上海集成电路研发中心,集成电路的国产化进程正在这里推进

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上海集成电路研发中心,集成电路的国产化进程正在这里推进

作者:瞿黎春

在张江,这里有一条目前国内唯一开放的12英寸集成电路先进工艺研发和国产设备材料评价验证中试线。由于集成电路产业链长、各环节工序繁杂、投资量大,单就制造环节就涵盖了千余个步骤,且设备、材料等绝大部分为国外垄断。如何破解这重重关卡,实现国内技术突破,成为摆在眼前的难题。在地处张江的上海集成电路研发中心,这条开放的生产线帮助国内的集成电路企业开展各类研究和工艺验证,在协同创新中,共同推进集成电路的国产化进程。

在上海集成电路研发中心的净化车间内,这条12英寸集成电路先进工艺研发生产线正在日夜运作。80多台工艺设备沿线分布,其中既有来自国外厂商的最新设备,同时也不乏国内企业的初代研发产品。“比如讲这台就是上海中微半导体的第一台刻蚀设备,半导体方面,目前中微在国内技术是最先进的,在台积电的5纳米工厂、7纳米工厂都有它的设备。”上海集成电路研发中心有限公司总裁陈寿面介绍。

小布了解到,目前一条标准的12英寸半导体生产线的造价在50至60亿美元不等,而设备的投入一般在30亿美元。受目前的技术限制,类似产线的国产化率普遍不到10%,绝大部分设备严重依赖进口,造成了产业发展受制于人的局面。不过,上海集成电路研发中心的这条产线却与众不同,这里的设备国产化率达到了四分之一。“一条生产线这么大投资,突然放一台新设备进去的话,如果没有验证,是有很大的风险的,所以新设备的话一般是需要到像这种工厂环境里进行评价、试验、中试,达到生产要求才能正式到生产线上去。”

陈寿面说:“对于我们来讲,要帮助国内的装备厂商、材料厂商开发出新的装备和材料,能够快速地应用到生产线上去,帮助他们产业链的协同发展。”

在集成电路制造环节,光刻机是最核心设备,也是目前我国技术最难突破的环节之一。据介绍,光刻机是一个由几万个精密零件、几百个执行器传感器、千万行代码组成的超复杂思维系统,它的内部运动精度误差不超过一根头发丝的千分之一。打个比喻,就像坐在一架超音速飞行的飞机上,拿着线头穿进另一架飞机上的针孔。而在上海集成电路研发中心,这里就放置了两台产品,它的研发和生产厂商就是来自张江的上海微电子装备,目前这两台设备的技术跟国际最先进的设备还是有一定距离,但它们的出现也标志着我国在光刻机领域实现了零的突破。陈寿面说:“光刻机首先要和工艺连在一起的,要和后面的刻蚀看到图形,所以一般要和工厂其他的设备放在一起进行评价优化,这台设备放在我们研发中心的好处就是,我们有一条研发线,有其他的工艺设备,配套它,给它进行光刻工艺的研发。”

目前,全球光刻机的制造大厂不仅在设备上实行技术垄断,相关的耗材、软件等也都是定制开发。对此,去年12月起,该中心申请启动建设国家的集成电路装备材料产业创新中心,力图围绕国产设备的配件开展专项研究。“我们也是用这个国产光刻机,配套开发国产光刻胶,光刻机、光刻胶都是配套的,这样的话才能实现设备和技术的全面突破。”陈寿面说。

作为国家级的集成电路创新中心,该中心目前每年为将近200家国内集成电路设计公司提供测试、设计支持和流片服务。2019年,中心还申报成为“国家级集成电路高技能人才实训基地”,每年为上海集成电路产业提供2000人次以上的高技能人才培训,为中国集成电路产业的人才储备提供保障。

编辑:吴婷

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