中电二公司助力中国半导体发展四十年“铸芯”掠影
“这是一个最好的时代,这也是一个最坏的时代。我们应该对中国集成电路产业崛起深信不疑,但崛起之路并非康庄大道。未来一段时间,如何脚踏实地,确保我国集成电路产业良性发展、实现长期繁荣,是中国半导体人需要共同思考的问题,产业发展需要民族情怀,复兴之路需要共克时艰。”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”)副总经理吴学刚指出。
中电二公司副总经理吴学刚
与中国半导体休戚与共42年
中电二公司与半导体结缘于上世纪80年代。1979年前后,国家确定由无锡国营742厂承担双极型线性集成电路工程项目,而从日本东芝引进的彩色电视机用双极线性集成电路生产线,是国内首条3.0英寸大规模集成电路生产线。正在贵州进行“三线”建设的中电二公司,被紧急调至无锡参与工程建设。当时国内不管是设计院还是施工单位,对于集成电路生产线的洁净室工程都是零经验,只能跟着国外技术团队边学习、边设计、边施工。
吴学刚回忆说,“742厂项目后,中电二公司落户无锡,先后参建了无锡华晶微电子工程(908)、首钢NEC、上海华虹NEC(909)工程等项目,不断向体系完善的工程建设企业迈进,与中国半导体产业风雨同行42年。”
2014年,国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》,将半导体行业的发展上升为国家战略;同年9月,“大基金”一期设立。至此,国内半导体产业走向飞速发展阶段,中电二迎来了半导体建设的黄金周期。
历史转机
大基金一期成立后,中国半导体产能建设需求日益高涨。但是当时中国的半导体工程建设能力,包括供应商、工艺、人才等各方面明显落后于世界先进水平,这一时期的半导体核心工程建设主要以海外公司为主。
转机出现在2017年,国内某晶圆大厂规划建设一条12英寸生产线。“中电二公司成功中标后,整个团队憋足了一股劲儿,以‘不破楼兰终不还’的决心,以及电子行业积累的丰富经验,再次转战高阶半导体领域。” 时任该项目总指挥的吴学刚回忆道。
从洁净室项目开工到最终验收,吴学刚一直亲自坐镇。经过12个月的紧张奋战,工厂顺利通线投产。
在上述项目中,中电二公司集结了15个业务单元的精干力量全力支持,投入设计人员50多人,项目管理人员160多人。为了确保工程如期交付,兑现对客户的承诺,吴学刚几乎把家搬到了工地,最终成果也让他倍感自豪。更重要的是,借此为公司培养出多支晶圆厂建设核心项目团队,并成为公司半导体业务的生力军。
一战定乾坤的秘诀
上述项目的成功,使中电二公司在半导体领域真正实现王者归来:公司此后参建了国内60%的12英寸线,服务全球前25名半导体企业的13家、服务全国前10名半导体企业的9家,在尖端半导体工厂的设计、采购、施工等环节积累了宝贵的经验,已经完全具备和全球知名半导体建设企业正面竞争的实力。
但是,一战定乾坤的背后是难以想象的重重挑战。
吴学刚指出,最大的挑战是建设工期紧,以及建成后系统稳定性、运行可靠性、维护方便性等。为了规避交付风险,中电二在项目前期通过BIM模拟进行交叉施工避免返工,并通过CFD仿真保证洁净室温湿度、洁净度、防微震、静电管控、AMC管控、气体/纯水/化学品技术指标等核心参数一次性达标。
吴学刚说道,在半导体建设项目过程中工艺变化多,设备更新换代快,而设定一个合理的设计裕量能很好地提供后期调整空间、降低成本。也就是中电二公司主推的LEAN EPC模式(精益EPC,后文简称L-EPC),即用海量的终端运行数据反向推演设计方案及设计裕量,从而加快生产进度、降低成本。
半导体工程L-EPC精益建造理念
随着半导体工艺不断演进,半导体工程建设也需要与时俱进,为客户提供从咨询设计到运行维护的全过程服务,成为中电二公司业务转型升级的重要方向之一。
在此背景下诞生的“以终为始,精益建造”的L-EPC理念,涵盖工程咨询、投资管控、工程设计、采购管理、施工管理、调试检测和运行维护等工程建设的整个生命周期,可以协助客户缩短建设周期,实现快速投产,建设品质的管控以及后期的运维服务也将有利于客户降低因厂务系统供应导致的产能波动。
吴学刚总结道,中电二公司通过数十年来对每个项目经验的复盘萃取和资源整合,已具备集成电路工程建设自主规划咨询设计、自有土建施工、自主开展主系统及各专业系统建设、设备材料制造、自有厂务运维等全链条一体化的服务能力,成为“真正的EPC价值缔造者”的最有力支撑。
结语
吴学刚预测,国内半导体工厂投资热潮还将维持至少10年以上,之后逐步走向产能释放、产业整合的平稳轨道。“过去数十年,中电二公司高度参与了中芯国际、长江存储等中国半导体标杆企业的建设和运维,助力中国半导体产业乘风破浪。未来,中电二公司将不断探索及运用创新技术,继续为国产先进制程半导体制造保驾护航!”
(校对/落日)
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