深圳方正微电子有限公司成立于2003年,系北大方正集团旗下高科技产业,主要从事集成电路芯片的生产和销售。目前,公司从白手起家迅速成长为中国六英寸半导体制造厂前列,2008年公司工程技术项目组荣获“全国五一劳动奖章”,并被中华全国总工会授予“全国工人先锋号”称号。方正微电子在社会发展中勇于主动承担社会责任,在中国半导体协会的关心支持下,积极探索,锐意进取,尽管半导体行业风雨变幻,方正微电子始终坚持世界一流民族IC产业的光荣梦想,始终秉承持续创新的精神,构建知识产权保护体系,在产品的研发、生产上,专注于功率器件领域,主推高压大功率芯片,在与客户的合作模式上,力求实现纯代工到策略合作的转变,世界在变,创新不变,在这个半导体群雄逐鹿的时代,我们将始终走在时代的最前沿。
深圳方正微电子有限公司(FMIC)厂区占地96000平方米,一次规划分期建设两个Fab厂(Fab1和Fab2)。Fab1厂两条6英寸0.35微米集成电路生产线,设计产能5万片/月。英特尔公司在向FMIC转移热线设备的同时,转让了专有技术,可应用于高可靠性的MCU、HV-CMOS、HV-DMOS、BiCMOS以及面向消费类市场的嵌入式闪存产品的制造;日本东芝公司以其集成电路制造的核心技术参股公司,成为长期稳定可靠的技术支持。
一、源于北大、持续创新
深圳方正微电子有限公司(FMIC)成立于2003年12月,由北大方正集团联合其他投资者共同创办。公司坐落于环境优美的深圳高新技术产业带宝龙片区,从事集成电路晶圆代工服务。FMIC拥有业务领域内全面而极具潜力的技术和生产能力,专注的服务精神,充裕的资源,持续为客户创造价值,提升客户的竞争优势,与客户共赢。FMIC坚持以客户服务为导向,采用成熟稳定的工艺技术,为国内外集成电路设计公司提供专业、可靠的晶圆代工服务。
2009年12月,第一条生产线达到100%的设计产能,实现月产20000片;2011年6月两条生产线满产,实现了月产50000片,目前月产能60000片,达到设计产能的120%,目前,FMIC的产能规模已跃居国内IC行业6英寸生产线的前列,0.5微米/6英寸工艺批量生产能力跃居行业第二位,发展速度和成长性居行业领先水平。
FMIC以成熟稳定的工艺技术和一流的设备、技术团队实力,为全球IC设计公司提供晶圆代工产品及服务。包括LV/HVMetalGate,LV/HVCMOS,Planar/TrenchDMOS,LV/HVBCDMOS,HVDiode,TrenchSchottky和IGBT产品代工,目标产品定位于市场需求旺盛及适合6英寸和8英寸(规划中)、0.5-0.13微米的集成电路芯片,可广泛应用于各种消费类,通讯类,电源管理,LED驱动等电子产品。
FMIC目标是向客户提供完整的服务与支持,目前已建立完善的设计服务队伍,可以提供完整的设计服务资料;通过努力,0.5um2P2M工艺已发布设计规则(DR)、电学设计规则(EDR)、器件参数模型(Model)、设计规则检查(DRC)、版图与电路检查(LVS)等成套设计服务资料库,其他各工艺也正在完善中;后续将以实用的标准单元解决方案,包括通过验证的单元库,客制化的、专用集成电路设计服务,具弹性且顺利的设计流程,帮助客户实现快速投产,同时也提供能够达到高良品率具有保护功能的单元,针对各种不同的工艺模型和设计准则,对标准单元库持续不断进行全面验证、优化和改善。
二、知识产权是立足之本
技术创新能力是高科技企业发展的核心竞争力,而知识产权则是创新能力的最好表现。自公司成立之日起,方正微电子就在知识产权的建立与保护方面高度重视,并不懈努力,并建立了一套完整的管理体系。
在组织和制度上,公司成立了由高层领导及各方专家组成的知识产权顾问委员会。同时,公司还成立了专门的知识产权部门,负责处理国内外专利申请中的技术问题与法律事务。
到2012年7月为止,方正微电子已向国家专利局申请了123项发明专利和13项实用新型专利,共有15项发明专利和11项实用新型专利已获得专利授权。
在关注知识产权创新的同时,方正微电子非常重视保护知识产权。为保护客户及自身的知识产权,方正微电子已建立起一整套信息安全保护体系,包括信息技术体系的安全控制、员工的管理、外包过程的管理、客户财产(包括软硬件两个方面)的保护,以及严格的审查管理制度。在此基础上,方正微电子将会着手推进ISO27001信息安全体系,以求通过不断提升和完善,成为中国高科技企业在知识产权保护方面的典范。
三、专注于半导体功率器件领域
公司专注于半导体功率器件制造,产品包括CMOS、MetalGate、DMOS、BCD和Schottky,主要客户来源于日本、韩国、台湾、香港和中国大陆等国家和地区,产品应用于电源管理、消费电子和LED驱动等领域。
功率器件的发展超脱了摩尔定律,虽然也采取制程缩微来降低成本,但动作其实非常缓慢,甚至部分特殊及超高压功率器件,至今仍沿用5inch或6inch晶圆厂0.5um制程。尽管功率器件对制程的要求不高,但目前国内功率器件市场却为国外厂商所垄断,市场份额排名前十的公司均是国外企业。未来随着国内厂商研发实力的提升,这一市场存在着很大的进口替代效应。
相对于CPU和DRAM等数字芯片而言,功率器件产业发展所需的资金投入较少,且技术变革速度较慢,是最适合中国发展的半导体产业。为此,电力电子国家“十二五”规划,强调新型电力电子器件VDMOS,IGBT,SBD产业化,显而易见,功率器件领域为最佳发展契机。
公司未来将以成熟稳定的具有自主知识产权的工艺、技术、产品和全面而具潜力的生产能力,专注的服务精神及充裕的资源,坚持以客户服务为导向,为国内外客户提供专业、可靠的新型电力电子器件的代工和产品服务。推动新型功率器件的产业化,做国家发展低碳经济IC行业的领航者。聚焦高压与功率集成半导体技术朝两个不同方向推进:一为遵循Moore定律,追求最小线宽,高速低功耗为其特质;另一为跳脱Moore定律,追求横向性功能整合,高压大功率为其特质。6寸晶圆厂不利于追求线宽,着重横向性功能整合此为六寸厂的生存环境,也是公司未来5年的产品差异化战略基点。
功率器件着重横向性功能整合,或追求高压高功率,线宽不易压缩,技术细分又可分为两大主轴:一为功率集成,另一为功率分立器件。功率集成包含HV-CMOS与BCD,功率分立器件包含二极管、晶闸管、晶体管。
功率器件由于制造工艺等因素的限制,形成相对较高的技术门槛,通过东芝、Intel等国际大厂的技术转让、授权以及自身在技术方面的积累,方正微电子拥有了深厚的模拟电路技术功底以及工艺开发制造能力。截至2012年7月,方正微电子已向国家专利局申请了123项发明专利和13项实用新型专利,共有15项发明专利和11项实用新型专利已获得专利授权。现在,我们越来越清晰地看到,高压和功率集成将是方正微电子功率器件的两个重点发展方向。公司未来技术、产品将朝新型功率器件发展,定位为功率集成电路HVCMOS、HVBCD以及功率分立器件VDMOS,IGBT,FRD、SBD。
在研发方面,我们与陈星弼院士合作建立了“方正微电子功率器件和功率集成电路院士工作站”,并与北大深圳技术研究院等单位在具体产品研发方面展开合作。在加大研发投入的同时,我们也极为重视知识产权的保护,为保护客户和自身的知识产权,方正微电子建立起一整套信息安全保护体系,并着手推进ISO27001信息安全体系。
四、由单纯代工转向策略合作
在经营策略上,公司将致力于与国内芯片设计企业达成策略联盟,方正微电子将对这些策略合作伙伴提供研发、芯片测试方面的帮助。值得注意的是,国内芯片设计企业绝大部分没有自己的晶圆厂,属于Fabless,我们的目标是绑定这些成长中的国内芯片设计企业,帮助他们将技术转化为产品,从而实现与客户共同成长。这种策略合作不仅表现在双方能够共享合作收益,更为重要的是,通过在产品研发阶段的早期介入,也有利于我们与策略伙伴在技术方面的融合,这种策略合作模式与单纯代工的模式有着本质的区别。
为配合公司经营策略的转变,方正微电子将向客户提供完整的服务与支持,目前已建立完善的设计服务队伍,可以提供完整的设计服务资料。公司主打工艺技术已发布设计规则(DR)、电学设计规则(EDR)、器件参数模型(Model)、设计规则检查(DRC)、版图与电路检验(LVS)等成套设计服务资料库。公司通过验证的单元库(目前已提供Digital、MixedMode、BCD、Memory、PowerMOSFET单元库供客户使用)帮助客户实现快速投产。为降低客户开发及验证成本,公司推出MPW服务,以最低成本快速开发、验证客户产品设计。
五、高压大功率芯片的先进性
从事高压大功率芯片的生产和销售,以自有工艺、产品平台为技术保障,产品定位为市场需求旺盛,生命周期长,性价比高的功率集成电路芯片及高压大功率分立器件。
产品方向将以大功率DMOS、IGBT、SBD、FRD,TVS等分立器件及HVCMOS、BCD等功率集成电路芯片为主导,以满足具有旺盛市场需求的新型电力电子产品的要求:
(一)基于OPTVLD技术的高压智能IC
公司重点研究项目之一“高压智能功率集成电路”是电子科技大学教授、中国功率器件领路人陈星弼院士多年的基础理论研究最后走向实际应用的成果之一。
从理论基础上来说,该项目的理论基础为陈星弼院士提出的“优化横向变掺杂技术”。高压智能功率集成电路实现的关键在于需要使用耐压区将高压功率器件同用于芯片控制电路的低压器件隔离。耐压区的面积取决于需要的耐压等级,往往很大。以往多采用RESURF技术优化表面电场,但这样的优化效果仍然不够理想。因此,对电场二维效应及与耐压区掺杂浓度的关系直到优化横向变掺杂技术的提出才达到了很好的效果。利用该技术的器件的优点不仅在于通过对掺杂浓度的优化以取得击穿电压与器件长度、导通电阻之间的优化,而且,在工艺上也容易与国内常规的CMOS、BiCMOS工艺线兼容,而不需要采用国外常用的成本较高工艺复杂的BCD工艺实现。
(二)横向变掺杂技术基础
正常平面结边界因电场集中而存在一个尖峰电场,导致容易在此处发生击穿;特别在高压功率器件中,其电场分布不均匀会影响器件稳定性及可靠性;
怎样才能使平面结n+-p结表面掺杂分布最好?
优化横向变掺杂(OPTVLD):在器件表面薄层内引入一个掺杂的理想分布函数,从而使表面电场达到或接近一个理想的矩形电场均匀分布,以在最短的耗尽区宽度内实现最大的击穿电压。
有多种方法可以实现近似理想OPTVLD分布,如下所示:
以优化的横向变掺杂技术设计制造的高压智能功率芯片,不仅在耐压上达到了更高的水准,而且在导通电阻及芯片面积方面都得到了有效的降低,使得整体成本更有竞争力;而且以此技术开发的高压智能功率芯片生产工艺,兼容性更强,可以适用于更多领域各种系列高压智能芯片的生产。
本项目与其他同类产品面积比较
(三)具有国际先进水平的电源管理IC
0.5um40VCMOS工艺技术,是由方正微电子自主研发的高压CMOS工艺平台,主要针对电源管理、LED驱动等应用领域,附加值高,市场潜力大。
在0.5um40VCMOS工艺平台中,集成了最小沟道长度为0.5um的5伏低压CMOS,栅源(Vgs)、源漏(Vds)工作电压可达到40伏的高压MOS,双极型晶体管和电阻、电容等元器件,其中,40伏高压MOS包括非对称和对称型N/PMOS,以及隔离型40伏NMOS。为满足客户的多样化需求,此工艺平台提供高精度、低温度系数的齐纳二极管、双多晶电容、ONO电容、高值多晶电阻、中值多晶电阻等可选器件,为DesignHouse提供弹性的客制化服务。
相比现有的1.0um40VCMOS工艺,0.5um40VCMOS工艺平台采用深N阱替代掩埋层,不需要采用昂贵的外延层,而且可以有效缩减晶圆的加工周期,以及为DesignHouse节省15%~25%的芯片面积。
由于高压IC中集成的器件种类繁多,各器件的结构和机理各异,为了保证所有器件的工艺兼容,国内外晶圆厂(Fab)提供的工艺平台,都必需比较多的光刻层,目的是分别调整各类型器件的掺杂浓度,使得所有器件的参数都达到目标值。方正微电子在0.5um40VCMOS的整个研发过程中,都充分考虑了客户的成本因素,并持续创新,发明和采用了多项国际先进的工艺方法,在不损失器件性能的前提下,精简了光刻层,提高了性价比,比如:一层多晶硅、两层金属的0.5um40VCMOS产品,只需要16层光刻就可以实现,较一般工艺减少了两层,具有明显的成本优势。
总结以上,方正微电子的0.5um40VCMOS工艺,已经达到国际先进技术水平,为DesignHouse尤其是本土的设计公司提供优质、低成本、高附加值的IC制造平台。
深圳方正微电子有限公司肩负着打造世界一流民族IC产业的光荣梦想,为此,全体方正微电子人艰苦创业,合法经营,在取得成绩时不骄傲,遇到困难时不放弃,我们将一如既往地秉承持续创新的理念,凭着方正人的智慧与勇气,闯出一条具有方正特色的芯片之路,为客户,为社会创造更多财富,更为整个行业树立一个“产、学、研”的典范,建立真正属于中国人的IDM模式。