又一个100台！4月23日，在掌声、香槟酒的开启声中，北方华创第100台AlN PVD设备顺利交付，这也是继一个月之前，其PVD设备在集成电路主流生产线安装量超过100腔室的又一重大突破，完成了中国自主知识产权高端装备的里程碑式跨越。

自主产业链锻造“芯”实力 开发区打造国产IC设备“试验田” ...

又一个100台！4月23日，在掌声、香槟酒的开启声中，北方华创第100台AlN PVD设备顺利交付，这也是继一个月之前，其PVD设备在集成电路主流生产线安装量超过100腔室的又一重大突破，完成了中国自主知识产权高端装备的里程碑式跨越。

“中国IC装备一定要挤进全球前十！”这是北方华创集团有限公司总裁赵晋荣的梦想，而完成这个梦想显然并不容易。

众所周知，IC芯片被称做是电子信息产业的“心脏”。

而生产“心脏”部件的设备IC装备业，因占据了科技的制高点，被称为制造业的珠穆朗玛峰,在国家“十五”计划之前，从来没有一家中国企业登上过这个高峰。

可是，如今在国内晶圆代工龙头中芯国际的北京厂，2017年使用国产设备加工的12寸正式产品晶圆加工已经达到2600万片，在55纳米产线上，国产设备的使用率达到50%以上。

这个悄然的变化得益于优质产业链的协同发展，以中芯北方、北方华创、集创北方、中电科、京仪、屹唐为代表的一批上下游企业正紧密合作，协同锻造北京集成电路产业的“芯”实力。

龙头牵引

试水IC装备国产化

“IC产业链存在两个最主要的短板！”中科院微电子研究所所长叶甜春日前在谈到中国芯片产业发展时表示，嵌入式处理器以及制造设备是中国IC产业的短板，急需突破。

IC国产装备国产化为何如此难？中芯北方总经理张昕坦言，一张张硅片经过光刻、掩膜、光照、离子注入、热处理等数百道工序后，才能变成芯片，任何一道工序中但凡出现一点差错，就会失之毫厘，谬以千里。

正是由于工艺制造的高精度和复杂度，芯片生产需要机械、电子、软件、控制、材料等多个学科的配合。

集成电路生产线上刻蚀机、氧化机、薄膜、光刻、离子注入等设备，一直都由欧美日等少数公司掌握。

2008年，国家科技重大专项02专项成立，组织“产学研”联合开发，由行业的龙头企业中芯国际等牵头，向世界上最先进的40纳米和28纳米芯片技术节点攻关，并推动装备国产化。北京市作为组织牵头单位，对项目承担单位予以资金扶持。

成立于2001年的北方微电子重点攻关IC产业中的刻蚀设备、物理气相沉积设备和化学气相沉积设备。

就如大家看到的所有设备都需要先验证，验证就要有产品、有客户，验证完产品销售出去占有市场那才意味着成功，而不仅仅是研发出来。

于是，六年前，在开发区的全力帮助下，2011年7月，北方微电子从酒仙桥迁入亦庄开始了产业化的历程。

“那时候，我们在IC市场上只有一台刻蚀设备!”赵晋荣回忆说。

来亦庄，就是看到这里有浓厚的产业氛围，更重要的是可以和近邻中芯国际、京东方形成产业上下游的关系。尽管如此，看到4万多平方米的新基地，还是感慨这得啥时候才能物尽其用。

“没想到，2012年，规模产业化第一年，我们就实现了收入破亿。除了刻蚀机以外，PVD、CVD等产品逐渐问世。”

2014年，北方华创NMC612B-28硅刻蚀机获得中芯国际采购订单，作为曾经的邻居，这次采购不仅仅是生产企业与客户那么简单。

北方华创设备的投入使用，是一次“临床试验”。

引入国产设备时，不少员工内心都是担忧的。芯片生产极其复杂，一个小小的失误，产生的影响不可估量。引入国产设备，对于国家战略来说至关重要，但是对于一线工人来说，可能就意味着“麻烦”。

事实也确实如此，由于此前使用的都是进口设备，维修和调试都由有丰富经验的国外设备公司承包。为了使用国产设备，中芯国际成立了攻关小组，边干边学，不停监测设备在生产过程中的各种问题。为加速装备国产化进程，这些问题第一时间反馈到北方华创的研发团队，北方华创则根据这些问题不断进行改进。

正是因为这样，2015年，中芯国际北京厂国产化生产设备进入晶圆产品量产阶段，新增国产设备主机台及附属机台数百台。这些国产设备出色地通过了28-90纳米技术节点的大生产线验证，与进口设备肩并肩满负荷生产。

九年来，集成电路高端制造装备和材料从无到有填补产业链空白，制造工艺与封装集成由弱渐强走向世界参与国际竞争，集成电路产业驶入了自主创新发展的快车道。

就拿北方华创来说，赵晋荣坦言公司的产品出货量比六年前翻了10倍，销售收入翻了11倍；在芯片企业实现了刻蚀机、PVD、CVD、立式炉和清洗机五大类产品的国产化后，也开始向国际化市场进军。

值得一提的是，由北方华创微电子自主研发的应用于14nm先进制程的等离子硅刻蚀机、单片退火系统已正式进入集成电路主流代工厂，LPCVD和Hardmask PVD设备也已获得集成电路主流代工厂订单。可以说，北方华创微电子已全面进入14nm时代。

如今，走进中芯国际二期生产线，一台台国产装备进入了记者视线，经过多年的研发以及反复验证、调试，它们与代表集成电路最先进制造水平的国外“同行”们站立在一起，担负起芯片制造的一项项关键工序。

“从2011年的个位数到2017年的14%、15%，中芯国际产线上的国产材料和国产设备都呈现出了几何式增长的态势。而这也不是终点，未来我们还将力所能及地多用一点儿，再多用一点儿。” 中芯国际董事长周子学表示，中芯国际就是国产IC装备的试验田，如果说12寸晶圆厂带动了装备，即将建成的中芯北京三期将带动IC设计，它是国产芯片的杠杆。

“制造业需要对产业上游的国产设备和材料予以支持，公司从2011年起开始应用国产设备和材料，起步艰难，验证新设备周期长，难度大。但现在回头来看，支持很有必要。

”张昕感慨地表示。

协同发展

上下游企业集体作战

产业发展离不开企业之间的互相支撑，除了对国产设备进行验证，在研发前期，中芯国际就参与到了研发的全过程，开始与多家国产设备商联合研发，在设备设计、研发过程中充分根据大生产环节的需求进行，而非闭门造车、单打独斗。

位于开发区经海二路28号院的屹唐半导体就是产业协同发展的受益者，去年刚刚进入开发区，屹唐半导体就向中芯国际交付去胶机10多台，RTP退火机已通过产品评估验证，刻蚀机也处于产品评估验证过程中，使得企业成功扭亏。

为此，屹唐半导体在开发区建设了新生产基地，设计有10个组装测试工位，将在这里建成刻蚀机、去胶机、快速退火演示实验室，每年可生产设备100台以上。

另一家走进开发区的企业集创北方，作为全球领先的显示控制芯片整体解决方案提供商，在2018年开局之时，其电源管理单元产品也成功打入夏普的供应链体系，使国产芯片再一次登上国际大舞台。

此前，集创北方通过源源不断的创新技术积累，在国内领先的面板生产企业，如京东方、华星光电、天马等也实现了较高的市场占有率，是国内惟一一家能够为面板显示产业提供完整解决方案的集成电路设计公司。数据显示，集创北方2017年销售额达10.3亿元人民币，连续几年实现了约200%的年复合增长率，创造了业内有口皆碑的“集创速度”。

“虽然集成电路相对于屏来说，屏可能是最贵的，但是集成电路是屏的‘大脑’，如果没有‘大脑’，整个屏都会失去作用，集成电路很重要。”公司副总林圣岳说。

集创北方在这条路上不断地坚持，在参与中国“屏”制造过程中，集创北方较好地弥补了整个产业链国产化的“断口”。

北京亦庄这种“集体作战”的模式在业内看来确实也是一种探索市场的路径。

如果把集成电路产业比做金字塔，过去中国连底座都不全，如今高度虽然还和发达国家有差距，但底座已经建立起来，形成了集团军，整个产业有自身发展的能力和后劲。

北京经济技术开发区投资促进局局长王延卫介绍说，北京经济技术开发区作为国内重要的集成电路产业基地，已形成集制造、封测、装备、零部件及材料、设计企业在内的完备产业链， 聚集上下游企业近100家，产业链条日趋完善，重点企业工业产值总量由2013年的125.7亿元增长到2017年的215.6亿元，年均增速17.8%，同时，一批代表企业及研究机构承接了系列国家重大科技专项任务，在关键装备及材料、先进工艺的开发及产业化等方面取得一批代表国家最高水平的成果，为我国集成电路产业实现自主发展奠定了坚实基础，也确立了北京在全国集成电路产业布局中的领先地位。

突破关键

建设国家集成电路创新中心

如何把“集团作战”的模式发展得更好，作为北京市建设科技创新中心的一项重要任务，北京市积极提倡组建“国家集成电路创新中心”，在成熟技术的开发、全生态链的建设、本地人才的培养等方面进行大胆创新，深化集成电路产业供给侧改革,突破当前发展瓶颈。

北京地区的产业环境,无论是生产布局、学研氛围,还是集群效应,都为北京亦庄组建创新中心提供了成熟的条件。同时，中芯国际依托在京量产了0.15um-28nm的六代技术，技术人才约2000人，已形成规模的技术与人才储备能力。北京有全国顶尖的高校和研究所，如清华大学、北京大学、中科院微电子研究所、中科院半导体所，学、研资源极其雄厚。国家重大科技专项02专项实施以来，中芯北京厂已验证14种工艺装备、75种材料，是国家进行装备与材料国产化的首选基地。

中芯国际牵头在京成立的中关村集成电路产业联盟,已有全国成员103家,形成了一个环绕京津冀、辐射全国的集成电路创新群。

以上的种种，都为创新中心的建设打下了良好的基础。那么，创新中心要如何建设？为了集中解决“制造业环节偏弱、技术市场拓展不足”的问题，创新中心坚持以芯片制造企业为主体，以市场需求为牵引，发展“以产品为中心”的先进工艺、特色工艺的研发之路,同时探寻后摩尔时代的技术研究。同时，创新中心还将联合产业链上下游各环节的多家优质企业、高校和院所,成立股份制合资公司，实行市场化运作,共同建设一个开放型的、实体性的集成电路产业创新平台。

针对当前产业问题，创新中心将集中建设国产装备与材料专用验证线、贴近市场变化的产品技术研发线、真正融合企业需求与成果转化的校企合作平合,集中整合全产业链资源,围绕先进通讯、物联网、先进显示、虚拟现实、大容量/高可靠性存储技术、信息安全、人工智能、汽车电子、能源管理等应用领域，开展集成电路产品的工艺开发。

鉴于创新中心的开放性以及全产业链的带动作用，创新中心将建成一个集中国家政策促进产业发展的支撑平合，一个促进国家科技引领全球的科技平合，一个国家长期支持的非盈利产业平合。

通过平台的建设，更多的国产设备将在这里得到验证，运用产学研相结合的方式，促进中国“芯”的快速发展。本报记者 张金萍 王硕/文 代小杰/制图

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芯片安全帽让工地管理更智能

手机、电脑、电视……芯片在人们生活中的应用越来越广泛，如今建筑工地的安全帽上也出现了它的身影，装上它，一顶小小的安全帽也变聪明了，不仅能保护施工人员的安全，还能管理工地考勤，实时定位工人位置，让工地管理智能化。4月24日，开发区总工会携手建发局就将这样一批智能安全帽送到北京二中亦庄学校扩建工程二标段项目工地工人的手中。

据介绍，智能安全帽是通过物联网+智能硬件的手段来实现对工地的智慧管理，由智能芯片、工地宝数据采集器、手持身份证信息录入设备和手机App四部分组成。在智能安全帽内部的前端有固定着一个凸起的圆形装置，芯片就安装在里面。

在该项目工地入口处临建办公室外侧还固定着一个“红盒子”，每当戴着安全帽的工人经过项目工地入口处时，就会发出“您已进入施工现场，请您注意安全……”的提示音。“可不仅仅是语音播报这么简单。”天问智慧产业科技有限公司的孟凡鹏介绍，这个“红盒子”就是工地宝数据采集器，连接着后台的信息数据库，是智能安全帽的重要组成部分。

“智能安全帽是以工人劳务实名制为基础的，工人的姓名、性别、年龄等基本信息通过手持身份证信息录入设备录入后台，然后将装有个人信息的芯片安装到对应工人佩戴的安全帽上。”也就是说每顶安全帽都有一个自己的ID，而“红盒子”就是一个中转站，当感应到智能安全帽时，就会读取信息并回传至后台，实现随时随地的无感考勤。

除了“考勤员”，“红盒子”还承担着工人安全“监护人”的角色。据介绍，“红盒子”是通过感应来实现隔空考勤的，单个盒子的感应波长为30-50米，并可根据不同施工现场通过添加模块扩大感应范围。

每个盒子可对感应范围内的所有智能安全帽进行实时定位，一个项目工地可通过安装多个盒子来实现对不同区域施工作业人员进行定位。与此同时，“红盒子”也会将信息实时回传至手机App和电脑客户端，方便项目管理人员随时查看，随时掌握施工工人动态。

此外，这款智能安全帽采用ABS材料，顶部的多角度设计可疏解高空坠物40%-50%的撞击压力，从而避免和减轻对头部的直接伤害。本报记者 于晓玲

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