Flag完成！從動土開工到投產(chǎn)，18個月搞定！中國首條12英寸MEMS量產(chǎn)線！5年投資370億，兩座晶圓廠，12萬片/月產(chǎn)能！
今天（6月28日），廣州增芯科技有限公司12英寸先進智能傳感器及特色工藝晶圓制造量產(chǎn)線項目（以下簡稱“增芯項目”），在廣州增城開發(fā)區(qū)舉行投產(chǎn)活動，這意味著，中國國內(nèi)第一條12英寸MEMS量產(chǎn)線正式投產(chǎn)！
增芯項目由廣州智能傳感器產(chǎn)業(yè)集團發(fā)起，于2021年4月成立，定位為國內(nèi)第一家專業(yè)定制化12英寸傳感器晶圓廠，針對智能化、微型化等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域中的核心器件（如力學(xué)、聲學(xué)、微流控、生物等傳感器件及配套ASIC芯片等），打造集研發(fā)、量產(chǎn)制造、封測與應(yīng)用一體的先進制造平臺，產(chǎn)品包括三大類工藝產(chǎn)品MEMS、BCD及邏輯工藝，對廣州市及廣東省的集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。
據(jù)官網(wǎng)介紹，增芯科技按照“一次規(guī)劃、分步實施”原則，計劃用5年時間投資370億元，在廣州市增城區(qū)建設(shè)兩座智能化晶圓廠，總產(chǎn)能達到12萬片/月。
其中，增芯項目第一座晶圓廠（FAB1）分兩期，第一期產(chǎn)能2萬片/月，總投資70億元；第二期產(chǎn)能4萬片/月，總投資100億元；第二座晶圓廠（FAB2）為第三期，產(chǎn)能6萬片/月，總投資200億元。第一座晶圓廠預(yù)計2026年滿產(chǎn)，第二座晶圓廠預(yù)計2027年滿產(chǎn)。
本次投產(chǎn)的為增芯項目第一座晶圓廠一期。相關(guān)報道顯示，一期項目建設(shè)伊始，增芯科技就立下flag：從土建施工到第一片產(chǎn)品下線，在18個月內(nèi)完成。此后，增芯項目迅速推進。
2022年12月14日，增芯項目一期第一階段項目正式開工建設(shè)，批復(fù)投資70億元人民幣，建設(shè)月加工2萬片12英寸的MEMS晶圓制造量產(chǎn)線。
2023年9月20日，增芯項目封頂活動舉行，項目從動工到封頂用時9個多月，隨著項目主體結(jié)構(gòu)封頂完成，這條12英寸智能傳感器MEMS生產(chǎn)線進度再次刷新。
2023年12月28日，項目封頂僅三個多月后，增芯項目首臺生產(chǎn)設(shè)備搬入儀式舉行，標志著項目由建設(shè)期正式轉(zhuǎn)入運營前的生產(chǎn)準備階段。首臺設(shè)備是由中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司制造的Primo D-RIE®刻蝕設(shè)備反應(yīng)臺。
2024年3月11日，增芯項目迎來工廠最核心設(shè)備--光刻機搬入，標志著增芯項目迎來項目建設(shè)的關(guān)鍵性節(jié)點，順利進入調(diào)試投產(chǎn)準備階段。據(jù)增芯科技總經(jīng)理張亮介紹，增芯此次引進的光刻機產(chǎn)能輸出速率可達到260片/小時，其資金投入占整個工廠建設(shè)投資的約25%。
而今天，2024年6月28日，增芯項目投產(chǎn)活動舉行，中國第一條12英寸MEMS量產(chǎn)線進入生產(chǎn)階段，此前相關(guān)報道顯示，增芯項目將在2024年實現(xiàn)“3月光刻機進場、6月通線、9月產(chǎn)品下線、12月交付客戶”的階段性目標。
從2022年12月破土動工，到2024年6月份投產(chǎn)，增芯科技一步步完成了當初立下的Flag。
為了補足芯片短板，不再受制于人，近年來，中國經(jīng)濟第一大省——廣東省，大力實施“強芯工程”，以智能傳感器、模擬芯片等產(chǎn)品為突破口帶動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，增芯項目的快速投產(chǎn)展現(xiàn)了“大灣區(qū)速度”，展現(xiàn)了廣東建設(shè)成為中國半導(dǎo)體第三極的決心。
從MEMS晶圓產(chǎn)量窺視中國半導(dǎo)體困境，廣東設(shè)4000億元芯片“小目標”，以MEMS智能傳感器芯片等為突破口，廣東力爭中國半導(dǎo)體第三極！
在先進芯片領(lǐng)域，如CPU、GPU等芯片，中國受制于國外先進國家，眾所皆知，而在MEMS智能傳感器芯片上，也同樣如此。
MEMS芯片是智能傳感器的核心，智能傳感器在智能手機、自動駕駛、機器人等眾多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，是智能設(shè)備的感知核心。
據(jù)國外咨詢機構(gòu)Yole Group的最新數(shù)據(jù)顯示，2023年，北美和歐洲共生產(chǎn)了約220萬片MEMS晶圓，占據(jù)全球60%份額，日本生產(chǎn)了約75萬片MEMS晶圓，占據(jù)19%份額，而中國大陸僅生產(chǎn)了約9萬片MEMS晶圓。
顯然，相對于中國大陸龐大的MEMS需求量來說，本土MEMS晶圓生產(chǎn)數(shù)量仍較少，中國智能傳感器產(chǎn)業(yè)面臨著與CPU、GPU等先進芯片一樣的困境。
作為制造業(yè)大省，廣東的電子信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模連續(xù)33年位居全國首位，手機、電視、無人機等產(chǎn)品產(chǎn)量均居全國第一，但這些智能設(shè)備里面采用的關(guān)鍵核心芯片，許多仍“受制于人”，不僅比不上國際先進水平，長期以來，廣東省半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后，也遠不如上海市、江蘇省等兄弟省市。
此外，廣東在消費電子、通信、人工智能、汽車電子等領(lǐng)域擁有國內(nèi)最大的半導(dǎo)體及集成電路應(yīng)用市場，集成電路進口金額占全國的40%左右。在國際技術(shù)封鎖及國內(nèi)區(qū)域競爭加劇的背景下，人才短缺、對外依存度較高等問題成了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的短板，“卡脖子”和“斷鏈”的隱憂頻現(xiàn)。
在國家支持下，2020年廣東發(fā)布《廣東省培育半導(dǎo)體及集成電路戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群行動計劃（2021-2025年）》政策，開始大力打造廣東半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，其中提到廣東半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)存在諸多嚴峻的問題：
一是創(chuàng)新能力不強，創(chuàng)新要素投入不足，關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)能力薄弱。二是設(shè)計企業(yè)普遍規(guī)模偏小，高水平設(shè)計能力不足。三是制造環(huán)節(jié)短板明顯，實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)的12英寸晶圓線僅1條。四是高校人才培養(yǎng)嚴重短缺，微電子專業(yè)在校生不足2000人，人才引進難度越來越大，人才供求矛盾突出。五是對外依存度高，產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全可控性亟待提升。在當前國際技術(shù)封鎖及國內(nèi)區(qū)域競爭加劇的背景下，迫切需要加快補齊產(chǎn)業(yè)鏈短板，提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定性安全性，為推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。
2021年，廣東印發(fā)的《廣東省制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展“十四五”規(guī)劃》更是提出要打造中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展第三極，并描畫出“強芯行動”的詳細“廣東路徑”——做大做強設(shè)計業(yè)，加快補齊制造業(yè)短板，重點發(fā)展模擬芯片、智能傳感器、功率器件和第三代半導(dǎo)體等，大力引進和培育封測、設(shè)備、材料等領(lǐng)域龍頭企業(yè)，增強產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈自主可控的發(fā)展能力。
▲來源：《廣東省制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展“十四五”規(guī)劃》
2022年4月，廣東省工信廳印發(fā)《2022年廣東省數(shù)字經(jīng)濟工作要點》，豪擲千億，推出一系列政策，全面實施“廣東強芯”工程，加快灣區(qū)半導(dǎo)體、廣大融智、智能傳感器三大產(chǎn)業(yè)集團建設(shè)。
一、成立廣東省半導(dǎo)體及集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（總規(guī)模500億，首期200億）：設(shè)立子基金、生態(tài)子基金和風(fēng)險子基金；二、粵芯CanSemi12英寸模擬特色工藝線三期四期投資400億元；三、粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)投資基金，總規(guī)模1000億，首期200億元；四、灣區(qū)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集團，首期160億元，目標300億元；五、廣大融智產(chǎn)業(yè)集團，一期100億元；六、智能傳感器產(chǎn)業(yè)集團，100億。
2024年1月，廣東省印發(fā)《廣東省培育半導(dǎo)體及集成電路戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群行動計劃（2023-2025年）》，提出“到2025年，半導(dǎo)體及集成電路產(chǎn)業(yè)年主營業(yè)務(wù)收入突破4000億元，年均增長超過22%。”其中，MEMS、傳感器是《行動計劃》中的關(guān)鍵項目。
除了以傳感器聯(lián)動廣東已有的龐大電子產(chǎn)業(yè)下游外，廣東省還將以傳感器聯(lián)動人工智能等新興技術(shù)，2024年6月，廣東省印發(fā)《廣東省關(guān)于人工智能賦能千行百業(yè)的若干措施》(下稱《若干措施》)，提出夯實人工智能產(chǎn)業(yè)底座、構(gòu)筑智能終端產(chǎn)品新高地、打造智能融合應(yīng)用新引擎等重點方面，提出了45點細化措施，包括加大人工智能核心芯片器件供給：
1. 建立人工智能芯片生態(tài)體系。建設(shè)適配芯片的開發(fā)生態(tài)，面向家電家居、安防監(jiān)控、醫(yī)療設(shè)備等，加大高性能、低功耗的端側(cè)芯片開發(fā)生產(chǎn)。鼓勵企業(yè)通過集成處理器、射頻通信、智能傳感器、存儲器等，推進通信、顯示、音頻等模組研發(fā)。培育芯片創(chuàng)新發(fā)展生態(tài)，探索存算一體、類腦計算、芯粒、指令集等芯片研發(fā)與應(yīng)用，推動面向云端和終端的芯片應(yīng)用，推廣高性能云端智能服務(wù)器。到2027年，人工智能芯片生態(tài)體系初步建成。
2. 打造智能感知產(chǎn)業(yè)體系。建設(shè)智能傳感器產(chǎn)業(yè)集群和特色產(chǎn)業(yè)園，推動圖像、聲音、觸控等傳感器開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，加快消費類電子、家電家居等領(lǐng)域中生物特征識別、圖像感知等傳感器開發(fā)和規(guī)模化生產(chǎn)。推動加工制造、集成封裝、計量檢測等產(chǎn)業(yè)生態(tài)協(xié)同。到2027年，實現(xiàn)高端智能傳感器產(chǎn)業(yè)規(guī)模倍增。
此外，經(jīng)濟特區(qū)深圳，也出臺了《關(guān)于發(fā)展壯大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群和培育發(fā)展未來產(chǎn)業(yè)的意見》，培育發(fā)展壯大“20+8”產(chǎn)業(yè)集群，即發(fā)展以先進制造業(yè)為主體的20個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群，前瞻布局8大未來產(chǎn)業(yè)。包括智能傳感器、智能傳感器、精密儀器、新能源、高端醫(yī)療器械等產(chǎn)業(yè)集群。
目前，廣東省以廣州、深圳、珠海為核心，帶動佛山、東莞、中山、惠州、肇慶等地協(xié)同發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，而MEMS智能傳感器更是廣東省半導(dǎo)體戰(zhàn)略中關(guān)鍵的一環(huán)，2023年廣東省半導(dǎo)體及集成電路產(chǎn)業(yè)集群營收超2700億元，已在高端模擬、化合物半導(dǎo)體、MEMS傳感器等特色工藝方面布局一批重大產(chǎn)線項目。
中國掀起MEMS中試線/產(chǎn)線建設(shè)熱潮！為什么MEMS產(chǎn)線如此重要？產(chǎn)能是否過剩？
增芯項目這條12英寸MEMS芯片量產(chǎn)線的投產(chǎn)，是近幾年中國高度重視傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展，各地方紛紛建設(shè)MEMS中試線/量產(chǎn)線產(chǎn)業(yè)盛況的縮影。
全國各地多條MEMS產(chǎn)線的動工建設(shè)，也引發(fā)了業(yè)界對中國本土MEMS產(chǎn)能是否過剩的疑慮。
此前，我國傳感產(chǎn)業(yè)知名專家，九三中央科技委副主任、中國傳感器與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟常務(wù)副理事長郭源生教授認為，MEMS產(chǎn)線的競爭是國產(chǎn)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然階段，也是促進行業(yè)升級轉(zhuǎn)型，優(yōu)勝劣汰的必然過程，但應(yīng)該避免一哄而上和出現(xiàn)“泡沫化”。相關(guān)信息參看《專家披露行業(yè)最新現(xiàn)狀！》。
從上文中，Yole最新產(chǎn)業(yè)報道的數(shù)據(jù)顯示，2023年中國大陸僅生產(chǎn)了約9萬片MEMS晶圓，相比北美、歐洲、日本等地區(qū)110萬、75萬的產(chǎn)量，顯然還是太小，而中國的消費電子、汽車、自動駕駛、人工智能等產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，對傳感器有龐大的需求，在本土MEMS晶圓產(chǎn)量小、而自身需求大的矛盾下，為什么業(yè)界還有產(chǎn)能過剩疑慮？
關(guān)鍵在于，中國MEMS市場目前為國際品牌占據(jù)多數(shù)份額，許多MEMS國際巨頭本身已有MEMS工廠或穩(wěn)固的海外代工廠，中國MEMS企業(yè)能否消化本土MEMS晶圓產(chǎn)量仍有待觀察。
下一步將是中國傳感器產(chǎn)業(yè)的“重中之重”！即能否把握本土MEMS產(chǎn)線優(yōu)勢，進行產(chǎn)業(yè)升級，向中高端智能傳感器邁進。這也是中國本土建設(shè)MEMS產(chǎn)線的重要意義。
為什么MEMS產(chǎn)線如此重要？
1、掙脫卡脖子困境，帶動地區(qū)傳感產(chǎn)業(yè)升級
高科技產(chǎn)業(yè)，技術(shù)為本。在一顆MEMS傳感器中，什么最重要？MEMS傳感器核心為MEMS芯片——用來感知信號，以及ASIC芯片——用來處理信號，其中MEMS芯片是技術(shù)含量最高的部件。
▲MEMS聲學(xué)傳感器構(gòu)造圖（來自歌爾微招股書）
當前，中國絕大部分本土MEMS企業(yè)，采購海外傳感器企業(yè)設(shè)計好的芯片以及與傳感器配套的其他芯片如ASIC信號調(diào)理電路芯片，自行或委托代工廠完成傳感器的封裝和測試，再將傳感器成品銷售給下游終端客戶。
未來，受國外技術(shù)進口、國內(nèi)市場倒逼以及下游封裝市場等因素的影響，中國本土企業(yè)自主化能力提高，大部分中國MEMS企業(yè)將向Fabless模式演變，MEMS研發(fā)中試線平臺將能有力幫助這些企業(yè)提高自主設(shè)計能力。
隨著本土傳感器企業(yè)成為具備芯片設(shè)計能力的Fabless公司，中國傳感器產(chǎn)業(yè)整體水平將能得到巨大提升，也能倒逼國內(nèi)MEMS產(chǎn)線擴張，去除被國外公司芯片“卡脖子”的隱憂。
因為MEMS傳感器的瓶頸不在于先進的晶圓制造設(shè)備，而在生產(chǎn)工藝、技術(shù)的調(diào)校上，MEMS中試線將能加快企業(yè)芯片設(shè)計和工藝研發(fā)進展。
2、極大降低傳感器企業(yè)的研發(fā)成本
MEMS智能傳感器產(chǎn)業(yè)與其他高新科技產(chǎn)業(yè)一樣，是一個技術(shù)、人才、資金密集的產(chǎn)業(yè)。
如下圖所示，智能傳感器產(chǎn)業(yè)鏈非常長，涉及數(shù)十個環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)鏈的每個環(huán)節(jié)投入都較大，單一企業(yè)很難獨自承受產(chǎn)業(yè)鏈所有環(huán)節(jié)所需要的技術(shù)知識、人力成本及設(shè)備投入，且只有每個環(huán)節(jié)的產(chǎn)量足夠大，才能覆蓋其綜合成本，因而，智能傳感產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出專業(yè)化、規(guī)模化和智能化的特點，即每個環(huán)節(jié)都可成為一家獨立的公司參與到產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)發(fā)展，而生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)是所有環(huán)節(jié)中投入最大的部分。
▲來源：深圳市MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書
據(jù)中原智能傳感研究院執(zhí)行院長李揚介紹：
以MEMS中試線和量產(chǎn)代工線投資為例，一條8吋的MEMS中試線，以月產(chǎn)能3000-5000片為例，總投資在10億以上。包括廠房建設(shè)、超凈間建設(shè)、危廢處理等附屬設(shè)施、設(shè)備等，其中設(shè)備的投資占50%。每年的運維費用，超凈間維護費用在4000萬左右，其中電費占50%，因半導(dǎo)體設(shè)備的高精度和高可靠性要求，需長時間保持運轉(zhuǎn)或待機狀態(tài)。以賽微電子亦莊8吋線為例，規(guī)劃月產(chǎn)能3萬片，一期建設(shè)產(chǎn)能1萬片/月，建設(shè)投資25.9億，且后續(xù)還需要持續(xù)的投入研發(fā)。行業(yè)的資金投入程度可見一斑。
同時，MEMS傳感器芯片與一般芯片不一樣的是，其工藝制造和調(diào)校更復(fù)雜，需要更多的與MEMS產(chǎn)線精密結(jié)合的工作，其研發(fā)流片過程更長、更久，一般企業(yè)無法承受如此昂貴的研發(fā)成本。
通過建設(shè)MEMS研發(fā)中試平臺，打造共享研發(fā)中心，為傳感器企業(yè)提供傳感器芯片流片服務(wù)、封裝服務(wù)和測試服務(wù)，將能極大降低傳感器企業(yè)的研發(fā)成本，提高企業(yè)市場存活力和競爭力。
從上文我們看到，粵港澳大灣區(qū)打造智能傳感器產(chǎn)業(yè)，要建MEMS產(chǎn)線/中試線；鄭州傳感谷、蚌埠傳感谷，同樣要建MEMS中試線；老牌智能傳感器產(chǎn)業(yè)園，幾乎都有MEMS產(chǎn)線/中試線作為底子。
可見，打造智能傳感器產(chǎn)業(yè)園，建設(shè)MEMS中試線已成為公示。為什么要建MEMS產(chǎn)線/中試線？因為這是地區(qū)傳感器產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心、主心骨。
這里有兩個例子：
蘇州納米城提前布局，自2014年MEMSRIGHT的中試線貫通后，借助蘇州納米所的研發(fā)基礎(chǔ)，圍繞MEMSRIGHT中試線，構(gòu)造了“納米技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈”，經(jīng)過8年多的發(fā)展，截至2021年9月累計建成載體近50萬平方米，集聚各級領(lǐng)軍人才超250人，入駐企業(yè)和科研機構(gòu)超400家，其中科創(chuàng)板上市企業(yè)2家（其中不乏敏芯微這樣的獨角獸企業(yè)），國家高新技術(shù)企業(yè)近90家，中科院蘭化所蘇州研究院等中科院下屬機構(gòu)5家，蘇州劍橋等4個國外納米創(chuàng)新中心，已經(jīng)成為國內(nèi)發(fā)展最好的傳感產(chǎn)業(yè)園區(qū)。
相反的是，常州2015年就提出打造“中國國際傳感谷”，建設(shè)傳感小鎮(zhèn)，但由于常州并沒有建設(shè)支撐MEMS傳感器發(fā)展的核心研發(fā)中試平臺，而成為一個普通的招商產(chǎn)業(yè)園，現(xiàn)在已經(jīng)鮮為人知了。
一個地區(qū)的傳感器產(chǎn)業(yè)，沒有建設(shè)好MEMS研發(fā)中試平臺，就很難發(fā)展核心技術(shù)，開發(fā)特色工藝，不斷孵化創(chuàng)新性企業(yè)，吸引產(chǎn)業(yè)上下游聚集，形成產(chǎn)業(yè)鏈。
結(jié)語：中國傳感器產(chǎn)業(yè)升級，還看今朝！
中國第一條12英寸MEMS量產(chǎn)線投產(chǎn)，對中國傳感器產(chǎn)業(yè)，尤其是粵港澳大灣區(qū)智能傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有重要意義。
未來，隨著多條MEMS中試線/產(chǎn)線的投產(chǎn)，中國傳感器產(chǎn)業(yè)如何利用這些優(yōu)質(zhì)產(chǎn)線資源，培養(yǎng)更多傳感器創(chuàng)新企業(yè)，形成一定規(guī)模的傳感器設(shè)計、生產(chǎn)集群，將是決定中國傳感器產(chǎn)業(yè)升級成功與否的關(guān)鍵！
