日前,華虹宏力副總裁周衛(wèi)平在 2020 年第 23 屆中國集成電路制造年會暨廣東集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上發(fā)表了題為《雙核引擎,綠色智造,贏芯未來》的報告,對華虹集團(tuán)的“8+12”雙核引擎戰(zhàn)略進(jìn)行全面的分析。
華虹集團(tuán)目前擁有金橋基地、張江基地、康橋基地和無錫基地,共有 7 座工廠,其中華虹宏力有 3 座 8 英寸廠和 1 座 12 英寸廠。8 英寸合計月產(chǎn)能 17.8 萬片,12 英寸月產(chǎn)能 6.5 萬片。華虹集團(tuán)在全球集成電路代工業(yè)中排位,從 2016 年第 7 位,到 2017 年第 6 位,2019 年首次進(jìn)入第 5 位。
周衛(wèi)平副總裁強(qiáng)調(diào),華虹宏力響應(yīng)國家綠色發(fā)展戰(zhàn)略,打造集綠色技術(shù)、綠色生產(chǎn)、綠色建筑于一體的綠色企業(yè),實現(xiàn)環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展。
華虹“芯”速度
2017 年 8 月,華虹集團(tuán)與無錫市政府簽署協(xié)議,一期項目建設(shè)一條工藝等級 90~65/55 納米、月產(chǎn) 4 萬片的 12 英寸集成電路生產(chǎn)線(華虹七廠),支持 5G 和物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域的應(yīng)用。這是華虹集團(tuán)融入長三角一體化高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略,在上海市域以外、長三角布局的第一個研發(fā)制造基地,在華虹發(fā)展戰(zhàn)略中具有標(biāo)志性意義。華虹無錫項目是全國最先進(jìn)的特色工藝生產(chǎn)線、全國第一條 12 英寸功率器件代工生產(chǎn)線、江蘇省第一條自主可控 12 英寸生產(chǎn)線。項目建設(shè)速度非???,做到了當(dāng)年開工、當(dāng)年封頂,17 個月建成投片?;诩瘓F(tuán)自有技術(shù),研發(fā)團(tuán)隊提前一年攻關(guān),研發(fā)成果加速走上生產(chǎn)線,特色工藝研發(fā)順利推進(jìn),產(chǎn)品工藝通線一次成功。在市場開拓方面,與國內(nèi)外多家設(shè)計公司進(jìn)行良好合作。無錫基地 12 英寸致力于打造多元化、綜合化的客戶解決方案,基地發(fā)展開始提速。在穩(wěn)步推進(jìn)多個技術(shù)平臺的認(rèn)證工作的同時,也實現(xiàn)了高良率出貨。截止 2020 年第二季度,無錫基地 12 英寸生產(chǎn)線交付客戶的產(chǎn)品包括智能卡芯片、功率器件和 CIS 產(chǎn)品;在下半年超結(jié)產(chǎn)品也將開始出貨,以滿足新能源汽車等新興市場的需求。并加快推進(jìn)產(chǎn)能建設(shè)和生產(chǎn)運行,已形成 1 萬片的月產(chǎn)能,即將形成 2 萬片月產(chǎn)能。
聚焦特色工藝
華虹宏力從 2002 年開始自主創(chuàng)“芯”路,成立國內(nèi)第一條 8 英寸 Trench MOSFET 代工生產(chǎn)線,是全球第一家提供功率器件代工服務(wù)的 8 英寸純晶圓代工廠。2002 年到 2010 年,陸續(xù)完成先進(jìn)的溝槽型中低壓 MOSFET/SGT/TBO 等功率器件技術(shù)開發(fā);2010 年,高壓 600V-700V 溝槽型、平面型 MOSFET 工藝進(jìn)入量產(chǎn)階段;2011 年,第一條 8 英寸 IGBT 代工生產(chǎn)線量產(chǎn),同年第一代深溝槽超級結(jié)工藝進(jìn)入量產(chǎn)階段,同年 1200V 溝槽型 NPT IGBT 工藝也完成研發(fā)進(jìn)入量產(chǎn)階段;2013 年,第 2 代深溝槽超級結(jié)工藝推向市場,同時 600V-1200V 溝槽型場截止型 IGBT(FDB 工藝)也成功量產(chǎn)。2020 年,12 英寸功率產(chǎn)品實現(xiàn)量產(chǎn)。
功率器件累計出貨超過 800 萬片 8 英寸晶圓;2020 年月產(chǎn)能突破 10 萬片(折合 8 英寸晶圓); 高端功率器件(超級結(jié) SJ 和 IGBT)占比快速上升,在 2015 到 2019 年的銷售額以及出貨量
的年復(fù)合增長率超過 50%。功率器件制造領(lǐng)域擁有 341 項發(fā)明專利,包括美國發(fā)明專利 18 項;其中 IGBT 背面工藝 25 項,正面工藝 67 項,低壓 MOSFET 有 94 項 超級結(jié) SJ 有 155 項。
作為華虹宏力的核心業(yè)務(wù)之一,公司在功率器件方面主要聚焦在以下方面:
一是 DMOS/SGT 方面,擁有溝槽柵 MOSFET、底部厚柵氧(BTO) MOSFET、上下結(jié)構(gòu) SGT、左右結(jié)構(gòu) SGT 等多種工藝結(jié)構(gòu) 。硅基 MOSFET 是功率器件工藝的基礎(chǔ),后續(xù)工藝都是基于這個工藝平臺不斷升級、完善,華虹宏力致力于優(yōu)化 pitch size,提升元胞密度,擁有業(yè)界先進(jìn)的導(dǎo)通電阻。華虹宏力的 MOSFET 產(chǎn)品已通過車規(guī)認(rèn)證,并配合客戶完成相對核心關(guān)鍵部件如汽車油泵、轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)等的應(yīng)用。
二是超級結(jié)(SJ),超級結(jié) MOSFET 是華虹宏力功率半導(dǎo)體工藝平臺的中流砥柱。2011 年,第一代超級結(jié) MOSFET 工藝開始量產(chǎn);2013 年,通過技術(shù)創(chuàng)新,pitch 尺寸越來越小,同時 Pitch 垂直度越來越大,降低結(jié)電阻,推出第二代超級結(jié) MOSFET 工藝;2015 年,進(jìn)一步優(yōu)化,推出 2.5 代超級結(jié) MOSFET 工藝;2017 年,第三代超級結(jié) MOSFET 工藝試生產(chǎn)。
華虹宏力擁有獨創(chuàng)的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的深溝槽超級結(jié)技術(shù)方案,可大幅降低導(dǎo)通電阻,同時,在生產(chǎn)制造過程中可大幅縮短加工周期、降低生產(chǎn)成本。超級結(jié) MOSFET 適用于 150V-900V 電壓段,電流范圍 1-100A,它的電阻更小,效率更高,散熱相對低,所以在要求嚴(yán)苛的開關(guān)電源里有大量的應(yīng)用,高度契合當(dāng)前熱門的大功率快充電源、LED 照明電源及新能源汽車充電樁等應(yīng)用需求。
三是 IGBT,華虹宏力是國內(nèi)最早布局、最完善、最完整的全套 IGBT 薄晶圓背面加工工藝,是國內(nèi)首家量產(chǎn)深溝槽場截止型 IGBT 產(chǎn)品的公。硅基 IGBT 作為電動汽車的核心,非??简灳A制造的能力和經(jīng)驗。從器件結(jié)構(gòu)來看,IGBT 芯片正面類似普通的 MOSFET,難點在于實現(xiàn)背面結(jié)構(gòu)。作為國內(nèi)最早布局的公司,華虹宏力擁有最完善、最完整的全套 IGBT 薄晶圓背面加工工藝,包括背面薄片、背面高能離子注入、背面激光退火以及背面金屬化等,使得客戶產(chǎn)品能夠比肩業(yè)界主流的國際 IDM 產(chǎn)品。
華虹宏力 IGBT 產(chǎn)品線的電壓范圍涵蓋 600~1700V;電流范圍涵蓋 10~400A,逐漸從消費類跨入工業(yè)商用、新能源汽車等領(lǐng)域
周衛(wèi)平副總裁認(rèn)為功率器件領(lǐng)域的未來前景可期,公司在做大做強(qiáng)方面提出了四點:一是立足“8+12”戰(zhàn)略,深耕功率器件領(lǐng)域,在技術(shù)上不斷更新迭代,追求功率器件所需的更高功率密度和更低損耗;二是充分發(fā)揮 12 英寸更小線寬特性,持續(xù)開發(fā)優(yōu)化 DMOS、SGT、超級結(jié) SJ、IGBT 技術(shù),加速進(jìn)軍高端功率器件市場;三是“8+12”齊頭并進(jìn),為客戶提供更為充足的產(chǎn)能和更具優(yōu)勢的綠色“芯”代工解決方案;四是深化戰(zhàn)略合作,全力支持產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè),促進(jìn)全球集成電路制造供應(yīng)鏈的協(xié)同共贏。
開拓車規(guī)市場
智能電動汽車發(fā)展趨勢強(qiáng)力驅(qū)動汽車電子中的半導(dǎo)體元器件數(shù)量大幅增加。在汽車電子領(lǐng)域,微控制器、模擬芯片、功率器件三大類半導(dǎo)體芯片市場規(guī)模大、未來的成長性較好,這也是華虹集團(tuán)旗下華虹宏力在汽車電子領(lǐng)域布局的重點。
華虹宏力已在汽車電子的車載動力 / 引擎數(shù)據(jù)等存儲、引擎及安全氣囊控制、油泵系統(tǒng)、AC/DC 轉(zhuǎn)換器、車身穩(wěn)定(ESP)系統(tǒng)、電動汽車逆變器、信息娛樂系統(tǒng)、語音系統(tǒng)等獲得了大量應(yīng)用,工業(yè)及汽車已成為公司第二大應(yīng)用市場,占公司總營收的 25%左右。
為符合汽車的嚴(yán)苛安全要求,華虹宏力實施全面的汽車電子質(zhì)量管控,建立了零缺陷管理模式,通過 IATF 16949 汽車質(zhì)量管理體系認(rèn)證和多家客戶的 VDA 6.3(德國汽車質(zhì)量流程審計標(biāo)準(zhǔn))標(biāo)準(zhǔn)審計,并擁有符合汽車電子 AEC-Q100 Grade-1 標(biāo)準(zhǔn)的高可靠性嵌入式閃存技術(shù)。通過“安全、可靠、高性能”的多種工藝平臺靈活組合,華虹宏力將為持續(xù)攀升的汽車半導(dǎo)體市場需求提供更優(yōu)質(zhì)服務(wù)。
贏芯未來
華虹宏力通過建設(shè) 12 英寸生產(chǎn)線,延伸 8 英寸特色工藝優(yōu)勢,拓寬護(hù)城河,提高技術(shù)壁壘,拉開與身后競爭者的差距。而在擴(kuò)充產(chǎn)能的同時,技術(shù)節(jié)點也推進(jìn)到 90/55 納米,以實現(xiàn)“人無我有,人有我精”的產(chǎn)品工藝,給客戶提供更先進(jìn)的工藝支持,攜手再上新臺階。