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IC制造业最核心的竞争力还是IC装备制造

2018年06月25日 15:50 次阅读

在浦东张江中芯国际的工厂里,无时无刻不在上演着代表人类最高制造水平的“接力赛”。直径30厘米的圆形硅晶薄片穿梭在各种极端精密的加工设备之间,由它们在硅片表面制作出只有发丝直径千分之一的沟槽或电路。热处理、光刻、刻蚀、清洗、沉积……每块晶圆要昼夜无休地被连续加工两个月,经过成百上千道工序,最终集成了海量的微小电子器件,经切割、封装,成为信息社会的基石——芯片。

半导体生产设备和材料,是半导体产品的最上游。据国际半导体产业协会公布的数据显示,2017年全球半导体设备商出货金额达到560亿美元,比起上一年大幅增长接近40%,创下历史新高。相比2016年全球半导体市场3389亿美元的销售额来说,规模其实并不大。

但在中国国家科技重大专项02专项技术总师、中科院微电子所所长叶甜春看来,与其他产业不同,半导体生产设备和材料并不是IC的配套产业,相反,而是IC产业发展的决定性因素。从上世纪80年代末期开始,半导体设备企业开始把工艺能力整合在设备中,让用户买到设备就能保证使用,并且达到工艺要求,因此有“一代器件,一代设备”之说。“这个领域的特点是技术和资金门槛极高,要经过漫长的投入期才能看到回报,也可以起到控制他国集成电路发展速度的作用。”

集成电路(以下简称IC)产业制高点的竞争,归根结底,还是装备制造业的竞争。

“IC装备制造是我国芯片产业链中最薄弱的环节,经过20余年的追赶,中国芯片制造领域与世界还有两代差距。”叶甜春斩钉截铁地说,“IC制造业最核心的竞争力还是IC装备制造。中国IC产业要想掌握发展主导权,IC装备是必须要解决的问题。”

这是一场生死竞速。

1瓜分殆尽的蛋糕

从随处可见的沙子变成手机、电脑里不断运算的芯片,魔术般变化的背后,是复杂且耗时的IC制造过程:上千道工艺,近两个月的打磨。

据上海集成电路行业协会原副秘书长、高级顾问王龙兴介绍,集成电路设备通常可分为前道工艺设备(晶圆制造)、后道工艺设备(封装与检测)等。因生产工艺复杂,工序繁多,所以生产过程所需要的设备种类多样。其中,在晶圆制造中,共有七大生产区域,分别是扩散(Thermal Process)、光刻(Photo- lithography)、刻蚀(Etch)、离子注入(Ion Implant)、薄膜生长(Dielectric DeposiTIon)、抛光(CMP)、金属化(MetalizaTIon),所对应的七大类生产设备分别为扩散炉、光刻机、刻蚀机、离子注入机、薄膜沉积设备、化学机械抛光机和清洗机,其中金属化是把集成电路里的各个元件用金属导体连接起来,用到的设备也是薄膜生长设备。

虽然只有7个区域,但很多工艺需要反复进行,比如几乎每个区域都会用到清洗机,因为生产工艺越来越复杂,几乎每一两步就要对硅片清洗一次。

设备的技术难度、价值和市场份额是成正比的。从销售额来看,79%的市场为前端的晶圆处理设备,封装和测试设备分别占7%和9%。在晶圆制造中,由于光刻、刻蚀、沉积等流程在芯片生产过程中不断循环往复,是芯片前端加工过程的三大核心技术,其设备价值也最高,其中镀膜设备、刻蚀设备、光刻机大约分别占半导体晶圆厂设备总投资的15%、15%、20-25%。

美国、日本、荷兰是世界半导体装备制造的三大强国,分别占据了全球市场份额的37%、20.6%和13.55%,留给其他国家的“蛋糕”不到30%。2016全球前十大半导体设备生产商中,只有美日荷三个国家的企业入围。美国应用材料(Applied Materials)、美国科林(Lam Research)、荷兰阿斯麦尔(ASML)、日本东京电子、美国科磊(KLA Tencor)位列前五,占据半导体装备市场份额的66%。

从各个装备领域来看,这些企业也占据着绝对的主导地位。荷兰的阿斯麦尔(ASML)占据了超过70%的高端光刻机市场,营收50.91亿美元;在离子注入机上,美国应用材料公司占据了70%市场份额,营收77.37亿美元;在涂胶显影机方面,东京电子占据90%的市场份额,营收46.81亿美元。

相比之下,国内IC装备产业规模要小得多。2016年中国半导体设备前十强单位占全球的市场份额仅约为2%,销售收入总计57.33亿元,远低于美国应用材料一家企业的销售收入,而且主营业务其实还是光伏部分。国内体量最大的中电科电子装备和中微半导体,2017年销售收入均仅为11亿元,远小于国际知名厂商。

和市场份额不相匹配的,是国内日益火热的IC市场。从2014年开始,全球IC制造产业已经开始向中国大陆转移。中国大陆作为未来全球新增产线的重点区域,将迎来千亿量级的设备采购。未来一至三年,中国大陆将至少有7条12英寸产线采购设备,采购金额将达到2000多亿元。预计2018年我国大陆地区设备投资额将达到86亿美元,超过中国台湾地区,成为第二大半导体装备市场。

尽管中国大陆半导体投资大增,但中国大陆设备厂商的供应能力却严重不足,特别是缺乏成套设备的供应,“在这个领域,我们处于受制于人的局面。一旦国外停止向我国出口这些装备产品,中国大陆的集成电路生产线都要停工。”王龙兴急切地说。面对巨大的市场需求和历史性的发展机遇,中国大陆设备厂商亟需突破。

一面是巨大的市场蓝海,一面是巨头的虎视眈眈,对国内IC装备产业而言,既是机遇也是挑战。

IC制造业最核心的竞争力还是IC装备制造


 

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发表于 2018-04-11 05:25 514次阅读
赵伟国辞去紫光董事长:大陆未来半导体策略可能转向...

2018年上海集成电路产业发展规模的展望和预测

到 2018 年,中芯国际(上海)和华力微电子的 12 英寸晶圆 28 nm PolySiON 和 ...

发表于 2018-04-10 11:46 2753次阅读
2018年上海集成电路产业发展规模的展望和预测

对存储器需求量最大的是?你万万没想到

众所周知,中国是世界上最大的IC市场,占全球份额的55%以上,也是最大的存储器市场。

发表于 2018-04-02 11:47 1098次阅读
对存储器需求量最大的是?你万万没想到

IC产业新时代将至 AI将是主要推手

新思科技(Synopsys)执行长Aart de Geus表示,现在是AI的时代,摩尔定律未死,科技...

发表于 2018-04-01 10:34 567次阅读
IC产业新时代将至 AI将是主要推手

芯科科技新一代汽车IC为OEM添足马力

Silicon Labs(亦称“芯科科技”)日前参加2018年上海慕尼黑电子展(electronic...

发表于 2018-03-31 11:01 755次阅读
芯科科技新一代汽车IC为OEM添足马力

集成电路常见的封装形式大全

集成电路的引脚很多,少则几个,多则几百个,各个引脚功能又不一样,如果使用不当,则会造成集成电路不工作...

发表于 2018-03-29 10:36 2943次阅读
集成电路常见的封装形式大全

劵商解析半导体、面板、PCB相关行业发展脉络分析

电子行业是发展新经济的基石 自春节后,电子板块连续三周飘红,反转信号明确。我们认为板块的稳步上行既具...

发表于 2018-03-28 15:54 6062次阅读
劵商解析半导体、面板、PCB相关行业发展脉络分析

西门子收购Sarokal 加强IC行业的产品组合...

Siemens表示:“对Sarokal的收购将进一步证明我们对EDA和IC行业的承诺。在成功收购Me...

发表于 2018-03-26 01:45 343次阅读
西门子收购Sarokal 加强IC行业的产品组合...

中国半导体行业迎来危机,该如何破解

芯片IC的价格如雨后春笋都纷纷涨了起来...

发表于 2018-03-23 11:20 1079次阅读
中国半导体行业迎来危机,该如何破解

国产IC自给率提升空间巨大 30多条产线惊呆世界

本文来自光大证券的大陆晶圆代工行业报告,从当前的半导体产业转移节点出发分析大陆晶圆代工厂商的市场机遇...

发表于 2018-03-15 09:33 351次阅读
国产IC自给率提升空间巨大 30多条产线惊呆世界

为什么晶振不集成到IC内部?

晶振一旦封装进芯片内部,频率也固定死了,想再更换频率的话,基本也是不可能的了。而放在外面,就可以自由...

发表于 2018-03-12 16:27 804次阅读
为什么晶振不集成到IC内部?

2018年IC产业可再现双位数成长!

全球经济在经历8年的良性成长之后,终于在2017年迎来期待已久的复苏;更重要的是,随着国际货币基金组...

发表于 2018-03-12 09:11 5279次阅读
2018年IC产业可再现双位数成长!

华虹无锡基地项目建设启动

华虹集团作为国家“909”工程的成果与载体,同时也是“910”工程的重要承担者,是我国发展自主可控集...

发表于 2018-03-11 11:49 407次阅读
华虹无锡基地项目建设启动

空前绝后的“IO口扫键”法 电子设计必备良方

用3个IO口作行扫描,2个IO作列检测(为方便描述,我们约定:设置某一IO口输出为“0”――称其为“...

发表于 2018-03-10 09:38 1028次阅读
空前绝后的“IO口扫键”法 电子设计必备良方

东芝推出两款新IC 符合低功耗蓝牙标准

“TC35680FSG”配置有用于存储用户程序和独立操作中的各种数据的128KB闪存,因此适用于各种...

发表于 2018-03-09 14:39 221次阅读
东芝推出两款新IC 符合低功耗蓝牙标准

IC工程师职业规划分享

随着中国IC产业渐入佳境,越来越多的工程师加入到这个新兴产业中。从一个初学者成长为历经风雨的IC专家...

发表于 2018-03-07 16:21 913次阅读
IC工程师职业规划分享

ROHM推出高速脉搏感测IC 可量测压力和血管年...

近年来,随著健康意识抬头,人们对于穿戴装置的要求不仅限于脉搏测量,还包括了压力、血管年龄等生命征象测...

发表于 2018-03-01 13:32 295次阅读
ROHM推出高速脉搏感测IC 可量测压力和血管年...

我国与IC相关的知识产权专利高达43292项

2008年国家科技重大专项宣布实施、创新链接连布局、2011年国家四号文发布、2014年金融链建立,...

发表于 2018-02-24 15:48 1564次阅读
我国与IC相关的知识产权专利高达43292项

Power Integrations推出LYTS...

高效率、高可靠性LED驱动器IC领域的业界领导者Power Integrations公司(纳斯达克股...

发表于 2018-02-09 11:31 1672次阅读
Power Integrations推出LYTS...