2018中國半導體材料及設備產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會近期在北京召開，本次大會由中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院主辦、邳州市政府協(xié)辦，旨在通過梳理半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向、推介半導體材料及設備產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新理念，共同促進半導體產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境的構建，推動我國集成電路產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
中國半導體行業(yè)協(xié)會副理事長于燮康：
無處不在的集成電路擁有極強“撬動能力”
在討論集成電路產(chǎn)業(yè)重要性時，中國半導體行業(yè)協(xié)會副理事長于燮康表示，上至關乎國防安全的軍事裝備、衛(wèi)星、雷達，下至關系普通百姓生活的醫(yī)療檢測及器械、汽車、電視、手機、攝像機，甚至智能兒童玩具，都離不開集成電路。“在信息化時代，集成電路扮演著“糧食”的角色，在工程勘察、精準農(nóng)業(yè)、航海導航、GIS數(shù)據(jù)采集、車輛管理、無人駕駛、智慧物流、可穿戴設備等領域都大有作為。半導體技術正扮演著多元應用的智能核心，它是一切智能制造的‘大腦’，是當今國民經(jīng)濟領域的基礎產(chǎn)業(yè)。”于燮康說。
于燮康認為，集成電路促進了包括能源變革、智能制造、裝備制造以及精密儀器微細加工等40多個工程技術的發(fā)展。在經(jīng)濟方面的帶動上，1美元的集成電路所能帶動的GDP約等于100美元。而全世界集成電路的全年產(chǎn)值撬動的GDP相當于中國和美國GDP之和。因此，于燮康表示，集成電路對于技術與經(jīng)濟的撬動作用不可忽視。
與其他產(chǎn)業(yè)相比，半導體產(chǎn)業(yè)鏈有著獨特的特點，產(chǎn)業(yè)鏈涉及面廣，流程十分復雜，需要制取電子硅、拉制單晶、切磨拋制取晶圓、光刻、蝕刻、離子注入、金屬沉積、互連、清洗、晶圓測試與分割、核心封裝、分級測試等二百余個步驟。在后期的生產(chǎn)和封測中，需要光刻機、刻蝕機、減薄機、劃片機、裝片機、引線鍵合機、倒裝機、塑封機、切筋打彎等制造設備的輔助。于燮康表示，半導體制造是所有制造業(yè)里最為復雜、最有科技含量的制造。16nm的制造工藝，就可集成大約33億個晶體管，1nm相當于頭發(fā)絲的十萬分之一。在規(guī)模效應上，集成電路與傳統(tǒng)制造業(yè)相同，但是相較于傳統(tǒng)制造業(yè)，集成電路具備不可修復性、流程復雜、制作周期長、機器精度高、持續(xù)投入強度高、營運成本高、運作系統(tǒng)非常復雜等多個獨特的特點，集成電路的發(fā)展需要團結各個領域的精英人才，加強整個團隊的互動合作，才能完成更好的效益。
十年前，西方國家的工藝水平還處于領先階段，隨著集成電路產(chǎn)業(yè)“雁型模式”的轉移延續(xù)，位于美國、日本的8/12英寸及以下晶元產(chǎn)能轉移到韓國、中國，多個跨國企業(yè)在中國設立本地生產(chǎn)、制造中心，我國中西部及福建等地區(qū)成為轉移熱點，我國集成電路產(chǎn)業(yè)獲得了明顯的進步。“舉個例子，在我的印象中，上世紀80年代初期時，徐州在建立一條生產(chǎn)線后，集成電路便再沒了消息。這幾年徐州發(fā)展很快，尤其是邳州，裝備業(yè)尤其是光刻機，進步非常大。”于燮康說。
于燮康表示，重大專項的支持對技術含量提升的作用越發(fā)明顯，甚至部分領域已經(jīng)與國際接軌。對于國內來說，芯片設計是率先發(fā)展的領域，目前與國際水平差一截的原因與材料和設備相關，材料國產(chǎn)化與設備國產(chǎn)化要引起制造業(yè)的重視，才能提升國內封測業(yè)工藝研發(fā)能力。
中科院微電子所副總工程師趙超：
我國與IC相關的知識產(chǎn)權專利高達43292項
2008年國家科技重大專項宣布實施、創(chuàng)新鏈接連布局、2014年金融鏈建立，在過去的幾十年里，我國半導體產(chǎn)業(yè)鏈得到了充足的支持，技術從90nm、65nm、40nm、28nm逐步提升，制造工藝取得長足進步，65nm、40nm、28nm工藝量產(chǎn)，14nm技術研發(fā)突破，特色工藝競爭力提高，關鍵裝備和材料實現(xiàn)從無到有，整體水平達到28nm并且被國內外生產(chǎn)線采用，高端芯片設計能力大幅提高、封測從中低端走向高端，“國家科技重大專項和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃推動我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展到了一個新的高度。”這是中科院微電子所副總工程師趙超在2018中國半導體材料及設備產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會上發(fā)出的感慨。
趙超表示，我國裝備目前獲得了扎實的進步，高端裝備從無到有、群體突破，16種12英寸前道裝備、29種封測設備通過生產(chǎn)線考核進入批量銷售，例如中微半導體的銷售產(chǎn)品數(shù)目已經(jīng)達到幾百臺。高端設備的研發(fā)水平、規(guī)?；九c世界同步，雖然高端設備占比與國際尚有所欠缺，但是較快的發(fā)展速度正在逐漸減小差距。與去年相比，趙超表示，我國硅片銷售上升，拋光液等大規(guī)模工程進展快速，知識產(chǎn)權方面與IC相關發(fā)明專利達到43292項，其中重大專項專利23477件，占企業(yè)申請專利的54.23%。
對于未來，趙超表示“大躍進態(tài)勢”即將開啟。從2015年至今，我國逐步開始大規(guī)模擴產(chǎn)，所有宣布的300mm新廠，產(chǎn)能增加85萬片/月。2020年大陸總產(chǎn)能將達到125萬片/月。“我們正在一個新時代的門檻上面，智能化和5G通信時代的到來將為集成電路帶來巨大的增量。中國應該有一系列的解決方案，促進新產(chǎn)能融化在新增業(yè)務中，以此避免制造業(yè)動蕩。這對國外來說，價格上會引起變化，對國內來說，可以贏取自身發(fā)展。”趙超說。
對于驅動集成電路發(fā)展的新增產(chǎn)能，趙超認為，物聯(lián)網(wǎng)與消費應用將成為集成電路下一個驅動點，高速鐵路網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、智能電動車都會對我國市場發(fā)揮作用。隨著新勢能的崛起，緊扣產(chǎn)業(yè)鏈需求的發(fā)展戰(zhàn)略十分重要。“例如邳州的半導體產(chǎn)業(yè)，不論是布局招商還是企業(yè)培育，整體的發(fā)展戰(zhàn)略與產(chǎn)業(yè)鏈結合緊密。此外，邳州還培育了一批高科技初創(chuàng)企業(yè)，這些企業(yè)當中有一些已經(jīng)做出超前的研發(fā)解決方案。有很多成熟企業(yè)選在邳州開展新增業(yè)務。”趙超說。
工信部賽迪智庫集成電路研究所副所長林雨：
中國芯片進口額約是原油進口的1.6倍
1987年至2017年間，全球半導體市場約經(jīng)歷了5次周期性波動。2016年逐漸走出周期性低谷，2017年迎來新一輪的高速增長。工信部賽迪智庫集成電路研究所副所長林雨在2018中國半導體材料及設備產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會上分析，全球半導體市場呈現(xiàn)明顯的周期性特征，這種情況一方面是因為存儲芯片需求旺盛，產(chǎn)品價格大幅上漲；另一方面物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、AI等新市場、新應用拉動了下游需求。
林雨表示，對于產(chǎn)業(yè)內部市場，從結構上看，網(wǎng)絡通信、計算機和消費電子依然是國內集成電路占比最高的領域，三者占比之和超過75%。從增速上看，汽車電子和工業(yè)控制是增速最快的領域。“2016年我國集成電路行業(yè)得到快速發(fā)展，根據(jù)賽迪顧問最新數(shù)據(jù)，市場規(guī)模達到11985.9億元，同比增長8.7%，規(guī)模和增速均繼續(xù)領跑全球。”林雨說。
無疑，我國市場需求帶動了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。另一方面，林雨表示，我國內部市場國產(chǎn)替代需求空間巨大。根據(jù)海關總署數(shù)據(jù)，截至2017年10月底，我國集成電路進口金額已高達2071.97億美元，同比上漲14.5%。同期，中國原油進口額為1315.01億美元，中國芯片進口約是原油進口的1.6倍。對此，林雨表示，《“十三五”國家信息化規(guī)劃》明確提出，到2020年，核心技術自主創(chuàng)新實現(xiàn)系統(tǒng)性突破，信息領域核心技術設備自主創(chuàng)新能力全面增強。
“對于集成電路而言，設計環(huán)節(jié)絕大部分被國外廠商主導，所以在國產(chǎn)芯片替代上，我們應關注產(chǎn)業(yè)鏈中下游和配套環(huán)節(jié)企業(yè)。從替代維度考慮，看好制造、設備、材料、封測四個環(huán)節(jié)。”林雨說。
展望2018到2020年，林雨表示，物聯(lián)網(wǎng)、5G、AI、汽車電子、區(qū)塊鏈、智能制造六個話題將是推動全球半導體市場發(fā)展的主要驅動因素，也是我國推動電子信息產(chǎn)業(yè)向更高層級發(fā)展，從根本上解決芯片自主發(fā)展的關鍵切入要素。
對于供給側方面，林雨表示，封測領域自主研發(fā)與國內整合相促進將為主流。全球封測產(chǎn)業(yè)并購加劇，龍頭強者恒強。近四年全球前十廠商并購頻繁，通過并購梳理，可以看到封測產(chǎn)業(yè)并購有兩大特點：第一，中國大陸廠商為兼并收購的主角。封測產(chǎn)業(yè)是我國集成電路發(fā)展的“排頭兵”，從國家層面看，無論在政策還是資金上均大力扶持國內封測企業(yè)通過并購擴大規(guī)模獲得先進封裝技術。第二，龍頭相互之間合并。探其本質，集成電路封裝屬于規(guī)模經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)，當半導體產(chǎn)業(yè)進入成熟期時，龍頭之間競爭加劇，惟有相互整合，才具有經(jīng)濟效益。
“由于可選并購標的減少，海外審核趨嚴，預計中國未來通過并購取得先進封裝技術與市占率可能性減少，自主研發(fā)+國內整合將會成為主流。”林雨說。
中國電子科技集團公司第四十五研究所集團首席專家柳濱：
六大因素驅動集成電路設備發(fā)展
“我國集成電路年進口額近年來一直保持在2000億美元以上，嚴重依賴進口，市場供需關系嚴重失衡。”柳濱說。
從制造技術來看，我國集成電路與國際先進工藝相差2~3代，設備嚴重依賴進口，國產(chǎn)化面臨考驗。
目前，國際集成電路制造先進制造技術是14—10nm工藝節(jié)點，前端制造到達7nm工藝節(jié)點，2018年下半年將量產(chǎn)，5—3nm節(jié)點技術正在研發(fā)中。而國內方面，14nm制造技術預計2019年實現(xiàn)量產(chǎn)，與國際先進工藝存在代差。
柳濱指出，我國集成電路制造裝備與世界先進水平的差距，主要是由我國集成電路制造裝備現(xiàn)狀和固有發(fā)展特點所決定的。
半導體裝備具有技術門檻高、研發(fā)周期長、工藝線需要反復驗證的固有特點，牽扯學科眾多，投資回報周期長。設備公司要跨過研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化，需要國家、下游單位等多方面支持。
作為我國政府實施制造強國戰(zhàn)略的第一個十年行動綱領，《中國制造2025》對集成電路裝備國產(chǎn)化提出明確目標：在2020年之前，90—32納米工藝裝備國產(chǎn)化率達到50%，封測關鍵裝備國產(chǎn)化率達到50%；在2025年之前，20—14納米工藝裝備國產(chǎn)化率達到30%；到2030年，實現(xiàn)18英寸工藝設備、EUV光刻機、封測設備的國產(chǎn)化。
要踐行《中國制造2025》的發(fā)展目標，需明確驅動因素，從市場需求、安全保障、自主可控、產(chǎn)業(yè)鏈完整、使命責任、政策引導六個維度驅動行業(yè)發(fā)展。
在市場需求的驅動下，設備廠商開展超前研究，生產(chǎn)設備占到投資額度的60%~70%。技術、資本、知識累積與品牌競爭成為壟斷效應的形成要素。
除了技術原因與商業(yè)競爭，“人為后門”成為產(chǎn)品服務的安全隱患，安全保障成為裝備發(fā)展的驅動因素。柳濱指出，裝備的網(wǎng)絡化程度越高，越存在安全風險，未來IC智能制造有可能催生針對安全需求的產(chǎn)品服務。
要規(guī)避“受制于人”的風險，必須形成自主可控的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。柳濱強調，企業(yè)要在整線工藝、特色工藝、單項設備上尋求突破，減少對全球供應鏈的依賴。
設備是構建完整產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)。柳濱強調，半導體不但要有關鍵設備的支撐，更要有設備整合能力。同時，國家電子制造設備專業(yè)領域的企業(yè)應承擔發(fā)展半導體制造裝備產(chǎn)業(yè)的重任，實現(xiàn)完整的半導體制造裝備產(chǎn)業(yè)鏈，服務于我國半導體制造的需求。
在國家、行業(yè)、地方三級支持下，《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》、《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》都對集成電路設備做出部署，以14nm節(jié)點為目標，在裝備、工藝、封裝、材料等方面重點支持已經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)能力的企業(yè)。在《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》的指引下，已有30余種高端裝備研制成功，使我國擺脫了集成電路高端裝備基本空白的狀態(tài)，集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)得以建立和逐步完善，基本建立了55—28nm工藝段的集成電路制造體系和技術體系，催生了一些設備制造公司，吸引了一批國際國內資源向集成電路制造設備行業(yè)聚集。
“回想起2010年我們的裝備在全球占到4%，僅僅十年我們就翻了五倍。”柳濱說。他同時強調，《中國制造2025》的宏偉目標是機遇也是挑戰(zhàn)，中電科將以集成電路制造裝備為目標，形成28—14nm核心裝備局部成套及批量生產(chǎn)能力，突破7—5nm核心裝備技術，讓核心裝備進入國際采購清單。
中國電子專用設備工業(yè)協(xié)會秘書長金存忠：
2020年國產(chǎn)半導體設備銷售收入將達到150億元
“有人說，國產(chǎn)設備只占到全球半導體總量的2%，但在中國大陸的市場占有率為11%。2014年—2016年，35家企業(yè)年均增長率為18.9%，如果再算上去年的話，可能年均增長率要超過20%。”金存忠說。
2016年以來，半導體設備行業(yè)取得銷售、利潤雙增長。根據(jù)中國電子專用設備工業(yè)協(xié)會對國內35家主要半導體設備制造商統(tǒng)計，2016年半導體設備完成銷售收入57.33億元，同比增長21.5%；出口交貨值達7.84億元，同比增長18.4%；利潤總額為14.28億元，同比增長35.6%。
同時，半導體設備銷售向頭部集中，十強企業(yè)的銷售收入占總銷售收入的84.3%。金存忠指出，半導體設備主要集中在兩個地區(qū)。第一個市場在北京，以中電科和北方華創(chuàng)為主要生產(chǎn)商，以集成電路設備和LED設備為主要業(yè)務；第二個市場在上海，以中微半導體、上海微電子等公司為主要生產(chǎn)商，半導體關鍵設備、關鍵零部件、機器人形成了新的增長點。
高端集成電路、太陽能電池片、高亮度LED芯片等關鍵領域，在2016年取得突破。
在高端集成電路領域，中芯國際北京廠使用國產(chǎn)集成電路晶圓設備加工的12英寸正式產(chǎn)品晶圓突破1000萬片次，標志著集成電路國產(chǎn)設備在市場化大生產(chǎn)中得到充分驗證。北方華創(chuàng)、中微半導體等6家企業(yè)的12英寸國產(chǎn)晶圓制造設備實現(xiàn)銷售，12英寸晶圓先進封裝、測試生產(chǎn)線設備實現(xiàn)國產(chǎn)化，生產(chǎn)線設備國產(chǎn)化率可達到70%以上。國產(chǎn)高端集成電路設備技術和市場競爭力邁上新臺階。
在太陽能電池片領域，生產(chǎn)設備國產(chǎn)化率達到90%以上，同時智能化、自動化的太陽能電池新設備成功進入太陽能電池片生產(chǎn)線，成為太陽能電池片生產(chǎn)企業(yè)改擴建生產(chǎn)線的首選，并實現(xiàn)批量出口。
在高亮度LED芯片領域，生產(chǎn)線關鍵設備實現(xiàn)國產(chǎn)化，并在國內大型LED生產(chǎn)企業(yè)主流生產(chǎn)線上得到驗證使用，為國產(chǎn)LED生產(chǎn)線設備產(chǎn)業(yè)化打下了堅實基礎。但也應看到，在半導體的銷售收入中，LED設備是負增長。金存忠指出，LED市場在2016年處于低潮，2017年“瘋長”態(tài)勢未必能持續(xù)到今年，需要綜合考慮市場變化。
據(jù)中國海關信息網(wǎng)統(tǒng)計，2017年中國大陸主要半導體設備進口總額達到54.83億美元，同比增長13.8%。預計2017年國產(chǎn)半導體設備銷售收入將達到76億人民幣以上，同比增長32%以上。
經(jīng)過主流生產(chǎn)線驗證的45—28納米的國產(chǎn)集成電路設備將迎來快速發(fā)展機遇。在新建12英寸集成電路晶圓生產(chǎn)線的推動下，國產(chǎn)集成電路設備銷售收入預計達到32.4億元，同比增長15%。
國產(chǎn)LED生產(chǎn)設備呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢。由于國產(chǎn)LED生產(chǎn)線關鍵設備2016年已經(jīng)被多家主流生產(chǎn)企業(yè)驗證使用，又經(jīng)歷了產(chǎn)能擴張和舊設備淘汰。2017年，國產(chǎn)LED生產(chǎn)設備呈現(xiàn)快速增長，上半年國產(chǎn)LED設備銷售收入已經(jīng)超過2016年全年國產(chǎn)LED設備的銷售收入，預計2017年LED設備銷售將翻一番以上，同比增長超過130%。
太陽能電池設備將增長30%左右。2017年中國光伏行業(yè)在領跑者和分布式光伏迅速崛起的推動下，電池片產(chǎn)量達到68GW，同比增長33.3%。太陽能電池生產(chǎn)線已被智能化、全自動化的國產(chǎn)太陽能電池生產(chǎn)線設備替代，2017年預計增長30%以上。
未來三年，國產(chǎn)半導體設備銷售年均增長率將在25%左右。到2020年，國產(chǎn)半導體設備銷售收入將達到150億元，市場占有率將達到20%左右。
在新建集成電路生產(chǎn)線的推動下，2018—2020年國產(chǎn)集成電路設備，年均增長率將超過15%，到2020年銷售額將達到50億元左右。
據(jù)不完全統(tǒng)計，2018年—2020年中國大陸要建成5座12英寸晶圓生產(chǎn)廠，總投資將超過3000億元，2018年開始有望迎來“裝機大戰(zhàn)”。預計到2018年，臺積電南京廠月產(chǎn)16納米制程2萬片，福建省晉華（9月起）月產(chǎn)6萬片，中芯國際北方、上海新建月產(chǎn)7萬片，上海華力新建28—14納米制程月產(chǎn)4萬片。到2020年，武漢新芯預計實現(xiàn)月產(chǎn)能30萬片。
在太陽能電池領域，未來三年國產(chǎn)太陽能電池設備年均增長率將超過30%，到2020年銷售額將達到70億元左右。
2018年開始，隨著次毫米發(fā)光二極體（MiniLED）邁入量產(chǎn)，國產(chǎn)LED設備將迎來發(fā)展新機遇。預計2018—2020年國產(chǎn)LED設備年均增長率將保持在40%左右，銷售額將在2020年達到30億元。（記者 張心怡 顧鴻儒）
轉自：中國電子報
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