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半导体设备需求激增 中国如何提高自给率

发布时间:2019/12/09

  作者: 邱智丽 来莎莎 钱童心

  [ 国产半导体设备迎来新的要害。数据显现,2017年我国大陆半导体设备销售额约占全球的15%,估计2020年占比将超越20%,约170亿美元。 ]

  在新建产线的推进下,2018年我国半导体设备需求激增近五成,但国产设备的自给率只要12%。

  “难度不亚于做两弹一星。”中微公司(688012,股吧)董事长兼首席执行官尹志尧这样点评半导体设备工业展开的难度。

  12月8日,在首届临港新片区出资论坛上,与会的企业家提到了半导体设备职业现在所面对的首要应战,包含技能难度大、商场高度独占、研制周期长、耗资巨大等问题。不过,在设备业越来越受注重以及我国这一巨大的半导体商场下,国产设备业也有望快速生长。

  集成电路工业不只掩盖规划、制作、封测上下工业链,还有EDA软件、设备和资料等工业。近几年,各地此伏彼起的“造芯热”也离不开半导体设备。假如没有光刻机、刻蚀机等出产设备,芯片出产底子无法展开。

  “集成电路范畴最大的距离在于EDA(电子规划自动化)和设备,这些才是集成电路自主可控的终极寻求。”太平洋(601099,股吧)电子首席分析师刘翔在一份研报中指出。

  不对称竞赛

  依据摩尔定律,每18个月同面积下晶体管数量翻倍。芯片制作公司想尽一切办法在狭小的面积内尽可能地放下更多的晶体管,添加芯片的晶体管数量。在晶体管尺度的不断微缩过程中,为了完结更小的线宽,在工艺方面,光刻机和刻蚀机起决定性效果。

  依据全球最先进的集成电路制作商台积电的研制时间表,通过18个月,芯片制程现已从14纳米展开到5纳米,并进入大规模出产节点。

  台积电本来本年在芯片范畴的出资是110亿美元,现在添加到了140亿至150亿美元,估计下一年仍将坚持这一出资水平。此外,台积电3纳米芯片完结出产后,将发动2纳米的新的研制中心将会有8000名研制人员参加。

  芯片制程不断地演进,对设备的加工精度要求也随之进步。“现在现已提出要求做到化学薄膜堆积均匀性正负0.29%,等离子体刻蚀线宽均匀性0.1纳米,这比一个原子还小。”尹志尧表明,“等离子体刻蚀和化学薄膜是最要害的设备。建一个5纳米的出产线比本来传统的出产线贵5.5倍,每一个晶圆制作本钱贵2.6倍,现在台积电尽管技能上能够完结,可是很贵,所以下降本钱变成他们现阶段最重要的使命,这也是咱们加速自给设备资料的时机,由于咱们能够做到质量好价格低。”

  我国现在很多科创企业都处在一个不对称竞赛的世界环境里,半导体设备商场也出现高独占状况,且独占性逐年进步。

  赛迪参谋数据显现,从2014年到2018年,全球半导体设备供货商TOP10市占率从78.6%上升到81.0%,首要是日本和美国的企业。我国的设备企业想要进入分一杯羹,应战十分大,可是一旦国外设备商断供,将会带来巨大危险。

  与半导体其他范畴相似,我国半导体设备需求大,但自给率低。在全国各地新建产线的推进下,2018年我国半导体设备需求激增,商场规模达128.2亿美元,同比增加47.1%,是全球设备工业增加速度的近5倍,可是国产设备的自给率只要12%。

  阅历40年的剧烈竞赛,世界半导体工艺设备高度集中,构成了三大世界设备公司为主导的局势,出产线准入门槛很高。

  要从被少量企业独占的商场中包围十分不易,更何况是耗资巨大的半导体工业。尹志尧指出,微观加工设备的开发和出产需求很多研制经费和资金支撑。

  即便中微每年投入3亿研制,也只是美国对手的1/20,存在十分严峻的不对称竞赛。尹志尧给出了一组数据:美国使用资料公司年销售172.5亿美元,年研制经费20.2亿美元;美国泛林半导体年销售110.8亿美元,年研制经费11.9亿美元;东京电子年销售106.2亿美元,年研制经费9.1亿美元。他呼吁,只是企业自己投入资本金不行,还需求低息贷款以及政府研制补助的支撑。

  “不亚于两弹一星”

  除了商场竞赛,半导体职业自身归纳多个学科,技能难度大。

  微观加工纳米结构现已挨近物理极限,现在台积电提出的原子水平加工需求集成50多个学科的常识和技能,难度不亚于做两弹一星。

  我国半导体工业其他应战,包含需求有完好的常识产权维护系统;设备需求的要害资料零部件都要由世界一流公司,乃至百年老店供给;微观器材工业竞赛剧烈,不断要求设备进步输出量、下降价格等等。

  设备商场周期性的动摇远高于微观器材工业和传统工业,很难猜测,“依据Gartner 2004年到2009年芯片设备商场猜测及实践体现来看,两者常常截然不同,乃至对下一年的猜测也常常有趋势性的过错,这意味着企业要掩盖较多的工业,以确保公司继续展开”。

  不过,受中兴、华为事情影响,国产半导体设备也迎来新的要害。依据SEMI(世界半导体工业协会) 数据,2017年我国大陆半导体设备销售额约占全球的15%,估计2020年占比将超越20%,约170亿美元。

  在业内人士的呼吁下,半导体设备职业也正受到注重。本年10月,备受重视的国家集成电路工业出资基金(下称“国家大基金”)二期落地,该基金管理机构华芯出资在本年的一次半导体论坛上曾透露了国家大基金未来出资布局及规划。将继续支撑龙头企业做大做强,进步成线才能。

  国家大基金首期首要完结工业布局,二期基金将对在刻蚀机、薄膜设备、测验设备和清洗设备等范畴已布局的企业坚持高强度的继续支撑,推进龙头企业做大做强,构成系列化、成套化配备产品。国家大基金将加速展开光刻机、化学机械研磨设备等中心设备以及要害零部件的出资布局,保证工业链安全。