发展航天微电子产业-打造航天制造品牌

1、开展航天微电子产业 打造航天制造品牌张俊超航天科技集团时代电子公司党委副书记兼七七一所所长 各位领导，各位来宾，同志们，朋友们：四月的西安，春风习习，暖意融融。作为航天制造的参与者和航天微电子领域的研制者和管理者，我有幸来到航天制造顶峰论坛，今天我发言的题目是?开展航天微电子产业，打造航天制造品牌?。发言共分四个局部：一、微电子开展历程及在国民经济开展中的作用；二、微电子在新型航天工业体系中的地位和意义；三、航天微电子开展现状；四、航天微电子开展设想。一、微电子开展历程及在国民经济开展中的作用自1958年德克萨斯仪器公司TI创造了世界第一块集成电路以来，电子工业进入了集成电路的时代。经过近50

2、年的开展，集成电路已经从最初的小规模集成电路SSI起步，先后经历了中规模MSI、大规模LSI、超大规模VLSI、巨大规模ULSI，开展到目前的特大规模集成电路GSI和系统芯片SOC，单个电路芯片集成的元件数也从十几个开展到目前的几亿个甚至几十亿个。集成电路的集成度每3年增长4倍，特征尺寸每3年缩小2倍，这就是著名的摩尔定律。芯片的特征尺寸已经从1978年的10m开展到现在的32nm，集成度从1971年的1K DRAM开展到现在的4G DRAM；硅片的直径尺寸由2英寸、3英寸、4英寸、6英寸、8英寸开展到12英寸。以微计算机为例，从1971年Intel公司微处理器问世到8086、80186、80

3、286、80386、80486、奔腾系列直到目前的多核处理器，均为集成电路开展推动的结果。T硅片尺寸特征尺寸集 成 度SSIMSILSIVLSIULSIGSI10m3m1.2m0.35m0.18mm65nm2英寸3英寸4英寸6英寸8英寸12英寸SOC图1 微电子开展历程示意图众所周知，微电子是现代信息产业和信息社会的根底，是改造和提升传统产业的核心技术。随着全球信息化、知识经济浪潮的到来，微电子产业的地位越来越重要，它已成为事关一个国家国民经济、国防建设、人民生活和信息平安的根底性、战略性产业。由于微电子的重要战略地位，西方兴旺国家至今仍对我国实施出口和转移的严格控制，遏制我国在电子信息的快速

4、开展。集成电路产业对国民经济的战略作用主要表现在当代产业链上，现代经济数据说明，每1-2元集成电路的产值，可创造10元的电子工业产值，拉动100元的GDP增长。随着经济的开展，微电子的倍增效应还在增大。据美国半导体协会SIA预测，到2021年，集成电路全行业销售额将到达6000亿美元，它将支持6-8万亿的电子装备和30万亿美元的电子信息效劳业，那时世界GDP总值将到达50万亿美元。2007年，我国集成电路市场需求总额到达了5470亿元，成为世界第一大集成电路市场，而国内集成电路产业销售额为1251.3亿元，仅能满足国内需求的23%，且绝大多数企业的产品主要集中在中低端的消费类芯片，多数高端集成

5、电路必须从国外进口我国集成电路市场需求开展预测、集成电路产业产销开展预测见图2、图3。长期以来，我国缺乏高端微电子芯片自主设计和实现技术，阻碍了我国信息化带开工业化和现代效劳业的开展，已成为制约我国信息产业开展的严重瓶颈，严重影响我国产业结构的调整和新型工业化道路进程。图2 我国集成电路市场需求开展预测 图3 我国集成电路产业产销开展预测从国内市场需求开展来看，我国已经成为集成电路产品的消耗大国，为满足国内市场迅速增长的需求以及根据国内集成电路企业开展的状况，我国将成为集成电路产品的生产大国。预计到2021年，国内集成电路的需求总额到达7500亿元，占世界市场总额的三分之一，然而国内集成电路的

6、产值预计为2400亿元。因此可以看出，国内微电子产业的开展空间很大。当前，全球有近600条生产线，其中8寸线190条，12寸线60条，主流工艺为65nm-180nm， CPU、存储器到达45nm，2021年将实现32nm，2021年将实现22nm。目前，我国已投产的芯片生产线有50条,其中12寸线3条、8寸线12条、6寸线12条、5寸线以下23条，8寸线和12寸线产能占总产能的2/3，在建的8-12寸线10条。主流制造工艺水平为0.35m-90 nm。随着工艺技术的不断提升，大幅提高的硅复杂性和系统复杂性是集成电路设计、测试所面临的主要问题，同时集成电路封装已经成为影响芯片功耗、复杂性、可靠性

7、、本钱等问题的关键因素。集成电路是知识密集型、投资密集型、劳动密集型产业，建设一条新的6英寸线产能2万片/月大约需要7亿美元，建设一条8英寸线大约需要15亿美元，建设一条12英寸线大约需要25亿美元，因此建设集成电路生产线需要大量资金投入,并且有较高的人力资源本钱。我国现有的8英寸、12英寸集成电路生产线，均为外资融资企业或中外合资企业，拒绝生产航天及军用芯片。中芯国际、上海宏力和华虹NEC等国内最先进的集成电路制造厂由于受到技术转让方的限制，不能为我国国防装备效劳的现实就是最好的佐证。我们相信，随着我国综合国力的提升和国家政策的支持，集成电路产业投资必将不断增加，逐步改变依赖进口的局面。二、

8、微电子在新型航天工业体系中的地位和意义航天制造是先进的信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术的集成，是从工业化向信息化开展的必然。在新型航天制造体系中，更加重视全过程、全要素的管理，信息化建设和数字化协同管理将加快航天制造体系的升级，实现航天产品的跨专业、跨学科、跨平台、跨区域、跨组织之间的协同研制生产。随着航天电子信息系统的复杂化和技术的快速更新换代，微电子技术及其产品将在建设新型航天工业体系中扮演重要的角色。微电子与航天工程之间的关系紧密交织，通常是一代电路、一代性能、一代装备，可以说没有航天微电子技术的开展就没有新型航天型号，如：高速信号获取及处理等关键技术运算速度要求高达万亿次，

9、航天工程中采用的CPU、FPGA、存储器等核心集成电路都有高性能、长寿命、高可靠的要求。要缩小与国外航天产品及武器装备的性能差距，满足新一代航天产品的要求，我们必须跟进集成电路制造技术。单元功能密度的增加成为航天工程与装备的迫切需求，开展趋势是基于高功能密度微电子技术的集计算、测控、通讯等功能于一体的综合单元设备，高密度微电子产品不再仅仅是被系统选用的货架产品，而将成为承载大量航天核心信息的载体。比方，2006年我们采用先进的SIP技术实现了专用嵌入式计算机的微型化。因此，高密度集成电路将成为军工装备的一种核心战略资源，航天科技集团公司是十一大军工集团中唯一同时拥有总体技术和微电子技术的公司，

10、以这种独特的优势，将航天系统工程专业技术与微电子技术紧密结合起来，才能在建设新型航天工业体系和信息化引领工业化的进程中发挥更重要的作用。微电子技术在航天产品中的应用，不仅对减小体积，减轻重量，降低功耗起到直接的作用，随着航天型号有无问题的根本解决，对航天型号的性能要求将上升为各方关注的重点，在提高落点的精度、提高反映速度、提高系统可靠性、提高系统生存能力，以及智能化、信息化的新需求下，微电子技术对航天产品的奉献将愈加突出，航天微电子以其根底地位支撑航天核心技术和产业，在建立航天新一代制造体系、打造“航天制造品牌的过程中将发挥更为重要的作用。三、航天微电子开展现状我国非常重视航天微电子的开展，为

11、了开展国防事业，1965年，中央决定从中国科学院所属的6个研究所整建制抽调7个研究室，组成集计算机、半导体集成电路、混合集成电路三大专业科研生产为一体的“156工程处，为航天配套生产专用集成电路与计算机。四十多年的开展，我们一直致力于开展微电子产业，效劳于航天事业，从初期的“156工程处，开展成为包括现代化设计制造和规模化封装、检测等的大型企业。目前航天微电子资源主要集中在中国航天科技集团公司航天时代公司。航天时代公司创造了我国计算机开展史上的“五个第一：1965年研制出我国第一台双极小规模集成电路微计算机；1971年研制出我国第一台PMOS中规模集成电路微计算机；1977年研制出我国第一台1

12、6位大规模集成电路微处理器；1980年研制出我国第一台CMOS中规模集成电路抗电磁脉冲加固专业计算机；2006年研制出我国第一台全国产化SIP计算机。在创造计算机技术开展辉煌的同时，也创造了我国集成电路开展史上的“四个第一：1977年研制出国内第一块16位微处理器；1994年建成国内第一条模拟集成电路国军标生产线；1995年建成国内第一条薄膜混合集成电路国军标生产线；1998年研制出国内第一块具有自主知识产权的32位浮点数字信号处理器。计算机产品参加国家所有大型航天发射飞行试验性能稳定，数百万只集成电路用于航天产品质量稳定、无一失误。航天时代公司从事微电子产业的单位主要是771所、772所、西

13、安太乙电子，从业人员3000余人。为加快集成电路产业的开展，航天时代公司组建了计算机与集成电路设计制造中心。同时按照市场化运作模式，打破原有事业单位管理体制，先后注册成立北京时代民芯科技，注册资本7000万元；注册成立西安西岳电子，注册资本18000万元，专门从事集成电路的设计和生产。现已具备0.13-0.35m集成电路设计能力，拥有X英寸、X英寸集成电路生产线，具备15000片/月的生产能力。同时已建成年封装能力6亿只的集成电路封装线，拥有国内先进的集成电路测试、筛选、失效分析、鉴定试验检测设备，是国内军用集成电路检测分析的定点单位。集成电路设计人员规模已进入国内前十名，拥有国内先进的集成电

14、路设计硬件和软件，配备了完整的测试工具和测试软件。产品包括航天高可靠数字集成电路、模拟集成电路及混合信号电路、卫星通讯类、民用消费类等电路。公司现有一条X英寸集成电路生产线，于1996年建成通线，批产水平为3-5m ，研制能力1.5m ，月生产能力为5000片。十多年来，为航天装备生产集成电路上百个产品，数百万只电路，同时提供了数亿只民用集成电路产品。生产工艺有双极集成电路生产工艺、CMOS集成电路工艺、体硅和SOI抗辐射加固集成电路工艺、高压VDMOS工艺，具有航天应用特种工艺的研发能力。已建成的X英寸0.35m 集成电路生产线，投资额为9亿人民币，生产水平为0.8 -0.35m，生产能力为

15、15000片/月，将打造成为西部地区最重要的芯片代工厂。目前X英寸生产线已具备0.5-0.8m CMOS 以及双极工艺加工能力。但由于集成电路工艺开发周期长，产品验证时间长，作为建成初期的经济效益，要通过开发民用集成电路产品进行补偿，逐步实现经济平衡。公司现有两条国内一流的陶瓷封装线和一条规模化生产的塑封线，已于2007年扩产至年产6亿块的封装能力，年内扩产至每年12亿只，可进行各类DIP、CLCC、PGA陶瓷封装和民用DIP、SOP、QFP等系列塑封装。在测试方面，公司有国内各种先进的测试设备，可完成各类数字及模拟电路测试，市场覆盖全国26个省市，200余家单位，具备1亿只/月的测试能力。表

16、1 航天时代公司微电子产业能力序号名称生产能力技术水平1X英寸集成电路生产线5000片/月批产3-5um研制1.5um2X英寸集成电路生产线15000片/月0.8 um -0.35um3陶瓷封装线12亿只/年DIP、CLCC、PGA4塑封线DIP、SOP、QFP5测试能力1亿只/月根据国际上的开展趋势和航天微电子技术开展的实际需要出发，我们重新打造了产业链，将集成电路设计、加工、 封装、检测的局部按照不同的性质进行分工重组，组建了航天时代民芯公司，西岳电子，建设封装线，将检测能力推向市场。面对微电子人才配置国际化、收入高的总体压力，积极推行人才鼓励机制改革实践。四、航天微电子开展设想航天微电子

17、作为效劳航天的行业电子，首先要满足航天产品维护、生产及未来开展的需要，实现核心芯片国产化。并围绕新型航天工业体系建设，充分利用战略机遇期，加快信息化建设，完善航天微电子研究开发体系；加强技术创新，全面提升航天微电子水平，实现从被动满足装备需求转变为主动推动装备开展；加快新一代航天微电子工业体系建设，推动产业结构升级，打造微电子“航天制造品牌，实现军民融合寓军于民，走出一条有中国特色的航天微电子绿色制造的开展道路，提高航天产品的国际竞争能力。实现微电子设计、制造、封装、测试产业上规模上水平，到2021年，航天微电子产业规模到达15亿元。具体开展设想如下：一是打造平台。针对航天装备的开展对高性能集

18、成电路的急需，在新型航天工业体系中，提高军民两用微电子制造能力，研究制定宇航用集成电路设计制造标准、建立航天宇航级集成电路设计制造平台，为此，我们依据现有的生产线，自行开发和引进结合，建立0.35m /0.5m CMOS、SOI 、BiCMOS、抗辐射加固、嵌入式存储器、BCD集成电路的现代化制造平台，开展超深亚微米设计、测试和封装技术攻关，研究异质IP的集成技术，研究复杂系统集成电路的系统级软硬件协同验证技术和混合信号系统的验证技术，研究自测试、信号完整性验证测试技术、研究低本钱设计优化以及嵌入式软件技术等，建立完善宇航级CPU、DSP、SOC/SIP开发平台。针对航天所需的长寿命、抗辐射、

19、高可靠器件和民用通讯、汽车电子、HDTV、导航应用等领域开发高性能处理器、大规模可编程器件 FPGA、可编程系统芯片PSOC、高性能模拟器件以及数字电源产品。为了进一步扩大集成电路生产规模，对现有生产线进行扩产，并升级现有生产线为X英寸0.13m，解决航天用关键微电子产品国产化问题，牢牢把握军工领域制高点。在满足航天对核心芯片的需求的同时，积极开拓民用市场，更好更快的开展航天微电子产业。二是扩大规模。积极围绕新型航天工业体系的建立大力推进产业化进程，应用现代制造技术，扩大集成电路产业规模，优先开展集成电路封装，形成绿色封装产业，在西安航天民用产业基地投资新建年封装能力为60亿块封装测试厂，针对航天小型化、军民两用便携式终端、功率电子模块，开发BGA、CSP、MCP、SiP等高端封装技术，不断拓宽应用领域。当前移动通讯、PDA、GPS、数字相机等便携式终端的开展，极大地推动了集成电路封装迅速向芯片级CSP、圆片级封装WLP、三维3D封装、系统级SiP/SoP封装开展，因此开展封装技术的