窺探福建造芯史，從芯“難”到芯“貴族”是如何發(fā)展的？

2019 年注定是屬于集成電路的一年。2018 年中興事件不過是一個觸發(fā)點，2019 年的華為事件讓中國人的芯片之痛再一次發(fā)作。大國夢不僅需要資本和模式的不斷翻涌，更需要這種關(guān)鍵性實業(yè)的支撐。

芯思想研究院特此推出《造芯記》專欄，回顧中國各省的晶圓制造業(yè)歷程，本文主要提及 8 英寸和 12 英寸生產(chǎn)線，而設(shè)計和封測均一筆帶過。
 

今天談的是福建省。福建省簡稱“閩”，古稱“閩越”，由于密集的群山環(huán)繞，把閩越和中原文明隔開，古閩越甚至被視為一塊最冥頑不靈的化外之地。群山為福建人關(guān)上了對外的大門時，大海為福建人打開了另一扇窗。福建擁有綿長曲折的海岸線，眾多的港灣島嶼。宋元時期，泉州成為“海上絲綢之路”的重要發(fā)源地，福建人將商品銷往世界各地，開始海外貿(mào)易活動。近代，廈門、福州位居五口通商之列，馬尾船政文化輝煌一時。海外貿(mào)易和海外移民就成了福建的兩大特色，也形成了后來遍布全球的閩籍商人?？梢哉f，海洋、商貿(mào)、開放、移民等因子，早已融入福建人的血液，成為福建文化特有的稟賦。
 
福建的集成電路產(chǎn)業(yè)始于 1960 年末期，經(jīng)過 50 多年以來，總體來看，福建“芯”痛依舊：集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、輻射范圍窄、開發(fā)能力弱等特點凸顯。
 
2018 年 10 月，福建出臺了《福建集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃 1.0 版》，“行動計劃”提出，支持有條件、有基礎(chǔ)的集成電路企業(yè)向以福州、廈門、泉州、莆田為中心的沿海集成電路產(chǎn)業(yè)帶集聚發(fā)展。強調(diào)優(yōu)先發(fā)展集成電路制造業(yè)，提出堅持先進(jìn)制造工藝與特殊制造工藝發(fā)展并重，針對晶圓代工，加快擴(kuò)充 55/40/28nm 芯片生產(chǎn)能力，推進(jìn) 22/20nm 等先進(jìn)制造工藝研發(fā)；針對存儲器制造，加快 DRAM 存儲器生產(chǎn)線建設(shè)，加緊形成高良品率的規(guī)模化生產(chǎn)能力；針對化合物半導(dǎo)體，擴(kuò)大砷化鎵、氮化鎵、碳化硅等化合物半導(dǎo)體材料芯片的批量生產(chǎn)規(guī)模。
 
下面我們就窺探一下福建的造芯史。
 
福州逐“芯”難
福州，別稱榕城，簡稱“榕”，是中國東南沿海重要都市、首批 14 個對外開放的沿海港口城市之一，海上絲綢之路門戶以及中國（福建）自由貿(mào)易試驗區(qū)三片區(qū)之一；福州也是近代中國最早開放的五個通商口岸之一，福州馬尾是中國近代海軍的搖籃，中國船政文化的發(fā)祥地，是中國近代文教和科技人才的搖籃之一。
 
提起福州的集成電路企業(yè)，大家談?wù)撟疃嗟氖窃O(shè)計公司，諸如瑞芯微（RockChip），可是鮮有人談到福州的晶圓制造業(yè)。
 
其實，福州的集成電路產(chǎn)業(yè)可以追溯到 1960 年代，1969 年成立的福建省半導(dǎo)體研究所（福建半導(dǎo)體器件廠、國營八四三○廠）是專業(yè)生產(chǎn)半導(dǎo)體集成電路和分立器件為主的廠、所結(jié)合企業(yè)。1988 年引入 4 英寸 3 微米大規(guī)模集成電路生產(chǎn)線的全套設(shè)備，建立了福建第一條 4 英寸生產(chǎn)線。1996 年和臺商友順科技合資成立福順微電子。
 
2006 年福順微電子建立福建省首條 6 英寸晶圓生產(chǎn)線。但目前由于設(shè)備太老舊，而合作方友順科技在廈門有一個相對較新的 6 英寸工廠，所以友順科技對福順微的升級沒有興趣。
 
福州也曾在 2012 年規(guī)劃福順晶圓 8 英寸生產(chǎn)線項目，2013 年開工建設(shè)，一期土建工程已經(jīng)完成，但由于無法購得合適的 8 英寸二手設(shè)備，加上合作方友順科技對 8 英寸無需求，也無意進(jìn)行技術(shù)升級，導(dǎo)致 8 英寸項目停滯。
 
福州在 2011 年還有一個 8 英寸晶圓制造項目，是由英孚投資集團(tuán)運作，規(guī)劃三年內(nèi)建設(shè) 3 條 8 英寸 250-110 納米晶圓生產(chǎn)線。但至今該項目沒有著落。
 
福州也曾有意整合英孚和福順兩個 8 英寸項目，但由于種種原因，整合沒有成功。
 
福州的 8 英寸造芯夢，十年一場空。
 
廈門筑“芯”夢
廈門，遠(yuǎn)古時為白鷺棲息之地，故別稱鷺島， 簡稱鷺，東南沿海重要的中心城市，1980 年批復(fù)設(shè)立經(jīng)濟(jì)特區(qū)，已成為兩岸新興產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)合作示范區(qū)、東南國際航運中心、兩岸區(qū)域性金融服務(wù)中心和兩岸貿(mào)易中心。
 
廈門的造芯史可以追溯到 1980 年代，當(dāng)時廈門有多個半導(dǎo)體器件 廠，包括一廠、二廠、四廠和整流器廠，生產(chǎn)各種分立器件，規(guī)模都偏小。1990 年代，國營 746 廠到廈門設(shè)立華聯(lián)電子從事 IC 和 LED 封裝，由于資金問題導(dǎo)致 IC 封裝業(yè)務(wù)逐漸下馬，頗為可惜。進(jìn)入 2000 年代，中國臺灣友順來到廈門設(shè)立吉順芯微電子，從事 6 英寸晶圓制造，目前月產(chǎn)達(dá) 5 萬片。
 
2014 年 6 月國務(wù)院印發(fā)《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要(2015-2025)》，制訂了今后 10 年發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略部署。廈門抓住機會，成為國家集成電路布局規(guī)劃重點城市。近幾年在集成電路產(chǎn)業(yè)上的布局持續(xù)加速，已經(jīng)形成火炬高新區(qū)、海滄區(qū)、自貿(mào)試驗區(qū)湖里片區(qū)三個集成電路集聚區(qū)，初步覆蓋集成電路設(shè)計、制造、封測、裝備與材料以及應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，聚集了聯(lián)芯集成、士蘭微、通富微電、優(yōu)訊高速、雷科微、瀚天天成、美日豐創(chuàng)等集成電路企業(yè)。目前廈門已形成一定的規(guī)模效應(yīng)，2018 年廈門集成電路產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)值 415 億元，規(guī)劃到 2025 年集成電路產(chǎn)業(yè)將達(dá) 1500 億元。
 
1、聯(lián)芯集成
2014 年 10 月，聯(lián)電和廈門市人民政府、福建省電子信息集團(tuán)簽訂協(xié)議，建設(shè) 12 英寸晶圓制造廠，成立，先期將提供 55 納米及 40 納米的晶圓代工服務(wù)，規(guī)劃最大月產(chǎn)能為 5 萬片 12 英寸晶圓，總投資金額可達(dá)美金 62 億元。
 
2015 年 3 月 26 日動工，10 月 27 日主廠房封頂；2016 年 4 月 1 日設(shè)備開始插入，6 月 12 日開始 40 納米通信芯片投片，11 月 16 日正式投產(chǎn)；2017 年 3 月 21 日 28 納米技轉(zhuǎn)獲批，5 月 22 日 28 納米 PolySiON 工藝開始出貨；2018 年 3 月 26 日，28 納米 HKMG 工藝試產(chǎn)成功。
 
截止目前，聯(lián)芯集成可提供 90 納米、40 納米及 28 納米的晶圓代工服務(wù)，一期裝機月產(chǎn)能為 25000 片 12 英寸晶圓。
 
據(jù)悉，聯(lián)芯集成 12 英寸工藝平臺未來將導(dǎo)入 22 納米邏輯制程，以加強 28 納米與 22 納米在 MCU 技術(shù)平臺的布局。
 
憑心而論，雖然聯(lián)芯集成是獨立運營，但是其主導(dǎo)權(quán)卻抹不去聯(lián)電的身影，技術(shù)來源完全依賴聯(lián)電，所以聯(lián)芯集成更像是聯(lián)電在大陸的一個加工廠，產(chǎn)能由聯(lián)電掌控，無法為廈門本地設(shè)計公司提供太多支持。
 
2、士蘭微項目
2017 年 12 月 18 日，中國民營 IDM 公司士蘭微和廈門海滄政府簽訂協(xié)議，計劃在廈門建設(shè)兩條 12 英寸生產(chǎn)線和一條化合物半導(dǎo)體生產(chǎn)線。
 
士蘭微 12 英寸特色工藝芯片項目總投資 170 億元，建設(shè)兩條以 MEMS、功率器件為主要產(chǎn)品的 12 英寸集成電路制造生產(chǎn)線。第一條 12 英寸產(chǎn)線，總投資 70 億元，工藝線寬 90 納米，計劃月產(chǎn) 8 萬片，分兩期實施：其中一期總投資 50 億元，實現(xiàn)月產(chǎn)能 4 萬片，將于 2020 年投產(chǎn)；項目二期總投資 20 億元，新增月產(chǎn)能 4 萬片；第二條 12 英寸產(chǎn)線為項目三期，預(yù)計總投資 100 億元，工藝線寬 65 納米 -90 納米。項目由士蘭集科負(fù)責(zé)運營，2018 年 10 月 18 日，項目奠基；2019 年 5 月開始土建，8 月完成樁基工程，開始主體施工；目前正在和各大設(shè)備廠商溝通中，預(yù)計 2020 年 4 季度投產(chǎn)。
 
士蘭微 4/6 英寸兼容的化合物半導(dǎo)體生產(chǎn)線項目總投資 50 億元人民幣，分兩期實施，其中，項目一期投資 20 億元，項目二期投資 30 億元。項目由士蘭明鎵負(fù)責(zé)運營，2018 年 10 月 18 日項目奠基；2019 年 4 月主廠房封頂，6 月開始設(shè)備搬入調(diào)試階段，第四季度將正式投產(chǎn)。
 
士蘭微廈門基地的建立是公司提升特色工藝領(lǐng)域核心競爭力，邁向國際一流半導(dǎo)體企業(yè)的重要舉措，也對進(jìn)一步完善廈門、福建、乃至中國東南沿海區(qū)域產(chǎn)業(yè)鏈條，提升中國半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)競爭力，具有里程碑的意義。
 
晉江“芯”堅強
晉人南遷，依江而居，故名晉江。從晉朝開始有中原洛陽人士因戰(zhàn)亂搬遷至此，懷念晉朝故土，因此將居住地的河流命名為晉江。718 年，唐朝析南安東南地置晉江縣，屬泉州管轄。
 
晉江是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的縣級市之一，是福建經(jīng)濟(jì)實力最強的縣級市，從 1995 年以來，經(jīng)濟(jì)實力一直位居福建縣級市之首。1986 年費孝通先生提出“晉江模式”，與蘇南模式、溫州模式、長三角模式共同構(gòu)成我國縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的四大模式。
 
多年以來，晉江堅持轉(zhuǎn)型攻堅，培育高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，帶動境內(nèi)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。2015 年晉江表示集全市之力發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)，以加速產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。集成電路荒漠之地晉江要發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)談何容易？
 
濃濃鄉(xiāng)情，閩臺一家親。晉江要發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)得到了僑胞的支持，最終和聯(lián)電牽手合作共同開發(fā) 32 納米 DRAM 制程；晉華支付技術(shù)報酬金，由聯(lián)電在南科廠進(jìn)行研發(fā)，再移轉(zhuǎn)到晉華集成生產(chǎn)；技術(shù)成果由雙方共同擁有。
 
解決了技術(shù)來源，不差錢的晉江快速行動了。
 
2016 年 2 月，晉華集成成立，由福建省電子信息集團(tuán)、及泉州、晉江兩級政府共同出資 370 億人民幣建設(shè) 12 英寸 DRAM 生產(chǎn)線，這是我國自《推進(jìn)綱要》發(fā)布后第一個宣布投資 DRAM 存儲器的項目。
 
2016 年 7 月項目舉行施工典禮，10 月 18 日正式開工建設(shè)；2017 年 11 月廠房封頂；2018 年 7 月工藝設(shè)備進(jìn)場安裝調(diào)試，原計劃年底進(jìn)行小規(guī)模投片試產(chǎn)。
 
項目一開始就和美光開始了專利訴訟。2018 年 10 月 30 日，美國商務(wù)部更是以國家安全為由，宣布對晉華集成實施出口管制，被美國列入出口管制“實體清單”的中國企業(yè)。限制對其出口，原因是該公司新增的存儲芯片生產(chǎn)能力將威脅到為軍方提供此類芯片的美國供應(yīng)商的生存能力。
 
盡管，晉華集成遭遇各種困難，但堅強的晉江人還是想方設(shè)法，努力維持設(shè)備運轉(zhuǎn)。
 
化合物半導(dǎo)體“芯”貴族
福建在化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域進(jìn)行了多年布局，已經(jīng)形成了襯底、外延、芯片、器件、封裝、模塊到終端應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
 
福建化合物半導(dǎo)體布局主要在廈門、泉州、莆田三地，包括三安集成（砷化鎵、磷化銦）、士蘭明鎵（砷化鎵、氮化鎵、磷化銦）、云芯半導(dǎo)體（特殊封裝）、瀚天天成（碳化硅外延）、華天恒芯（碳化硅器件）、芯光潤澤（碳化硅智能功率模塊）、福聯(lián)集成（砷化鎵）等。
 
三安集成是專業(yè)的化合物半導(dǎo)體代工商，射頻業(yè)務(wù) HBT、pHEMT 代工工藝線已經(jīng)批量供貨并得到客戶一致好評，產(chǎn)品涵蓋 2G-5G 手機射頻功放 WiFi、物聯(lián)網(wǎng)、路由器、通信基站射頻信號功放、衛(wèi)星通訊等市場應(yīng)用；電力電子業(yè)務(wù)已推出高可靠性，高功率密度的碳化硅功率二極管及 MOSFET 及硅基氮化鎵功率器件，產(chǎn)品主要應(yīng)用于新能源汽車，充電樁，光伏逆變器等電源市場；光通訊業(yè)務(wù)已具備生產(chǎn) DFB、VCSEL、PD APD 等數(shù)通產(chǎn)品的能力，產(chǎn)品主要應(yīng)用于光纖到戶，5G 通信基站傳輸，數(shù)據(jù)中心以及消費類終端的 3D 感知探測等應(yīng)用市場；濾波器業(yè)務(wù)產(chǎn)線設(shè)備已到位并進(jìn)入全面安裝調(diào)試階段，預(yù)計今年產(chǎn)線全面組建完成投產(chǎn)。最新消息，公司已經(jīng)接獲華為自研的 PA 芯片訂單，計劃于 2020 年第一季度小量產(chǎn)出,第二季開始大量產(chǎn)出，而之前華為 PA 芯片集中委托給臺商穩(wěn)懋代工。
 
士蘭明鎵 4/6 英寸兼容的化合物半導(dǎo)體生產(chǎn)線項目總投資 50 億元人民幣，分兩期實施，其中，項目一期投資 20 億元，項目二期投資 30 億元。2018 年 10 月 18 日項目奠基；2019 年 4 月主廠房封頂，6 月開始設(shè)備搬入調(diào)試階段，第四季度將正式投產(chǎn)。主要產(chǎn)品為 GaN 外延的藍(lán)綠光 LED 芯片、GaAs 外延的紅光 LED 芯片、GaAs 外延的激光器件芯片、InP 光通訊器件芯片，年產(chǎn) 672 萬片（等效 2 吋）。
 
福聯(lián)集成專注于化合物半導(dǎo)體射頻芯片的晶圓代工服務(wù)，是國家“十三五”集成電路重大生產(chǎn)力布局規(guī)劃項目、國家發(fā)改委專項建設(shè)項目與福建省重點建設(shè)項目，一期投資 10 億元，建成一條月產(chǎn) 3000 片 6 英寸砷化鎵集成電路晶圓生產(chǎn)線，具備手機與 Wi-Fi 用射頻功放芯片的量產(chǎn)能力與軍用雷達(dá)收發(fā)芯片的生產(chǎn)能力。
 
瀚天天成已經(jīng)形成 3 英寸、4 英寸以及 6 英寸的完整碳化硅半導(dǎo)體外延晶片生產(chǎn)線，并滿足 600V、1200V、1700V 器件制作的需求。據(jù)悉，公司與株洲中車時代電氣股份有限公司建立合作，為其提供 3300V 碳化硅功率器件的外延片，將極大提升動車組的整體性能和工作效率。
 
結(jié)語
目前，福建已經(jīng)形成“一帶、雙核、多園”的集成電路產(chǎn)業(yè)空間格局，“一帶”是指福州、莆田、泉州、廈門沿海集成電路產(chǎn)業(yè)帶，“雙核”是指以廈門和泉州為雙核心輻射發(fā)展，多園是指各地的集成電路產(chǎn)業(yè)園區(qū)。
 
可惜雙核心廈門和泉州距離太近，而且都位于沿海集成電路產(chǎn)業(yè)帶的南端，對福州、莆田的輻射有限。不知為何福州沒有成為雙核心之一？也許是廈門和泉州離中國臺灣近，又擁有眾多僑胞，利用“臺”“僑”優(yōu)勢，推動福建集成電路企業(yè)的人員交流和合作。
 
目前福建已經(jīng)基本形成涵蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的集成電路產(chǎn)業(yè)集群，但是要成為具備國際競爭力的集成電路產(chǎn)業(yè)集群還有一段路要走。