聚焦2025年中國半導體生態發展大會：八大領域深度剖析 解碼半導體產業自主化破局路徑

《科創板日報》8月23日訊（記者 陳俊清） “2025年中國半導體生態發展大會暨產學研博覽會”近日在上海市張江科學會堂舉行。

本屆大會由國家集成電路創新中心、上海產學合作教育協會集成電路專業委員會、財聯社主辦，復創芯、《科創板日報》等承辦。

會議現場，廣大高校科研院所專家、業界專家、企業家、企業高層管理者和企業工程師齊聚一堂，針對產業和科研市場，對集成電路設計、先進存儲與HBM、MEMS傳感器、原子級製造ALD/ALE、先進封裝TSV/TGV、化合物半導體、Al for半導體和半導體分析測試設備8大領域的國家戰略、技術驅動和新興需求進行了深度分析。

▍半導體產業化的破局路徑

“從整個泛半導體產業來看，我國半導體光伏，半導體照明領域發展良好，不受外部制約。而在半導體顯示和半導體設計領域，關鍵上游材料、零部件、工藝設備尚未完全自主可控。”中國電子設計工程院首席科學家楊光明在大會報告中表示。

半導體芯片產業和半導體顯示產業分佈具有高相似性。楊光明表示，大陸半導體產業高度集中在珠三角、長三角、環渤海以及中西部地區，擁有約168條2-12英寸半導體生產線，其中8-12寸產線接近80條。據楊光明透露，目前我國IC自主率仍小於5%，產能佔比小於15%，進口依賴程度較高。

對於半導體產業發展現狀，楊光明表示，從外部來看，當前國際競爭激烈的背景下，我國半導體產業自力更生的思想統一。從內部來看，需要形成產業共識，提升協同效應，並有核心代工企業引領產業發展。

此外，楊光明認爲，半導體產品從實驗室技術到大規模穩定量產存在的諸多痛點，如：工藝不成熟、良率低、設備選型運維難、建設週期長、人才團隊缺乏、科技成果轉化率低等。“從實驗室生產的樣品，通過綜合線做出產品，再到首條量產線做成商品。最核心的是要真正細化算好一筆經濟賬。”

據介紹，中國電子工程設計院正通過提供覆蓋產品市場分析、工藝設備選型、工程建設、調試運營的解決方案，降低產業化風險，實現“低成本、高良率、高效率、快交付”的目標，打通產業化閉環，提升半導體芯片產業的核心競爭力與安全水平。

微導納米CTO黎微明在主題演講中表示，全球半導體產業將實現快速發展，原因在於AI的強勁推動力。數據顯示，2025年全球半導體產業同比增長率預計將超過10%。到2030年，全球半導體行業總產值有望達到1萬億美元規模，其中AI相關應用將貢獻近“半壁江山”。

飛速發展的互聯網、雲計算、大數據、人工智能爲代表的數字技術時代，對算力要求越來越高。黎微明表示，半導體集成電路芯片技術所遇到的面積牆、存儲牆、成本牆以及功耗牆等成爲提升算力的瓶頸，但也爲芯片技術的發展和突破提供了下一個機遇。例如芯片的3D堆疊、系統集成以及先進封裝技術等發展正在推動算力持續提升。先進薄膜技術及設備爲新的器件結構提供了高K材料、低K材料、多元複合材料摻雜、超高深寬比結構填充等新材料和新工藝解決方案。

據其介紹，微導納米麪向客戶新材料、新架構的工藝需求，提供多場景全方位解決方案，形成了以原子層沉積（ALD）技術爲核心，CVD等多種真空薄膜技術梯次發展的產品體系。據瞭解，微導ALD工藝開發了電介質和金屬沉積技術，可實現更高縱橫比的TSV，並在通槽內提供更好的覆蓋範圍、實現低溫工藝平穩可控，滿足≤200-400攝氏度沉積工藝要求。

▍MEMS傳感器市場增長迅速 技術集成與材料創新成焦點

作爲半導體產業的重要一環，智能傳感器在物聯網、智慧城市、智能製造，人工智能等強勁需求的拉動下發展迅速。

華潤微代工事業羣工藝集成技術研發中心總監夏長奉表示，在國內市場，中國MEMS市場規模佔據全球一半以上，預計到2026年中國MEMS市場規模將超過100億美金。

從市場結構來看，2021年中國MEMS市場結構中佔比最多的是家電及消費與汽車。隨着5G新基建的持續推進，5G應用需求迅速擴容；醫療行業信息化和工業自動化的發展進程不斷提速，醫療及工業智能終端設備將會迎來新機會。

中國MEMS市場射頻仍佔最大份額，達到25.4%，其次是壓力、紅外、慣性和麥克風。從產品市場增速來看，紅外熱釋電&熱電堆和微輻射熱測定儀增速最快。

夏長奉判斷，傳感器新技術發展趨勢可概括爲產品尺寸微型化、智能化、集成化、場景應用多元化。

從技術路徑來看，IDM和Foundry兩種生產製造模式已成爲傳感器行業繞不開的選擇題。華潤微選擇的是Foundry模式，在此基礎上，該公司採用了CMOS+MEMS協同的生產運營思路。

在夏長奉看來，CMOS和MEMS集成在同一代工廠同一晶圓上，可以更靈活地調整工藝，使MEMS和CMOS工藝兼容，實現不同結構、不同種類的MEMS傳感器與CMOS電路集成在一起。同時，代工廠同時提供配套的CMOS電路和MEMS傳感器晶圓，可以靈活安排CMOS和MEMS晶圓訂單產能，更好的滿足客戶訂單需求。針對MEMS訂單量小特點，利用CMOS訂單量大優勢，提高產線利用率，分攤產線成本。

從MEMS材料端來看，熱敏材料氧化釩薄膜因其高電阻溫度係數（TCR）和金屬絕緣體轉變（IMT or MIT）的特性，被廣泛地應用於MEMS傳感器上。在製備氧化釩薄膜過程中，如何提高氧化釩的佔比含量極大地影響着後續薄膜的相變轉換和性能表現。

據尚積半導體CEO王世寬介紹，該公司已推出全新的第七代VOx技術，通過硬件和控制系統的重新設計提升Rs Uniformity和TCR，而傳輸平臺針對性的設計提升了WTW和RTR的Uniformity。此外，該公司也提供氧化釩薄膜刻蝕工藝解決方案，使氧化釩薄膜之MEMS元件得到更佳的工藝整合解決方案。

從COMS產品端來看，作爲一家從事CMOS圖像傳感器芯片產品研發、設計和銷售的企業，思特威在全球手機CIS、全球安防CIS、全球車載市場排名常年均位列前五。據思特威副總經理介紹，該公司2023年成立的子公司飛凌微正在將目光聚集端側視覺處理芯片的研發與設計。

據介紹，飛凌微自研NPU支持業界主流的神經網絡框架，並針對輕量級神經網絡結構和視覺任務進行了專門優化，有效加速視覺數據處理並提升圖像處理準確性，滿足智駕系統在端側的視覺處理應用需求。

▍AI時代下的“四力”挑戰 Chiplet與DTCO成應對關鍵

“當下，我們正處於無處不芯、無芯不能時代，半導體產業在新能源汽車、5G/6G、自動駕駛、人工智能推動下，市場需求日益旺盛。”中國電子工程設計院數智院常務副部長程星華表示。

據數據統計，2024年全球半導體銷售額達6276億美元，同比增長19.1%，預計到2030年有望突破1萬億美元，其中跟AI相關的半導體增長率會達到30%，2030年1萬億美元銷售額中，70%左右和AI相關。

芯和半導體技術市場部總監黃曉波表示，隨着人工智能對算力需求的爆發式增長，Al對半導體提出“四力”需求，分別爲算力、運力、存力、電力。

黃曉波認爲，高性能計算芯片採用Chiplet技術已成爲後摩爾時代的行業共識，有力突破了半導體晶圓先進製程工藝帶來的芯片PPA提升瓶頸。“異質異構Chiplet先進封裝設計面臨架構探索，頂層規劃，物理實現，多物理場景分折，系統驗證等一系列挑戰，構建針對2.5D/3D Chiplet的設計流程與EDA工具平臺是Chiplet產品落地的首要考慮。”

據黃曉波介紹，芯和半導體Chiplet集成系統多物理場仿真EDA覆蓋了信號、電源、熱、應力的多物理場仿真EDA解決方案，能夠進行跨尺度電磁仿真與高速通道信號完整性分析、電/熱/應力多物理場協同仿真以及流體熱分析，保障系統級可靠性能。

概倫電子研發總監林曦則認爲，DTCO是延續摩爾定律的重要手段之一，製造工藝的微縮已無法持續滿足性能、功耗、PPA等指標需求。通過DTCO流程和方法的優化，可以顯著提升電路的性能設計指標。

據介紹，DTCO需要芯片設計廠商更早地介入到工藝開發，評估關鍵工藝帶來的PPA優勢和對良率的影響；先進工藝技術經過DTCO方法優化後，佔到了PPA提升的50%以上。

當前，國際一流半導體廠商均廣泛採用了DTCO技術，如英特爾利用DTCO提升CPU工作頻率、減少芯片面積，高通使用DTCO流程優化3nm功能電路的面積，三星利用DTCO顯著優化3nm工藝的性能、功耗和密度等。

林曦表示，國內半導體設計公司在受限條件下，借鑑先進工藝的DTCO方法思路，將其應用到稍微落後一點的平臺上，通過定製工藝、模型等進行差異化定製供應平臺，挖掘工藝平臺的潛力，成爲提升芯片計算速度、功耗、面積及良率、可靠性的重要路徑。