邹世昌,江苏太仓人,材料学家,中国科学院院士。现任中国科学院 上海微系统与信息技术研究所研究员。长期致力于离子束与固体相互 作用以及离子束材料改性、合成、加工和分析方面的研究工作。率先将 离子注入应用于半导体集成电路,独创了用二氧化碳激光背面辐照获得 离子注入损伤的增强退火效应;研制出我国第1块120门砷化镓门阵列 电路、第1批闪光全息光栅;研究SOI材料并制成CMOS/SOI电路,发展了 离子束增强沉积技术并合成了氮化硅、氮化钛薄膜。

·卷首语 Foreword·
集成电路产业:要注重特色工艺提升规模效益

作为国民经济和社会发展的战略性、基础性与先导性产业,我国集成电路产业自改革开放以来,发展迅速、成绩显著,产业化规模持续 扩大,技术水平和整体实力不断提升。20世纪70年代,国内半导体领域的研究和开发尚处于起步阶段。20世纪90年代初我出国考察,发 现马来西亚和新加坡等国的半导体产业均后来居上,强烈的责任感驱使我立志为中国微电子产业贡献一份力量。如今,我国集成电路产 业已经处于历史上规模最大、持续发展时间最长的高速成长时期,在面临机遇、快速壮大的同时,也承受着巨大的挑战。

“十一五”期间,我国集成电路产业规模持续扩大,产量和销售收入分别从2005年的265.8亿块和702亿元,提高到2010年的 652.5亿块和1440亿元;产业结构进一步优化,芯片设计、制造和封装测试3业并举,设计业比重逐年提高;企业实力明显增强,设计销 售收入过亿的企业达60多家。2010年,上海市8英寸以上集成电路芯片生产企业就有10家,全球前15位晶圆代工厂商排名中,中国 的中芯国际、华虹NEC、上海宏力等企业均榜上有名,合计晶圆产能45万片/月(等效8英寸晶圆)。

尽管“十一五”期间成绩显著,我国集成电路产业仍存在产业规模不大、持续创新能力不强等问题。今后5年,集成电路技术一方 面仍将沿“摩尔定律”继续发展;另一方面,产品功能将趋于多样化,新材料、新工艺、新结构和特色工艺器件,将引领微电子技术持续向 前。预计“十二五”末期,我国集成电路产业规模将再翻一番以上,关键核心技术及产品将取得突破性进展,一批具有国际竞争力的企 业也会相继涌现。为了实现上述目标,我们要努力实现以下4点。

1. 注重特色工艺发展。芯片制造业已按照“摩尔定律”持续发展了半个世纪,先进工艺制程以线宽为重要标志。线宽缩小不仅带 来物理特性上的极限,制造成本亦有所提高。对于国内制造企业而言,要在线宽上与国际先进企业竞争,难度很大。而在现有设备条 件下,8英寸平台上的特色工艺依然大有可为。因此,瞄准特色工艺将成为国内企业在现有条件下的必然选择。例如在8英寸的平台 上高端汽车电子芯片、SOI CMOS技术的高速低功耗元器件、基于CMOS技术的微机电系统、硅基光电芯片等技术,这些都需要具有 特色的先进工艺,且其产品都有较大的市场需求。因此,在国家重大科技专项和技改项目中,要进一步持续支持此类特色工艺的发 展。总之,发展特色工艺,将为国内设计企业提供先进可靠的制造服务,将为我国集成电路产业的发展注入新的活力。

2. 提升规模效应。集成电路制造业的规模效应十分显著,因而要在强调自主创新的同时,做大产业规模。要鼓励制造企业兼并 重组,扩大规模,在知识产权、技术、设备、采购、人力资源、市场条件等方面形成优势,达到规模经济效益。如近期上海华虹NEC和上 海宏力已经开始整合,合并完成后8英寸的制造能力将覆盖从0.35μm到90nm的各个技术节点,月产能达到13万片,规模位居全球 Foundry的前5位,综合经济效益将提高10%。华虹NEC是我国第1条8英寸集成电路生产线,注册资金86208万美元,已从单一的 DRAM产品生产转型为综合性代工生产经营模式,月产能从国家验收时的2万片提高到目前的9万片,2010年实现销售收入3.68亿 美元、利润4900万美元。宏力半导体具有国内领先的8英寸制造设备和技术,注册资金9亿美元,目前月产能4万片,工艺覆盖 0.25μm至90nm的技术节点,2010年,宏力实现销售收入2.4亿美元、盈利2500万美元。两家公司合并后的新公司将为国内设计企 业提供可靠的制造服务,从而生产出一系列贴合市场需求的集成电路产品,提高市场占有率,这不仅能提高企业的经济效益,也将为我 国集成电路产业再做新贡献。

3. 以服务国内设计业为重点。国外先进的生产线都以订单方式生产,国内设计企业近几年来发展迅速,实力明显增强,销售收入 过亿元企业有60多家,设计能力达到40nm,CPU、DSP、MCU、存储器等高端通用芯片技术取得重大突破,TD-SCDMA芯片、数字电 视芯片和信息安全芯片等SoC芯片产品也实现了规模量产。为此,各级政府要加大设计业与制造业发展的统筹力度,特别是支持制 造企业工艺IP库的建设,使国内设计企业的产品能够在国内制造企业中流片。同时,要促进集成电路企业与整机制造企业配套发展, 不断提高我国信息产业中芯片的自给能力。

4. 防止盲目投资。近几年国际集成电路制造业进行了较大幅度的调整,由于技术落后及产能过剩等原因,国外的8英寸及6英寸 生产线已关闭数10条。某些企业欲向国内引进这些旧生产线,这不仅不符合产业技术发展趋势,还会对现有的国内市场造成严重冲 击,形成恶性竞争。国家应重点支持现有成熟的8英寸生产线和12英寸生产线发展,特别是要降低这些现有生产线进口国外先进设 备的成本,如免除此类企业的设备进口环节增值税等。

对于我国集成电路产业来说,引进是手段,创新才是目的。引进并非照搬,而是为了超越。要发展壮大 我国自主的集成电路产业,要把系统整机、集成电路设计与制造生产紧密结合起来,形成完整的集成电路产 业链,彻底改变集成电路80%依赖进口、而同时国内集成电路生产线的一多半生产能力依赖国外设计公司 的被动局面,建立自己的技术和管理团队,建立丰富的硅知识产权IP库(包括器件模型和标准单元库)和稳 定的工艺流程(Base Line),开拓市场,把我国的集成电路产业做强做大。


(中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海200050)
(责任编辑 李娜)