300毫米大硅片國產化項目

半導體晶圓

“02專項”，這個簡單到不能再簡單的名字，卻是事關我國半導體產業鏈能否完整、自我做主的國家重大科技專項。在上海浦東新區泥城鎮云水路上，藏著一家名不見經傳的上海“小企業”——新昇半導體科技有限公司。穿過樸實無華的工廠大門，一幢幢廠房里蘊藏著我國破解極大規模集成電路制造裝備與成套工藝的諸多創新密碼。

作為 “02專項”的深度參與者，新昇半導體承擔著國家 “02專項”的核心工程之一，40~28納米集成電路制造用300毫米硅片。隨著科技攻關的一步步推進，產業化目標一步步實現，國外對集成電路關鍵材料的壟斷堅冰正在融化，我國開始起步形成完整的半導體產業鏈，長期困擾中國半導體產業的“卡脖子”問題有望被破解。

“螞蟻”撼“大樹”

我們手邊的筆記本電腦、智能手機、互聯網電視等各種移動終端越來越發達，但若深入其內部芯片，中國的半導體芯片設計及制造業的進步卻沒有趕上世界步伐。在半導體完整產業鏈中，我國在芯片制造、切割、封裝的數量上已經達到世界第一，作為源頭的硅片生產卻還牢牢掌握在他國手中。一旦海外供應商因種種原因中斷硅片供應，中國投入上千億美元建設起來的半導體芯片制造業，隨時可能面臨“巧婦難為無米之炊”的尷尬。

根據國際預測，到2020年左右，市場需要能制造14納米、10納米甚至7~5納米的大硅片，然而中國到目前為止，還沒有實現線寬45納米集成電路以下的300毫米大硅片量產化能力。300毫米大硅片是什么？原來在集成電路芯片制造領域，作為關鍵原材料的硅片直徑變得越大，集成電路芯片設計線寬就可以越小。從成本與芯片功能角度來看，300毫米硅片是目前業界成本和效益的最佳平衡點。

為了解決“卡脖子”的300毫米大硅片國產化問題，“十二五”期間國家科技部拿出一筆經費，向全國5個有能力的團隊發出邀請書。最后，有3個團隊響應了國家號召，業內“新兵”上海新昇就是其中之一。因為，做出中國自己的大硅片，就是他們最初的夢想。

突破層層“包圍圈”

半導體硅的制造工藝，是上世紀50年代出現的，美、德、日、韓等國早已為本國的制作工藝申請了層層專利保護。作為“后來者”，中國想要在全鏈條上實現國產，必須沖破國外設置的專利“包圍圈”。經多方艱苦卓絕的努力，創業之初的新昇在知識產權上重重突圍。目前，新昇已經在拉晶生長、硅晶圓襯底工藝、外延材料生長等以及先進CMOS器件與工藝，大功率器件結構，材料與工藝等方面進行了專利布局。累計完成發明專利申請425件，獲得發明專利授權47件。

然而，專利問題的解決還只是創新長征的“第一步”。這次“02專項”計劃的要求，是承辦單位不但要研發成功，還要達成量產化的目標。在國際壟斷者看來：你們產品即使做出來了，如果成本高了，賣不出去，照樣也撐不下去！

事實上，在半導體芯片設計及制造業的關鍵領域，技術攻關之后的量產，才是品質、穩定性和成本控制等多尺度的綜合實力競賽。在國家的大力支持下，新昇作為全球領先的12寸大硅片制造商之一，也是中國內地唯一一家規模最大、技術完善的12英寸大硅片生產企業，大硅片項目進展順利，推進速度符合預期，未來將加快擴產進度。