中国晶圆厂崛起背后的工程建设团队

　　来源：本文内容为《芯师爷》原创，作者：Vincy。

　　中电二公司

　　纵观中国集成电路产业的发展，工程建设企业的保驾护航功不可没。中国电子系统工程第二建设有限公司（以下简称“中电二公司”）作为国产高科技厂房建设领先企业，数十年来支持与陪伴着国家集成电路行业的成长。中电二公司的建设史，在一定程度上，正是中国半导体产业发展史的缩影。

　　高标准严要求 半导体工程建设举足轻重

　　2020年，新型冠状病毒的不断蔓延，使全球半导体产业受到不同程度的影响。其中，晶圆制造厂作为核心产业环节之一，由于采用了无尘洁净室，且自动化程度高，对人力的依赖性相对较低，大部分处于正常运转状态。

　　同时，由于晶圆制造厂对洁净度的严格要求，厂内或可成为抵御病毒传播的有效屏障。作为专业服务于半导体领域高科技厂房工程建设的大型国企，中电二公司在洁净系统工程技术方面颇有建树。自上世纪七十年代起，该公司就承建了国内最早的洁净工厂4433厂。迄今为止，中电二公司已承建了国内80%的半导体企业工程项目，并多次荣获国家优质工程奖、银质奖。

　　中电二公司总经理杨良生先生告诉记者，以八英寸线为例，在没有洁净传输通道的情况下，工厂对于洁净度的要求极精细，颗粒度需控制在0.1微米内。而据了解，新冠肺炎病毒的粒径大约为0.1微米，许多病毒粘附在载体上变成生物气溶胶传播，粒径就远大于0.3微米了（附着在飞沫上以微米记）。如此说来，在很大程度上厂内的确可达到防菌过滤病毒的效果。晶圆制造厂工程建设的高标准由此可见一斑。

　　与其他行业的高科技厂房建设相比，半导体行业工程建设更具特殊性。杨良生总经理介绍，除了对颗粒度的等级要求远高于生物医药等行业之外，影响半导体制程良率的AMC（气体性分子污染物）、气浮粒子也要格外严谨把握控制。

　　为满足电子无尘洁净厂房的施工要求，半导体项目建设面临着造价高、工期短、品质要求高、复杂度高等挑战。首先，一般来说半导体工厂投资较大，这要求建设方在尽可能短的工期内完成施工，以帮助半导体企业尽快取得投资回报；其次，半导体生产对于生产条件高度依赖，建厂的精细度和品质将直接影响到产品的良品率；再次，建厂涉及多行业多专业的综合性问题，复杂度也较高。

　　产业快速发展 建设项目规模性上马

　　随着国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》，1380亿元国家集成电路产业投资基金（俗称“大基金”）和近1400亿元地方基金建立，我国集成电路产业进入快速成长期。近年来，全国各地投资兴建了一大批集成电路晶圆制造和封测生产线项目。

　　在中国集成电路行业发展历程中，中电二公司始终站在时代的风口，为中国“芯”保驾护航。中电二公司陆续承建了国内最早的最大规模半导体工程——华润微电子项目（原华晶微电子）、中国大陆第一条6英寸线工程——首钢NEC、第一条8英寸线工程——华虹NEC 、第一条12英寸线工程——无锡海力士，又以行业内最快速完成华虹无锡12英寸特色工艺工程建设，同时，与“芯”同步助力中芯南方14NM12英寸生产线建设。

　　截至2019年，中电二公司共参建了大型微电子行业项目12寸厂房20座、8寸厂房15座、6寸厂房16座以及众多中小型微电子工程，并多次荣获国家优质工程奖、银质奖等，在半导体行业已具备了不可比拟的领先优势。

　　中电二公司承建全国重点半导体工程一览

　　从无锡华虹树立工艺标杆，到广州粤芯创造行业速度，两座12英寸芯片厂先后顺利投产，无一不体现出中电二公司过硬的技术实力和业界的充分肯定。杨良生总经理向记者介绍：“中电二公司的建设史与中国半导体产业的发展相对同步。从工程建设角度而言，中国其实已经超越国外半导体工程建设企业，走在了世界前列。”

　　其实，在2000年以前，中国的半导体工程建设是明显落后于世界先进水平的。多年来，美国、日本、中国台湾都曾是中国大陆工程建设企业的合作学习对象。随着国家对集成电路产业的扶持，以中电二公司为代表的国产工程建设企业有了越来越多的实践与机会，陆续积累了不少成功建厂经验。而国外企业在工厂建设数量日渐饱和的情况下，验证和提升空间日渐缩小，技术的天花板难以突破，从而难以再取得突破性进展。

　　不断的技术学习和经验积累，使得中电二公司在半导体工程建设水平上得以循序渐进、弯道超车。到2000年，已经拥有众多成功建设案例的中电二公司，几乎已经成为了国内半导体企业工程建设的唯一选择。

　　据了解，多年前，某国际大厂曾是国内半导体工程建设企业的主要学习对象之一。而在近年来的项目验收中，由中电二公司独立建设的厂房已经青出于蓝而胜于蓝，工程建设性价比远超之前的国际大厂。

　　时至今日，在国内前10名、全球前25名的半导体企业工程建设中，中电二公司的市场份额已达到50%以上，华虹、华力、华润、三星、中芯国际、英特尔等知名企业都是其主要服务客户。

　　坚持与时俱进 工程建设转型升级

　　摩尔定律下不断刷新的工艺制程，对洁净工程技术不断带来新的冲击。对于以中电二公司为代表的国产半导体工程建设企业来说，只有具备自主研发技术、持续创新能力才能满足行业的高性能需求，设计和建造出适应国家战略的高端半导体工厂。

　　据杨良生总经理介绍，目前，发展半导体工程EPC能力，为半导体企业提供从咨询到运行维护的全过程服务，是中电二公司转型升级的重要方向之一。

　　半导体工程EPC服务

　　EPC全过程服务对于工程承建企业具有较高硬实力要求。中电二公司致力于发展成为具备EPC总承包能力的高科技厂房工程系统服务商，为此早已做好了充足的准备工作。

　　一方面，中电二公司全面设计能力突出。中电二公司拥有北京中瑞电子工程设计院、江苏中电创新环境科技有限公司、江苏中电创达建设装备科技有限公司、无锡安达建设劳务有限公司、泰国子公司五家子公司，具备了设计、土建、安装、运维全过程工程服务能力。

　　另一方面，在高学历CFD核心技术团队支持下，其仿真分析能力国内领先。在进行洁净室气流组织诊断，温湿度场、压力场故障分析诊断，AMC污染物控制，光照、结构振动及噪声分析、数据中心的热环境系统优化等方面，国际先进的CFD技术可以为半导体行业客户提供专业全面的流体诊断、应力分析等系统解决方案。

　　在诸多重大洁净工程项目，如华虹集团、华润微电子、华力微电子、中芯国际、三星、英特尔等项目中，中电二公司的CFD应用已展现出不可替代的作用。

　　同时，二公司具备超纯水、电子工业废水、特气及化学品、大宗气、废气处理等半导体厂房所需的特种专业设计施工配套能力。

　　在中电二公司总经理杨良生看来，走设计施工一体化的EPC服务之路，将成为半导体工程建设行业的重要发展趋势。“如果半导体企业与项目建设企业的信任度得以建立，EPC服务将大大降低整体工程造价，提升项目建设速度，节省工程建设协调的精力，半导体企业可将更多的精力用于投入生产。”

　　杨良生总经理相信，在造价和工期的双重驱动下，EPC全方位服务势必将成为主流。不过，目前中电二公司虽然具备了提供EPC服务的绝对硬实力，但在转型的探索尝试初期，半导体企业和工程建设双方如何增强信心与建立信任，依旧是下一步需要继续完善的。

　　此外，由于疫情影响，工程建设对人力的依赖度将逐步降低，杨良生总经理认为，工业化建造将成为半导体工程建设的另一大趋势。随着半导体制造技术不断升级，工程设计建设也不断升级创新，才能为先进制程产品生产提供稳定保障。

　　砥砺前行 紧抓机遇长远布局

　　自中美贸易摩擦以来，美国对中国半导体产业的技术封锁，使得国产替代的概念日益深入人心。不论是半导体设计、制造还是工程建设，都必然要更加坚定的走独立自主的国产化之路。

　　中电二公司以对整个系统集成的技术能力、对生态链的把握能力为核心竞争优势，不断通过推进工艺生产进程、提高产品良率、节省运行与建设成本，为国产半导体企业的生产条件提供可靠保障。

　　中电二公司总经理杨良生向记者表示，目前，在整个半导体产业的各环节中，半导体工程建设相对来说是国产化程度最高的。不过，PVDF（聚偏二氟乙烯）等部分特殊材料，全球仍然仅有一两家企业能够完全掌握。半导体工程建设所需的特气、化学品、输送阀门等也必须是进口的，国内材料尚无法替代。这在一定程度上将成为国产企业进一步独立自主发展突破的瓶颈。

　　同时，由于中国大陆半导体产业在制造工艺上低于国外，工程项目的建设必然也将部分依赖国外企业。另外，主流半导体企业多采用工艺和建厂一体化的方式，加之工艺的保密性，其封闭循环难以打破，这也成为了国产半导体建设企业进一步市场拓展的瓶颈。

　　在半导体建设领域，中电二公司总经理杨良生表示，公司将迎难而上、立足当下长远布局，以支持中国半导体产业的发展。第一，将EPC设计施工一体化这条路走出来；第二，提升工业化建造程度；第三，推动建设半导体领域生态圈。作为中国乃至全球高科技厂房建设的领先企业，发挥所长，从设计理念、建造施工、设备配备及运行等各方面不断探索，引领整个洁净工程行业的持续良性发展。

　　人工智能商业化、物联网应用、5G发展将不断推动着半导体消费增长，据德勤报告预测，到2024年，中国在全球半导体消费中的占比将达到57%，预计中国将继续保持世界第一大半导体消费市场的地位。

　　在国产替代背景下，巨大的市场缺口及有力的国家政策扶持，势必将催生出更多的芯片制造商和芯片生产线。我们期待有更多以中电二公司为代表的的半导体工程建设企业，承载重任，伴随国产半导体企业走向下一个“芯”征程！

　　采访嘉宾

　　中电二公司总经理杨良生

　　杨良生，中电二公司总经理，清华大学硕士研究生，研究员级高级工程师，曾获国务院特殊津贴。曾荣获国家级、省级荣誉，荣获3项科技奖项，主持4项国家优质项目，拥有5项知识产权，参编8项国家标准。

　　自杨良生担任中电二公司总经理以来，公司新签合同额年复合增长率近30%。他带领公司成立企业技术中心，每年技术研发投入达到全年产值的3%，积极推动公司内部技术创新和BIM、CFD等先进技术的推广应用，产出大量技术创新成果。他极其重视人才的持续培养，聚集了一大批优秀的项目人员和精英管理人才，成立企业大学，打造学习型组织，保证企业持续快速发展。

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