半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園項目的建設(shè)，內(nèi)容涉及層面十分廣泛，各環(huán)節(jié)的具體研究內(nèi)容值得項目決策人員及技術(shù)服務(wù)人員深入探討，研究的真實性、科學(xué)性、適宜性是項目建設(shè)成敗的關(guān)鍵，而對這幾方面的科學(xué)分析決策的可行性研究報告是項目建設(shè)的重要基礎(chǔ)文件。本文對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園可行性研究報告編制中的核心問題進(jìn)行探討，從產(chǎn)業(yè)園的定位到選址再到總體布局，進(jìn)行功能上和產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)劃分析；同時針對半導(dǎo)體的特殊工藝需求，對單體廠房的設(shè)計和配置結(jié)合實際案例展開研究。

一、關(guān)鍵問題的提出 

1.1　產(chǎn)業(yè)園的選址問題

擬建工程選址符合上位規(guī)劃對工業(yè)項目用地的要求，注重周邊區(qū)域交通運輸便利性及合理性，并且可考慮共享和利用區(qū)域內(nèi)的公用工程設(shè)施及水電等能源供應(yīng)。項目的原料資源及目標(biāo)市場是決定項目規(guī)模大小以及項目的可行性的決定性因素。廠址選擇應(yīng)充分考慮安全間距、運輸暢通及產(chǎn)品市場發(fā)展的需要等要素條件, 特別注意集成電路的晶圓車間一般對防微震有較高的要求，往往要避開高架等對廠房有影響的市政道路等。

1.2　產(chǎn)業(yè)園的定位及入園企業(yè)的選擇問題

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)細(xì)分市場繁多，大的方面包括從原材料生產(chǎn)、晶圓制造、封裝、下游應(yīng)用等，細(xì)分的又有分立器件、傳感器、集成電路等等。如何確定園區(qū)和入園企業(yè)定位，關(guān)系到后面招商引資、項目落地，并最終影響整個產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展。

1.3　產(chǎn)業(yè)園總體布局配置問題

由于在半導(dǎo)體園區(qū)初期，入園企業(yè)未確定，應(yīng)綜合考慮廠區(qū)內(nèi)功能布局，結(jié)合生產(chǎn)生活需求進(jìn)行配置并預(yù)留出相應(yīng)的配套設(shè)施的空間，同時對于需特殊考慮的市政安全要素進(jìn)行專題分析，例如廢水站、化學(xué)品庫。

1.4　產(chǎn)業(yè)園單體廠房設(shè)計問題

半導(dǎo)體廠房因其制程工序較多，潔凈度要求較高，有較多的管線，因此對廠房的形式和層高有較高的要求，包括每層的面積、層高、柱網(wǎng)、荷載等，均需進(jìn)行統(tǒng)一的考慮以保證后續(xù)滿足不同的半導(dǎo)體企業(yè)入駐的需求。

1.5　產(chǎn)業(yè)園動力站配置問題

半導(dǎo)體項目所需的支持系統(tǒng)種類繁多，公用工程一般指為主體工藝提供電、冷熱源、純水系統(tǒng)、特氣系統(tǒng)、大宗氣體系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等的動力工程。

二、關(guān)鍵問題解決方案探討 

2.1　產(chǎn)業(yè)園的選址

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所需使用的化學(xué)品主要包括其主材例如硅片、化合物半導(dǎo)體、掩膜版、拋光材料等，高純化學(xué)品例如光刻膠蝕刻液等，不過由于先進(jìn)制程半導(dǎo)體的項目所需的原材料一般不是進(jìn)口就是少量的國產(chǎn)替代，而且經(jīng)過調(diào)研表明，其物料的供應(yīng)范圍往往是比較大的，區(qū)別于一些農(nóng)作物加工或者其他需要靠近原輔材料產(chǎn)地的行業(yè)（圖1）。以項目為例，例如高純化學(xué)品的廠商主要分布于江浙，而大硅片生產(chǎn)的例如中環(huán)分布于天津、內(nèi)蒙古等地，因此半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)選址受制于原物料的程度較小。同時其產(chǎn)品運輸也相對于其他行業(yè)對運輸距離沒有太高的要求。

半導(dǎo)體園區(qū)選址受制于其電力水源的安全性，一般需要有兩路進(jìn)電和兩路進(jìn)水，半導(dǎo)體項目停電將引起巨大的損失，因此特別強(qiáng)調(diào)其電量大、要求用電可靠性高的特征，其用電負(fù)荷的性質(zhì)主要為一、二級。如果選址所在位置只有一路供電，那落地企業(yè)就需自行增加柴油發(fā)電機(jī)或者UPS，增加企業(yè)的建設(shè)成本，同時對企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)帶來了不確定性。

另外，由于部分企業(yè)的防微震要求，盡量遠(yuǎn)離高架震動比較高的地段，盡量應(yīng)對產(chǎn)生振動的高速路、磁懸浮、機(jī)場要素進(jìn)行回避，或與其保持一定距離。其制程使用的危險化學(xué)品，往往對周圍居民會有一定影響，因此需要保持與周圍居民區(qū)的衛(wèi)生防護(hù)距離，例如某LED項目經(jīng)常會使用到氨氣，根據(jù)項目的存量其半致死半徑達(dá)300m。

圖1　半導(dǎo)體芯片制造各工序所需材料

2.2　產(chǎn)業(yè)園的定位及入園企業(yè)的選擇 

國內(nèi)不少芯片科技企業(yè)取得兩位數(shù)增長，部分成熟的龍頭企業(yè)的產(chǎn)值和利潤更是翻番式增長。如今資本市場為半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐，但這個過程中同時也出現(xiàn)了一些值得警惕的現(xiàn)象：除了量的增長，半導(dǎo)體行業(yè)也發(fā)生了質(zhì)的轉(zhuǎn)變，突出表現(xiàn)在以下三點。第一，以集成電路裝備為例，目前國內(nèi)超80%的市場份額依賴進(jìn)口，尤其是光刻機(jī)對芯片制造“卡脖子”效應(yīng)明顯。第二，細(xì)分行業(yè)龍頭上市，集成電路加速“補(bǔ)鏈”。第三，從芯片設(shè)計、制造、封裝測試再到裝備材料，集成電路產(chǎn)業(yè)鏈在這些環(huán)環(huán)相扣的環(huán)節(jié)中還有不足，仍有一定程度的發(fā)展進(jìn)步空間。因此，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園的發(fā)展方向應(yīng)瞄準(zhǔn)我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的空白環(huán)節(jié)。部分企業(yè)盡管生產(chǎn)產(chǎn)值不大、規(guī)模有限，但只要是細(xì)分行業(yè)龍頭，都是園區(qū)積極引進(jìn)的目標(biāo)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈如圖2所示。

許多地區(qū)會對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行專項規(guī)劃，會對引入的上下游企業(yè)的數(shù)量規(guī)模根據(jù)實際發(fā)展情況作出要求，這是項目定位的基本依據(jù)。當(dāng)?shù)匾呀?jīng)有以集成電路芯片制造為龍頭的企業(yè)，因此定位為當(dāng)?shù)丶呻娐愤M(jìn)行補(bǔ)鏈的項目，主要引入以孵化為主的中小型集成電路企業(yè)，以對該地龍頭企業(yè)進(jìn)行補(bǔ)鏈，同時對該市的產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行梳理，梳理出該市中缺失的配套上下游行業(yè)門類。在此基礎(chǔ)上對這些門類進(jìn)行進(jìn)一步篩分，例如封裝材料包括有：丹邦科技、上海新陽、康強(qiáng)電子；半導(dǎo)體檢測：精測電子、蘇試試驗；潔凈室：亞翔集成、新綸科技；覆銅板：生益科技、華正新材；電容：宏達(dá)電子、法拉電子、江海股份、艾華集團(tuán)等等。

圖2　半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈圖

2.3　產(chǎn)業(yè)園總體布局規(guī)劃

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃應(yīng)建設(shè)促進(jìn)半導(dǎo)體企業(yè)高效生產(chǎn)且適合人才居住生活的完善且合理的功能系統(tǒng)。一般可將產(chǎn)業(yè)園中的功能需求定位為產(chǎn)業(yè)功能和配套功能兩大基礎(chǔ)板塊，通過這兩大板塊的合理建構(gòu)，從位置到比例分配，形成產(chǎn)業(yè)園功能構(gòu)成的基礎(chǔ)。產(chǎn)業(yè)功能又可以通過主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和輔助產(chǎn)業(yè)的區(qū)分，形成不同級別的功能配置；配套功能則要區(qū)分好生產(chǎn)性配套和生活性配套，為工作人員的生產(chǎn)生活需求提供高效適宜的服務(wù)。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園在生產(chǎn)性配套服務(wù)設(shè)施的完善度可以很大程度提升對企業(yè)的吸引力， 企業(yè)的快速成長、激發(fā)技術(shù)創(chuàng)新活力的空間創(chuàng)建要基于高標(biāo)準(zhǔn)、高品質(zhì)、高效使用的生產(chǎn)性配套服務(wù)設(shè)施。園區(qū)總平面布置應(yīng)考慮合理安排人流、物流路線，減少流線交叉，合理布局，以筆者項目為例，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園會可分為三大區(qū)域：生產(chǎn)區(qū)、研發(fā)區(qū)域、生活區(qū)。

生產(chǎn)區(qū)主要由廠房組成，位于地塊中部一字排開布置。每個廠房占地約2000～4000m2，廠房大小搭配滿足企業(yè)的靈活租賃，在符合使用功能、操作要求和生產(chǎn)流程的情況下，可通過連廊聯(lián)合，以多層集中的方式布置。一般集成電路項目整體規(guī)模都較大，出于對產(chǎn)品爬坡的考慮，一般大型集成電路廠要分期建設(shè), 要對市場開發(fā)、項目目標(biāo)、金融方式等進(jìn)行論證，從而確定項目分期開發(fā)面積，合理規(guī)劃總平面圖，確定生產(chǎn)與生活的分期開發(fā)比例。產(chǎn)業(yè)園要考慮到孵化及企業(yè)的成長，在一些創(chuàng)立初期的有潛力的企業(yè)，廠房的面積配套也應(yīng)有各種靈活的配套方式，可以根據(jù)實際需求給予特殊的政策照顧，以提升對企業(yè)的吸引力，推動產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，形成更合理的規(guī)劃設(shè)計和分期開發(fā)模式。

集成電路產(chǎn)業(yè)是人才密集型產(chǎn)業(yè)，應(yīng)該積極實現(xiàn)產(chǎn)城融合，滿足人才的居住需求和豐富的生活服務(wù)設(shè)施的配備，以免形成鐘擺式交通流對城市交通產(chǎn)生較大負(fù)擔(dān)以及出現(xiàn)夜間空心化現(xiàn)象。同時也避免園區(qū)環(huán)境只有單調(diào)的廠房環(huán)境而沒有豐富的生活環(huán)境氣息，顯得單調(diào)乏味，沒有活力。因此，除了園區(qū)周邊最好有城市的生活服務(wù)配套之外，園區(qū)自身建議配置一定比例的生活服務(wù)功能。居住配套和其他功能服務(wù)配套應(yīng)便于研發(fā)辦公人員的使用，要靠近主要人流出入口，與周邊城鎮(zhèn)和居住區(qū)聯(lián)系便利，且應(yīng)位于園區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園生產(chǎn)性配套功能對于專業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)平臺的建立需求越來越高，創(chuàng)建平臺可以起到降低企業(yè)的初創(chuàng)成本和經(jīng)營風(fēng)險的積極及高效的作用。平臺為集成電路初創(chuàng)企業(yè)提供市場開發(fā)、金融投資、土地整備等方面提供技術(shù)支撐，也提供綜合設(shè)計咨詢、產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)規(guī)劃、設(shè)備共享、人才引入等專業(yè)性內(nèi)容。同時在平臺上，各企業(yè)還能發(fā)起學(xué)習(xí)交流和教育培訓(xùn)的相關(guān)課程和活動。考慮地塊沿街面的視覺效果，且與周邊的商業(yè)服務(wù)相呼應(yīng)，將研發(fā)區(qū)域置在地塊視覺效果好的位置體現(xiàn)園區(qū)的高科技性。

園區(qū)交通需考慮人車分流設(shè)置多個出入口，并充分考慮遠(yuǎn)期的建設(shè)要求，高效合理地組織貨流和人流之間的關(guān)系，運輸線路的規(guī)劃應(yīng)符合路徑短捷、物流通暢、不產(chǎn)生折返的設(shè)計原則。園區(qū)內(nèi)積極實施人、貨分流，以避免運輸繁忙的貨流對人員進(jìn)出的干擾，進(jìn)而形成一個高效且以人為本的園區(qū)環(huán)境。同時要避免進(jìn)出園區(qū)的主要貨物流線與園區(qū)周邊的城市道路干線產(chǎn)生流線交叉而影響城市交通。

園區(qū)內(nèi)主干道寬應(yīng)呈環(huán)形，主要圍繞主廠房及倉庫，為園區(qū)的主要通道，寬度7米及以上，生活區(qū)道路寬度為7m，道路面層均采用混凝土路面。另外為滿足運輸和消防要求，在主要建筑周邊均需設(shè)置4m寬的環(huán)形通道。園區(qū)的小汽車停車位分布在生活區(qū)及研發(fā)中心地下室，應(yīng)為集中停車，方便管理。

2.4　產(chǎn)業(yè)園單體廠房設(shè)計

集成電路生產(chǎn)中設(shè)計涉及到原輔料、成品等性質(zhì)，項目廠房主體需采用丙類生產(chǎn)類別、二級耐火等級規(guī)劃。因此為了提高土地的使用效率，又方便廠房的生產(chǎn)工藝平面的布置，園區(qū)規(guī)劃廠房的建筑設(shè)計中以矩形平面為主。并且多層丙類二級電子工業(yè)廠房需要進(jìn)行自噴設(shè)計，因此每個防火分區(qū)的建筑面積應(yīng)控制在8000m2以內(nèi)，控制單層面積在8000m2以內(nèi)。同時要結(jié)合園區(qū)的孵化定位，以筆者之前做的項目為例，由于是以補(bǔ)鏈為主，因此入駐企業(yè)規(guī)模主要是中小半導(dǎo)體工業(yè)制造企業(yè)，為了加強(qiáng)集聚效應(yīng)的優(yōu)勢，可以共同租用電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)廠房，將有利于推動公用設(shè)施設(shè)備的共享，降低生產(chǎn)成本，提高空間的使用效率。

由于對生產(chǎn)環(huán)境潔凈度要求較高，需設(shè)置FFU系統(tǒng)，有復(fù)雜的管道布置。充分的層高為動力管道布置預(yù)留空間，提供改造空間。底層設(shè)計層高相對較高，可以適應(yīng)二次安裝設(shè)備和物流運輸需求，有助于有特殊生產(chǎn)要求的廠家的選擇和入駐。由于產(chǎn)業(yè)園的企業(yè)的不確定性，為了不造成浪費，因此只對一層進(jìn)行抬高，層高7米多，其余層滿足大部分半導(dǎo)體企業(yè)的生產(chǎn)要求，大致5～6米不等。另外需包括建筑的防火分區(qū)、疏散、節(jié)能，給排水的消防水池水泵房、室外消火栓管網(wǎng)、噴淋管網(wǎng)，并盡可能預(yù)留暖通、電氣的管井及屋面的冷卻塔、廢氣塔位置，保證后期集成電路潔凈廠房實施無須大的變動，充分保留進(jìn)駐企業(yè)的改造空間，降低潔凈裝修成本。

半導(dǎo)體工業(yè)廠房的柱網(wǎng)布置往往要滿足生產(chǎn)和使用，并考慮遠(yuǎn)期生產(chǎn)工藝升級或產(chǎn)品變更后的工藝要求變動，同時要滿足經(jīng)濟(jì)合理。半導(dǎo)體行業(yè)往往生產(chǎn)制程需要滿足潔凈要求，因此廠房柱網(wǎng)設(shè)計的同時還需要確定變形縫的位置和做法。一般工業(yè)廠房使用的柱距模數(shù)為3m，因此一般工業(yè)廠房設(shè)計的柱跨為6m、9m、12m。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園由于要滿足不同企業(yè)的使用需求，太小的柱跨不利于遠(yuǎn)期的發(fā)展，且限制了工藝布局，同時要保證其經(jīng)濟(jì)合理性，因此宜采用經(jīng)濟(jì)柱跨8m×9m。

半導(dǎo)體廠房的建筑層數(shù)常見為3～4層，樓面使用荷載10.0～15.0kN/m2。成品暫存庫活荷載標(biāo)準(zhǔn)值10.0～15.0kN/m2，動力區(qū)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值20.0kN/m2，上人屋面為2.0kN/m2，屋面冷卻塔等設(shè)備區(qū)域活荷載標(biāo)準(zhǔn)值10.0～20.0kN/m2。同時在廠房的邊跨預(yù)留有動力區(qū)的荷載，其余區(qū)域按統(tǒng)一的生產(chǎn)區(qū)預(yù)留即可。

2.5　產(chǎn)業(yè)園動力站配置

一般園區(qū)建設(shè)實行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一供水、統(tǒng)一供電、統(tǒng)一供氣、統(tǒng)一治污，進(jìn)一步提高資源的利用效率，集約生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本，積極增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭力。而半導(dǎo)體廠由于其生產(chǎn)的特殊性，且廠務(wù)系統(tǒng)繁多包括純水、特氣、大宗氣體、供電、送回風(fēng)、冰水、蒸汽、尾氣處理等等，另外還要保證其系統(tǒng)運行的穩(wěn)定，且需要企業(yè)對其運行數(shù)據(jù)的保密等考慮，一般都會自行配置其動力。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園的廢水一般成分較為復(fù)雜，廢水種類較多，例如含氮、含氨、有機(jī)廢水、含磷廢水等，企業(yè)的預(yù)處理往往達(dá)不到市政的廢水納管標(biāo)準(zhǔn)，因此當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S建設(shè)規(guī)劃、污水接收能力及指標(biāo)、建設(shè)進(jìn)度是污水系統(tǒng)設(shè)計前期的重要研究內(nèi)容。污水處理規(guī)模的大小要根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況確定，進(jìn)而確定排污指標(biāo)是一級還是二級或者三級，設(shè)立污水處理設(shè)施。采用統(tǒng)一的納管標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置園區(qū)的集中廢水處理站滿足環(huán)保法規(guī)的要求，保證項目的順利開展，例如筆者所參與項目即進(jìn)行整體的廢水處理站的設(shè)置，以滿足后期企業(yè)廢水的增加。

由于半導(dǎo)體使用的化學(xué)品種類繁多，大的分類即有酸、堿、有機(jī)、氧化性、毒性等等，如果將其儲存于廠房的中間倉中，需要分割的儲存房間較多且需要配置相應(yīng)的消防及安全措施，且難以滿足建規(guī)貯存一晝夜的要求；同時半導(dǎo)體企業(yè)大部分使用的為易燃易爆的化學(xué)品，其倉庫為甲乙類建筑，如果在廠區(qū)內(nèi)每家企業(yè)單獨設(shè)置，需滿足防火間距和防爆的需求，造成廠區(qū)的土地利用率較低。因此產(chǎn)業(yè)園區(qū)集中設(shè)置，并租賃給企業(yè)使用，統(tǒng)一管理，會大大降低企業(yè)成本并保證其儲存的安全性。

三、結(jié)語

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園項目的建設(shè)涉及層面十分廣泛，各環(huán)節(jié)的具體研究內(nèi)容需要項目決策人員及技術(shù)服務(wù)人員深入探討，研究中的真實性、科學(xué)性、適宜性是項目建設(shè)成敗的關(guān)鍵。可行性研究報告是建設(shè)的重要基礎(chǔ)文件，本文對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園可研報告的主要問題提出了見解，但在具體設(shè)計中還需要建設(shè)方根據(jù)地方實際情況、企業(yè)的投資目標(biāo)和實力、建設(shè)項目的周期計劃等實際情況，與可研報告編制方共同研究和協(xié)商，將因地制宜作為設(shè)計原則，在設(shè)計中強(qiáng)調(diào)靈活分析和優(yōu)化。最終可以幫助項目建設(shè)中的技術(shù)層面上減少變更、審批辦理中更為高效，更好地服務(wù)落地企業(yè)，為產(chǎn)業(yè)園的順利投產(chǎn)運營等提供有益參考。（作者：郭東紅）