全球半導體大國的短板包括美國

隨著中美科技站戰鏖戰的白熱化,兩個大國都充分意識到打造半導體全產業鏈的重要性,尤其是中國大陸對於打造半導體全產業鏈的迫切心情和危機意識愈發強烈。半導體產業鏈關鍵是IC設計、IC設備和晶圓代工,芯片封測技術含量相對較低。

1 美國是全球半導體產業的大國也是強國

美國在半導體的IC設計、IC設備方面具有很大優勢,高通、英特爾、英偉達、AMD都是全球芯片設計巨頭。在IC設備供應方面,美國三家著名的IC設備供應商如應用材料、科林研發和科磊佔據全球市場大部分份額。在晶圓處理設備中,幾個主要工序的設備也都基本處於行業龍頭的高度壟斷之中。其中,在PVD領域,應用材料公司佔據了近 85%的市場份額,CVD佔30%;刻蝕設備方面,Lam Research最多,市佔率達53%,而科磊KLA在半導體光學檢測領域,全球市佔居冠。但美國缺少極紫外光刻機設備企業、芯片晶圓代工企業和封測企業,所以美國為了在本土建成芯片全產業鏈,才邀請(實際是逼迫)臺積電前往美國建晶圓代工工廠。臺積電被迫答應去美國建造5nm晶圓代工生產線,投資120億美元,預計2024年建成投產。

2 中國大陸的半導體產業鏈經過20年的發展逐漸壯大

在芯片IC設計方面,華為海思進入全球10大IC設計公司,

手機芯片設計進入第一梯隊,與蘋果、高通形成三足鼎立。如果沒有意外,海思和蘋果兩個全球僅有的5nm的芯片將有臺積電代工。華為海思2019年全球半導體營收排名第16位在前16名中,除了一家韓國三星公司、兩家中國臺灣台積電(排名第三)和聯發科(排名15),以及中國大陸華為海思這四家企業外,其餘(12家)全是美國企業。紫光展銳也是一家有實力的芯片IC設計企業,曾進入全球半導體無晶圓公司前10,這兩家發展速度放緩,被擠出前10。紫光展銳IC設計最高水平是14nm的芯片,也是高端芯片設計公司。

在晶圓代工製造方面,中國臺灣台積電一枝獨秀,其晶圓代工營收佔全球50%以上的市場份額,包括美國的AMD、蘋果、高通等高端芯片都請臺積電代工。臺積電是目前唯一一傢俱有5nm芯片晶圓代工能力的企業臺灣聯電也是一家實力很強的晶圓代工企業,全球排名第4位,排在中芯國際之前。聯電最先進的製程是14nm,她也不準備研發更先進的芯片製程工藝。

中國大陸中芯國際和華虹進入全球10大晶圓代工企業,其中中芯國際排名第5,華虹排名第9。中芯國際成立於2000年,經過中國大陸半導體之父張汝京博士和臺灣半導體天才梁孟松博士苦心經營下,近幾年發展速度很快,今年由原來28nm製程直接跳到14nm製程工藝並實現量產,良品率達到95%以上。而且,在梁孟松博士帶領下,在沒有極紫外光刻機EUV設備的條件下,通過創新N+1和N+2工藝有望2021年實現相當7nm芯片量產目前全球僅有4家晶圓代工企業有能力研發7nm以下先進製程工藝,中芯國際就是其中一家,另外3家是臺積電、三星和英特爾。

在晶圓處理設備方面,中國大陸和臺灣都缺少有競爭力的高端晶圓處理設備,這些設備主要由美國、歐洲和日本供應商提供,尤其是美國。由於美國封鎖斷供中國關鍵的晶圓處理設備,一些相關廠商看到了商機,例如臺灣的鴻海集團有意進軍晶圓處理設備這一行業,她旗下有帆宣、京鼎相關企業,臺積電也有自己的晶圓處理設備企業,她也想進一步擴大生產能力。

在打造半導體全產業鏈的路上,中國還有很長的路要走,尤其是晶圓處理設備和晶圓代工。

3 韓國是半導體強國

韓國是一個半導體強國,三星公司具有IC設計、晶圓代工、芯片封測的能力,是為數不多的可以同時做芯片設計和晶圓製造的企業(英特爾也是)。三星公司也是除臺積電外能夠生產5nm芯片晶圓製造的企業,預計2021年量產5nm芯片。但韓國缺乏晶圓處理設備企業。

三星在中國西安投巨資建立NAND閃存生產基地,兩期投資總額258億美元(1815億人民幣),這對於中國在本土打造半導體全產業鏈具有積極意義。

4 日本全球晶圓處理設備市場份額僅次於美國

美國、日本和荷蘭壟斷了全球晶圓處理設備供應。在晶圓製造前道15類關鍵設備中,日本企業平均市場份額為38%,在6類產品中市場份額佔比超越40%,在2類產品市場份額超過90%;在後道9類關鍵設備中,日本企業平均市場份額為41%,在其它3類產品市場份額都超過50%。

5 荷蘭是全球極紫外光刻機EUV唯一供應商

在晶圓製造中最尖端的極紫外光刻機EUV只有荷蘭ASML有能力生產,每臺售價1.2億美元。5nm及其以下的芯片晶圓製造都必需極紫外光刻機EUV。

中國大陸要突出美國封鎖斷供芯片的重圍,必須打造完整的半導體芯片產業鏈,尤其是補上晶圓處理設備的短板,補強晶圓製造工藝。在打造半導體全產業鏈的艱難路途中,中國大陸需要儘可能聯手臺灣企業,包括韓國三星,以縮短建成全產業鏈的週期。

日本半導體設備出貨“大起大落”的背後,半導體觀察

2019全球十大晶圓代工企業公佈:臺積電/三星的先進製程之戰,芯智訊


分享到:


相關文章: