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[摘要] 超大规模集成电路65-40纳米成套产品工艺研发与产业化（J-219-2-03），由中芯国际集成电路制造（北京）有限公司，上海集成电路研发中心有限公司，中国科学院微电子研究所，北京大学完成。高性能嵌入式非易失性存储器片载芯片制造关键技术（J-219-2-04），由上海华虹宏力半导体制造有限公司，上海集成电路研发中心有限公司完成。获得2013年国家科技进步奖二等奖。
[关键词] 集成电路 技术 创新
[中图分类号] T-19 [文献标识码] B [文章编号] 1674-2583（2014）02-0014-04
1 超大规模集成电路65-40纳米成套产品工艺研发与产业化项目
集成电路技术作为信息产业基础和核心，是关系国民经济发展命脉的关键技术，其技术水平已成为国际竞争焦点和衡量一个国家或地区综合实力的重要标志。集成电路技术30多年来一直按照摩尔定律规律发展，即每隔18个月技术更新一代。每一代技术的更新可使芯片集成度提高1倍，电路性能提高40%。由于单个硅片的平均工艺成本上升有限，新一代技术在提高集成电路性能的同时，可使相同功能电路的生产成本降低1倍，因此，首先采用新技术的公司将拥有性能和成本两方面的竞争优势，这是推动集成电路技术持续发展的原动力。2000年，国际上主流技术已发展到180纳米-130纳米技术；到2008年，国际上领先的芯片代工企业开始采用65纳米量产技术，45纳米技术的研发工作开始启动。集成电路技术进入65-40纳米技术节点后，呈现出一系列新的特点和发展趋势，如浸没式光刻技术、低K/Cu互连技术、光学近邻效应校正（OPC）等可制造性设计技术、新型超薄栅氧工艺、应变硅技术、Ni基硅化物自对准浅结技术、以及包括新物理效应和工艺因素的器件模型和可靠性评测技术等的引入成为必需，技术研发难度和对创新的需求进一步加大。
面对国内外市场，2005年由中芯国际牵头，依托中芯国际研发团队和12英寸先进生产线并联合高校研究所，组织了近千人的产学研团队，投入了37亿多元人民币，经过大量理论研究和3万多次工艺实验，开发了数千步自主创新的工艺步骤，最后通过集成创新研发出国内领先、世界先进的65-40纳米产品大生产成套工艺。同时，开发了相应的设计65-40纳米的模型和IP库，建立了拥有自主知识产权的低功耗、通用和射频混合信号（RF）产品工艺平台，实现了世界IC代工先进主流技术65-40纳米的大规模生产。
本项目申报了拥有自主知识产权的发明专利2000多项（已授权1000多项），软件著作权5项，在国际核心刊物和会议发表论文50余篇，掌握了一系列技术细节秘密（knowhow）。65/55纳米成套工艺技术研究在国内大生产线上首次实现了应变硅、镍化硅、源漏组合注入等关键核心技术，集成度超过每平方厘米10亿个晶体管。45/40纳米成套工艺技术研究在国内大生产线上首次实现了浸没式光刻、超低K介质铜互连等技术，完全自主研发了氟离子退火技术，创新性地建立了解析集成电感模型，首次发现了工作周期涨落会影响器件老化过程中的动态涨落特性。国内首次实现了可制造设计（DFM）产业应用技术，研发了在大生产条件下的产品良率提升等技术。在高端产品的集成电路大生产线上首次验证并采用了国产关键工艺装备和国产材料。本项目技术创新成果众多且呈系统化，创新程度达到国内领先、世界先进水平。
本项目的技术创新，是在吸收国内多年的半导体研究成果的基础上取得的持续创新，是在吸收国内外先进技术的基础上开展的集成创新，是在联合产学研用各界的力量取得的群体创新，是在面向应用和市场基础上取得的产业创新。本项目成果标志着我国集成电路制造技术成功进入纳米时代，跻身于世界集成电路生产制造的先进主流行列。
基于本项目45/40纳米工艺的研发成果，为解决45/40纳米产能不足的瓶颈、抓住市场机遇，2012年5月15日，中芯国际北京公司启动了二期项目，确定投资72亿美元建设两条月产能各为3.5万片、技术水平为40-28納米的12英寸集成电路生产线。时任北京市市委书记刘淇、市长郭金龙等领导出席签字仪式。2012年9月25日，中芯国际二期项目破土动工，举行奠基仪式，北京市市长王安顺等领导出席奠基仪式。
本项目技术指标达到了国际行业标准，通过国际主流客户和国内顶尖客户的认证，并取得批量产品定单，表明技术指标达到IC代工先进主流水平。截至2012年12月31日，三年多来累计销售65-40纳米IC产品42亿元人民币。本项目成果跨越式地提升了我国IC产业技术水平，标志着我国集成电路制造产业跻身世界前沿。中芯国际65-40纳米生产线为国内集成电路装备制造和材料工艺验证提供大生产条件支持，这是我国集成电路产业内首次300毫米装备在大生产线上开展工艺验证。这对打破我国集成电路生产线历来完全由国外进口设备垄断有重要意义。中芯国际已经累计采购4亿多元的经过验证的国产设备和材料，从产业链的高度推动国有设备、材料等高端制造业的发展，极大的促进了行业技术进步和产业结构调整。
中芯国际作为国内集成电路产业的龙头企业，多年来吸引和培养了一批优秀的半导体专业人才，目前拥有国内最先进的集成电路工艺技术研发中心，有研发人员近800名，其中博士40人，硕士250人。公司从海外引进了近600名高端人才，旨在建设具有国际化管理理念和技术水平的团队，形成人才的集聚效应。为了建立以企业为主体、市场为导向、产学研结合的技术创新体系，根据周光召主席和万钢部长的指示，中芯国际（北京）建立了“中芯国际产学研联合实验室”。它主要功能为“建立以企业为主体、市场为导向、产学研结合的技术创新平台”，本项目就是由中芯国际与上海集成电路研发中心、中科院微电子所、北京大学等组成的近千人产学研团队，艰苦研发完成的。
项目第一负责人吴汉明博士2000年加入中芯国际。在中芯国际技术发展中心先后创建了先进刻蚀工艺研发部和Component Research。启动了90纳米至20纳米的先导工艺可行性研究。主持了65-45-32纳米项目研发。本项目启动之后，吴汉明瞄准国际顶尖技术水平，带领团队系统地分析了世界集成电路产业主流技术发展走势，确定了项目基本技术路线和实施方案，包括制订总体项目预算、工艺流程、设计规则、和项目最终目标等。安排项目研发的总体预算并监督实施进展情况。组织协调各个研究所和高校产学研部门的合作。为了实现项目的如期完成，吴汉明博士率领的技术团队可谓倾注了大量心血，一个技术代的突破，需要数以成百上千的技术参数的改变，需要几万次的实验，实验过程中还出持续不断出现新的难点以及新的问题。这个团队肩负着中国半导体产业最尖端技术向前发展的重任，肩负着国家政府以及产业的期望，在团队负责人及各参与单位的共同努力下，超大规模集成电路65-40纳米成套产品工艺研发与产业化如期完成并取得了可喜的成果，团队将向更为先进的技术节点进发，接受更大的技术挑战。
此项目由中芯国际集成电路制造（北京）有限公司等单位完成。该成果属于集成电路（IC）制造大生产技术领域，其自主创新的成果标志着我国IC制造产业技术进入纳米时代，成功跻身于世界先进主流行列。该成果依托国内最先进的12英寸生产线，投入了25亿多人民币，组织了500多人的研发团队，经过5年多艰苦努力，通过大量理论研究和3万多次工艺试验，开发了数千步自主创新的工艺步骤，最终通过集成创新研发出国内领先、国际先进的65-40纳米产品大生产成套工艺，建立了拥有自主知识产权的低功耗、通用和射频混合信号产品工艺平台，以及相应的设计IP核库、可制造设计（DFM）、大生产产品良率提升等技术，实现了世界IC代工先进主流技术65-40纳米的大规模生产。该成果可以通过技术转让或技术再开发，推广和转移到国内其他IC制造企业，带动我国IC产业整体发展，开创了由国内设计公司引领我国高端工艺产业化的先河，打破了IC大生产线历來由国外进口设备和材料垄断的局面。
2 高性能嵌入式非易失性存储器片载芯片制造关键技术项目
2013年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行。中国国家领导人习近平、李克强、刘云山、张高丽出席大会并为获奖代表颁奖。以上海华虹宏力半导体制造有限公司为第一完成单位的“高性能嵌入式非易失性存储器片载芯片制造关键技术”获得2013年度国家科学技术进步奖二等奖。该项目第一完成人、华虹宏力执行副总裁徐伟先生代表公司领取奖项。
该项目成功研发了嵌入式浮栅型和电荷捕获型SONOS结构及0.18微米至0.13微米/90纳米的嵌入式非易失性存储器芯片工艺技术、内核模块和芯片测试、检测技术，打破了国外芯片制造巨头的垄断，实现了国内该领域集成电路尤其是智能卡芯片的应用和国产化，拥有70%国内市场占有率，25%国际市场占有率，保持了国际先进、国内第一的地位。
徐伟先生表示，“这是国家对公司持续创新能力的又一次肯定，充分证明了华虹宏力在技术创新及技术成果转化上的实力。华虹宏力将一如既往，秉承持续创新，为全球客户制造“芯”梦想的愿景，为客户提供最完善、高性价比的晶圆代工解决方案，为发展壮大自主可控集成电路产业做出更大的贡献。”
上海华虹宏力半导体制造有限公司，由原上海华虹NEC电子有限公司和上海宏力半导体制造有限公司新设合并而成，是世界领先的8英寸晶圆代工厂。华虹宏力在上海张江和金桥共有3条8英寸集成电路生产线，月产能达14万片，工艺技术覆盖1微米至90纳米各节点，在标准逻辑、嵌入式非易失性存储器、混合信号、射频、图像传感器、电源管理、功率器件工艺等领域形成了具有竞争力的先进工艺平台，并正在建立微机电系统（MEMS）工艺平台。公司总部位于中国上海，在中国台湾、日本、北美和欧洲等地均提供销售与技术支持。
严格的品质管理保障：华虹宏力先后通过了ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系、ISO27001信息安全管理体系、OHSAS18001职业健康安全管理体系、ISO/ TS16949汽车业管理体系、QC080000有害物质管理体系认证，获得Sony Green Partner证书，并于2013年获得由APQO（亚太质量组织）授予的全球卓越绩效奖最高级别World Class奖项。华虹宏力由此具有更卓越的产品品质和更高的信息安全性。
上海集成电路研发中心有限公司（ICRD）是根据国家关于加快集成电路产业发展的有关政策，由政府、企业、高校等单位联合投资，于2002年12月组建成立，并于2007年5月被国家发展和改革委员会等六部委核准为国家级集成电路研发中心，是面向全国集成电路企业、大学及研究所开放的非盈利性公共研发机构，并按照现代企业制度实行企业化经营管理，通过ISO9001质量体系认证。
上海集成电路研发中心有限公司保持以发展与中国集成电路产业相适应的应用技术为主线，通过与产业界协调发展的方式获得持续发展能力。主要业务功能包括：（1）先进工艺技术开发和应用，为集成电路制造企业提供先进工艺研发和验证的公共平台，为高校和科研院所提供先进的新技术研究基地；（2）为国内企业提供技术来源及知识产权保护的共同支撑；（3）为国内设计企业产品开发提供特色工艺模块和IP核；（4）为国内设备和材料企业提供先进工艺设备和新材料的展示、评价、中试及配套工艺技术开发；（5）为集成电路企业、高校和科研院所提供人才培养和实习的实训基地。
上海集成电路研发中心有限公司坚持“以国际化合作建立基础、以产学研结合集聚资源、以市场化运作获取发展”，与一批国际著名半导体厂商、研究机构保持着紧密的合作关系。研发中心已经拥有开放式8英寸和12英寸芯片工艺技术研发平台，并正在建设一条具有国际先进水平的集成电路先进工艺引导线，成为国内最先进的可与生产线匹配的共性工艺研发平台。目前，研发中心已经成为国家发改委集成电路设计服务平台、上海市集成电路技术创新服务平台、上海市集成电路制造设备和工艺材料工程化应用工程技术研究中心。
[关键词] 集成电路 技术 创新
[中图分类号] T-19 [文献标识码] B [文章编号] 1674-2583（2014）02-0014-04
1 超大规模集成电路65-40纳米成套产品工艺研发与产业化项目
集成电路技术作为信息产业基础和核心，是关系国民经济发展命脉的关键技术，其技术水平已成为国际竞争焦点和衡量一个国家或地区综合实力的重要标志。集成电路技术30多年来一直按照摩尔定律规律发展，即每隔18个月技术更新一代。每一代技术的更新可使芯片集成度提高1倍，电路性能提高40%。由于单个硅片的平均工艺成本上升有限，新一代技术在提高集成电路性能的同时，可使相同功能电路的生产成本降低1倍，因此，首先采用新技术的公司将拥有性能和成本两方面的竞争优势，这是推动集成电路技术持续发展的原动力。2000年，国际上主流技术已发展到180纳米-130纳米技术；到2008年，国际上领先的芯片代工企业开始采用65纳米量产技术，45纳米技术的研发工作开始启动。集成电路技术进入65-40纳米技术节点后，呈现出一系列新的特点和发展趋势，如浸没式光刻技术、低K/Cu互连技术、光学近邻效应校正（OPC）等可制造性设计技术、新型超薄栅氧工艺、应变硅技术、Ni基硅化物自对准浅结技术、以及包括新物理效应和工艺因素的器件模型和可靠性评测技术等的引入成为必需，技术研发难度和对创新的需求进一步加大。
面对国内外市场，2005年由中芯国际牵头，依托中芯国际研发团队和12英寸先进生产线并联合高校研究所，组织了近千人的产学研团队，投入了37亿多元人民币，经过大量理论研究和3万多次工艺实验，开发了数千步自主创新的工艺步骤，最后通过集成创新研发出国内领先、世界先进的65-40纳米产品大生产成套工艺。同时，开发了相应的设计65-40纳米的模型和IP库，建立了拥有自主知识产权的低功耗、通用和射频混合信号（RF）产品工艺平台，实现了世界IC代工先进主流技术65-40纳米的大规模生产。
本项目申报了拥有自主知识产权的发明专利2000多项（已授权1000多项），软件著作权5项，在国际核心刊物和会议发表论文50余篇，掌握了一系列技术细节秘密（knowhow）。65/55纳米成套工艺技术研究在国内大生产线上首次实现了应变硅、镍化硅、源漏组合注入等关键核心技术，集成度超过每平方厘米10亿个晶体管。45/40纳米成套工艺技术研究在国内大生产线上首次实现了浸没式光刻、超低K介质铜互连等技术，完全自主研发了氟离子退火技术，创新性地建立了解析集成电感模型，首次发现了工作周期涨落会影响器件老化过程中的动态涨落特性。国内首次实现了可制造设计（DFM）产业应用技术，研发了在大生产条件下的产品良率提升等技术。在高端产品的集成电路大生产线上首次验证并采用了国产关键工艺装备和国产材料。本项目技术创新成果众多且呈系统化，创新程度达到国内领先、世界先进水平。
本项目的技术创新，是在吸收国内多年的半导体研究成果的基础上取得的持续创新，是在吸收国内外先进技术的基础上开展的集成创新，是在联合产学研用各界的力量取得的群体创新，是在面向应用和市场基础上取得的产业创新。本项目成果标志着我国集成电路制造技术成功进入纳米时代，跻身于世界集成电路生产制造的先进主流行列。
基于本项目45/40纳米工艺的研发成果，为解决45/40纳米产能不足的瓶颈、抓住市场机遇，2012年5月15日，中芯国际北京公司启动了二期项目，确定投资72亿美元建设两条月产能各为3.5万片、技术水平为40-28納米的12英寸集成电路生产线。时任北京市市委书记刘淇、市长郭金龙等领导出席签字仪式。2012年9月25日，中芯国际二期项目破土动工，举行奠基仪式，北京市市长王安顺等领导出席奠基仪式。
本项目技术指标达到了国际行业标准，通过国际主流客户和国内顶尖客户的认证，并取得批量产品定单，表明技术指标达到IC代工先进主流水平。截至2012年12月31日，三年多来累计销售65-40纳米IC产品42亿元人民币。本项目成果跨越式地提升了我国IC产业技术水平，标志着我国集成电路制造产业跻身世界前沿。中芯国际65-40纳米生产线为国内集成电路装备制造和材料工艺验证提供大生产条件支持，这是我国集成电路产业内首次300毫米装备在大生产线上开展工艺验证。这对打破我国集成电路生产线历来完全由国外进口设备垄断有重要意义。中芯国际已经累计采购4亿多元的经过验证的国产设备和材料，从产业链的高度推动国有设备、材料等高端制造业的发展，极大的促进了行业技术进步和产业结构调整。
中芯国际作为国内集成电路产业的龙头企业，多年来吸引和培养了一批优秀的半导体专业人才，目前拥有国内最先进的集成电路工艺技术研发中心，有研发人员近800名，其中博士40人，硕士250人。公司从海外引进了近600名高端人才，旨在建设具有国际化管理理念和技术水平的团队，形成人才的集聚效应。为了建立以企业为主体、市场为导向、产学研结合的技术创新体系，根据周光召主席和万钢部长的指示，中芯国际（北京）建立了“中芯国际产学研联合实验室”。它主要功能为“建立以企业为主体、市场为导向、产学研结合的技术创新平台”，本项目就是由中芯国际与上海集成电路研发中心、中科院微电子所、北京大学等组成的近千人产学研团队，艰苦研发完成的。
项目第一负责人吴汉明博士2000年加入中芯国际。在中芯国际技术发展中心先后创建了先进刻蚀工艺研发部和Component Research。启动了90纳米至20纳米的先导工艺可行性研究。主持了65-45-32纳米项目研发。本项目启动之后，吴汉明瞄准国际顶尖技术水平，带领团队系统地分析了世界集成电路产业主流技术发展走势，确定了项目基本技术路线和实施方案，包括制订总体项目预算、工艺流程、设计规则、和项目最终目标等。安排项目研发的总体预算并监督实施进展情况。组织协调各个研究所和高校产学研部门的合作。为了实现项目的如期完成，吴汉明博士率领的技术团队可谓倾注了大量心血，一个技术代的突破，需要数以成百上千的技术参数的改变，需要几万次的实验，实验过程中还出持续不断出现新的难点以及新的问题。这个团队肩负着中国半导体产业最尖端技术向前发展的重任，肩负着国家政府以及产业的期望，在团队负责人及各参与单位的共同努力下，超大规模集成电路65-40纳米成套产品工艺研发与产业化如期完成并取得了可喜的成果，团队将向更为先进的技术节点进发，接受更大的技术挑战。
此项目由中芯国际集成电路制造（北京）有限公司等单位完成。该成果属于集成电路（IC）制造大生产技术领域，其自主创新的成果标志着我国IC制造产业技术进入纳米时代，成功跻身于世界先进主流行列。该成果依托国内最先进的12英寸生产线，投入了25亿多人民币，组织了500多人的研发团队，经过5年多艰苦努力，通过大量理论研究和3万多次工艺试验，开发了数千步自主创新的工艺步骤，最终通过集成创新研发出国内领先、国际先进的65-40纳米产品大生产成套工艺，建立了拥有自主知识产权的低功耗、通用和射频混合信号产品工艺平台，以及相应的设计IP核库、可制造设计（DFM）、大生产产品良率提升等技术，实现了世界IC代工先进主流技术65-40纳米的大规模生产。该成果可以通过技术转让或技术再开发，推广和转移到国内其他IC制造企业，带动我国IC产业整体发展，开创了由国内设计公司引领我国高端工艺产业化的先河，打破了IC大生产线历來由国外进口设备和材料垄断的局面。
2 高性能嵌入式非易失性存储器片载芯片制造关键技术项目
2013年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行。中国国家领导人习近平、李克强、刘云山、张高丽出席大会并为获奖代表颁奖。以上海华虹宏力半导体制造有限公司为第一完成单位的“高性能嵌入式非易失性存储器片载芯片制造关键技术”获得2013年度国家科学技术进步奖二等奖。该项目第一完成人、华虹宏力执行副总裁徐伟先生代表公司领取奖项。
该项目成功研发了嵌入式浮栅型和电荷捕获型SONOS结构及0.18微米至0.13微米/90纳米的嵌入式非易失性存储器芯片工艺技术、内核模块和芯片测试、检测技术，打破了国外芯片制造巨头的垄断，实现了国内该领域集成电路尤其是智能卡芯片的应用和国产化，拥有70%国内市场占有率，25%国际市场占有率，保持了国际先进、国内第一的地位。
徐伟先生表示，“这是国家对公司持续创新能力的又一次肯定，充分证明了华虹宏力在技术创新及技术成果转化上的实力。华虹宏力将一如既往，秉承持续创新，为全球客户制造“芯”梦想的愿景，为客户提供最完善、高性价比的晶圆代工解决方案，为发展壮大自主可控集成电路产业做出更大的贡献。”
上海华虹宏力半导体制造有限公司，由原上海华虹NEC电子有限公司和上海宏力半导体制造有限公司新设合并而成，是世界领先的8英寸晶圆代工厂。华虹宏力在上海张江和金桥共有3条8英寸集成电路生产线，月产能达14万片，工艺技术覆盖1微米至90纳米各节点，在标准逻辑、嵌入式非易失性存储器、混合信号、射频、图像传感器、电源管理、功率器件工艺等领域形成了具有竞争力的先进工艺平台，并正在建立微机电系统（MEMS）工艺平台。公司总部位于中国上海，在中国台湾、日本、北美和欧洲等地均提供销售与技术支持。
严格的品质管理保障：华虹宏力先后通过了ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系、ISO27001信息安全管理体系、OHSAS18001职业健康安全管理体系、ISO/ TS16949汽车业管理体系、QC080000有害物质管理体系认证，获得Sony Green Partner证书，并于2013年获得由APQO（亚太质量组织）授予的全球卓越绩效奖最高级别World Class奖项。华虹宏力由此具有更卓越的产品品质和更高的信息安全性。
上海集成电路研发中心有限公司（ICRD）是根据国家关于加快集成电路产业发展的有关政策，由政府、企业、高校等单位联合投资，于2002年12月组建成立，并于2007年5月被国家发展和改革委员会等六部委核准为国家级集成电路研发中心，是面向全国集成电路企业、大学及研究所开放的非盈利性公共研发机构，并按照现代企业制度实行企业化经营管理，通过ISO9001质量体系认证。
上海集成电路研发中心有限公司保持以发展与中国集成电路产业相适应的应用技术为主线，通过与产业界协调发展的方式获得持续发展能力。主要业务功能包括：（1）先进工艺技术开发和应用，为集成电路制造企业提供先进工艺研发和验证的公共平台，为高校和科研院所提供先进的新技术研究基地；（2）为国内企业提供技术来源及知识产权保护的共同支撑；（3）为国内设计企业产品开发提供特色工艺模块和IP核；（4）为国内设备和材料企业提供先进工艺设备和新材料的展示、评价、中试及配套工艺技术开发；（5）为集成电路企业、高校和科研院所提供人才培养和实习的实训基地。
上海集成电路研发中心有限公司坚持“以国际化合作建立基础、以产学研结合集聚资源、以市场化运作获取发展”，与一批国际著名半导体厂商、研究机构保持着紧密的合作关系。研发中心已经拥有开放式8英寸和12英寸芯片工艺技术研发平台，并正在建设一条具有国际先进水平的集成电路先进工艺引导线，成为国内最先进的可与生产线匹配的共性工艺研发平台。目前，研发中心已经成为国家发改委集成电路设计服务平台、上海市集成电路技术创新服务平台、上海市集成电路制造设备和工艺材料工程化应用工程技术研究中心。