(2021.6.28)半導(dǎo)體一周要聞－莫大康

半導(dǎo)體一周要聞

2021.6.21- 2021.6.25

1. 北京半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)朱晶：我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)化將受六大因素影響

朱晶將后摩爾時(shí)代總體分為三個(gè)階段：以晶體管結(jié)構(gòu)、工藝和材料創(chuàng)新為主的延續(xù)摩爾階段；以應(yīng)用驅(qū)動(dòng)異質(zhì)集成的擴(kuò)展摩爾階段；以新器件、新原理、新材料應(yīng)用創(chuàng)新的超越摩爾時(shí)代。

朱晶認(rèn)為，在上述六大因素驅(qū)動(dòng)下，各領(lǐng)域集成電路國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程將有不同程度的節(jié)奏。在超大規(guī)模市場(chǎng)和半壟斷行業(yè)因素影響下，門檻較低的消費(fèi)電子芯片以及工業(yè)、軌道交通芯片、汽車半導(dǎo)體、5G****芯片等領(lǐng)域?qū)⒃谖磥?年內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代；在技術(shù)革新?lián)Q代因素影響下，門檻較高的智能計(jì)算、新型存儲(chǔ)、AI+EDA、先進(jìn)封裝、寬禁帶半導(dǎo)體將在未來5~7年實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代；在技術(shù)性地緣、需要產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、人才等因素影響下的GPU、EDA和IP、射頻前端模組、光刻膠、半導(dǎo)體零部件以及企業(yè)級(jí)SSD主控等領(lǐng)域，先進(jìn)工藝、前道量測(cè)/離子注入/光刻機(jī)等半導(dǎo)體設(shè)備和硅片、化學(xué)品、特氣等半導(dǎo)體材料則需要7年甚至10年以上的國(guó)產(chǎn)化替代過程。

面對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程受不同的因素影響，朱晶認(rèn)為在限制條件下的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新有時(shí)比原始創(chuàng)新還困難，對(duì)此她提出幾點(diǎn)建議。

第一，在“十四五”期間加大對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)和工程化創(chuàng)新的重視，推動(dòng)集成電路企業(yè)真正成為技術(shù)創(chuàng)新的主體，成為“提出需求、增加投入、組織研究、主導(dǎo)應(yīng)用轉(zhuǎn)化”的載體。

第二，在現(xiàn)有科技計(jì)劃管理體系之外設(shè)立相對(duì)獨(dú)立的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃，支持各類創(chuàng)新主體開展更具挑戰(zhàn)性、高風(fēng)險(xiǎn)性的創(chuàng)新活動(dòng)，以發(fā)掘能為集成電路產(chǎn)業(yè)帶來根本性轉(zhuǎn)變的技術(shù)。

第三，以集成電路領(lǐng)域具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和行業(yè)引領(lǐng)力的龍頭企業(yè)為主體，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)以及各類科研和工程創(chuàng)新載體的融通發(fā)展，推動(dòng)組建基于國(guó)產(chǎn)集成電路供應(yīng)鏈體系的創(chuàng)新聯(lián)合體，加快形成強(qiáng)協(xié)同、弱耦合的創(chuàng)新生態(tài)。

第四，重視特色工藝，滿足某些產(chǎn)品高端化過程中對(duì)工藝技術(shù)的差異化需求和產(chǎn)能需求、例如大部分高端模擬集成電路產(chǎn)品，需要實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)和工藝方面的緊耦合。

第五，對(duì)于在國(guó)內(nèi)工作的非中國(guó)籍集成電路人才，給予個(gè)稅減免優(yōu)惠、不動(dòng)產(chǎn)購(gòu)置稅收減免等措施以鼓勵(lì)其長(zhǎng)期留居中國(guó)。對(duì)企業(yè)引進(jìn)海外高端人才給予企業(yè)所得稅等稅收優(yōu)惠，以鼓勵(lì)人才引進(jìn)。同時(shí)加大集成電路一級(jí)學(xué)科建設(shè)的支持力度和資源投入，保證經(jīng)費(fèi)和政策支持。

第六，通過非市場(chǎng)的手段，解決不符合經(jīng)效益的部分領(lǐng)域。

2. 各國(guó)砸錢造芯片搞一條完整的供應(yīng)鏈要花多少錢？

美國(guó)、韓國(guó)、歐盟、日本公布了全新半導(dǎo)體戰(zhàn)略，中國(guó)的半導(dǎo)體計(jì)劃正在籌備中，據(jù)傳未來將投資1萬億美元。初步統(tǒng)計(jì)，在未來五至十年內(nèi)，全球至少會(huì)有超過1.5萬億美元的資金投入到半導(dǎo)體領(lǐng)域，同時(shí)各國(guó)/地區(qū)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集群將更完善。

美國(guó)“半導(dǎo)體激勵(lì)計(jì)劃”，5年投資520億美元

具體來看，520億美元的資金包括了——390億美元的生產(chǎn)和研發(fā)資金、105億美元的項(xiàng)目實(shí)施資金以及15億美元的緊急融資，主要用于美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)中心、美國(guó)國(guó)家先進(jìn)封裝制造項(xiàng)目和其他研發(fā)項(xiàng)目。其中的15億美元緊急融資，將用來幫助西方企業(yè)在設(shè)備上的“去中國(guó)化”——替換掉華為和中興通訊的設(shè)備，以加快發(fā)展美國(guó)運(yùn)營(yíng)商支持的開放式無線接入網(wǎng)。

韓國(guó)“K-半導(dǎo)體戰(zhàn)略”，10年投資510萬億韓元

2021年5月13日，韓國(guó)政府發(fā)布了“K-半導(dǎo)體戰(zhàn)略”——政府和企業(yè)將在京畿道和忠清道規(guī)劃半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集群，集半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、原材料、生產(chǎn)、零部件、尖端設(shè)備等為一體，旨在主導(dǎo)全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈。因建設(shè)區(qū)域規(guī)劃和字母K相近，故稱之為“K-半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶”。在投資金額方面，到2030年，韓國(guó)將向半導(dǎo)體領(lǐng)域投資510萬億韓元（約合4490.55億美元），其中大部分資金來自私營(yíng)企業(yè)，總計(jì)有153家企業(yè)加入。

歐盟“2030數(shù)字羅盤”計(jì)劃，生產(chǎn)全球20%高端半導(dǎo)體

日本確立“半導(dǎo)體數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略”

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省宣布，日本已完成對(duì)半導(dǎo)體、數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施及數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略的研究匯總工作，確立了以擴(kuò)大國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力為目標(biāo)的“半導(dǎo)體數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略”。

中國(guó)“芯片對(duì)抗”計(jì)劃投資1萬億美元

根據(jù)白宮的供應(yīng)鏈評(píng)估報(bào)告：半導(dǎo)體生產(chǎn)過程涉及多國(guó)多地區(qū)，其產(chǎn)品可能要跨越70次國(guó)際邊界，整個(gè)過程需要長(zhǎng)達(dá)100天，其中約有12天是供應(yīng)鏈步驟之間的中轉(zhuǎn)。

3. SEMI：過去五年中國(guó)大陸晶圓產(chǎn)能翻倍，目前占全球22.8%

6月17日，歐洲半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)根據(jù)SEMI的數(shù)據(jù)繪制了圖表。圖表數(shù)據(jù)把每月產(chǎn)能的晶圓統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化為8英寸晶圓計(jì)算。該圖表顯示，除中國(guó)大陸以外的所有半導(dǎo)體產(chǎn)區(qū)在2015年至2020年的五年內(nèi)的份額均出現(xiàn)下降。其中，中國(guó)大陸從1995年占全球產(chǎn)量的14.4%上升到2020年的22.8%。同期，歐洲從9.4%下降到7.2%,美國(guó)從5年前的12.6%下降到了2020年的10.6%。排名第二的是中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)，不過也從2015年的18.8%略降到了2020年的17.8%。韓國(guó)以15.3%位居第三，2015年這個(gè)數(shù)字為18.4%，另外，新加坡的晶圓產(chǎn)能占4.7%。

4. 指甲蓋大小塞了500億晶體管，領(lǐng)先臺(tái)積電，IBM打造世界首款2納米芯片能耗僅為7納米的1/4！

2014年IBM已將其Microelectronics部門出售給GlobalFoundries時(shí)，IBM就已經(jīng)宣告退出芯片代工業(yè)務(wù)。

據(jù)IBM官網(wǎng)5月6日消息，IBM宣稱自己打造了世界首個(gè)2納米的芯片，大幅推進(jìn)了當(dāng)前芯片生產(chǎn)技術(shù)的前沿，在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)及制程上取得突破。

在這里IBM的2nm制程號(hào)稱在150mm2（指甲蓋大?。┑拿娣e中塞入了500億個(gè)晶體管，平均每平方毫米為3.3億個(gè)。做為對(duì)比，臺(tái)積電和三星的7nm制程大約在每平方毫米是9,000萬個(gè)晶體管左右，三星的5LPE為1.3億個(gè)晶體管，而臺(tái)積電的5nm則是1.7億個(gè)晶體管。

首先，在這個(gè)芯片上，IBM用上了一個(gè)被稱為納米片堆疊的晶體管，它將NMOS晶體管堆疊在PMOS晶體管的頂部，而不是讓它們并排放置以獲取電壓信號(hào)并將位從1翻轉(zhuǎn)為零或從0翻轉(zhuǎn)為1。這些晶體管有時(shí)也稱為gate all around或GAA晶體管，這是當(dāng)前在各大晶圓廠被廣泛采用的3D晶體管技術(shù)FinFET的接班人。從以往的介紹我們可以看到，F(xiàn)inFET晶體管將晶體管的源極和漏極通道拉入柵極，而納米片將多個(gè)源極和漏極通道嵌入單個(gè)柵極以提高密度。

IBM表示，其采用2納米工藝制造的測(cè)試芯片可以在一塊指甲大小的芯片中容納500億個(gè)晶體管。

5. 國(guó)產(chǎn)14nm芯片明年底量產(chǎn)！

中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院電子信息研究所所長(zhǎng)溫曉君在接受環(huán)球網(wǎng)記者采訪時(shí)表示，國(guó)產(chǎn)14nm芯片明年底可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)芯片已經(jīng)迎來最好的時(shí)刻?！罢J(rèn)同行業(yè)預(yù)判，盡管面臨著技術(shù)方面的難題，但已看到希望?！?/p>

14nm芯片的發(fā)展攻克了許多技術(shù)難題：刻蝕機(jī)、薄膜沉積等關(guān)鍵裝備實(shí)現(xiàn)了從無到有，批量應(yīng)用在大生產(chǎn)線上；14納米工藝研發(fā)取得突破；后道封裝集成技術(shù)成果全面實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；拋光劑和濺射靶材等上百種關(guān)鍵材料通過大生產(chǎn)線考核進(jìn)入批量銷售。而這些成果基本覆蓋了我國(guó)集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈體系，扭轉(zhuǎn)了之前工藝技術(shù)全套引進(jìn)的被動(dòng)局面。

溫曉君稱，14-12nm這一代的生產(chǎn)線，在目前半導(dǎo)體中非常的關(guān)鍵，14nm制程及以上能夠滿足目前70%半導(dǎo)體制造工藝的需要，定位中端的5G芯片均采用了12nm工藝。另外，14nm基本能滿足我國(guó)國(guó)產(chǎn)臺(tái)式CPU需要的制程的需要。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2019年上半年，整個(gè)半導(dǎo)體銷售市場(chǎng)規(guī)模約為2000億美元，其中，65%芯片采用14nm制程工藝，僅10%左右的芯片采用7nm，25%左右采用10nm和12nm?？梢钥闯觯?4nm已成為當(dāng)下應(yīng)用最廣泛、最具市場(chǎng)價(jià)值的制程工藝，在AI芯片、高端處理器以及汽車等領(lǐng)域都具有很大的發(fā)展?jié)摿?，主要?yīng)用包含高端消費(fèi)電子產(chǎn)品、高速運(yùn)算，低階功率放大器和基頻、AI、汽車等。

6. 李開復(fù)預(yù)測(cè)未來20年 AI將深刻影響五大產(chǎn)業(yè)

創(chuàng)新工場(chǎng)創(chuàng)始人李開復(fù)發(fā)表《飛奔的AI時(shí)代》的主旨演講。在演講中，李開復(fù)預(yù)測(cè)了在未來二十年，AI加上更多新的技術(shù)發(fā)展會(huì)帶來影響深遠(yuǎn)的五大產(chǎn)業(yè)變革。

　　這五大產(chǎn)業(yè)變革預(yù)測(cè)包括：

　　一、世界工廠AI自動(dòng)化升級(jí)，中國(guó)先進(jìn)制造引領(lǐng)全球

　　二、能源和材料價(jià)格大幅下降，中國(guó)供應(yīng)鏈主導(dǎo)世界

　　三、智慧城市和萬物聯(lián)網(wǎng)到位，全自動(dòng)駕駛?cè)嫫占?/p>

　　四、中國(guó)商業(yè)智能創(chuàng)新倍出，AI驅(qū)動(dòng)商業(yè)運(yùn)作新秩序

　　五、AI+醫(yī)療創(chuàng)新降低疾病致死率，延長(zhǎng)人們的生命

7. 臺(tái)媒：臺(tái)積電明年大漲價(jià)！

臺(tái)媒《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》6月24日?qǐng)?bào)道稱，IC設(shè)計(jì)業(yè)者透露，明年初晶圓代工價(jià)格已經(jīng)敲定，不僅聯(lián)電8英寸和12英寸的晶圓代工價(jià)格續(xù)漲，晶圓代工龍頭臺(tái)積電也漲價(jià)，部分8英寸和12英寸制程價(jià)格上漲一到兩成，且12英寸制程漲幅高于8英寸。臺(tái)積電表示，不評(píng)論價(jià)格問題。

Gartner首席研究分析師Kanishka Chauhan在最新報(bào)告中表示，半導(dǎo)體供應(yīng)短缺將嚴(yán)重?cái)_亂供應(yīng)鏈，并將在2021年制約多種電子設(shè)備的生產(chǎn)，芯片代工廠正在提高芯片的價(jià)格，而這也將傳導(dǎo)至下游設(shè)備。

8. 華虹半導(dǎo)體攜手斯達(dá)半導(dǎo)打造車規(guī)級(jí)IGBT芯片，暨12英寸IGBT規(guī)模量產(chǎn)

全球領(lǐng)先的特色工藝純晶圓代工企業(yè)——華虹半導(dǎo)體有限公司（“華虹半導(dǎo)體”，股份代號(hào)：1347.HK）與中國(guó)IGBT行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)——嘉興斯達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司（“斯達(dá)半導(dǎo)”，股份代號(hào)：603290）今日舉辦“華虹半導(dǎo)體車規(guī)級(jí)IGBT暨12英寸IGBT規(guī)模量產(chǎn)儀式”，并簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議。雙方共同宣布，攜手打造的高功率車規(guī)級(jí)IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）芯片，已通過終端車企產(chǎn)品驗(yàn)證，廣泛進(jìn)入了動(dòng)力單元等汽車應(yīng)用市場(chǎng)。

華虹半導(dǎo)體與斯達(dá)半導(dǎo)在多年合作過程中，雙方充分發(fā)揮了各自的優(yōu)勢(shì)資源，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，在汽車電子、變頻器、逆變焊機(jī)、UPS、光伏/風(fēng)力發(fā)電、白色家電等多個(gè)領(lǐng)域潛心研發(fā)生產(chǎn)IGBT。目前已有650V、750V、950V、1200V、1700V等多個(gè)電壓的系列產(chǎn)品通過終端客戶考核，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，性能水平達(dá)到業(yè)界一流，雙方合作IGBT累計(jì)出貨量已超過25萬片等效8英寸晶圓。

9. 日本半導(dǎo)體的****冠軍

臺(tái)積電作為全球最大的晶圓制造廠，自然成為了各方重點(diǎn)籠絡(luò)的對(duì)象。今年2月，臺(tái)積電宣布投資不超過1.86億美元在日本開設(shè)子公司以擴(kuò)展3D IC的研究。

10. 孤注一擲聯(lián)電****對(duì)了

在幾年前，聯(lián)電宣布停止先進(jìn)制程研發(fā)，聚焦在成熟工藝深耕之后，這在全球半導(dǎo)體行業(yè)引起了廣泛討論?？紤]到他們和臺(tái)積電過去多年的角逐，這更是成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

聯(lián)電今年以來接單暢旺且產(chǎn)能利用率全線滿載，5月合并營(yíng)收達(dá)171.89億元，創(chuàng)下歷史新高。累計(jì)前5個(gè)月合并營(yíng)收年增11.9％達(dá)806.68億元，改寫歷年同期新高。聯(lián)電預(yù)估第二季晶圓出貨季增2％，晶圓平均美元價(jià)格提升3～4％，平均毛利率上看30％。

據(jù)工商時(shí)報(bào)報(bào)道，全球半導(dǎo)體產(chǎn)能供不應(yīng)求情況預(yù)期會(huì)延續(xù)到2023年，晶圓代工廠紛紛拉高資本支出擴(kuò)產(chǎn)，但成熟制程投資未見擴(kuò)大，其中，臺(tái)積電及三星晶圓代工將以5納米及3納米等更先進(jìn)制程為投資重心，中芯國(guó)際受美國(guó)貿(mào)易禁令影響，未來先進(jìn)及成熟制程擴(kuò)產(chǎn)受阻。聯(lián)電鎖定28／22納米成熟制程擴(kuò)大投資，南科Fab 12A廠擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度順利，受惠于三星LSI、聯(lián)發(fā)科等大客戶預(yù)訂產(chǎn)能，未來3年?duì)I運(yùn)看旺。

11. 氮化鎵GaN射頻器件市場(chǎng)2026年預(yù)計(jì)達(dá)到24億美元以上

Yole在報(bào)告《2021氮化鎵射頻市場(chǎng)：應(yīng)用、主要廠商、技術(shù)和襯底》中預(yù)測(cè)，氮化鎵（GaN）射頻器件市場(chǎng)正以18%的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）增長(zhǎng)，從2020年的8.91億美元到2026年的24億美元以上。該市場(chǎng)將由國(guó)防和5G電信基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用主導(dǎo)，到2026年分別占整個(gè)市場(chǎng)的49%和41%。特別是，基于氮化鎵的宏/微蜂窩領(lǐng)域?qū)⒃?026年占氮化鎵電信基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)的95%以上。

目前，射頻器件的主要市場(chǎng)如下：手機(jī)和通訊模塊市場(chǎng)，約占80%；WIFI路由器市場(chǎng)，約占9%；通訊****市場(chǎng)，約占9%；NB-IoT市場(chǎng)，約占2%。

12. 12英寸SiC誕生，每片僅比硅多220元如何做到的？

近日，12英寸GaN晶圓面世，12英寸SiC晶圓也誕生了！據(jù)介紹，澳大利亞一所大學(xué)通過個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)了新型硅基SiC晶圓，不僅缺陷率低，而且成本也非常低，12英寸晶圓每片本增加不超35美元（約223人民幣）。

13. TSMC 2021 5nm的客戶

14. 集微咨詢高級(jí)分析師陳躍楠：新環(huán)境下EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析

近年來，EDA/IP等國(guó)產(chǎn)替代“卡脖子”環(huán)節(jié)已成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，尤其是后摩爾時(shí)代的到來，芯片制造工藝的升級(jí)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都要付出高昂代價(jià)，實(shí)現(xiàn)在EDA技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新尋求突破，將是中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步提升自主可控能力的關(guān)鍵，有助于帶動(dòng)下游產(chǎn)業(yè)鏈的快速成長(zhǎng)。

EDA的重要價(jià)值在于，EDA軟件降低了芯片的設(shè)計(jì)成本。據(jù)顯示，一顆28nm系統(tǒng)SoC的設(shè)計(jì)費(fèi)大約是4000萬美元，在沒有EDA技術(shù)進(jìn)步的情況數(shù)下，費(fèi)用會(huì)達(dá)到77億美元，EDA軟件讓設(shè)計(jì)費(fèi)用降低了200倍。

他提到，國(guó)內(nèi)廠商除了華大九天在模擬電路和顯示面板方面可以做到全流程工具支持之外，其他的多以供點(diǎn)工具為主。國(guó)產(chǎn)工具在先進(jìn)制程方面的短板尤為明顯，目前全流程最高可以支持28 nm，制造和封測(cè)環(huán)節(jié)的支持能力也非常薄弱。另外，國(guó)產(chǎn)工具還缺乏持續(xù)驗(yàn)證和迭代提的IP庫(kù)，可用性差、效率低；產(chǎn)業(yè)生態(tài)存在巨大差距，人才缺失嚴(yán)重等問題。

EDA工具如何才能更快實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化？他建議可以從由點(diǎn)及面、由低端到高端、產(chǎn)學(xué)研用資全面配合三個(gè)角度入手。最后，陳躍楠建議：“當(dāng)前中國(guó)半導(dǎo)體正處于壯大期，未來可以借助資本力量，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，由此中國(guó)半導(dǎo)體有望在2025年達(dá)到成熟期?！?/p>

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