芯片

相当于电子产品的

大脑、心脏以及感觉器官

在科技时代

大到飞机、火车、汽车

小到遥控器、智能手表、充电宝

处处都离不开芯片

芯片是半导体元件产品的统称,是集成电路的载体。它的本质,是指在很小的基片上,集成大量微观单元,利用微观单元的特征属性,组织数据信息计算处理。近年来,"芯片荒”成了人们常常听到的高频词。与其相关的半导体和集成电路产业,重要性也日益得到各方的高度重视。

日前,深圳发布“20+8”产业政策。列出的重点行业领域当中,半导体与集成电路产业在第二位。当前深圳的半导体与集成电路产业发展情况如何,深圳全市的产业集群又该如何共同前进?本期“高质量发展调研行”,深圳卫视&壹深圳客户端记者带你探秘芯片世界。

算法“芯片化” 构建智慧场景

上下游如何衔接才更接地气?

从产业链视角分析,以集成电路为核心的半导体产业链包括EDA/IP、材料、设备、设计、制造、封测、分销和终端应用等环节。其中设计、制造、封测为产业链核心环节。

针对这三大核心环节,本次调研行的第一站,记者来到了一家深圳本土芯片设计企业——云天励飞。

走进企业展厅,映入眼帘的是AI芯片的各种形态、以及各种实用场景。比如芯片在智慧交通领域,可以帮助更好识别路况;在科技防疫领域,可以帮助加强防疫力度;在市政领域,可以迅速进行场景识别……

将算法“芯片化”,是云天励飞在芯片设计阶段摸索并建立起来的优势。记者了解到,经过数年沉淀,该公司研发团队在芯片的设计和研发工作中,要求不仅要懂技术,更要懂场景,同时也要考虑芯片生产的各个环节。这样,开发和应用的衔接才能更顺畅、更接地气。

云天励飞芯片产品线芯片高级主管工程师蒋文告诉记者,公司还会对整个芯片的生态环境提出高要求,使得工具链能够更好地适配于芯片,能够让芯片更快地部署到客户的实际场景中间去。

实际上,云天励飞正是深圳见长的芯片设计业的代表。作为我国半导体与集成电路产业重要的设计中心、应用中心和集散中心,2021年深圳销售过亿芯片设计企业高达50家,集聚了华为海思、中兴微电子、汇顶科技等设计龙头企业,以及芯海科技、敦泰科技、德明利、中微半导体、明微电子等一批细分设计领域优质骨干企业。

但调研过程中,行业专家、深圳市半导体行业协会秘书长常军锋向记者指出了当前深圳在半导体和集成电路产业面临的痛点:设计业是深圳集成电路产业的优势环节,但仍存在高端核心芯片被海外“卡脖子”的窘境;与此同时,深圳长期以来在封测、制造环节相对薄弱,成为了制约产业整体向前的短板。

实现从“0”到“1”的突破

“皇冠上的明珠”不断国产化

据记者了解,当前整个大湾区都缺乏大规模封测产线,导致深圳许多设计企业基本在长三角进行封装测试,增加了时间和交通成本。为此,调研的第二站,记者专门来到了一家深圳本土封测企业——大族封测。

在芯片的封测环节当中,焊线机是一个十分重要的设备,它被誉为这个环节当中“皇冠上的明珠”。其主要功能是将微观电路引到宏观电路上,而焊线机最难的技术,是不仅要实现一秒钟焊接二十几根线的“快”,同时还要在达到2~3微米级别的“精”。

在过去的几十年里面,焊线机一直都是被国际巨头所垄断。因此,焊线机作为半导体封装设备里最关键的环节之一,实现设备国产化是一个必然。自成立以来,大族封测坚持自主研发核心部件的完全国产化,解决了国外“卡脖子”的问题,率先实现了国产焊线机从0到1的突破。

企业产品总监表示,深圳有良好的配套体系,比如焊线机所需要的精密加工部件等等,都可以在深圳很快地找到一个相应的国产的替代方案。如今大族封测在焊线机领域已具备研发、品牌、规模化等核心竞争优势,市场占有率逐年上升。

虽然在装备研发方面取得一定进展,但无法回避的是,深圳在制造、封测环节依旧还有很长的路需要走。

究其原因,有行业专家向记者表示,“早期国内主要发展制造与封测,相关企业很早在其他一些城市进行布局,而深圳半导体产业整体起步时间较晚,而且起步时间也正赶上中国芯片设计快速发展阶段,另外相对于其他城市来说,深圳土地储备相对有限,且综合成本也相对较高,也是相关企业考量的因素之一。”

不仅自身生产技术“成链”

还要和园区企业构成“发展链”

设计、制造、封测三大环节,各个企业都在各自环节不断深耕,但还有一些企业,已经实现整个产品生产线上的全链条发展。

位于龙岗区宝龙工业园区内的深圳深爱半导体公司,已具备独立自主进行半导体功率器件设计、制造、封装、测试全产业链运营能力,并且拥有了自主品牌。此次调研行第三站,记者便来到这里。

走在企业的生产园区里,记者看到了几座具有不同分工的大楼,从研发到芯片制作,再到封装,覆盖了整个芯片生产的各个环节。

企业负责人表示,整个的芯片从晶圆加工到最终的产品,生产周期长达一个半月,设计到上百个工步。而企业掌握全链条生产工艺,为的就是能够做到全产业链的品质把控。

不仅企业自身生产技术“成链”,还要和园区的企业构成“发展链”。

深爱半导体的生产部门负责人告诉记者,目前公司所在的宝龙园区,就有材料供应商,也有相应的设备供应商、封装厂,终端应用厂,还有公司的客户;上下游都有配套的企业可以做进一步的合作,大家共同发展。

深圳:打造全国集成电路产业集聚地

深圳出台的“20+8”产业政策,将半导体与集成电路产业集群列为战略性新兴产业重点细分领域。6月,深圳还发布了《深圳市培育发展半导体与集成电路产业集群行动计划(2022-2025年)》,提出要建成具有影响力的半导体与集成电路产业集群。

政策给企业带来了信心,企业表示,政策一方面可以帮助引进更多的优质人才、增强与客户之间的互动联动,还可以引进更多的企业入驻到深圳,让整个半导体产业链更加完善完备。

而作为技术密集、知识密集型行业,半导体与集成电路产业十分需要源源不断的人才补充。

深圳各高校也在不断加大人才培养力度。今年9月,深圳技术大学集成电路与光电芯片学院将迎来首批新生这是粤港澳大湾区第一所集成电路学院,将致力培养湾区产业发展急需的半导体和集成电路高端人才。

深圳技术大学集成电路与光电芯片学院院长、讲席教授宁存政介绍,深圳有国际领先的龙头企业,还有非常创新活跃的中小企业,这些企业将给同学提供给实习、校企合作工学结合的条件,而根据相关信息,学校也会及时反馈到教学环节,调整培养方案,让学生将来更适应于企业和市场就业的需要。

记者手记近年来,国内对集成电路产业重视力度空前,国家持续加大对集成电路产业的支持力度,深圳正作为广东省主阵地打造全国集成电路产业第三极,不断加大对半导体与集成电路产业的政策与资金支持力度。

在此次走访调研的过程中,我们能够深深地感受到企业对于全产业协同发展的迫切需求与呼声。而随着深圳新政策的推出,企业信心更强,行业发展的方向也更加明确。

面向未来,常军锋院长向我们展望,随着政策的发布与实施,深圳有望迎来集成电路设计、制造、封测三业均衡发展的全新发展阶段。此外,记者也注意到,在国内5G通信、新能源汽车、工业互联网、大数据、光伏等行业快速发展的大趋势下,以及“碳达峰、碳中和”绿色低碳战略不断推进,第三代半导体市场应用已逐步开启,产业规模不断壮大。

不同于硅基半导体,以上海为代表的长三角地区已形成了全产业链集聚优势,碳化硅、氮化镓等化合物半导体产业链正处于培育发展期。深圳希望抢抓化合物半导体市场机遇,完善全产业链生态体系,抢占产业制高点。我们也期待,在全国乃至全球的集成电路行业发展当中,看到更多的“深圳贡献”。

记者/赵畅

视频制作 / 黄奋