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國產芯片認知的5大誤區

本文來自方正證券研究所2021年6月13日發布的報告《國產芯片認知的五大誤區》。

由于集成電路產業鏈極其復雜,因而對半導體產業鏈有很多認知誤區,本文集中回答了最常見國產芯片五大誤區:

一、有了光刻機就能造芯片?

其實光刻只是半導體前道7大工藝環節(光刻、刻蝕、沉積、離子注入、清洗、氧化、檢測)中的一個環節,雖然是最重要的環節之一,但是離開了其他6個環節中的任何一個都不行。

集成電路的制造工藝分為“三大”+“四小”工藝:

三大(75%):光刻、刻蝕、沉積;

四。25%):清洗、氧化、檢測、離子注入。

一般情況下光刻占整條產線設備投資的30%,與刻蝕機(25%)、PVD/CVD/ALD(25%)并列成為最重要的三大前道設備之一,所以并不是有了光刻機就能造芯片,光刻只是芯片制造工藝流程的中的一個,還需要其他6大前道工藝設備的支撐,其重要程度與光刻機同等重要。

二、中國最緊迫的是造出光刻機?

其實目前中國并不缺光刻機,缺的是其他6大類被美國廠商把持的工藝設備(沉積、刻蝕、離子注入、清洗、氧化、檢測)。

光刻機大致分為兩類:

1、DUV深紫外線光刻機:可以制備0.13um到7nm芯片;

2、EUV極紫外線光刻機:適合7nm到3nm以下芯片。

目前情況下DUV光刻機并不限制中國,還在正常供應,因為供應商重要來自于歐洲荷蘭的ASML以及日本Nikon、佳能,并不直接受美國禁令,但EUV目前并未買到。

在前序報告里提到,我們認為中國半導體未來將從全部外循環,轉向外循環+內循環的雙循環架構,基于半導體是全球化深度分工的現實,外循環也就是團結非美系設備商依舊是重點和現實的選擇。目前前道設備格局是:

1、光刻機:由歐洲ASML和日本Nikon和Canon壟斷;

2、刻蝕、沉積、離子注入、清洗、氧化、檢測設備:由美國和日本壟斷,其中檢測設備由美系的KLA深度壟斷。

所以現在中國半導體擴產大背景下的內外雙循環的當務之急是依靠國產和聯合歐洲、日本去替代美國把持的非光刻設備,所以,與絕大多數人理解的不同,中國半導體制造并不缺光刻機。

三、“自研”就能解決芯片缺口?

其實目前大多數“自研”不僅不能解決目前的芯片缺口,反倒會加劇芯片短缺。

因為所謂的各大互聯網公司/車廠/手機廠商的“自研”芯片,其實只是芯片的設計環節,是芯片制造工藝的一個步驟,與我們所缺的芯片成品差了最為關鍵的芯片制造,F在全球缺芯,缺的不是芯片設計,而是最為核心重要的芯片制造。

現在全民自研芯片,會加大晶圓廠的流片訂單,會持續加大芯片代工產能供需缺口。所以未來解決芯片缺口只能靠Fab制造廠(中芯、華虹)、IDM廠(華潤微、長存、長鑫),而不是靠“自研”(芯片設計)。

相對來說,芯片設計門檻相對較低,啟動快,見效快,商業模式與軟件開發類似,中國在諸多芯片設計fabless領域都已經全球領先,以華為海思為例,在被限制芯片代工之前,海思的各類芯片設計實力已經是全球前二。

所以現在更需要支持的是芯片制造領域,而不是芯片設計(自研),如果沒有穩固的fab代工廠的支撐,fabless也不過是空中樓閣海市蜃樓。

四、目前中國只缺高端芯片?

當下其實中國缺的更多的反倒是成熟工藝,8寸比12寸緊缺,12寸的90/55nm比7/5nm緊缺。

成熟/先進工藝都很重要,缺一不可,一臺手機里面除了AP和DRAM外,其他絕大多數芯片都是成熟工藝。電車需要的芯片,特別是功率半導體芯片/MCU芯片都是成熟12寸或是8寸。

對于中國來說,不僅在先進工藝7/5/3nm與臺積電差距巨大,更大的差距體現在成熟工藝的產能。以等效8英寸產能計算,中芯國際的產能也就只有臺積電的10%~15%,差距依舊巨大,根本無法滿足國內的需求。

特別是國內的芯片設計上市公司,絕大多數都在成熟工藝節點,但是根本沒有本土配套的成熟代工產能與其配套;

韋爾股份的CIS/PMIC/Driver、兆易創新的NOR和MCU、匯頂科技的指紋識別、圣邦股份的模擬IC、卓勝微的射頻等芯片都在12寸的成熟工藝(90~45nm),而不是所謂的14/10/7/5nm先進工藝。更為重要的是,當下需求量最大的電車和光伏逆變器/MCU/功率芯片都是在8寸成熟產能上完成,這也是目前最缺的板塊,稀缺程度超過所謂的“先進”芯片。

所以,現在的當務之急反倒不是7/5/3nm,而是先做好成熟工藝。

五、中國要獨立建成自己的半導體工業體系?

其實半導體是一個深度全球化的行業,沒有任何一個國家能夠實現完全“國產化”。

目前的半導體全球布局是:

半導體設備:美國為主、歐洲日本為輔;

半導體材料:日本為主,美國歐洲為輔;

芯片代工:中國臺灣省為主,韓國為輔;

存儲芯片:韓國為主、美國日本為輔;

芯片設計:美國為主,中國大陸為輔;

芯片封測:中國臺灣省為主,中國大陸為輔;

EDA/IP:美國為主,歐洲為輔。

所以,我們可以看到全球沒有哪一個國家能夠覆蓋半導體的全產業鏈,所以全球化合作依舊是行業主流。

但是,由于中美的科技摩擦,對于中國來說,必須要進行雙循環。也就是從之前的外循環為主、內循環為輔,改變成現在的外循環為輔、內循環為主。

所以,面對美國對中國的條件約束,當務之急就是針對美國的強勢領域進行替代,并盡最大努力對美國之外的(歐洲、日本等)繼續進行外循環。

目前美國把持的核心技術集中體現在除光刻機之外的半導體設備(PVD、檢測、CVD、刻蝕機、清洗機、離子注入、氧化、外延、退火),另外就是EDA開發軟件。

風險提示:中美貿易摩擦加劇、地緣政治加劇的風險;國產替代不及預期的風險;半導體下游需求不及預期的風險。

前序報告:《中國半導體走向何方?》《認知華為的三個階段》《國產設備的格局》《分析師眼里的半導體變局》

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯系舉報。

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