【儀表網 產業報道】Flag完成！從動土開工到投產，18個月搞定！中國首條12英寸MEMS量產線！5年投資370億，兩座晶圓廠，12萬片/月產能！
6月28日，廣州增芯科技有限公司12英寸先進智能傳感器及特色工藝晶圓制造量產線項目(以下簡稱“增芯項目”)，在廣州增城開發區舉行投產活動，這意味著，中國國內第一條12英寸MEMS量產線正式投產！
增芯項目由廣州智能傳感器產業集團發起，于2021年4月成立，定位為國內第一家專業定制化12英寸傳感器晶圓廠，針對智能化、微型化等物聯網應用領域中的核心器件(如力學、聲學、微流控、生物等傳感器件及配套ASIC芯片等)，打造集研發、量產制造、封測與應用一體的先進制造平臺，產品包括三大類工藝產品MEMS、BCD及邏輯工藝，對廣州市及廣東省的集成電路產業發展具有重要意義。
據介紹，增芯科技按照“一次規劃、分步實施”原則，計劃用5年時間投資370億元，在廣州市增城區建設兩座智能化晶圓廠，總產能達到12萬片/月。
其中，增芯項目第一座晶圓廠(FAB1)分兩期，第一期產能2萬片/月，總投資70億元；第二期產能4萬片/月，總投資100億元；第二座晶圓廠(FAB2)為第三期，產能6萬片/月，總投資200億元。第一座晶圓廠預計2026年滿產，第二座晶圓廠預計2027年滿產。
本次投產的為增芯項目第一座晶圓廠一期。相關報道顯示，一期項目建設伊始，增芯科技就立下flag：從土建施工到第一片產品下線，在18個月內完成。此后，增芯項目迅速推進。
2022年12月14日，增芯項目一期第一階段項目正式開工建設，批復投資70億元人民幣，建設月加工2萬片12英寸的MEMS晶圓制造量產線。
2023年9月20日，增芯項目封頂活動舉行，項目從動工到封頂用時9個多月，隨著項目主體結構封頂完成，這條12英寸智能傳感器MEMS生產線進度再次刷新。
2023年12月28日，項目封頂僅三個多月后，增芯項目首臺生產設備搬入儀式舉行，標志著項目由建設期正式轉入運營前的生產準備階段。首臺設備是由中微半導體設備(上海)有限公司制造的Primo D-RIE®刻蝕設備反應臺。
2024年3月11日，增芯項目迎來工廠最核心設備--光刻機搬入，標志著增芯項目迎來項目建設的關鍵性節點，順利進入調試投產準備階段。據增芯科技總經理張亮介紹，增芯此次引進的光刻機產能輸出速率可達到260片/小時，其資金投入占整個工廠建設投資的約25%。
而今天，2024年6月28日，增芯項目投產活動舉行，中國第一條12英寸MEMS量產線進入生產階段，此前相關報道顯示，增芯項目將在2024年實現“3月光刻機進場、6月通線、9月產品下線、12月交付客戶”的階段性目標。
從2022年12月破土動工，到2024年6月份投產，增芯科技一步步完成了當初立下的Flag。
為了補足芯片短板，不再受制于人，近年來，中國經濟第一大省——廣東省，大力實施“強芯工程”，以智能傳感器、模擬芯片等產品為突破口帶動半導體產業發展，增芯項目的快速投產展現了“大灣區速度”，展現了廣東建設成為中國半導體第三極的決心。
從MEMS晶圓產量窺視中國半導體困境，廣東設4000億元芯片“小目標”，以MEMS智能傳感器芯片等為突破口，廣東力爭中國半導體第三極！
在先進芯片領域，如CPU、GPU等芯片，中國受制于國外先進國家，眾所皆知，而在MEMS智能傳感器芯片上，也同樣如此。
MEMS芯片是智能傳感器的核心，智能傳感器在智能手機、自動駕駛、機器人等眾多領域應用廣泛，是智能設備的感知核心。
據國外咨詢機構Yole Group的最新數據顯示，2023年，北美和歐洲共生產了約220萬片MEMS晶圓，占據全球60%份額，日本生產了約75萬片MEMS晶圓，占據19%份額，而中國大陸僅生產了約9萬片MEMS晶圓。
顯然，相對于中國大陸龐大的MEMS需求量來說，本土MEMS晶圓生產數量仍較少，中國智能傳感器產業面臨著與CPU、GPU等先進芯片一樣的困境。
作為制造業大省，廣東的電子信息產業規模連續33年位居全國首位，手機、電視、無人機等產品產量均居全國第一，但這些智能設備里面采用的關鍵核心芯片，許多仍“受制于人”，不僅比不上國際先進水平，長期以來，廣東省半導體產業發展滯后，也遠不如上海市、江蘇省等兄弟省市。
此外，廣東在消費電子、通信、人工智能、汽車電子等領域擁有國內最大的半導體及集成電路應用市場，集成電路進口金額占全國的40%左右。在國際技術封鎖及國內區域競爭加劇的背景下，人才短缺、對外依存度較高等問題成了產業發展的短板，“卡脖子”和“斷鏈”的隱憂頻現。
在國家支持下，2020年廣東發布《廣東省培育半導體及集成電路戰略性新興產業集群行動計劃(2021-2025年)》政策，開始大力打造廣東半導體產業，其中提到廣東半導體產業存在諸多嚴峻的問題：
一是創新能力不強，創新要素投入不足，關鍵核心技術研發能力薄弱。二是設計企業普遍規模偏小，高水平設計能力不足。三是制造環節短板明顯，實現規模化量產的12英寸晶圓線僅1條。四是高校人才培養嚴重短缺，微電子專業在校生不足2000人，人才引進難度越來越大，人才供求矛盾突出。五是對外依存度高，產業鏈供應鏈安全可控性亟待提升。在當前國際技術封鎖及國內區域競爭加劇的背景下，迫切需要加快補齊產業鏈短板，提升產業鏈供應鏈穩定性安全性，為推動制造業高質量發展提供有力支撐。
2021年，廣東印發的《廣東省制造業高質量發展“十四五”規劃》更是提出要打造中國集成電路產業發展第三極，并描畫出“強芯行動”的詳細“廣東路徑”——做大做強設計業，加快補齊制造業短板，重點發展模擬芯片、智能傳感器、功率器件和第三代半導體等，大力引進和培育封測、設備、材料等領域龍頭企業，增強產業鏈供應鏈自主可控的發展能力。
▲來源：《廣東省制造業高質量發展“十四五”規劃》
2022年4月，廣東省工信廳印發《2022年廣東省數字經濟工作要點》，豪擲千億，推出一系列政策，全面實施“廣東強芯”工程，加快灣區半導體、廣大融智、智能傳感器三大產業集團建設。
一、成立廣東省半導體及集成電路產業投資基金(總規模500億，首期200億)：設立子基金、生態子基金和風險子基金；二、粵芯CanSemi12英寸模擬特色工藝線三期四期投資400億元；三、粵港澳大灣區科技創新產業投資基金，總規模1000億，首期200億元；四、灣區半導體產業集團，首期160億元，目標300億元；五、廣大融智產業集團，一期100億元；六、智能傳感器產業集團，100億。
2024年1月，廣東省印發《廣東省培育半導體及集成電路戰略性新興產業集群行動計劃(2023-2025年)》，提出“到2025年，半導體及集成電路產業年主營業務收入突破4000億元，年均增長超過22%。”其中，MEMS、傳感器是《行動計劃》中的關鍵項目。
除了以傳感器聯動廣東已有的龐大電子產業下游外，廣東省還將以傳感器聯動人工智能等新興技術，2024年6月，廣東省印發《廣東省關于人工智能賦能千行百業的若干措施》(下稱《若干措施》)，提出夯實人工智能產業底座、構筑智能終端產品新高地、打造智能融合應用新引擎等重點方面，提出了45點細化措施，包括加大人工智能核心芯片器件供給：
1. 建立人工智能芯片生態體系。建設適配芯片的開發生態，面向家電家居、安防監控、醫療設備等，加大高性能、低功耗的端側芯片開發生產。鼓勵企業通過集成處理器、射頻通信、智能傳感器、存儲器等，推進通信、顯示、音頻等模組研發。培育芯片創新發展生態，探索存算一體、類腦計算、芯粒、指令集等芯片研發與應用，推動面向云端和終端的芯片應用，推廣高性能云端智能服務器。到2027年，人工智能芯片生態體系初步建成。
2. 打造智能感知產業體系。建設智能傳感器產業集群和特色產業園，推動圖像、聲音、觸控等傳感器開發與產業化，加快消費類電子、家電家居等領域中生物特征識別、圖像感知等傳感器開發和規模化生產。推動加工制造、集成封裝、計量檢測等產業生態協同。到2027年，實現高端智能傳感器產業規模倍增。
此外，經濟特區深圳，也出臺了《關于發展壯大戰略性新興產業集群和培育發展未來產業的意見》，培育發展壯大“20+8”產業集群，即發展以先進制造業為主體的20個戰略性新興產業集群，前瞻布局8大未來產業。包括智能傳感器、智能傳感器、精密儀器、新能源、高端醫療器械等產業集群。
目前，廣東省以廣州、深圳、珠海為核心，帶動佛山、東莞、中山、惠州、肇慶等地協同發展半導體產業，而MEMS智能傳感器更是廣東省半導體戰略中關鍵的一環，2023年廣東省半導體及集成電路產業集群營收超2700億元，已在高端模擬、化合物半導體、MEMS傳感器等特色工藝方面布局一批重大產線項目。
中國掀起MEMS中試線/產線建設熱潮！為什么MEMS產線如此重要？產能是否過剩？
增芯項目這條12英寸MEMS芯片量產線的投產，是近幾年中國高度重視傳感器產業發展，各地方紛紛建設MEMS中試線/量產線產業盛況的縮影。
全國各地多條MEMS產線的動工建設，也引發了業界對中國本土MEMS產能是否過剩的疑慮。
此前，我國傳感產業知名專家，九三中央科技委副主任、中國傳感器與物聯網產業聯盟常務副理事長郭源生教授認為，MEMS產線的競爭是國產傳感器產業發展的必然階段，也是促進行業升級轉型，優勝劣汰的必然過程，但應該避免一哄而上和出現“泡沫化”。相關信息參看《專家披露行業最新現狀！》。
從上文中，Yole最新產業報道的數據顯示，2023年中國大陸僅生產了約9萬片MEMS晶圓，相比北美、歐洲、日本等地區110萬、75萬的產量，顯然還是太小，而中國的消費電子、汽車、自動駕駛、人工智能等產業蓬勃發展，對傳感器有龐大的需求，在本土MEMS晶圓產量小、而自身需求大的矛盾下，為什么業界還有產能過剩疑慮？
關鍵在于，中國MEMS市場目前為國際品牌占據多數份額，許多MEMS國際巨頭本身已有MEMS工廠或穩固的海外代工廠，中國MEMS企業能否消化本土MEMS晶圓產量仍有待觀察。
下一步將是中國傳感器產業的“重中之重”！即能否把握本土MEMS產線優勢，進行產業升級，向中高端智能傳感器邁進。這也是中國本土建設MEMS產線的重要意義。
為什么MEMS產線如此重要？
1、掙脫卡脖子困境，帶動地區傳感產業升級
高科技產業，技術為本。在一顆MEMS傳感器中，什么最重要？MEMS傳感器核心為MEMS芯片——用來感知信號，以及ASIC芯片——用來處理信號，其中MEMS芯片是技術含量最高的部件。
▲MEMS聲學傳感器構造圖(來自歌爾微招股書)
當前，中國絕大部分本土MEMS企業，采購海外傳感器企業設計好的芯片以及與傳感器配套的其他芯片如ASIC信號調理電路芯片，自行或委托代工廠完成傳感器的封裝和測試，再將傳感器成品銷售給下游終端客戶。
未來，受國外技術進口、國內市場倒逼以及下游封裝市場等因素的影響，中國本土企業自主化能力提高，大部分中國MEMS企業將向Fabless模式演變，MEMS研發中試線平臺將能有力幫助這些企業提高自主設計能力。
隨著本土傳感器企業成為具備芯片設計能力的Fabless公司，中國傳感器產業整體水平將能得到巨大提升，也能倒逼國內MEMS產線擴張，去除被國外公司芯片“卡脖子”的隱憂。
因為MEMS傳感器的瓶頸不在于先進的晶圓制造設備，而在生產工藝、技術的調校上，MEMS中試線將能加快企業芯片設計和工藝研發進展。
2、極大降低傳感器企業的研發成本
MEMS智能傳感器產業與其他高新科技產業一樣，是一個技術、人才、資金密集的產業。
如下圖所示，智能傳感器產業鏈非常長，涉及數十個環節，產業鏈的每個環節投入都較大，單一企業很難獨自承受產業鏈所有環節所需要的技術知識、人力成本及設備投入，且只有每個環節的產量足夠大，才能覆蓋其綜合成本，因而，智能傳感產業發展呈現出專業化、規模化和智能化的特點，即每個環節都可成為一家獨立的公司參與到產業鏈的生態發展，而生產制造環節是所有環節中投入最大的部分。
▲來源：深圳市MEMS產業發展白皮書
據中原智能傳感研究院執行院長李揚介紹：
以MEMS中試線和量產代工線投資為例，一條8吋的MEMS中試線，以月產能3000-5000片為例，總投資在10億以上。包括廠房建設、超凈間建設、危廢處理等附屬設施、設備等，其中設備的投資占50%。每年的運維費用，超凈間維護費用在4000萬左右，其中電費占50%，因半導體設備的高精度和高可靠性要求，需長時間保持運轉或待機狀態。以賽微電子亦莊8吋線為例，規劃月產能3萬片，一期建設產能1萬片/月，建設投資25.9億，且后續還需要持續的投入研發。行業的資金投入程度可見一斑。
同時，MEMS傳感器芯片與一般芯片不一樣的是，其工藝制造和調校更復雜，需要更多的與MEMS產線精密結合的工作，其研發流片過程更長、更久，一般企業無法承受如此昂貴的研發成本。
通過建設MEMS研發中試平臺，打造共享研發中心，為傳感器企業提供傳感器芯片流片服務、封裝服務和測試服務，將能極大降低傳感器企業的研發成本，提高企業市場存活力和競爭力。
從上文我們看到，粵港澳大灣區打造智能傳感器產業，要建MEMS產線/中試線；鄭州傳感谷、蚌埠傳感谷，同樣要建MEMS中試線；老牌智能傳感器產業園，幾乎都有MEMS產線/中試線作為底子。
可見，打造智能傳感器產業園，建設MEMS中試線已成為公示。為什么要建MEMS產線/中試線？因為這是地區傳感器產業高質量發展的核心、主心骨。
這里有兩個例子：
蘇州納米城提前布局，自2014年MEMSRIGHT的中試線貫通后，借助蘇州納米所的研發基礎，圍繞MEMSRIGHT中試線，構造了“納米技術應用產業生態圈”，經過8年多的發展，截至2021年9月累計建成載體近50萬平方米，集聚各級領軍人才超250人，入駐企業和科研機構超400家，其中科創板上市企業2家(其中不乏敏芯微這樣的獨角獸企業)，國家高新技術企業近90家，中科院蘭化所蘇州研究院等中科院下屬機構5家，蘇州劍橋等4個國外納米創新中心，已經成為國內發展最好的傳感產業園區。
相反的是，常州2015年就提出打造“中國國際傳感谷”，建設傳感小鎮，但由于常州并沒有建設支撐MEMS傳感器發展的核心研發中試平臺，而成為一個普通的招商產業園，現在已經鮮為人知了。
一個地區的傳感器產業，沒有建設好MEMS研發中試平臺，就很難發展核心技術，開發特色工藝，不斷孵化創新性企業，吸引產業上下游聚集，形成產業鏈。
結語：中國傳感器產業升級，還看今朝！
中國第一條12英寸MEMS量產線投產，對中國傳感器產業，尤其是粵港澳大灣區智能傳感器產業的發展，具有重要意義。
未來，隨著多條MEMS中試線/產線的投產，中國傳感器產業如何利用這些優質產線資源，培養更多傳感器創新企業，形成一定規模的傳感器設計、生產集群，將是決定中國傳感器產業升級成功與否的關鍵！
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