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葉甜春:全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)干貨,走出中國特色集成電路創(chuàng)新之路

作者: 時間:2024-05-28 來源:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫 收藏

5 月 23 日,第 26 屆集成電路制造年會暨供應(yīng)鏈創(chuàng)新發(fā)展大會在廣州召開,大會期間,中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會集成電路分會理事長、中國集成電路創(chuàng)新聯(lián)盟副理事長兼秘書長葉甜春發(fā)布重磅主題報告。結(jié)合電子信息制造業(yè)、集成電路設(shè)計業(yè)、制造業(yè)、封測業(yè)、裝備業(yè)、材料業(yè)、零部件全最新數(shù)據(jù),談了中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展思路和觀點。特別是其中詳實的產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)從更廣、更新的視角展示了中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

本文引用地址:http://www.butianyuan.cn/article/202405/459266.htm

中國電子信息制造業(yè)發(fā)展情況

從行業(yè)的整體發(fā)展來看,中國電子信息制造業(yè)一直在快速的增長,2023 年,我國的電子信息制造業(yè)規(guī)模達(dá)到了 21 萬億,包括 80% 以上的筆記本電腦,80% 以上的數(shù)字電視、80% 以上的機(jī)頂盒等等。與之緊密相關(guān)的我們看集成電路的數(shù)據(jù),從海關(guān)統(tǒng)計的結(jié)果來看,我們看到集成電路進(jìn)口額從 2022 年的 2.76 降到 2023 年的 2.46 萬億元。可以說現(xiàn)在中國芯片產(chǎn)品進(jìn)口額開始出現(xiàn)下降趨勢,這種趨勢背后是中國本土集成電路產(chǎn)品開始快速增長,市場份額不斷擴(kuò)大。

備注:這是中國規(guī)模以上電子信息制造業(yè)報告,包括 80% 以上的筆記本電腦,80% 以上的數(shù)字電視、80% 以上的機(jī)頂盒等等

中國集成電路設(shè)計業(yè)發(fā)展情況

葉甜春認(rèn)為真正出現(xiàn)產(chǎn)品進(jìn)入市場的是設(shè)計業(yè)。原來中國設(shè)計業(yè)一直保持兩位數(shù)的增長,2023 年在全球負(fù)增長的背景下,中國設(shè)計業(yè)依舊保持了 8% 的增長。

中國集成電路制造業(yè)發(fā)展情況

從設(shè)計業(yè)的數(shù)據(jù)我們能看到我們制造業(yè)的客戶端的情況。去年,制造業(yè)有非常微弱的增長,整個制造行業(yè)形勢艱難的原因是在前幾年爆發(fā)式產(chǎn)能、行業(yè)周期、疫情等因素,低迷期被迫拉長,行業(yè)處于銷庫存的狀態(tài)。即使是在這種情況下,中國制造業(yè)仍有 0.5% 的增長。但是我們也注意到,從 2008 年國家重大專項開始實施到 2023 年,我國制造業(yè)銷售額增長 9.86 倍。

集成電路制造的行業(yè)也在不斷創(chuàng)新。在邏輯技術(shù)上,器件結(jié)構(gòu)正在從 FinfFET 向 GAA 演變,背面供電技術(shù)、光電互聯(lián)等引起廣泛關(guān)注。在存儲技術(shù)上,DRAM 持續(xù)縮微,HBM 技術(shù)持續(xù)演進(jìn)(HBM3E),因為大算力的需求,需求已經(jīng)起來了;DRAM 的新方案備受關(guān)注,GAA、IGZO、無電容結(jié)構(gòu)等,路線尚不明確;以及 SK 海力士的 321 層 NAND 已經(jīng)被報道。對中國來講,存儲器可以看到一個發(fā)展的新路徑,但邏輯技術(shù)上國內(nèi)目前仍然處于追趕狀態(tài)。

把中國大陸本土整體制造業(yè)分為內(nèi)資企業(yè)、臺資企業(yè)以及外資企業(yè)來看(如上圖),在 2019 年之前,內(nèi)資企業(yè)的制造業(yè)占比較低。從 2020 年開始增長,這得益于本土源源不斷的新廠投產(chǎn),新的產(chǎn)能開始釋放,市場份額也隨之開始增加。

有人提出,現(xiàn)在我們行業(yè)里面產(chǎn)能是不是過剩了?實際上,中國本土制造業(yè)里內(nèi)資企業(yè)的占比增長后也只占到了 39.3%,剩下的外資企業(yè)占到 51.6%,臺資企業(yè) 9.1%??偠灾?,在中國的整個制造板塊里,仍然具有全球化的特征。

內(nèi)資企業(yè)本身的占比在提升,但仍然是不夠的。這并不是通過建更多的廠來解決,而是我們的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有問題。如果大量的廠都集中在中低端,沒有進(jìn)入高端市場,中國未來發(fā)展前景是有問題的,因此高端是我們行業(yè)努力的一個目標(biāo)。

中國集成電路封測業(yè)發(fā)展情況

封測業(yè)發(fā)展一直比較穩(wěn)健,當(dāng)年占比就比較高,去年略有下降,但整體來看,封測內(nèi)部結(jié)構(gòu)上趨于合理,現(xiàn)在中國封測行業(yè)開始往技術(shù)高端發(fā)展,中芯北方、武漢新芯、長鑫存儲加入 2.5D interposer 以及混合鍵合領(lǐng)域。另外,國產(chǎn) 2.5D/3D 裝備持續(xù)突破,曝光、刻蝕、沉積、顯影、去膠、電鍍等多款裝備進(jìn)入國內(nèi)量產(chǎn)線,另有多家發(fā)布混合鍵合類產(chǎn)品。盛合晶微實現(xiàn) 2.5D CoWoS 量產(chǎn),助力昇騰系列芯片實現(xiàn)真正國產(chǎn)化。以及華進(jìn)半導(dǎo)體聯(lián)合中科院微電子所和華大九天共同發(fā)布了針對 2.5D 轉(zhuǎn)接板工藝的 APDK,推動 2.5D 集成芯片-封裝協(xié)同設(shè)計。

中國集成電路裝備業(yè)發(fā)展情況

裝備業(yè)這幾年增長可以用鼓舞人心來形容。

2008 年中國集成電路裝備業(yè)銷售額只有 17 億,十五年過去,這個數(shù)字增長了 41.6 倍。尤其是在 2018 年以后,裝備業(yè)迎來了快速增長期,去年保持了 34.92% 增長,這樣的增長趨勢還會繼續(xù)下去。明年可能仍然是較高甚至更高的增長速度。

這也很清楚的反映了,在中國制造供應(yīng)鏈開始受限、進(jìn)口受限的時候,本土裝備業(yè)廠商抓住了這個機(jī)遇,填補(bǔ)了市場真空,支撐了整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

具體數(shù)據(jù)來看,2023 年全球半導(dǎo)體銷售額仍處于下行周期,國際設(shè)備主要代表企業(yè) 5 家合計營收同比下降 0.99%,合計 935 億,國內(nèi) 14 家代表設(shè)備廠商總體增速達(dá) 35%, 遠(yuǎn)高于國際企業(yè)。設(shè)備企業(yè)營收曲線符合半導(dǎo)體「M」周期規(guī)律,經(jīng)歷了上下行周期,當(dāng)前消費端重啟備貨,存儲廠商營收走強(qiáng),預(yù)測 2024 年設(shè)備市場進(jìn)入回升。快速增長的同時仍要注意國內(nèi)的裝備企業(yè)的差距。

對比國產(chǎn)裝備企業(yè)規(guī)模、研發(fā)投入較國際企業(yè)仍有較大差距。2017 至 2023Q3,國際代表廠商 (5 家) 研發(fā)投入累計 569 億美元,占營收合計 12.52%。2017 至 2023Q3,國內(nèi)代表廠商 (14 家) 研發(fā)投入累計 38 億美元,占營收合計 21%,高于國際同行業(yè)。2017 至 3Q2023,國際企業(yè)營收合計約為國內(nèi)企業(yè)的 25 倍,國際企業(yè)研發(fā)合計投入約為國內(nèi)企業(yè)的 15 倍。

下一階段中國供應(yīng)鏈里,就如何讓自己的產(chǎn)品走向高端做深做透,在技術(shù)創(chuàng)新上要做很多事情。中國企業(yè)的實力是有限的,需要社會各方支持。如果可以把現(xiàn)在的高速增長持續(xù)下去,實力提高,我們就會越來越有信心。中國本土裝備企業(yè)能夠在比較惡劣的環(huán)境下支撐住整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,這給了我們希望和信心。

中國集成電路材料業(yè)發(fā)展情況

材料行業(yè)發(fā)展也一直比較穩(wěn)定,這里統(tǒng)計的包括泛半導(dǎo)體材料,2008 年至 2023 年中國集成電路材料業(yè)增長了 9.64 倍。

葉甜春介紹了社會比較關(guān)心的材料業(yè)的一些情況:

1.2023 年半導(dǎo)體材料產(chǎn)品銷售收入 704 億元,上市公司達(dá) 33 家。

2.12 英寸 45-28 納米工藝用材料品種覆蓋率超過 70%;先進(jìn)存儲工藝用材料品種覆蓋率超過 75%。其中大硅片產(chǎn)品取得全面突破,實現(xiàn)對國內(nèi) FAB 廠主要工藝的全覆蓋,光刻膠取得突破性進(jìn)展,I 線膠市占率超過 20%;KrF 膠市占率達(dá) 10%,ArF 千式膠開始批量應(yīng)用部分品種 ArFi 浸沒式膠開始小批量應(yīng)用。濺射靶材實現(xiàn)對國內(nèi) FAB 廠的全面供應(yīng),部分產(chǎn)品國際市場占有率超過 40%。本土企業(yè)已成為 cMP 拋光材料、特種電子氣體、工藝化學(xué)品的主力供應(yīng)商。

3. 封裝材料也取得長足進(jìn)展。傳統(tǒng)封裝用主要材料實現(xiàn)自主供應(yīng);先進(jìn)封裝用 DAF 膜、粘結(jié)膠、解鍵合材料、減薄膜、cPU 封裝用 TIM1 等產(chǎn)品實現(xiàn)小批量供應(yīng);封裝用光刻膠、PSPI 等正在驗證迭代之中。

當(dāng)制造業(yè)在一個地方發(fā)展,它的供應(yīng)鏈尤其材料首先要做到本土化,這就是降本增效必然的趨勢。新的國際形勢對中國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展有很多限制,但這反而給中國本土材料企業(yè)帶來了新的市場空間。原來的競爭對手退出了這個市場,我們自己進(jìn)去了。未來,材料企業(yè)也要做深、做透、做高端。

中國集成電路零部件發(fā)展情況

在往年的報告里,并沒有統(tǒng)計零部件,但是現(xiàn)在大家對零部件空前矚目。因為在裝備的制造生產(chǎn)運營過程中,零部件是消耗性的,中國的零部件市場規(guī)模在增長,近六年復(fù)合增長率 26%;更重要的是本土零部件企業(yè)的收入也在增長,近六年復(fù)合增長率達(dá)到 65%,是一個非??斓脑鲩L速度。

葉甜春提到要特別感謝中國的制造業(yè),他們能夠有耐心投入資源,投入精力去幫助供應(yīng)鏈成長,促進(jìn)行業(yè)共同的發(fā)展。這幾年我們零部件原來很少很弱,最后突然就發(fā)展起來。

這是中國工業(yè)的底蘊,工業(yè)就是光機(jī)電自動化這些東西在工業(yè)的潛力被挖掘出來之后,零部件慢慢就跟上了,裝備也跟上了,材料也跟上了,這幾年中國集電路產(chǎn)業(yè)制造業(yè)在重壓之下挺住了,最終依靠的就是中國的工業(yè)底蘊。我們有全世界最全的工業(yè)門類,支撐著集成電路產(chǎn)業(yè),集成電路產(chǎn)業(yè)也在支撐中國工業(yè)未來向高端的邁進(jìn),這是非常好的良性循環(huán)。

中國集成電路的發(fā)展戰(zhàn)略

拆解分析了集成電路各環(huán)節(jié)的發(fā)展情況后,葉甜春葉提出了中國集成電路發(fā)展戰(zhàn)略思考。

從 2018 年開始,被「卡脖子」后自主可控變得愈發(fā)重要。之后我們意識到光自主可控不夠,光國產(chǎn)化不夠,我們要自立自強(qiáng),更要一起發(fā)展。之后做了很多的「補(bǔ)短板」工作,國家專項做支撐,補(bǔ)材料、補(bǔ)零部件、補(bǔ)裝備……補(bǔ)好短板做好防守。

回頭看,原來采取的是戰(zhàn)術(shù)措施、應(yīng)急措施,但是總體來看,中國需要在一個已有的全球化體系里面建立自己的位置,要從全環(huán)節(jié)逐漸的找到自己的位置,但是我們自己產(chǎn)業(yè)沒站穩(wěn)。中國的后發(fā)優(yōu)勢是跑得快、少走彎路,但是帶來的劣勢就是路徑依賴。

全球也都在考慮這個事情,設(shè)計產(chǎn)品架構(gòu)創(chuàng)新肯定要做的,將來走到 2 納米、3 納米的時候要做架構(gòu)創(chuàng)新,我們在 7 納米之前就要考慮架構(gòu)創(chuàng)新,這也是三維系統(tǒng)封裝這幾年火熱的原因。先發(fā)者面臨制程困難的時候,后發(fā)軍的急迫性要比全球其他地區(qū)更迫切,所以 chiplet 應(yīng)運而「火」。

「路徑依賴」是制約我國集成電路向高端邁進(jìn)的最大「卡點」,倒逼行業(yè)開展路徑創(chuàng)新,形成新賽道。戰(zhàn)略上看, 在傳統(tǒng)技術(shù)路徑上,我國集成電路先進(jìn)制程發(fā)展遭遇全方位「圍追堵截」,如不能開辟新的賽道,3-5 年內(nèi)有重回中低端的風(fēng)險。

多年以后摩爾定律走不下去的時候,走到接近物理極限時,一定要想到別的路徑。這就倒逼中國現(xiàn)在要提前開始考慮新的路徑,找到新的賽道,這就是我們現(xiàn)在行業(yè)的情況。

全行業(yè)、行業(yè)協(xié)會、創(chuàng)新聯(lián)盟等最近三年提出的都是全球化,開辟新的賽道,打造新的生態(tài),推進(jìn)再全球化是中國集成電路全產(chǎn)業(yè)未來 10 年甚至 20 年的重大任務(wù)。

我們的戰(zhàn)略目標(biāo)就是建立內(nèi)循環(huán),引導(dǎo)雙循環(huán)。利用一帶一路開放合作政策,不是推翻全球的化體系,我們要維持全球化體系,在利益全球化的情況下,重塑循環(huán)體系。

我們戰(zhàn)略任務(wù)首先是在傳統(tǒng)賽道。先進(jìn)制程攻堅克難,成熟制程邁向高端,供應(yīng)鏈要著力鍛造長板,掌控供應(yīng)鏈自主發(fā)展權(quán)。這并不是說放棄了傳統(tǒng)賽道,「拐彎」換路。而是主戰(zhàn)場也要做,戰(zhàn)略協(xié)同去開辟新的戰(zhàn)場。

在傳統(tǒng)路徑上面,不能只是想著先進(jìn)制程就是高端的,成熟制程就是中低端的。集成電路任何一個工藝節(jié)點都有高中低端產(chǎn)品,成熟制程也有高端產(chǎn)品,如果我們的制程進(jìn)步到了 14 納米 7 納米,但產(chǎn)品性能不行,它仍然是低端品。因此目光不能只盯著先進(jìn)的,14 納米,28 納米以上的成熟制程下的高端品也至關(guān)重要,有自己的特色產(chǎn)品,特色創(chuàng)新,這樣才能掌握住發(fā)展的主動權(quán)。

其次是路徑創(chuàng)新變換賽道。擺脫技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的路徑依賴,新老賽道戰(zhàn)略協(xié)同形成特色發(fā)展的新的主賽道,建立非對稱優(yōu)勢和戰(zhàn)略制衡能力,贏得發(fā)展主動權(quán)。我們要擺脫的路徑依賴,不光是技術(shù)的技能依賴,要有新的產(chǎn)業(yè)模式,新的產(chǎn)品。

最后是應(yīng)用創(chuàng)新,以產(chǎn)品為中心,以行業(yè)應(yīng)用方案為牽引,開展應(yīng)用創(chuàng)新形成新的芯片產(chǎn)品體系及標(biāo)準(zhǔn),引導(dǎo)形成新的國際國內(nèi)雙循環(huán)。

不光是現(xiàn)在的電子信息行業(yè),集成電路的發(fā)展需要汽車、家電、工業(yè)等多個行業(yè)的支持,所以要以應(yīng)用、產(chǎn)品為主,以行業(yè)應(yīng)用方案為牽引,不能只是簡單的替代,而是系統(tǒng)創(chuàng)新。立足于現(xiàn)有的制造能力,通過系統(tǒng)的解決方案先減輕對集成電路芯片的壓力,然后共同打造一個新的生態(tài)。有了這種標(biāo)準(zhǔn)和解決方案,才能真正的形成雙循環(huán)。

最后,葉甜春還提到了當(dāng)前行業(yè)對「路徑創(chuàng)新」的若干認(rèn)識誤區(qū)。1. 誤認(rèn)為路徑創(chuàng)新是要替代傳統(tǒng)賽道,另起爐灶成新的主賽道;2.「顛覆性創(chuàng)新」流于概念,缺乏產(chǎn)業(yè)視野、忽視工業(yè)體系;3. 三維系統(tǒng)封裝脫離產(chǎn)品設(shè)計架構(gòu)創(chuàng)新,陷于閉門造車;4. 眼光不能只盯著所謂「先進(jìn)制程」,忽視成熟制程的特色創(chuàng)新;5. 全產(chǎn)業(yè)鏈仍未擺脫「單純替代」的思維等。

中國集成電路行業(yè)從「頂?shù)米 拱l(fā)展到了「如何向高端發(fā)展」,從自身的角度去看,積小勝為大勝,小的產(chǎn)品創(chuàng)新到大的體系架構(gòu)的創(chuàng)新,再到生態(tài)創(chuàng)新,需要全行業(yè)的積累。



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