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中外晶片產能或差 8 箇中芯國際,院士呼籲:晶片製造沒有過熱

3 月 17 日報道,今天下午,2021 年首個大型半導體業貿易展、一年一度的半導體業界盛會 SEMICON China 2021 正式開幕。SEMICON China 展會已連續舉辦 33 屆,本屆 SEMICON China 提供線下、線上兩種觀展方式,共為期 3 天,設定 9 大展館,有 1100 餘家廠商參展。

開幕式上,多位產學界大牛分享對半導體產業發展的洞察。中國半導體行業協會理事長周子學、長電科技 CEO 兼董事鄭力、紫光集團聯席總裁陳南翔三位業界領軍人物分別闡述了對近期全球晶片產能緊缺問題的原因思考和趨勢預測等;中國工程院院士&浙江大學微納電子學院院長吳漢明分享了其對中國晶片製造業發展現狀的觀察,認為中國半導體制造業發展尚未 “過熱”,還需加速。

除上述業界大牛外,ASML 總裁兼 CEO Peter Wennink、SEMI 總裁兼執行長 Ajit Manocha 等人還通過錄制視訊的方式,表達了對中國抗疫成果的認可,以及對中國半導體產業的祝福。

一、周子學:2020 年中國 IC 產業營收同比增長 17.8%

中國半導體行業協會理事長、中芯國際董事長周子學分享了過去一年間中國乃至全球半導體產業的發展情況,並分享其對近期全球晶片供應緊缺情況的思考。

周子學稱,2020 年的一場新冠疫情,強化了全球人民對萬物互聯的需求,導致晶片用量遠超預期,各國半導體面臨著難得的機遇。從銷售情況來看,去年全球積體電路產業銷售額達到 4390 億美元,同比增長 6.5%。國內方面,據中國半導體行業協會初步統計,2020 全年中國積體電路產業銷售同比增長 17.8%,預計 2021 年增長勢頭還將持續。

近期,“晶片短缺”成為全球半導體行業的一大關鍵詞,汽車行業甚至因此而停產減產。周子學亦分享了其對這一問題解法的思考,他說:“半導體產業是國際化產業,開放、合作、創新才能解決這一局面,任何其他方向都是錯誤的。”

二、吳漢明:不加速發展,未來晶片產能差距相當於 8 箇中芯國際

對於外界對中國晶片業發展過快、過熱的擔憂,中國工程院院士、浙江大學微納電子學院院長吳漢明持有不同意見。他說:“如果我們不加速發展,未來中國晶片產能(與先進國家的)差距,將拉大到至少相當於 8 箇中芯國際的產能,因此我們必須加快速度。”

吳漢明稱,中國半導體制造業的發展,面臨著政治、產業兩方面的壁壘,以及精密圖形技術、新材料、提升良率三大工藝挑戰。對此,中國晶片製造業應從發展特色工藝、先進封裝、系統架構三方面尋求發展機會

,並建設舉國體制下的公共技術平臺,以實現產學研協同創新。

壁壘與挑戰方面,半導體產業是一種重要的戰略性、全球分工型產業,目前盛行的一些單邊主義做法對其造成了破壞。另外,我國在晶片製造裝備、原材料供應等方面存在短板;另外,隨著晶片製程邁過 28nm,單個電晶體的成本出現較明顯的上升,可以認為晶片業邁進了後摩爾時代。這一背景下,積體電路產業面臨著逼近物理極限和成本上升的瓶頸。

吳漢明認為,後摩爾時代,晶片製程逐漸逼近物理極限,取得材料方面的突破,將成為晶片效能進一步躍升的機會。同時,這一賽道中玩家尚少,亦成為國內半導體產業的機遇之一。另外,建設本土可控的成熟製程產線,比尋求進口的高階製程產品更有意義,“相比完全進口的 7nm,本土可控的 55nm 意義更大”。

此外,吳漢明提到,提升中國晶片製造實力的過程中,企業與科研院所 / 高效在創新體系中找好位置,樹立產業導向的科研文化十分重要。

三、鄭力:車載晶片缺貨背後的技術原因

長電科技 CEO、董事鄭力,分享了其在全球晶片產能緊缺下的觀察與思考。鄭力分享,與前幾年發生的晶片產能緊缺不同,這一波的晶片產能緊缺罕見地波及到了汽車行業,這為全球汽車晶片成品製造(封測)業同時帶來了機遇和挑戰。

分析全球汽車缺芯的原因,一方面在於汽車產業對晶片功能的要求越來越複雜、對晶片的成品製造技術要求也越來越高。大眾汽車集團(中國)執行副總裁兼董事、研發部負責人穆拓睿認為,汽車行業 80% 的創新都由半導體驅動。鄭力則認為,考慮到軟體需要在晶片上執行,可以說汽車行業逾 90% 的創新均有半導體驅動。

具體來說,車載晶片可分為 ADAS 處理器及微系統、車載資訊娛樂與車輛安全、車載感測器及安全控制、新能源及驅動系統這四類,每類均對成品製造技術提出不同的要求。

另一方面,與工業、消費類產品不同,車載晶片對晶片的安全性、可靠性要求極高,因此難以從其他領域轉移產能來 “應急”。

以汽車感測器晶片為例,這類晶片種類較多,部分產品需採用技術難度較大的可溼焊封裝技術進行封裝,還需通過 AEC-Q100 Grade-0 等更高等級認證。

另外,成品製造業受到全球晶片材料供應緊缺影響,封裝線材價格上揚,造成了報價的提升。

挑戰的另一面,全球汽車晶片成品製造亦面臨著機遇。隨著車載晶片功能日益複雜化,傳統車企逐漸拋棄全流程自主生產的 IDM 模式,而是將晶片設計、製造、封測環節委託給更專業的晶片玩家。據鄭力分享,2021 年全球汽車晶片成品製造有望同比增長 17.8%,車載晶片製造供應鏈正開啟重組模式,有望引發全新機遇。

▲2021 年全球汽車晶片成品製造有望同比增長 17.8%

四、陳南翔:晶片供需失衡將成新常態

紫光集團聯席總裁陳南翔在演講中回顧了 2016 年至今半導體產業曾發生的產能緊缺情況。他提到,晶片產業作為週期性產業,此前供需情況呈現出 “庫存、消化、庫存”三段式變化,但從 2020 年至今,全球晶片產業已不再符合這一規律。

可以看到,2020 年,疫情下宅經濟拉動晶片需求量上升,全球半導體產業產值同比增長逾 7%;從 2021 年開年至今,全球晶片產能短缺情況趨向 “爆發”,甚至波及到汽車領域。

展望未來,陳南翔認為,供應端產能的擴充正在進行中,但將難以滿足需求端的成長要求,晶片供需失衡將成為一種新常態。

據陳南翔分享的資料,到 2030 年,全球積體電路產業規模有望達到 1 萬億美金,以 2020 年為基數,2030 產能需達到 2~2.6 倍才能滿足需求的發展,2026 年產能則需要翻倍。

▲2023 年,全球積體電路產業規模有望達到 1 萬億美金

而從供應端來說,目前的晶圓製造玩家由於擔憂市場對晶圓產能的需求 “極盛而衰”等,擴產計劃較為謹慎。另一方面,部分特色工藝不僅需要擴充產能,還需要打造合理、有競爭力的成本結構,短期難以實現。

陳南翔認為,面向新常態下的碎片化、孤島化挑戰,商業上共享供應鏈、技術上探索先進封裝工藝等或將成為解法。

結語:堅持分工合作、推動創新是半導體業永恆主題

2020 年至今,全球疫情發展尚未平息、單邊主義盛行、晶片產能緊缺持續發酵…… 種種意想不到的情況為半導體產業鏈條帶來許多不確定性。面對諸多挑戰,SEMICON China 2021 展會上的多位開幕演講嘉賓分享了他們對解法的思考:堅持全球分工合作、不斷推動技術創新。

同時,對於中國而言,在作為全球晶片產業鏈建設一份子的同時,堅持推動建設自主可控的晶片產業鏈,促成產能內迴圈亦十分重要。