集微網(wǎng)消息,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)早期時代,以德州儀器、仙童半導(dǎo)體、飛利浦為代表的歐美綜合型IDM公司不僅負(fù)責(zé)芯片設(shè)計、制造和封測,甚至擁有內(nèi)部產(chǎn)線開發(fā)能力,基本不采用外部設(shè)備和技術(shù),早期的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)可謂血脈相連。
隨著產(chǎn)業(yè)趨于分工合作,晶圓廠在全球開枝散葉,并滋養(yǎng)當(dāng)?shù)氐脑O(shè)備和材料供應(yīng)商茁壯成長。例如1987年成立的臺積電,經(jīng)過30多年的深耕發(fā)展,其不僅讓中國臺灣成為了全球晶圓制造重鎮(zhèn),也使得當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)配套的設(shè)備和材料企業(yè)順勢起飛。
無論是歐美、日韓的IDM企業(yè),還是中國臺灣的Foundry企業(yè),重資產(chǎn)運營的晶圓廠在推動產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)和成長中扮演著至關(guān)重要的角色,這一點從目前全球設(shè)備和材料頭部廠商的分布情況就可見一斑。
材料方面,以硅片為例,2019 年全球大硅片市場中前五大廠商均位于晶圓廠集聚區(qū)域歐美、日韓及中國臺灣,其總體市場占有率高達(dá)92%。設(shè)備方面,根據(jù)VLSI公布的2020年全球半導(dǎo)體設(shè)備廠商Top 15排名,有14家都來自歐美和日韓地區(qū)。
即便近年來中國大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體的進(jìn)步突飛猛進(jìn),但在設(shè)備和材料領(lǐng)域,歐美日韓等地區(qū)的供應(yīng)商依舊穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)著主導(dǎo)地位,中國大陸上游的產(chǎn)業(yè)鏈配套任重道遠(yuǎn)。
邏輯歸位,晶圓制造舉大旗
實際上,設(shè)備和材料環(huán)節(jié)實力薄弱與大陸的晶圓制造領(lǐng)域發(fā)展滯后有著直接聯(lián)系。
過去20年里,由于中國大陸逐漸成長為全球最大的半導(dǎo)體市場,更貼近終端和市場的IC設(shè)計領(lǐng)域成為了本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展最主要的受力點,晶圓制造領(lǐng)域則在冷落中彳亍。
如今,晶圓制造工藝的落后和產(chǎn)能緊缺極大程度上限制了整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展,這讓中國大陸開始重新審視產(chǎn)業(yè)邏輯,將資源和政策向晶圓制造端傾斜,進(jìn)而完善上下游產(chǎn)業(yè)鏈。
投資晶圓廠對于上游設(shè)備和材料領(lǐng)域的帶動作用在中國大陸同樣適用,作為“后起之秀”的合肥就很好的印證了這一點。
2015年和2016年間,合肥晶合與長鑫存儲先后在合肥成立。從制造端著手,合肥對上召喚供應(yīng)商生根,對下吸引終端廠商發(fā)芽,此舉將重資產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)業(yè)鏈整體的帶動作用發(fā)揮到了極致。
集微網(wǎng)從合肥市發(fā)改委處獲悉,從2018年至今,在合肥晶合、長鑫存儲等大廠的帶動下,合肥的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集群不斷完善,相關(guān)企業(yè)數(shù)量從186家增長到了306家,其中半導(dǎo)體設(shè)備廠商從15家增長到了31家,材料廠商從17家增長到了42家。
整體來看,2020年合肥集成電路產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增長到了302億元,同比提升17.6%。2021年上半年,合肥集成電路產(chǎn)值更是同比增長了52.3%。
合肥將產(chǎn)業(yè)鏈視為整體,從制造端發(fā)力,由市委書記虞愛華親自擔(dān)任集成電路產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長”,這讓合肥的集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展更符合產(chǎn)業(yè)邏輯,也更加迅速和有效。
集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展重心向晶圓制造端偏移,我國上游的半導(dǎo)體設(shè)備和材料企業(yè)也因此迎來更廣闊的舞臺。
本土舞臺,設(shè)備材料迎機(jī)遇
宏觀來看,中國大陸已經(jīng)成為了全球半導(dǎo)體最大的設(shè)備市場。據(jù)SEMI全球半導(dǎo)體設(shè)備市場統(tǒng)計報告,2020年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額達(dá)712億美元,同比增長19%,中國大陸以187.2億美元的銷售額排名第一,同比大增39%,中國臺灣排名第二,銷售額為171.5億美元。
中國大陸的設(shè)備銷售額快速提升得益于本土晶圓廠正處于高速擴(kuò)產(chǎn)時期,且根據(jù)集微咨詢統(tǒng)計,本土晶圓廠產(chǎn)能仍有著巨幅的提升空間。
集微咨詢數(shù)據(jù)顯示,2020年中國大陸共有30座已實現(xiàn)量產(chǎn)的內(nèi)資晶圓廠(8英寸和12英寸)的月產(chǎn)能約為171萬片(折合8英寸,下同),而這30座晶圓廠的總規(guī)劃月產(chǎn)能為426萬片,總月產(chǎn)能仍有255萬片的擴(kuò)產(chǎn)空間。另外,中國大陸還有15座在建的內(nèi)資晶圓廠,其總規(guī)劃月產(chǎn)能約為95萬片。這也意味著,中國本土現(xiàn)有晶圓廠可以預(yù)見的產(chǎn)能提升空間就高達(dá)350萬片/月。
本土晶圓廠的擴(kuò)產(chǎn)空間給國產(chǎn)設(shè)備和材料帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇,雖然目前本土晶圓廠的設(shè)備國產(chǎn)化率普遍較低,但隨著上下游信任不斷建立,本土供應(yīng)商產(chǎn)品的性能和可靠性一步步追趕,這些數(shù)字正在不斷被改寫。
設(shè)備方面,根據(jù)中國國際招標(biāo)網(wǎng)最新信息,長江存儲2021年初以來累計中標(biāo)377臺設(shè)備,其中國產(chǎn)設(shè)備73 臺,國產(chǎn)化率達(dá)到19.4%。上海積塔2019年至目前的累計國產(chǎn)化率約32.5%,而2021年初至今國產(chǎn)化率為45.7%,有了較大幅度提升。
不僅國產(chǎn)設(shè)備數(shù)量占比不斷攀升,每家晶圓廠導(dǎo)入的國產(chǎn)供應(yīng)商數(shù)量也越來越多。據(jù)合肥晶合數(shù)據(jù)顯示,2017~2019年間僅有3家國產(chǎn)設(shè)備廠商,但2020年至今已經(jīng)增長到6家,總占比達(dá)到14.6%,有了較大幅度提升。
在本土晶圓廠的扶持下,國產(chǎn)設(shè)備廠商在某些賽道脫穎而出。例如屹唐半導(dǎo)體的去膠設(shè)備(市占率全球第二)、盛美半導(dǎo)體的清洗設(shè)備(全球第五)、北方華創(chuàng)的刻蝕機(jī)和PVD等設(shè)備(已達(dá)到14nm級別)。
另外在材料方面,過去13年我國完成了從無到有的突破。據(jù)集成電路材料創(chuàng)新聯(lián)盟統(tǒng)計,2020年我國已被批量應(yīng)用的本土集成電路材料超過了150種,部分材料在14nm節(jié)點已經(jīng)達(dá)到了客戶要求,且單場采購比例超過50%的材料品種達(dá)到110種以上。
具體來看本土晶圓廠的材料國產(chǎn)化進(jìn)程,仍然以合肥晶合為例,該公司從2017年至今不斷推進(jìn)國產(chǎn)材料導(dǎo)入,目前國產(chǎn)材料種類已經(jīng)從32種提升至54種,占比也自32.32%上升到了50.46%。其中,國產(chǎn)化學(xué)品種類始終占據(jù)一半以上,國產(chǎn)氣體品種則從4種增長到了20種,占比也提升至38%。
本土晶圓廠推進(jìn)國產(chǎn)材料的驗證和導(dǎo)入,國產(chǎn)材料廠商業(yè)績普遍爆發(fā),并開始紛紛上馬新項目,旨在為本土晶圓廠提供種類更全、性能更優(yōu)的國產(chǎn)材料。
國產(chǎn)半導(dǎo)體材料供應(yīng)商晶瑞股份一季度財報顯示,公司實現(xiàn)營業(yè)收入4.03億元,同比增長135.06%。在高純雙氧水、高純氨水的基礎(chǔ)上,上馬了高純硫酸項目,并投入重金研發(fā)高端半導(dǎo)體用ArF(193nm)光刻膠。
某本土材料廠商告訴集微網(wǎng):“在本土晶圓廠的大力推進(jìn)下,國產(chǎn)材料的驗證周期大幅縮短。過去需要半年的流程,當(dāng)下只需要3個月的時間。這讓國產(chǎn)材料廠商迎來了真正的高速成長期?!?/p>
江豐電子一季報顯示,隨著客戶端需求的增加、對供應(yīng)鏈安全重視程度的提高,以及國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對國產(chǎn)化需求緊迫,國產(chǎn)替代的進(jìn)度大大加快,公司充分把握機(jī)遇不斷滿足客戶的供貨需求,銷售收入繼續(xù)保持增長。江豐電子一季度實現(xiàn)營收3.17億元,同比增長32.89%。
隨著資本成熟、市場成熟和人才團(tuán)隊趨于成熟,我國的晶圓制造已經(jīng)進(jìn)入了一個新的發(fā)展時代。在這個時代中,晶圓制造突飛猛進(jìn)的同時也帶動了整個供應(yīng)鏈的成熟,本土設(shè)備和材料供應(yīng)商順勢騰飛。這凸顯了投資晶圓制造的重要性,其帶來的溢出效應(yīng)能夠加速本土產(chǎn)業(yè)鏈的完善,使之深度與廣度兼?zhèn)洹?/p>
而放眼更長遠(yuǎn)的未來,國產(chǎn)設(shè)備和材料的崛起將成為我國晶圓制造廠可靠的后盾。我國作為全球最大的半導(dǎo)體市場,一個安全穩(wěn)固的本土供應(yīng)鏈體系,無疑將使得我國在未來的數(shù)字化智能時代中,更有底氣和信心。