合肥市高新区集成电路产业园 合肥有一条路

集成电路，是一条什么路？

大到火箭，小到手机，都离不开这条“路”。

显微镜下，方寸之间，万千晶体管交叉分布，恰如阡陌纵横，连接已知与未知，连接过去与将来。

这就是集成电路，也是人们常说的——芯片。

“造芯”，恰似指甲盖上建摩天大楼。难，难于上青天！

其实，集成电路的“源头”，就是一粒小小的沙子。不过，从沙子到芯片，道阻且长。

国内先发城市，往往历经数十年发展，方有如今的璀璨“芯”图。

然而，合肥的“造芯”故事，生来便与众不同。

2012年集聚企业20余家，产值不足10亿元；

2021年，这两个数字已变成超350家、近400亿元；

2021年中国大陆城市集成电路竞争力排行榜中，合肥位列全国第六；……

从无到有，由弱变强，合肥成为全国少数几个拥有集成电路设计、制造、封装测试及设备材料全产业链的城市之一。

在这片创新的土壤中，集成电路产业经历了什么样的发展？又如何像一匹黑马闯入全国前列？

2022世界集成电路大会召开在即，合肥又以怎样的面貌接受“检阅”？

2022年11月2日，合肥高新区的集成电路总部基地正有序施工。据了解，该基地计划2023年上半年竣工投用。全媒体记者 赵瑞瑞 张正朋 摄

01

寂寞的设计

合肥高新区，有条创新大道。道虽不长，却高手云集。

初冬时节，斑斓如画。创新产业园，合肥君正科技有限公司研发人员一如既往地忙碌着，安静的空气里只剩下敲击键盘的声音。一阵“咔咔”之后，瞬间又回归安静。

合肥创新产业园三期即将投入运营。全媒体记者 张正朋 摄

“芯片设计，需要安静的环境。”合肥君正政府事务总监沈静刚从外面洽谈回来，就打开话匣子，“9楼、10楼都是办公区域，全公司250多人，研发人员就有230多人。”

一颗芯片的研发周期一般需要1~2年。对研发类公司来说，以技术创新为第一。

每年营收的10%用于芯片研发，保持每年1-2颗芯片研发频次，年出货量超过数千万颗，这就是合肥君正的成绩单。

这份成绩单多次获得国家工信部“中国芯”荣誉，成为全球领先的安防芯片提供商之一。

“你看，我们自主研发的智能视频处理器T31芯片，仅一年就在全球卖出好几亿元。”沈静指着一颗芯片说，在拳头产品的带动下，2021年，合肥君正全年营收近10亿元。

芯片的“地基”，名为“硅晶圆”。无论多么巧妙的电路图设计，最终都要在这个地基上层层叠加。

沙子，这是“硅晶圆”最初的模样。在沙子落地之前，设计是一颗芯片诞生最开始的一环。

“拿盖房子来作比喻，芯片设计就像楼房设计，芯片制造就像具体建筑。”沈静介绍。

设计阶段，研发人员首先要了解用户需求，来确定芯片框架。再根据芯片用途、规格和性能等，制定具体实施方案，确定设计成“洋房还是高层”“几室几厅”“南北通透”，或是“卫厨阳台齐全”。

君正科技研发人员在进行芯片技术研发。全媒体记者 宋炎骏 摄

如果将时间拨回到2014年，人们会发现，颇有戏剧性的一幕故事正在发生。

北京君正集成电路股份有限公司，在集成电路领域深耕近十年，有意在国内其他城市设立主要研发基地。

当时，招商引资竞争无比激烈。就在项目即将入驻他城之际，最终被合肥的诚意打动。

签约，落户！一个近30人的初创团队南下，在合肥扎根，开启了漫长的远征。

“芯片设计不同于芯片制造，制造重投资，设计重人才。在合肥，有中国科大、合工大、安大，人才济济。”沈静说，重要的是，合肥招商引资团队为企业办实事，让很多难题得到迅速解决。

彼时的合肥，依托美菱、美的、海尔、格力和长虹等家电巨头，成为全国最大的家电生产基地，稳坐“中国家电之都”的宝座。

这一年，随着京东方8.5代线投产，中国“少屏之痛”得以缓解。合肥，又将目光投向“缺芯”这个关键点。

就在君正项目落地的前一年，合肥在国内率先出台《合肥市集成电路产业发展规划（2013～2020年）》，提出打造“中国IC之都”。

一年之后，《国家集成电路产业发展推进纲要》正式发布，《合肥市促进集成电路产业发展政策》也在此后短短60天出炉。

自此，合肥集成电路产业开启“黄金时代”：

先后被国家发改委、工信部列为集成电路产业全国重点发展城市，获批国家首批集成电路战新产业集群、国内首个 “海峡两岸集成电路产业合作试验区”和国家“芯火”双创示范基地……

“芯”发展扶摇直上，更需凭风借力。

2015年以来，合肥连续举办6届“海峡两岸半导体产业（合肥）高峰论坛”，持续提升城市在集成电路产业界的影响力。

2022年6月初，合肥再度推出13条举措，真金白银支持集成电路企业，最高给予5000万元的年度奖励。

目前，合肥集成电路产业集聚从业人员超2.5万人。

……

事事关“芯”，真心真情，吸引着企业家们纷至沓来。

在上海至纯科技董事长蒋渊看来，合肥是企业发展的机遇之地、有福之地、必争之地。至纯科技与合肥创新气质相投、地标产业相合，携手共进已经走好第一步、还要走好每一步，推动合肥集成电路产业更加“芯光灿烂”。

“和别的城市不同，合肥集成电路发展走出了一条特色道路。”国家芯火平台合肥基地副主任、安徽大学集成电路学院院长吴秀龙说。

依据目前合肥集成电路产业蓬勃发展态势，他判断，“合肥集成电路产业链布局合理，按照这样的势头，肯定会发展成产业‘大象’。”

2021年10月22日，2021第六届海峡两岸半导体产业（合肥）高峰论坛在合肥举行。

02

“芯”火燎原

在集成电路全产业链布局中，制造是极其重要的一环。

“集成电路制造是人类历史上最为复杂的制造工艺。”清华大学集成电路学院教授魏少军认为。

晶合集成，就是承接集成电路制造环节的“智”造商。

拿魏少军的话说，如果把集成电路的设计比成写作，那么制造就是印刷。

这种印刷不同于一般印刷，往往有着非常苛刻的条件。比如，字要印得很小，也要印得很清晰，对技术和工艺要求很高。

核心技术买不来，只有将核心技术掌握在自己手里，才有机会成为行业的领跑者。合肥晶合集成电路股份有限公司总经理蔡辉嘉深谙此理。

蔡辉嘉坦言，作为安徽省首家12英寸晶圆代工企业，晶合落地合肥的初衷十分明确，就是为了配套新型显示产业，加入“芯屏汽合”战略。“近几年，合肥产业升级和创新速度非常快，上下游的产业链越来越完善，合肥集成电路产业迅速成长起来。”

合肥晶合集成电路股份有限公司生产的12英寸晶圆。全媒体记者 张大岗 摄

敢于“无中生有”，善于“小题大做”，合肥在探索集成电路产业发展上走出了一条“赶超之路”。

合肥成立高规格的领导小组，高度重视、高位推动，多方协同统筹推进……

一步一脚印。这份果敢和魄力，才有一众企业的“放手一搏”。

“中国芯、合肥造”——正如晶合集成展厅中的六个大字，饱含底气和自信。

展厅中，一块半导体诉说了从沙子开始“成长”的历程。大致来说，半导体制作需要经过晶圆加工、氧化、光刻、刻蚀、薄膜沉积、互连、测试、封装等一系列流程。

“每个半导体产品的制造都需要数百个工艺，整个生产需要600多道步骤，牵涉到大量参数。任何一个环节出现细微差错，都会影响产品的最终良率。”

大部分时间，蔡辉嘉都会泡在无尘室中，仔细排查每一根管道，检索每一道程序，直到成功解决问题源头。“今年，晶合集成实现在液晶面板驱动芯片代工领域全球市占第一，月产能以倍增之速一举突破十万片，成为国内第三大晶圆代工厂。”

合肥综合保税区内，晶合集成的无尘车间里，高端设备来回穿梭，现代化工厂秩序井然。

在一块块逐渐成型的集成电路上，可以窥见，合肥集成电路产业链，正呈“芯”火燎原之势。

最新统计数据显示，2022年前三季度，集成电路产量保持高速增长：生产集成电路12.5亿块，同比增长45.7%。

疫情形势严峻复杂的当下，这样的增长意味着什么？从一条新航线，我们或许可以找到答案。

2022年4月，国内半导体企业供应链受阻、原材料短缺，部分企业的正常运转受到影响。

4月15日起，“大阪-仁川-合肥”联程货运航班开通，力保光刻胶、硅片等原材料的供应。多家半导体企业感慨：“这条航线太珍贵了，解决了眼下企业供应链的大问题！”

晶合集成的工人们正在车间内生产。李福凯 摄

企业点赞，意味着“出招”有效——“不求一招解决所有问题，但求每招都能解决问题，确保疫防难中求成、经济稳中求进。”

第一时间成立稳发展工作专班，每日调度、联动协调，力求打通堵点难点，千方百计为企纾困解难。

“我们希望尽一切努力提供‘后援’，确保问题解决到位、为企服务到位，全力保障产业链供应链安全，传递稳发展积极信号。”市发改委主任拱艳说。

03

“穿衣”及“架桥”

从无尘车间走出来，晶圆上的芯片是“脆弱”的，无法与外部电路连接。

在通向成品的道路上，“封装”这个环节不容忽视。穿上一件“外衣”，芯片才能闪亮登场。

通富微电技术人员在生产线上忙碌。全媒体记者 苏玲 摄

这又是为什么？

“如果不在外面施加保护，芯片应用到产品中，很容易被轻度刮伤损坏。”合肥通富微电DRAM封装工程部部长余国普说，芯片在应用端的周围环境存在高温、低温、高湿、杂质、静电等问题，都会侵扰芯片。

封装，具有安放、固定、密封、散热等作用，可以为芯片正常运转创造一个良好的环境。

封装，还让芯片的功能能够与应用端相连，是一个“架桥”的过程。

这是不是意味着封装就像“穿衣戴帽”那般简单呢？其实不然，其流程、技术甚为复杂，是门大学问。

在集成电路封装领域辛勤耕耘16载的余国普，以电脑内存条芯片焊线封装技术为例，娓娓道来。

“我们的工作就是把客户的晶圆级芯片，加工成集成电路成品。”余国普说，晶圆级芯片进入封装制造车间后，需要经过来料检验、正面贴膜、减薄、切割、基板刷胶、键合等21道工序，最终形成成品。

“由于晶圆级芯片是在标准的硅片上制作出来的，芯片的初始厚度需要根据产品设计需求调整，在封装的制程中就需要我们对晶圆背面进行研磨减薄，达到产品设计标准。”合肥通富微测试部部长沈海峰补充。

在键合环节，他们会利用金线把芯片内部线路与基板外引脚连接。键合完成后，再使用塑封料通过塑封模具，进行高温熔化固化成形，把内部芯片和已键合的金线包裹保护起来。

芯片的封装传统工艺流程大抵如此。不过随着技术进步、产品需求，封装过程中很多环节存在差异，种类越来越繁多。

封装技术的大幅提升，对人才提出了更高要求。

“科技是第一生产力，人才是第一资源，创新是第一动力。”

目前，中国科大、合工大、安大等均设立微电子学院或开设微电子专业，高校毕业生留肥率已达六成。

集成电路企业深度参与高校人才培养，组建合肥微电子研究院、集成电路产业学院，培养“学术型 应用型”复合人才……

从“抢过来”到“抢着来”，合肥已认定高层次人才超过1.5万人，每年吸引创业就业大学生超过20万人。

变化的是数量，不变的是胸怀。在合肥，八方英才展示自我，实现价值，逐梦未来。

人才加持，朝着先进封装技术，合肥不懈探索。

合肥沛顿存储科技有限公司。

2021年12月18日，总投资约百亿元的合肥沛顿存储项目正式投产。一期项目达产后，预计可形成每月10万片动态存储晶圆封装测试和2万片闪存晶圆的存储封装产能，以及每月250万条内存模组产能。

另一个“探索者”是汇成股份，已经在显示驱动芯片封测领域做到国内第一、世界第三的成绩。

2022年8月18日，汇成股份正式登陆科创板。“随着集成电路尺寸不断减小，我们也在不断拓展技术边界，现在已掌握倒装芯片封装工艺（FC）技术，并且成功实现产业化。”汇成股份副总经理林文浩说。

据知名半导体分析机构Yole数据，2021年，全球先进封装市场的总营收为321亿美元，预计到2027年复合年均增长率将达到10%，总营收为572亿美元。

布局，落子，合肥正在发力！

04

在“微观”中闯关

每一颗芯片，都必须经过测试才能走入市场。就像农民会将收割后的水稻抛在空中，利用风吹走空瘪的稻壳，留下饱满的稻米。

不同的是，芯片测试并不是简单的筛选，而是在微观世界中进行的一道道极为严苛的“闯关”。

只有通关，才有“用武之地”！

这样的“闯关”，每天都在国家级“芯火”双创平台（以下简称“芯火平台”）上演。

作为合肥高新集成电路孵化中心的公共服务平台，芯片测试是其面向全市集成电路企业提供的重要服务之一。

合肥高新集成电路孵化中心。

芯片测试，关键靠的是设备。

对标国际集成电路业界一流实验室，芯火平台测试实验室占地1600平方米，拥有近30台不同类型的高端设备，牢牢把控着芯片“质量关”。

从事集成电路行业近17年的朱志国，负责芯火平台的日常运营管理，深谙芯片测试的内核与原理。

透过实验室洁净的窗户，看着工程师正操控设备给芯片做“体检”，他娓娓道来。

“一般意义上的芯片测试，是指封装后的成品测试。但实际上，还包括设计阶段的验证、晶圆制造阶段的过程工艺检测、封装前的晶圆测试。”朱志国介绍，晶圆测试和芯片成品测试是专业测试厂的主要业务形态，也是芯火平台提供的主要服务。

何为晶圆测试？

在晶圆制造完成后，测试人员需要对晶圆上每一颗芯片进行电性能力和电路机能测试，把不良片筛选出来，从而减少封装和芯片成品测试成本。

在朱志国看来，这就像芯片上市前的一场“期中考试”。

相比晶圆测试，封装后的成品测试，就是一场“期末考试”。考试合格，方能进入终端市场。

然而，对任何一颗芯片来说，想要通过这场“考试”并不容易。

可靠性测试，是所有芯片必闯的“关口”。在此过程中，测试机将给芯片施加各种苛刻环境，比如ESD静电，模拟人体给芯片瞬间加大电压。

这些，就是检测芯片在不同环境下的状态，看看是否能正常工作。

测试，是为了让芯片更好实现设计功能。随着集成电路产业发展，芯片测试已经在生产流程中占据重要位置，成为产业链条上不可或缺的重要一环。

目前，除了芯火平台，合肥还集聚了讯喆、芯测、华达半导体、蔚思博、聚跃检测等一批集成电路测试企业，为产业腾飞持续贡献“芯”力量。

合肥芯碁微电子装备股份有限公司生产人员正在加工产品。全媒体记者 何希斌 摄

越来越多的测试企业落户，带动合肥集成电路产业链健康发展。

“企业在设计研发过程中，在‘家门口’就能获取高质量测试服务，避免拿着样品在外地实验室和企业来来回回流转，大大提高了芯片的上市效率！”沈静对此感触颇深。

国家集成电路产业发展咨询委员会委员严晓浪认为，合肥坚持科技创新和产业创新深度融合，有为政府与有效市场更好结合，推动集成电路产业从无到有、从小到大、从缺到全，构建起完整产业链，发展前景十分广阔。

设计、制造、封装、测试……一粒粒小小的沙子，历经数道复杂工序，变成一颗颗包罗万象的珍贵芯片。

沿着这条道路，它们走出实验室，流向工厂，飞出合肥，奔向世界。

它们，嵌于万物，遨游星辰大海；它们，如影随形，赋予未来无限可能！

合肥晨光。杜兆军 摄（图源安徽图片网）

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文字 | 全媒体记者 许超众 苏晓琼 华新红 葛清政 潘子璇 黄紫燕

编发 | 全媒体编辑 韩洁

出品 | “政在进行”融媒体工作室、“湖畔点经”融媒体工作室、“看合肥”融媒体工作室

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