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美日壟斷全球市場,技術封鎖限制本土設備
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5月份,美國商務部宣佈將嚴格限制華為使用美國的技術、軟體設計和製造半導體晶片進而保護美國國家安全,即升級對華為的晶片管制。與去年的斷供不同,這次美國商務部直接從源頭製造端進行管制,對於半導體製造全流程而言,特別是先進制程工藝中,目前幾乎不能離開美系設備。這次禁令,引發中國產業對於半導體製造設備的強烈關注。

自去年美國將多家中國企業列入“實體清單”後,在關鍵的晶片供應上斷供,對中國企業造成了不小的打擊,而這使得中國半導體產業一時間被推上風口浪尖。在隨後的一年時間裡,“國產替代”成為中國國產半導體產業的主旋律,在此期間,也促進了很多中國國產半導體企業加速發展。

而在半導體產業的構成中,從市場規模來看,積體電路佔據整個半導體市場超過80%的份額。因此,美國商務部在今年5月中旬公佈的關於針對華為的出口管制中,華為無法使用美系的晶片設計軟體,同時台積電等晶圓代工廠也將無法利用美系半導體設備為華為代工晶片,恰好是從晶片製造的源頭直接掐斷了華為自研晶片。

事實上,半導體設備所包含的範圍很廣,包括有LED設備、分立器件設備、積體電路設備等等。儘管當前在LED領域,中國在全產業鏈都已經有相對成熟的佈局,但目前對於關鍵的積體電路製造而言,仍遠遠落後于國際先進水準。

而在全球半導體設備製造商中,領先企業主要分佈在美國、日本、荷蘭三個國家。據VLsi Research資料顯示,2019年,全球Top15的半導體設備生廠商中,日本有8家生產商入榜;美國半導體設備銷售收入則占全球市場49%,排在第一。

因為位元處世界製造中心,特別是電子產品等對於晶片需求巨大,中國半導體市場規模佔據全球近35%的比重。但相比之下,中國大陸晶片製造僅占全球份額的10%左右。同時,按照IC insights 2018年的資料看,中國積體電路自給率僅僅為13%,儘管預計2020年有望達到15%,但仍處於較低水準。

越上游占比越低。在半導體設備領域,美、日系企業壟斷下,中國半導體設備全球份額僅有可憐的2%,設備自給率不到10%,幾乎沒有存在感,這與全球最大的半導體市場規模形成強烈反差。

對於中國半導體設備的現狀,南京宏泰半導體科技有限公司總經理包智傑表示:“中國半導體設備相比於中國半導體設計、封裝行業而言更為落後,這其中品牌、人才、技術都是很重要的因素。”

畢竟,相比於設計,半導體設備需要更長時間的產品應用經驗。據包智傑介紹,半導體設備是一個整體的系統,其中包括軟硬體、自動化、底層FPGA演算法等等。同時設備在產線上往往是24小時運作,這就涉及到設備的穩定性、可靠性、長期精度的一致性等問題。所以半導體設備其實是系統的工程,如果單做其中的一個模組,會比較容易,但結合到一起就會產生很大的工程量。

與此同時,半導體設備業的典型特徵就是高技術、高投入,上海微電子裝備股份有限公司市場開發部經理唐世弋表示,尤其是大型設備的前期資本投入巨大,成本回收週期長,從研發開始到客戶測試、中期反覆運算修改,需要很多年時間。

隨著摩爾定律的發展,產線投入回報率相比以往已經降低很多,產線投資放緩,不少代工廠都已經停止跟進新節點。超摩爾定律,是通過系統集成的方式,並不一定通過新節點的晶片,將幾個晶片通過設計的理念或封裝的理念將部件性能提升,這就對於設備有新的需求。因為對於這點中國外發展起步點都是同時開始的,相比于前道光刻機落後幾十年的發展來說,超越摩爾定律會是一個新的機會。

作為中國光刻機龍頭企業,唐世弋表示他們也面臨很多問題:“在光刻機上很多系統性的問題需要解決,而在這方面我們經驗不足。同時,中國基礎材料和精密加工業薄弱,我們設計出來的鏡頭在中國找不到能夠加工的公司,玻璃材料也買不到,到國外採購的話可能會受到制約。因此我們只能將這些部件分拆到各地去做,但這又會拉長研發時間。”

確實,從當前的國際環境來看,歐美等國對中國崛起的擔憂,使得中國近年來在各個高科技領域都受到了不同程度的制裁。半導體設備作為半導體產業鏈中最重要的一環,中國國家目前已將其視為戰略性產業,中國國家積體電路產業投資基金二期也明確表示投資方向將著重於半導體產業鏈上游的設備等領域。但有中國國家基金支援的同時,還需要晶圓廠等客戶的支援與鼓勵。

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