l 中国大陆多个12英寸晶圆厂项目正在有序平稳推进。
l 大陆如何复制台湾晶圆代工业的成功?
l 中国晶圆制造材料技术与市场论坛9月10-11日将在杭州召开。多家日本领先材料厂商将应亚化咨询邀请作大会报告。晶圆项目进展与材料供应将是关键议题。
l 会议拟定安排参观杭州士兰微8英寸芯片生产线。
——大陆密集的12英寸晶圆厂投资,多个项目正在有序推进
2019年8月初,以色列晶圆代工厂TowerJazz 已与中国大陆多个地方接触商议新建晶圆厂一事,计划建设一条12英寸晶圆厂。据业内人士透露,南京、合肥、武汉、广州、青岛、等地均在积极运作。市场消息称,TowerJazz拟建的12英寸项目选址合肥的概率较大。
2017 年,TowerJazz与德科玛合作,计划在中国南京建设一条8英寸晶圆厂,由TowerJazz提供相关的工艺技术转移以及运营咨询等,但不涉及资金投入。行业人士提供的消息显示,该项目已处于停摆状态。除了TowerJazz计划新建12英寸之外,中国大陆其余的12英寸项目都在有序推进中。
2019年3月,广州粤芯半导体12英寸项目开始设备搬入,目前粤芯项目机台调试已经完成,验收已经通过,已经有样片产出。
2019年7月31日,江苏时代芯存半导体(AMS)官网消息,公司新一代相变存储器(PCM)芯片产品将于8月下线量产,届时,AMS将成为近几年在建的12英寸PCM芯片厂中唯一一个产品落地下线的公司。
2019年8月6日,华虹半导体在Q2季度报告及半年报中指出,华虹无锡12英寸晶圆厂项目正按计划平稳推进,厂房和洁净室已经完成建设,洁净室于第二季度通过认证。同时第一批1万片产能所需的大部分机器设备已经搬入,目前正处于安装和测试阶段。
近年来,多个12英寸晶圆厂项目落地中国大陆。SEMI的数据显示,2017-2020年间全球投产的半导体晶圆厂为62座,其中有26座设于中国大陆,占全球总数的42%。
亚化咨询统计了目前中国大陆12英寸晶圆厂的投资及生产情况:中国大陆在12英寸晶圆厂方面已投资数千亿美元,产品涉及多个领域与制程,多个项目已经在运行当中,其余项目将在未来2-3年内陆续投产。
中国大陆12英寸Fab项目布局情况
而中国大陆晶圆厂的投资中不乏台湾企业的身影。
台湾晶圆代工企业赴大陆投资情况
投资者 | 新设企业 | 性质 | 地点 | 晶圆尺寸 | 主要产品类别 |
台积电 | 台积电(中国) | 独资 | 上海 | 8英寸 | 逻辑IC |
台积电 | 台积电(南京) | 独资 | 南京 | 12英寸 | 逻辑IC |
联电 | 和舰科技 | 独资 | 苏州 | 8英寸 | 逻辑IC |
联电 | 联芯集成 | 合资 | 厦门 | 12英寸 | 逻辑IC |
联电 | 晋华集成 | 合作 | 泉州 | 12英寸 | 存储IC |
力晶 | 晶合集成 | 合资 | 合肥 | 12英寸 | 逻辑IC |
来源:亚化咨询
——哑铃型的大陆,橄榄型的台湾
2018年全球前十纯晶圆代工厂商整体排名与2017年差别不大,其中台积电庞大的产能加上先进7nm制程的投产,使得台积电2018年晶圆代工市占率达到59%,遥遥领先,持续拉大与竞争者的距离。
台湾企业在晶圆代工市场中几乎占据着领导地位。2018年,全球晶圆代工市场中,台积电以59%的市占率稳居第一,联电以9%的市占率位居第三,力晶科技、世界先进也进入了排名前十,这四家合计市占率高达78%!
在2019年6月召开的“2019年海峡两岸集成电路产业合作发展论坛”上,中国大陆与台湾的重要半导体企业代表们传出了一些积极的声音。
中国大陆2018年IC设计(2519.3亿人民币)、封测(2193.9亿人民币)占大头,而IC制造(1818.2亿人民币)是相对薄弱的。台湾则刚好相反,IC制造(3265亿人民币)尤为突出,IC设计与封测则产值明显较少。大陆是哑铃型的产业分布,而台湾则是橄榄型。
根据相关行业数据,台湾IC设计业在全球排第三,在2017年就已经被中国大陆的设计业超越;而台湾半导体代工晶圆产能和封测规模居全球首位,制造技术则居于领先地位。这的确能够形成优势互补。而且如前所述,中国大陆是台湾出口的重要市场,占比达到近6成。
当前,设计公司Top 10的排名里,台湾和大陆联合占到了4个席位,包括联发科、海思等;在代工公司排名中,两岸则占据6个席位;封测领域基本被大陆和台湾包揽。而在更上游的装备和材料公司排名中,美国、日本、荷兰仍然是主力,Top 10并没有中国大陆和台湾的身影。
——中国大陆如何复制台湾晶圆制造业的成功?
中国大陆对晶圆厂的投资热潮无疑能促进晶圆制造产业的崛起,可是,中国大陆如何复制台湾晶圆制造业的成功?
一、国际形势的变化
台湾IC产业起步于20世纪70年代。而在当时,美国由于对越南战争耗资巨大,为了铺设后美援时代的资金管道,台湾于1966年建立了高雄加工出口区。此后仅仅五年时间内,通用仪器、德州仪器、日立、三菱、飞利浦等当时大型半导体企业相继在台湾设厂,为台湾IC产业的发展形成了铺垫。而1975年,越南战争失败后,资本主义国家更是加大了对社会主义国家的技术封锁,由于当时剑拔弩张的两岸关系及多方因素,台湾取得了先进技术转移的极大便利——1.集结了在美国高科技企业及大学的华人专家成立了电子技术顾问委员会,2.从美国招募IC专家协助台湾IC工厂的建设,3.大量进口发展IC产业所需的高端设备,4.实地探访通用仪器、美国无线电公司等IC企业寻求IC技术的转移及人才培训等。
而目前,整个东亚IC产业发展都受到了以美国为首的西方发达国家的制约。“制裁中兴”、“禁令华为”无疑给中国大陆半导体产业敲响了警钟。美国对中国高新技术产业的发展处处提防,加强了对中国大陆半导体产业链的打击和封锁。在未来,大陆发展IC产业的难度只会越来越大,并且越是在关键领域,受到的限制越是多。
二、产业环境的变化
台湾IC快速发展正好迎上了IC产业分工模式的转变。20世纪80年代,为充分发挥产品规划和电路设计的优势,越来越多的工程师及相关团队脱离了IDM企业,成立独立的设计企业(fabless)。在起初,这些fabless设计企业将晶圆制造工程外包给IDM企业,然而因为代工并非IDM的主业,所提供的服务难以满足fabless企业,并且IDM本身的设计部门与fabless企业存在一定的竞争关系,因此半导体产业逐渐出现了对专业制造代工的需求。以台积电为代表的台湾企业,快速抓住了这一机遇,将晶圆代工嵌入到全球半导体产业价值链。自此之后,IC设计与晶圆代工的分离渐渐成为主流趋势。
而就目前的半导体产业环境来看,国际分工并没有出现新的变化趋势,在关键技术上也没有实现十分重大的突破,中国大陆企业难以像台湾企业那样有机会切入全球半导体产业价值链中,留给大陆晶圆制造企业的只有正面竞争!
三、中国大陆IC产业发展路径不够明确
IC主要可分为存储IC、逻辑IC、模拟IC以及微处理器。其中,逻辑IC和存储是最为重要的组成部分。
台湾企业最初抓住了逻辑IC产业分工模式的转变,在逻辑IC产业上快速崛起。到了1982年,台湾IC产业界对是该延续发展逻辑IC产业还是该转向开发发展存储IC产业的问题产生了分歧。最终台湾当局以降低产业失败风险为由选择了逻辑IC。而就在同一时期,韩国选择了存储作为IC产业的发展方向。之后由于对电脑重要零部件——存储的需求,为了降低高昂的进口成本及解决不稳定的供给,台湾再次启动对存储IC的发展。而这时台湾存储IC产业已与韩国存储产业存在了较大的差距。最终,以2003年台湾当时唯一一家能进行存储IC技术研发的企业因为市场竞争、规模太小等原因而转型做逻辑IC代工为标志,台湾存储IC产业几乎脱离了自主研发的轨道。
与台湾集中发展逻辑IC产业,韩国以举国之力发展存储业相比,中国大陆IC产业培育的方向及路径不够明确,还停留在“广撒网”的粗犷式资本投入阶段,投资涉及IC设计、IC制造、晶圆封测、设备、材料等各个领域。在投资金额需求最大的晶圆制造方面,以12英寸晶圆厂投资为例,有存储、逻辑、模拟等各个领域,然而并没有针对性的政策出台。
四、IC产业更适合寡头垄断
如果IC企业数量多,容易导致资本、技术、市场分散,而市场竞争往往也难以推动厂商进行大金额投资的技术研发。为尽快获利,没有自主核心技术的企业只能向国际大型企业寻求技术支持,并为此支付高昂的费用。
台积电,韩国三星、海力士的成功似乎也证明了这一点:IC产业更适合寡头垄断市场。只有超大型的龙头企业才能有充足的资金投入到持续的自主研发。以台湾台积电为例,台积电承担了台湾逻辑IC产业自主技术研发的关键任务,通过直接或间接持股/收购其他中小型IC制造企业,扩大市场占有率,提高自身的定价权,不断扩大自身优势,形成良性循环。
而中国在IC制造业方面恰恰是缺少了这样一个能起到一锤定音效果的龙头企业。还是以大陆12英寸晶圆厂为例,投资企业较多、分布较散。
中国大陆和台湾在半导体产业中都属于后起之秀。后发优势在台湾IC的实现有赖于特殊的时代背景、产业环境等各因素。相对台湾,中国大陆目前面临着更加复杂的挑战。面对美国高科技技术封锁,中国大陆应当发挥自身优势,把握日韩半导体材料争端的机遇,借鉴台湾IC产业发展的成功经验,加强东亚半导体产业的合作与交流,从材料、封测、设计到制造,全方位来发展壮大中国IC产业链。