華虹宏力芯速度：聚焦功率器件產(chǎn)品，開(kāi)拓車規(guī)級(jí)市場(chǎng)

日前，華虹宏力副總裁周衛(wèi)平在 2020 年第 23 屆中國(guó)集成電路制造年會(huì)暨廣東集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上發(fā)表了題為《雙核引擎，綠色智造，贏芯未來(lái)》的報(bào)告，對(duì)華虹集團(tuán)的“8+12”雙核引擎戰(zhàn)略進(jìn)行全面的分析。

華虹集團(tuán)目前擁有金橋基地、張江基地、康橋基地和無(wú)錫基地，共有 7 座工廠，其中華虹宏力有 3 座 8 英寸廠和 1 座 12 英寸廠。8 英寸合計(jì)月產(chǎn)能 17.8 萬(wàn)片，12 英寸月產(chǎn)能 6.5 萬(wàn)片。華虹集團(tuán)在全球集成電路代工業(yè)中排位，從 2016 年第 7 位，到 2017 年第 6 位，2019 年首次進(jìn)入第 5 位。

周衛(wèi)平副總裁強(qiáng)調(diào)，華虹宏力響應(yīng)國(guó)家綠色發(fā)展戰(zhàn)略，打造集綠色技術(shù)、綠色生產(chǎn)、綠色建筑于一體的綠色企業(yè)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展。

華虹“芯”速度

2017 年 8 月，華虹集團(tuán)與無(wú)錫市政府簽署協(xié)議，一期項(xiàng)目建設(shè)一條工藝等級(jí) 90～65/55 納米、月產(chǎn) 4 萬(wàn)片的 12 英寸集成電路生產(chǎn)線（華虹七廠），支持 5G 和物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域的應(yīng)用。這是華虹集團(tuán)融入長(zhǎng)三角一體化高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略，在上海市域以外、長(zhǎng)三角布局的第一個(gè)研發(fā)制造基地，在華虹發(fā)展戰(zhàn)略中具有標(biāo)志性意義。華虹無(wú)錫項(xiàng)目是全國(guó)最先進(jìn)的特色工藝生產(chǎn)線、全國(guó)第一條 12 英寸功率器件代工生產(chǎn)線、江蘇省第一條自主可控 12 英寸生產(chǎn)線。項(xiàng)目建設(shè)速度非常快，做到了當(dāng)年開(kāi)工、當(dāng)年封頂，17 個(gè)月建成投片?；诩瘓F(tuán)自有技術(shù)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)提前一年攻關(guān)，研發(fā)成果加速走上生產(chǎn)線，特色工藝研發(fā)順利推進(jìn)，產(chǎn)品工藝通線一次成功。在市場(chǎng)開(kāi)拓方面，與國(guó)內(nèi)外多家設(shè)計(jì)公司進(jìn)行良好合作。無(wú)錫基地 12 英寸致力于打造多元化、綜合化的客戶解決方案，基地發(fā)展開(kāi)始提速。在穩(wěn)步推進(jìn)多個(gè)技術(shù)平臺(tái)的認(rèn)證工作的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了高良率出貨。截止 2020 年第二季度，無(wú)錫基地 12 英寸生產(chǎn)線交付客戶的產(chǎn)品包括智能卡芯片、功率器件和 CIS 產(chǎn)品；在下半年超結(jié)產(chǎn)品也將開(kāi)始出貨，以滿足新能源汽車等新興市場(chǎng)的需求。并加快推進(jìn)產(chǎn)能建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行，已形成 1 萬(wàn)片的月產(chǎn)能，即將形成 2 萬(wàn)片月產(chǎn)能。

聚焦特色工藝

華虹宏力從 2002 年開(kāi)始自主創(chuàng)“芯”路，成立國(guó)內(nèi)第一條 8 英寸 Trench MOSFET 代工生產(chǎn)線，是全球第一家提供功率器件代工服務(wù)的 8 英寸純晶圓代工廠。2002 年到 2010 年，陸續(xù)完成先進(jìn)的溝槽型中低壓 MOSFET/SGT/TBO 等功率器件技術(shù)開(kāi)發(fā)；2010 年，高壓 600V-700V 溝槽型、平面型 MOSFET 工藝進(jìn)入量產(chǎn)階段；2011 年，第一條 8 英寸 IGBT 代工生產(chǎn)線量產(chǎn)，同年第一代深溝槽超級(jí)結(jié)工藝進(jìn)入量產(chǎn)階段，同年 1200V 溝槽型 NPT IGBT 工藝也完成研發(fā)進(jìn)入量產(chǎn)階段；2013 年，第 2 代深溝槽超級(jí)結(jié)工藝推向市場(chǎng)，同時(shí) 600V-1200V 溝槽型場(chǎng)截止型 IGBT（FDB 工藝）也成功量產(chǎn)。2020 年，12 英寸功率產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

功率器件累計(jì)出貨超過(guò) 800 萬(wàn)片 8 英寸晶圓；2020 年月產(chǎn)能突破 10 萬(wàn)片（折合 8 英寸晶圓）； 高端功率器件（超級(jí)結(jié) SJ 和 IGBT）占比快速上升，在 2015 到 2019 年的銷售額以及出貨量

的年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò) 50%。功率器件制造領(lǐng)域擁有 341 項(xiàng)發(fā)明專利，包括美國(guó)發(fā)明專利 18 項(xiàng)；其中 IGBT 背面工藝 25 項(xiàng)，正面工藝 67 項(xiàng)，低壓 MOSFET 有 94 項(xiàng) 超級(jí)結(jié) SJ 有 155 項(xiàng)。

作為華虹宏力的核心業(yè)務(wù)之一，公司在功率器件方面主要聚焦在以下方面：

一是 DMOS/SGT 方面，擁有溝槽柵 MOSFET、底部厚柵氧(BTO) MOSFET、上下結(jié)構(gòu) SGT、左右結(jié)構(gòu) SGT 等多種工藝結(jié)構(gòu) 。硅基 MOSFET 是功率器件工藝的基礎(chǔ)，后續(xù)工藝都是基于這個(gè)工藝平臺(tái)不斷升級(jí)、完善，華虹宏力致力于優(yōu)化 pitch size，提升元胞密度，擁有業(yè)界先進(jìn)的導(dǎo)通電阻。華虹宏力的 MOSFET 產(chǎn)品已通過(guò)車規(guī)認(rèn)證，并配合客戶完成相對(duì)核心關(guān)鍵部件如汽車油泵、轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)等的應(yīng)用。

二是超級(jí)結(jié)（SJ），超級(jí)結(jié) MOSFET 是華虹宏力功率半導(dǎo)體工藝平臺(tái)的中流砥柱。2011 年，第一代超級(jí)結(jié) MOSFET 工藝開(kāi)始量產(chǎn)；2013 年，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，pitch 尺寸越來(lái)越小，同時(shí) Pitch 垂直度越來(lái)越大，降低結(jié)電阻，推出第二代超級(jí)結(jié) MOSFET 工藝；2015 年，進(jìn)一步優(yōu)化，推出 2.5 代超級(jí)結(jié) MOSFET 工藝；2017 年，第三代超級(jí)結(jié) MOSFET 工藝試生產(chǎn)。

華虹宏力擁有獨(dú)創(chuàng)的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深溝槽超級(jí)結(jié)技術(shù)方案，可大幅降低導(dǎo)通電阻，同時(shí)，在生產(chǎn)制造過(guò)程中可大幅縮短加工周期、降低生產(chǎn)成本。超級(jí)結(jié) MOSFET 適用于 150V-900V 電壓段，電流范圍 1-100A，它的電阻更小，效率更高，散熱相對(duì)低，所以在要求嚴(yán)苛的開(kāi)關(guān)電源里有大量的應(yīng)用，高度契合當(dāng)前熱門(mén)的大功率快充電源、LED 照明電源及新能源汽車充電樁等應(yīng)用需求。

三是 IGBT，華虹宏力是國(guó)內(nèi)最早布局、最完善、最完整的全套 IGBT 薄晶圓背面加工工藝，是國(guó)內(nèi)首家量產(chǎn)深溝槽場(chǎng)截止型 IGBT 產(chǎn)品的公。硅基 IGBT 作為電動(dòng)汽車的核心，非常考驗(yàn)晶圓制造的能力和經(jīng)驗(yàn)。從器件結(jié)構(gòu)來(lái)看，IGBT 芯片正面類似普通的 MOSFET，難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)背面結(jié)構(gòu)。作為國(guó)內(nèi)最早布局的公司，華虹宏力擁有最完善、最完整的全套 IGBT 薄晶圓背面加工工藝，包括背面薄片、背面高能離子注入、背面激光退火以及背面金屬化等，使得客戶產(chǎn)品能夠比肩業(yè)界主流的國(guó)際 IDM 產(chǎn)品。

華虹宏力 IGBT 產(chǎn)品線的電壓范圍涵蓋 600~1700V；電流范圍涵蓋 10~400A，逐漸從消費(fèi)類跨入工業(yè)商用、新能源汽車等領(lǐng)域

周衛(wèi)平副總裁認(rèn)為功率器件領(lǐng)域的未來(lái)前景可期，公司在做大做強(qiáng)方面提出了四點(diǎn)：一是立足“8+12”戰(zhàn)略，深耕功率器件領(lǐng)域，在技術(shù)上不斷更新迭代，追求功率器件所需的更高功率密度和更低損耗；二是充分發(fā)揮 12 英寸更小線寬特性，持續(xù)開(kāi)發(fā)優(yōu)化 DMOS、SGT、超級(jí)結(jié) SJ、IGBT 技術(shù)，加速進(jìn)軍高端功率器件市場(chǎng)；三是“8+12”齊頭并進(jìn)，為客戶提供更為充足的產(chǎn)能和更具優(yōu)勢(shì)的綠色“芯”代工解決方案；四是深化戰(zhàn)略合作，全力支持產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)，促進(jìn)全球集成電路制造供應(yīng)鏈的協(xié)同共贏。

開(kāi)拓車規(guī)市場(chǎng)

智能電動(dòng)汽車發(fā)展趨勢(shì)強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)汽車電子中的半導(dǎo)體元器件數(shù)量大幅增加。在汽車電子領(lǐng)域，微控制器、模擬芯片、功率器件三大類半導(dǎo)體芯片市場(chǎng)規(guī)模大、未來(lái)的成長(zhǎng)性較好，這也是華虹集團(tuán)旗下華虹宏力在汽車電子領(lǐng)域布局的重點(diǎn)。

華虹宏力已在汽車電子的車載動(dòng)力 / 引擎數(shù)據(jù)等存儲(chǔ)、引擎及安全氣囊控制、油泵系統(tǒng)、AC/DC 轉(zhuǎn)換器、車身穩(wěn)定（ESP）系統(tǒng)、電動(dòng)汽車逆變器、信息娛樂(lè)系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)等獲得了大量應(yīng)用，工業(yè)及汽車已成為公司第二大應(yīng)用市場(chǎng)，占公司總營(yíng)收的 25%左右。

為符合汽車的嚴(yán)苛安全要求，華虹宏力實(shí)施全面的汽車電子質(zhì)量管控，建立了零缺陷管理模式，通過(guò) IATF 16949 汽車質(zhì)量管理體系認(rèn)證和多家客戶的 VDA 6.3（德國(guó)汽車質(zhì)量流程審計(jì)標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)審計(jì)，并擁有符合汽車電子 AEC-Q100 Grade-1 標(biāo)準(zhǔn)的高可靠性嵌入式閃存技術(shù)。通過(guò)“安全、可靠、高性能”的多種工藝平臺(tái)靈活組合，華虹宏力將為持續(xù)攀升的汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)需求提供更優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

贏芯未來(lái)

華虹宏力通過(guò)建設(shè) 12 英寸生產(chǎn)線，延伸 8 英寸特色工藝優(yōu)勢(shì)，拓寬護(hù)城河，提高技術(shù)壁壘，拉開(kāi)與身后競(jìng)爭(zhēng)者的差距。而在擴(kuò)充產(chǎn)能的同時(shí)，技術(shù)節(jié)點(diǎn)也推進(jìn)到 90/55 納米，以實(shí)現(xiàn)“人無(wú)我有，人有我精”的產(chǎn)品工藝，給客戶提供更先進(jìn)的工藝支持，攜手再上新臺(tái)階。