在集成电路产业中,材料是最基础的领域,也是目前我国芯片产业中被“卡脖子”最严重的领域之一。制造出和进口材料同样质量的国产替代产品,是很多从业人员的梦想。在越城有一家专业从事陶瓷高性能基板研发的企业,从开始研发到产品量产,走过了10年漫漫长路,最终实现了半导体重要材料的国产化。
投产4个月就被认定为“规上”企业
斗门街道三江东路的绍兴德汇半导体材料有限公司生产车间内,几十台机器正开足马力,一片片不足1毫米厚度、仅有书本大小的高性能陶瓷基板正被源源不断生产出来。这些看起来不起眼的“瓷片”,每片售价高达三四百元,如今已经成为中芯、比亚迪等众多集成电路知名企业眼中的“香饽饽”。
自从今年1月份投产后,德汇公司在业内创造了一个不小的奇迹,因为产品不愁销售,在开足马力生产后,仅一层的厂房就创造了上千万效益,投产4个月后就被认定为“规上”企业。
“这些产品主要供应国内的大中型集成电路企业,目前处于供不应求状态,生产多少销多少。”德汇公司负责人戴云浩指着样品展示柜笑着告诉记者,随着新能源汽车、人工智能等新兴产业加速崛起,高性能陶瓷基板需求越来越大。过去国内企业主要依赖进口,公司今年投产后,产品质量可以和进口材料媲美,成功实现了国产化替代,在这个“卡脖子”半导体材料领域有了话语权。
“我们将工厂设在绍兴,看中的是这里越来越完善的集成电路生态产业链。”戴云浩说,3年前选择落户越城,主要是当时中芯集成这样的大客户已经在绍兴量产,比亚迪这样的“大块头”企业也落户越城,越来越多的上下游企业选择在越城扎根,这对公司的吸引力很大。事实证明这一步走对了,部分产品在本地企业销售,不仅省下运输成本,而且降低了运输风险。
业内普遍认为,随着智能汽车、光伏风电、白色家电、5G通讯、高功率LED、大功率半导体激光器等需求量不断加大,未来几年陶瓷基板的需求量将迅速扩大,跃升到百亿规模。“这幢厂房的一层我们已经投产了,二三层正在装修,今年预计年产值可以超过1亿元,明年达到3亿元,我们还计划进一步扩大生产规模,争取在3年后产值能达到6亿元以上。”对于公司的前景,戴云浩信心满满。
10年研发造出国产陶瓷基板
电子封装,是半导体产业链上的核心一环。经过封装之后,芯片如同历经洗礼,变成了人们熟知的各种电子器件。封装时,将芯片放在基板上,基板可以起到支撑芯片、给芯片供电、解决芯片散热等作用,因此,基板性能对器件质量影响极大。
“随着芯片功率越来越大,集成度越来越高,散热是个大问题。如果不及时散热,芯片很可能会烧坏。”业内人士介绍说,几年前广泛使用的印刷线路板采用高分子材料,“通俗来讲就是塑料,其导热和耐热能力较差,已经跟不上半导体产业发展的要求,而陶瓷材料具有高导热、高耐热、高绝缘、低热胀、耐腐蚀等特点,技术优势明显,已经成为现代集成电路元器件必要的材料。”
事实上,由于高度依赖进口,之前陶瓷电路板属于典型的“卡脖子”技术,因为害怕被断供,国内不少大型集成电路生产企业前几年已经开始囤货,如今德汇系列产品的横空出世,给很多国内企业吃下了“定心丸”。
“我们现在有三大系列产品可广泛运用于各类芯片的封测。为了攻克陶瓷基板这个‘卡脖子’难关,我们走过了长达10年的研发道路,其中的艰辛外人很难想象。”谈到陶瓷基板产品的研发过程,戴云浩将其形容为“一场修行”。“2013年我们的团队开始研发时,很多人觉得一两年之内就能成功,但事实证明,要攻克新领域远远没有那么简单。”戴云浩说,除了在产品研发上下功夫之外,要想完全实现国产化,更需要下大功夫研发设备。眼下公司用于生产的所有机器设备,都是根据研发成果下单到工厂定制的,德汇公司完全掌握知识产权专利话语权,“材料的配置比例、设备的生产工艺等方面,有上百种的排列组合,我们需要找到其中的最优解。”
有人因为高薪加入了其他企业,当然也不断有新鲜血液补充进来。10年研发过程中,德汇的研发团队不断变动,目前20多人的核心研发人员中,最初创业团队留下来的仅有七八人。最终,艰苦的付出得到了回报。“公司产生的可观利润是一方面,将半导体的关键材料核心技术掌握在国人自己手中,则是我们最引以为傲的,再多的付出也值得!”戴云浩感叹。