近日,《广州市半导体与集成电路产业发展行动计划(2022-2024年)》(下称《行动计划》)印发,为全市半导体与集成电路、芯片产业规划了“时刻表”—— 到2024年,广州半导体与集成电路产业年主营业务收入突破500亿元,年均增长超过10%; 培育5家以上销售收入超亿元的集成电路设计企业,全行业研发投入强度超过5%; 新组建5个以上半导体与集成电路领域的省级重点实验室、工程实验室等。

《行动计划》还指明多项“硬核”举措,包括广州将力争引进张江国家实验室,重点开展12英寸先进SOI工艺研发;实现工业级、车规级的电力电子器件及射频器件研发和量产;以黄埔区为核心,打造“一核两极多点”的产业格局。

智能汽车“大脑”、网络硬件“中枢”、数字转型“心脏”……当前在工业领域,芯片的重要性与日俱增。在广州首提“产业第一,制造业立市”之年,《行动计划》为广州助力全省打造国家集成电路产业发展“第三极”提供了政策支持。

铺开“芯”地图:沿着产业骨架做布局

64年前,硅谷一间出租屋内诞生的集成电路,成为一项改变世界的发明。60多年来,承载半导体集成电路的微型硅材料——芯片,成为不同地区竞相追求的“宠儿”。

作为华南地区工业最齐全的城市,广州培植芯片产业已不只是能否把握时代机遇的问题,还关涉到全市如何在工业领域推进数字化、绿色化、国际化转型,并早日实现弯道超车。

产业往往强调集群和集聚效应,正如广州打造科技创新轴推进科技创新强市建设;打造“一江两岸三片区”发展数字经济,《行动计划》布局半导体与集成电路产业,同样提出打造“一核两极多点”的产业格局。

——以黄埔区为核心,建设综合性半导体与集成电路产业聚集区,围绕集成电路制造,引入和培育一批高端芯片设计、关键材料设备、先进封装测试企业和重点创新平台。

——以增城区、南沙区为两极,增城区主要聚焦智能传感器和芯片制造等领域,充分发挥高校、新型研发机构的作用,加快大湾区智能传感器产业园项目落地建设;南沙区重点打造宽禁带半导体设计、制造和封装测试全产业链基地。

——鼓励越秀、荔湾、海珠、天河、白云、番禺、花都等区结合自身产业发展基础和特色,加快半导体与集成电路相关产品的研发和产业化,推进半导体与集成电路产业创新应用。

一个崭新的广州“芯”地图正在铺开。这种空间格局的搭建,是基于广州现有的产业骨架。芯片产业链一般包括设计开发、晶圆制造、封装测试三个环节。

广州现已拥有泰斗微电子科技有限公司、广东新岸线科技有限公司、广州昂宝电子有限公司等一批集成电路设计企业;广州兴森快捷电路科技有限公司、安捷利(番禺)电子实业有限公司、广东风华芯电科技股份有限公司等一批封装测试企业;粤芯半导体12英寸生产线引领的高端芯片生产线,填补了制造环节的空白。

《行动计划》明确,广州将持续提升高端芯片设计能力;做强做大芯片制造业;推动封装测试业高端化发展。在初步构建起的芯片产业链基础上,广州通过“链长制”建设重点产业链群,进一步推动全市半导体与集成电路产业高质量发展。

开辟“芯”赛道:制造环节突围、补链

位于中新广州知识城的粤芯半导体无尘车间,一台台天车在天花板上铺设的轨道上自由穿梭,携带着晶圆在不同工艺流程区域完成光刻、蚀刻等步骤。“企业建成以来,生产持续满载。截至今年1月,粤芯累计出货量超过30万片晶圆。”粤芯半导体副总裁吴永君谈道。

这些芯片产品将广泛应用于图像传感器、液晶显示驱动、指纹识别,电源管理等方面。作为国内专注模拟芯片制造的12英寸芯片制造公司,粤芯拥有大湾区唯一进入量产的12英寸芯片生产平台。粤芯的产品的“吃香”,揭示了国内市场对芯片制造的庞大需求。

芯片制造,曾经是广州乃至珠三角的产业链短板:深圳有早已坐上国内芯片设计领域头把交椅的华为海思;珠海除常规智能产品的芯片设计外,还包括了宇航芯片的设计;广州引入深南电路资源打造封装基板工厂……粤芯到来前,本地芯片产业链独缺“制造大咖”。

粤芯半导体是黄埔区、广州开发区集成电路产业的“链主企业”。李剑锋 摄

根据《行动计划》,广州将推动粤芯半导体二期、三期项目加快建设。同时,还将建设先进SOI(绝缘体上硅)工艺生产线,力争引进张江国家实验室,重点开展12英寸先进SOI工艺研发,推动与现有制造产线整合。广州在该领域发力,将有力推动行业升级。

“现有硅材料已经用了五六十年,很好用、很便宜,但是有个致命的缺点——漏电。现在有种新材料是SOI材料,不漏电,放三天、放一个星期照样有电。”中芯国际创始团队核心成员、云锋基金创业合伙人谢志峰表示,业内关注此类新材料如何应用于产业。

此外,硅材料制成的芯片速度慢、耐高压能力差,未来5G高速通信用的是宽禁带化合物半导体材料——碳化硅、氮化镓材料。谢志峰提到,基于碳化硅、氮化镓材料的高速和高压器件和应用,未来中国在这个领域可以形成“领跑”态势和技术壁垒。

《行动计划》同样在该领域有所布局。广州不仅支持碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体全产业链发展,还将布局4—6英寸碳化硅衬底片、外延片生产线,建设6—8英寸及以上碳化硅芯片生产线,实现工业级、车规级的电力电子器件及射频器件研发和量产。

可见,芯片制造是广州取得比较优势的突破点。《行动计划》的相关布局,不仅是对珠三角的强链、补链,还提前谋划面向未来的芯片产线,助力国家解决“卡脖子”问题。

绘就“芯”未来:引灌金融活水持续深耕

今年1月,广州产投集团一行前往上海主动开展产业招商。“我们愿意做耐心资本,长期陪伴产业发展,提供资金、资源、服务等一揽子解决方案,构建产业生态体系,推动半导体等战略性新兴产业在广州落地开花结果。”广州产投集团党委书记、董事长高东旺谈道。

最终,广州产投集团与半导体头部投资机构华登国际签订战略合作备忘录,双方共同组建的广东省半导体与集成电路风险子基金落地,广东省、南沙区、社会资本等合计出资总规模超20亿元,并落户广州市。

芯片产业投入资金大、回报周期长、产业链复杂,完全靠市场化发展较难,必须有大量资金(千亿级)投入,需要政府、大型国企、科研院所等在上下游大力协同。谢志峰提到,全国各地的半导体产业基金陆续成立,整个投资力度和支持力度都大幅上升。

“国际巨头英特尔、台积电、三星等公司,一年的投入都是100多亿美元,而且已经投了30—50年,我们才刚开始,未来还需要持续加大投入力度。”谢志峰说。产业金融,成为该行业长期发展亟须突破的“卡脖子”问题。

《行动计划》对此做了规划,提出“完善产业投融资环境”。具体而言,广州要参与国家集成电路产业基金二期、组建省半导体及集成电路产业投资基金风险子资金。同时,广州支持各级信用担保机构为符合条件的集成电路企业提供融资担保服务。

产业生态的培育,还需要基于本地的优势产业。《行动计划》明确,强化应用需求牵引作用。以全市在5G、超高清视频、智能网联汽车、高端装备等优势领域的强大应用需求为动力,鼓励骨干应用企业与芯片设计企业通力合作,推动自主可控芯片的规模化普及。

广州工业支柱产业之一的汽车产业对此深有体会。以广汽传祺为例,该企业顶配版影豹所需芯片均超500个;全新第二代GS8所用芯片更多。含“芯”量提升有助于提升汽车性能,也对芯片产业的本地化提出了更高要求。

这就要求此类产业应当具有前瞻性布局,更需要久久为功的深耕。随着《行动计划》印发、多种力量纷纷入局,广州借智借力、相互赋能,撬动各方专业能力、产业资源及项目储备,为培育半导体产业生态圈积蓄力量。