中电二公司丁兆丰谈：半导体建厂新趋势

随着全球半导体市场规模不断扩大，国内晶圆制造与先进封装产线的扩产正迎来新一轮高峰。在芯片线宽不断微缩、结构日益复杂的背后，生产车间对微振动、空气洁净度、温湿度精度的要求也随之大幅提升。半导体厂房建设，已经从单纯的厂房施工，演变成了复杂的环境控制工程。

作为国内半导体工程建设领域的早期参与者，中国电子系统工程第二建设有限公司（简称“中电二公司”）服务了国内90%以上的头部半导体企业，承建了中国大陆12英寸晶圆制造项目约90%的工程量。站在产业变革的十字路口，工程建设方如何化解先进工艺带来的极致环境挑战？国产化替代的“最后一公里”如何打通？

来源：与非网

对此，我们在第26届中国国际工业博览会（工博会）期间专访了中电二公司上海大区总经理丁兆丰。他带领的上海大区，正处于中国集成电路产业创新最前沿的阵地。在采访中，丁兆丰深度剖析了当前高科技厂房工程面临的实际困难、确保产线环境稳定可靠的技术路径，以及工程建设方在全产业链中扮演的角色。

从“建厂房”到“全产业链环境服务”

回顾历史，中电二公司参与了国内许多晶圆生产线的建设。从1980年的无锡742厂（中国大陆第一条3.0英寸线）、1993年的首钢NEC（中国大陆第一条6英寸线）、1998年的华虹NEC（中国大陆第一条8英寸线），再到2010年的上海华力（中国大陆第一条12英寸线），一代代工程人都是在现场边摸索边突破。

过去，建厂的主要任务是满足基本的洁净要求。而现在，随着Chiplet、2.5D/3D先进封装以及化合物半导体的快速发展，环境控制的难度呈几何级数拉高。

丁兆丰指出，当前的挑战在于多个极端指标的“同时满足”。例如，为了严格控制化学气态分子污染（AMC），需要加大新风量，但这会直接导致温湿度波动，能耗也会大幅上升；为了提高厂房防微振能力，需要加固大跨度的结构，这又可能影响到洁净室内部的气流均匀性。

因此，工程建设方的定位不再是单纯的“建厂房”，而是提供从前期的选址咨询、工艺设计，到施工实施、专项系统集成，再到投产后智慧运维的全生命周期精益EPC（L-EPC）服务。这种模式覆盖半导体材料、芯片制造、封装测试等全产业链，旨在帮客户在多个限制条件中找到最优解。

用数字技术与预制化化解工程难题

面对工期紧、标准高的产线建设要求，中电二公司在具体工程实施中，主要通过“数字技术”与“工厂化预制”两个务实的抓手来确保质量和进度。

对此，丁兆丰作了详细介绍。

首先是引入“AI+工程”和数字孪生技术。中电二公司成立了人工智能研究所，将数字技术融入全流程。在设计端，结合1500多个项目的历史大数据，利用AI辅助生成工艺布局方案，将设计效率提升30%以上。在仿真端，利用AI驱动CFD气流组织和能耗模拟，仿真周期缩短了40%以上，在动工前就能把温湿度精密控制和结构防微振方案在电脑里模拟到位。

其次是推行“工厂化预制”。项目利用BIM深化设计，把高纯管道、自动法兰风管和装配式支吊架放在标准化工厂里进行预制，现场装配率达到85%以上。在工厂可控的环境下焊接，能确保焊口合格率在99%以上，现场安装效率也提升了50%以上。这种“即插即用”的装配式建造，大大减少了现场非标作业的盲目性。

在投产后的运维阶段，客户可以使用自研的中电易维 CEI Around 智慧运维平台。厂务系统能根据产线的实际运行状态进行自适应能效调节。实际运行数据表明，这套智慧厂务方案能帮客户降低10%以上的能源成本，同时减少约50%的设备故障率。

当好国产替代与产能扩张的“压舱石”

当前，本土半导体设备与材料的国产化进程正在加快，这给建厂工程带来了很大机遇，但也带来了具体挑战。很多国产设备目前处于“边验证边优化”的阶段，设备的外形尺寸、管路接口、功耗参数可能每一批都有微调，缺乏统一的标准，这给传统的厂务设计带来了不确定性。

对此，丁兆丰表示，中电二公司的做法是主动前置、留足弹性。在设计厂务系统时，采用模块化、可柔性扩展的方案，在建厂早期就给国产设备留出调校和适配的空间，而不是等设备完全定型了再去修改设计，这样能显著降低客户切换国产设备时的工程风险。

同时，公司也积极参与基础设施建设。例如承建长沙“集成电路成套装备国产化集成及验证平台”，为国产设备提供专门的百级洁净环境进行进场验证。中电二公司还把在各个项目中碰到的共性问题沉淀下来，主导和参与编制了90多项国家及行业标准，致力于把个案经验变成全行业的公共能力。

半导体建厂是一个全链条协同的过程。丁兆丰认为，工程方的角色定位非常朴素，就是当好产业的“底座”和“保障”。把厂建得快、建得稳、转得省，半导体企业就能把全部的资金、人才和精力，都集中到工艺研发和芯片产品本身上去。

给半导体企业的几点务实建议

结合多年的半导体工程实践，丁兆丰面向未来几年的扩产与技术升级浪潮，给出了三点中肯建议：

• 充分重视“地基”的长期价值。芯片制造是一场长跑。产能、良率和成本控制的背后，离不开稳定、绿色、高效的厂务环境支撑。厂房基础设施是一项非常值得重视的长期投资。
• 在追求速度的同时一定要确保稳定。半导体制造的本质是精度。如果为了赶进度而导致工艺环境出现波动，造成量产后的良率不达标，反而是更大的时间和资金浪费。
• 把厂务系统视为生产力的一部分。厂务系统对芯片良率的隐形影响非常大。早期的精益设计布局与全生命周期运维能力，会在未来长达十几年的工厂运行中，为企业带来实实在在的回报。

目前，中电二公司除了深耕国内市场，也设立了泰国、越南子公司以及马来西亚分公司，统筹推进新兴市场的工程建设。丁兆丰强调，不论未来产业如何转型升级，中电二公司都将继续批承“以终为始，精益建造”的理念，替客户把环境底座做得足够可靠、足够便宜、足够快。