中国首条12英寸MEMS量产线投产！5年370 亿两座晶圆厂12万片/月！
- 2024/7/4 15:10:19 4085
- 来源：传感器专家网
【仪表网 产业报道】Flag完成！从动土开工到投产，18个月搞定！中国首条12英寸MEMS量产线！5年投资370亿，两座晶圆厂，12万片/月产能！
6月28日，广州增芯科技有限公司12英寸先进智能传感器及特色工艺晶圆制造量产线项目(以下简称“增芯项目”)，在广州增城开发区举行投产活动，这意味着，中国国内第一条12英寸MEMS量产线正式投产！
增芯项目由广州智能传感器产业集团发起，于2021年4月成立，定位为国内第一家专业定制化12英寸传感器晶圆厂，针对智能化、微型化等物联网应用领域中的核心器件(如力学、声学、微流控、生物等传感器件及配套ASIC芯片等)，打造集研发、量产制造、封测与应用一体的先进制造平台，产品包括三大类工艺产品MEMS、BCD及逻辑工艺，对广州市及广东省的集成电路产业发展具有重要意义。
据介绍，增芯科技按照“一次规划、分步实施”原则，计划用5年时间投资370亿元，在广州市增城区建设两座智能化晶圆厂，总产能达到12万片/月。
其中，增芯项目第一座晶圆厂(FAB1)分两期，第一期产能2万片/月，总投资70亿元；第二期产能4万片/月，总投资100亿元；第二座晶圆厂(FAB2)为第三期，产能6万片/月，总投资200亿元。第一座晶圆厂预计2026年满产，第二座晶圆厂预计2027年满产。
本次投产的为增芯项目第一座晶圆厂一期。相关报道显示，一期项目建设伊始，增芯科技就立下flag：从土建施工到第一片产品下线，在18个月内完成。此后，增芯项目迅速推进。
2022年12月14日，增芯项目一期第一阶段项目正式开工建设，批复投资70亿元人民币，建设月加工2万片12英寸的MEMS晶圆制造量产线。
2023年9月20日，增芯项目封顶活动举行，项目从动工到封顶用时9个多月，随着项目主体结构封顶完成，这条12英寸智能传感器MEMS生产线进度再次刷新。
2023年12月28日，项目封顶仅三个多月后，增芯项目首台生产设备搬入仪式举行，标志着项目由建设期正式转入运营前的生产准备阶段。首台设备是由中微半导体设备(上海)有限公司制造的Primo D-RIE®刻蚀设备反应台。
2024年3月11日，增芯项目迎来工厂最核心设备--光刻机搬入，标志着增芯项目迎来项目建设的关键性节点，顺利进入调试投产准备阶段。据增芯科技总经理张亮介绍，增芯此次引进的光刻机产能输出速率可达到260片/小时，其资金投入占整个工厂建设投资的约25%。
而今天，2024年6月28日，增芯项目投产活动举行，中国第一条12英寸MEMS量产线进入生产阶段，此前相关报道显示，增芯项目将在2024年实现“3月光刻机进场、6月通线、9月产品下线、12月交付客户”的阶段性目标。
从2022年12月破土动工，到2024年6月份投产，增芯科技一步步完成了当初立下的Flag。
为了补足芯片短板，不再受制于人，近年来，中国经济第一大省——广东省，大力实施“强芯工程”，以智能传感器、模拟芯片等产品为突破口带动半导体产业发展，增芯项目的快速投产展现了“大湾区速度”，展现了广东建设成为中国半导体第三极的决心。
从MEMS晶圆产量窥视中国半导体困境，广东设4000亿元芯片“小目标”，以MEMS智能传感器芯片等为突破口，广东力争中国半导体第三极！
在先进芯片领域，如CPU、GPU等芯片，中国受制于国外先进国家，众所皆知，而在MEMS智能传感器芯片上，也同样如此。
MEMS芯片是智能传感器的核心，智能传感器在智能手机、自动驾驶、机器人等众多领域应用广泛，是智能设备的感知核心。
据国外咨询机构Yole Group的最新数据显示，2023年，北美和欧洲共生产了约220万片MEMS晶圆，占据全球60%份额，日本生产了约75万片MEMS晶圆，占据19%份额，而中国大陆仅生产了约9万片MEMS晶圆。
显然，相对于中国大陆庞大的MEMS需求量来说，本土MEMS晶圆生产数量仍较少，中国智能传感器产业面临着与CPU、GPU等先进芯片一样的困境。
作为制造业大省，广东的电子信息产业规模连续33年位居全国首位，手机、电视、无人机等产品产量均居全国第一，但这些智能设备里面采用的关键核心芯片，许多仍“受制于人”，不仅比不上国际先进水平，长期以来，广东省半导体产业发展滞后，也远不如上海市、江苏省等兄弟省市。
此外，广东在消费电子、通信、人工智能、汽车电子等领域拥有国内最大的半导体及集成电路应用市场，集成电路进口金额占全国的40%左右。在国际技术封锁及国内区域竞争加剧的背景下，人才短缺、对外依存度较高等问题成了产业发展的短板，“卡脖子”和“断链”的隐忧频现。
在国家支持下，2020年广东发布《广东省培育半导体及集成电路战略性新兴产业集群行动计划(2021-2025年)》政策，开始大力打造广东半导体产业，其中提到广东半导体产业存在诸多严峻的问题：
一是创新能力不强，创新要素投入不足，关键核心技术研发能力薄弱。二是设计企业普遍规模偏小，高水平设计能力不足。三是制造环节短板明显，实现规模化量产的12英寸晶圆线仅1条。四是高校人才培养严重短缺，微电子专业在校生不足2000人，人才引进难度越来越大，人才供求矛盾突出。五是对外依存度高，产业链供应链安全可控性亟待提升。在当前国际技术封锁及国内区域竞争加剧的背景下，迫切需要加快补齐产业链短板，提升产业链供应链稳定性安全性，为推动制造业高质量发展提供有力支撑。
2021年，广东印发的《广东省制造业高质量发展“十四五”规划》更是提出要打造中国集成电路产业发展第三极，并描画出“强芯行动”的详细“广东路径”——做大做强设计业，加快补齐制造业短板，重点发展模拟芯片、智能传感器、功率器件和第三代半导体等，大力引进和培育封测、设备、材料等领域龙头企业，增强产业链供应链自主可控的发展能力。
▲来源：《广东省制造业高质量发展“十四五”规划》
2022年4月，广东省工信厅印发《2022年广东省数字经济工作要点》，豪掷千亿，推出一系列政策，全面实施“广东强芯”工程，加快湾区半导体、广大融智、智能传感器三大产业集团建设。
一、成立广东省半导体及集成电路产业投资基金(总规模500亿，首期200亿)：设立子基金、生态子基金和风险子基金；二、粤芯CanSemi12英寸模拟特色工艺线三期四期投资400亿元；三、粤港澳大湾区科技创新产业投资基金，总规模1000亿，首期200亿元；四、湾区半导体产业集团，首期160亿元，目标300亿元；五、广大融智产业集团，一期100亿元；六、智能传感器产业集团，100亿。
2024年1月，广东省印发《广东省培育半导体及集成电路战略性新兴产业集群行动计划(2023-2025年)》，提出“到2025年，半导体及集成电路产业年主营业务收入突破4000亿元，年均增长超过22%。”其中，MEMS、传感器是《行动计划》中的关键项目。
除了以传感器联动广东已有的庞大电子产业下游外，广东省还将以传感器联动人工智能等新兴技术，2024年6月，广东省印发《广东省关于人工智能赋能千行百业的若干措施》(下称《若干措施》)，提出夯实人工智能产业底座、构筑智能终端产品新高地、打造智能融合应用新引擎等重点方面，提出了45点细化措施，包括加大人工智能核心芯片器件供给：
1. 建立人工智能芯片生态体系。建设适配芯片的开发生态，面向家电家居、安防监控、医疗设备等，加大高性能、低功耗的端侧芯片开发生产。鼓励企业通过集成处理器、射频通信、智能传感器、存储器等，推进通信、显示、音频等模组研发。培育芯片创新发展生态，探索存算一体、类脑计算、芯粒、指令集等芯片研发与应用，推动面向云端和终端的芯片应用，推广高性能云端智能服务器。到2027年，人工智能芯片生态体系初步建成。
2. 打造智能感知产业体系。建设智能传感器产业集群和特色产业园，推动图像、声音、触控等传感器开发与产业化，加快消费类电子、家电家居等领域中生物特征识别、图像感知等传感器开发和规模化生产。推动加工制造、集成封装、计量检测等产业生态协同。到2027年，实现高端智能传感器产业规模倍增。
此外，经济特区深圳，也出台了《关于发展壮大战略性新兴产业集群和培育发展未来产业的意见》，培育发展壮大“20+8”产业集群，即发展以先进制造业为主体的20个战略性新兴产业集群，前瞻布局8大未来产业。包括智能传感器、智能传感器、精密仪器、新能源、高端医疗器械等产业集群。
目前，广东省以广州、深圳、珠海为核心，带动佛山、东莞、中山、惠州、肇庆等地协同发展半导体产业，而MEMS智能传感器更是广东省半导体战略中关键的一环，2023年广东省半导体及集成电路产业集群营收超2700亿元，已在高端模拟、化合物半导体、MEMS传感器等特色工艺方面布局一批重大产线项目。
中国掀起MEMS中试线/产线建设热潮！为什么MEMS产线如此重要？产能是否过剩？
增芯项目这条12英寸MEMS芯片量产线的投产，是近几年中国高度重视传感器产业发展，各地方纷纷建设MEMS中试线/量产线产业盛况的缩影。
全国各地多条MEMS产线的动工建设，也引发了业界对中国本土MEMS产能是否过剩的疑虑。
此前，我国传感产业知名专家，九三中央科技委副主任、中国传感器与物联网产业联盟常务副理事长郭源生教授认为，MEMS产线的竞争是国产传感器产业发展的必然阶段，也是促进行业升级转型，优胜劣汰的必然过程，但应该避免一哄而上和出现“泡沫化”。相关信息参看《专家披露行业最新现状！》。
从上文中，Yole最新产业报道的数据显示，2023年中国大陆仅生产了约9万片MEMS晶圆，相比北美、欧洲、日本等地区110万、75万的产量，显然还是太小，而中国的消费电子、汽车、自动驾驶、人工智能等产业蓬勃发展，对传感器有庞大的需求，在本土MEMS晶圆产量小、而自身需求大的矛盾下，为什么业界还有产能过剩疑虑？
关键在于，中国MEMS市场目前为国际品牌占据多数份额，许多MEMS国际巨头本身已有MEMS工厂或稳固的海外代工厂，中国MEMS企业能否消化本土MEMS晶圆产量仍有待观察。
下一步将是中国传感器产业的“重中之重”！即能否把握本土MEMS产线优势，进行产业升级，向中高端智能传感器迈进。这也是中国本土建设MEMS产线的重要意义。
为什么MEMS产线如此重要？
1、挣脱卡脖子困境，带动地区传感产业升级
高科技产业，技术为本。在一颗MEMS传感器中，什么最重要？MEMS传感器核心为MEMS芯片——用来感知信号，以及ASIC芯片——用来处理信号，其中MEMS芯片是技术含量最高的部件。
▲MEMS声学传感器构造图(来自歌尔微招股书)
当前，中国绝大部分本土MEMS企业，采购海外传感器企业设计好的芯片以及与传感器配套的其他芯片如ASIC信号调理电路芯片，自行或委托代工厂完成传感器的封装和测试，再将传感器成品销售给下游终端客户。
未来，受国外技术进口、国内市场倒逼以及下游封装市场等因素的影响，中国本土企业自主化能力提高，大部分中国MEMS企业将向Fabless模式演变，MEMS研发中试线平台将能有力帮助这些企业提高自主设计能力。
随着本土传感器企业成为具备芯片设计能力的Fabless公司，中国传感器产业整体水平将能得到巨大提升，也能倒逼国内MEMS产线扩张，去除被国外公司芯片“卡脖子”的隐忧。
因为MEMS传感器的瓶颈不在于先进的晶圆制造设备，而在生产工艺、技术的调校上，MEMS中试线将能加快企业芯片设计和工艺研发进展。
2、极大降低传感器企业的研发成本
MEMS智能传感器产业与其他高新科技产业一样，是一个技术、人才、资金密集的产业。
如下图所示，智能传感器产业链非常长，涉及数十个环节，产业链的每个环节投入都较大，单一企业很难独自承受产业链所有环节所需要的技术知识、人力成本及设备投入，且只有每个环节的产量足够大，才能覆盖其综合成本，因而，智能传感产业发展呈现出专业化、规模化和智能化的特点，即每个环节都可成为一家独立的公司参与到产业链的生态发展，而生产制造环节是所有环节中投入最大的部分。
▲来源：深圳市MEMS产业发展白皮书
据中原智能传感研究院执行院长李扬介绍：
以MEMS中试线和量产代工线投资为例，一条8吋的MEMS中试线，以月产能3000-5000片为例，总投资在10亿以上。包括厂房建设、超净间建设、危废处理等附属设施、设备等，其中设备的投资占50%。每年的运维费用，超净间维护费用在4000万左右，其中电费占50%，因半导体设备的高精度和高可靠性要求，需长时间保持运转或待机状态。以赛微电子亦庄8吋线为例，规划月产能3万片，一期建设产能1万片/月，建设投资25.9亿，且后续还需要持续的投入研发。行业的资金投入程度可见一斑。
同时，MEMS传感器芯片与一般芯片不一样的是，其工艺制造和调校更复杂，需要更多的与MEMS产线精密结合的工作，其研发流片过程更长、更久，一般企业无法承受如此昂贵的研发成本。
通过建设MEMS研发中试平台，打造共享研发中心，为传感器企业提供传感器芯片流片服务、封装服务和测试服务，将能极大降低传感器企业的研发成本，提高企业市场存活力和竞争力。
从上文我们看到，粤港澳大湾区打造智能传感器产业，要建MEMS产线/中试线；郑州传感谷、蚌埠传感谷，同样要建MEMS中试线；老牌智能传感器产业园，几乎都有MEMS产线/中试线作为底子。
可见，打造智能传感器产业园，建设MEMS中试线已成为公示。为什么要建MEMS产线/中试线？因为这是地区传感器产业高质量发展的核心、主心骨。
这里有两个例子：
苏州纳米城提前布局，自2014年MEMSRIGHT的中试线贯通后，借助苏州纳米所的研发基础，围绕MEMSRIGHT中试线，构造了“纳米技术应用产业生态圈”，经过8年多的发展，截至2021年9月累计建成载体近50万平方米，集聚各级领军人才超250人，入驻企业和科研机构超400家，其中科创板上市企业2家(其中不乏敏芯微这样的独角兽企业)，国家高新技术企业近90家，中科院兰化所苏州研究院等中科院下属机构5家，苏州剑桥等4个国外纳米创新中心，已经成为国内发展最好的传感产业园区。
相反的是，常州2015年就提出打造“中国国际传感谷”，建设传感小镇，但由于常州并没有建设支撑MEMS传感器发展的核心研发中试平台，而成为一个普通的招商产业园，现在已经鲜为人知了。
一个地区的传感器产业，没有建设好MEMS研发中试平台，就很难发展核心技术，开发特色工艺，不断孵化创新性企业，吸引产业上下游聚集，形成产业链。
结语：中国传感器产业升级，还看今朝！
中国第一条12英寸MEMS量产线投产，对中国传感器产业，尤其是粤港澳大湾区智能传感器产业的发展，具有重要意义。
未来，随着多条MEMS中试线/产线的投产，中国传感器产业如何利用这些优质产线资源，培养更多传感器创新企业，形成一定规模的传感器设计、生产集群，将是决定中国传感器产业升级成功与否的关键！
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