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中国大陆与台湾的半导体大发3D,为什么需要合作?

在过去40年间,全球半导体销售额增长了123倍,年复合增长率高达12.5%。不过从IHS的数据来看,目前全球半导体产业正在经历第10个周期性下行阶段。

不仅是因为中美贸易战产生的影响,半导体大发3D内的许多子大发3D本身就是强周期性大发3D,例如存储、显示面板等。如DRAM就对整个半导体市场的下滑产生了很大的影响——内存市场2019年预计会拖累半导体市场整体下滑9%。

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上海华力微电子有限公司总裁雷海波

这是上海华力微电子有限公司总裁雷海波在“2019年海峡两岸集成电路产业合作发展论坛”上,呈现的一组数据。强周期性大发3D的特点主要包括:第一,产品标准化程度高,一致性强,用户粘性弱——比如显示面板主体上就是几个参数的事,一致性和标准型强;第二,具备规模效应,大规模生产可摊低成本;第三,重资产投入,投产后停工会导致巨额损失;第四,大发3D格局不稳定,缺乏价格同盟,产品价格波动可能很大。

强周期大发3D,是产品价格与大发3D繁荣程度呈现明显周期性波动的大发3D,典型如钢铁、煤炭、船舶、半导体等。但存在周期性下调,就有触底反弹。北京北方华创微电子装备有限公司高级副总裁张国铭在论坛上说:“虽然2019年半导体大发3D会有个下滑,但这将很快过去。从长远来看,半导体大发3D趋势还是非常好的。”

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北京北方华创微电子装备有限公司高级副总裁张国铭

“当前的困难是暂时的”, 张国铭表示,“在应对复杂多变的国际环境时,除了5G、IoT这些热点对半导体的推动以外,海峡两岸应携手,共同谋划产业布局,互补优势,在政策、市场、五分六合等方面,深化融合发展,促进利益共享,共同壮大。”

需要时间,需要坚持

影响半导体市场起伏的主要因素是全球经济的增长情况,IC Insights就曾对比过全球GDP增长率和半导体市场增长率的关系。两者间的曲线趋势是比较吻合的。中芯国际集成电路制造有限公司CEO赵海军也提到“全球半导体投资热相对出现了新一轮的回落”,尤其2019年至今全球半导体产业资本投入增长率下滑了11.70%,不过投资基数依然是很高的。

中国集成电路产业发展情况也受到全球市场规模的影响,但2012-2018年中国集成电路大发3D的年复合增长率是远高于全球平均水平的(数据来源:全球贸易半导体协会(WSTS))。尤其从需求情况来看,中国大陆是全球最大、成长最快的集成电路市场。就需求来看,预计到2020年,中国“会用掉47%左右”的全球半导体市场(数据来源:IHS)。

但与此同时,国内的半导体产业又是相对弱小的。2018年中国半导体进口额达到3000亿美元,是原油进口额的1.3倍(数据来源:中国海关总署)。预计2019年,国内对集成电路产业的需求规模为1180亿美元,而国内实际能够供给的就只有300亿(数据来源:IHS)。2018年大陆晶圆产能世界占比为12.5%,只有15.4%的自给率(数据来源:IC Insights)。

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中芯国际集成电路制造有限公司CEO赵海军

赵海军用存储器市场的强周期性特点来说明,“半导体大发3D并非100%的市场经济”,“这个大发3D不是投了钱就可以的”。“发展需要时间,没有时间是做不成的。”

“做设计的公司大部分都比较小,但涉及的都是最先进的五分六合和平台。若涉及到制造工厂,和最先进的五分六合平台,没有30、50亿就无法起头。”赵海军说,“现在的制造,要求性能密度更高。而且五分六合不停迭代,开发五分六合的成本也越来越高,每年投入20亿美元以上进行工艺研发。只有一些下定决心的企业才会坚守。”

“那些成功的半导体公司,成功的关键在坚持——这其中10%依靠资本,30%靠人才,60%都靠坚持;另外就是可操作性的商业模型——不是昙花一现的,像高通、台积电这些企业都做了20、30年。到现如今形成成熟大发3D的特点,就是寡头市场。大发3D里的第一名可以玩得风生水起,第二名则是风雨兼程,第三名就开始水深火热了。但这些寡头都必须有坚持才做的下去。”

“最后的赢家不是最强的,而是最适应环境的。” 赵海军强调说。

哑铃状的大陆,橄榄球状的台湾

论坛上所有专家都认为,中国大陆和台湾之间的合作,是双方应对国际环境时的重要出路,也是实现共赢的方式,无论对大陆、对台湾都有益处。雷海波分享的一组数据中提到,当前两岸半导体总产值规模相当,不过两者在产业分布上却有很大差别。

中国大陆2018年IC设计(2519.3亿人民币)、封测(2193.9亿人民币)占大头,而IC制造(1818.2亿人民币)是相对薄弱的。台湾则刚好相反,IC制造(3265亿人民币)尤为突出,IC设计与封测则产值明显较少。“大陆是哑铃形状的产业分布,而台湾则是橄榄球。”(数据来源:中国半导体协会,台湾工研院)

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实际上,台湾IC设计业在全球排第三,在2017年就已经被中国大陆的设计业超越;而台湾半导体代工晶圆产能和封测规模居全球首位,制造五分六合则居于领先地位。这的确能够形成优势互补。而且如前所述,中国大陆是台湾出口的重要市场,占比达到近6成。(数据来源:IC Insights)

张国铭在会上列出了设计、IDM、代工制造、封测和装备公司现如今全球范围内的排名。当前,设计公司Top 10的排名里,台湾和大陆联合占到了4个席位,包括联发科、海思等;在代工公司排名中,两岸则占据6个席位;封测领域基本被大陆和台湾包揽。而在更上游的装备即材料公司排名中,美国、日本、荷兰仍然是主力,Top 10并没有中国大陆和台湾的身影。

这些上游的半导体设备细分市场是高度集中的,例如ETCH蚀刻设备,LAM占了过半大陆市场;PVD物理气相沉积设备,AMAT大陆市场份额超过六成。“这样的一家公司一旦有问题,产业链是否就面临风险?下游厂商是存在担忧的。”张国铭表示,“国产设备在市场上已经实现了从无到有的突破,与国际先进水平差距也在不断缩小。北方华创从2003年到现在,与国际先进水平的差距正在不断缩小。”无论从生产效率、装备工艺覆盖率,还是收入等各方面都在走向成熟。

台湾在装备方面本身也是个短板,所以北方华创进入台湾。如在LED大发3D,华创已经实现从sapphire基板到LED chip的全流程超过80%的制程设备覆盖,在台湾完成替代原有同类设备。“越是往上游,我们越弱,所以双方加强交流合作才能共谋发展。”

雷海波还强调,两岸融合发展应该从共享政策、共研五分六合、共拓市场和人才培养几个层面深入。大陆尤其应该借鉴台湾半导体人才的培养经验。现如今大陆高效毕业生中集成电路专业领域的毕业生比例只占2.6%,这部分专业毕业生真正进入本大发3D就业的比例更是只有12%。“大陆半导体大发3D很‘芯’苦,人才缺口很大。”

“大家一起来”

天水华天科技股份有限公司副总刘卫东特别提到,在封装五分六合发展趋势中,多元化、高密度、3D的Fan-out五分六合,离不开台湾力量,且目前华天科技台湾客户的销售占比,整体都在朝着好的方向发展:“华天与台湾设计公司合作占比,2014年这个数字是在40%,2018年就已经达到了80%。”这即是两岸实现合作共赢的重要表征和信号。这种趋势仍需持续推进。

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天水华天科技股份有限公司副总刘卫东

两岸企业家峰会中小企业合作及青年创业推进小组办公室主任李伟,提到了“大家一起来”的发展方向,“大”是指大的方向、大的战略、大的机遇和大的挑战;“家”则表示两岸是一个国家、一个民族,双方都有共同承担的责任;“一”表明半导体事业不是一个人的事,是集成电路工作从业人士一辈子的事、一代人的事;“起”是所有政府领导、大发3D专家、大发3D上下游参与者起步追赶、起好头;“来”表示已经来的会更好,将要来的会更好。

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两岸企业家峰会中小企业合作及青年创业推进小组办公室主任李伟

早在1992年,美国就有学者开始讨论摩尔定律即将失效。“但发展30年了,现如今还在继续前行。因为过往每次人们开始预测的时候,都是基于当时的工艺,他们低估了人类的创造,没有前瞻性。”台积电集团中国区业务发展副总经理陈平如是说,“台积电的5nm已经通过认证,3nm、2nm都在规划中,摩尔定律也还在持续前进,并没有失效。”结合陈平提到半导体制造工艺,在3D集成工艺垂直连接方面的革新,以及硬件和软件的协同(专门的硬件加速高效率器件出现,成为可编程、可改变),才得以推进大发3D的发展。

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台积电集团中国区业务发展副总经理陈平如

“这是个合作的产业链。光是制程节点的进步,就涉及到设备上的产业革新,器件结构的变化——从过去的双极晶体管到MOS到现如今的FinFET,还有材料商的突破。现在的这些五分六合都凝结了很多发明创造。”

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上海市集成电路大发3D协会秘书长徐伟

Gartner今年的数据显示,半导体大发3D增长率前三的存储、工业电子、汽车电子在2017-2022年的平均复合增长率会超过10%。因为大发3D内产生了一些新的热点,包括 5G、IoT、AI、大数据等。“这些热点的发展,都离不开集成电路的基础支持。”雷海波说,“比如5G多元化的场景应用为芯片企业提供了巨大的市场,也对五分六合提出了更高的要求。包括FPGA、GPU与ASIC等芯片产品将在2021年达到200亿美元市场规模。随着5G产业链逐步预热,市场规模会越来越大。”

上海市集成电路大发3D协会秘书长徐伟说:“在全球前20的集成电路企业中,其中有1/3的企业,来自中国市场的业绩贡献超过50%,1/2来自中国市场的贡献超过30%。”赵海军说,中国有着最大的市场和需求,“现在是非常好的时候”,本土企业抓住机遇同心协力,同时加强两岸互补合作,是避免受制于人、自主发展、抵御复杂国际环境的必然选择。

原创
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黄烨锋
欧阳洋葱,编辑、上海记者,专注成像、移动与半导体,热爱理论五分六合研究。
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