中国实践｜无锡“芯”动能再进化：如何打破“低价内卷”

　　“无锡起步早，发展至今，集成电路产业方面，五脏俱全。”

　　清华大学无锡应用技术研究院IC平台主任周德金作为老华晶人，早年工作于东芝半导体（原华芝）、中国电科58所，参与“908”工程，见证了无锡这一产业波澜壮阔的发展历史。

　　集成电路企业在无锡的聚集，带来了检测、可靠性试验与失效分析蓬勃的市场需求，催生了专业化共享平台。

　　2021年，清华大学无锡应用技术研究院集成电路创新服务平台在滨湖区正式启用，提供包括可靠性测试、失效分析等在内的“一站式”产业链协同服务。目前，这一平台为无锡近一半的集成电路企业提供过服务。无锡已建成国家集成电路特色工艺及封装测试创新中心等国家级集成电路创新平台14个。

　　周德金对无锡集成电路企业熟稔于心，如数家珍。他表示，几经沉淀，经历过发展放缓，但无锡的集成电路产业始终位居第一梯队，产业链齐备。

　　9月25日，“芯生态 锡引力”2024集成电路（无锡）创新发展大会举办。

　　作为无锡市、江苏省工业和信息化厅共同举办的集成电路品牌活动，大会围绕集成电路领域科技前沿、产业动态、政策导向、生态圈打造、资本对接等，开展多维度、多元化的交流活动。大会上，共计总投资243亿元的45个项目签约，涉及晶圆制造、封测、集成电路装备、半导体材料等多个领域。

　　2024集成电路（无锡）创新发展大会暨中国电子专用设备工业协会半导体设备年会开幕式现场

　　后摩尔时代，芯片发展的存储、面积、功率密度、功能“四堵墙”都对封装技术提出了更高要求。同时，高端算力芯片的需求成为先进封装面临的最大发展机遇，以芯粒和3D集成为代表的先进封装技术，正在成为芯片性能进步的重要推动器。

　　“低价内卷是中国半导体健康发展面临的最大挑战之一。”大会现场，盛美半导体董事长王晖喊话“尊重知识产权，成就中国创造”。作为国内半导体清洗设备龙头，近年来，盛美打造了多项“拳头产品”、全球IP，以差异化创新强化市场竞争力。

　　不久前，世界集成电路协会(WICA)发布了2023年全球集成电路产业综合竞争力百强城市白皮书，无锡名列第16位，国内仅次于上海和北京。

　　集成电路产业是无锡465现代产业集群的地标产业之一，无锡拥有涵盖芯片设计、晶圆制造、封装测试及装备材料在内的完整产业链，同时在薄膜沉积、智能检测、化学试剂等关键装备材料领域不断实现突破。今年1—7月，全市集成电路产业营收增长15.3%。

　　“不躺在历史功劳簿上吃老本”。这一产业，正在迸发新的生机。探路集成电路，进化新质生产力“新路子”，无锡当仁不让。

　　半导体高端设备的国产化之路

　　从一家“二手设备商”转身成为行业瞩目的自主研发型企业，邑文科技用了13年。

　　今年上半年，邑文科技一举完成超5.5亿元D轮融资，预计2024年订单总额将达到12亿元，是半导体设备制造行业的“黑马企业”。

　　“黑马”其“黑”，也并非一日之功。

　　邑文科技形成了以刻蚀工艺设备和薄膜沉积工艺设备为核心的产品系列，主要应用于半导体前道工艺阶段，尤其是以碳化硅、氮化镓等化合物半导体加工为首的特色工艺。这一领域，邑文经历了十余年的工艺积累。

　　“早年间，欧美、日本企业的设备，做8英寸或6英寸的工艺已经很成熟，而那时中国的半导体设备厂商还处于萌芽状态。”邑文科技副总经理叶国光在光电半导体行业沉淀25年。台湾清华大学工程物理研究所毕业，后东渡日本名古屋工业大学探求新知，主要研究氮化镓与砷化镓等化合物半导体材料。任职芬兰派科森纳米科技公司中国区负责人期间，他推动了ALD设备在高科技工业客户的大量使用。

　　2021年，叶国光归国后加入邑文科技，为邑文本土团队带来国际化视野。近年来发展迅速的邑文团队被称为小“联合国”，由来自北美、欧洲、亚洲多个国家的成员组成。目前，邑文科技在功率、显示、MEMS等板块的刻蚀、薄膜设备已大量出货，正布局先进封装。

　　无锡之“芯”，正吸引着越来越多像叶国光这样优秀的半导体人才归国，开启自己的新事业。

　　目前，无锡这颗“太湖明珠”拥有超20万人的高素质专业人员，形成了一支以院士、教授、海归创业人才等领军的集成电路产业队伍，为无锡这一历史悠久的地标产业源源不断输入新鲜活力。

　　从翻新设备到自主研发，再到布局产业前沿方向。邑文科技的“华丽转身”是中国制造转型升级的一个缩影，其布局的未来方向也是无锡集成电路产业聚力的方向之一。

　　半导体工艺流程包括前道晶圆制造工序和后道封装测试工序。

　　前道工序中，晶圆经历氧化、涂胶、光刻、刻蚀、离子注入、物理/化学气相沉积、抛光、晶圆检测、清洗等一系列步骤，每一步都需要相应的半导体制造设备。后道工序中，晶圆片经历磨片/背面减薄、切割、贴片、引线键合、塑封、切筋成型、FT测试等环节，每一环节同样需要相应的设备。最终得到芯片成品。

　　二三十年前，国内半导体制造装备自主研发能力不足，标准化翻新国外进口的老旧半导体设备是当时很多半导体企业的主营业务。

　　叶国光告诉澎湃新闻记者，早期从2000年以后到2015年左右，由于半导体产业链全球分工，海外归国人才用惯了外国设备，不敢试用国产设备。“早期做设备的企业非常艰苦，处境艰难。”

　　一场中美科技战，激发了中国发展自主可控的半导体行业的决心。

　　“我们在刻蚀、薄膜沉积等工艺设备研发上与国外有着20年的差距。”和中国的所有半导体人一样，邑文科技也被这场科技战触动，意识到必须要做属于中国人的全新设备。外国设备采购受限，国内迸发的相关设备需求，也使得国内设备厂商迎来市场机遇。

　　2019年，在多年设备翻新、工艺定制的技术积累上，邑文科技毅然开启自主研发。同年3月，第一台自研设备交付客户。目前，邑文科技已实现98%核心部件的国产替代。

　　邑文科技南通制造中心的去胶系列产品。受访者供图

　　叶国光举例，半导体刻蚀设备中的关键工艺部件直接与晶圆接触或直接参与晶圆反应，除需满足工艺部件、结构部件通常的技术指标要求外，在腔体大尺寸机械加工精度、内衬的强耐腐蚀性等技术要求上难度更高。“是非常精密的科学，精度、可靠性和稳定性非常重要。之前都是进口，现在国内也慢慢可以做。”

　　国产替代是一项复杂的工程，既需要企业勇于开荒、又要求产业链配套协同。在国外厂商消极供货后，邑文科技自己开发了机械手臂真空互联枪平台。

　　“我们前期大量调研目前领域已有的专利，要绕开专利壁垒，需要我们自己创新。”

　　刻蚀及薄膜环节，每个设备之间有真空互联枪。“变异的因子非常多，要综合这些因子，需要丰厚的经验。”叶国光说，高端设备的设计和制造，是综合的科学，涉及物理、化学、机械设计、自动化、材料等。成品要进行表征分析，再反馈到工艺进行更精细的研究和设计。

　　“初期设备可能有一些差异性，经历两三台套的迭代，变成标准品。工程师会与客户进行大量调试，做很多表征。”邑文科技“网罗”全球的优秀工艺调试工程师，并联合客户开发储备新工艺。目前正规划近60亩地，进行12英寸先进封装的设计研发。

　　关键制程，关键核心部件

　　无锡半导体产业“主链大树”成长的过程中，设备、材料等辅链企业也在枝繁叶茂。拥有半导体装备及零部件企业100余家，在硅片制造、晶圆制造、封装测试和关键零部件领域均有布局，20多家企业为细分领域头部企业，市场份额国内领先，邑文科技、微导纳米、吉姆西等一批骨干企业在薄膜沉积、抛光、刻蚀、清洗等领域呈现快速发展态势。

　　无锡“芯”，不断更。

　　2015年，王宁在无锡创业，渐渐汇聚起一群志同道合的人，并于2021年正式成立纳斯凯，致力于设备核心部件及FA设备核心部件的研究，其产品涉及光刻、刻蚀、RTP、薄膜、研磨等工艺设备和电子显微镜失效性分析检测设备，逐渐成为半导体关键性零部件标杆企业。

　　半导体设备及产品工艺环节复杂，精度控制范围难掌控。纳斯凯半导体聚焦于前道制造工艺设备上的关键性零部件的研发生产制造，以刻蚀设备作为切入点，逐渐横向拓宽至光刻、薄膜沉积、快速热处理、研磨抛光、清洗、检测等设备。聚焦于脆性材料，如石英、陶瓷、硅等，进行自主研发、生产半导体前道设备腔体中的核心零部件。

　　“企业本科以上专业人才占比超75%，核心专业人才在部件技术、设备技术行业经验沉淀超20年。”董事长王宁介绍，纳斯凯去年被评为2023年无锡新吴区“飞凤人才计划”科技领军人才创新创业项目。

　　纳斯凯将二期项目重点放在聚焦离子束电子显微镜的关键核心部件研发上，当前此领域多依靠进口设备，国产化率较低。电镜一般分为扫描电镜、透射电镜和聚焦离子束电镜。从2000年晶圆代工厂进入大陆，350纳米开始，到今天最先进制程的3纳米，工艺发展过程离不开电子显微镜。

　　“如果头发丝的宽度是一个足球场长度的话，那么要分析的物品可能是足球场上的一个足球。不但要能够看清，还要能针对足球和草坪接触的地方进行精细分析。”这就是电子显微镜在芯片分析中的重要作用。聚焦离子束电镜核心部件的性能，也成为影响这些设备侦测极限的重要因素。

　　纳斯凯的聚焦离子束电镜核心零部件研发中。受访者供图

　　纳斯凯电镜项目总经理崔树静是中国第一代半导体人，她告诉澎湃新闻记者，聚焦离子束电镜的功能相当于医生的眼睛和手术刀，同时作业，可以实现晶圆纳米级微加工和精细加工的技术，是目前行业在失效性分析上不可或缺的高精密检测设备。

　　“我们不但要知其然，还要知其所以然。做部件，也要懂设备，懂应用，能够发现问题才能解决客户的真正痛点。”崔树静说。

　　越来越多纳斯凯这样的新秀企业涌现，为无锡这一地标产业注入新活力。

　　上世纪60年代，大家对芯片仍比较陌生时，无锡江南无线电器材厂就已经迈开探索集成电路的步伐，其作为无锡集成电路领军企业华晶和华润微的前身，在我国集成电路产业史留下最早的一抹身影。

　　1986年，随着中国第一块6英寸集成电路在无锡华晶集团（原742厂）诞生，无锡运河畔燃起一簇“芯”火。中国的集成电路产业发展早期，几乎全国的微电子集成电路人才都源自无锡。2005年，江苏省单体投资规模最大、技术水平最高、发展速度最快的外商投资企业SK海力士进入中国并与无锡签订合作协议，无锡集成电路产业步入腾飞之路。2017年，中国首屈一指的集成电路巨擘上海华虹集团将百亿级12英寸集成电路研发和制造基地项目“落子”无锡。这座城市的集成电路“森林”也随之初具规模。

　　目前，无锡是全国唯一拥有集成电路全产业链的地级市，从原材料到设计、制造、封测，环环相扣，封测环节优势尤为突出。集聚的企业近千家，拥有以卓胜微、中科芯、长电科技、盛合晶微等为代表的一批“航母级”企业。2023年，无锡集成电路规上产业产值达2400亿元，全国城市排名第2。设计、制造、封测“核心三业”规模约占全省一半、全国八分之一，分居全国城市第5位、第3位、第1位。

　　朝向先进封装新兴板块

　　芯片制造产业链冗长，任何一环受制，整体都会受到影响。IC产业链众多环节中，中国在EDA、光刻机等方面存在薄弱之处。

　　无锡近年来更加关注产业链均衡。

　　设计环节，卓胜微是江苏首家上市的集成电路设计企业。制造环节，无锡晶圆制造业开创了国内代工先河，全省规模最大的10家晶圆制造企业有7家在无锡，拥有华润上华科技、无锡华虹、中微晶园等多条晶圆生产线。封测环节，长电科技、全讯射频、海太半导体、盛合晶微4家企业位居全省前十，其中长电科技位居中国大陆第一、全球第三，无锡封测规模、技术水平均处全国领先。

　　与此同时，无锡也布局更能代表未来趋势的产业方向。

　　在以人工智能、高性能计算为代表的新需求驱动下，先进封装应运而生。发展趋势是小型化、高集成度。

　　近年来，盛合晶微发挥前段晶圆制造和质量管理体系的优势，于多个先进封装技术领域抢占先机，现已成长为国内在12英寸中段凸块加工、12英寸晶圆级芯片封装、2.5D芯粒加工等高端集成电路制造领域技术先进、规模领先的企业。长电微晶圆级微系统集成项目顺利实施，引领国内先进封测进入亚微米时代，意味着能够在更大尺寸范围内，更有效地提升芯片互联密度，从而提高芯片产品的总算力水平。

　　江苏科麦特科技发展有限公司在无锡生根发芽成长，2005年成立到现在，不断在先进膜材及带材领域创新延伸。创始人虞家桢计划产业升级，从过去较为传统的金属聚合物复合电磁屏蔽功能膜材，朝向新兴板块——IC封装功能膜材及先进封装热管理。

　　作为省级前沿项目和关键技术研发的牵头单位，科麦特近两年成功完成了5G高频高速数据线缆用自粘屏蔽带材的研发及产业引入，获得省级新产品新技术的专家认定，今年在产业上实现爆发。

　　近年来，科麦特引进搭建国家级人才团队，并投资建设新厂房4万平米，相继开发推出面向先进封装制程的晶圆减薄划切、框架贴合高温保护、堆叠固晶DAF膜材以及板级/晶圆级先进封装制程的柔性塑封膜材及液态塑封材料。科麦特研制的膜材可用于先进封装的过程及封装主材的各个关键制程环节。目前，产品已在下游10多家终端企业进入小规模量产使用。今年年底，二期新厂房投产后，产能将进一步释放。

　　“一般的晶圆图形比较容易，厚度差较小，但先进封装中的凸点式需要的胶膜较厚，且均匀性要非常好。主要还是材料的配方，以及工艺和设备，这是做膜材精进的方向。”

　　谢磊此前在德国、瑞士的科技企业工作多年，积累了功率器件封装方向深厚的技术经验。基于与创始人共同的产业情怀，2021年归国全职加入科麦特，面向先进封装的膜材研发。他告诉澎湃新闻记者，工艺设备材料，三方面同步升级才能达到最终的效果。

　　英伟达GB200为代表的AI高算力芯片将基于Chiplet的超异构的芯片架构推向了新的极致。而以新载板、硅通孔、微球热压键合、3D堆叠为技术核心的先进封装制程是保证其供应出货的核心关键。

　　科麦特在以台积电CoWoS为代表的制式先进封装制程所需封装及热管理材料，以及新近板级封装（PLP）和晶圆级封装（WLP）制程所需封装材料，均进行了产品战略布局和研发。特别针对高端先进封装材料需求，开启了替代对标日本竞品的系列研发，力争年内逐步实现终端验证，与国内先进封装头部企业一起实现异构先进封装制程的弯道超车。

　　科麦特先从材料入手，二期释放产能过程中，工艺和设备也会跟上，产品将随之升级。目前500平米的实验室二期也将扩大为四千平米的研发中心。

　　“罗马，不是一天建成的。”产业领域，新质生产力，不是一天形成的，而是无数日夜，在技术细节、工艺流程上的打磨、精进。

　　“谁的良率高谁就是王者。大批量连续性稳定生产，这决定了良率，也是我们的目标。”与传统板块相比，新技术板块对整个研发生产各环节都提出了更高的要求。

　　江苏科麦特科技发展有限公司

　　“工艺原理和设备上可能是相通的，但整体技术要求属于不同数量级。比如IC先进封装功能膜材，涂布环节空间洁净度要求大幅提高。”另外，对产品在横向纵向均匀度一致性的要求比传统板块产品的要求高出十倍甚至百倍级。科麦特建设了中试产线，探索在大规模量产前工艺的稳定性、材料的可加工性。

　　谢磊表示，涂布辊、轴承、电控、温控、进下料以及品质在线监控设备算法，均需达到高级别定制要求。

　　布局人工智能、汽车芯片

　　创新，天时地利人和很重要。

　　“理解客户端的真正需求和趋势方向，将下游客户需求提炼成大的产业需求，实现技术创新。和单纯实验室的科研创新不同，产业创新，一定是建立在市场基础上。否则没有市场买单，创新就不能落地，不能形成真正的生产力。”谢磊表示，市场需求外，企业所处地域完备的产业链态势，政府对创新领域的认知及支持，都是创新能否加速落地的重要因素。

　　无锡“芯”，正在走向“新”。

　　无锡正推动集成电路产业向人工智能、汽车芯片等未来产业及具有更高价值的产业方向倾斜。

　　上世纪90年代，华晶承接了908工程。目前仍有众多“华晶人”奋斗在我国集成电路产业链重要岗位，包括中芯国际、华虹宏力、长电科技等。

　　工程的实施，为国家培养和锻炼了大批集成电路的专业人才，探索了我国微电子工业发展的道路，也为无锡集成电路产业发展奠定了很好的产业基础。

　　“依托华晶等老牌企业的积累，无锡的半导体公司往往以功率半导体、电源管理芯片（PMIC）为主。随着存储、汽车及人工智能等产业需求及趋势的明晰，高性能计算芯片代表的未来方向也更多地被关注。”周德金说。

　　近年来，“两圈两链”成为无锡集成电路产业的布局重点，即围绕信创芯片生态圈、车规级芯片创新圈、高端功率半导体产业链、第三代半导体芯片产业链重点发力。

　　车规级芯片方向，备受瞩目的华虹无锡项目迎来重大节点，二期项目首批工艺设备搬入，一条月产能8.3万片的12英寸特色工艺生产线规模初显。项目总投资67亿美元，聚焦车规级芯片制造，达产后，华虹无锡集成电路研发和制造基地总月产能将达约18万片。

　　此前，高通全讯射频工厂二期在无锡落地，作为高通在中国重要的射频相关产品生产基地在全球布局中发挥重要作用。今年5月，高通在无锡举办了以汽车为主题的生态大会，双方在产业层面的沟通与合作日益紧密，为无锡落地更多车规半导体项目带来帮助。

　　人工智能芯片方向，摩尔线程则“把战略眼光投向无锡，发展意向布局无锡”，计划在无锡建设人工智能系统级芯片（AI SoC）及智能终端制造总部、智算集群业务总部。

　　9月25日，由上海交通大学无锡光子芯片研究院建设的国内首条光子芯片中试线正式启用。这标志着光子芯片正式步入产业化快车道，将突破原有的计算范式限制，为大规模智算带来新的想象空间。加快实现芯片由“电”到“光”的转换和迭代，为人工智能、6G、汽车芯片等领域提供良好的技术支撑。

　　无锡“芯”动力，正向“新”而行。