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一座巨大的晶圆厂,如何在21个月建成

0次浏览     发布时间:2025-05-29 11:02:00    

湖北日报全媒记者 李源

5月28日10时30分,位于光谷科学岛的长飞先进武汉基地,第一片产自湖北的6英寸碳化硅晶圆顺利下线。

这意味着全国最大的碳化硅晶圆厂正式投产,有望打破国际垄断,也填补了湖北在高端碳化硅器件制造领域的空白。

“在一片6英寸的碳化硅晶圆上,可以制造出500枚车规级芯片,满足3到4台新能源汽车动力单元的制造需求。以达产后每年36万片计算,长飞先进武汉基地每年可为144万辆新能源汽车供应‘心脏’芯片。”长飞光纤执行董事兼总裁、长飞先进董事长庄丹说。

武汉基地建设速度堪比全球行业龙头

碳化硅是第三代化合物半导体材料的代表,使用碳化硅制造的芯片,可在高压、高温环境中稳定工作,被广泛应用于新能源汽车行业,是助力电动汽车加速快、充电快的“功臣”。

以新能源汽车超充技术为例,800伏甚至上千伏的超充平台让“1秒1公里”的充电速度不再是梦想,而确保车辆在短时间内“吃”进大量电能的前提,就是在充电桩和电池上大规模应用碳化硅功率芯片。

长飞先进武汉晶圆厂总经理李刚说,目前国内具备超充技术的新能源汽车,9成以上采用进口碳化硅芯片。“中国的新能源汽车产业发展如此迅猛,理应有匹配的碳化硅功率芯片产能。”

2022年,全球“光纤大王”长飞加码碳化硅功率芯片赛道,投资200亿元建设长飞先进武汉基地,占地面积498亩,其中一期占地344亩。2023年9月1日,项目奠基开工,仅用21个月就建成投产。

长飞先进厂务安环中心总经理柴永林说,武汉基地原计划今年7月底前投产,实际投产时间提前了2个月,这样的建设速度可比肩全球头部晶圆厂。

李刚介绍,目前长飞先进武汉基地内正对近10款碳化硅功率芯片产品进行测试验证,首款与全球行业头部企业打造的芯片预计在未来几个月时间里就能开启量产。“预计到今年年底,武汉基地月产能可达3500片碳化硅晶圆,满产后每月可制造3万片晶圆。”

全国最“聪明”的碳化硅芯片制造场景在湖北

一座晶圆厂的生产水平高不高,产品良率是重要的衡量标准。

李刚自豪地说,尽管长飞先进武汉基地刚投产,但首款芯片产品的良率已经达到97%,代表国际先进水平。

这一亮眼数据的关键支撑,是布设在生产车间上方的全自动天车系统。

芯片是在洁净车间里生产的,这个空间里人越少,产生的空气扰动就越小,就能规避灰尘对芯片生产的影响。

李刚介绍,长飞先进武汉基地是全国第一家部署A3级别天车系统的碳化硅晶圆厂,可实现自动生产、自动搬运和自动派工,整个生产过程无需人工干预。“即使处于满产状态,天车系统每天也仅需人工介入调整一次,这在全球同类型工厂中处于领先地位。”

“全国最‘聪明’的碳化硅芯片制造场景在湖北。”庄丹说,长飞先进武汉基地仅规划110名产线工人,分为“四班倒”工作,这意味着在1.2万平方米的生产车间里,仅需20多人即可保障生产线顺利运转。

力争用5年左右时间再造一个长飞

李刚介绍,长飞先进武汉基地总投资超过200亿元,其中过半投资用于设备采购。

如此大规模的固定资产投资,势必将为武汉乃至湖北聚拢一批上游设备供应商。“半导体行业对生产设备是有共性需求的,这么多设备商来到湖北,也将为全省集成电路产业的发展营造良好环境。”

看完上游看下游。湖北是汽车制造大省,一批新能源汽车品牌正加速崛起,在攀高向新的过程中,对碳化硅功率芯片供应有着强烈需求。

庄丹介绍,长飞先进正与省内整车和零部件制造企业开展合作,未来的“湖北造”新能源汽车有望率先用上“湖北造”碳化硅功率芯片。

中国电动汽车百人会预测,2025年中国新能源汽车销量将超过1500万辆,庞大的市场规模为碳化硅芯片产业发展打开了想象空间。

“我们持续加大研发投入、提升产品竞争力、加快产能爬坡,以武汉基地为抓手吸引更多上下游企业向光谷集聚,助力湖北打造更具领先性、自主性、前瞻性、完备性的世界级光电子信息产业集群。”庄丹说,长飞先进武汉基地一期产能和良率稳定后,将规划二期项目,力争用5年左右时间再造一个长飞。

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