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16:36:10 &科工力量 & &
【本文转自微信公众号“科工力量”（ID：guanchacaijing）】日前，央视财经频道播出的《感受中国制造》第五集《中国“芯”力量》介绍了中国在半导体设备和半导体原材料上取得的成绩和进步。其中，最引人瞩目的莫过于中国企业在刻蚀机上取得的成绩——16nm刻蚀机实现商业化量产并在客户的生产线上运行，7-10nm刻蚀机设备可以与世界最前沿技术比肩。相对于中国在光刻机上与ASML的巨大差距，在刻蚀机上国内企业不仅可以满足本国企业的需求，还能够进入国际市场上与应用材料、科林等国际巨头一争长短。而这背后，是一群科技人才放弃美国优越的待遇选择回国，并耗费十多年时间持之以恒的付出和努力换来的成绩。半导体设备和原材料是最大短板半导体产业大体上可以分为IC设计、半导体设备制造、原材料、代工生产、封装测试几个部分。其中，封装测试是目前发展势头最好的部分，国内封测厂商的领头羊长电科技在大基金等国内资本的扶持下收购新加坡星科金朋后，一举跻身全球封测厂商前5位，并有望在5年内赶超或接近中国台湾的日月光等封测大厂。虽然封测和境外厂商差距较小，晶圆代工和IC设计就相对来说弱一些。就晶圆代工而言，国内有中芯国际和华力微等一批代工企业，而且发展势头也非常好，中芯国际也是全球前5的代工厂商，但在市场份额上，中芯国际只有台积电的十分之一左右，在技术上也有2代的差距，与台积电、Intel的差距非常明显。在IC设计上，论商业化而言，海思和展讯的销售额位列Fabless厂商前10位，但能够取得这个成绩很大程度得益于ARM的技术授权。就自主性来说，国内也有申威和龙芯，申威26010被用于神威太湖之光超级计算机，在TOP500刷榜，龙芯多种芯片分别被用于北斗卫星、数控机床、特种装备、网安产品和PC、服务器，不过龙芯和申威目前在民用市场很难与X86、ARM抗衡。相比较之下，原材料和半导体设备就更弱一些。虽然在PECVD、氧化炉等设备上国内已经取得技术突破并且开始进入产业化应用阶段，但在很多方面，与国外厂商的差距非常大，有的甚至完全依赖进口。就以生产芯片所有的晶圆（硅片）来说，目前市场上在使用的硅片有 6 英寸、 8 英寸、12 英寸晶圆，而晶圆尺寸越大就可以切出更多晶片，进而降低成本，除少数特殊领域外，采用大尺寸晶圆已经是大势所趋。然而，就是这样一款生产芯片的原材料，国内每月需要的12英寸晶圆不少于45万片，但这些晶圆完全依赖进口，日本越新、SUMCO、Siltronic、MEMC/SunEdison占据了超过80%以上的市场份额。即便是 8 英寸晶圆，国产化率也仅为10%。还有很多原材料也被国外垄断。比如光刻胶，光刻胶由感光树脂、光引发剂、添加剂、溶剂等组成，在光刻这个步骤中使用，能够将掩膜板上的图形转移到晶圆表面顶层的光刻胶中。目前，半导体光刻胶市场也基本被JSR、信越化学、 TOK、陶氏化学等国际巨头垄断。在半导体设备方面，ASML占据了超过70%的高端光刻机市场，而且最新的产品售价高达1亿美元，依旧供不应求，订单已经排到了2018年。在离子注入机上，美国应用材料占据70%市场份额，在涂胶显影机方面，东京电子占据90%的市场份额。就销售额来看，应用材料（美国）、科林（美国）、ASML（荷兰）、东京电子、科磊（美国）位列前五，占半导体设备市场份额的66%。根据估算，2015年至2020年，国内半导体产业计划投资650亿美元，其中设备投资达500亿美元。而这500亿美元中，有480亿美元要用来从国外进口设备，换言之，就总金额来说，2015年至2020年间95%的半导体设备依赖进口。十年磨一剑技术比肩国际巨头本次最让人振奋的，就是在中国最薄弱的半导体设备方面取得了令人欣喜的成绩——中微半导体的16nm刻蚀机实现商业化量产并在客户的生产线上运行，7-10nm刻蚀机设备可以与世界最前沿技术比肩。刻蚀机是芯片生产制造的重要设备，不少网友会将光刻机和刻蚀机搞混，有的网友甚至将国内实现16nm刻蚀机量产的新闻误读为实现16nm光刻机量产。其实光刻机和刻蚀机是两种设备，光刻机的工作原理是用激光将掩膜版上的电路结构临时复制到硅片上。而刻蚀机是按光刻机刻出的电路结构，在硅片上进行微观雕刻，刻出沟槽或接触孔的设备。对加工精度的要求非常高，加工精度是头发丝直径的几千分之一到上万分之一。以16nm的CPU来说，等离子体刻蚀的加工尺度为普通人头发丝的五千分之一，加工的精度和重复性要达到五万分之一。　　中为尹志尧国内能够在取得刻蚀机方面取得技术突破，和尹志尧为代表的几十位海归技术专家分不开。尹志尧曾经担任应用材料的公司副总裁（应用材料是半导体设备厂商龙头老大），参与领导几代等离子体刻蚀设备的开发，在美国工作时就持有86项专利。在13年前，已经60岁的尹志尧放弃美国优越的物质待遇，回国创业，尹志尧表示：“给外国人做嫁衣已经做了很多事情了，那我们应该给自己的祖国和人民做一些贡献，所以就决心回来了”。与尹志尧一同回来的是三十位在应用材料、科林等国际巨头有着20—30年半导体设备研发制造的经验的资深工程师。在回国之际，所有技术专家承诺不会把美国公司的技术，包括设计图纸、工艺过程带回国内，美国方面也对归国人员持有的600多万个文件和所有个人电脑做了彻底清查。在回国之后，尹志尧团队从零开始，重新研发申请了专利，终于在2008年，中微半导体的刻蚀机开始打进国际市场。对于这种情况，国外公司无法接受中国人能在3年内做出高性能刻蚀机，应用材料和科林相继对中微半导体提起专利诉讼。在中微半导体拿出了关键技术的专利证据之后，两次扩日持久的诉讼都以中微半导体获胜告终。随着中微半导体的崛起，2015年美国商业部的工业安全局特别发布公告，由于认识到中国可以做出具有国际竞争力的，而且有大量生产的等离子刻蚀机，所以决定把等离子刻蚀机从美国对中国控制的单子上去掉了。此外，在用于生产LED照明芯片的MOCVD设备方面，中微半导体也取得了技术突破，虽然央视节目中没有披露该设备的技术参数，但明确表明：“已经达到世界顶尖水平的产品”。而且中微半导体的MOCVD设备还有自己的特色。在此之前，市场设备大多采用400mm的晶圆托盘，中微半导体做出了700mm的晶圆托盘，这等于是在相同的时间里，使芯片产量增加了一倍。这款产品成功打败了国外垄断，由于设备性能的提高，降低了LED芯片的生产成本，LED照明产品的成本，累计降幅超过50%。目前，这种设备全球一年出货量约为100—150台，其中的六七十台是由中微提供的。如果不是中微半导体将设备国产化，LED灯的成本不会是现在的水平。目前，中微半导体的产值已经达到11亿人民币，产品远销欧洲、韩国、中国台湾、新加坡等地。原材料上局部实现技术突破姚力军曾就职于霍尼韦尔公司，担任过霍尼韦尔公司电子材料部门日本生产基地总执行官和霍尼韦尔公司电子材料事业部大中华区总裁。 2005年姚力军带领多名专家回国创业从事高纯度溅射靶材的研发。高纯度溅射靶材是半导体芯片制造中的关键材料，制作芯片需要的金属靶材纯度则需要达到更高的99.9999%，目前全球只有四家公司掌握这种材料的制造工艺。靶材的生产制造要经过反复多次特点方向的变形，对金属内部的微观组织结构进行控制，这种控制决定了靶材的可靠性和稳定性，通过工艺改变了晶体的排列方式，使其适合用来做半导体芯片的方向。在过去，高纯金属原材料依赖进口，在研发靶材的过程中，姚力军团队曾经试图向美国霍尼韦尔和日本大阪钛业购买高纯钛金属，但国外企业根本不卖。这使得姚力军只能自己从零开始研发高纯钛金属和相关生产设备。并最终实现从工艺到大型设备都是国内自主设计。比如焊接设备，钛铜等金属要经过700度以上高温和120兆帕压力进行大面积焊接，整个过程需要16小时。虽然工艺还叫焊接，但实际上，是让不同金属在高温高压下，通过接触面上的原子扩散实现无缝连接，中间不需要任何焊料，这种焊接的强度可以达到200兆帕，是普通钎焊的10倍以上，只有这样的焊接才能使材料更纯净。以前这种加工必须送到日本去代工，加工一炉要5万元，现在加工一炉只要8000元。再比如超高纯钛熔铸设备，能在1800多摄氏度下提纯材料，金属钛融化提纯后，最后凝固成钛锭，在技术上国内已经达到美国和日本的水平。目前，姚力军的江丰电子已授权的发明专利超过140多项。全球有270家企业采用了姚力军的高纯度溅射靶材。虽然国内在原材料和半导体设备上和国外的差距非常大，但随着晶圆代工、封装测试和IC设计正逐步向东亚乃至中国转移，以及中国在这方面不断加大投入，如果外国政府不从中作梗，半导体设备和原材料向中国转移只是时间问题。本次国内企业在局部领域取得的技术突破，就是国内逐步实现半导体设备和原材料国产化替代的一部分，随着时间的推移，类似的技术突破将会越来越多，并最终从量变转化为质变。
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扫描到手机中国芯片进口额达2322亿美金 居全球第一超石油
中国芯片进口额达2322亿美金 居全球第一超石油
2013年，全球半导体市场总规模3043亿美金，中国进口就有2322亿美金，高居全球第一，这说明中国已经成为大多数电脑、手机都是的生产大国，但是中国八成芯片依赖进口，剩下的两成里，还有Intel在华的工厂部分产能。
芯片为何要大量进口？国的芯片产业为何份额较小？中国的芯片产业能否迎来最好的年代？
无&芯&的困局
我国芯片产业发展比较缓慢，尤其在CPU方面几乎一片空白，而且我国的芯片进口不设置任何门槛，甚至允许国外公司直销，直接掌握每台机器的信息，因此国外芯片厂商有可能通过芯片植入木马来窃取商业机密，也可通过病毒、恶意软件来操控控制系统，引发安全事故。
进口芯片造成了么多的困局，原因又在哪里？
原因主要有两点，第一，我国一直以来处于选择全球产业链的下层位置，国内企业制造的芯片普遍是粗糙，而且成本也无法降下来。第二，因为我们这些年来过于追求实现进口替代，以至于在芯片产业发展的理解上，过于简单、急于求成，缺什么做什么，前些年的CPU、存储器，这些年的移动互联技术、传感器，都是头疼医头、脚疼医脚。
芯片强国的建立仅靠掌握一两项核心技术或一两个产品突破是不管用的。只有真正建立起自主可控的信息产业体系，就像&两弹一星&时代我们的先辈建立起自主可控的工业体系一样，才是中国集成电路振兴的时刻。
资本市场，是否可以分得一杯羹？
目前，我国的芯片进口额度已经超过石油，这已经不仅仅是国防安全单一方面的问题，还有资本市场的份额，中国企业所占的比例微乎其微。
面对芯片市场如此大的一个蛋糕，中国的企业是否会加大研发力度，打破芯片市场打来的困局，分得一杯羹呢？
目前来看，确实有有一些好的兆头，支付芯片、安防芯片、汽车芯片、可穿戴设备等领域，现在已经开始有了中国企业的身影，如大唐微电子、锐迪科、华为、中兴微电子、君正等企业。
而且多家美欧企业因竞争激烈退出芯片市场，比如手机芯片领域，先是德州仪器、博通先后退出手机芯片市场，NVIDIA也变相淡出手机芯片市场；在企业级芯片领域，IBM坚持多年后，也将出售自身的芯片部门。
与此同时，国家集成电路扶持细的即将出台，芯片安全作为操作系统和服务器的根基，有望受到政府更大力度的投入和支持，释放出政府对于整个IT 产业，从硬件到软件，再到芯片层面国产化的积极信号和决心。这都会为中国厂商腾出市场空间。
但是这会是国产芯片企业的机遇吗？
机遇还是挑战？
挑战或许更大&&为什么呢？
第一，以手机市场为例，NVIDIA、Marvell、英飞凌等，都曾是芯片领域的主流企业，这个市场，特别是高端市场，已经被高通占据了，总销售额超过基带芯片市场60%，留给华为、展讯们等国有厂商的空间有限。如果不能利用4G的机会有大幅提升，那芯片之路几乎非常艰难。如果高通达到当初Intel在CPU领域的地位，整个芯片产业系统上，中国企业只能望洋兴叹。
第二，要注意资本市场上的战争。不久前，Intel与瑞芯微达成了合作，但是，这里让人生疑的是，它到底是借重于瑞芯微强大的渠道能力、一起做大，还是另有所图？有传言称，Intel最终目的是将其收购。再者如mtk与msta的合并，这无疑在电视芯片、低端手机芯片对大陆厂商形成了更大的挤压。这些对于中国企业来说，虽然在技术领域刚刚找到机会，但在资本市场上还是小孩子。
第三，在智能手机市场，以小米、中兴为首的很多国产厂商的旗舰机型都处于缺货状态，尤其是4G产品，为何？因为28nm的芯片生产几乎都要等待台积电的产能！IC生产环节的瓶颈变得比IC设计环节更大。
而且除了技术因素，行业的资本消耗也太过巨大。据报告显示，当半导体工艺制程为22nm/20nm时，它的建厂费用45-60亿美元，工艺研发费用10-13亿美元，产品出货量至少在1亿片以上才能盈亏平和，如果在14nm以下，其投资金额大到绝大多数企业难以负担，而中国最大、全球第五大的代工厂中芯国际2013年营收才20.7亿美金！
所以，中国芯片市场面临着巨大的发展空间，但是，同时在制造瓶颈、资本战争和巨头打压下，这种空间和时间窗也会转瞬即，面对瓶颈和挑战，产业政策、企业家精神是否能形成合力？这也许才是中国芯片市场能否崛起的重要因素。
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中国手机芯片追赶世界，业内：现在路越来越顺
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2016年中国集成电路产业销售额达到4335.5亿元，同比增长20.1%
（原标题：中国“注血”三年 解“空芯”之忧）
李娜三年前，如果有人讲起手机芯片，几乎没有人会看好国产芯片的能力，那时候还是美国公司高通以及中国台湾企业联发科的天下，国产中名次稍微靠前的展讯彼时还在超低端市场边缘打着“价格战”，华为的海思则小心翼翼地在自家手机上“试水”。但三年后的今天，国产芯片，特别是手机IC设计厂商已经逐渐敲开市场的“墙壁”。市场调研机构ICInsights数据显示，2016年全球排名前50的IC设计厂商中，已有11家中国的IC设计厂商上榜，而在2009年，只有1家。以展讯为例，其手机套片去年一年的出货量超过了6亿片，占全球手机芯片年总出货量的40%，而华为也顺利地在高端机型中使用大量海思麒麟系列，不再受制于人。“三年前还是在打价格牌，更多强调的是便宜，但是随着大量的研发投入以及技术的追赶，展讯这几年已经有了本质的变化。”展讯CEO李力游日前在深圳全球合作伙伴大会上对第一财经记者表示，去年展讯将40%的营业收入投到了研发上，通信技术、高端手机技术能力都有了很大的提高。但也可以看到，在全球集成电路产业进入成熟期后，中国的集成电路产业目前还集中在低端市场。同样以手机为例，目前3000元档位以上的手机机型中，大部分使用的仍然是高通的芯片，并且大部分的手机厂商和运营商都需要为其付上一笔不菲的专利费用。手机芯片追赶芯片的进口额超过石油，并不是一句玩笑话，这是眼下的真实写照。2015年，中国进口集成电路高达2307亿美元，是第一大宗的进口商品。而据国家制造强国建设战略咨询委员会的估算，2015年中国集成电路市场占全球的三分之一，增速是全球平均的3倍，在10年之后，将进一步达到全球的45%，但95%以上的产品供给都来自外资。在此背景下，《国家集成电路产业发展推进纲要》于2014年6月出炉，紧接着由国开金融、中国烟草、中国移动等15家企业投资的“大基金”成立，主要为芯片、封测和装备等项目提供资金。拓墣产业研究所统计显示，2016年全球前十大无晶圆厂IC设计业者芯片营收企业规模前三名分别是高通、博通和联发科，中国的则是海思、清华紫光展锐和中兴。根据中国半导体行业协会统计，2016年中国集成电路产业销售额达到4335.5亿元，同比增长20.1%。其中，设计业继续保持高速增长，销售额为1644.3亿元，同比增长24.1%。而Gartner的研究显示，2016年全球半导体收入总计3435亿美元，较2015年的3349亿美元提升2.6%。作为中国集成电路产业的种子选手，展讯是其中的受益者。其母公司紫光集团在2015年2月获得了国家集成电路产业投资基金和国家开发银行300亿元投资，并且这几年在资产并购上动作不断。紫光曾经在两年前表示，将在五年内超越联发科，成为全球IC产业排名第二、出货量第一的IC设计公司。李力游对记者表示，目前这个目标没有变化。“从产品技术角度，展讯不再以低端为主，而是逐渐走向中高端。3D摄像头解决方案已经媲美3000元高端旗舰手机的效果。”李力游向记者透露，在全球高端芯片市场，人们只知道高通和联发科强，但是展讯的研发能力并不弱。展讯目前研发5G也全面提速，已组成上百人团队加速5G芯片研发，最快2018年下半年推出芯片，要在5G世代追上竞争对手高通。而这背后，资金的不断注入起到了关键性的作用。事实上，半导体行业是一个投资周期较长的行业，并且研发投入的金额巨大。ICinsights指出，2016年全球半导体研发经费较2015年成长1%，达到565亿美元，创下历史新高。当中以高通的投入最令人瞩目。2016年，高通的研发支出为51.09亿美元，研发支出占当年营收的33.1%，这是全球半导体研发支出前十公司中比例最高的。相较之下，国产芯片起步较晚，买人和买知识产权都需要钱。比如，在2014年，竞争对手联发科的研发投入总计14亿美元，而展讯总收入也只不过12亿美元。为了缩小差距，可以预见未来几年对于各种研发项目投资依然会进行，李力游透露，最快将于明年上市。“上市是为了更好地融资，当然如果展讯做不好，肯定也是要给别人让路的。”李力游对记者说。“越走越顺”“2014年我国成立集成电路大基金以来，我国斥巨资打造芯片强国，这条路越来越顺，理想也越来越接近。我们有理由坚信中国在自主芯片产业域的雄心壮志终将会实现。”国家集成电路产业投资基金股份有限公司总裁丁文武在15日的展讯全球合作伙伴大会上表示，去年中国集成电路增长了20%以上，半导体设计业达到了1000多亿元人民币。可以看到，随着前期投资陆续发酵，目前半导体行业正在进入发展黄金期。“除了手机芯片，封测行业也在大举前行。”手机联盟秘书长王艳辉对记者表示，此前长电科技以7.8亿美元收购全球第四大的封测企业新加坡星科金朋，就是得到了大基金的支持。据悉，星科金朋2013年末总资产144亿元，而长电科技只有75亿元，相当于后者的两倍。而后者的收购款大约是48亿元，并且是全现金交易。在行业人士看来，这是典型的“蛇吞象”。其中，大基金送上了1.5亿美元的股权投资，以及1.4亿美元的贷款，还拉来了中芯国际的1亿美元投资。最后，长电科技只花了2.6亿美元，占总交易额三分之一的钱，就顺利地拿下了星科金朋。收购之后的长电，其整体营收规模仅次于中国台湾日月光(ASE)和美国安靠(Amkor)，成为全球封测外包商营收排名第三的封测巨头。在存储领域也是如此。
2016年3月，总投资约1600亿元人民币的国家存储器基地在武汉启动。四个月后“长江存储”集团正式成立。据悉，该集团的成立是为了打破目前由三星等企业垄断的存储器江湖。公开资料显示，长江存储的主要产品为3DNAND，将以芯片制造环节为突破口，集存储器产品设计、技术研发、晶圆生产与测试、销售于一体，预计到2020年形成月产能30万片的生产规模，到2030年建成每月100万片的产能。“怎么让技术、资本两个轮子都能转起来，让其转得更好是当前需要思考的问题。”中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军曾经在公开场合表示，仅仅依靠自己来发展，中国的集成电路产业可以继续向前走，但是时间上可能等不得。
本文来源：第一财经日报
责任编辑：姚立伟_NT6056
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国外研究报告指出中国芯片技术落后世界约5年
　　中国半导体制造业基于技术和基础设施的不足，还需要一段时间来取得增长和走向成熟。不过新加坡不能因此松懈下来，反而需要持续加强半导体业价值链的发展，来保持其作为亚洲主要半导体制造中枢的竞争能力。
　　新加坡贸工部经济处发表的一份研究报告指出，按照国际水平，在中国生产的大多数属于较低档（low-end）的技术，比世界主流科技落后了5年左右。
　　中国目前大多的晶圆厂属于国营，在效率和技术方面较为逊色。2001年，中国的半导体总产能当中，只有少过四分之一有能力生产标准型200毫米晶圆，同时有三分之二的产能是以0.5微米（micron）或更落后的制程为主。
　　相比之下，新加坡已经是15家晶圆厂的基地，其中3家可生产300毫米的晶圆并以0.18微米（或更小）的制程为主。这里生产的芯片，大多属于较高档技术、专配合客户需求而“量身定做”、并具有先进功能的芯片。
　　因此新加坡和中国目前是在两个不同的芯片市场互相竞争，两个国家的技术水平还有一定的距离。
　　随着越来越多跨国公司把电子制造作业迁移到中国，中国工业对芯片的需求量预料会迅速增长，预料可在2010年之前成为世界第二大半导体市场，仅次于美国。
　　在这种情况下，中国也势必成为新加坡的半导体主要出口市场。
　　报告书中也提到几项可能影响到中国半导体制造业发展的因素：
　　一、美国半导体仪器公司因为受到瓦圣那协议（Wassenaar Arrangement）的约束，不能够把某些半导体制造仪器出口到中国。
　　二、跨国公司在投资中国时，采取的策略往往是把旧的科技转移到中国，而不是一开始便把新的科技引入中国。
　　三、中国缺乏起到支持作用的基础设施，因此造成业者在当地进行分销、原材料、维修和保养仪器等方面，碰到不少困难。
　　尽管如此，中国在半导体装配和测试方面，还是拥有一定的成就和实力。它拥有大批工程师和低廉的工资成本架构，能协助推动半导体业的发展。
　　到目前为止，新加坡拥有18家集成电路（IC）组装和测试中心、30家集成电路设计公司及160多家专提供辅助服务的公司。
　　高效率的基础设施和物流系统，再加上高技术的工人，使新加坡得以保持它对美国、欧洲、日本和台湾半导体业投资者的吸引力。
　　新加坡面对的主要挑战是：如何避免跟随主流而朝技术发展。为了保持竞争能力，新加坡必须为客户提供配套式的服务，吸引更多半导体专家前来投资，借以加强本地半导体价值链的发展。
[ 责任编辑：sun ]
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