在剛剛過去的6月,位于廣州中新知識城的廣州粵芯半導體技術有限公司(下稱“粵芯半導體”)傳來令人振奮的消息:6月15日粵芯半導體生產線啟動投片(即按照集成電路設計版圖開始制造的過程)試產。截至目前,生產線調試已經完成,首批樣品已經出貨,良率達到預期目標。
“這標志著9月‘廣州芯’誕生,已進入最后沖刺階段。”粵芯半導體負責人表示。事實上,從2017年12月中新知識城設立以來,項目的建設已經刷新“黃埔速度”甚至“廣州速度”,粵芯半導體以虛擬IDM(Virtual IDM)為營運策略的12英寸芯片廠落戶廣州,更是“一石激起千層浪”,為廣州半導體產業吹響集結號。
以芯片設計掌握物聯網發展“話事權”
作為同樣位于中新知識城的安凱(廣州)微電子技術有限公司(下稱“安凱微電子”)的董事長兼總裁胡勝發2001年將安凱微電子“安家”在廣州開發區,在此期間他見證了廣州半導體產業的發展歷程。
“毫不夸張地說,安凱微電子是國內最早一批開展芯片設計的企業。”作為國內該領域“第一個吃螃蟹的人”,胡勝發帶領著剛起步的安凱微電子接連克服融資難題、人才匱乏的問題,幾年時間里,從一家新興的芯片設計公司,發展成為國內多媒體應用處理器芯片最主要的提供商之一,各類芯片設計方案廣泛應用于當時手機、MP3/MP4數碼播放器等設備。
但實際上,當時安凱微電子的發展前景并不樂觀。“設計一顆芯片,從建立概念到研發成功,再等到成熟能賣,可能要兩三年的時間,距離真正的盈利還得等待更長的時間。即便在這兩三年里研發成功了,很快也會被那些擁有龐大資產和研發投入的大公司所超越。”胡勝發坦言,特別是隨著智能手機推出,芯片功能日新月異,研發投入成本越來越大。
“關鍵在于,芯片設計應當是整個半導體產業的‘靈魂’,面對手機這個已然成熟的領域,單純的芯片設計實際上非常被動。”為了重新掌握“話事權”,胡勝發將目光投向物聯網這片尚待開發的“處女地”。
“要實現萬物互聯的物聯網,芯片設計是前提。”去年,安凱微電子成功研發設計出一款物聯網攝像機芯片,不僅全面適配未來5G環境下H.265視頻編碼、1080P分辨率的物聯網攝像機需求,而且減少近一半傳輸視頻流量,功耗也進一步降低,“依靠這樣的芯片制造出的云監控錄像機,不僅徹底解決了傳統監控設備龐大的設備空間,云端存儲還確保了數據安全,提高了獲取便利。”
此外,安凱微電子還發揮其在多媒體應用處理器芯片的研發優勢,將藍牙廣播、云監控錄像、LED照明功能集中到芯片上,設計出的全景燈泡遠銷海外市場。如今,安凱微電子已是廣州地區規模最大的芯片設計企業,2018年度產值為2.5億元,今年一季度產值為5000萬,2019年年產值預計能夠達到3.45億元。
去年6月20日,安凱微電子知識城產業園動工開建,預計今年內完工并投入使用。同樣令胡勝發倍感振奮的,還有廣州半導體產業市場規模日益壯大。
“5年前,安凱微電子的主要客戶還沒有廣州企業,去年前三大客戶中有兩個就是廣州企業。”但另一方面,市場觸覺敏銳的胡勝發,卻在擔憂另一件事。
胡勝發表示,2019年全球晶圓制造產能里,全球前四名占83.4%,中國大陸晶圓制造總產能僅不到8%;另一方面,2018年中國大陸涉及的芯片占全球比例16%,且正逐年提升,“國內晶圓加工、芯片封裝與測試,面臨著越來越大的產能不足。廣州要發展半導體產業,必須要從解決晶圓加工上尋找突破。”
粵芯建設提速呼應龐大產能需求
2017年12月,粵芯半導體落戶廣州知識城,讓作為“鄰居”的安凱微電子著實看好。事實上,粵芯半導體的建設,正是為了解決本地對于晶圓加工的需求。
“快”,是粵芯半導體從開建以來的關鍵詞:2017年12月26日奠基;2018年3月5日施工打樁,5月15日廠房主體施工,10月11日廠房封頂;2019年3月15日包括光刻機在內的首批設備搬入,6月15日開始投片,目標9月20日正式量產……
短短1年半的時間,粵芯半導體建設不斷提速,背后是呼應半導體市場越來越龐大的產能需求。
“如果說芯片設計是半導體產業的‘靈魂’,那么晶圓加工就是‘血肉與骨骼’,沒有芯片制造,再好的芯片設計也只能停留在設計圖紙上。”廣州市半導體協會秘書長潘雪花坦言,在整個半導體產業鏈上,解決芯片制造將是突破技術瓶頸的關鍵,“廣東省是芯片需求大省,但另一方面芯片制造產能顯得尤為不足。”
據介紹,粵芯半導體是廣州第一條12英寸芯片生產線,一期投資額約100億元,建成后將月產4萬片12英寸晶圓芯片,主要產品為模擬芯片、功率器件、微控制器;二期投資額約188億元,月產能將達4萬片12英寸晶圓芯片。
“模擬芯片將是粵芯半導體的發展重心。”潘雪花介紹,模擬芯片能夠處理包括溫度、濕度、光學、壓電、聲電等傳感器或天線采集的各類外界自然信號,將其轉為數字信號提供數字系統處理,是實現物聯網、人工智能的“敲門磚”,“不同于批量生產的存儲芯片,模擬芯片突出定制化、個性化、柔性生產,而廣州作為珠三角乃至粵港澳大灣區的重要樞紐型城市,集聚了天然的市場需求。”
更重要的是,自粵芯半導體項目啟動之日起,便吸引了一大批半導體產業匯聚廣州。在粵芯項目動工的前一天,就有15家企業簽約落戶廣州開發區集成電路產業創新園區,包括14個產業項目和一支規模達50億元的集成電路產業基金。
此外,在建設期間,粵芯半導體還與中山大學、華南理工大學、廣東工業大學建立產學研合作關系,合力培養半導體產業發展的人才,同時已經有近80家芯片設計、封裝測試等企業主動接觸,實際落地的就有30余家。
“事實上,隨著粵芯半導體的到來,廣州半導體產業得到了全面激活,廣州將能夠以粵芯半導體為支點,帶動上下游產業鏈形成全新的千億級產業集群。”潘雪花說。
“強芯”工程力爭打造千億級產業集群
粵芯半導體給廣州帶來的,還有于去年成立的廣州市半導體協會,粵芯半導體CEO陳衛擔任協會會長。去年10月,廣州、深圳、珠海、香港和澳門五地的半導體組織聯手結盟,成立粵港澳大灣區半導體產業聯盟,陳衛同樣擔任聯盟首任理事長。
“廣州能在半導體產業發揮如此大的影響力,這放在幾年前是完全不敢想象的。”潘雪花坦言。放眼全國,上海、無錫、武漢、南京、西安、蘇州是國內半導體產業基礎較好的城市。其中,上海作為半導體產業鏈最完整的地區,擁有中芯國際、華虹宏力、中微半導體和華大半導體等多家龍頭企業;無錫作為國家南方微電子工業基地,更是享有中國集成電路產業人才“黃埔軍校”的盛譽,目前擁有半導體產業企業200多家、從業人員近5萬名。
而在粵港澳大灣區里,深圳、珠海、香港、澳門在半導體領域也有多年基礎。其中,深圳擁有的芯片設計產業規模占全國的30%,在全國十大芯片設計企業中,有四家都在深圳;珠海于2002年就初步形成了芯片設計、制造、封裝測試、系統應用的芯片設計產業鏈,2017年芯片設計服務收入46億元;澳門大學的模擬與混合信號超大規模集成電路國家重點實驗室,更是廣東省及澳門地區唯一的微電子國家重點實驗室。
反觀廣州,2018年全市芯片制造和電子電路制造產值162億元,18家芯片設計代表企業營業收入約10多億元。據市工信局提供的企業統計數量上,目前有60家集成電路企業,其中35家分布在黃埔區。
“在半導體產業,廣州前期跑得很慢,但如今正在奮起直追。”潘雪花說。
如今廣州在物聯網芯片、模擬芯片和射頻芯片細分領域擁有自身優勢,擁有包括安凱微電子、慧智微電子、泰斗微電子、潤芯信息技術、硅芯、高云半導體等一批集成電路行業細分領域優勢企業。
同時,廣州半導體產業鏈正逐步完善。以晶科電子、風華芯電、飛虹微電子等為代表的一批封裝企業,封裝測試發展較快,尤其是晶科電子先后進入飛利浦、三星、創維、長虹、TCL、海信、吉利汽車等國內外知名企業供應鏈。廣州國家現代服務業集成電路設計產業化基地也成為全國十個國家級的集成電路設計高新技術產業化基地之一,服務平臺加速完善。
在扶持政策上,去年12月《廣州市加快發展集成電路產業的若干措施》印發實施,提出將組織實施“強芯”工程,將以“芯片制造提升工程、芯片設計躍升工程、封裝測試強鏈工程、配套產業補鏈工程、產業協同發展工程”為驅動,到2022年,廣州市爭取進入國家集成電路重大生產力布局規劃范圍,建成全國集成電路產業集聚區、人才匯聚地、創新示范區,力爭打造出千億級集成電路產業集群。
聲音:扎根終端市場需求建立差異化優勢
目前,廣州半導體和集成電路產業發展仍落后于周邊地區。廣州在消費電子、汽車制造特別是下一階段要發展的新能源汽車、智能網聯汽車,需要大規模使用先進半導體產品,龐大的產業需求和終端應用市場已經形成,但是仍不得不大量進口高端半導體產品。因此,廣州必須加快發展先進半導體產業,滿足日益增長的終端市場需求。
我們應當注意到,在全國范圍內發展起步較早的半導體產業強市,例如上海、南京、無錫、武漢,大多是在數字邏輯集成電路和傳統半導體產業上積累長期優勢。事實上,立足于全球5000多億美元的龐大半導體市場觀察,這些僅是整個“大半導體”產業的一部分內容,不應作為廣州發展半導體產業的重點。
結合廣州乃至粵港澳大灣區在新能源汽車、人工智能、互聯網、物聯網方面的發展趨勢,發展模擬集成電路、功率半導體、微機械以及各類高頻器件、傳感器制造,既能帶動先進半導體和集成電路全產業鏈工藝升級,同時符合當前本土產業生態和終端市場需求,應當是廣州搶占先機的主陣地。
圍繞這個主陣地,廣州半導體產業應力爭填補當前在整個半導體產業鏈和產業生態中的技術空白,包括從上游的先進芯片設計、芯片制成,到中游的先進封裝測試,從而與當前下游終端市場需求建立起完整的產業鏈閉環。在這個基礎上,廣州半導體產業才有能力取代進口,特別在面向新能源汽車、機器人、新一代信息技術等領域,推動模擬集成電路、先進功率半導體、傳感器等產業集聚發展,實現先進半導體產品國產化替代。
廣州作為一個城市經濟體發展半導體產業,不可能做到面面俱到,發展關鍵仍是扎根本地終端市場需求,以需求推動實現有“廣州特色”的半導體產業,在細分領域建立差異化發展優勢。同時,把握粵港澳大灣區建設契機,與深圳、香港、澳門、珠海等城市開展合作,將大灣區打造成先進半導體產業新高地。
政策扶持對于高投入、周期長、回報慢的半導體產業尤為重要。廣州應當針對半導體產業,特別是針對芯片制造,加大扶持力度并予以政策傾斜;針對芯片設計、封裝測試等產業環節,應當動用更多科技金融、產業基金等“看得見的手”解決融資難,鼓勵更多企業參與發展。同時,半導體高端人才在全球炙手可熱,廣州一方面既要培養出好苗子,也要留得住人才,更要吸引高端人才進來,這仍需要圍繞半導體產業特點,制定個性化人才政策。