中國半導體市場已處于變革前夜

　　導讀

　　外資的引入在一定程度上推進了國內(nèi)材料和設備的國產(chǎn)化進程。應特格表示，希望推動中國電子特殊氣體制造的國產(chǎn)化，“所有的技術都會轉移至泉州的新工廠”。

　　中國以芯片為代表的集成電路制造和其背后龐大而神秘的產(chǎn)業(yè)鏈正吸引世界的目光。

　　在距離泉州市永春縣城1小時車程的下洋鎮(zhèn)大榮村，遠離村落的地方，一座占地80畝的工廠，正在制造世界上最先進的半導體離子注入材料。

　　這是國內(nèi)特殊化學品制造商和經(jīng)銷商福建博純材料公司位于泉州的工廠。5個月前，來自美國的特殊材料公司應特格(Entegris)與博純簽訂協(xié)議，在博純?nèi)莨S共同擴張工廠產(chǎn)能，制造Entegris特殊化學品。日前，工廠產(chǎn)能到位，從該工廠制造的首批合格氣體產(chǎn)品正在運往國內(nèi)客戶途中。

　　在同樣由泉州市管轄的晉江，1年前，中國臺灣晶圓代工廠聯(lián)電(UMC)，在此與福建省晉華集成電路(集成電路)公司簽約合作的12英寸廠奠基。

　　離晉江1小時車程的廈門，臺灣聯(lián)華電子和廈門合建的聯(lián)芯集成12英寸晶圓廠也在去年底試生產(chǎn)。

　　更多來自中國臺灣地區(qū)或國外的產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)在本土落地，同時中芯國際等也在崛起。與許多產(chǎn)業(yè)一樣，集成電路產(chǎn)業(yè)正走在一條引進、消化吸收與自主研發(fā)并行的路上。

　　不過，中國工程院院士倪光南曾表示，“中國沒有一樣先進技術是國外廠商給我們的，都是在別人的圍堵下自己研發(fā)的?！?在圍攻之下，半導體制造的主導權或許正處于變革前夜。

　　高階技術壁壘

　　電子氣體作為一種非常重要的半導體材料，參與到幾乎每一個芯片制造環(huán)節(jié)中，廣泛應用于薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝。

　　除了純氣外的電子特種氣體約占集成電路材料總成本5%-6%。雖然占比不大，但是很大程度上決定了半導體器件的良率。

　　應特格看中了中國對于電子氣體不斷上升的需求。據(jù)SEMI的數(shù)據(jù)，預計未來全球將有62 座新建晶圓廠投產(chǎn)，中國在2017-2020 年將有26 座晶圓廠投產(chǎn)，投資計劃占全球新建晶圓廠數(shù)量的42%。

　　雖然市場廣闊，但目前國內(nèi)高純氣體市場幾乎全部依賴進口，主要生產(chǎn)供應商是美國氣體化工(APCI)、美國普萊克斯(Praxair)、日本昭和電工(Showa Denko)、英國BOC 公司、法國液化空氣(Air Liquid)、日本酸素公司等。

　　博純材料董事會主席兼首席執(zhí)行官陳國富表示，造成這一狀況的原因是國外公司不愿意在中國設廠，向國內(nèi)轉移合成氣體技術，將技術本地化。所以，應特格也是首家在中國本地化生產(chǎn)特殊氣體產(chǎn)品的國際材料公司。

　　另外，中國本土氣體公司生產(chǎn)工藝、分析純化技術等很難達到要求越來越高的晶圓制造的要求。

　　“半導體走到10納米節(jié)點，從顆粒和雜質來說，半導體特殊氣體的要求比其他高1000倍以上?！碧厥獠牧吓c工程材料事業(yè)部總經(jīng)理暨資深副總Stuart Tison介紹，“打個比方，特殊氣體所需要的純度，相當于在整個江蘇省的范圍內(nèi)不能有兩個硬幣大小的灰塵;或者說，相當于尼亞加拉大瀑布一天的水量中不能有超過一滴水大小的金屬雜質?！?/p>

　　Stuart Tison表示，生產(chǎn)氣體本身不是很難的事情，但非常高純度的氣體要求嚴格，需要沒有任何雜質。

　　“半導體氣體生產(chǎn)的瓶頸很多，從原材料純度開始，到合成工藝、對于溫度和壓力的控制，再到提純方法，以及封裝過程中對于雜質的控制，都會影響到整個產(chǎn)品的質量?！辈┘儾牧袭a(chǎn)品經(jīng)理施宏偉指出，氣體雜質分析也是比較大的瓶頸，可能存在一兩項沒辦法檢測，導致整個流程一直卡殼。

　　“半導體特殊氣體的安全性的問題更重要，只要百萬分之三的濃度，就可以致人死亡。”Stuart Tison說。所以，氣體的包裝和儲運也是該行業(yè)的技術壁壘之一。

　　在2016年，博純就開始代工應特格在芯片制造工藝中的壟斷性專利產(chǎn)品——SDS。所謂的SDS指的是用于特殊氣體材料運輸?shù)匿撈?，通過特殊工藝，能夠從根本上消除高危氣體泄漏的可能性。全球半導體離子注入氣體市場80%以上由SDS方式存儲運輸。

　　國產(chǎn)化契機

　　根據(jù)IC insights的數(shù)據(jù)，在2007年中國大陸集成電路制造產(chǎn)值為45.9億美元，僅占全球的份額1.96%，但到2012年，大陸集成電路制造產(chǎn)值迅速上升到89.1億美元，全球份額也提升到3.50%。預計至2017年底，大陸集成電路制造占全球的份額有望達到7.73%。

　　產(chǎn)線建設直接帶動了設備市場。根據(jù)上海證券研報，2018 年中國半導體設備市場規(guī)模將達到110.4 億美元，同比增長61.4%，中國將成為全球第二大的半導體設備市場。

　　而從上游的材料市場看，中國半導體行業(yè)協(xié)會信息交流部主任任振川指出，以晶圓產(chǎn)業(yè)為例，在未來3-5年，可以保持20%左右的增長。

　　晶圓是集成電路器件的載體，晶圓尺寸越大，同一圓片上可生產(chǎn)切割的芯片就越多，可以極大的降低產(chǎn)品成本。

　　近幾年，晶圓制造環(huán)節(jié)加速向大陸轉移，特別是隨著12英寸逐漸開始成為國際大廠的主要技術產(chǎn)品，國內(nèi)引進和自建了不少12英寸晶圓生產(chǎn)線，還有部分在規(guī)劃中。

　　全球頂級的IDM廠商三星、英特爾和SK海力士分別在西安、大連和無錫建設各自在中國的第二條12英寸晶圓生產(chǎn)線，主要用于生產(chǎn)包括3D NAND和DRAM在內(nèi)的存儲器產(chǎn)品。全球最大代工廠臺積電更是在南京獨資30億美元建設12英寸產(chǎn)線。大陸的中芯國際、華力微電子、上海華虹宏力等也相繼公布新的12英寸晶圓廠建廠計劃。

　　其中，合作成為了比較普遍的趨勢。除了前文提到的聯(lián)芯集成和晉江集成，晶合集成也是合資工廠的代表。除了與中國臺灣地區(qū)的晶圓代工大廠合作之外，重慶、江蘇淮安等地就12英寸晶圓生產(chǎn)線相關事宜分別與格羅方德和德科瑪達成合作。

　　外資的引入在一定程度上推進了國內(nèi)材料和設備的國產(chǎn)化進程。對于此次合作，應特格表示希望幫助推動中國電子特殊氣體制造的國產(chǎn)化，“所有的技術都會轉移至泉州的新工廠”。

　　應特格企業(yè)市場副總裁楊文革認為，現(xiàn)在更多的注意力還是在設備市場。但不應該投入太多，這批晶圓廠建設完之后，設備需求會下降很多，但材料需求會一直持續(xù)。

　　任振川也表示，“國內(nèi)的材料市場非常具有潛力。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)的材料只能滿足國內(nèi)需求的百分之一。我們對于外資企業(yè)并不排斥，而是本著開放共享的原則，和大家一起發(fā)展?！?/p>

　　楊文革指出，因此，應特格目前沒有考慮在中國單獨設廠，“中國的制造成本優(yōu)勢不如之前，現(xiàn)在主要是為了本地化生產(chǎn)，縮短供應時間。同時，中國的客戶偏愛國產(chǎn)化的產(chǎn)品。在中國做，如果只是開一個廠對雙方幫助都不大，還不如和中國公司合作，幫助他們國產(chǎn)化。開廠不是很難的事情?！?/p>

　　雖然目前的建廠主力還是國外企業(yè)或臺資代工廠，但海通證券電子元器件行業(yè)分析師陳平預計，由外資主導中國半導體晶圓制造業(yè)發(fā)展的格局會很快轉換。2017年后，內(nèi)資廠商將主導大陸晶圓廠的建設，在這種主導權的切換下，大陸半導體產(chǎn)業(yè)鏈將深度受益。