(2021.6.28)半導體一周要聞－莫大康
半導體一周要聞
2021.6.21- 2021.6.25
1. 北京半導體行業(yè)協(xié)會(huì )朱晶：我國集成電路產(chǎn)業(yè)化將受六大因素影響
朱晶將后摩爾時(shí)代總體分為三個(gè)階段：以晶體管結構、工藝和材料創(chuàng )新為主的延續摩爾階段；以應用驅動(dòng)異質(zhì)集成的擴展摩爾階段；以新器件、新原理、新材料應用創(chuàng )新的超越摩爾時(shí)代。
朱晶認為，在上述六大因素驅動(dòng)下，各領(lǐng)域集成電路國產(chǎn)化替代進(jìn)程將有不同程度的節奏。在超大規模市場(chǎng)和半壟斷行業(yè)因素影響下，門(mén)檻較低的消費電子芯片以及工業(yè)、軌道交通芯片、汽車(chē)半導體、5G****芯片等領(lǐng)域將在未來(lái)5年內率先實(shí)現國產(chǎn)化替代；在技術(shù)革新?lián)Q代因素影響下，門(mén)檻較高的智能計算、新型存儲、AI+EDA、先進(jìn)封裝、寬禁帶半導體將在未來(lái)5~7年實(shí)現國產(chǎn)化替代；在技術(shù)性地緣、需要產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、人才等因素影響下的GPU、EDA和IP、射頻前端模組、光刻膠、半導體零部件以及企業(yè)級SSD主控等領(lǐng)域，先進(jìn)工藝、前道量測/離子注入/光刻機等半導體設備和硅片、化學(xué)品、特氣等半導體材料則需要7年甚至10年以上的國產(chǎn)化替代過(guò)程。
面對產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節國產(chǎn)化進(jìn)程受不同的因素影響，朱晶認為在限制條件下的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新有時(shí)比原始創(chuàng )新還困難，對此她提出幾點(diǎn)建議。
第一，在“十四五”期間加大對集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)和工程化創(chuàng )新的重視，推動(dòng)集成電路企業(yè)真正成為技術(shù)創(chuàng )新的主體，成為“提出需求、增加投入、組織研究、主導應用轉化”的載體。
第二，在現有科技計劃管理體系之外設立相對獨立的顛覆性技術(shù)創(chuàng )新計劃，支持各類(lèi)創(chuàng )新主體開(kāi)展更具挑戰性、高風(fēng)險性的創(chuàng )新活動(dòng)，以發(fā)掘能為集成電路產(chǎn)業(yè)帶來(lái)根本性轉變的技術(shù)。
第三，以集成電路領(lǐng)域具備自主知識產(chǎn)權和行業(yè)引領(lǐng)力的龍頭企業(yè)為主體，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)以及各類(lèi)科研和工程創(chuàng )新載體的融通發(fā)展，推動(dòng)組建基于國產(chǎn)集成電路供應鏈體系的創(chuàng )新聯(lián)合體，加快形成強協(xié)同、弱耦合的創(chuàng )新生態(tài)。
第四，重視特色工藝，滿(mǎn)足某些產(chǎn)品高端化過(guò)程中對工藝技術(shù)的差異化需求和產(chǎn)能需求、例如大部分高端模擬集成電路產(chǎn)品，需要實(shí)現在設計和工藝方面的緊耦合。
第五，對于在國內工作的非中國籍集成電路人才，給予個(gè)稅減免優(yōu)惠、不動(dòng)產(chǎn)購置稅收減免等措施以鼓勵其長(cháng)期留居中國。對企業(yè)引進(jìn)海外高端人才給予企業(yè)所得稅等稅收優(yōu)惠，以鼓勵人才引進(jìn)。同時(shí)加大集成電路一級學(xué)科建設的支持力度和資源投入，保證經(jīng)費和政策支持。
第六，通過(guò)非市場(chǎng)的手段，解決不符合經(jīng)效益的部分領(lǐng)域。
2. 各國砸錢(qián)造芯片搞一條完整的供應鏈要花多少錢(qián)？
美國、韓國、歐盟、日本公布了全新半導體戰略，中國的半導體計劃正在籌備中，據傳未來(lái)將投資1萬(wàn)億美元。初步統計，在未來(lái)五至十年內，全球至少會(huì )有超過(guò)1.5萬(wàn)億美元的資金投入到半導體領(lǐng)域，同時(shí)各國/地區的半導體產(chǎn)業(yè)集群將更完善。
美國“半導體激勵計劃”，5年投資520億美元
具體來(lái)看，520億美元的資金包括了——390億美元的生產(chǎn)和研發(fā)資金、105億美元的項目實(shí)施資金以及15億美元的緊急融資，主要用于美國國家半導體技術(shù)中心、美國國家先進(jìn)封裝制造項目和其他研發(fā)項目。其中的15億美元緊急融資，將用來(lái)幫助西方企業(yè)在設備上的“去中國化”——替換掉華為和中興通訊的設備，以加快發(fā)展美國運營(yíng)商支持的開(kāi)放式無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)。
韓國“K-半導體戰略”，10年投資510萬(wàn)億韓元
2021年5月13日，韓國政府發(fā)布了“K-半導體戰略”——政府和企業(yè)將在京畿道和忠清道規劃半導體產(chǎn)業(yè)集群，集半導體設計、原材料、生產(chǎn)、零部件、尖端設備等為一體，旨在主導全球半導體供應鏈。因建設區域規劃和字母K相近，故稱(chēng)之為“K-半導體產(chǎn)業(yè)帶”。在投資金額方面，到2030年，韓國將向半導體領(lǐng)域投資510萬(wàn)億韓元（約合4490.55億美元），其中大部分資金來(lái)自私營(yíng)企業(yè)，總計有153家企業(yè)加入。
歐盟“2030數字羅盤(pán)”計劃，生產(chǎn)全球20%高端半導體
日本確立“半導體數字產(chǎn)業(yè)戰略”
日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省宣布，日本已完成對半導體、數字基礎設施及數字產(chǎn)業(yè)戰略的研究匯總工作，確立了以擴大國內生產(chǎn)能力為目標的“半導體數字產(chǎn)業(yè)戰略”。
中國“芯片對抗”計劃投資1萬(wàn)億美元
根據白宮的供應鏈評估報告：半導體生產(chǎn)過(guò)程涉及多國多地區，其產(chǎn)品可能要跨越70次國際邊界，整個(gè)過(guò)程需要長(cháng)達100天，其中約有12天是供應鏈步驟之間的中轉。
3. SEMI：過(guò)去五年中國大陸晶圓產(chǎn)能翻倍，目前占全球22.8%
6月17日，歐洲半導體工業(yè)協(xié)會(huì )根據SEMI的數據繪制了圖表。圖表數據把每月產(chǎn)能的晶圓統一標準化為8英寸晶圓計算。該圖表顯示，除中國大陸以外的所有半導體產(chǎn)區在2015年至2020年的五年內的份額均出現下降。其中，中國大陸從1995年占全球產(chǎn)量的14.4%上升到2020年的22.8%。同期，歐洲從9.4%下降到7.2%,美國從5年前的12.6%下降到了2020年的10.6%。排名第二的是中國臺灣地區，不過(guò)也從2015年的18.8%略降到了2020年的17.8%。韓國以15.3%位居第三，2015年這個(gè)數字為18.4%，另外，新加坡的晶圓產(chǎn)能占4.7%。
4. 指甲蓋大小塞了500億晶體管，領(lǐng)先臺積電，IBM打造世界首款2納米芯片能耗僅為7納米的1/4！
2014年IBM已將其Microelectronics部門(mén)出售給GlobalFoundries時(shí)，IBM就已經(jīng)宣告退出芯片代工業(yè)務(wù)。
據IBM官網(wǎng)5月6日消息，IBM宣稱(chēng)自己打造了世界首個(gè)2納米的芯片，大幅推進(jìn)了當前芯片生產(chǎn)技術(shù)的前沿，在半導體設計及制程上取得突破。
在這里IBM的2nm制程號稱(chēng)在150mm2（指甲蓋大?。┑拿娣e中塞入了500億個(gè)晶體管，平均每平方毫米為3.3億個(gè)。做為對比，臺積電和三星的7nm制程大約在每平方毫米是9,000萬(wàn)個(gè)晶體管左右，三星的5LPE為1.3億個(gè)晶體管，而臺積電的5nm則是1.7億個(gè)晶體管。
首先，在這個(gè)芯片上，IBM用上了一個(gè)被稱(chēng)為納米片堆疊的晶體管，它將NMOS晶體管堆疊在PMOS晶體管的頂部，而不是讓它們并排放置以獲取電壓信號并將位從1翻轉為零或從0翻轉為1。這些晶體管有時(shí)也稱(chēng)為gate all around或GAA晶體管，這是當前在各大晶圓廠(chǎng)被廣泛采用的3D晶體管技術(shù)FinFET的接班人。從以往的介紹我們可以看到，FinFET晶體管將晶體管的源極和漏極通道拉入柵極，而納米片將多個(gè)源極和漏極通道嵌入單個(gè)柵極以提高密度。
IBM表示，其采用2納米工藝制造的測試芯片可以在一塊指甲大小的芯片中容納500億個(gè)晶體管。
5. 國產(chǎn)14nm芯片明年底量產(chǎn)！
中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院電子信息研究所所長(cháng)溫曉君在接受環(huán)球網(wǎng)記者采訪(fǎng)時(shí)表示，國產(chǎn)14nm芯片明年底可以實(shí)現量產(chǎn)，國產(chǎn)芯片已經(jīng)迎來(lái)最好的時(shí)刻?！罢J同行業(yè)預判，盡管面臨著(zhù)技術(shù)方面的難題，但已看到希望?！?/p>
14nm芯片的發(fā)展攻克了許多技術(shù)難題：刻蝕機、薄膜沉積等關(guān)鍵裝備實(shí)現了從無(wú)到有，批量應用在大生產(chǎn)線(xiàn)上；14納米工藝研發(fā)取得突破；后道封裝集成技術(shù)成果全面實(shí)現量產(chǎn)；拋光劑和濺射靶材等上百種關(guān)鍵材料通過(guò)大生產(chǎn)線(xiàn)考核進(jìn)入批量銷(xiāo)售。而這些成果基本覆蓋了我國集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈體系，扭轉了之前工藝技術(shù)全套引進(jìn)的被動(dòng)局面。
溫曉君稱(chēng)，14-12nm這一代的生產(chǎn)線(xiàn)，在目前半導體中非常的關(guān)鍵，14nm制程及以上能夠滿(mǎn)足目前70%半導體制造工藝的需要，定位中端的5G芯片均采用了12nm工藝。另外，14nm基本能滿(mǎn)足我國國產(chǎn)臺式CPU需要的制程的需要。
數據統計，在2019年上半年，整個(gè)半導體銷(xiāo)售市場(chǎng)規模約為2000億美元，其中，65%芯片采用14nm制程工藝，僅10%左右的芯片采用7nm，25%左右采用10nm和12nm?？梢钥闯?，14nm已成為當下應用最廣泛、最具市場(chǎng)價(jià)值的制程工藝，在A(yíng)I芯片、高端處理器以及汽車(chē)等領(lǐng)域都具有很大的發(fā)展潛力，主要應用包含高端消費電子產(chǎn)品、高速運算，低階功率放大器和基頻、AI、汽車(chē)等。
6. 李開(kāi)復預測未來(lái)20年 AI將深刻影響五大產(chǎn)業(yè)
創(chuàng )新工場(chǎng)創(chuàng )始人李開(kāi)復發(fā)表《飛奔的AI時(shí)代》的主旨演講。在演講中，李開(kāi)復預測了在未來(lái)二十年，AI加上更多新的技術(shù)發(fā)展會(huì )帶來(lái)影響深遠的五大產(chǎn)業(yè)變革。
這五大產(chǎn)業(yè)變革預測包括：
一、世界工廠(chǎng)AI自動(dòng)化升級，中國先進(jìn)制造引領(lǐng)全球
二、能源和材料價(jià)格大幅下降，中國供應鏈主導世界
三、智慧城市和萬(wàn)物聯(lián)網(wǎng)到位，全自動(dòng)駕駛全面普及
四、中國商業(yè)智能創(chuàng )新倍出，AI驅動(dòng)商業(yè)運作新秩序
五、AI+醫療創(chuàng )新降低疾病致死率，延長(cháng)人們的生命
7. 臺媒：臺積電明年大漲價(jià)！
臺媒《經(jīng)濟日報》6月24日報道稱(chēng)，IC設計業(yè)者透露，明年初晶圓代工價(jià)格已經(jīng)敲定，不僅聯(lián)電8英寸和12英寸的晶圓代工價(jià)格續漲，晶圓代工龍頭臺積電也漲價(jià)，部分8英寸和12英寸制程價(jià)格上漲一到兩成，且12英寸制程漲幅高于8英寸。臺積電表示，不評論價(jià)格問(wèn)題。
Gartner首席研究分析師Kanishka Chauhan在最新報告中表示，半導體供應短缺將嚴重擾亂供應鏈，并將在2021年制約多種電子設備的生產(chǎn)，芯片代工廠(chǎng)正在提高芯片的價(jià)格，而這也將傳導至下游設備。
8. 華虹半導體攜手斯達半導打造車(chē)規級IGBT芯片，暨12英寸IGBT規模量產(chǎn)
全球領(lǐng)先的特色工藝純晶圓代工企業(yè)——華虹半導體有限公司（“華虹半導體”，股份代號：1347.HK）與中國IGBT行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)——嘉興斯達半導體股份有限公司（“斯達半導”，股份代號：603290）今日舉辦“華虹半導體車(chē)規級IGBT暨12英寸IGBT規模量產(chǎn)儀式”，并簽訂戰略合作協(xié)議。雙方共同宣布，攜手打造的高功率車(chē)規級IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）芯片，已通過(guò)終端車(chē)企產(chǎn)品驗證，廣泛進(jìn)入了動(dòng)力單元等汽車(chē)應用市場(chǎng)。
華虹半導體與斯達半導在多年合作過(guò)程中，雙方充分發(fā)揮了各自的優(yōu)勢資源，加強技術(shù)創(chuàng )新，在汽車(chē)電子、變頻器、逆變焊機、UPS、光伏/風(fēng)力發(fā)電、白色家電等多個(gè)領(lǐng)域潛心研發(fā)生產(chǎn)IGBT。目前已有650V、750V、950V、1200V、1700V等多個(gè)電壓的系列產(chǎn)品通過(guò)終端客戶(hù)考核，實(shí)現批量生產(chǎn)，性能水平達到業(yè)界一流，雙方合作IGBT累計出貨量已超過(guò)25萬(wàn)片等效8英寸晶圓。
9. 日本半導體的****冠軍
臺積電作為全球最大的晶圓制造廠(chǎng)，自然成為了各方重點(diǎn)籠絡(luò )的對象。今年2月，臺積電宣布投資不超過(guò)1.86億美元在日本開(kāi)設子公司以擴展3D IC的研究。
10. 孤注一擲聯(lián)電****對了
在幾年前，聯(lián)電宣布停止先進(jìn)制程研發(fā)，聚焦在成熟工藝深耕之后，這在全球半導體行業(yè)引起了廣泛討論?？紤]到他們和臺積電過(guò)去多年的角逐，這更是成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
聯(lián)電今年以來(lái)接單暢旺且產(chǎn)能利用率全線(xiàn)滿(mǎn)載，5月合并營(yíng)收達171.89億元，創(chuàng )下歷史新高。累計前5個(gè)月合并營(yíng)收年增11.9％達806.68億元，改寫(xiě)歷年同期新高。聯(lián)電預估第二季晶圓出貨季增2％，晶圓平均美元價(jià)格提升3～4％，平均毛利率上看30％。
據工商時(shí)報報道，全球半導體產(chǎn)能供不應求情況預期會(huì )延續到2023年，晶圓代工廠(chǎng)紛紛拉高資本支出擴產(chǎn)，但成熟制程投資未見(jiàn)擴大，其中，臺積電及三星晶圓代工將以5納米及3納米等更先進(jìn)制程為投資重心，中芯國際受美國貿易禁令影響，未來(lái)先進(jìn)及成熟制程擴產(chǎn)受阻。聯(lián)電鎖定28／22納米成熟制程擴大投資，南科Fab 12A廠(chǎng)擴產(chǎn)進(jìn)度順利，受惠于三星LSI、聯(lián)發(fā)科等大客戶(hù)預訂產(chǎn)能，未來(lái)3年營(yíng)運看旺。
11. 氮化鎵GaN射頻器件市場(chǎng)2026年預計達到24億美元以上
Yole在報告《2021氮化鎵射頻市場(chǎng)：應用、主要廠(chǎng)商、技術(shù)和襯底》中預測，氮化鎵（GaN）射頻器件市場(chǎng)正以18%的復合年增長(cháng)率（CAGR）增長(cháng)，從2020年的8.91億美元到2026年的24億美元以上。該市場(chǎng)將由國防和5G電信基礎設施應用主導，到2026年分別占整個(gè)市場(chǎng)的49%和41%。特別是，基于氮化鎵的宏/微蜂窩領(lǐng)域將在2026年占氮化鎵電信基礎設施市場(chǎng)的95%以上。
目前，射頻器件的主要市場(chǎng)如下：手機和通訊模塊市場(chǎng)，約占80%；WIFI路由器市場(chǎng)，約占9%；通訊****市場(chǎng)，約占9%；NB-IoT市場(chǎng)，約占2%。
12. 12英寸SiC誕生，每片僅比硅多220元如何做到的？
近日，12英寸GaN晶圓面世，12英寸SiC晶圓也誕生了！據介紹，澳大利亞一所大學(xué)通過(guò)個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)了新型硅基SiC晶圓，不僅缺陷率低，而且成本也非常低，12英寸晶圓每片本增加不超35美元（約223人民幣）。
13. TSMC 2021 5nm的客戶(hù)
14. 集微咨詢(xún)高級分析師陳躍楠：新環(huán)境下EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀及趨勢分析
近年來(lái)，EDA/IP等國產(chǎn)替代“卡脖子”環(huán)節已成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，尤其是后摩爾時(shí)代的到來(lái)，芯片制造工藝的升級，每一個(gè)節點(diǎn)都要付出高昂代價(jià)，實(shí)現在EDA技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng )新尋求突破，將是中國半導體產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步提升自主可控能力的關(guān)鍵，有助于帶動(dòng)下游產(chǎn)業(yè)鏈的快速成長(cháng)。
EDA的重要價(jià)值在于，EDA軟件降低了芯片的設計成本。據顯示，一顆28nm系統SoC的設計費大約是4000萬(wàn)美元，在沒(méi)有EDA技術(shù)進(jìn)步的情況數下，費用會(huì )達到77億美元，EDA軟件讓設計費用降低了200倍。
他提到，國內廠(chǎng)商除了華大九天在模擬電路和顯示面板方面可以做到全流程工具支持之外，其他的多以供點(diǎn)工具為主。國產(chǎn)工具在先進(jìn)制程方面的短板尤為明顯，目前全流程最高可以支持28 nm，制造和封測環(huán)節的支持能力也非常薄弱。另外，國產(chǎn)工具還缺乏持續驗證和迭代提的IP庫，可用性差、效率低；產(chǎn)業(yè)生態(tài)存在巨大差距，人才缺失嚴重等問(wèn)題。
EDA工具如何才能更快實(shí)現國產(chǎn)化？他建議可以從由點(diǎn)及面、由低端到高端、產(chǎn)學(xué)研用資全面配合三個(gè)角度入手。最后，陳躍楠建議：“當前中國半導體正處于壯大期，未來(lái)可以借助資本力量，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級，由此中國半導體有望在2025年達到成熟期?！?/p>
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