关于应用驱动芯片发展的介绍和说明

“每一种新应用的诞生与大规模使用，对于半导体产业都是一种推动力。”华虹宏力执行副总裁范恒先生近日接受了《半导体制造》杂志的专访，谈到“后摩尔定律”时代的芯片产业创新话题时他这样总结。近年来，应用市场的旺盛需求对半导体产业的拉动力十分显著。

今年上半年，公司再次交出亮丽业绩单，销售收入创历史新高至3.813亿美元，同比增长11.5%，已连续26个季度实现盈利。这主要得益于强劲的市场需求和零缺陷的生产运营。本年度客户对于嵌入式非易失性存储器和分立器件产品需求十分旺盛，这也正是华虹宏力最擅长的领域，包括银行卡、身份证卡、微控制器（MCU）、超级结和IGBT等芯片产品。
未来，随着物联网（IoT）、云计算、智慧城市等应用市场的成熟，对于芯片的需求量将进一步增加。根据Gartner最新的预测，到2020年，物联网硬件累计将达300亿个，这个数量里不含手机、平板和电脑。其中，2020年一年就将出货90亿个，每个硬件里至少需要5颗芯片，也就是说芯片的需求量将至少高达450亿颗！Gartner的分析师以最简单的硬件为例作说明：智能手环需要2-3颗传感器芯片（Sensor），1颗微控制器芯片，1颗无线连接芯片，有时还需要1颗电源管理芯片（PMU），而其他智能硬件对于芯片的需求远远多于5颗。这将是推动半导体产业成长的巨大动力。

01应用驱动的时代

当前全球半导体行业正进入“后摩尔定律”时期，产业逐步从技术驱动转变为应用驱动。市场应用的需求对半导体行业的拉动越来越明显。“从最近两年的市场主要需求来看，首先是智能手机，然后是物联网、智能制造、人工智能等新兴应用，对集成电路产业的拉动效果较为显著。”范恒先生对本刊说，而这些应用的基础产业是半导体芯片。
以物联网为例，范恒先生向本刊介绍，物联网涉及的主要是云端、网络和终端三个方面。其中云端技术，对集成电路比较大的需求就在于存储和大型计算，这些技术的基础就是芯片；云端往下，就是网络产业，这其中离不开通讯芯片；最后是终端，即每一个物联网的节点，这对芯片的需求就更多了，包括连接芯片、MCU、传感芯片、电源管理芯片、射频（RF）芯片以及一些执行层面的驱动芯片。“IoT每一个终端节点对于芯片都有一系列的需求，所以对芯片的需求是海量的，且与不同应用对应的芯片种类也非常多。这都给半导体产业带来了巨大的市场机会。”
“云物大智”，即云计算、物联网、大数据、智慧城市，未来科技产业的发展无不围绕这四大领域，这些应用方向都为８英寸特色工艺平台创造了庞大的市场空间。对芯片制造而言，面向未来的市场和应用方向，主要有两块，一个是用于生产存储器、CPU等产品的先进芯片制造工艺；另一个就是特色工艺，针对的主要是IoT节点等的芯片。
“华虹宏力主要聚焦特色工艺技术，而且我们现有的几大特色工艺平台，比如嵌入式非易失性存储器、分立器件、射频、传感器、电源管理芯片等代工解决方案，可以完全覆盖IoT领域主要的终端节点应用芯片。”范恒先生说。

02芯片工艺踏准市场脚步

华虹宏力始终致力于先进差异化工艺技术的持续创新，形成了广泛深入的制造工艺平台。如今，华虹宏力已经成为世界第一大的智能卡IC代工厂，功率分立器件技术与出货量居全球8英寸晶圆代工企业的首位。

范恒先生向本刊介绍，华虹宏力拥有全面的嵌入式非易失性存储器工艺平台组合，从0.5微米到90纳米，涵盖eFlash、eEEPROM、MTP、OTP等技术，应用包括智能卡芯片和高中低端微控制器等。从整合的角度看，工艺平台提供精准的RF模型与设计工具包，实现了射频、嵌入式存储工艺与逻辑工艺的整合，为客户产品创新提供了新颖的技术平台；从低功耗的角度看，平台提供超低静态功耗和超低动态功耗，可大幅提升电池寿命，延长物联网及可穿戴式设备的待机时间；从低成本的角度看，工艺光罩层数较少，可搭配高密度数字单元库、SRAM和稳定高良率的Flash IP，同时可以满足汽车级应用的要求。

传感器特色工艺技术是华虹宏力另一大聚焦的工艺平台。MEMS传感器市场总量巨大但种类繁多，在低成本、低功耗的要求下，MEMS与CMOS工艺整合的趋势日渐明显，并且在未来很长一段时间内，主流MEMS传感器产品还将停留在8英寸制造工艺上。MEMS传感器制造平台是华虹宏力差异化工艺技术组合的重要组成部分，并将通过持续的工艺优化和创新突破来帮助客户减小传感器芯片尺寸、降低成本与提升竞争力。

此外，针对功率器件、电源管理等方面的特色工艺技术，也是华虹宏力近年来聚焦的一大方向。随着人们对绿色、节能和效率需求的日益增加，高能效的PMIC技术越来越受重视。华虹宏力作为完整的电源管理IC代工方案供应商，可提供高可靠性的模拟CMOS和高集成度的BCD工艺平台。其技术涵盖1微米到0.13微米，电压范围覆盖1.8V到700V，广泛应用于智能电表、PMIC、手机/平板电脑PMU以及快速充电（Fast Charge）等产品领域。

03

产业链集成创新是趋势

物联网时代的应用非常分散，需要各类丰富多元的芯片。这就对芯片生产工艺提出新的要求，使得晶圆制造领域特色工艺的重要性日渐凸显。随着物联网、自动化、智能化程度的深入，对于包括芯片制造、设计、封测在内的整个产业链都提出了更高的要求。

“一方面我们会及时跟进新的市场需求，不断研发新的半导体工艺技术；另一方面进一步整合现有的技术，满足新的应用需求。比如，针对当前网络安全方面的应用需求，我们就可以整合芯片智能卡、金融卡等方面的技术，配合客户，满足安全要求。”范恒先生对本刊表示，这也是一个集成创新的过程，而在芯片工艺创新和技术研发上，华虹宏力一向十分重视。
众所周知，半导体产业是一个高度成熟的产业，产业细分程度高，且上下游之间的联系十分紧密，往往是“一荣俱荣、一损俱损”的关系。半导体产业链通常包括设计、制造、封装测试等环节。华虹宏力作为芯片代工行业的代表，伴随其自身发展的同时，也有效带动了上下游企业的发展。“产业链上任何一个环节出现革命性的创新与进步，会让整个产业链受益，同样的，某一环节出现问题也会制约整个产业的发展。”范恒先生说。
为了保持在半导体代工领域的领先地位，华虹宏力多年来持续加大研发投入。公司每年把营收的10％用于科研投入。在2016年国内企业发明授权量排名前十位的企业中，华虹宏力是唯一一家上榜的集成电路企业。
在人才培养方面，华虹宏力构建了产学研协同创新、联合培养高层次人才的工作体系，与中国科学院上海微系统与信息技术研究所和复旦大学等单位进行了多方位合作，坚持开展了集成电路博士生培养计划和项目合作研发。同时，还推出在职学历教育补贴等举措支持员工继续深造。在上海市科协的支持下，华虹宏力于2014年建立了院士专家工作站，这也是上海市集成电路行业的首家院士专家工作站。引进了中国科学院院士邹世昌、复旦大学张卫教授和中国科学院上海微系统与信息技术研究所杨根庆研究员，2014年下半年又引进中国科学院院士、西安电子科技大学郝跃教授组成专家团队，为企业发展提供战略咨询、培养人才队伍、指导技术攻关、促进科技成果转化等服务。迄今，华虹宏力联合中国科学院上海微系统所等机构培养博士（含在读）、博士后已超过30名，丰富了半导体的人才资源。