǎn)及供貨。

        2 0 1 5年1月5日,中芯與敏芯(MEMSensing)宣布推出全球最小封裝尺寸的敏芯三軸加速度傳感器MSA330。該傳感器采用中芯國際CMOS集成MEMS器件制造技術(shù)和基于硅片通孔(TSV)的晶圓級封裝(WLP)技術(shù),面向移動和可穿戴系統(tǒng)應(yīng)用,在整體制造成本和微型化方面極具競爭力。

        2015年2月27日,中芯與芯視達(Cista)共同宣布,兩款背照式CMOS圖像傳感器(CISBSI)產(chǎn)品實現(xiàn)量產(chǎn)。

        這兩款產(chǎn)品包括單位像素為1.75微米的130萬像素圖像傳感器和單位像素為1.4微米的800萬像素圖像傳感器,其制造均基于中芯國際獨立研發(fā)的0.13微米BSI技術(shù)平臺。這是中芯國際首次投產(chǎn)BSI產(chǎn)品。

        目前,中國對先進技術(shù)的需要持續(xù)增長。到2019年,中國本土的IC設(shè)計商預(yù)計對先進技術(shù)節(jié)點的需求將達60%。這意味著產(chǎn)品的研發(fā)成本會越來越高,包括設(shè)計的研發(fā)成本和工藝開發(fā)成本。因此IC設(shè)計公司和晶圓代工廠的合作將尤為重要。

        此外,IC行業(yè)上下游之間需要垂直合作,特別是在云計算、軟件、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用、IT服務(wù)、ISV等方面,上下游企業(yè)之間實現(xiàn)創(chuàng)新合作,將有助于整個IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

        在整個IoT大領(lǐng)域里面只有12%是下探到集成電路的,如果還不趕快把產(chǎn)品的附加價值往上游推,那么以后的生存空間會越來越小。

        除了行業(yè)內(nèi)的垂直合作以外,跨行業(yè)的水平合作也非常重要。隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的迅速發(fā)展,已經(jīng)可以看到不同行業(yè)之間的跨領(lǐng)域合作越來越多。未來可在電力、農(nóng)業(yè)、建筑、交通、金融、礦產(chǎn)、零售、教育、醫(yī)療和制造等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨行業(yè)合作,真正實現(xiàn)萬物互聯(lián)。

        萬眾創(chuàng)新是持續(xù)動力

        無論是行業(yè)內(nèi)的垂直合作,還是跨行業(yè)的水平合作,創(chuàng)新都是成就產(chǎn)業(yè)突破發(fā)展的重要因素。

        根據(jù)國家統(tǒng)計局近日發(fā)布的“2013年中國創(chuàng)新指數(shù)測算結(jié)果”,2013年中國創(chuàng)新指數(shù)為152.8,比上年增長3.1%,世界排名第19,在四個分領(lǐng)域中多數(shù)指標仍保持平穩(wěn)發(fā)展態(tài)勢。

        我國的創(chuàng)新環(huán)境持續(xù)優(yōu)化:國家經(jīng)濟發(fā)展迅速、人力資源優(yōu)化、國家政策引導(dǎo)力度加大,都使創(chuàng)新環(huán)境大大改善。創(chuàng)新投入力度繼續(xù)加大:研發(fā)投入較快增長、企業(yè)的創(chuàng)新投入主體地位鞏固。創(chuàng)新產(chǎn)出能力提高:創(chuàng)新產(chǎn)出成果豐碩、技術(shù)市場交易活躍。創(chuàng)新帶來經(jīng)濟效益提升:新產(chǎn)品銷售份額持續(xù)提升、高技術(shù)產(chǎn)品出口規(guī)模擴大。

        在全球市場物聯(lián)化的推動和國家專項及大基金的支持下,我們要創(chuàng)新而不能只做追隨模仿的產(chǎn)品。企業(yè)應(yīng)該鼓勵員工大膽創(chuàng)新,沖破界限,不要墨守成規(guī),應(yīng)該勇于接受挑戰(zhàn)。未來中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將迎來嶄新的發(fā)展時代。

        責(zé)任編輯:王柳

        wang.liu@softic.com.cn

        許天燊

        中芯國際市場部資深副總裁

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