從實驗室成果到工廠量產，一個產品有很長一段路要走，中試就是必經階段。在上海嘉定工業區北區，備受關注的國內首條8英寸“超越摩爾”研發中試線已進入最后的設備調試階段，這條將影響中國半導體產業的中試線將于8月投入使用。

從一路追隨到“換道超車”

在日常生活中，我們幾乎每時每刻都被“隱形”的傳感器所包圍。以智能手機為例，內部裝載了加速度計、MEMS麥克風、指紋識別等二三十個傳感器。在智能硬件、工業制造、健康醫療、車聯網等諸多領域，傳感器都有廣闊的應用空間。近年來國內傳感器市場年均增速超過20%，市場規模超千億元。

然而，目前全球傳感器市場主要由美國、日本等幾家龍頭企業主導，中國八成以上傳感器都靠進口。核心技術尚未突破、糾纏于低端競爭等因素，制約著國內傳感器產業的發展。

英特爾創始人之一的戈登·摩爾提出了著名的“摩爾定律”，即集成電路上可容納的元器件數目每隔18—24個月會增加一倍，性能隨之提升一倍。循著這一軌跡，中國企業一路跟隨國外巨擘，但始終難以望其項背。

那么問題是，我們是否一定要遵循“摩爾定律”？

據估算，“摩爾定律”技術路線的投資量級是百億美元，而“超越摩爾”技術路線的投資量級僅為億美元，且產品種類豐富。遵循這一思路，2013年5月，聚焦“超越摩爾”領域的上海微技術工業研究院在市領導和嘉定區的支持下成立，其使命是助力上海在傳感器等新興領域有所突破。

8英寸研發中試線成為工研院的發力點。中試線根據“超越摩爾”產品技術特點部署了MEMS、3D集成、MR磁傳感、功率及生物等相關工藝和量測設備，可承擔產品研發、小批量生產、技術培訓、設備驗證等服務，為企業走通從實驗室到市場化的“最后一公里”搭建平臺。

6月底“試水”，8月底投運

8英寸“超越摩爾”研發中試線所在園區內，裝運工人將一臺臺價值不菲的半導體機臺，通過起重機運送至廠房二樓。6月底，這條中試線將啟動試運行，8月底將正式投入使用。

在中試線廠房旁，分布著氫氣站、氮氣站、氬氣站等多個氣站，這些氣站將為中試線提供各種所需氣體。南側的配套廠房內除了變電站，還設有純水站，自來水通過設備過濾后，將產出電阻率達到18.2兆歐的超純水。所謂超純水，就是把水中的導電介質幾乎完全去除，并將不離解的膠體物質、氣體及有機物降至極低程度的水，用于清洗半導體原材料等。

進入中試線潔凈室是個“大工程”，穿戴上抗靜電的潔凈服、鞋子、手套、口罩后，還需經過風淋房，將身上的微塵全部吹走。在要求最為嚴苛的十級潔凈室，一分鐘內每立方英尺的空間內大于0.2微米的微塵必須少于10顆。

為了使微塵數量達標，廠房設計可謂“別有洞天”。層高8.8米的二樓分為3層，主要設備在中間層，看不見的上下兩層除了鋪設供應氣體和化學品的管道外，還布滿了用于“清洗”空氣的設施。如此大費周章的原因就是，一旦硅片沾染微塵，可能致其失效。

潔凈室共有4個區域，分別為光刻區、薄膜區、刻蝕區和擴散區，硅片將在這些區域里多次循環，接受100—200道工序的“淬煉”后成為晶圓成品。

在光刻區，通過涂膠、光刻、顯影等工序后，硅片上會留下所需圖形，為防止光刻膠變性，光刻區使用的是黃色光，因此又被稱為“黃光區”；在薄膜區，鋁、鈦、氧化硅等金屬和非金屬，經過特殊工藝后會沉積在硅片上，形成一層薄膜；刻蝕區分為干刻區和濕刻區，通過氣相腐蝕、溶液與待刻蝕材料之間的化學反應等不同方式，形成傳感器的結構；在擴散區，硅片將接受熱氧化、擴散、清洗等工藝。

從4英寸、6英寸，到8英寸、12英寸，雖然制造工藝更為復雜，但考慮到可降低單顆芯片成本，近年來傳統半導體行業的晶圓尺寸越做越大，但在“超越摩爾”領域，目前業界還普遍使用6英寸產線，工研院為何選擇8英寸？“一片8英寸晶圓直徑達20厘米，分布著幾百顆到數萬顆不等的元器件，根據需要切割成相應規格?！鄙虾Ｎ⒓夹g工業研究院8英寸研發中試線廠長、運營副總裁游家杰說道，“8英寸是目前國際‘超越摩爾’領域公認的領先技術，應該說是當下的最佳選擇?！?/p>

走通“最后一公里”

從位于嘉定工業區北區的8英寸研發中試線，到城北路235號上海微技術工業研究院，這段約4公里的路程，未來將成為眾多傳感器企業走向市場化進程中的“必經之路”。

縱觀國內“超越摩爾”領域，一些知名代工廠因結果導向，往往只承接工藝兼容且短期就能獲益的業務，這使得諸多小微企業的創新之路舉步維艱。

從前期研發到后期測試，必須走通這個“閉環”，產品才有上市的可能。為此，工研院加緊建設8英寸研發中試線的同時，早已建成技術分析、晶圓測試、MEMS成品測試等多個工程服務實驗室，可為研發企業提供“一條龍”服務。

除了提供技術支持，工研院還致力于“超越摩爾”領域和物聯網行業初創團隊的投資與孵化。

在資金扶持方面，工研院聯合國家集成電路產業投資基金等產業資本，共同設立“超越摩爾”產業基金，規模達50億元；在產業化平臺方面，工研院建立了“超越摩爾”領域的孵化器和加速器。

工研院產業合作副總裁朱佳騏告訴記者，為營造“超越摩爾”產業創新生態，工研院在全球范圍內布局創新網絡，在美國硅谷、臺灣新竹、法國格勒諾布爾等地設有辦公室及研發中心，并發起成立了成員數量已達300余家的“中國傳感器與物聯網產業聯盟”。