編者按：自1956年中國(guó)將半導(dǎo)體作為國(guó)家重要的發(fā)展領(lǐng)域后，今年是第66個(gè)年頭?；赝?6年的發(fā)展，從無到有、從小到大，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了風(fēng)雨坎坷同時(shí)又迸發(fā)出無限的生機(jī)。在中國(guó)“十四五”提出數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，瞄準(zhǔn)集成電路等戰(zhàn)略性領(lǐng)域之際，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫推出“國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程”系列專題，講述當(dāng)今中國(guó)半導(dǎo)體各領(lǐng)域發(fā)展進(jìn)程，解析國(guó)產(chǎn)化最新態(tài)勢(shì)。本期為“國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程”專題半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈篇第四篇文章：半導(dǎo)體制造。

　　半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫編輯部

　　2015年7月，中國(guó)發(fā)布《中國(guó)制造2025》行動(dòng)綱領(lǐng)，力爭(zhēng)通過“三步走”實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)，而這其中半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是該戰(zhàn)略的核心產(chǎn)業(yè)。根據(jù)《中國(guó)制造2025》的規(guī)劃，2020年半導(dǎo)體核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料應(yīng)實(shí)現(xiàn)40%的自主保障，2025年要達(dá)到70%。

　　截止2021年，中國(guó)芯片產(chǎn)能已達(dá)到日產(chǎn)10億顆，自給率已達(dá)到36%，這與提出的2025年芯片自給率達(dá)到七成相比，已完成了超過一半的目標(biāo)。

　　在中國(guó)制造2025的規(guī)劃下，半導(dǎo)體制造早已開啟新的征程，我國(guó)半導(dǎo)體制造現(xiàn)在究竟分量如何呢?

　　中國(guó)制造已經(jīng)崛起

　　在過去的四十多年里，臺(tái)積電推出Foundry模式的變革，這極大驅(qū)動(dòng)了半導(dǎo)體代工行業(yè)的蓬勃發(fā)展。自此，全球半導(dǎo)體晶圓制造產(chǎn)能開始從美國(guó)和歐洲向亞洲轉(zhuǎn)移，而現(xiàn)在中國(guó)臺(tái)灣已成為全球晶圓制造產(chǎn)能的領(lǐng)導(dǎo)者。

　　在半導(dǎo)體逐漸成為戰(zhàn)略資源的條件下，大陸的半導(dǎo)體制造也早已吹響號(hào)角。

　　從地區(qū)來看，上海、江蘇和浙江的長(zhǎng)江三角洲地區(qū)是國(guó)內(nèi)主要的集成電路生產(chǎn)基地，國(guó)內(nèi)55%的集成電路制造企業(yè)都集中在這一地區(qū)。

　　從制造工藝上來看，目前國(guó)內(nèi)晶圓制造水平在成熟制程方面為主，中芯國(guó)際當(dāng)前的工藝水平最高可達(dá)到14nm，完成了 1 萬 5 千片 FinFET 產(chǎn)能目標(biāo)，但公司主要以生產(chǎn)28nm及以上的芯片為主;華虹半導(dǎo)體也曾在2020年宣布工藝達(dá)到14nm，但當(dāng)時(shí)良率僅超過25%。

　　從銷售額來看，國(guó)內(nèi)目前集成電路產(chǎn)業(yè)中制造業(yè)同比增速最快。中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，

　　2021年中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額為 10458.3億元，同比增長(zhǎng)18.2%。其中，設(shè)計(jì)業(yè)、制造業(yè)、封裝測(cè)試業(yè)銷售額同比增長(zhǎng)分別為 19.6%、24.1%、10.1%。

　　在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造方面，中國(guó)在收購(gòu)更先進(jìn)產(chǎn)線方面也摸索出了路子。聞泰科技全資子公司安世半導(dǎo)體收購(gòu)NWF，NWF擁有有 8 英寸 0.18μm-0.70μm 晶圓代工月產(chǎn)能超過 3.5 萬片(最大產(chǎn)能可擴(kuò)產(chǎn)至 4.4 萬片)。

　　大陸建設(shè)晶圓廠現(xiàn)狀

　　近幾年，中國(guó)也在加速建設(shè)晶圓廠，目前全球芯片制造業(yè)中以8英寸、12英寸為主。中國(guó)大陸在8英寸晶圓產(chǎn)能上，是占比最高的，2022年預(yù)計(jì)市場(chǎng)份額達(dá)到了21%;其次為日本，占比為16%;至于中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)與歐洲/中東地區(qū)各占15%。

　　而在12英寸晶圓產(chǎn)能上，中國(guó)大陸目前也排名第三，僅次于韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣。為補(bǔ)足產(chǎn)能，預(yù)計(jì)未來五年中國(guó)大陸還將新增25座12吋晶圓廠，這些晶圓廠總規(guī)劃月產(chǎn)能將超過160萬片。

　　從增長(zhǎng)率來看，中國(guó)大陸在12英寸晶圓產(chǎn)能上，是增長(zhǎng)最快的，到2024年有望追上中國(guó)臺(tái)灣。截至2026年底，中國(guó)12英寸晶圓廠的總月產(chǎn)能將超過276.3萬片，相比目前提高165.1%。

　　國(guó)內(nèi)晶圓制造主要以中芯國(guó)際、華虹半導(dǎo)體、晶合集成為主要晶圓代工。ICVIEWS將詳細(xì)展示國(guó)內(nèi)前三晶圓廠目前的產(chǎn)能、產(chǎn)地、未來規(guī)劃，從國(guó)內(nèi)晶圓制造三巨頭細(xì)看中國(guó)半導(dǎo)體制造發(fā)展。

　　中芯國(guó)際

　　2021 年 11 月 ，中芯控股(中芯國(guó)際的全資子公司)與大基金二期、海臨微共同設(shè)立中芯東方公司，中芯東方規(guī)劃建設(shè)月產(chǎn)能為 10 萬片的 12 英寸晶圓代工生產(chǎn)線項(xiàng)目，聚焦于提供 28 nm及以上技術(shù)節(jié)點(diǎn)的集成電路晶圓代工與技術(shù)服務(wù)。

　　2021 年 8 月 ，中芯集電(中芯國(guó)際全資子公司)與深圳重投集團(tuán)簽署增資協(xié)議，增資款將用于中芯深圳 12 英寸晶圓代工生產(chǎn)線項(xiàng)目(規(guī)劃產(chǎn)能 4 萬片/月)。

　　2022 年初，上海臨港新廠破土動(dòng)工。中芯京城和中芯深圳兩個(gè)項(xiàng)目穩(wěn)步推進(jìn)，預(yù)計(jì)今年底前投入生產(chǎn)。

　　中芯國(guó)際目前在上海、北京、天津、深圳建有三座8英寸晶圓廠和三座12英寸晶圓廠;在上海、北京、深圳各有一座12英寸晶圓廠在建中。為了持續(xù)推進(jìn)已有老廠擴(kuò)建及三個(gè)新廠項(xiàng)目，2022年中芯國(guó)際資本開支預(yù)計(jì)約 320.5 億元。

　　根據(jù)中芯國(guó)際年報(bào)披露，其在2021年銷售晶圓的數(shù)量為 674.7 萬片約當(dāng) 8 英寸晶圓，晶圓月產(chǎn)能為 62.1 萬片約當(dāng)8英寸晶圓。

　　華虹半導(dǎo)體

　　華虹半導(dǎo)體是中國(guó)大陸第二大晶圓代工廠，近日也傳來華虹預(yù)備登陸科創(chuàng)板的消息。

　　華虹半導(dǎo)體在上海金橋和張江建有三座8英寸晶圓廠(華虹一廠、二廠及三廠)，月產(chǎn)能約18萬片。同時(shí)在無錫高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)內(nèi)有一座月產(chǎn)能4.8萬片的 12英寸晶圓廠(華虹七廠)，這條產(chǎn)線是全球第一條12英寸功率器件代工生產(chǎn)線。

　　截至2021年底，按照營(yíng)收計(jì)算，2021年華虹半導(dǎo)體母公司華虹集團(tuán)排名全球第五，中國(guó)大陸第二，是國(guó)內(nèi)最大的特色工藝晶圓代工企業(yè)。

　　華虹半導(dǎo)體總裁兼執(zhí)行董事唐均君表示，展望2022年，將加快推進(jìn)12英寸生產(chǎn)線總產(chǎn)能至94.5K的擴(kuò)產(chǎn)，預(yù)計(jì)將于第四季度逐步釋放產(chǎn)能。

　　晶合集成

　　晶合集成已成為中國(guó)大陸收入第三大、12 英寸晶圓代工產(chǎn)能第三大的純晶圓代工企業(yè)(不含外資控股企業(yè))，僅次于中芯國(guó)際和華虹半導(dǎo)體[2] 。晶合集成的控股股東為合肥建投，實(shí)際控制人則為合肥市國(guó)資委。主要從事 12 英寸晶圓代工業(yè)務(wù)，已實(shí)現(xiàn) 150nm 至 90nm 制程節(jié)點(diǎn)的量產(chǎn)，正在進(jìn)行 55nm 的客戶產(chǎn)品驗(yàn)證，具備 DDIC(顯示驅(qū)動(dòng)芯片)、CIS、MCU、E-Tag、Mini LED 等工藝平臺(tái)的代工能力

　　2018年-2021年上半年各期營(yíng)收分別為2.18億元、5.34億元、15.12億元和16.04億元。產(chǎn)能方面，晶合集成的 N1 廠已經(jīng)投產(chǎn)，截至 2021 年底，產(chǎn)能已達(dá) 10 萬片 / 月規(guī)模。N2 廠已在 2020 年 8 月開工，預(yù)計(jì)在 2021 年四季度完成無塵室建設(shè)和生產(chǎn)機(jī)臺(tái)入駐，進(jìn)入量產(chǎn)階段。

　　被“鎖鏈”困住制造

　　但半導(dǎo)體制造并非只有代工，由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的特性，半導(dǎo)體制造還涉及了半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備和各種專用材料。因此，想要發(fā)展中國(guó)半導(dǎo)體制造并非僅僅發(fā)展“制造”。

　　距離“高端制造”仍非常遠(yuǎn)

　　2020年12月，中芯國(guó)際遭美國(guó)政府列入“實(shí)體清單”，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，美國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備公司，包括應(yīng)用材料(Applied Materials)和泛林研發(fā)(Lam Research)等，必須先向美國(guó)政府取得許可證，才能將半導(dǎo)體設(shè)備銷售給中芯國(guó)際。此外，美國(guó)也禁止ASML向中國(guó)公司以及在中國(guó)建設(shè)先進(jìn)工廠的外資企業(yè)(如海力士)出售先進(jìn)工藝必須的極紫外(EUV)光刻機(jī)。

　　帶上了“鐐銬”的中芯國(guó)際，技術(shù)進(jìn)步受到了極大的限制。

　　中國(guó)大陸芯片代工行業(yè)以中芯國(guó)際為其翹楚，當(dāng)前中芯國(guó)際已經(jīng)擁有生產(chǎn)14nm芯片的技術(shù)，但如何進(jìn)一步生產(chǎn)10nm以下芯片仍是一大問題。

　　除去光刻機(jī)外，制造半導(dǎo)體芯片的眾多環(huán)節(jié)都涉及到高精尖的技術(shù)，這其中就需要許多半導(dǎo)體制造設(shè)備。但中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備的仍有很長(zhǎng)的征程。2020年，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備在全球市場(chǎng)占有率為5.2%，在中國(guó)大陸市場(chǎng)占有率為7.3%。半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，光刻機(jī)、離子注入機(jī)、刻蝕機(jī)均是被“卡脖子”的領(lǐng)域。

　　內(nèi)資制造企業(yè)的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于外資和臺(tái)資企業(yè)

　　葉甜春曾指出，雖然內(nèi)資企業(yè)的制造也在增長(zhǎng)，但制造增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于外資和臺(tái)資企業(yè)。

　　2021年前11個(gè)月，半導(dǎo)體投資案例數(shù)量約556起，金額總共超過1400億人民幣。其中，中游半導(dǎo)體制造的投資數(shù)量只有兩位數(shù)。2019年，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)中有超過74%的資金都投入到了芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，而在2020年上半年，這一比例仍然高達(dá)71%。

　　2021年，半導(dǎo)體融資額超過5億的大項(xiàng)目數(shù)量46個(gè)，數(shù)量上僅占8.6%，但總?cè)谫Y金額達(dá)992億，占據(jù)總?cè)谫Y金額的64.6%，龍頭效應(yīng)明顯。在龍頭企業(yè)融資中，2021年只有中芯國(guó)際子公司、粵芯半導(dǎo)體等在半導(dǎo)體制造上達(dá)成大額融資。在德勤的一份報(bào)告中提到，到2020年結(jié)束，中國(guó)臺(tái)灣的半導(dǎo)體制造份額在亞太占到59%，中國(guó)大陸在亞太的份額只有5%。

　　“十三五”期間制造領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)前十大廠商排名為三星中國(guó)、英特爾中國(guó)、中芯國(guó)際、SK海力士中國(guó)、上海華虹、臺(tái)積電大陸、華潤(rùn)微電子、聯(lián)芯、西安微電子所和武漢新芯等。這其中外資企業(yè)的排名更為靠前，作為純粹內(nèi)資企業(yè)領(lǐng)軍的中芯國(guó)際也僅僅能排第三。

　　距離2025還剩3年，中國(guó)半導(dǎo)體制造何時(shí)騰飛?

　　據(jù)SIA統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，美國(guó)在1990年的晶圓制造產(chǎn)能占全球的37%，現(xiàn)在已經(jīng)下滑到12%。而同期的中國(guó)則一路上升，從1990年接近零到2000年的3%再到現(xiàn)今的16%，到2030年預(yù)期將達(dá)到24%。

　　鑒于這一嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)，美國(guó)政府開始撥款大力支持美國(guó)公司和外國(guó)企業(yè)在美國(guó)本土建造晶圓廠。同時(shí)，通過技術(shù)出口限制等手段遏制中國(guó)在晶圓制造方面的增長(zhǎng)，特別是14nm以下工藝的生產(chǎn)。而IDC半導(dǎo)體集團(tuán)副總裁馬里奧·莫拉萊斯表示：“在美國(guó)和中國(guó)大陸的芯片競(jìng)賽之中，中國(guó)可能落后3到4個(gè)世代?！?/p>

　　在半導(dǎo)體技術(shù)和制程的承壓下，28nm成熟制程成為國(guó)內(nèi)晶圓制造的最優(yōu)選擇。國(guó)際代工廠巨頭之一的格芯在退出高端工藝競(jìng)爭(zhēng)后，也開始專注于28nm等成熟制程節(jié)點(diǎn)。在全球芯片短缺與物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子極高的需求碰撞，常用的MCU、顯示驅(qū)動(dòng) IC(DDIC)、PMIC及功率分立器件等成熟工藝產(chǎn)品短缺十分嚴(yán)重。但在需求增加的情況下，產(chǎn)能并未有所增加。

　　28nm制程所使用的制造工藝以及生產(chǎn)設(shè)備，上可以兼容40nm、60nm等更為成熟的制程，下又帶來更高、晶體管的速度與更低的能耗。從收益還是供應(yīng)鏈匹配的角度來看，完備國(guó)產(chǎn)28nm成熟制程刻不容緩，換句話說，中國(guó)芯片從此不被卡脖子，選擇28nm是戰(zhàn)略性的一步。

　　實(shí)現(xiàn)科學(xué)和前沿技術(shù)的自力更生是中國(guó)的目標(biāo)。近年來一如華為、中興都在關(guān)注中國(guó)芯片的發(fā)展。事實(shí)上，中國(guó)已經(jīng)是世界第二大半導(dǎo)體研發(fā)支出國(guó)，并且正在迅速縮小與美國(guó)的差距。2021年，中國(guó)在半導(dǎo)體元件領(lǐng)域上共授權(quán)專利10057項(xiàng)，比上一年增長(zhǎng)12%。截至 2021 年底，中芯國(guó)際已累計(jì)申請(qǐng)專利 17980 件，累計(jì)授權(quán) 12467 件。

　　同時(shí)，中國(guó)也不斷推出半導(dǎo)體政策刺激國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體發(fā)展。作為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中心之一的上海出臺(tái)一項(xiàng)補(bǔ)貼高達(dá)30%的新投資政策。該政策包括提高半導(dǎo)體投資限額，給予半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)最高30%的補(bǔ)貼，給予半導(dǎo)體軟件開發(fā)企業(yè)最高5000萬元人民幣補(bǔ)助等。

　　在這樣的鼓勵(lì)和支持之下，2021年中國(guó)半導(dǎo)體集成電路(IC)產(chǎn)量將達(dá)到3594億片，比上年增長(zhǎng)33.3%，這一增長(zhǎng)率是上一年16.2%的兩倍多。

　　中國(guó)半導(dǎo)體制造未來的路該怎么走?認(rèn)真、堅(jiān)持將是真正的訣竅。對(duì)于半導(dǎo)體這樣需要積累的領(lǐng)域來說，投機(jī)取巧并不會(huì)帶來實(shí)質(zhì)的進(jìn)步。正如中科院微電子所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心首席科學(xué)家朱慧瓏曾說：“中國(guó)半導(dǎo)體要取得進(jìn)步，要有認(rèn)真的態(tài)度，長(zhǎng)期堅(jiān)持。長(zhǎng)期但不認(rèn)真，產(chǎn)生不了先進(jìn);認(rèn)真但不長(zhǎng)期，積累沒有價(jià)值。”