标签：半导体制造

集成电路，又称芯片，是绝大多数电子设备的核心组成部分，被誉为“工业粮食”。它不仅在智能手机、电视机、计算机、汽车等电子设备方面得到广泛的应用，在军事、通信、遥控等方面也不可或缺，对5G、人工智能、物联网、自动驾驶等都是必不可少的基础。

然而，芯片制造又是世界上最为复杂的制造业。以采用了20纳米工艺的苹果A8手机芯片为例，其在不足指甲盖大小的空间里，包含了20亿个晶体管结构，内部犹如一座超级城市。所以芯片被业界称为“集人类超精细加工技术之大成”。

一个小小的芯片，是如何诞生的呢？在广州市黄埔区中新知识城，有一家芯片制造企业——广州粤芯半导体技术有限公司，拥有广州第一条12英寸芯片生产线，也是广东省及粤港澳大湾区目前唯一进入量产的12英寸芯片生产平台。昨日，记者采访了粤芯半导体市场及营销副总裁李海明博士。

芯片制造“点沙成金”五步走

1.打造地基——晶圆

硅是芯片最重要的基础材料，是地球上第二丰富的资源，但更多以二氧化硅，也就是沙子的形态储存在地球上。制造芯片，首先要从二氧化硅提炼出高纯度的硅晶体，制成硅锭，再切割成薄脆的圆盘形状，抛光后形成晶圆，这相当于芯片的“地基”。

李海明说，12英寸晶圆是指晶圆的直径为12英寸，其他常见的晶圆尺寸，还有8英寸和6英寸。“晶圆尺寸越大，在同一个圆片上生产切割的芯片就越多，但同时对材料技术和生产技术的要求也会更高。目前粤芯半导体主要生产12英寸晶圆。”

芯片就是以晶圆为“地基”，在上面“建房子”，把所需的电路和器件“建”在硅片上。“比如说，我们可以在上面沉积一层金属薄膜，再把这层薄膜刻出图形，留下一个金属连线的图案，也就是我们需要的电路。而在这层图形上面还可以再做另一层，每层之间还可以做出互联。”中国科协首席科学传播专家张宇识说。

2.光刻

由于芯片内的距离以纳米为单位，在这么小的范围内布一根根超细的电线是不现实的，所以芯片制造需要用到光刻工艺。

首先，在晶圆上涂一层特殊的光刻胶，再将包含数十亿个电路元件的芯片蓝图制作成掩膜，利用光的投影将缩小版的掩膜投影到晶圆的光刻胶膜上。光刻胶膜发生光化学反应，被光照的地方变得可溶于水，经过显影清洗后留下的图案与掩膜上一致。再用特制的化学药水蚀刻暴露出来的晶圆，蚀刻完成后，清除所有光刻胶，便得到纵横交错的电路沟槽。

3.掺杂

所谓掺杂，是通过离子注入，赋予硅晶体管的特性。为了改变某些区域的导电性，覆盖着光刻胶的晶圆经过离子束（带正电荷或负电荷的原子）轰击后，未被光刻胶覆盖的部分嵌入了杂质（高速离子冲进未被光刻胶覆盖的硅的表面），硅里进入了杂质，便会改变某些区域硅的导电性。

4.薄膜沉积

通过化学或者物理气相金属沉积，再重复光刻和蚀刻工艺，进行金属连接。一个正常运作的芯片需要连接数以百万计的传导线路，包含几十层结构，每层结构的形成，都离不开光刻和蚀刻。平面上看，像密集交织的高速公路；立体上看，像是拥有许多房间、楼宇的“超级城市”。

5.封装与测试

封装环节，即把裸片放在一块起到承载作用的基板上，把管脚引出来，然后固定包装成为一个整体。封装后测试，即对已制造完成的芯片进行结构及电气功能的确认，以保证芯片符合系统的需求。

国产芯片需要补哪些短板

EDA、IP和设计服务

从上述制造工艺开始看出，掩膜，即芯片蓝图的复杂程度，是决定芯片性能的关键。

其中，在芯片设计领域，有一家不得不提的“图纸”提供商——英国ARM公司。它是全球领先的半导体知识产权（IP）提供商，全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构，包括苹果、华为。

根据自身产品的性能需求，在“图纸”上进行进一步改造，需要用到专门的设计软件，统称为EDA软件。在EDA软件全球市场中，德国以及美国技术领先。EDA、IP和设计服务，是整个芯片产业的技术源头，也是中国芯片产业结构中最为薄弱的环节。

极紫外线光刻机

制造芯片需要大量精致的光学技术、材料技术以及精密的加工技术。其中的高精度光刻机，更是整个芯片产业的命门之所在。目前，全球仅有极少数的光刻机设备厂商能够研制出高端光刻机，而荷兰的ASML则拥有全球晶圆厂光刻机设备高达八成的市场份额。

该公司最先进的EUV（极紫外线）光刻机已经能够制造7纳米以下制程的芯片。在这台光刻机中，每秒在真空环境中，从底部容器流出5万滴融化的锡液，激光束照射每一滴液体产生等离子体，从而释放出更短的波长，产生极紫外线，通过超高精度的反射镜引导光线。这台光刻机也被称为现代工业的皇冠，是地球上最精密的仪器之一。

去年国产芯片产量达2018亿块

过去几年，国产芯片产量大增。以2019年数据为例，国产芯片产量达到2018亿块，同比增长16%，不过在核心芯片方面自给率仍然很低，不足3%。

“我们和国外领先企业相比，比如英特尔、三星，大概有2-3个世代以上的差异。”李海明坦言，目前粤芯50%以上的原材料晶圆是日本提供的，薄膜、刻蚀、扩散等生产设备的制造技术几乎都掌握在国外厂商手里。

大湾区是芯片需求高地

广东是中国主要的集成电路元器件市场和重要的电子整机生产基地，占据60%以上的集成电路市场需求。

“粤港澳大湾区最大的优势是，在这里能找到不同等级的电子产品。从广州到东莞再到深圳，这一带是中国重要的消费型电子产品制造发源地。珠江另一岸，从广州到佛山、中山到珠海，这一带又是中国非常重要的大中型家电生产基地。所以，粤港澳大湾区是所有电子行业企业都能够找到贴近市场、又找到后端应用资源的地方。”李海明说。

2018年底，广州市出台《加快发展集成电路产业的若干措施》，明确将集成电路作为广州市产业发展战略重点。广州拥有泰斗微电子、润芯、硅芯、新岸线、昂宝、安凯等一批集成电路设计企业，以及兴森快捷、安捷利、风华芯电、新星微电子等一批封装测试企业，粤芯项目更是填补芯片制造空白。

粤芯半导体逆势增资

疫情是否对粤芯的生产造成影响？李海明表示，2020年第一季度，粤芯半导体在受到新冠肺炎疫情影响的情况下，超额完成了预计生产出货目标——首季产出高出预期25%。

今年2月，粤芯半导体二期项目成功扩产签约，新增投资65亿元。粤芯半导体逆势增资扩产为发展按下“启动键”的同时，也摁下“加速键”，朝着释放产能、满足粤港澳大湾区芯片市场需求的方向加速。

6月1日，上交所已受理中芯国际集成电路制造有限公司科创板上市申请，保荐机构为海通证券和中金公司。

招股书显示，中芯国际本次初始发行的股票数量不超过168,562.00万股，不涉及股东公开发售股份，不超过初始发行后股份总数的25.00%，每股面值0.004美元，募集资金总额高达200亿元。实际募集资金扣除发行费用后的净额计划投入3个项目：12英寸芯片SN1项目、先进及成熟工艺研发项目储备资金、以及补充流动资金。

Source：公告截图

其中，“12英寸芯片SN1项目”的募集资金投资额为800,000.00万元，该项目载体为中芯国际的重要子公司中芯南方。中芯南方成立于2016年12月，该项目规划月产能3.5万片，已建设月产能6000片，是中国大陆第一条FinFET工艺生产线，也是中芯国际14纳米及以下先进工艺研发和量产的主要承载平台。

募集资金将用于将该生产线的月产能从6000片扩充到3.5万片。中芯国际表示，14纳米是中国大陆已量产、最先进的集成电路晶圆代工工艺，14纳米以下工艺目前在中国大陆尚处于研发阶段，继续完善14纳米工艺并开展14纳米以下工艺技术研发，对于进一步保持并提升公司在中国大陆集成电路晶圆代工领域的技术领先优势具有重要意义。

而先进及成熟工艺研发项目储备资金项目的募集资金投资额为 400,000.00万元，用于工艺研发以提升公司的市场竞争力。

集成电路，又称芯片，是绝大多数电子设备的核心组成部分，被誉为“工业粮食”。它不仅在智能手机、电视机、计算机、汽车等电子设备方面得到广泛的应用，在军事、通信、遥控等方面也不可或缺，对5G、人工智能、物联网、自动驾驶等都是必不可少的基础。

然而，芯片制造又是世界上最为复杂的制造业。以采用了20纳米工艺的苹果A8手机芯片为例，其在不足指甲盖大小的空间里，包含了20亿个晶体管结构，内部犹如一座超级城市。所以芯片被业界称为“集人类超精细加工技术之大成”。

一个小小的芯片，是如何诞生的呢？在广州市黄埔区中新知识城，有一家芯片制造企业——广州粤芯半导体技术有限公司，拥有广州第一条12英寸芯片生产线，也是广东省及粤港澳大湾区目前唯一进入量产的12英寸芯片生产平台。昨日，记者采访了粤芯半导体市场及营销副总裁李海明博士。

芯片制造“点沙成金”五步走

1.打造地基——晶圆

硅是芯片最重要的基础材料，是地球上第二丰富的资源，但更多以二氧化硅，也就是沙子的形态储存在地球上。制造芯片，首先要从二氧化硅提炼出高纯度的硅晶体，制成硅锭，再切割成薄脆的圆盘形状，抛光后形成晶圆，这相当于芯片的“地基”。

李海明说，12英寸晶圆是指晶圆的直径为12英寸，其他常见的晶圆尺寸，还有8英寸和6英寸。“晶圆尺寸越大，在同一个圆片上生产切割的芯片就越多，但同时对材料技术和生产技术的要求也会更高。目前粤芯半导体主要生产12英寸晶圆。”

芯片就是以晶圆为“地基”，在上面“建房子”，把所需的电路和器件“建”在硅片上。“比如说，我们可以在上面沉积一层金属薄膜，再把这层薄膜刻出图形，留下一个金属连线的图案，也就是我们需要的电路。而在这层图形上面还可以再做另一层，每层之间还可以做出互联。”中国科协首席科学传播专家张宇识说。

2.光刻

由于芯片内的距离以纳米为单位，在这么小的范围内布一根根超细的电线是不现实的，所以芯片制造需要用到光刻工艺。

首先，在晶圆上涂一层特殊的光刻胶，再将包含数十亿个电路元件的芯片蓝图制作成掩膜，利用光的投影将缩小版的掩膜投影到晶圆的光刻胶膜上。光刻胶膜发生光化学反应，被光照的地方变得可溶于水，经过显影清洗后留下的图案与掩膜上一致。再用特制的化学药水蚀刻暴露出来的晶圆，蚀刻完成后，清除所有光刻胶，便得到纵横交错的电路沟槽。

3.掺杂

所谓掺杂，是通过离子注入，赋予硅晶体管的特性。为了改变某些区域的导电性，覆盖着光刻胶的晶圆经过离子束（带正电荷或负电荷的原子）轰击后，未被光刻胶覆盖的部分嵌入了杂质（高速离子冲进未被光刻胶覆盖的硅的表面），硅里进入了杂质，便会改变某些区域硅的导电性。

4.薄膜沉积

通过化学或者物理气相金属沉积，再重复光刻和蚀刻工艺，进行金属连接。一个正常运作的芯片需要连接数以百万计的传导线路，包含几十层结构，每层结构的形成，都离不开光刻和蚀刻。平面上看，像密集交织的高速公路；立体上看，像是拥有许多房间、楼宇的“超级城市”。

5.封装与测试

封装环节，即把裸片放在一块起到承载作用的基板上，把管脚引出来，然后固定包装成为一个整体。封装后测试，即对已制造完成的芯片进行结构及电气功能的确认，以保证芯片符合系统的需求。

国产芯片需要补哪些短板

EDA、IP和设计服务

从上述制造工艺开始看出，掩膜，即芯片蓝图的复杂程度，是决定芯片性能的关键。

其中，在芯片设计领域，有一家不得不提的“图纸”提供商——英国ARM公司。它是全球领先的半导体知识产权（IP）提供商，全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构，包括苹果、华为。

根据自身产品的性能需求，在“图纸”上进行进一步改造，需要用到专门的设计软件，统称为EDA软件。在EDA软件全球市场中，德国以及美国技术领先。EDA、IP和设计服务，是整个芯片产业的技术源头，也是中国芯片产业结构中最为薄弱的环节。

极紫外线光刻机

制造芯片需要大量精致的光学技术、材料技术以及精密的加工技术。其中的高精度光刻机，更是整个芯片产业的命门之所在。目前，全球仅有极少数的光刻机设备厂商能够研制出高端光刻机，而荷兰的ASML则拥有全球晶圆厂光刻机设备高达八成的市场份额。

该公司最先进的EUV（极紫外线）光刻机已经能够制造7纳米以下制程的芯片。在这台光刻机中，每秒在真空环境中，从底部容器流出5万滴融化的锡液，激光束照射每一滴液体产生等离子体，从而释放出更短的波长，产生极紫外线，通过超高精度的反射镜引导光线。这台光刻机也被称为现代工业的皇冠，是地球上最精密的仪器之一。

去年国产芯片产量达2018亿块

过去几年，国产芯片产量大增。以2019年数据为例，国产芯片产量达到2018亿块，同比增长16%，不过在核心芯片方面自给率仍然很低，不足3%。

“我们和国外领先企业相比，比如英特尔、三星，大概有2-3个世代以上的差异。”李海明坦言，目前粤芯50%以上的原材料晶圆是日本提供的，薄膜、刻蚀、扩散等生产设备的制造技术几乎都掌握在国外厂商手里。

大湾区是芯片需求高地

广东是中国主要的集成电路元器件市场和重要的电子整机生产基地，占据60%以上的集成电路市场需求。

“粤港澳大湾区最大的优势是，在这里能找到不同等级的电子产品。从广州到东莞再到深圳，这一带是中国重要的消费型电子产品制造发源地。珠江另一岸，从广州到佛山、中山到珠海，这一带又是中国非常重要的大中型家电生产基地。所以，粤港澳大湾区是所有电子行业企业都能够找到贴近市场、又找到后端应用资源的地方。”李海明说。

2018年底，广州市出台《加快发展集成电路产业的若干措施》，明确将集成电路作为广州市产业发展战略重点。广州拥有泰斗微电子、润芯、硅芯、新岸线、昂宝、安凯等一批集成电路设计企业，以及兴森快捷、安捷利、风华芯电、新星微电子等一批封装测试企业，粤芯项目更是填补芯片制造空白。

粤芯半导体逆势增资

疫情是否对粤芯的生产造成影响？李海明表示，2020年第一季度，粤芯半导体在受到新冠肺炎疫情影响的情况下，超额完成了预计生产出货目标——首季产出高出预期25%。

今年2月，粤芯半导体二期项目成功扩产签约，新增投资65亿元。粤芯半导体逆势增资扩产为发展按下“启动键”的同时，也摁下“加速键”，朝着释放产能、满足粤港澳大湾区芯片市场需求的方向加速。

6月1日，上交所已受理中芯国际集成电路制造有限公司科创板上市申请，保荐机构为海通证券和中金公司。

招股书显示，中芯国际本次初始发行的股票数量不超过168,562.00万股，不涉及股东公开发售股份，不超过初始发行后股份总数的25.00%，每股面值0.004美元，募集资金总额高达200亿元。实际募集资金扣除发行费用后的净额计划投入3个项目：12英寸芯片SN1项目、先进及成熟工艺研发项目储备资金、以及补充流动资金。

Source：公告截图

其中，“12英寸芯片SN1项目”的募集资金投资额为800,000.00万元，该项目载体为中芯国际的重要子公司中芯南方。中芯南方成立于2016年12月，该项目规划月产能3.5万片，已建设月产能6000片，是中国大陆第一条FinFET工艺生产线，也是中芯国际14纳米及以下先进工艺研发和量产的主要承载平台。

募集资金将用于将该生产线的月产能从6000片扩充到3.5万片。中芯国际表示，14纳米是中国大陆已量产、最先进的集成电路晶圆代工工艺，14纳米以下工艺目前在中国大陆尚处于研发阶段，继续完善14纳米工艺并开展14纳米以下工艺技术研发，对于进一步保持并提升公司在中国大陆集成电路晶圆代工领域的技术领先优势具有重要意义。

而先进及成熟工艺研发项目储备资金项目的募集资金投资额为 400,000.00万元，用于工艺研发以提升公司的市场竞争力。

集成电路，又称芯片，是绝大多数电子设备的核心组成部分，被誉为“工业粮食”。它不仅在智能手机、电视机、计算机、汽车等电子设备方面得到广泛的应用，在军事、通信、遥控等方面也不可或缺，对5G、人工智能、物联网、自动驾驶等都是必不可少的基础。

然而，芯片制造又是世界上最为复杂的制造业。以采用了20纳米工艺的苹果A8手机芯片为例，其在不足指甲盖大小的空间里，包含了20亿个晶体管结构，内部犹如一座超级城市。所以芯片被业界称为“集人类超精细加工技术之大成”。

一个小小的芯片，是如何诞生的呢？在广州市黄埔区中新知识城，有一家芯片制造企业——广州粤芯半导体技术有限公司，拥有广州第一条12英寸芯片生产线，也是广东省及粤港澳大湾区目前唯一进入量产的12英寸芯片生产平台。昨日，记者采访了粤芯半导体市场及营销副总裁李海明博士。

芯片制造“点沙成金”五步走

1.打造地基——晶圆

硅是芯片最重要的基础材料，是地球上第二丰富的资源，但更多以二氧化硅，也就是沙子的形态储存在地球上。制造芯片，首先要从二氧化硅提炼出高纯度的硅晶体，制成硅锭，再切割成薄脆的圆盘形状，抛光后形成晶圆，这相当于芯片的“地基”。

李海明说，12英寸晶圆是指晶圆的直径为12英寸，其他常见的晶圆尺寸，还有8英寸和6英寸。“晶圆尺寸越大，在同一个圆片上生产切割的芯片就越多，但同时对材料技术和生产技术的要求也会更高。目前粤芯半导体主要生产12英寸晶圆。”

芯片就是以晶圆为“地基”，在上面“建房子”，把所需的电路和器件“建”在硅片上。“比如说，我们可以在上面沉积一层金属薄膜，再把这层薄膜刻出图形，留下一个金属连线的图案，也就是我们需要的电路。而在这层图形上面还可以再做另一层，每层之间还可以做出互联。”中国科协首席科学传播专家张宇识说。

2.光刻

由于芯片内的距离以纳米为单位，在这么小的范围内布一根根超细的电线是不现实的，所以芯片制造需要用到光刻工艺。

首先，在晶圆上涂一层特殊的光刻胶，再将包含数十亿个电路元件的芯片蓝图制作成掩膜，利用光的投影将缩小版的掩膜投影到晶圆的光刻胶膜上。光刻胶膜发生光化学反应，被光照的地方变得可溶于水，经过显影清洗后留下的图案与掩膜上一致。再用特制的化学药水蚀刻暴露出来的晶圆，蚀刻完成后，清除所有光刻胶，便得到纵横交错的电路沟槽。

3.掺杂

所谓掺杂，是通过离子注入，赋予硅晶体管的特性。为了改变某些区域的导电性，覆盖着光刻胶的晶圆经过离子束（带正电荷或负电荷的原子）轰击后，未被光刻胶覆盖的部分嵌入了杂质（高速离子冲进未被光刻胶覆盖的硅的表面），硅里进入了杂质，便会改变某些区域硅的导电性。

4.薄膜沉积

通过化学或者物理气相金属沉积，再重复光刻和蚀刻工艺，进行金属连接。一个正常运作的芯片需要连接数以百万计的传导线路，包含几十层结构，每层结构的形成，都离不开光刻和蚀刻。平面上看，像密集交织的高速公路；立体上看，像是拥有许多房间、楼宇的“超级城市”。

5.封装与测试

封装环节，即把裸片放在一块起到承载作用的基板上，把管脚引出来，然后固定包装成为一个整体。封装后测试，即对已制造完成的芯片进行结构及电气功能的确认，以保证芯片符合系统的需求。

国产芯片需要补哪些短板

EDA、IP和设计服务

从上述制造工艺开始看出，掩膜，即芯片蓝图的复杂程度，是决定芯片性能的关键。

其中，在芯片设计领域，有一家不得不提的“图纸”提供商——英国ARM公司。它是全球领先的半导体知识产权（IP）提供商，全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构，包括苹果、华为。

根据自身产品的性能需求，在“图纸”上进行进一步改造，需要用到专门的设计软件，统称为EDA软件。在EDA软件全球市场中，德国以及美国技术领先。EDA、IP和设计服务，是整个芯片产业的技术源头，也是中国芯片产业结构中最为薄弱的环节。

极紫外线光刻机

制造芯片需要大量精致的光学技术、材料技术以及精密的加工技术。其中的高精度光刻机，更是整个芯片产业的命门之所在。目前，全球仅有极少数的光刻机设备厂商能够研制出高端光刻机，而荷兰的ASML则拥有全球晶圆厂光刻机设备高达八成的市场份额。

该公司最先进的EUV（极紫外线）光刻机已经能够制造7纳米以下制程的芯片。在这台光刻机中，每秒在真空环境中，从底部容器流出5万滴融化的锡液，激光束照射每一滴液体产生等离子体，从而释放出更短的波长，产生极紫外线，通过超高精度的反射镜引导光线。这台光刻机也被称为现代工业的皇冠，是地球上最精密的仪器之一。

去年国产芯片产量达2018亿块

过去几年，国产芯片产量大增。以2019年数据为例，国产芯片产量达到2018亿块，同比增长16%，不过在核心芯片方面自给率仍然很低，不足3%。

“我们和国外领先企业相比，比如英特尔、三星，大概有2-3个世代以上的差异。”李海明坦言，目前粤芯50%以上的原材料晶圆是日本提供的，薄膜、刻蚀、扩散等生产设备的制造技术几乎都掌握在国外厂商手里。

大湾区是芯片需求高地

广东是中国主要的集成电路元器件市场和重要的电子整机生产基地，占据60%以上的集成电路市场需求。

“粤港澳大湾区最大的优势是，在这里能找到不同等级的电子产品。从广州到东莞再到深圳，这一带是中国重要的消费型电子产品制造发源地。珠江另一岸，从广州到佛山、中山到珠海，这一带又是中国非常重要的大中型家电生产基地。所以，粤港澳大湾区是所有电子行业企业都能够找到贴近市场、又找到后端应用资源的地方。”李海明说。

2018年底，广州市出台《加快发展集成电路产业的若干措施》，明确将集成电路作为广州市产业发展战略重点。广州拥有泰斗微电子、润芯、硅芯、新岸线、昂宝、安凯等一批集成电路设计企业，以及兴森快捷、安捷利、风华芯电、新星微电子等一批封装测试企业，粤芯项目更是填补芯片制造空白。

粤芯半导体逆势增资

疫情是否对粤芯的生产造成影响？李海明表示，2020年第一季度，粤芯半导体在受到新冠肺炎疫情影响的情况下，超额完成了预计生产出货目标——首季产出高出预期25%。

今年2月，粤芯半导体二期项目成功扩产签约，新增投资65亿元。粤芯半导体逆势增资扩产为发展按下“启动键”的同时，也摁下“加速键”，朝着释放产能、满足粤港澳大湾区芯片市场需求的方向加速。

6月1日，上交所已受理中芯国际集成电路制造有限公司科创板上市申请，保荐机构为海通证券和中金公司。

招股书显示，中芯国际本次初始发行的股票数量不超过168,562.00万股，不涉及股东公开发售股份，不超过初始发行后股份总数的25.00%，每股面值0.004美元，募集资金总额高达200亿元。实际募集资金扣除发行费用后的净额计划投入3个项目：12英寸芯片SN1项目、先进及成熟工艺研发项目储备资金、以及补充流动资金。

Source：公告截图

其中，“12英寸芯片SN1项目”的募集资金投资额为800,000.00万元，该项目载体为中芯国际的重要子公司中芯南方。中芯南方成立于2016年12月，该项目规划月产能3.5万片，已建设月产能6000片，是中国大陆第一条FinFET工艺生产线，也是中芯国际14纳米及以下先进工艺研发和量产的主要承载平台。

募集资金将用于将该生产线的月产能从6000片扩充到3.5万片。中芯国际表示，14纳米是中国大陆已量产、最先进的集成电路晶圆代工工艺，14纳米以下工艺目前在中国大陆尚处于研发阶段，继续完善14纳米工艺并开展14纳米以下工艺技术研发，对于进一步保持并提升公司在中国大陆集成电路晶圆代工领域的技术领先优势具有重要意义。

而先进及成熟工艺研发项目储备资金项目的募集资金投资额为 400,000.00万元，用于工艺研发以提升公司的市场竞争力。

集成电路，又称芯片，是绝大多数电子设备的核心组成部分，被誉为“工业粮食”。它不仅在智能手机、电视机、计算机、汽车等电子设备方面得到广泛的应用，在军事、通信、遥控等方面也不可或缺，对5G、人工智能、物联网、自动驾驶等都是必不可少的基础。

然而，芯片制造又是世界上最为复杂的制造业。以采用了20纳米工艺的苹果A8手机芯片为例，其在不足指甲盖大小的空间里，包含了20亿个晶体管结构，内部犹如一座超级城市。所以芯片被业界称为“集人类超精细加工技术之大成”。

一个小小的芯片，是如何诞生的呢？在广州市黄埔区中新知识城，有一家芯片制造企业——广州粤芯半导体技术有限公司，拥有广州第一条12英寸芯片生产线，也是广东省及粤港澳大湾区目前唯一进入量产的12英寸芯片生产平台。昨日，记者采访了粤芯半导体市场及营销副总裁李海明博士。

芯片制造“点沙成金”五步走

1.打造地基——晶圆

硅是芯片最重要的基础材料，是地球上第二丰富的资源，但更多以二氧化硅，也就是沙子的形态储存在地球上。制造芯片，首先要从二氧化硅提炼出高纯度的硅晶体，制成硅锭，再切割成薄脆的圆盘形状，抛光后形成晶圆，这相当于芯片的“地基”。

李海明说，12英寸晶圆是指晶圆的直径为12英寸，其他常见的晶圆尺寸，还有8英寸和6英寸。“晶圆尺寸越大，在同一个圆片上生产切割的芯片就越多，但同时对材料技术和生产技术的要求也会更高。目前粤芯半导体主要生产12英寸晶圆。”

芯片就是以晶圆为“地基”，在上面“建房子”，把所需的电路和器件“建”在硅片上。“比如说，我们可以在上面沉积一层金属薄膜，再把这层薄膜刻出图形，留下一个金属连线的图案，也就是我们需要的电路。而在这层图形上面还可以再做另一层，每层之间还可以做出互联。”中国科协首席科学传播专家张宇识说。

2.光刻

由于芯片内的距离以纳米为单位，在这么小的范围内布一根根超细的电线是不现实的，所以芯片制造需要用到光刻工艺。

首先，在晶圆上涂一层特殊的光刻胶，再将包含数十亿个电路元件的芯片蓝图制作成掩膜，利用光的投影将缩小版的掩膜投影到晶圆的光刻胶膜上。光刻胶膜发生光化学反应，被光照的地方变得可溶于水，经过显影清洗后留下的图案与掩膜上一致。再用特制的化学药水蚀刻暴露出来的晶圆，蚀刻完成后，清除所有光刻胶，便得到纵横交错的电路沟槽。

3.掺杂

所谓掺杂，是通过离子注入，赋予硅晶体管的特性。为了改变某些区域的导电性，覆盖着光刻胶的晶圆经过离子束（带正电荷或负电荷的原子）轰击后，未被光刻胶覆盖的部分嵌入了杂质（高速离子冲进未被光刻胶覆盖的硅的表面），硅里进入了杂质，便会改变某些区域硅的导电性。

4.薄膜沉积

通过化学或者物理气相金属沉积，再重复光刻和蚀刻工艺，进行金属连接。一个正常运作的芯片需要连接数以百万计的传导线路，包含几十层结构，每层结构的形成，都离不开光刻和蚀刻。平面上看，像密集交织的高速公路；立体上看，像是拥有许多房间、楼宇的“超级城市”。

5.封装与测试

封装环节，即把裸片放在一块起到承载作用的基板上，把管脚引出来，然后固定包装成为一个整体。封装后测试，即对已制造完成的芯片进行结构及电气功能的确认，以保证芯片符合系统的需求。

国产芯片需要补哪些短板

EDA、IP和设计服务

从上述制造工艺开始看出，掩膜，即芯片蓝图的复杂程度，是决定芯片性能的关键。

其中，在芯片设计领域，有一家不得不提的“图纸”提供商——英国ARM公司。它是全球领先的半导体知识产权（IP）提供商，全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构，包括苹果、华为。

根据自身产品的性能需求，在“图纸”上进行进一步改造，需要用到专门的设计软件，统称为EDA软件。在EDA软件全球市场中，德国以及美国技术领先。EDA、IP和设计服务，是整个芯片产业的技术源头，也是中国芯片产业结构中最为薄弱的环节。

极紫外线光刻机

制造芯片需要大量精致的光学技术、材料技术以及精密的加工技术。其中的高精度光刻机，更是整个芯片产业的命门之所在。目前，全球仅有极少数的光刻机设备厂商能够研制出高端光刻机，而荷兰的ASML则拥有全球晶圆厂光刻机设备高达八成的市场份额。

该公司最先进的EUV（极紫外线）光刻机已经能够制造7纳米以下制程的芯片。在这台光刻机中，每秒在真空环境中，从底部容器流出5万滴融化的锡液，激光束照射每一滴液体产生等离子体，从而释放出更短的波长，产生极紫外线，通过超高精度的反射镜引导光线。这台光刻机也被称为现代工业的皇冠，是地球上最精密的仪器之一。

去年国产芯片产量达2018亿块

过去几年，国产芯片产量大增。以2019年数据为例，国产芯片产量达到2018亿块，同比增长16%，不过在核心芯片方面自给率仍然很低，不足3%。

“我们和国外领先企业相比，比如英特尔、三星，大概有2-3个世代以上的差异。”李海明坦言，目前粤芯50%以上的原材料晶圆是日本提供的，薄膜、刻蚀、扩散等生产设备的制造技术几乎都掌握在国外厂商手里。

大湾区是芯片需求高地

广东是中国主要的集成电路元器件市场和重要的电子整机生产基地，占据60%以上的集成电路市场需求。

“粤港澳大湾区最大的优势是，在这里能找到不同等级的电子产品。从广州到东莞再到深圳，这一带是中国重要的消费型电子产品制造发源地。珠江另一岸，从广州到佛山、中山到珠海，这一带又是中国非常重要的大中型家电生产基地。所以，粤港澳大湾区是所有电子行业企业都能够找到贴近市场、又找到后端应用资源的地方。”李海明说。

2018年底，广州市出台《加快发展集成电路产业的若干措施》，明确将集成电路作为广州市产业发展战略重点。广州拥有泰斗微电子、润芯、硅芯、新岸线、昂宝、安凯等一批集成电路设计企业，以及兴森快捷、安捷利、风华芯电、新星微电子等一批封装测试企业，粤芯项目更是填补芯片制造空白。

粤芯半导体逆势增资

疫情是否对粤芯的生产造成影响？李海明表示，2020年第一季度，粤芯半导体在受到新冠肺炎疫情影响的情况下，超额完成了预计生产出货目标——首季产出高出预期25%。

今年2月，粤芯半导体二期项目成功扩产签约，新增投资65亿元。粤芯半导体逆势增资扩产为发展按下“启动键”的同时，也摁下“加速键”，朝着释放产能、满足粤港澳大湾区芯片市场需求的方向加速。