中国“芯”局部崛起 应用是关键

2019-05-23来源: 第一财经关键字:中国半导体

“没有核心技术万万不能”,发展半导体芯片产业是中国科技真正崛起的必经之路,华为事件让大家再次意识到这一形势的严峻性。5月17日凌晨,美国商务部工业和安全局(BIS)把华为列入“实体名单”,随后紧张的情绪在全球产业链蔓延。


半导体产业是新一代信息技术产业发展的核心。去年,美国商务部禁止该国企业向中兴出售敏感产品,被扼住咽喉的中兴业务遭受重创,中兴通讯原董事长殷一民直言,“美国的禁令可能导致中兴通讯进入休克状态。”


此次华为事件再次给中国半导体产业敲响警钟,近年我国大力发展半导体产业,但“受制于人”的局面仍然困扰着中国的半导体以及整机企业。



局部崛起


芯片垂直产业链包括设计、制造和封测。在设计和封测领域,中国与美国等先进企业差距已经逐步缩小。


中国是世界上最大的集成电路市场,占全球份额一半以上。根据中国半导体行业协会统计,2018年中国集成电路产业销售收入达6532亿元,同比增长20.7%。


但在这一全球最大的集成电路市场,主要的产品却严重依赖进口。2013年以来,中国每年需要进口超过2000亿美元的芯片,而且连续多年位居单品进口第一位,2018年更是首次超过了3000亿美元,而集成电路的出口金额仅为846.4亿美元。


在一系列政策和大基金的支持下,我国集成电路行业局部崛起。SEMI全球副总裁、中国区总裁居龙告诉记者,以成就来讲,“芯片设计的销售每年都在以两位数以上的速度增长,在封装测试方面也做得不错,进入了全球的前三。以制造来讲,我们有中芯国际。而且这些成功的轨迹,都不是以一种土法炼钢的方法,有国际的合作,有国际人才回来。”


根据国盛证券提供的信息,存储方面,国内包括合肥长鑫、长江存储等陆续在推进产品;从FPGA(现场可编程门阵列)来看,产品迭代比较快,有紫光同创、安路信息;模拟芯片及传感器方面有韦尔股份+豪威科技、圣邦股份和矽立杰;功率半导体有闻泰科技、士兰微和扬杰科技;代工及封测有中芯国际、长电科技、华天科技和通富微电等。


“如果我们从2018年下半年看到整个国产化替代的情况,很多都是零;如果到今年年底,至少会提到个位数,今年下半年导入速度会相当快。同时大基金也在密集推进,已经看到国内一些部分在突破了。”国盛证券研究所所长助理、电子行业首席分析师郑震湘指出。


2014年6月,国务院颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》,将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度。且明确提出,到2020年,集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小,全行业销售收入年均增速超过20%,企业可持续发展能力大幅增强。


大基金一期募集资金1387亿元,二期基金募集资金为2000亿元左右,重点投向芯片制造以及设备材料、芯片设计、封装测试等产业链各环节。


这种“集体作战”的模式在业内看来确实也是一种探索市场的路径,国内如海思、展锐的局部崛起,正在带领国产手机走出芯片依赖进口的困境。


中科院微电子所所长叶甜春表示,如果把集成电路产业比作金字塔,过去中国连底座都不全,如今高度虽然还和发达国家有差距,但底座已经建立起来,形成了集团军,整个产业有自身发展的能力和后劲。


通信芯片是目前中国离高端技术距离最近的地方。“2G是看着别人做,3G跟着别人做,4G齐头并进,5G我们中国要领先,而5G的设备商在华为、中兴的带领下,的的确确走向了全球,并起到了引领作用。”一芯片从业者告诉记者。


不过,投资过于集中容易形成恶性竞争。以芯片设计行业为例,2018年全国共有1698家设计企业。在芯片设计公司“遍地开花”背后,却隐藏着“整体实力不强”的尴尬,和美国头部芯片企业超过80%的份额相比,2018年我国前十大集成电路设计企业的销售额占全行业销售总和的比例仅为40.21%。


芯片制造方面,各地也争相上马相关项目,如果缺乏有效的统筹,可能会形成恶性竞争和产能过剩。



半导体设备和材料:重要却被忽视


芯片被誉为电子信息产业皇冠上的明珠,而半导体设备光刻机被称为芯片工业皇冠上的明珠。


集成电路产业不仅覆盖设计、制造、封测上下产业链,还有EDA软件、设备和材料等产业。


目前中国半导体产业的落后是系统性的。芯谋研究首席分析师顾文军此前对第一财经记者称,中国半导体产业几乎所有的设备、材料都依赖进口,FPGA、存储器全部进口,而中国能做的产品也落后很多。


“集成电路领域最大的差距在于EDA和设备,这些才是集成电路自主可控的终极追求。”太平洋电子首席分析师刘翔在一份研报中指出。


EDA(电子设计自动化)软件由美国Cadence、Mentor和Synopsys三大公司垄断。利用EDA工具,工程师将芯片的电路设计、性能分析、设计出IC版图的整个过程交由计算机自动处理完成。而中国企业在整个市场上微不足道,而国内从高校到大公司再到创业公司,都在使用这三家的产品,国内从事该领域的企业主要只做针对一些特殊方向的设计工具。


一国内EDA厂商人士告诉记者,目前市场战略只能是以点突破,不可能一下子全部替代。


半导体设备市场也呈现高垄断状态,且垄断性逐年提升。赛迪顾问数据显示,从2014年到2018年,全球半导体设备供应商TOP10市占率从78.6%上升到81.0%,主要是日本和美国的企业。中国的设备企业想要进入分一杯羹,挑战非常大,但是一旦国外设备商断供,将会带来巨大隐患。


与半导体其他领域类似,中国半导体设备需求大,但自给率低。在全国各地新建产线的推动下,2018年中国半导体设备需求激增,市场规模达128.2亿美元,同比增长47.1%,是全球设备产业增长速度的近5倍,但是国产设备的自给率只有12%。


“半导体设备需要我们给予更大的关注。”赛迪顾问股份有限公司副总裁李珂在2019年世界半导体大会上这样呼吁。


光刻机是晶圆制造最核心的设备,全球最大光刻机厂商ASML占据了八成以上的份额。ASML也是全球最先进极紫外光刻机(EUV)的唯一供应商,一台EUV售价上亿美元,而我国最大晶圆代工企业中芯国际2018年净利润7721万美元。


“目前ASML最先进的EUV光刻机投入三星、台积电的7nm(纳米)工艺,国内最好的上海微电子光刻机还停留在90nm量产水平,尚未进行实质性量产。”赛迪顾问产业大脑集成电路首席分析师李丹提到。


没有设备,晶圆厂开不起来;没有材料,晶圆厂运行不起来。在材料方面,通过一定的政策支持以后,国产半导体材料实现了从零到一的跨越。2008年,我国8英寸和12英寸半导体制造所需材料几乎全部依赖于进口,到2014年包括CMP抛光液、靶材等都实现了一定程度的国产化。



以应用带动产业


“中国的集成电路产业要发展,一定是以应用为牵头带动我们的底层才行。”华进半导体封装先导技术研发中心有限公司董事长、中国半导体行业协会副理事长于燮康在2019年世界半导体大会上指出。


不少业内人士都表示,电子产品只有进入应用不断迭代才能不断提高。“国内电子产业链各个环节中,终端应用已经具有全球竞争力。国内终端应用厂商更应该给予国内芯片厂商更多的机会、更多的信赖、更大的容忍度。这是一个看似牺牲短期利益,却顾全长期发展的做法。很欣慰的是,经过中兴事件之后,国内众多终端厂商开始积极国产替代。”刘翔指出。


而自中兴事件后,国产芯片厂商也迎来了新机遇。“这两年明显感觉到我们的整机厂对国产的东西都感兴趣了,主动跟你接触了,以前我们芯片厂家要去接近他们实际业务部门的人都很难,要通过各种关系,现在他们主动来找我们。”于燮康告诉第一财经记者。


国内一EDA厂商也表示,中兴事件之后各个客户与其合作态度有较大改变。


在一定程度上,美国的举措对国内芯片企业是一大利好。“你看辛辛苦苦做出来,别说打入到戴尔、苹果,你连华为、联想、海尔都打不进去,你说中国芯片行业发展有多累?以前我们如果想让中兴、华为去测我们的芯片,他们动力不足。因为国产芯片没便宜多少,性能不见得比别人好,从他们确保供应链安全的角度来说,很难加速国产替代。现在至少给我们本土的企业敞开一扇大门。”一位业内人士告诉记者。


根据华为曾经披露的供应商名单,去年核心供应商名单共有92家,美国供应商占最多,达33家,占比约36%。其次为中国,有24家,比例为27%。按产品类别划分,华为对美国的集成电路、软件、光通讯等厂商依赖度颇高。比如美国光纤通信零件制造商NeoPhotonic接近一半的收入来自于华为,在另一家美国光学元件供应商LumentumHoldings中,华为是仅次于苹果的第二大客户。


不过,一味推崇国产化替代并不能解决目前中国半导体芯片发展的困境。居龙认为,一方面要降低对外依存度,但另一方面,国际合作也是必需的。


“因为我们毕竟在这些技术领域差距太大,比如说现在7nm

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