最近幾年，伴隨著(zhù)政府的重視與政策支持，以及產(chǎn)業(yè)資本的涌入，使得我國半導體制造業(yè)出現了欣欣向榮的局面，特別是在IC設計業(yè)快速發(fā)展的牽引下，對制造提出了更多的需求，使得相關(guān)項目紛紛上馬，包括半導體材料（如硅片）、制造設備，以及晶圓代工廠(chǎng)等。

 

市場(chǎng)充滿(mǎn)活力是好事。但在興盛之下，也存在著(zhù)隱憂(yōu)，需要在發(fā)展當中盡量規避風(fēng)險，以使產(chǎn)業(yè)更健康地發(fā)展下去。

 

下面就從IC設計、硅片生產(chǎn)、晶圓代工，以及半導體設備這四方面分析一下我們的成績(jì)與不足。

 

 

IC設計的牽引

 

中國半導體產(chǎn)業(yè)延續了近年來(lái)的增長(cháng)勢頭，2018年1~9月全行業(yè)增速為22.4%。2018年，我國集成電路產(chǎn)業(yè)在不確定因素增加的情況下，特別是受“中興事件”的影響較大，仍然取得了不錯的成績(jì)。IC設計業(yè)繼續保持著(zhù)龍頭地位。

 

在ICCAD 2018峰會(huì )上，中國半導體行業(yè)協(xié)會(huì )集成設計分會(huì )理事長(cháng)魏少軍教授介紹：2018年，我國大陸地區的IC設計企業(yè)數量再次大幅上升，全國共有1698家，比2017年的1380家多了318家，數量增長(cháng)了23%。這是2016年設計企業(yè)數量大增600多家后，再次出現企業(yè)數量大增的情況。

 

從統計數量上看，除了北京、上海、深圳等傳統設計企業(yè)聚集地外，無(wú)錫、成都、蘇州、合肥等城市的設計企業(yè)數量都超過(guò)100家，西安、南京、廈門(mén)等城市的設計企業(yè)數量接近100家，天津、杭州、武漢、長(cháng)沙等地的設計企業(yè)數量也有較大幅度的增加。

 

2018年全行業(yè)銷(xiāo)售預計為2576.96億元，比2017年的1945.98億元增長(cháng)32.42%，增速比上年的28.15%提高了4.27個(gè)百分點(diǎn)。按照美元與人民幣1:6.8的兌換率，全年銷(xiāo)售達到378.96億美元，在全球IC設計業(yè)的占比再次提高。

 

與此同時(shí)，我國的IC設計業(yè)依然面臨著(zhù)很大的挑戰，主要體現在：1、我國芯片設計業(yè)提供的產(chǎn)品尚無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，在全球占比較小，而且同比增長(cháng)不明顯（以IC設計業(yè)為代表的中國集成電路產(chǎn)品在全球的占比為7.94%，比上年的7.78%僅提升了約0.16個(gè)百分點(diǎn)）；2、我國IC設計業(yè)的主流設計技術(shù)并沒(méi)有太明顯的進(jìn)步?？傮w技術(shù)路線(xiàn)尚未擺脫跟隨，跟在別人后面亦步亦趨的現狀沒(méi)有根本改變，產(chǎn)品創(chuàng )新能力還需提高。我國企業(yè)依靠工藝和EDA工具進(jìn)步實(shí)現產(chǎn)品升級換代的現象尚無(wú)改觀(guān)。能夠自己根據工藝，自行定義設計流程、并采用COT設計方法進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的企業(yè)仍然是鳳毛麟角；3、CPU等高端通用芯片領(lǐng)域，由于差距較大，尚無(wú)法與國際主要玩家同臺競爭。

 

 

晶圓供給側

 

1月8日，SEMI發(fā)布了“2018 年中國半導體硅晶圓展望”(2018 China Semiconductor Silicon Wafer Outlook) 報告，其中指出，中國在2017~2020年間計劃新建的晶圓廠(chǎng)數量居全球之冠，預計到 2020 年，中國大陸晶圓廠(chǎng)裝機產(chǎn)能將達到每月 400 萬(wàn)片 (WPM) 8 吋約當晶圓，和 2015 年的 230 萬(wàn)片相比，年復合成長(cháng)率(CAGR) 為 12%，成長(cháng)速度遠高過(guò)所有其他地區。

 

在這樣的背景下，不論是中資或外資，皆在中國境內有新建晶圓代工或存儲器廠(chǎng)的計劃，整體晶圓廠(chǎng)產(chǎn)能更是加速擴張。

 

然而，挑戰也隨之而來(lái)，那就是硅晶圓供應愈加吃緊，由于晶圓在全球范圍內是寡頭壟斷狀態(tài)，排名前五大硅晶圓制造商總營(yíng)收，市占率超過(guò) 9 成，在這些廠(chǎng)商嚴格控制全球產(chǎn)量的情況下，晶圓供不應求。為應對這一困境，中國大陸的中央和地方政府，已將發(fā)展境內晶圓供應鏈列為首要任務(wù)，相關(guān)項目，特別是12英寸大硅片廠(chǎng)紛紛上馬。

 

在眾多硅片生產(chǎn)企業(yè)中，中環(huán)股份和上海新昇是兩家典型代表。

 

上海新昇是一家初創(chuàng )企業(yè)，以生產(chǎn)12英寸晶圓為主業(yè)。2014年，上海新陽(yáng)與興森科技、新傲科技等合資創(chuàng )立了上海新昇半導體，是國家02專(zhuān)項300mm大硅片項目的承擔主體，第一大股東國家大基金旗下的上海硅產(chǎn)業(yè)投資有限公司持股62.82%，上海新陽(yáng)為第二大股東，持股27.56%。

 

據悉，上海新昇項目總投資68億元，一期總投資23億元。新昇半導體一期投入后，預計最終將形成60萬(wàn)片/月的12英寸硅片產(chǎn)能，年產(chǎn)值達到60億元。項目第一期的正常建設周期為3年，原計劃2017年底實(shí)現15萬(wàn)片/月的產(chǎn)能，但由于關(guān)鍵設備采購困難等問(wèn)題，進(jìn)展不及預期。目前產(chǎn)能為6萬(wàn)片/月。

 

該公司的12英寸大硅片的主要客戶(hù)為中芯國際、華力微電子等。此外，該公司大硅片在武漢新芯的認證工作也在進(jìn)行當中。

 

天津中環(huán)股份則是另一支晶圓生產(chǎn)的重要力量，就在1月7日，該公司發(fā)表公告，將發(fā)行募集資金總額不超過(guò)人民幣50億元。根據他們的規劃，這筆資金將主要用在8~12英寸硅片之生產(chǎn)線(xiàn)項目的建設。目標是在三年內建設月產(chǎn)能為75萬(wàn)片8英寸拋光片和月產(chǎn)15萬(wàn)片12英寸拋光片生產(chǎn)線(xiàn)。

 

中環(huán)表示，本次募投項目達產(chǎn)后，有利于鞏固和擴大公司在半導體硅片領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢，有利于公司持續、快速和健康發(fā)展。他們還在公告中透露，公司現有半導體材料中，5~6英寸硅片產(chǎn)銷(xiāo)量快速提升，8 英寸硅片已實(shí)現量產(chǎn)。本次募投項目投產(chǎn)后，8 英寸硅片產(chǎn)能將進(jìn)一步增加，并實(shí)現 12 英寸硅片的量產(chǎn)。 

 

雖然這兩年中國大陸的晶圓生產(chǎn)企業(yè)投入頗豐，但由于大都處于發(fā)展初期，短期內還難以對那五家國際大廠(chǎng)形成沖擊，這些新進(jìn)供應商還需要幾年才能達到大尺寸硅晶圓市場(chǎng)所要求的產(chǎn)能和良率水平。

 

 

晶圓代工需求猛增

 

隨著(zhù)我國IC設計業(yè)的快速發(fā)展，特別是IC設計企業(yè)如雨后春筍般地涌現，對晶圓代工服務(wù)的需求也在增加。據IC insights統計，2017年，中國純晶圓代工廠(chǎng)的銷(xiāo)售額增長(cháng)了30％，達到76億美元，是當年全部純晶圓代工市場(chǎng)增長(cháng)9％的三倍。2018年，純代工廠(chǎng)對中國的銷(xiāo)售額增長(cháng)了41％，是全年整個(gè)純晶圓代工市場(chǎng)增長(cháng)5％的8倍。

 

由于2018年中國純晶圓代工市場(chǎng)增長(cháng)了41％，使其在全球總份額中的占比同比增加了5個(gè)百分點(diǎn)，達到19％，超過(guò)了亞太地區所占比例?？傮w而言，中國基本上包攬了2018年全部純晶圓代工市場(chǎng)的增長(cháng)額度。

 

 

 

2018年，所有主要的純晶圓代工廠(chǎng)在中國的營(yíng)收都實(shí)現了兩位數的增長(cháng)，受益最大是臺積電。繼2017年增長(cháng)44％之后，2018年，臺積電在中國大陸的銷(xiāo)售額再次飆升61％，達到60億美元。大陸市場(chǎng)基本上也是臺積電去年銷(xiāo)售額增長(cháng)的主要來(lái)源，銷(xiāo)售額占比從2016年的9％增加到2018年的18％。

 

隨著(zhù)中國大陸在純晶圓代工市場(chǎng)中的份額迅速增長(cháng)（從2015年的11％，到2018年的19％），吸引了許多純晶圓代工廠(chǎng)落地中國大陸擴展IC生產(chǎn)，全球七大純晶圓代工廠(chǎng)中的每一家都計劃增加中國晶圓制造產(chǎn)量，包括臺積電，GlobalFoundries，UMC，Powerchip和TowerJazz這五家非中國大陸本土代工廠(chǎng)。

 

 

半導體設備

 

SEMI指出，由于2018年晶圓廠(chǎng)投資暴增，使中國大陸超越臺灣地區，成為全球第二大半導體設備消費市場(chǎng)，僅次于韓國。

 

在供給側，雖然我國的半導體設備具備了一定的產(chǎn)業(yè)基礎，但是技術(shù)實(shí)力與國外相比仍存在較大的差距。即使在發(fā)展水平相對較高的 IC 封裝測試領(lǐng)域，我國與先進(jìn)國際水平相比仍然存在較大差距。尤其是單晶爐、氧化爐、 CVD 設備、磁控濺射鍍膜設備、 CMP 設備、光刻機、涂布/顯影設備、 ICP 等離子體刻蝕系統、探針臺等設備市場(chǎng)幾乎被國外企業(yè)所占據。另外，我國本土半導體設備企業(yè)數量不算少，但總體不強，

 

目前，國產(chǎn)半導體設備處于局部有所突破，但整體較為落后的狀態(tài)。尤其與應用材料、 ASML等相比，國產(chǎn)半導體設備公司的實(shí)力仍然偏弱，絕大部分企業(yè)無(wú)法達到國際上已經(jīng)實(shí)現量產(chǎn)的10nm工藝，部分企業(yè)突破到28nm或14nm工藝，但在使用的穩定性上與國際巨頭差距較大。

 

中國大陸市場(chǎng)對半導體設備的需求量巨大，然而，在如此之大的市場(chǎng)中，中國大陸本土的IC設備廠(chǎng)商所能占有的份額，最多也就是5%。這種巨大的市場(chǎng)容量與極為有限的設備輸出水平形成了強烈的反差。其結果就是，我們要花大量的外匯去購買(mǎi)美日歐廠(chǎng)商的先進(jìn)設備，使得貿易逆差和產(chǎn)業(yè)安全問(wèn)題難以避免。

 

中國大陸對半導體設備的渴求程度，從下圖中也可窺到一斑。在過(guò)去的十幾年中（圖中從2004年開(kāi)始計算），全球的IC及元器件制造、封測等工廠(chǎng)在所使用的設備方面的投入逐年穩步上升，2017年，全球相關(guān)廠(chǎng)商共投入了560億美元，用于購買(mǎi)各種設備，這比2016年的400億美元提升了38%，這個(gè)上升幅度是很大的。

 

 

 

之所以在2017年出現了這么大幅度的增長(cháng)，一方面是因為全球半導體產(chǎn)業(yè)從2014年之前的緩慢復蘇和低速增長(cháng)（由于2008年爆發(fā)經(jīng)濟危機，半導體行業(yè)低迷了好幾年，2011年才恢復正增長(cháng)，但年增長(cháng)率也只有1%左右），而從2015年開(kāi)始，增長(cháng)幅度快速提升，使得全球半導體行業(yè)又開(kāi)始火熱了起來(lái)。在這樣的背景下，2017年全球半導體設備支出才出現了同比提升38%的情形。

 

以上是全球的驅動(dòng)因素，除此之外，還有一個(gè)巨大的驅動(dòng)力，就是中國大陸半導體產(chǎn)業(yè)的快速跟進(jìn)。2014年，集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展綱要推出，同年“大基金”成立，在中央和各地方政府的大力推動(dòng)和扶持下，一批晶圓代工廠(chǎng)項目上馬、籌建，目前已建和籌建的約有30座左右。這同時(shí)帶動(dòng)了IC設計及相關(guān)服務(wù)業(yè)的興起，2018年，大陸的IC設計企業(yè)已經(jīng)接近1700家.此外，還帶動(dòng)了產(chǎn)業(yè)鏈下游的封裝測試企業(yè)的積極性，擴展生產(chǎn)線(xiàn)，購入先進(jìn)設備，以應對上游企業(yè)和潛在客戶(hù)爆發(fā)式的增長(cháng)。

 

面對這種在相對短的時(shí)間內，資金大量涌入、諸多大項目快速上馬的情形，有人稱(chēng)之為半導體界的大躍進(jìn)。不管是不是大躍進(jìn)，客觀(guān)情況要求我們必須大力發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)。然而，在謀求跨越式發(fā)展的同時(shí)，產(chǎn)業(yè)安全問(wèn)題似乎不應該被忽視：由于中國大陸對半導體設備的需求量巨大，而且這種需求還在不斷加強，而與之相對應的，如前文所述，未來(lái)幾年，我國本土廠(chǎng)商的設備在全球市場(chǎng)份額當中所占比例最多不過(guò)5%，而且還是以中低端設備為主。這種情況持續下去的話(huà)，產(chǎn)業(yè)安全將會(huì )面臨挑戰。

 

 

結語(yǔ)

 

綜上，在IC設計業(yè)的推動(dòng)下，我國的半導體制造發(fā)展得紅紅火火，但在熱鬧的背后，也有隱憂(yōu)，需要穩扎穩打，夯實(shí)基礎，一步一個(gè)腳印地發(fā)展。