【中美貿(mào)易沖突升級,硅晶圓制造本土企業(yè)能否讓我們在貿(mào)易戰(zhàn)中揚眉吐氣?】中美貿(mào)易沖突正在愈演愈烈。7月11日,美國貿(mào)易代表辦公室宣布啟動對年貿(mào)易額大約2000億美元的中國商品額外征收10%關(guān)稅的程序;8月1日,美國貿(mào)易代表萊特希澤發(fā)表聲明,擬將對2000億美元中國產(chǎn)品加征關(guān)稅稅率從10%提高至25%。從加征的關(guān)稅清單可以看出,目標對象多為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),尤其是正處于產(chǎn)業(yè)升級關(guān)口的中國半導體行業(yè),更是成為美國重點打擊對象。
半導體產(chǎn)業(yè)是個高投入、周期長、回報慢的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),對于中國來說,確實與美日歐等發(fā)達國家還有一定的差距,如何縮小差距儼然已經(jīng)成為政府和企業(yè)最為關(guān)注的議題。而從目前來看,切入細分領(lǐng)域并逐步突破或許是國內(nèi)發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)的最佳途徑。
眾所周知,生產(chǎn)一個芯片可能要涉及5000道工藝,而在這么多的工藝制造過程中,硅晶圓是必須使用的核心材料,其重要性不言而喻。
雖然硅晶圓僅為小小的一個圓片,但卻蘊藏著巨大的能量,且其技術(shù)復雜度難以想象。目前,國內(nèi)也僅僅對8英寸及以下的硅晶圓制造技術(shù)有所掌握,其中小尺寸4-6英寸硅晶圓基本已自給自足,而8英寸和12英寸的自給率仍很低,12英寸及以上規(guī)格的硅晶圓則幾乎全部依靠進口。
硅晶圓供給市場呈現(xiàn)寡頭壟斷格局
2015年以前,半導體硅晶圓的出貨量一直處于不慍不火的狀態(tài);到了2016年,隨著全球DRAM和3DNANDFlash的出貨量大幅增加,硅晶圓的出貨量也開始呈現(xiàn)增長趨勢;從2017年初起,由于硅晶圓持續(xù)呈現(xiàn)供不應求的態(tài)勢,推升其報價逐季飆漲,報價漲幅在15%-20%;值得注意的是,截至目前,硅晶圓的漲價趨勢仍在延續(xù),且漲價趨勢正快速從12英寸向8英寸、6英寸蔓延。
然而,目前在半導體硅晶圓市場,國外巨頭占據(jù)了主要的市場份額,前五大廠商占據(jù)全球90%以上份額。其中,日本信越化學占比27%、日本勝高(SUMCO)占比26%、臺環(huán)球晶占比17%、德國Siltronic占比13%、韓國SKSiltron(原LGSiltron,2017年被SK集團收購)占比9%。
資料來源:中信證券(下同)
值得一提的是,與前四大廠商不同,SKSiltron僅供應韓國客戶。除此之外,還有法國Soitec、臺灣地區(qū)臺勝科、合晶、嘉晶等企業(yè),但份額相對較小??梢哉f,目前在硅晶圓市場,日本占據(jù)著最大優(yōu)勢,近15年來,日本廠商始終占據(jù)硅晶圓50%以上市場份額。
國內(nèi)晶圓廠擴建帶動硅晶圓需求大增
由于晶圓廠的擴建不斷向大陸集聚,使得大陸對于硅晶圓的需求也將只增不減。臺勝科副總經(jīng)理趙榮祥曾指出,大陸地區(qū)新建的晶圓廠產(chǎn)能開出將帶動硅晶圓需求大增,預估2017-2020年的需求量將大增1.35倍。
來自ICinsights數(shù)據(jù)顯示,全球營運中的12英寸晶圓廠數(shù)量持續(xù)增長,2017年全球共新增8座12英寸晶圓廠,到2020年底,預期全球?qū)⒃傩略?座,屆時全球12英寸晶圓廠總數(shù)將達到117座。值得一提的是,目前大陸地區(qū)已投產(chǎn)12英寸晶圓廠達到10家,在建12英寸晶圓廠項目有15個。
而在8英寸晶圓廠方面,根據(jù)SEMI預測,8英寸晶圓廠有望從2017年的194座增長到2022年的203座,其中中國新增數(shù)占全球8英寸新增總數(shù)的44%,中國有望成為8英寸晶圓產(chǎn)能主力地區(qū)。
從晶圓需求總量來看,據(jù)中信證券估算,包括NAND、DRAM在內(nèi)用于存儲市場的12英寸晶圓需求約占總需求35%,8英寸晶圓需求約占總需求27%,用于邏輯芯片的12英寸晶圓需求約占17%。需求上看,目前存儲器貢獻晶圓需求最多,8英寸中低端應用其次。
國內(nèi)硅晶圓廠制造現(xiàn)狀
從大陸地區(qū)硅晶圓制造現(xiàn)狀來看,目前,大陸硅晶圓制造領(lǐng)先企業(yè)正在加緊擴產(chǎn)8英寸硅晶圓,不斷提升12英寸硅晶圓的技術(shù)研發(fā)投入。
與晶圓代工不同的是,蓋一座新硅晶圓廠產(chǎn)能至少要10萬片,而成本需4-5億美金,硅晶圓樣品出來后,后續(xù)還需晶圓廠、封測廠等下游產(chǎn)業(yè)鏈測試認證。蓋廠加認證,估計1.5-2年才能量產(chǎn),而目前再投資是要投資12寸還是18寸也會是廠商考量重點。
為擺脫硅晶圓嚴重依賴進口的現(xiàn)象,尤其在硅片全面缺貨的影響催化下,大陸地區(qū)涌現(xiàn)了一個又一個新的半導體硅片項目。據(jù)媒體不完全統(tǒng)計,目前國內(nèi)至少已有9個硅片項目,包括上海新昇、重慶超硅、寧夏銀和、浙江金瑞泓、鄭州合晶、宜興中環(huán)晶盛項目、西安高新區(qū)項目等,合計投資規(guī)模超520億元人民幣。
今年5月30日,國產(chǎn)大硅片部隊再新增一員,杭州立昂微電子集成電路用12英寸硅片項目在衢州集聚區(qū)正式簽約。該項目投資83億元、規(guī)劃年產(chǎn)能360萬片,其中一期投資35億元、規(guī)劃年產(chǎn)180萬片。
目前,大陸8英寸硅晶圓已有產(chǎn)線的月產(chǎn)能共計70萬片/月,興建中的產(chǎn)能為26.5萬片/月。具備8英寸生產(chǎn)能力的有浙江金瑞泓、昆山中辰(臺灣環(huán)球晶圓子公司)、北京有研總院,合計月產(chǎn)能為9.3萬片/月,遠遠達不到需求。
此外,在12英寸方面,目前大陸只有上海新晟具備生產(chǎn)能力,上海新昇近日表示,他們的12英寸硅晶圓已經(jīng)通過了華力微電子的認證,今年底產(chǎn)能可達10萬片/月,而最終的產(chǎn)能高達60萬片/月。值得注意的是,這與龐大的需求相比遠遠不夠,據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,到2020年,大陸12英寸硅晶圓需求量將會達到200萬片/月。
通過政策和資金實現(xiàn)半導體材料零突破
總體而言,大尺寸硅晶圓是集成電路制造領(lǐng)域的關(guān)鍵材料,也是大陸半導體產(chǎn)業(yè)鏈的一大短板。雖然目前大陸硅晶圓廠正在瘋狂建廠,但8英寸硅晶圓對大陸本土廠商來說,還是非常新的技術(shù),才剛剛發(fā)展而已。而在12英寸的發(fā)展上,更是有很長的一段路要走。
作為集成電路制造領(lǐng)域的關(guān)鍵材料,如何在硅晶圓領(lǐng)域取得突破,或許可以從半導體整體材料市場來看。天風電子分析師認為,半導體的基礎(chǔ)核心材料國產(chǎn)化具有必要性和緊迫性,中國在此板塊起步較晚,需要通過一系列政策和資金的扶持來推動國產(chǎn)化。
首先,可以通過前期政策扶持助力半導體材料實現(xiàn)零的突破。國家制定了863計劃、02轉(zhuǎn)向來加速國產(chǎn)化進度,在硅片領(lǐng)域、靶材、封裝基板、濕電子化學品、電子氣體、CMP、光刻膠都發(fā)布了指導、目錄、綱要來推進先進產(chǎn)品、工藝的研發(fā)和制造。從下圖可知,通過前期的政策扶持,材料和零部件國產(chǎn)化進展喜人,部分實現(xiàn)50%國產(chǎn)化率,但大多數(shù)產(chǎn)品仍未實現(xiàn)突破,仍需努力。
圖片來源:天風證券
其次,可以通過后期積極尋求海外并購,補足技術(shù),縮短大尺寸硅片國產(chǎn)化進程。上海硅產(chǎn)業(yè)投資成立于2015年11月,注冊資本20億元,出資方包括國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金。2015年,上海新傲同法國Soitec公司合作,已成功制備出基于SmartCut注氫層轉(zhuǎn)移技術(shù)的8英寸SOI硅片,預計不久將突破12英寸制備技術(shù)。2016年3月,上海硅產(chǎn)業(yè)集團公司計劃收購Soitec14.5%股份,布局SOI硅片市場,縮短大尺寸硅片國產(chǎn)化進程。