晶圓制造內(nèi)資占比降至27%,內(nèi)資芯片龍頭僅排名第三
國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體發(fā)展在矛盾的市場(chǎng)環(huán)境中踩下了油門(mén)。近年半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)替代浪潮刺激著大量玩家蜂擁而入,從半導(dǎo)體材料、設(shè)備一路蔓延到芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造及封測(cè),都回響著國(guó)產(chǎn)替代的口號(hào),前景一片大好。
但疫情三年以來(lái),全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的混沌與危機(jī)也在持續(xù)蔓延,進(jìn)一步輻射到國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),狠狠敲打著每一家企業(yè)和投資人的心。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已然處于資本大環(huán)境收縮的風(fēng)暴眼中。
在這個(gè)矛盾時(shí)刻," 貪婪 " 還是 " 恐懼 "?是赤裸裸擺在每一個(gè)玩家面前的難題。
如果我們從融資數(shù)據(jù)中尋找答案—— IT 桔子統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),集成電路(IC)行業(yè)的投融資規(guī)模正在逐年攀升,投資事件和融資規(guī)模已從 2018 年的 312 起、670.88 億元,增長(zhǎng)至 2021 年的 543 起、1255.99 億元。這是第一個(gè)歷史新高。
從行業(yè)角度看,市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu) IC Insights 報(bào)告預(yù)測(cè),2022 年全球半導(dǎo)體行業(yè)資本開(kāi)支有望達(dá)到 1904 億美元(約 12017 億人民幣 ) ,同比增長(zhǎng) 24%。這是第二個(gè)歷史新高。
制造芯片的原料是沙子,在經(jīng)過(guò)提純之后,將多晶硅放入石英坩堝中加熱熔解,拉制成單晶硅棒,然后切片、拋光就得到了硅圓片,這相當(dāng)于制作芯片的地基。
制作好的硅片,在表面均勻涂抹好光刻膠,進(jìn)入晶體管制作環(huán)節(jié),接下來(lái)就是對(duì)晶圓進(jìn)行光刻,被光照的部位光刻膠發(fā)生變化,通過(guò)顯影液的化學(xué)反應(yīng),被光照的光刻膠溶解,之后利用化學(xué)原理進(jìn)行刻蝕,完了進(jìn)行薄膜生長(zhǎng)、拋光、離子注入等,以此類(lèi)推,重復(fù)以上步驟,就能夠制作好我們想要的晶體管。
在布線環(huán)節(jié),還是不斷重復(fù)光刻、刻蝕、薄膜生長(zhǎng)、拋光、清洗等步驟,將基板上的晶體管連接起來(lái),像修房子一樣搭出一個(gè)復(fù)雜的集成電路,這是芯片制造的核心部分。
將制作好的晶圓進(jìn)行切割劃片,將其從晶圓上取下,經(jīng)過(guò)封裝、檢測(cè),一塊芯片就基本制作完成了。
芯片制造通俗的理解就是修房子,土地相當(dāng)于硅片,地基相當(dāng)于晶體管,上面的樓層相當(dāng)于晶體管連接的電路,樓層的高低反映集成電路的復(fù)雜程度,從硅片到芯片大約需要1000多道工序。
制作一個(gè)晶體管并不難,難的是將幾十億個(gè)甚至上百億個(gè)晶體管集成在指甲蓋大小的芯片上,單個(gè)晶體管比頭發(fā)絲還要小幾千倍。
2021年,國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體正熱,但在中國(guó)大陸排名靠前的十大芯片制造企業(yè)中,有五家都是英特爾、三星、SK海力士、臺(tái)積電、聯(lián)電等國(guó)際芯片制造巨頭在中國(guó)大陸設(shè)立的子公司。這使得它們所生產(chǎn)的“國(guó)產(chǎn)”芯片,與人們普遍理解成“由中國(guó)本土企業(yè)自主研發(fā)生產(chǎn)制造”的“國(guó)產(chǎn)”概念稍有區(qū)別。
近日,在美國(guó)參議院的聽(tīng)證會(huì)期間,美國(guó)共和黨籍參議員Rick Scott指責(zé)英特爾于中國(guó)設(shè)有工廠,并希望其關(guān)閉廠區(qū)并撤離中國(guó)。英特爾CEO帕特·基辛格(Pat Gelsinger)則回應(yīng)稱(chēng),如果英特爾想要成為全球最大的半導(dǎo)體供應(yīng)商,就必須加入中國(guó)。
在華建廠也并非英特爾一家公司特有的做法,三星、SK海力士、臺(tái)積電、聯(lián)電這些國(guó)際巨頭在中國(guó)大陸開(kāi)設(shè)子公司、建廠的時(shí)間都已有近20年歷史。
近年來(lái),這些國(guó)際芯片巨頭不斷加碼在中國(guó)的企業(yè),其中國(guó)大陸子公司甚至比國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體玩家發(fā)展得更快、更好。
根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)集成電路分會(huì)理事長(zhǎng)葉甜春此前的演講,2016年-2020年中國(guó)大陸前十大晶圓制造企業(yè)中,內(nèi)資企業(yè)銷(xiāo)售收入的整體占比從44%降低到了27.7%,而余下的份額均由外企、臺(tái)企貢獻(xiàn)。
本文將梳理這些國(guó)際芯片巨頭在中國(guó)大陸的制造、封測(cè)布局。
一、晶圓制造內(nèi)資占比降至27%,內(nèi)資芯片龍頭僅排名第三
在芯片的國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)下,中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在銷(xiāo)售額和晶圓廠建設(shè)上都取得了很大的成績(jī)。
中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示,2020年,我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的銷(xiāo)售額達(dá)到8848億元,其中集成電路制造業(yè)近年保持著23%的增長(zhǎng)率,在2020年?duì)I收達(dá)到了2560億元。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù),2021年我國(guó)集成電路產(chǎn)量增長(zhǎng)了33.3%。
除了產(chǎn)能,在晶圓廠建設(shè)方面,中國(guó)的增長(zhǎng)速度也領(lǐng)先于歐美、韓國(guó)、日本等地區(qū)。據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)報(bào)告,中國(guó)預(yù)計(jì)將在2021年和2022年新建16座晶圓廠,其中中國(guó)大陸將新建8座晶圓廠,高于美洲的6座、歐洲+中東的3座、日本的2座和韓國(guó)的2座。
近年來(lái),隨著產(chǎn)業(yè)分工更加精細(xì)化,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)以市場(chǎng)為導(dǎo)向的發(fā)展態(tài)勢(shì)愈發(fā)明顯。從生產(chǎn)環(huán)節(jié)來(lái)看,制造基地逐步靠近需求市場(chǎng),以減少運(yùn)輸成本;從產(chǎn)品研發(fā)來(lái)看,廠商可以及時(shí)響應(yīng)用戶需求,加快技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品迭代。
我國(guó)作為全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)市場(chǎng),半導(dǎo)體封測(cè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展在國(guó)際市場(chǎng)已經(jīng)具備較強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,而在集成電路設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)與全球領(lǐng)先廠商仍有較大差距,特別是半導(dǎo)體設(shè)備和材料。
SIA 數(shù)據(jù)顯示,2020 年國(guó)內(nèi)廠商在封測(cè)、設(shè)計(jì)、晶圓制造、材料、設(shè)備的全球市占率分別為 38%、16%、16%、13%、2%,半導(dǎo)體材料與設(shè)備的國(guó)產(chǎn)替代重要性日益凸顯。
進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái),5G、人工智能、自動(dòng)駕駛等新應(yīng)用的興起,對(duì)芯片性能提出了更高的要求,同時(shí)也推動(dòng)了半導(dǎo)體制造工藝和新材料不斷創(chuàng)新,國(guó)內(nèi)外晶圓廠加緊對(duì)于半導(dǎo)體新制程的研發(fā),臺(tái)積電已于 2020 年開(kāi)啟了 5nm 工藝的量產(chǎn),并于 2021 年年底實(shí)現(xiàn)3nm 制程的試產(chǎn),預(yù)計(jì) 2022 年開(kāi)啟量產(chǎn)。
此外臺(tái)積電表示已于 2021 年攻克 2nm 制程的技術(shù)節(jié)點(diǎn)的工藝技術(shù)難題,并預(yù)計(jì)于 2023 年開(kāi)始風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn),2024 年逐步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。隨著芯片工藝升級(jí),晶圓廠商對(duì)半導(dǎo)體材料要求越來(lái)越高。
目前部分終端需求仍然強(qiáng)勁,晶圓代工廠產(chǎn)能利用率維持歷史高位,預(yù)計(jì)全年來(lái)看結(jié)構(gòu)性缺貨狀態(tài)依舊嚴(yán)峻。據(jù) SEMI 于 2022 年 3 月 23 日發(fā)布的最新一季全球晶圓廠預(yù)測(cè)報(bào)告,全球用于前道設(shè)施的晶圓廠設(shè)備支出預(yù)計(jì)將同比增長(zhǎng) 18%,并在 2022 年達(dá)到 1070億美元的歷史新高。由于半導(dǎo)體材料與下游晶圓廠具有伴生性特點(diǎn),本土材料廠商將直接受益于中國(guó)大陸晶圓制造產(chǎn)能的大幅擴(kuò)張。
受益于成熟制程旺盛需求及大陸地區(qū)穩(wěn)定的供應(yīng)鏈,大陸晶圓廠快速擴(kuò)產(chǎn)。根據(jù) SEMI 報(bào)告,2022 年全球有 75 個(gè)正在進(jìn)行的晶圓廠建設(shè)項(xiàng)目,計(jì)劃在 2023 年建設(shè) 62 個(gè)。2022 年有 28 個(gè)新的量產(chǎn)晶圓廠開(kāi)始建設(shè),其中包括 23 個(gè) 12 英寸晶圓廠和 5 個(gè) 8 英寸及以下晶圓廠。分區(qū)域來(lái)看,中國(guó)晶圓產(chǎn)能增速全球最快,預(yù)計(jì) 22 年 8 寸及以下晶圓產(chǎn)能增加 9%,12 寸晶圓產(chǎn)能增加17%。
隨著下游電子設(shè)備硅含量增長(zhǎng),半導(dǎo)體需求快速增長(zhǎng)。在半導(dǎo)體工藝升級(jí)+積極擴(kuò)產(chǎn)催化下,半導(dǎo)體材料市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。據(jù) SEMI 報(bào)告數(shù)據(jù),2021 年全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)收入達(dá)到 643 億美元,超過(guò)了此前 2020 年 555 億美元的市場(chǎng)規(guī)模最高點(diǎn),同比增長(zhǎng) 15.9%。