回顾华虹宏力助力新兴应用落地的介绍

摩尔定律发展至今，大规模集成电路芯片上晶体管数量随时间呈现指数级增长。值得指出的是，MOS晶体管是高速增长的根本，甚至可以说，摩尔定律的进步主要功劳在于MOS晶体管的持续进步。而大规模集成电路的确是当今信息社会数据采集、传输、存储、处理的基础。

上海华虹宏力半导体制造有限公司

执行副总裁孔蔚然博士

半导体工艺制程有成熟工艺和先进工艺之分，由成熟工艺优化而来的特色工艺，其市场占比约为40%左右，这一巨大市场机会吸引着多家半导体厂商目光，而华虹集团旗下华虹宏力就是最具代表性的一家。上海华虹宏力半导体制造有限公司执行副总裁孔蔚然博士，在SEMICON China 2019先进制造论坛上指出，特色工艺的进步有别于先进工艺，它并不依赖于光刻机来实现器件的尺寸微缩和进步，而是依据半导体器件不同的物理特性及需求来研发优化不同的产品。华虹宏力主打的主要特色工艺包括闪存、功率半导体、射频器件等。

孔蔚然博士表示，华虹宏力8英寸晶圆厂的技术越来越偏向于电压比较高的特色工艺，基于这些特色工艺生产的半导体芯片是物联网、汽车电子、5G等相关应用的基础。MOS晶体管问世60年来结构原理上并无本质变化，但高压MOS技术在不断更新，如果跟不上更新的步伐就很容易被淘汰，目前华虹宏力的特色工艺基本都需要高压MOS器件，比如嵌入式非易失性存储器（eNVM）、功率器件、BCD、HV等都涉及到高压MOS晶体管。

在功率器件领域，由于现在的高铁、电动汽车等改变生活的应用都是依靠先进的硅基技术，让大多数只有一个晶体管的功率器件，可以承受300安培650伏甚至是1200伏的电压。孔蔚然博士强调，特色工艺不能用光刻技术节点来定义其是否先进。实际上更多的是利用成熟的特色工艺去优化如电源管理芯片、射频前端模组、eNVM等器件的开发与制造。随着智能化时代的到来，满足未来物联网、汽车电子、通讯、智能交通等应用领域蓬勃发展，对特色工艺都会有强劲的需求。

但特色工艺实现难度从某种意义上说并不亚于先进工艺。在高压器件上，华虹宏力销量最好的产品之一便是DT-Super Junction MOSFET，据本刊了解，其通过一个DeepTrench来承受高压，工艺流程紧凑简捷，同时有效地降低了结电阻，进一步缩小了器件面积，可实现导通电阻更低、芯片面积更小、开关速度更快、开关损耗更低的解决方案。

通过系统性进行工艺平台建设，在器件结构研究、模型参数提取、设计环境建设、线路架构设计验证、应用系统研究等方面，华虹宏力多年持续的、大力度的研发投入，终于换来高压工艺研发体系整体领先业界。例如，针对高压会一定程度导致Flash scaling放慢现象，华虹宏力的HHGrace NORD Flash已经成为目前嵌入式Flash主流技术之一，其单元结构包含1个沟道和3个集成Gate，这种创新的结构使得闪存单元面积具有优势，在55纳米节点下，其新闪存单元面积仅为0.04µm2左右。

孔蔚然博士表示，嵌入式Flash工艺在结构创新的同时，不断降低制造成本也是关键的一环。华虹宏力从2007年38层光罩起步，逐渐减少到2018年的24层（包括1.5V+5V+Flash），华虹宏力未来还将向无限接近极限水平减少光罩层次，以在特定应用中不断降低工艺成本。

值得一提的是，华虹宏力还改进了0.35微米5V/7V模拟平台，在竞争激烈的BCD技术中把节点拓展到90纳米，为未来65/55纳米的12英寸工艺技术的研发与市场拓展打开了空间。孔蔚然博士透露，在市场导向作用下，华虹宏力计划将RF-Switch和LNA进行集成，在12英寸工艺技术的推进下，未来甚至可能将PA进行集成。

从长期看，5G的落地和物联网的普及促使下游终端对于采用特色工艺为主的器件形成长期且稳定的需求，更多新技术新场景的出现使得特色工艺大有可为。孔蔚然博士表示，经过多年实践，聚焦于特色工艺与差异化技术使华虹宏力近年来营收持续增长，2018年营收达到了9.30亿美金。另一方面，华虹宏力的专利授权表现优异，截至到2018年，累计有效授权专利数已超过3000项。

面对产能新布局，孔蔚然博士介绍，华虹宏力将以完整的特色工艺平台为基础，未来随着无锡12英寸厂的推进，技术将由8英寸的90纳米延伸至12英寸90纳米，并同时开发65/55纳米技术。但孔蔚然博士再次强调，在差异化的技术路线图下，8英寸晶圆生产线前景仍然广阔。在物联网、人工智能、5G通讯、新能源汽车等新应用驱动下，华虹宏力“8+12”的技术路线图将提供巨大的发展空间。