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中國(guó)芯的危與機(jī)

2020-08-12 13:45 愛(ài)集微

導(dǎo)讀:即使擁有全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)和應(yīng)用市場(chǎng),我們更應(yīng)該清醒地審視自身發(fā)展和不足之處。

2018年10月29日福建晉華被美國(guó)列入出口管制實(shí)體清單,宣布限制向晉華出口半導(dǎo)體制造設(shè)備等美國(guó)產(chǎn)品,此事件被視為美國(guó)開(kāi)始全力打壓中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的開(kāi)端;2020年8月7日,華為余承東悲情宣布,海思麒麟高端芯片在9月15日之后無(wú)法制造,將成為絕唱。

按照計(jì)劃,中國(guó)目標(biāo)在2025年達(dá)到半導(dǎo)體自給率70%。然而一張接一張的禁令一次次地提醒我們落后就要挨打,不到兩年的時(shí)間里,美國(guó)對(duì)以華為為代表的中國(guó)高科技企業(yè)進(jìn)行“絞殺”,對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)步步緊逼,更使中國(guó)堅(jiān)定無(wú)論如何也要攻克先進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)難題的決心。在可以預(yù)見(jiàn)的長(zhǎng)期復(fù)雜國(guó)際形勢(shì)下,即使擁有全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)和應(yīng)用市場(chǎng),我們更應(yīng)該清醒地審視自身發(fā)展和不足之處。

中國(guó)大陸IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

增長(zhǎng)速度下滑:

WSTS最新統(tǒng)計(jì)顯示,2019年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)為4123億美元,中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模占全球比重上升為34.97%,已經(jīng)是全球最大和貿(mào)易最活躍的半導(dǎo)體市場(chǎng)。臺(tái)灣工研院國(guó)際策略發(fā)展所指出,2018~2019年受中美貿(mào)易戰(zhàn)影響及智能手機(jī)、PC需求增長(zhǎng)減緩,影響全球半導(dǎo)體市場(chǎng),而中國(guó)大陸為全球半導(dǎo)體市場(chǎng)成長(zhǎng)主要?jiǎng)恿Γ艿饺蚴袌?chǎng)環(huán)境影響,故成長(zhǎng)有所趨緩。2019年中國(guó)大陸IC產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為7609億人民幣,年增長(zhǎng)率16.1%,相比2018年這一數(shù)據(jù)為20.9%,而今年預(yù)計(jì)將進(jìn)一步下滑至14.1%。

IC設(shè)計(jì)業(yè)比重取得突破:

芯片設(shè)計(jì)行業(yè)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中最具發(fā)展活力的領(lǐng)域之一,近年來(lái),中國(guó)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)在提升自給率、政策支持、規(guī)格升級(jí)與創(chuàng)新應(yīng)用等要素的驅(qū)動(dòng)下,保持高速成長(zhǎng)的趨勢(shì)。數(shù)據(jù)顯示,芯片設(shè)計(jì)業(yè)銷售收入從2015年的1325億元增長(zhǎng)到2019年的2947.7億元。預(yù)計(jì)2020年,中國(guó)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將突破3500億元。

過(guò)去IC封測(cè)產(chǎn)業(yè)在大陸IC產(chǎn)業(yè)比重是最高的,2012年達(dá)到最高點(diǎn)的48%。2016年起,IC設(shè)計(jì)業(yè)比重(當(dāng)年為37.9%)首次超越封測(cè)業(yè)(36.1%),2019年突破40%,占比達(dá)40.5%。

2019年大陸十大IC設(shè)計(jì)公司發(fā)展?fàn)顩r

根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù),2019年大陸十大IC設(shè)計(jì)公司依次為海思、紫光集團(tuán)、豪威科技、比特大陸、中興微電子、華大集成電路、南瑞智芯微電子(Nari Smart Chip)、ISSI、兆易創(chuàng)新、大唐半導(dǎo)體。其中,僅有海思(22%)、 豪威(18%)、北京兆易創(chuàng)新(39%)三家公司實(shí)現(xiàn)了增長(zhǎng)而且是兩位數(shù)增長(zhǎng),其余公司與2018年相比都有不同程度的下滑。

豪威:

2019年全球智能手機(jī)市場(chǎng)萎縮,使得各手機(jī)品牌廠都推出人像、夜拍與變焦能力等多樣功能來(lái)刺激消費(fèi)者購(gòu)買換機(jī)。盡管2020年受到疫情與市場(chǎng)飽和影響,智能手機(jī)需求可能將呈現(xiàn)負(fù)成長(zhǎng),但手機(jī)搭載雙鏡頭或三鏡頭的趨勢(shì)仍持續(xù)發(fā)酵,手機(jī)搭載的CIS數(shù)量也將持續(xù)增加,支撐CIS產(chǎn)業(yè)未來(lái)持續(xù)成長(zhǎng)。

作為全球第三大CIS供應(yīng)商,豪威CIS產(chǎn)品營(yíng)收占據(jù)其業(yè)務(wù)比重超過(guò)九成,得益于去年下半年以來(lái)CIS的缺貨漲價(jià)潮,豪威2019年?duì)I收也得到了大幅增長(zhǎng)。

兆易創(chuàng)新:

兆易創(chuàng)新業(yè)務(wù)布局包括存儲(chǔ)芯片(NOR Flash、NAND Flash)、MCU、傳感器三部分,2019年?duì)I收占比分別為80%、14%、6%(傳感器及其他)。

2019年兆易創(chuàng)新收購(gòu)大陸市場(chǎng)領(lǐng)先的電容觸控芯片和指紋識(shí)別芯片供應(yīng)商思立微100%股權(quán),積極推進(jìn)與思立微的整合,在光學(xué)指紋傳感器方面,積極優(yōu)化透鏡式光學(xué)指紋產(chǎn)品,并推出了LCD屏下光學(xué)指紋、超小封裝透鏡式光學(xué)指紋產(chǎn)品、超薄光學(xué)指紋產(chǎn)品、大面積TFT光學(xué)指紋產(chǎn)品等。

兆易創(chuàng)新2019年?duì)I收實(shí)現(xiàn)39%的大幅增長(zhǎng),一方面得益于市場(chǎng)需求增加,公司不斷拓展新客戶、新市場(chǎng),導(dǎo)入新產(chǎn)品,優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),2019年存儲(chǔ)片銷售增加約7.17億人民幣,MCU 2019年收入較2018年增加約3920萬(wàn)元人民幣。此外,完成并購(gòu)思立微,后者收入貢獻(xiàn)了2.03億人民幣。

在先進(jìn)工藝的IC設(shè)計(jì)方面,海思和紫光展銳都走在了行業(yè)前列。

海思2019年發(fā)布高端應(yīng)用處理器麒麟990 5G,當(dāng)時(shí)為全球第一款成功整合的5G基帶SoC,搭載在華為手機(jī)Mate30系列上。麒麟990采用臺(tái)積電的7納米EUV制程。今年海思發(fā)布第二款5G芯片-麒麟820,采用臺(tái)積電的7納米制程,主要鎖定中高端手機(jī)市場(chǎng)。

大陸第二大IC設(shè)計(jì)公司紫光展銳也于今年2月發(fā)布最新的第二代5G芯片虎賁T7520,預(yù)計(jì)2020年底量產(chǎn),針對(duì)5G中端的手機(jī)市場(chǎng),采用臺(tái)積電6納米EUV制程。

此外多家手機(jī)品牌廠商紛紛投入自研手機(jī)芯片的大軍。除了華為使用海思自研的麒麟系列,小米旗下松果電子于2017年發(fā)布首款自制芯片澎湃S1,OPPO投入自研手機(jī)芯片,公布“馬里亞納”計(jì)劃。對(duì)于這些手機(jī)品牌,自研手機(jī)芯片需要投入更多時(shí)間、資金和技術(shù),但成功與否卻不一定,但若成功就可以把關(guān)鍵的處理器芯片技術(shù)掌握在手上。如今進(jìn)入5G時(shí)代,技術(shù)門檻進(jìn)一步提高,對(duì)于手機(jī)廠商自研芯片,更是加大了考驗(yàn)。

相比華為有海思成熟的麒麟系列,OPPO、小米等其他手機(jī)廠商均依賴高通、聯(lián)發(fā)科的手機(jī)芯片。然而美國(guó)對(duì)華為的禁令,加快了大陸“去美化”的決心,也從某種程度上促使OPPO等手機(jī)品牌廠想要提升更為核心的自研芯片能力。對(duì)后者來(lái)說(shuō),巨大的研發(fā)投入、人才和技術(shù)來(lái)源、技術(shù)基礎(chǔ)和市場(chǎng)接受度都將是巨大的挑戰(zhàn)。

IC制造六成來(lái)自外資晶圓廠,存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)面臨危與機(jī)

數(shù)據(jù)顯示,2016年中國(guó)圓晶制造行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模突破1000億元;到2019年,中國(guó)圓晶制造行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)2000億元,達(dá)到2149.1億元。預(yù)計(jì)2020年,我國(guó)晶圓制造行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模或達(dá)到2623.5億元。

不過(guò)2019年大陸的IC制造營(yíng)收,超過(guò)60%以上來(lái)自外資晶圓廠,包括SK海力士、三星、英特爾、臺(tái)積電等。本土IC制造營(yíng)收主要來(lái)自中芯國(guó)際、上海華力微電子;存儲(chǔ)芯片制造主要來(lái)自長(zhǎng)江存儲(chǔ)和長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)。即使長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)及長(zhǎng)江存儲(chǔ)開(kāi)始大量生產(chǎn)后,IC Insights預(yù)測(cè)到2024年,大陸IC制造仍有50%是來(lái)自外資晶圓廠。

作為集成電路價(jià)值量最大的產(chǎn)品之一,存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè)是國(guó)家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),直接關(guān)系到電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為減少進(jìn)口依賴,近幾年國(guó)家一直在大力投資布局國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)芯片。

計(jì)劃中的戰(zhàn)略布局是長(zhǎng)江存儲(chǔ)專注NAND Flash,長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)和福建晉華專注DRAM。然而晉華先后遭遇與美光訴訟和被制裁事件后,如今已接近停滯狀態(tài)。

長(zhǎng)江存儲(chǔ)于2019年成功量產(chǎn)64層3D NAND Flash,2020年4月宣布成功研發(fā)128層3D NAND Flash,但仍落后三星、美光等廠商,業(yè)內(nèi)先進(jìn)目前主要生產(chǎn)92/96層3D NAND Flash,并增產(chǎn)112/128層3D NAND Flash。目前與長(zhǎng)江存儲(chǔ)合作的企業(yè)當(dāng)中,包括了國(guó)科微、江波龍、威剛、群聯(lián)、聯(lián)蕓科技、慧榮等優(yōu)質(zhì)合作伙伴,共同推動(dòng)長(zhǎng)江存儲(chǔ)64層TLC產(chǎn)品應(yīng)用。

長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)也于2019年9月份正式量產(chǎn)DDR4芯片,并已被威剛、七彩虹、光威在內(nèi)的五六家品牌廠商采用。

盡管面臨重重考驗(yàn),國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)芯片還是實(shí)現(xiàn)了從“0”到“1”的重要突破,不過(guò)這還只是剛開(kāi)始,產(chǎn)能提升是個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程,盈利更是遙遠(yuǎn)的目標(biāo)。要想在存儲(chǔ)市場(chǎng)占據(jù)一席之地仍有很遠(yuǎn)的路要走,首先要做的就是發(fā)展具競(jìng)爭(zhēng)力的本土存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè),并首先要滿足國(guó)內(nèi)的存儲(chǔ)芯片需求。

IC封測(cè)成果斐然,但先進(jìn)封裝差距仍較大

IC封測(cè)可以說(shuō)是國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體最成熟的領(lǐng)域。目前,全球封測(cè)市場(chǎng)中國(guó)臺(tái)灣、中國(guó)大陸以及美國(guó)三足鼎立,大陸封測(cè)廠商近年來(lái)通過(guò)收購(gòu)快速壯大,合計(jì)市場(chǎng)份額達(dá)到20.1%,國(guó)內(nèi)龍頭廠商已進(jìn)入國(guó)際第一梯隊(duì)。

封裝測(cè)試產(chǎn)業(yè)規(guī)模的強(qiáng)勁發(fā)展對(duì)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模的擴(kuò)大起到了顯著的帶動(dòng)作用,為國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)與晶圓制造業(yè)的迅速發(fā)展提供有力支撐。未來(lái)隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能終端等新興領(lǐng)域的迅猛發(fā)展,先進(jìn)封裝產(chǎn)品的市場(chǎng)需求明顯增強(qiáng)。2019年,我國(guó)封裝測(cè)試行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將近2500億元,預(yù)計(jì)2020年將超過(guò)2800億元。

2019年,受中美貿(mào)易戰(zhàn)、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)景氣不振等大環(huán)境因素影響,長(zhǎng)電、華天營(yíng)收相比2019年分別下滑4.3%、19.6%,僅有通富微電實(shí)現(xiàn)了9.8%的增長(zhǎng)。不過(guò)隨著國(guó)產(chǎn)替代帶來(lái)的轉(zhuǎn)單效應(yīng),國(guó)內(nèi)封測(cè)廠商將實(shí)質(zhì)性受益。去年以來(lái)大陸三大封測(cè)廠商均積極擴(kuò)張先進(jìn)封裝產(chǎn)能,資本支出進(jìn)入上行期,說(shuō)明大陸封測(cè)廠商對(duì)未來(lái)的成長(zhǎng)預(yù)期樂(lè)觀,行業(yè)復(fù)蘇跡象明確。

值得注意的是,摩爾定律演進(jìn)腳步放緩,先進(jìn)封裝成為業(yè)者滿足終端產(chǎn)品性能提升需求的另一路徑,在提升芯片產(chǎn)品性能中扮演著日益重要的角色,成為群雄必爭(zhēng)之地。

隨著臺(tái)積電、英特爾、三星等晶圓代工廠和IDM廠商的挺進(jìn)以及OSAT企業(yè)的加碼布局、市場(chǎng)需求的持續(xù)增長(zhǎng),圍繞先進(jìn)封裝的競(jìng)逐賽將愈演愈烈,本土封測(cè)廠商能否在這場(chǎng)競(jìng)逐賽中優(yōu)勝,對(duì)于大陸封測(cè)產(chǎn)業(yè)甚至整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)均至關(guān)重要。

政策、資金推波助瀾,大力扶持國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

中美貿(mào)易摩擦、關(guān)系緊張倒逼大陸推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì),大陸半導(dǎo)體企業(yè)近來(lái)迎來(lái)了眾多國(guó)家層面的支持,如大基金一、二期進(jìn)入實(shí)質(zhì)投資、科創(chuàng)板推波助瀾、新基建的政策推出等。

大基金二期在近期陸續(xù)開(kāi)始投資,首個(gè)項(xiàng)目主要由大基金二期攜手上海國(guó)盛集團(tuán),共同向紫光展銳注資45億元;7月份中芯國(guó)際科創(chuàng)板發(fā)行戰(zhàn)略配售242.61億元,國(guó)家大基金二期獲配超35億元,是最大投資者。

可以看出,相比大基金一期著重半導(dǎo)體制造,二期投資重點(diǎn)放在一期已經(jīng)投資的企業(yè)及項(xiàng)目,另外也將對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備材料領(lǐng)域的企業(yè)提供支持,重點(diǎn)支持龍頭企業(yè)的發(fā)展,通過(guò)推動(dòng)建立專屬的集成電路設(shè)備產(chǎn)業(yè)園區(qū),來(lái)吸引海內(nèi)外的半導(dǎo)體零組件企業(yè)聚集,并透過(guò)政府力量,督促半導(dǎo)體制造企業(yè)提高采購(gòu)國(guó)產(chǎn)設(shè)備的比例,為更多國(guó)產(chǎn)設(shè)備材料提供工藝驗(yàn)證條件,擴(kuò)大采購(gòu)規(guī)模。

近期國(guó)務(wù)院更印發(fā)了《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》,新增集成電路制造28nm以下“十年免稅”政策,鼓勵(lì)先進(jìn)工藝制造。設(shè)備、材料及封測(cè)公司明確享受“兩免三減半”政策,利好新設(shè)子公司或虧損轉(zhuǎn)盈利企業(yè)。明確免除進(jìn)口設(shè)備、材料、零配件關(guān)稅,鼓勵(lì)制造廠商擴(kuò)產(chǎn)。設(shè)計(jì)公司繼續(xù)扶持,集成電路企業(yè)上市融資條件放寬。

思考

半導(dǎo)體行業(yè)目前呈現(xiàn)專業(yè)分工深度細(xì)化、細(xì)分領(lǐng)域高度集中的特點(diǎn)。目前全球半導(dǎo)體行業(yè)正經(jīng)歷第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移是市場(chǎng)需求、國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和資本驅(qū)動(dòng)的綜合結(jié)果。歷史上兩次成功的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移都帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向改變、分工方式縱化、資源重新配置,并給予了追趕者切入市場(chǎng)的機(jī)會(huì),進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的革新與發(fā)展。

疫情、禁令、斷供、市場(chǎng)疲軟……這些危機(jī)當(dāng)前,我們應(yīng)該放下盲目自大或是膽怯退讓。更應(yīng)清醒地認(rèn)識(shí)到,盡管大陸占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)3成以上,但本土芯片自制率仍未突破2成。

臺(tái)灣工研院產(chǎn)科國(guó)際所指出,隨著IC設(shè)計(jì)與封測(cè)方面逐漸成熟穩(wěn)健,下一步要朝向IC制造方面前進(jìn),包括晶圓代工以及存儲(chǔ)芯片方面。

其次,除了海思、紫光展銳等本土IC設(shè)計(jì)龍頭,手機(jī)品牌也想下海自研芯片,想將關(guān)鍵技術(shù)掌握在自己手中。但是關(guān)鍵的技術(shù)和資金都是巨大的挑戰(zhàn),進(jìn)入5G時(shí)代,技術(shù)門檻更高,人才更是一大稀缺。

最后,眼下雖面臨著美國(guó)方面一波又一波、越來(lái)越嚴(yán)厲的打壓,政府仍堅(jiān)定地不斷加大扶持產(chǎn)業(yè)力度,提升芯片自給率目標(biāo)進(jìn)程雖然有所減緩,但是要堅(jiān)信,這些挫折絲毫不會(huì)減少我們想要發(fā)展半導(dǎo)體自主化的決心。