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为广州补“芯”
黄埔芯片企业集聚,产业链条逐步完善

发布者:策划执行/张成 通讯员/ 李挺 陈日平 曾飞扬 林雪娟 王山东   发布日期:2018/10/25 10:16:00   文章浏览数:228


粤芯芯片将达到4万片晶圆的月产能


    2017年,在黄埔区、广州开发区三大千亿级产业集群中,新一代信息技术产业规上企业产值达1817.6亿元,占比全市同行业超8成。其中被喻为“工业粮食”的芯片是正在着力发展的重点领域。
    2018年1月,黄埔区、广州开发区发布了新一代信息技术产业8项政策,给予芯片产业真金白银的支持。
家有梧桐树,自有凤来栖。
    几年来,黄埔区、广州开发区已聚集新一代信息技术产业企业246家,全市电子信息制造前20强有18家集中在此,集成电路芯片企业共20多家,主要分布在设计、封装、测试领域,2017年营收超过20亿。
    在芯片设计领域,泰斗微电子、润芯、昂宝、安凯等一批集成电路设计企业已经在市场上颇具口碑。
    在晶圆制造领域,粤芯项目落地中新广州知识城,填补了广州制造业“缺芯”空白。
    在人工智能、物联网等领域大发展的当下,黄埔区、广州开发区在芯片领域谋篇布局,将为中国制造2025的实现提供动力强劲的“黄埔芯”。


龙头企业落户 全产业链蓬勃发展 



    2017年10月26日,黄埔区、广州开发区与广东高云半导体科技股份有限公司(下称“高云半导体”)在上海签署投资合作协议。不久之后,2017年12月26日,粤芯12英寸芯片制造项目在中新广州知识城动工,广州开发区集成电路产业创新园同日启动建设,该项目投资总额将达到70亿。
    总部落户于广州科学城总部经济区的高云半导体将依托黄埔区、广州开发区成熟的高科技产业体系和市场资源,发挥其国产高端芯片FPGA龙头企业的技术创新与产业化优势,促进新兴技术的培育与应用,推动地区产业的高端化发展。而正在加紧建设的粤芯芯片项目将于2019年投产,填补广州缺乏晶圆代工厂的产业链空白。
    不断落户的芯片企业展现了黄埔区、广州开发区进一步提高国际创新枢纽核心区显示度,打造新一代信息技术价值创新园的雄心。为主动对接广州市IAB产业计划,黄埔区、广州开发区正在中新广州知识城规划建设3平方公里新一代信息技术价值创新园,重点发展集成电路产业。
    目前,黄埔区、广州开发区已初步形成了集成电路全产业链格局。高云半导体的落户将有助于培育、构建FPGA产业生态圈,促进自主FPGA芯片的设计、制造、封测、应用开发及解决方案等全链条蓬勃发展,带动消费电子、工业控制、装备制造等产业的高端化与优质化发展。据估算,广州市的集成电路产业大概在200亿上下的规模(包括电路板印制企业在内),黄埔区、广州开发区的产业规模占全市的比重已经接近六成。


半导体产业高速增长 “黄埔芯”成长空间巨大 



    目前,中国半导体产业正进入高速增长期,在国家支持力度持续加大的同时,技术、市场等都在不断壮大,这给黄埔芯片产业的发展带来巨大利好。
    据统计,中国半导体产业发展目前年增率逾 20%,其动力来源于两个方面,一个是成长动力: 国产进口替代、国家政策、资金支持、创新应用等。另一个是新技术的应用,包括物联网, 汽车电子/车联网, 人工智能, 5G 引领中国半导体产业发展。其中物联网的高速发展贡献最大。
    从产业链来看,根据中国半导体行业协会统计,2016年,中国集成电路产业销售额达到4335.5亿元,同比增长20.1%。设计、制造、封测三个产业销售额分别为1644.3亿、1126.9亿及1564.3亿,增长速度分别为24.1%、25.1%及13%。
    物联网、汽车电子等新应用发展, 带动电源管理,系统控制,感测芯片的爆炸成长。我国现有以8寸为主的模拟、混合制程产能供不应求。而国际大厂TI,Infineon率先将模拟、混合制程产品从8寸制造工艺改进为12寸,以满足产能的需求。粤芯芯片项目对标国际一流水准,建成后将实现月产4万片12寸晶圆。
    过去70年间, 汽车电子产品占汽车制造总成本从不足1%提升至现在的35% ,预计2030年将达到50%,将主要用于4个领域:高级驾驶辅助;安全系统;系统监测和控制;卫星导航和娱乐系统,将给黄埔芯片产业带来巨大机遇。 



带动产业链升级 填补珠三角“缺芯”空白 



    广泛意义而言,半导体包括集成电路,传感器,光电子等。在电脑、手机、服务器上广泛所使用的CPU、GPU、内存都属于集成电路。根据终端产品的应用,可以简单分为存储器和处理器。
    2016年,全球半导体前20强中,尚且没有一家中国大陆企业,前十强分别是英特尔(美国),三星(韩国),台积电(中国台湾地区),高通(美国),博通(新加坡),海力士(韩国),美光(美国),德州仪器(美国),东芝(日本),恩智浦(欧洲)。
    据透露,从产业链的意义上来说,目前中国的生产处于组装层面,处于产业链的下游,包括存储器和处理器在内的主要集成电路都是进口的。比如2016年我国集成电路进口2271亿美元,出口613.8亿美元,逆差1657.2亿美元。可以说是把全球的存储器,处理器,显示器运到深圳东莞等珠三角城市,然后组装成成品。
    由此可见芯片被喻为“工业粮食”,是所有整机设备的“心脏”,但长期以来广州缺乏大型芯片制造项目。高云半导体以及粤芯芯片项目的落户将改变广州“缺芯”的产业格局,为珠三角的集成电路产业填上“缺芯”的关键一环。
    据了解,这些项目顺利落地建设后,将有望成为广州发展IAB产业的标杆性项目,填补广州“缺芯”的空白,将为广州乃至广东带来巨大的集成电路产业链区域示范带动效应,吸引大量专业技术人员扎根落户,带动一批集成电路设计、封装测试、设备材料、设计服务等上下游产业集聚,从而带动消费电子、工业控制、装备制造等产业的高端化与优质化发展。






企业巡礼


粤芯芯片:填补广州芯片产业链关键一环




粤芯芯片项目效果图


    广州粤芯半导体技术有限公司(下称“粤芯芯片”)是黄埔区、广州开发区芯片产业的重磅引援。这个总投资达70亿元的企业在建成后将成为12英寸晶圆月产4万片的制造及封测平台,为广州填补芯片产业链上缺乏制造工厂的关键一环。
粤芯芯片不仅是广州的第一条12英寸晶圆生产线,也是国内第一座以虚拟IDM为营运策略的12寸芯片厂。聚合了来自美国、新加坡、台湾、国内的优秀技术管理团队, 以12寸设备专注模拟芯片生产的差异化策略, 联合芯片设计、封测、终端应用、产业基金等资源。
    之所以选择落户在黄埔区、广州开发区,粤芯主要是看好这里芯片产业发展的前景——与市场和应用场景更加接近。
粤芯芯片副总裁李海明博士介绍说,在物联网、汽车电子等方面,广州应用的产业和市场非常扎实。从快消型的电子产品到白色家电,再往上升级到汽车电子,这些半导体芯片的应用场景都集中在以广州为圆心的珠三角周边城市——比如佛山、东莞的家电产业以及广州自身的汽车产业。
    “现在我国的模拟芯片的产能严重不足。”李海明说,2017年全中国的模拟芯片需求量差不多是545亿。而这些几乎都是依靠进口。国产的产能杯水车薪。国产率不到10%。而这些半导体芯片却是未来几年物联网以及汽车电子所需要的主力军。
    相较于国内其他项目,粤芯芯片项目将具有巨大的生产效率差优势——相较于国内现有的6寸/8寸模拟芯片厂,粤芯半导体的12寸生产线能够提供高出现有6寸/8寸厂达2倍以上的产出效率,具备多20%-25%的单位芯片生产成本优势。
    而从芯片产业自身的产业链来看,芯片设计公司在设计出芯片之后,要将设计图送到芯片制造厂制造出晶圆,然后要去做切割、封装,最后还要做测试。“所以还要有封装测试厂。封装测试完之后出来的才是一块一块,上面是硅胶,外面有很多金属脚的芯片。”李海明博士说:“而过去在整个产业链里广州主要是芯片设计公司,他们设计的芯片只能去上海、北京,甚至到海外比如台积电、联电去流片。”
    因此粤芯芯片一落户就要把广州本地已经具有较好基础的芯片设计公司和下游的应用企业很好地链接在一起。
    李海明说:“粤芯是一个集成电路制造公司,但在整个半导体产业链,芯片制造只是其中一环。整个产业链还包括上游的芯片设计、下游的封装测试,最后才运用到终端,做成各式各样的电子产品。我们落户广州,是希望把整个芯片的产业链带进来。这样,一个芯片设计完成后,就到我们的厂里做生产,生产完成后就可以直接到邻近的封装测试厂进行封装测试。”
    从这个角度来看,粤芯芯片项目是“用12英寸厂、虚拟IDM的方式直面电子产业链对于芯片的需求,提供解决方案”,而这种模式在全国都具有首创性。
    “在粤芯芯片与广州开发区签约的第二天,有9家芯片设计公司,4家芯片测试厂在同一天和广州开发区签了意向书。这就是芯片产业链整体抱团的吸引力。”李海明说,为此粤芯芯片牵头成立了一个总规模达50亿的基金。在粤芯预计2019年上半年建成投产后,要联合芯片设计、封装测试、终端应用、产业基金等资源,真正为广州半导体产业链夯实发展的基础。
    据了解,截至目前,已经共有15个半导体芯片项目签约落户,涵盖了设计、封测、设备、材料的上下游产业,总投资约39亿元,达产产值约115亿元。这15个项目将为芯片产业上下游服务,以粤芯项目为龙头,打通广州芯片的产业链,可形成一条集成电路价值的创新产业链。


高云半导体:攻克半导体尖端领域



高云半导体是国内唯一攻克FPGA技术的企业


    2017年10月26日,黄埔区、广州开发区与高云半导体在上海签署投资合作协议,将高云半导体总部落户于广州科学城总部经济区。
    能够引进在国内集成电路企业中唯一跨越了FPGA技术门槛的高云半导体,黄埔为自己的半导体芯片产业皇冠增添了一颗最亮眼的“明珠”。
    所谓FPGA即可编程逻辑器件。简单来说,一般的集成电路芯片,例如单片机,其中的电路系统是固定的,只需程序输入就可用。而FPGA则是通过编程语言,“编写”所需的个性化集成电路系统,适配各种程序。因其可灵活编程、可擦写、应用广泛被誉为“万能芯片”。
    据悉,FPGA与CPU(中央处理器)、DSP(数字信号处理器)并称世界三大可编程核心主流芯片,融合了技术门槛极高的集成电路设计技术,是公认的高端半导体元器件。它是电子信息行业的重要硬件平台,在移动通信系统、互联网、高速通信、高速图像处理、现代国防科技、航天航空、信息安全等领域具有不可替代的作用。
    “预计到2022年亚太区域FPGA市场将突破40亿美元。”高云半导体CEO朱璟辉介绍说:“当前全球FPGA市场仍被美国公司垄断,莱迪思收购案再次被美国政府叫停,业界越发深刻认识到FPGA是有钱也买不到的高端先进技术,发展国产FPGA唯有走正向设计自主研发之路。”
    黄埔区、广州开发区正是看准了未来科技发展的趋势,认识到FPGA处于快速增长阶段——FPGA的应用已经从汽车、广播、计算机和存储、消费类、工业、医疗、军事、测试测量、无线和固网等应用领域正向各行各业渗透,如人工智能(AI)、无人驾驶、无人机、智能制造、物联网、5G通讯(含高速通讯)、大数据等。因此前瞻布局,引进了国内在FPGA芯片领域最被看好的高云半导体。
    高云半导体正在紧紧抓住机遇的窗口快速发展。当一些FPGA公司因为较低的流片成功率而陷于发展的窘境时,高云半导体则保持了100%流片成功率,在3年内快速推出11个型号的产品。
    截至目前,高云半导体目前已推出50多种封装类型的国产FPGA芯片,其创新成果全部拥有完全自主知识产权。未来将依托黄埔区广州开发区成熟的高科技产业体系和市场资源,高云半导体将发挥其国产高端芯片FPGA龙头企业的技术创新与产业化优势,促进新兴技术的培育与应用,推动地区产业的高端化发展。


海格通信: 做顶尖的北斗卫星定位芯片



海格通信发布的天通手机


    北斗导航系统是我国独立研发的卫星定位导航系统,也是美国的GPS系统之外唯一成体系的卫星导航系统。近期有报道显示,2018年是中国北斗卫星组网的“大年”,今年已发射了6颗北斗三号卫星,还将在年底前发射10多颗北斗三号卫星,以便为'一带一路'相关国家提供服务。 

    在这个大局之下,作为整个系统的关键环节之一的卫星定位芯片就是北斗产业最关键的一环。
    扎根于北斗卫星定位领域的海格通信(下称“海格”)位于黄埔区、广州开发区。在高精度定位芯片这一应用的场景,海格已经在消费领域占有了一席之地,并具有了国内领先的技术能力。
    海格相关负责人介绍说,在数字基带芯片这块,海格已具备55nm的量产芯片和40nm的成熟设计方法和技术。SoC芯片技术具备28nm设计方法和技术,在国内属于第一集团。芯片功能层面也已具备卫星导航芯片设计能力和AI人工智能芯片设计能力,其中新一代北斗三代卫星导航芯片正在流片过程中,正准备开展AI人工智能芯片的芯片测试和流片工作。
    此外,海格在射频芯片领域基本覆盖了SUB-6GHz频段的产品,其主要产品领域分布于卫星导航、卫星通信、室内定位以及行业通信等四大部分。
    “我们的产品工艺主要使用的是130nm工艺。公司也参与了40nm的SOC设计项目。掌握了在深亚微米工艺条件下的射频芯片设计技术。”该负责人介绍说,海格在射频芯片领域的发展方向主要是两方面,一是使用SIP等先进封装手段,提高射频及前端的集成度,减小射频系统的体积与功耗;二是拓宽射频收发芯片的接收频段,提高产品性能,在国产化替代方面寻找市场机会。
    过去专注于产品顶尖品质的海格也在近期迎来了好消息。
    在2018年5月24日的第九届中国卫星导航学术年会上,海格设计制造的天通手机大放异彩。
    作为国内首个实现核心器件全面国产化的卫星通信终端,天通系列卫星移动通信终端产品系列包括了可随时通话的HGS1002卫星通信手机、可将普通手机转换为卫星手机的HGS1003卫星移动终端(天通盒子)、可快速传输数据的“功能王”HGS1008卫星车船载终端以及卫星手机“最佳搭档”全向车载天线。
    相关产品均有卫星通信的语音、短信、北斗定位、数据传输与互联网接入等功能,并分别具备动中通等差异化功能,以适用于不同场景应用,为卫星通信用户提供更为丰富的选择。


专家访谈   做强“黄埔芯”,还缺什么?


    今年以来,关于“芯片”之痛的讨论遍布网络,黄埔区、广州开发区要推动半导体芯片产业的发展,还需要在哪些方面有所突破? 

    区内多家企业的芯片领域专家异口同声在三个层面上提出需求:人才的集结,资本投入和产业化生态环境,认为在这三个方面进一步打好基础,“黄埔芯”将成为中国半导体芯片领域的“名牌”。






芯片人才的集结力度 要进一步加大

    广州润芯信息技术有限公司研发中心副主任邹敏瀚表示,芯片行业是人才聚集程度相当高的行业。没有人,就什么都免谈。要集结一些行业内资深的带头人和设计师。核心加团队整体引入。
    当前芯片领域的人才引入政策力度不够大,这与广东省,广州市这样的改革龙头地位不符合。芯片人才本来就稀缺,广州这边的企业也不多。产业环境不算很好。如果不加大人才引入力度,发展芯片产业就只是一句空话。其次需要加大对芯片设计公司的人才补贴,不单是对引进高科技人才进行奖励和补贴;对于现有的拥有资深芯片设计经验的本土高科技人才,要尽可能地通过人才补贴的方式想办法留住这些高科技人才,这需要企业与政府一起努力。

军民融合要获得市场的支持

    近年来,“军民融合”的产业发展路径也是我国科技产品技术革新的一大动力。在芯片领域,海格通信也已经做了一些探索。
    近年来,海格已由原来单一为海军提供舰用专装整机设备供应商,发展成为一家专业从事通信和导航设备研发、生产、销售的现代高科技企业集团,在构筑军品四大核心业务的同时,公司积极培育多个新增长点,包括民品业务的数字集群、北斗导航、频谱测试、雷达系统、船舶电子等。这些都是军转民的典型例子。
    但由于“军”与“民”的产品是两个完全不同的领域,从理念上来讲,“军民融合”更是一个设计、制造甚至管理理念的融合。军品与民品市场区别很大。前者关注的是高可靠性、高性能,产品周期长。而民品市场关注的是低成本,低消耗,产品更新替代快。那么在面对这两种市场的时候,设计思路就完全不同。海格通信秉承的“以军工品质,服务大众”,在产品设计时,严格品质要求,提高产品性能,同时积极面对民用市场转换速度快、成本控制严的特点。同样的思维转换在管理上也有体  现。保持军工人的优良作风传统,优化管理流程,提高运作效率,以适应竞争激烈、热点切换快的民用市场。
    此外,“军民融合”方面遇到的路径障碍主要还是市场方面的。军转民过程中的成本控制难度大,对民用市场的嗅觉与响应速度也还不够。海格通信希望扶持政策中加上国产化替代的奖励政策,培育国产芯片市场。同时多组织一些针对于芯片行业论坛及企业对接会议等,以促进沟通。

扶持政策要更灵活

    这一年多以来,开发区对芯片行业的支持力度明显增强。但许多芯片专家认为,由于芯片的发展非常迅速,制定政策时对这个行业的了解程度不深,导致这些扶持政策仍然存在不够灵活的问题。
    比如,开发区这边对制造工艺厂的税收政策现在是12寸,55nm工艺以下的才有优惠。粤芯芯片副总裁李海明博士说:“数字芯片追求低能耗和高性能,所以在不断往精密去发展,现在最顶尖的三星等厂家已经达到了7nm的级别。”而一颗原子的大小大约在0.1nm。但实际上一些专业射频、功放器件,也是我国目前最缺的核心技术,大部份都是在6寸或8寸,90nm-180nm等一些特殊工艺上实现的。
    此外,有些扶持项目中规定,配套资金中的70%必须是固定资产投入。而国外类似英特尔这样的顶尖半导体厂商,在科技研发等领域的投资都高达数百亿美金,远远高于固定资产投资。“固定资产的投资对于制造厂来说是大头,而我们这样的芯片设计厂商实际上大头是在研发和流片的部分。制造环节我们会选择直接去技术更专业的晶圆代工厂去进行,比如台积电。”泰斗微电子的许祥滨博士说。

产业平台要尽快建立

    对于如何推动黄埔区,广州开发区实现芯片产业的高速发展,行内的专家纷纷建议要尽快完善芯片产业的大平台。
    泰斗微电子的许祥滨博士表示,目前投向芯片产业的资金主要用于芯片制造厂商,而对于上下游的芯片设计公司,半导体软件的软件公司,芯片测试公司倾斜较少。而且这也是我国的芯片产业在整个产业链一直缺少的部分。比如芯片设计软件,全世界都只能用美国的两家公司的产品,中国是没有的。
    他说:“黄埔区、广州开发区要打造半导体芯片产业的集群,可以有意识的在这些领域进行一些倾斜。类似粤芯芯片这样的制造项目需要数十亿的投资,但是在这些领域可能只需要十分之一就可以有非常明显的改变。”
    对此,粤芯芯片副总裁李海明博士表示赞同。他还建议尽早建设一个芯片的第三方检测平台。 他说:“珠三角的物联网、车联网、智慧城市、人工智能等电子产业所对应的模拟、混合制程芯片等需求非常大,交货也要求迅速。新兴的国产芯片要如何切入这些市场,并在和国外芯片的竞争中获得市场的承认?这就必须有一个第三方的检测平台。”现在, 粤芯已经着手做这样一个事情,并和广汽本田,美的等多家公司就如何建立国家级的芯片产业的检测平台进行了磋商。
    “我们会将各方的力量都纳入进去,包括设计公司,包括封装公司,包括测试公司以及应用端,一起来构建一个这样的平台。”李海明说:“2-3年之后,这个平台将满足全国的芯片的检测的需求,从现在开始做这个事情,黄埔就能在时间上领先一步。”

优惠政策的投入要“快、准、狠”

    资本投入也是芯片专家们谈论的热点。
    邹敏瀚介绍说,芯片是一个烧钱的行业。且不说芯片制造工厂的生产线上百亿的投入,就拿设计公司来说,一次试错的MPW流片费用就在百万左右,加上人力成本,后续的生产成本,上亿的前期投资,就会让不少民间资本止步了。因此需要政府以及相关的指导基金能够加大对芯片MPW流片的补贴力度,尽可能地加快芯片的流片速度和流片频度,在快速的迭代过程中,芯片才能迅速完善,降低芯片设计企业的试错成本。
    高云半导体拓展部总监李挺也表示,芯片的研究成本非常高。以高云半导体所在的FPGA领域而言,行业巨头因特尔的研发费用投入了20多亿美元都没有成功。因此对于在技术上有真材实料的芯片企业,政府引导资金可以大胆地投入。
    “现在的引导资金大多是事后扶持,而企业研发有时候就是只差一把火。如果政府担心不够专业,看不清行业发展趋势,完全可以和市场上的金融投资机构,比如广发证券一起,借助他们更专业的团队进行判断。”李挺表示,“关键是一定要快、准、狠。”


策划执行/张成  通讯员/ 李挺  陈日平  曾飞扬  林雪娟  王山东


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