華虹宏力:強化核心競爭力,踐行“強芯夢”

在摩爾定律的指引下，出于對高性能和高集成度的追求，器件的關鍵尺寸不斷縮微，28納米、16納米、7納米……甚至3納米，各代技術迫不及待搶著登臺。在這股大潮裹挾下，集成電路制造業(yè)也急匆匆地跟著摩爾定律向前沖。然而，有多少半導體芯片真的需要超細線寬技術，并愿意負擔超高額的成本、接受還不夠穩(wěn)定的交付？如果超前的半導體制造技術不能代表當下市場普遍需求，僅僅用器件的關鍵尺寸來評價這些芯片及其應用市場，合理嗎？如何在產業(yè)對超前技術的狂熱追捧中，走出一條更符合真實市場邏輯的前進之路？

近日，華虹集團旗下上海華虹宏力半導體制造有限公司執(zhí)行副總裁孔蔚然博士在“以創(chuàng)新促發(fā)展”演講中提出此問，并闡述了華虹宏力的路徑選擇。他指出，對智能卡、電源管理芯片和分立器件等占絕對多數的半導體芯片而言，從制造成本、生產穩(wěn)定性、交付可靠性上來看，基于8英寸平臺的特色工藝是更優(yōu)的選擇。華虹宏力透過產業(yè)熱潮盯準真實需求，20余年來持續(xù)聚焦差異化技術研發(fā)。如今，隨著半導體市場的增長和終端應用的多樣化，對差異化工藝需求也越來越多，市場對8英寸的需求持續(xù)增長；華虹宏力做好了充足準備，立足細分市場，持續(xù)投資技術研發(fā)和技術組合優(yōu)化，受到市場高度認可。

圖1：華虹宏力執(zhí)行副總裁孔蔚然博士

持續(xù)創(chuàng)新，突破工藝性能和制造成本邊界

自1960年代MOS晶體管問世以來，因其制造成本低、尺寸小、整合度高，是當今半導體工藝和芯片中的核心器件，摩爾定律實質上就是MOS晶體管微縮演進的規(guī)律，如今的DRAM、3D-NAND、Trench MOS、IGBT、FDSOI和FINFET等均以MOS為核心器件。但在2000年前后，因為應用終端芯片的制造需求逐漸差異化，純晶圓代工行業(yè)的特色工藝逐漸發(fā)展壯大，有遠見的晶圓代工廠開始研發(fā)特色工藝技術，走上“超越摩爾”之路。

作為全球領先的特色工藝純晶圓代工企業(yè)，華虹宏力早在2000年初就開始布局特色工藝技術，現已形成嵌入式非易失性存儲器（eNVM）、功率器件、模擬及電源管理、邏輯/數模混合以及射頻等多個特色工藝平臺。經過多年研發(fā)創(chuàng)新和持續(xù)積累，2018年華虹宏力累計獲得中國/美國有效授權專利超過3000件，打破了中國半導體產業(yè)過分依賴技術引進的局面，為國內外客戶提供了更加經濟有效的造芯平臺，推動了國內半導體產業(yè)的發(fā)展。

圖2：華虹宏力特色工藝平臺廣泛覆蓋各種應用

1、 第一大營收來源：嵌入式存儲技術

華虹宏力擁有世界領先的eNVM技術，相關技術平臺是公司2018年第一大營收來源。90納米eNVM技術是國內新一代銀行IC卡技術，IP尺寸大幅縮小，極大地提高了客戶產品的競爭力。特別介紹華虹宏力專利技術NORD FLASH。其創(chuàng)新結構使得閃存單元面積、eFlash IP面積、制造成本都極具優(yōu)勢。比如，在55納米節(jié)點下，華虹宏力專利閃存單元面積為0.04平方微米，僅僅是市面其它方案的一半；縮減了光罩和層次，制造成本更低，光罩層次（1.5V+5V）由2007年的38降至2018年的24，為業(yè)界領先水平?？孜等唤榻B，未來華虹宏力在嵌入式閃存技術上的發(fā)展策略有5點：一是利用自對準工藝，減少對光刻技術升級的依賴性；二是在數據保持能力上，以90? oxide（可耐受300℃高溫烘烤）為未來發(fā)展方向；三是不依賴于ECC來保障閃存可擦寫次數；四是將持續(xù)簡化制程，消減光刻層數；五是將持續(xù)尋找新器件結構，探求嵌入式閃存特色工藝的極限。

2、 自主可控關鍵：功率半導體技術

功率半導體芯片是開關電源、馬達驅動、LED路燈、新能源汽車和智能電網等應用的核心器件，是各應用符合國家能源要求的關鍵因素。華虹宏力是業(yè)內首個擁有深溝槽超級結（DT-SJ）MOSFET的8英寸代工廠，其第三代深溝槽超級結工藝流程緊湊，且成功開發(fā)出溝槽柵的新型結構，有效地降低了結電阻，進一步縮小了元胞（cell pitch）面積，技術參數達業(yè)界一流水平，可提供導通電阻更低、芯片面積更小、開關速度更快和開關損耗更低的技術解決方案。

被稱為“電力電子行業(yè)引擎”的IGBT，是能源轉換與傳輸的核心器件、節(jié)能減排的關鍵芯片，應用范圍小到家電，大到高鐵、新能源汽車、智能電網和工業(yè)自動化等戰(zhàn)略性產業(yè)。華虹宏力是全球首家提供場截止型（FS）IGBT技術的8英寸代工廠，量產產品系列眾多，電壓涵蓋600V~1700V。值得特別說明，華虹宏力在IGBT背面加工能力上尤為突出，擁有IGBT全套背面加工工藝，包括背面薄片、背面離子注入、背面激光退火、背面金屬、背面光刻等，技術能力已達業(yè)界領先水平。

3、 緊跟高集成度、智能化趨勢：模擬/電源管理IC

模擬/電源管理IC應用領域廣闊，廣泛應用在通信系統(tǒng)，消費電子，汽車應用以及工業(yè)控制中，是未來幾年增速最快的芯片類型。華虹宏力模擬/電源管理IC工藝的電壓覆蓋范圍從5V至700V，工藝節(jié)點從0.5微米至90納米。具體來說，成熟的0.35微米5V/7VBCD和HV（高壓）工藝良率穩(wěn)定，應用產品門類多，可廣泛應用于音頻功放、馬達驅動、DC/DC等；先進的110納米1.5V+7V工藝，性能優(yōu)異，7V器件的導通電阻降低30%，開態(tài)擊穿電壓（BVon）超過10V。

在競爭激烈的BCD技術方面，華虹宏力可提供全系列BCD/CDMOS工藝：2018年成功量產第二代0.18微米5V/40V BCD，技術性能達到業(yè)界先進水平，具有導通電阻低、高壓種類全、光刻層數少等優(yōu)勢，已實現電機驅動、快充、DC-DC轉換器等多種芯片量產；針對汽車電子市場，完成了0.18微米BCD工藝和部分IP的汽車級驗證；結合嵌入式閃存技術，形成了頗具特色的eFlash+BCD工藝，可滿足客戶的復合式功能需求等。

4、 靈活支持5G射頻芯片設計

隨著5G商用時點的臨近，5G射頻芯片迎來黃金發(fā)展期。作為全門類特色射頻工藝提供商，華虹宏力擁有超過300個專利和47個以上美國專利，產品涵蓋成熟的射頻CMOS工藝，以及RF SOI與鍺硅BiCMOS工藝等。華虹宏力RF SOI工藝提供精準的PSP SOI模型，便于優(yōu)化射頻前端模組及天線開關的設計；0.2微米RF SOI工藝已批量生產；0.13微米RF SOI 1.2V/2.5V工藝平臺更好地支持Switch+LNA的集成，并基于此繼續(xù)布局55納米節(jié)點；創(chuàng)新的鍺硅HBT結構可幫助客戶在降低芯片成本的同時優(yōu)化射頻性能。華虹宏力豐富的射頻組合可根據客戶需要提供定制服務，以杰出的性能和連續(xù)不斷的技術開發(fā)，靈活地支持客戶需求。

強化核心競爭力，踐行“強芯夢”

集邦咨詢在《2019中國半導體特色工藝市場分析報告》中指出，半導體特色工藝制程的全球市場占比約為40%，這給提前布局特色工藝的8英寸晶圓代工廠帶來了極大的機會。作為全球領先的8英寸純晶圓代工廠，華虹宏力2018年取得的斐然成績也再次驗證了這點：銷售收入達9.3億美元，同比增長15.1%；晶圓出貨量首次突破200萬片；月總產能增至17.4萬片，以99.2%的高產能利用率居于行業(yè)領先地位。截至2018年底，華虹宏力已實現連續(xù)32個季度盈利。

從華虹宏力2018年營收的技術類型和終端應用市場來看，極大地受益于對存儲、功率、射頻等半導體制造的特色技術的前瞻性布局和持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新。具體來說，eNVM是其最大營收來源，2018年同比增長15.8%，增長主因來源于金融卡芯片和MCU等；營收同比增長最高的是分立器件，增長幅度高達40.5%，增長來源于通用MOSFET、超級結MOSFET和IGBT等；從應用終端市場來看，工業(yè)和汽車電子的營收增長迅猛，同比攀升78.7%，推動該領域成為其營收第二大來源。

成績見證過去，未來有賴當下。華虹宏力于2017年投資建設華虹無錫12英寸生產線，不是追風產業(yè)升級熱潮，而是為了滿足日益增長的特色工藝產能需求，以及進一步夯實基礎、擴充技術組合，繼續(xù)延伸8英寸特色工藝的成功基因。據悉，為加快實現華虹無錫的順利投產、風險量產和上量，華虹宏力早已啟動55納米邏輯工藝及相關IP的研發(fā)，預計2019年下半年開始導入客戶；同期研發(fā)的55納米嵌入式閃存工藝的存儲單元，功能驗證已通過，為未來量產打下堅實的基礎。

在維持研發(fā)創(chuàng)新的同時，華虹宏力對生產也是精益求精，提供的特色工藝穩(wěn)定性好、可靠性強、良品率高，滿足了智能卡、物聯網、汽車電子、工業(yè)自動化和5G等市場的需求，獲得了客戶和市場的高度認可。如孔蔚然所總結，華虹宏力作為一家純代工晶圓制造企業(yè)，技術創(chuàng)新促進了她的成長、發(fā)展；閃存/功率/模擬/射頻等特色工藝為客戶帶來優(yōu)異價值回報及市場競爭力；特色工藝“8+12”未來將提供巨大的產能及技術發(fā)展空間。我們有理由相信，作為“909”工程載體華虹集團旗下的一員踏實干將，華虹宏力未來將走得更快更穩(wěn)，成為中國“強芯夢”的堅定踐行者。