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【中国半导体脊梁】北方华创:依托专项,为半导体装备铸强基;强势出击,与跨国公司同台竞技
发布时间:2017-06-07

摘自:芯思想,作者:赵元闯


一、导语

  2017314SEMICON CHINA2017在上海盛大开幕。在W3馆中,有一个全新的品牌展台,那里人流如织,这个全新的品牌就是NAURA(北方华创)。


  同日晚上的GALA DINNER颁奖晚宴上,再次让全球半导体人记住北方华创这个全球新的品牌,SEMI给北方华创颁发了“2017 SEMI企业成就奖”,以表彰北方华创对中国半导体产业作出的卓越贡献。
  在晚宴上,有人问我,北方华创没听说过呀?
  不知道北方华创没关系。你总该知道北方微电子吧!总该听说过七星电子吧!

  是的,北方华创就是由北方微电子和七星电子这两家中国半导体装备公司融合而成,是中国唯一高端集成电路装备上市平台,是中国规模最大、涉猎领域最广、产品最全的半导体装备制造商,为全球客户提供高端半导体装备。
  以全新的形象在SEMICON China 2017亮相的北方华创,全方位展示包括刻蚀(Etch)、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、氧化/扩散、清洗、气体质量流量计等高端半导体工艺装备及核心零部件解决方案,让观众感受到中华民族半导体装备的科技之美。



二、新品牌,新形象,带给产业无限可能
  北方华创科技集团股份有限公司总裁赵晋荣向笔者诠释公司标识的具体含义:“北方华创”,英文简称为“NAURA”,全新的名称和企业标识的推出,是集团整合过程中的重大里程碑事件,标志着合并后的新公司将继续传承北方微电子和七星电子悠久的品牌文化,也预示着未来新公司将迎来更广阔的发展机遇。
  赵晋荣总裁表示,融合后的北方华创秉承北方微电子和七星电子多年高科技研发实力,强强联合,实现资源整合和优势互补,公司具有更强大的创新实力。以科技创新为基点,聚集了更大的爆发力,着眼未来,将持续加强公司造血能力,加速培育更多具核心竞争力的新技术和新产品,打造中国最大的半导体装备产业上市平台。
  我们也相信,北方华创将一如既往,以“创造精良,打造民族自尊”为己任,继续发扬“精良品质•卓越服务•中国制造”的企业宗旨,以高端微电子工艺装备领军企业的姿态登上世界舞台,深耕发展,引领未来,助推产业技术进步,带给产业无限可能。


三、强强联合,以集成电路为核心,辐射泛半导体领域
  整合后的北京北方华创微电子装备有限公司整合了原七星电子的半导体装备相关业务和原北方微电子的全部业务,生产的产品以晶圆制造和先进封装领域为核心,辐射泛半导体领域,包括新能源光伏、半导体照明、微机电系统、功率器件、化合物半导体、平板显示等领域。

宽敞明亮的生产车间


  在集成电路领域,由公司自主研发的14纳米等离子硅刻蚀机、单片退火系统、低压化学气相沉积(LPCVD)设备已成功进入集成电路主流代工厂;28纳米Hardmask PVD、Al-Pad PVD设备已率先进入国际供应链体系;12英寸清洗机累计流片量已突破60万片大关;深硅刻蚀设备也于去年一举告捷东南亚市场。

12英寸硅刻蚀机(图片由北方华创提供)



铝衬底物理气相沉积系统


  在先进封装领域,北方华创开发的硅通孔(TSV)刻蚀机和物理气相沉积(PVD)设备已在全球前十大封装企业中得到了广泛应用;同时应用于凸块(Bumping)制程的清洁(Descum)设备受到市场的积极关注。
  在功率器件领域,北方华创自主研发的薄膜/厚膜硅外延APCVD系统、刻蚀设备及金属溅射PVD已获得国内多家功率器件客户的认可和批量采购;为多条功率器件生产线提供清洗解决方案;先进的卧式扩散/氧化系统可以满足功率半导体领域特殊工艺的应用。
  在MEMS领域,北方华创的深硅刻蚀设备已实现批量销售,获得了用户广泛的认可与好评;卧式LPCVD已成功应用于半导体级碳纳米管生长;并成功研发先进氮化铝薄膜沉积设备及工艺解决方案。
  在化合物半导体领域,北方华创定制开发了化合物半导体刻蚀机、PECVD系统、槽式清洗系统和卧式扩散/氧化系统,为客户提供全面的设备及工艺解决方案。
  在LED领域,北方华创推出了ELEDE系列刻蚀机,自2010年面市以来就深受用户欢迎,ELEDE 380G+刻蚀机和ELEDE 380E PSS刻蚀机成为LED领域标杆产品;iTops A230 氮化铝溅射系统的推出,是LED领域的一个里程碑的产品,成为全球最受用户欢迎的创新产品,实现全球市场占有率第一。
  在光伏制造领域,公司研发了国内首台应用于高效光伏电池生产的负压扩散炉,打破了国际技术垄断,获得了市场认可,目前已稳稳拔得市场头筹;研发的晶硅电池线的大部分关键生产设备如在线湿法刻蚀机、槽式单晶制绒机、卧式扩散炉、PECVD等设备均已实现了进口替代。
  在平板显示领域,北方华创微电子公司是国内TFT-LCD生产线的骨干设备供应商,多种产品在客户G5至G10.5各个世代TFT-LCD生产线及OLED生产线上批量应用;CELL段的ODF工艺紫外固化炉UV Cure以及Cutting工艺的Grind Cleaner等设备均在各世代生产线占据重要份额。
  公司在气体流量测量和控制方面亦拥有多项关键技术优势,气体质量流量控制器(MFC)产品行销欧美,在国内市场中始终占第一品牌的行业地位。
  在为半导体领域客户打造的产品蓝图中,新技术、新产品、新工艺代代更迭、生生不息。正如“北方华创”品牌的英文名称——“NAURA”所寓意的,“北方华创”的明星产品如浩瀚星辰般在半导体宇宙中璀璨闪耀。

四、依托02专项,为中国装备业添光
  2017年5月23日,《极大规模集成电路制造技术及成套工艺》项目(以下简称02专项)成果发布会在北京举行,在会上笔者了解到,作为国家作02重大科技专项重点承担单位,公司通过一直以来承担重大专项多项课题的科研任务,经过九年攻关,完成了刻蚀机、磁控溅射、氧化炉、低压化学气相沉积、清洗机、原子层沉积等集成电路设备90/55/40/28纳米工艺验证,实现产业化;刻蚀(ETCH)、单片退火系统、化学气相沉积(CVD)三大类集成电路设备进入14纳米工艺验证阶段,首次实现与国外设备同步验证。
  到底北方华创的活力来自哪里?让我们来听听听02专项总体组专家的说法。
  02专项总体组专家、国家封测联盟秘书长于燮康认为02专项的创新的考核机制为北方华创的发展注力了活力。“下游考核上游,整机考核部件,应用考核技术,市场考核产品”的考核制保证了科研成果的实用性,成就了一大批经得起市场检验的高端产品。
  由于北方华创是承担02专项装备项目最多的单位,同时也是零部件的最大用户,因此,公司与上下游交流的机会很多,不但增进了相互信任,也带来了商机。
  中芯国际作为02专项创的验证单位,承担了北方华创大部分产品的验证工作,双方建立了紧密的合作关系。中芯国际在开发28纳米工艺初期,根据自身工艺的特点,需要一种单片快速退火设备,国外还没有完全符合要求的成熟产品,基于双方的了解,主动提出由北方华创来开发此设备。双方进行了深入的交流,在不到一年的时间里,成功完成设备开发及工艺验证,相关指标达到国际先进水平,成为中芯国际28纳米生产线基线(Baseline)配置产品,实现批量销售。
  北京北方华创微电子装备有限公司正是在此严苛的考核机制下,取得了一系列的成果。
  2008年3月6日,北方微电子公司自主研制的NMC 612高密度等离子刻蚀机正式进入中芯国际北京12英寸工厂生产线,应用于90-65纳米硅栅刻蚀和浅槽隔离刻蚀等工艺制程。
  2013年推出的Polaris T是应用于先进封装领域TSV阻挡层、籽晶层沉积工艺的高性能PVD设备,可面对极具挑战的TSV孔隙填充工艺要求,可以实现5um直径、12:1深宽比TSV深孔的无孔洞电镀填充,兼容12英寸硅、玻璃等多种基片。
  2015年exTin H430 TiN PVD设备、eVictor A830 Al pad PVD两款设备进入海外主流芯片企业外,Booster A630单片退火系统、NMC612硅刻蚀设备也成为中芯国际的基线(Baseline)机台,实现大生产线的批量生产。
  2016年11月推出200mm高性能多功能磁控溅射系统,满足先进封装、微机电系统等多领域制程的发展需求,推出当月就实现销售。

北方华创厂区俯瞰图

  相信,北方华创将继续发扬“精良品质•卓越服务•中国制造”的企业精神,深耕发展,引领未来,与业界同仁携手合作,助推产业技术进步,带给产业无限可能。


五、抓住机遇求发展,在竞争中取胜
  中国集成电路装备和材料在02专项的推动下,在某些领域确实取得了重点突破,可以与海外跨国公司实现同台竞技。但是我们也要看到,重点突破不等于全面突破。我们与海外跨国公司还是存在相当的差距。
  根据SEMI报告,2016年全球半导体制造设备的总销售额为412.4亿美元(约合2800亿元人民币),中国成为半导体设备第三大市场,设备销售额达64.6亿美元(约合430亿元人民币)。前十大半导体设备供应商的销售额超过370亿美元,占全球总销售额的90%以上。
  实际上,全球半导体设备几乎被美、日所垄断,前十大半导体设备供应商除了光刻设备供应商ASML 位于欧洲荷兰,其他九家都位于美、日。全球半导体设备顶级供应商还没有见到中国厂商的身影。
  在“国家集成电路产业投资基金”和地方基金的助推下,国际制造厂商几乎全线挺进中国大陆,不遗余力地进行产能扩张,中国集成电路产业迎来了千载难逢的发展“黄金期”,据估算投入各类资金总量可能达1000亿美元以上。
  02专项总体组专家、北方华创科技集团股份有限公司高级副总裁、首席战略官张国铭表示,根据目前各大厂商公布的未来几年在中国大陆扩张的技术规划,未来几年我们在设备技术的发展方向上至少可以在以下几个方面得以突破:16/14纳米及以下的FinFET技术发展,多次曝光技术带来设备技术和设备数量的需求,3D NAND闪存技术所带来的设备需求以及3D封装技术对晶圆级封装设备的需求突破。基于此,北方华创在02专项的支持下,已经开始进行布局,而且取得了相当的成绩。北方华创在28纳米及以上的制程已经实现了批量销售,14纳米已经开始工艺验证,只要我们能够丰富产品种类,拓宽应用领域,满足客户多样化的工艺需求,未来完全有机会在适应性与灵活性上与国际对手从同一起跑线上竞争,并非常有望在市场选择中得以胜出。

六、结语
  俗话说,兵马未动,粮草先行。对于国内集成电路产业而言,要实现从跟随者走向引领者的跨越,装备产业是最重要的一个环节。中国集成电路发展任重道远,中国集成电路装备和材料业更是压力山大。
  北方华创2016年的营收为16.22亿元(约合2.4亿美元),约占全球半导体设备市场0.58%。根据中国半导体行业协会的数据表明,2015年和2016年公司连续两年入围中国半导体装备五强榜单。
  祝福北方华创永攀高峰,再创佳绩。
  希望集成电路装备和材料业能挺起中国集成电路的脊梁。

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