里程碑：中國大陸半導體製造業跨入14nm時代！

這是一個具有里程碑意義的事件：2016年7月28日，中芯長電半導體有限公司在江蘇省江陰市宣布該公司中段矽片加工一期規模量產，二期項目啟動，同時14nm中段矽片加工進入量產。

其中，一期項目28nm凸塊(bumping)已具備2萬片/月規模，標誌著該公司一期項目建設順利完成，中國第一條專門針對12英寸高端晶元市場的凸塊生產線建設成功。而14nm凸塊加工開始進入量產階段，使中國大陸的半導體製造能力跨入到14nm時代。

圖：中芯長電二期項目啟動儀式。

為什麼出現了中段矽片加工？

傳統上，在IC設計公司或IC設計服務公司完成了IC設計工作後，接下來就直接進入到製造和封測階段。對於目前大部分採用Fabless業務模式的時代，製造的主體將在代工廠(Foundry)完成。

而當半導體進入到28nm，以及更小的工藝節點後，製造的複雜度使凸塊或其他連接方式開始從傳統的製造過程中分離開來，其即被稱為中段矽片加工。

凸塊（bumping）是倒裝晶元以及未來3D晶圓級封裝技術的基礎，也是先進的半導體製造前段工藝良率測試所必需的。隨著高密度晶元需求的不斷擴大，以及28nm、14nm等先進IC製造工藝的大量採用，終端晶元對凸塊加工的需求急劇增長。

圖：中段矽片加工的形成。

一顆棋子，但布了個大局

那麼，該28nm和14nm凸塊加工能力形成的意義何在？

我可以說中芯國際和長電科技用了一顆棋子，但布了個大局。

相對於Foundry在納米時代的巨額投入，中芯長電中段加工的投入可謂是一顆棋子，但卻布了使中國大陸半導體製造產業鏈拉響進入14nm號角的大局。

從產業鏈的層面來看，在中國，中芯國際(SMIC)代表著目前最先進的矽片前端製造能力，加上中芯長電的中段製造能力，以及位於後段的長電科技（大規模封測能力）和星科金朋（先進倒裝晶元能力），使中國大陸的製造和封測產業鏈在上海和江蘇江陰的小地理區域內完全成形。

這樣，對於一些先進IC設計公司而論，該布局打破了以前必須在海外進行凸塊製造的局面，而在這個小地理區域內即可實現，將有效地控制晶圓轉運和運輸成本。

從國家發展策略的層面上看，中芯長電率先在中段矽片製造跨入14nm技術節點產業鏈，標誌著中國集成電路企業有能力在中段矽片製造環節緊跟世界最先進的量產工藝技術節點水平，為確保實現《國家集成電路產業推進綱要》規劃的產業目標打下了堅實基礎。

《綱要》明確了到2020年集成電路產業發展的階段目標：集成電路產業與國際先進水平的差距逐步縮小，全行業銷售收入年均增速超過20%，企業可持續發展能力大幅增強。移動智能終端、網路通信、雲計算、物聯網、大數據等重點領域集成電路設計技術達到國際領先水平，產業生態體系初步形成。16/14nm製造工藝實現規模量產，封裝測試技術達到國際領先水平。中芯長電有機會發揮紐帶作用，與前段矽片製造和後段封裝測試一起，推動集成電路高端製造產業鏈整體技術的提升，增強綜合的競爭力。

中國半導體行業協會執行副理事長徐小田認為，中芯長電在短時間內實現了晶元製造中段的量產，填補了行業中的技術空白，為產業發展、技術進步做出了貢獻。「晶元產業是一個綠色環保的高科技產業，只有開放、合作才能推動中國企業和世界其他的晶元製造企業同發展。」他表示。

欣賞中芯國際和中芯長電董事長周子學博士在宣布儀式上所表述的，「得益於早期的規劃和高瞻遠矚，我們已取得階段性的成功，現在看當時的決策是正確的。」不僅僅是中芯長電，你可以聯想一下2014年底星科金朋被收購案和本次量產的因果關係。

__ 圖：中芯國際和中芯長電董事長周子學博士。__

高效、高質量建設的典範

為配合中芯國際最先進的28納米工藝技術的量產，也為了與中國領先的後段封裝測試公司攜手建設本土完整和先進的集成電路製造產業鏈，提升整體技術水平、增強競爭優勢，中芯國際與長電科技於2014年2月20日於上海宣布合資中國第一條專門的12英寸凸塊中段加工生產線。2014年8月8日，中芯國際與江陰市、江陰高新技術產業開發區簽署協議，宣布項目落地江陰高新區。

中芯長電半導體（江陰）有限公司於2014年11月在江陰高新區註冊成立，是全球首家採用集成電路前段晶元製造體系和標準，採用獨立專業代工模式服務全球客戶的中段矽片製造企業。以先進的12英寸凸塊和再布線加工起步，公司致力於提供世界一流的中段矽片製造和測試服務，並進一步發展先進的3D系統集成晶元業務。

公司先後獲得中芯國際、長電科技、國家集成電路產業投資基金和美國高通公司的投資，註冊資本金總計達到3.3億美元，規劃總投資12億美元。公司現有員工截至7月初為282人。

「我們於2015年9月16日完成了第二輪融資，總共有2.8億美元。投資人除了中芯國際和長電科技以外，還有國家集成電路產業投資基金和美國高通公司作為新的投資人加入。所以，大家可以看到我們的投資人基本上覆蓋了從客戶到產業鏈的幾個重要環節。」中芯長電CEO崔東說，「當時中芯國際啟動這個項目主要是出於三個目的：一是直接配合中芯國際28納米矽片凸塊量產的需要，這是我們公司短期要實現的目標；二是完善產業鏈，增強綜合競爭力。三是從產業發展、技術發展趨勢的角度，經過分析判斷以後，我們認為2.5D和3D IC是很好的產業突破方向，市場規模也足夠大，這是值得前段大力投資、再進一步去推動發展的重要方向。我們一開始就確立一個目標，要追求的產業地位：高起點、快速度、大規模地建設有世界先進水平的中段3D IC製造和研發基地。」

圖：資金來源。

值得稱讚的是其高效和高質量的建設進度。中芯長電僅用了一年多的時間完成了無塵室建設、設備採購、工藝調試、產品驗證等，於2016年1月份開始為世界一流客戶提供加工服務，並於2016年6月達到規模量產，實現了高水準、快速度建設的初期目標。設計產能為每月5萬片凸塊加工能力，目前凸塊加工產能已達到2萬片，以及2.5萬片以上的矽片電性能測試能力。

得益於高起點定位，中芯長電是極為少見的能夠在項目一建成就能夠為國內外一流客戶提供加工和服務的公司，14nm量產，更標誌著公司具備了為世界一流客戶提供中段矽片加工服務的能力。中芯長電在凸塊加工工藝上，不僅實現了業界一流的生產良率，並在高密度銅柱凸塊的寄生電阻控制等關鍵技術指標上，達到業界領先水平，形成了獨特的競爭優勢。

圖：一期項目的成績。

「今年1月份開始我們已經合作了半年，效果非常不錯。目前出貨穩步增長，規模不斷擴大，良率和供應穩定上都能夠做到行業領先的水平，可以說順利實現了量產起飛，也獲得了中芯和國內外一流客戶的認可。相信中芯長電在起步階段打下的這個良好基礎以及建立起來的信譽，會幫助公司實現更大的業務目標，取得更大的業務發展空間。」中芯國際CEO邱慈雲博士肯定了中芯長電的成績，「我們很高興地看到在很多方面已經證明了它存在的價值，形成了產業鏈優勢。開闊渠道，會讓更多的國內外客戶來中芯長電進行晶元加工。」

圖：中芯國際CEO邱慈雲博士為中芯長電CEO崔東頒發紀念品。

下一步的規劃

該公司一期生產廠房為租賃長電科技廠房改造而成。二期項目將由中芯長電公司自建，項目佔地共273畝，將建設三個先進的矽片加工廠，從事先進的中段矽片和3Ｄ系統集成晶元研發和製造。二期項目建設，將確保公司有條件進一步擴大產能規模，在一期項目順利起步的基礎上，鞏固行業地位，更好地為國內外高端客戶提供持續穩定的量產保證。二期項目建設，仍將繼續按照產業鏈協同發展的戰略，結合長電科技、星科金朋的業務計劃，來周密地規劃。

圖：崔東在其二期項目規劃圖前。

中芯長電的定位十分明確：面向12英寸高端晶元製造。儀式之後，中芯長電與美國高通公司共同宣布：中芯長電開始為美國高通公司提供14nm矽片凸塊量產加工。這是中芯長電繼規模量產28nm矽片凸塊加工之後，工藝技術和能力的進一步提升，中芯長電由此成為中國大陸第一家進入14nm先進工藝技術節點產業鏈並實現量產的半導體製造公司。

美國高通公司全球運營高級副總裁陳若文博士在儀式上表示：「中芯長電14nm凸塊加工對於美國高通公司來說非常重要，並且其已開始量產，這說明中芯長電在中段凸塊加工的先進工藝技術上已達到了世界一流的製造水準。我們樂於與中芯長電合作，加強我們在中國半導體供應鏈的布局，這體現了我們支持中國本土集成電路製造產業的承諾，並有助於我們更好地服務中國客戶。」

Qualcomm的早期投資介入和成為首批用戶為該項目做了一個很好的注釋。去年Qualcomm對中芯長電資本注入的意向，不僅僅是有助於中芯國際繼續擴增28nm產能，為消費者帶來性能優異的「中國製造」驍龍410處理器，還著眼於提升中國晶元企業在全球的競爭實力。

無疑，中國本土的高端晶元設計公司也將獲益。來自海思、ZTE、聯芯的代表也應邀參與了本次儀式。

圖：中芯長電二期規劃詳圖。

不僅僅是凸塊工藝

凸塊工藝是中芯長電的第一步，預計未來將發展和補充發展中段工藝的其它兩種方式：RDL和硅穿孔。

RDL是一種再布線技術，將滿足更微細線寬矽片的需求。而「硅穿孔則更面向3D封裝技術，是未來先進晶圓級3D封裝所需求的技術。這種堆疊封裝在矽片設計的階段就必須考慮，而且會得益於晶圓級直接製造的優勢。我們可以預測未來可製造性設計的重要性將日趨重要。」中芯長電生產運營副總裁李建文表示。

圖：未來工藝的規劃。

在儀式結束後，現場參觀了中芯長電的一期廠房，絕大部分採用了進口設備，一樓為製造層，二樓為測試層，三樓歸屬於星科金朋。

「相對於28nm，14nm的難度會加大。一方面前端製造會進入到FinFET工藝，另一方面材料也會發生改變，導致漏電、寄生電阻、靜電敏感性等參數的變化。」李建文解釋到，「我們的策略還是由國際廠商做起，再擴展到其它客戶。預計在未來的3至6個月的時間，會看到來自中國本土設計公司的晶元。」

中芯長電打響了中國大陸半導體製造業進入到14nm的第一炮。（全文完）