走成熟特色工藝路線，有哪些創新之道？

在當前的形勢下業界共識是，如何在沒有先進工藝的情況下發展市場上最需要的成熟工藝、打造特色工藝，并結合架構創新、先進封裝等，實現芯片性能的系統級提升。在第29屆中國集成電路設計業2023年會暨廣州集成電路產業創新發展高峰論壇（ICCAD2023）上，來自晶圓代工廠、封裝企業以及IC設計企業的高管們共同探討了工藝、技術創新與市場等話題，分享了許多精彩見解。

結合本土化需求的晶圓代工與封裝

榮芯半導體成立于2021年4月，總部位于中國浙江省寧波市，是致力于成熟制程特色工藝的集成電路制造企業。榮芯半導體在江蘇淮安和浙江寧波建有12英寸集成電路生產線。公司晶圓制造主要聚焦90-55nm的12英寸芯片生產線，覆蓋六大種類芯片制造，分別為CIS、TDDI、功率器件、電源管理、OLED Driver、NorFlash。

榮芯半導體投資人包括北京君正、美團、韋豪創芯、元禾璞華、紅杉資本、清控銀杏、民和投資、鋆昊資本、馮源資本等不少產業投資人。這些投資人已經成功投資了產業鏈上下游不少的企業。榮芯半導體CEO白鵬表示，資本的投入不僅是資金還是資源，榮芯半導體作為晶圓代工廠在起步之初，某些技術平臺可以和大客戶深度戰略性的綁定，共同在產品端和工藝端進行優化。他說這是榮芯半導體的一個特色，也有利于公司的成長。

圖：榮芯半導體CEO白鵬

據介紹，榮芯半導體的寧波工廠處于規劃中，預計2025年完工。寧波工廠投產后，也會做比較先進的邏輯工藝，比如40nm甚至28nm都有可能。榮芯未來會打造的幾大產品平臺包括CIS、BCD、模擬和模數混合等。

Tower Semiconductor中國區運營副總裁秦磊談到，以CMOS角度來看，40nm在國內屬于成熟工藝，先進工藝更多是在22nm\14nm以下。成熟工藝與先進工藝很難拿數字節點區分。同樣的性能指標，在0.35微米、0.18微米或是12寸65納米都可以做到。這個參數的衡量已經不是工藝節點，而是頻率或噪聲系數。以BCD工藝來看，用0.18微米到55nm來做的都有，在晶圓代工廠主要還是看電壓、驅動電流和隔離度等參數。

圖：Tower Semiconductor中國區運營副總裁秦磊

誠然，先進節點上國內Fab與國外有差距，即便在模擬方向也有不少空白。秦磊舉例說，CMOS圖像傳感器已經有豪威、思特威、格科微等市占率很高的企業。但像單反類的圖像傳感器等更高質量的產品還得靠工藝參數。

對于競爭的壓力，秦磊表示一方面是國際巨頭的人工成本貴但單顆芯片成本可以做到極致，國內企業也要把成本盡量做低。二是產品種類的豐富度，把不同規格的產品做全。同時在設計上優化降低成本。

TSMC臺積電（中國）總經理羅鎮球表示，除了工藝微縮本身，更重要的是將很多不同的因素綜合考量之后獲得最佳的解決方案。通過與生態系統伙伴的長期合作，臺積電擁有基礎IP和標準庫以滿足不同客戶的設計需求。我們還有設計服務團隊，這樣的好處是在工藝開發初期可以將客戶的設計需求考慮進來，未來還將提前把軟件串起來。

圖：TSMC臺積電（中國）總經理羅鎮球

在談到汽車芯片的發展時，羅鎮球認為，汽車電子有著對應各個不同的安全層級的芯片的龐大需求，在制造工藝上也有不同的要求。大陸不少芯片設計公司都在推車規級芯片，但真正落實、考慮安全周全還需要下更大的功夫。

摩爾精英自建近5,000㎡快速封裝中心和1.5萬㎡SiP先進封測基地，為客戶提供快封打樣/SiP&FCBGA設計生產/量產管理服務。

摩爾精英董事長兼CEO張競揚分析，一家IC設計企業做的車規級產品到了封裝階段，量小且設計復雜，出現這種情況是因為客戶在前期芯片設計時雖有技術上的特點但缺乏對芯片整個設計流程以及后面封裝、測試等環節的通盤考慮，同時很多公司在初期快速發展時也很難配置一支非常完整的團隊來進行通盤考量。

圖：摩爾精英董事長兼CEO張競揚

摩爾精英在過去五年多時間里幫助客戶一共做了1000多顆芯片、4000多個封裝，都是第一次就成功交付。之所以如此精準高效，是因為摩爾精英搭建了一支兩百多人覆蓋芯片從IT CAD研發環境搭建到芯片設計服務到流片技術支持到封裝到測試的完整團隊。在服務客戶的過程中踩過很多坑，也都成為服務客戶的寶貴經驗，避免客戶犯錯。同時磨合了非常多優質的供應商，與供應商之間頻繁的互動合作，也能幫助我們及時了解供應商的產能及技術變化。

張競揚表示，芯片行業進入到效率時代，過去追求做大做多，現在追求做好做強，芯片公司/創業團隊的產品效率成為這里面最關鍵的指標。為了實現更快的產品效率，摩爾精英通過搭建一站式芯片設計和供應鏈平臺，助力客戶實現高效的芯片研發到量產，我們目標是成就客戶，讓中國沒有難做的芯片。

端側AI的架構創新與產業生態

炬芯科技的智能音頻SoC芯片在智能手表、藍牙音箱、藍牙耳機等智能終端領域取得了不錯的成績。在采訪中，炬芯董事長兼CEO周正宇明確提出端側AI正在改變智能終端的未來。

圖：炬芯董事長兼CEO周正宇

周正宇說，AI的應用在端側所有已知的應用和品類都會人工智能化，傳統算法將被深度學習或其他神經網絡技術來替代，以達到更好的體驗，比如降噪、語音識別等。同時，AI還會延伸出更多新的功能、品類和體驗。無論如何AI必將從云端走向端側。

以炬芯的產品架構來看，目前以“CPU+DSP”的雙核為主，未來炬芯會整合低功耗 AI 加速引擎，即形成CPU+DSP+NPU（based MMSCIM）三核異構的AI SoC架構，為便攜式產品提供更大的AI算力。MMSCIM即“Mixed-Mode SRAM based CIM”，屬于模數混合的存內計算，其優勢是精度無限，具有良好的PPA，可靠性和量產的一致性非常高等。

數據顯示，MMSCIM基于已經實現的Testchip測試和估算結果，在22nm工藝下能效比能達到7.8TOPS/W，接近使用7nm先進工藝實現的傳統架構NPU；MMSCIM預計在16nm下能效比能達到15.6TOPS/W，高于7nm先進工藝下傳統架構的NPU。

周正宇表示，智能手表是唯一一個適合長時間佩戴且緊貼皮膚的裝置，手表的AI化十分有必要，它可以用來進行健康監測，監測心率、血壓、血氧等，作為日常健康管理的助手。特別是結合邊緣AI，借助專業醫學知識，對監測數據進行判斷，為醫療提供協助。

不過，我們也應當看到現在芯片設計大多重視硬件，往往生態建設上比較乏力。周正宇說道，就比如TensorFlow與算力之前其實中間還間隔了很多層，或者說工具，那么如何來做好這些工作，是需要生態伙伴共同來完成的。炬芯也會為AI生態建設持續貢獻力量。

在產業鏈生態建設上，白鵬認為就像英特爾X86架構的成功離不開終端應用的驅動，當時正值PC電腦的興起。同樣的，ARM架構崛起也得益于智能手機時代的到來。如果我們要引領一個新的架構，就意味著要打造一個強大的應用生態。

市場研判

對于市場景氣度的情況，羅鎮球分析庫存的消化已經有所改善，但客戶對消費者的信心不夠，這是全球共同面對的問題。不過，所有領域都更加需要半導體，它的含量、數量和價值都在不斷提升，因此半導體行業持續高速發展的趨勢不會改變。

白鵬表示，半導體行業的發展處于周期性波動，前幾年芯片庫存多需要時間來消化，但晶圓代工更著眼于工藝技術，看到的是行業中長期的需求。如今業界共識行業的景氣度已經觸底，樂觀估計明年上半年會開始反彈。在地緣政治和產業鏈重組的背景下，成熟工藝并沒有受到太多限制，反而國產化的需求之下，成熟特色工藝的市場機會在增加。國內晶圓代工廠若能不斷升級成熟節點特色工藝的制造，那么有望獲得更多國內設計公司之前向國外工廠流片的轉單效應。

秦磊認為，經歷了市場最差的時期，明年整體向好但不會太好，整個市場在去年下半年以來主要是消費類市場在下滑，工業和汽車類市場雖不是迅速爆發期，但將逐漸步入穩定期。中國IC設計公司可以更多投入到產品的精準定義和高性能的研發當中，利用上下游的資源做出更多更好的產品。