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國產芯片認知的5大誤區(qū)

本文來自方正證券研究所2021年6月13日發(fā)布的報告《國產芯片認知的五大誤區(qū)》。

由于集成電路產業(yè)鏈極其復雜,因而對半導體產業(yè)鏈有很多認知誤區(qū),本文集中回答了最常見國產芯片五大誤區(qū):

一、有了光刻機就能造芯片?

其實光刻只是半導體前道7大工藝環(huán)節(jié)(光刻、刻蝕、沉積、離子注入、清洗、氧化、檢測)中的一個環(huán)節(jié),雖然是最重要的環(huán)節(jié)之一,但是離開了其他6個環(huán)節(jié)中的任何一個都不行。

集成電路的制造工藝分為“三大”+“四小”工藝:

三大(75%):光刻、刻蝕、沉積;

四。25%):清洗、氧化、檢測、離子注入。

一般情況下光刻占整條產線設備投資的30%,與刻蝕機(25%)、PVD/CVD/ALD(25%)并列成為最重要的三大前道設備之一,所以并不是有了光刻機就能造芯片,光刻只是芯片制造工藝流程的中的一個,還需要其他6大前道工藝設備的支撐,其重要程度與光刻機同等重要。

二、中國最緊迫的是造出光刻機?

其實目前中國并不缺光刻機,缺的是其他6大類被美國廠商把持的工藝設備(沉積、刻蝕、離子注入、清洗、氧化、檢測)。

光刻機大致分為兩類:

1、DUV深紫外線光刻機:可以制備0.13um到7nm芯片;

2、EUV極紫外線光刻機:適合7nm到3nm以下芯片。

目前情況下DUV光刻機并不限制中國,還在正常供應,因為供應商重要來自于歐洲荷蘭的ASML以及日本Nikon、佳能,并不直接受美國禁令,但EUV目前并未買到。

在前序報告里提到,我們認為中國半導體未來將從全部外循環(huán),轉向外循環(huán)+內循環(huán)的雙循環(huán)架構,基于半導體是全球化深度分工的現(xiàn)實,外循環(huán)也就是團結非美系設備商依舊是重點和現(xiàn)實的選擇。目前前道設備格局是:

1、光刻機:由歐洲ASML和日本Nikon和Canon壟斷;

2、刻蝕、沉積、離子注入、清洗、氧化、檢測設備:由美國和日本壟斷,其中檢測設備由美系的KLA深度壟斷。

所以現(xiàn)在中國半導體擴產大背景下的內外雙循環(huán)的當務之急是依靠國產和聯(lián)合歐洲、日本去替代美國把持的非光刻設備,所以,與絕大多數(shù)人理解的不同,中國半導體制造并不缺光刻機。

三、“自研”就能解決芯片缺口?

其實目前大多數(shù)“自研”不僅不能解決目前的芯片缺口,反倒會加劇芯片短缺。

因為所謂的各大互聯(lián)網公司/車廠/手機廠商的“自研”芯片,其實只是芯片的設計環(huán)節(jié),是芯片制造工藝的一個步驟,與我們所缺的芯片成品差了最為關鍵的芯片制造,F(xiàn)在全球缺芯,缺的不是芯片設計,而是最為核心重要的芯片制造。

現(xiàn)在全民自研芯片,會加大晶圓廠的流片訂單,會持續(xù)加大芯片代工產能供需缺口。所以未來解決芯片缺口只能靠Fab制造廠(中芯、華虹)、IDM廠(華潤微、長存、長鑫),而不是靠“自研”(芯片設計)。

相對來說,芯片設計門檻相對較低,啟動快,見效快,商業(yè)模式與軟件開發(fā)類似,中國在諸多芯片設計fabless領域都已經全球領先,以華為海思為例,在被限制芯片代工之前,海思的各類芯片設計實力已經是全球前二。

所以現(xiàn)在更需要支持的是芯片制造領域,而不是芯片設計(自研),如果沒有穩(wěn)固的fab代工廠的支撐,fabless也不過是空中樓閣海市蜃樓。

四、目前中國只缺高端芯片?

當下其實中國缺的更多的反倒是成熟工藝,8寸比12寸緊缺,12寸的90/55nm比7/5nm緊缺。

成熟/先進工藝都很重要,缺一不可,一臺手機里面除了AP和DRAM外,其他絕大多數(shù)芯片都是成熟工藝。電車需要的芯片,特別是功率半導體芯片/MCU芯片都是成熟12寸或是8寸。

對于中國來說,不僅在先進工藝7/5/3nm與臺積電差距巨大,更大的差距體現(xiàn)在成熟工藝的產能。以等效8英寸產能計算,中芯國際的產能也就只有臺積電的10%~15%,差距依舊巨大,根本無法滿足國內的需求。

特別是國內的芯片設計上市公司,絕大多數(shù)都在成熟工藝節(jié)點,但是根本沒有本土配套的成熟代工產能與其配套;

韋爾股份的CIS/PMIC/Driver、兆易創(chuàng)新的NOR和MCU、匯頂科技的指紋識別、圣邦股份的模擬IC、卓勝微的射頻等芯片都在12寸的成熟工藝(90~45nm),而不是所謂的14/10/7/5nm先進工藝。更為重要的是,當下需求量最大的電車和光伏逆變器/MCU/功率芯片都是在8寸成熟產能上完成,這也是目前最缺的板塊,稀缺程度超過所謂的“先進”芯片。

所以,現(xiàn)在的當務之急反倒不是7/5/3nm,而是先做好成熟工藝。

五、中國要獨立建成自己的半導體工業(yè)體系?

其實半導體是一個深度全球化的行業(yè),沒有任何一個國家能夠實現(xiàn)完全“國產化”。

目前的半導體全球布局是:

半導體設備:美國為主、歐洲日本為輔;

半導體材料:日本為主,美國歐洲為輔;

芯片代工:中國臺灣省為主,韓國為輔;

存儲芯片:韓國為主、美國日本為輔;

芯片設計:美國為主,中國大陸為輔;

芯片封測:中國臺灣省為主,中國大陸為輔;

EDA/IP:美國為主,歐洲為輔。

所以,我們可以看到全球沒有哪一個國家能夠覆蓋半導體的全產業(yè)鏈,所以全球化合作依舊是行業(yè)主流。

但是,由于中美的科技摩擦,對于中國來說,必須要進行雙循環(huán)。也就是從之前的外循環(huán)為主、內循環(huán)為輔,改變成現(xiàn)在的外循環(huán)為輔、內循環(huán)為主。

所以,面對美國對中國的條件約束,當務之急就是針對美國的強勢領域進行替代,并盡最大努力對美國之外的(歐洲、日本等)繼續(xù)進行外循環(huán)。

目前美國把持的核心技術集中體現(xiàn)在除光刻機之外的半導體設備(PVD、檢測、CVD、刻蝕機、清洗機、離子注入、氧化、外延、退火),另外就是EDA開發(fā)軟件。

風險提示:中美貿易摩擦加劇、地緣政治加劇的風險;國產替代不及預期的風險;半導體下游需求不及預期的風險。

前序報告:《中國半導體走向何方?》《認知華為的三個階段》《國產設備的格局》《分析師眼里的半導體變局》

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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