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浅谈中国芯片产业的真实现状

   日期:2019-05-25     浏览:1    评论:0    
核心提示:从美国用芯片掐住中兴的脖子后,芯片产业成为全民关注的焦点,民众对国内的芯片产业寄予厚望,期待能够突破技术封锁,实现国内的
 从美国用芯片掐住中兴的脖子后

芯片产业成为全民关注的焦点民众对国内的芯片产业寄予厚望期待能够突破技术封锁实现国内的产业结构升级

由于大家对芯片的应用场景比较陌生因此很难对国内芯片产业的现状有客观认识网友们对国内芯片产业的真实实力一直争论不休首席君整理各家券商研究所的研报为大家写一篇科普文章让大家对国内芯片行业有一个客观的认识

首先给一个总结国内IC市场规模大自给能力不足中低端产品发展迅速细分领域实现突破核心受制于人

我国是世界工厂承接了全世界电子产品的加工制造每年需要大量进口芯片芯片已经超过原油成为我国进口的第一大品类

虽然拥有如此庞大的市场但由于芯片产业链条长每个环节均有不小的技术难度导致我国芯片自给能力弱截至2018年自给率在15%左右在整个产业链的多数环节我们与国际先进技术之间存在巨大差距这也是自给率不足的重要原因不过经过多年发展我们在一些细分领域实现了突破达到先进水准如海思的手机处理器等

按照产业链环节划分具体可以分为设备材料IC设计晶圆代工封装测试五个领域每个领域都有一定的门槛下面我分别介绍每个领域的发展情况

材料

芯片实际就是搭建了集成电路的硅片制造芯片首先要有硅片先进芯片的制程已到了纳米级别这就对硅片的纯度和平整度有极高要求因此制造硅片并不容易

制造硅片大概需要以下三个步骤纯化拉晶切割主要难度在拉晶这个环节拉晶就是将纯化得到的多晶硅融化用单晶硅种接触液面表面然后旋转拉升得到单晶硅柱做出的晶柱越粗可切出的硅片直径越大芯片制造时的效率就会更高

主流的硅片为8寸和12寸两种国内做的比较好的是新昇半导体和中环股份去年底时新昇半导体的12寸硅片已经通过中芯国际认证这个领域未来国产替代的空间很大

除硅片外芯片制造过程中还需要用到电子气体靶材工艺化学品光刻胶光刻胶除胶剂CMP掩模板等材料

我国厂商在溅射靶材研磨液上有所突破但大多数材料仍需依赖进口涉及相关业务的国内上市公司有南大光电雅克科技中环装备电子气体南大光电晶瑞股份光刻胶江化微晶瑞股份电子化学品鼎龙股份CMP江丰电子有研新材靶材

IC设计

IC设计类似于做图纸设计师根据系统逻辑与性能的要求,制作具体物理版图的过程有些企业会将制作的图纸交给代工企业制造有些则拥有自己的制造厂华为海思高通等属于前者而Intel三星等属于后者

IC根据功能的不同可以分为多个子类

1存储器这块主要被韩国的三星海力士和美国的美光垄断最近几年存储器涨价让几家巨头赚翻了存储器国产化率非常低我国最近几年在存储器领域投入巨资最具有代表性的是紫光集团旗下的长江存储未来有可能会打破国外的垄断但还需要时间来验证

2微处理器在PC端国产实力较弱暂时没有能力实现国产替代在移动端华为海思已经可以设计出世界先进水平的处理器而紫光展锐的中低端处理器已经成功应用于许多手机厂商不过无论海思展锐还是高通苹果设计芯片时都使用了ARM的架构ARM是这个领域的隐形霸主

3微控制器MCU广泛运用在多个领域目前国内高端市场被国外厂商占据国内仅有中颖电子和兆易创新在中低端MCU领域迅速实现国产化主要是锂电池管理芯片小家电主控芯片等

4数字信号处理器这块同样被国外垄断国内仅在军用领域有一些突破民用领域差距很大

5模拟电路与国际巨头差距明显且追赶难度巨大

另外在一些更细分的领域国产厂商也实现了突破例如汇顶科技的指纹识别芯片已经成功登顶世界第一

制造

有些芯片公司只做设计Fabless并没有自己的工厂Foundry因此要找制造企业代工台积电是全球Foundry中的绝对霸主一家拿到了50%的份额台积电先进制程的开发进度几乎决定了行业的发展速度目前台积电已经试产了5nm三星为了与台积电竞争称要研发3nm制程大陆工厂与台积电的差距大约在2代以上最先进的中芯国际今年一季度刚刚可以量产14nm制程目前正抓紧攻克12nm至于排行老二华虹半导体距离先进制程仍有距离

另外也有一些芯片企业采用了IDM模式国内长江存储自建了存储器晶圆生产线制造工艺同样较为先进

封装测试

封测是集成电路产品的最后一段环节技术相对容易封装和测试是两道工序封装是把电路包起来外部留出接触的pin脚测试则是检测芯片的性能满足设计要求

国内封测领域有三大龙头分别是长电科技华天科技和通富微电三家均进入了全球封测行业的前十2017年时三家总共占了全球封测市场份额的19%得益于2015年收购了国际封测巨头星科金朋长电科技无论技术还是规模均牢牢占据国内第一位可惜蛇吞象并购后并没有给长电科技带来现金回报星科金朋2015-2018年累计亏损了20.73亿也是非常难受

设备

所有的生产都离不开设备IC对设备的依赖更强设备可分为晶圆制造设备封装设备和测试设备等晶圆制造设备又分为刻蚀机光刻机薄膜沉设备CMP设备检测设备等

光刻机的技术难度最高目前被荷兰厂商ASML垄断EUV是先进制程IC制造的重要设备目前仅有ASML可以制造笔者认为EUV是人类科学史上的奇迹短期国内在这个领域实现突破的可能性几乎为0

另外一个比较重要的设备就是刻蚀机刻蚀设备的难度远远低于光刻机准备在科创板上市的中微公司的等离子体刻蚀设备已被广泛应用于从65nm到7nm 的IC加工制造及封装另一个国产IC设备龙头则是北方华创北方华创的优点在于全面目前可以制造等离子刻蚀物理气相沉积化学气相沉积氧化/扩散清洗退火等半导体工艺装备

可以说在芯片设备领域除光刻机外均有所突破未来也是国产替代的重点

总结

半导体产业链条长全球分工分散没有任何一个国家具备完全自主制造先进芯片的能力当对手用违背商业精神的招式来限制我们时任何一个企业都难以招架不过我们要相信道阻且长行则将至

 
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