过去的5月,东莞半导体和集成电路领域热度持续,其中首个战略科学家团队的成果首发尤为引人注目。
这个于2022年引进的战略科学家团队,以电子科技大学原副校长杨晓波教授为核心,在“TGV三维封装工艺”“低功耗AI芯片”“MEMS传感器”“AI-AOI视觉检测”“等离子刻蚀设备”等核心赛道,攻克了多项“卡脖子”技术难题。
“正是团队扎根东莞、服务产业的阶段性答卷。”杨晓波坦言,成果的背后,凝聚着电子科技大学的科学家们“十年磨一剑”的坚持,也是东莞“政府引导+市场主导”创新机制的生动体现。
从早年的组建新型研发机构到引进大科学装置、大平台,再到组建创新联合体。在东莞这座“世界工厂”,一场通过集中资源以“击穿”产业链的行动正在进行。
松山湖大科学装置群(概念图)。
五大成果首秀
打破多项"卡脖子"技术垄断
当前全球半导体产业正处于技术变革的关键期,“超越摩尔定律”正成为产业发展的新方向。
发布会上,科学家团队五大创新成果首发,杨晓波对其逐一介绍:TGV3.0技术,全球首创亚10微米通孔、10:1深径比三维封装技术,实现晶圆级与板级量产能力;
“能感存算”一体AI芯片,功耗仅70mW的低功耗AI芯片,集成自取能与多模态传感功能;
PLP等离子刻蚀设备,打破国际垄断的面板级封装核心设备,技术指标比肩国际巨头;
毫米波雷达芯片,应用于低空监测的相控阵雷达芯片,性能达到国际领先水平;
全自动晶圆AI-AOI检测设备,检测精度达0.072微米,填补国内高端检测装备空白。
在系统方面,此次发布的首套低空相控阵雷达系统,是一款Ku波段全相参、全固态、脉冲多普勒三座标雷达系统,实现低空飞行器全天候监测,为低空安全保驾护航。
东莞市首个战略科学家团队成果首发现场。
“TGV3.0,顾名思义就叫第三代玻璃通孔技术,在先进封装领域有多种用途,人工智能芯片是其中一个应用场景。”科学家团队成员之一,电子科技大学教授、三叠纪董事长张继华表示。
张继华领衔TGV三维集成工艺技术项目。他介绍,相较于2.0版本,主要是加工原理的不一样,而加工原理不一样直接导致性能的不同。第一是超细的孔径,全球首创亚10微米通孔,提高芯片的集成度;第二是超平滑的孔壁,减少对信号的影响;第三是超高深径比,实现高密度互联。产品主要应用于高算力芯片、3D集成半导体、光电子组件等领域,支撑新一代通信、物联网、军事电子等应用场景。
东莞市首个战略科学家团队成果现场展示。
广东数联智造科技有限公司(简称“数联智造”)是科学家团队主要成员之一,为成都数之联科技股份有限公司旗下子公司,专注于工业AI检测领域的技术创新与产业应用。
“在半导体检测市场,龙头企业偏向于采用进口检测设备,更多厂家仍依赖于人工检测。市场对于自动化检测设备的需求和想象空间巨大。”数联智造总经理罗伟介绍,本次推出全自动显微镜级晶圆AI-AOI检测设备OM,主要亮点在于它能同时进行宏观和微观检测。宏观检测部分,可以一次性将12英寸晶圆的正反面清晰成像,达到毫米级的宏观检测成像要求。
微观检测方面,洁净机器人将晶圆传送至晶圆载台,运动平台会根据预设的检测路径,或者根据定位点定位,自动规划微观检测位置点,每个点位进行全自动激光对焦,并保存清晰图片。设备可以实现50倍物镜自动对焦成像,0.072微米级的自动量测。
“该设备超过90%的零部件实现国产化,相比同类进口产品,成本降低40%-50%。”罗伟介绍。
两年出成果的密码
创新中心构建"产学研用"生态
2年出成果是怎样的一个概念?是否符合规划预期?
“一定要真干,同时有真支持。”张继华认为,一方面是团队多年的技术积累和沉淀,另一方面是落地东莞后获得充分的支持,在资金上、政府服务上,实现多方的赋能。“东莞一直以来走在产业发展前沿,在成果转化上有自己的思考,为初创企业提供支持有效陪伴”。
而要更具体回答这个问题,则需要回到科学家团队所在孵化机构——东莞市集成电路创新中心说起,这是东莞市第一家专业面向半导体和集成电路的创新平台。
东莞市集成电路有较强的产业基础。官方资料显示,全市拥有半导体及集成电路企业257家,2024年产业营收已突破750亿元。其中,封测和设计环节占比超 60%,形成了以生益科技、利扬芯片、天域半导体为“链主”的产业集群。
与此同时,东莞拥有万亿级消费电子产业优势,华为、OPPO、vivo等智能终端生产制造企业集聚,芯片消费市场庞大。目前东莞已初步构建起以封装测试、设计为核心,以第三代半导体为特色,涵盖设备、原材料及应用产业的完整产业链。
如何进一步激发集成电路的产业活力?
东莞市集成电路创新中心。
2023年起,东莞市集成电路创新中心按照“政府支持,社会资本投资,科研院所牵头,产业链企业共建的市场化运作”的机制,在东莞市人民政府和电子科技大学指导下,由东莞市科技局和东莞市发改局联合授牌的半导体和集成电路创新平台。
该创新平台以提升产业技术创新能力和加强产业生态建设为目标,以新的科研体制凝聚各方资源,平台全力打造覆盖行业企业完整研发周期、全技术服务要素的产品开发、中试制造、测试验证、人才培养和应用示范平台,包括:芯片与元器件可靠性实验室、芯片与元器件失效分析实验室、SIP封装工程中心、TGV三维封装中试制造平台等,以支撑科技成果转化和产业链企业聚集。
芯片与元器件可靠性实验室。
“科技成果转化是一个专业和系统性的事情。”东莞市集成电路创新中心执行主任林华娟介绍,“科技引领”越来越关键,但是在科技成果产业化过程中,技术只是产业化要素之一,还需要有战略、资金、市场、商务、团队等要素。
林华娟介绍,在成立之初,中心就选定先进封装和工业软件作为发展的方向。“时机”上,广东大力实施“强芯行动”和“铸魂工程”。具体到先进封装领域,先进封装技术已成为“后摩尔时代”“超越摩尔”的重要路径,而国内与海外技术差距较少。
“地利”上,在国内,先进封装的技术和产业布局尚未形成绝对的区域定型,东莞拥有三叠纪、佰维存储等先进封装企业,松山湖材料实验室也有布局MEMS器件加工平台,加上东莞电子信息企业尤其是智能终端企业升级迭代对先进封装的庞大需求。
“完全可以充分利用先发优势,将现有资源整合,做好一个赛道,把产业链击穿。东莞是很有机会的!”林华娟表示。
“人和”上,中心引入了东莞首个战略科学家团队。以三叠纪为例,中心快速推动他们的研究落地,短短半年多的时间,就搭建起了一个投资5000万的我国首个玻璃穿孔技术中试产线。
TGV板级中试制造产线投产。
如今,中心已引进包括东莞首个战略科学家团队在内的15个科研团队,培育出三叠纪、卓芯国科、中云芯迪、数联智造等产业链企业40余家。其中三分之一,是中心推动科技成果转化和持股孵化的项目。
“两年时间拿出这些成果,既在预期之中,也有超出预期的惊喜。”林华娟总结道。从精准锁定先进封装与工业软件赛道,到创新中心揭牌运营;从挖掘引进战略科学家团队,到推动科研成果孵化转化,创新中心的每一步布局都精准踩在产业发展的脉搏上,甚至提前预判行业趋势,实现了对产业节点的前瞻性把控。
资源整合"莞式打法"
从技术攻关到市场落地的全链条赋能
资源对接,是中心进驻企业提及的高频词。
“我们出的第一台晶圆检测设备,就给到三叠纪公司使用。”罗伟表示,正是创新中心搭建的生态圈,让企业间实现高效协同。公司选择落地东莞,除了广阔的市场,还有中心所提供的资源和政策支持。背靠中心,有助于公司在生存初期站稳脚跟,并逐渐建立其营销网络。随着公司的发展,计划逐步将供应链和生产制造转移到东莞,将制造成本下降20%-30%。
“我们不是做简单的招商引资。”林华娟介绍,而是以“股东”身份深度孵化企业——从挖掘需求到创造需求,“举个例子,像我今天出去聊商务,聊的原本是做茶杯的生意,但是我知道我们企业还有做锅碗瓢盆的,最后我会争取把锅碗瓢盆的单,一起挣了”。
数联智造举办工业AI应用技术研讨会暨数联智造“AI+X”新产品发布。
如今,集成电路创新中心的模式,同样被用到东莞市工业软件与系统创新中心上。成电智能科技(广东)有限公司(以下简称“成电智能”) 成立于2022年9月,是电子科技大学产学研落地企业。
“他们跟我讲一定要‘软硬结合’,光卖软件是没有‘灵魂’的。”成电智能总经理朱慧介绍,公司以前专注于工业软件研发和实施,随着企业数字化转型的工作持续开展,发现不少企业不但需要工业软件,同时对于工业软件需要的硬件基础设施也很焦虑;对于软硬件的后期维护也比较焦心。
公司与中心战略科学家团队做了多次战略研讨和产品规划设计,定义了适合制造业数字化转型的“工业智能体”,实现制造业从生产计划排产到出库的全流程数字化,并通过自研小模型以及DeepSeek帮助用户通过自然语言实时查询生产数据、操作精制平台、管理生产业务等。
今年5月,成电智能正式推出工业智能体,这是一台标准的可移动式微型数据中心,内置设备物联网平台系统,设有多样应用生态,可为制造企业构建一个性价比超高的本地化企业级数字化平台。
资本+产业双轮驱动
东莞锚定全国先进封装产业高地
市场研究机构Yole Group,先进封装行业的市场规模在2023年达到378亿美元,预计到2029年将达到891亿美元,2023年到2029年的复合增长率为11%。
林华娟介绍,AI芯片和智能终端的升级换代对先进封装技术提出了更高要求。与传统封装相比,先进封装技术包括晶圆级封装和3D堆叠封装,能够显著提升芯片集成度,降低功耗,实现更小体积和更高性能。此外,随着5G到6G技术的演进,对新材料的应用也提出了新的需求。
本次发布会上,十余项合作协议进行签署,从中可以看到东莞集成电路创新中心乃至东莞的布局路径。
国家集成电路产教融合创新平台与东莞市集成电路创新中心合作;盈峰投资与东莞市集成电路创新中心共同发起设立东莞市半导体与集成电路成果转化基金;松山湖科学城集团与东莞市集成电路创新中心达成松山湖集成电路产业生态共建深化合作;东莞国家卓越工程师创新研究院与三叠纪(广东)科技有限公司、广东数联智造科技有限公司、广东中云芯迪科技有限公司、东莞市卓芯国科微电子技术有限公司人才联合培养;产业链立讯技术、天域半导体、佰维存储(芯成汉奇)、东阳光药业等龙头企业与创新主体的技术联合攻关签约等十余项合作协议签署。
“从产业化到商业化,这个阶段需要‘耐心资本’支持项目落地。”林华娟表示,锚定科技前沿领域,必然需要技术沉淀,具体到集成电路,这是一个重资金投入的行业,如本次发布的TGV3.0技术、“能感存算”一体AI芯片等等,都是10多年积累才有的创新成果,未来要进一步商业化更需要资本的助力。本次设立东莞市半导体与集成电路成果转化基金,就是希望借助资本,进一步做大朋友圈,推进更多成果落地。
东莞市中心。
东莞作为国家级创新城市,拥有大科学装置散裂中子源,松山湖材料实验室等大平台,拥有超1万家高新技术企业,连续多年科技创新指标居全省前列。东莞已充分感受到“科技造富”的力量,从2006年“科技东莞”工程到2024年组建首个联合体开始,通过多种手段推动“科技创新+先进制造”融合升温。
如今,从打造集成电路创新中心到组建创新联合体,东莞正以“集中资源击穿产业链”的魄力,探索科技与制造深度融合的新路径。未来,这座“世界工厂”能否凭借“芯”力量,在全球半导体版图上写下浓墨重彩的一笔?答案,或许就藏在这场持续推进的创新变革中。
采写:南都记者 梁锦弟
部分为受访者供图
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