860万片(月,中国芯拨云见日,国产芯片在成熟领域开始反击)
近日,权威机构发布了一项预测,预计2024年中国大陆晶圆产能将达到860万片/月,占比提升至29%。总产能方面达到全球第一。
随着5G、物联网、新能源汽车、AI的快速发展,国内芯片代工厂有望长期受益。
目前,28nm以上的芯片使用场景高达70%,包括航空航天、工业工控、汽车通讯等,而28nm以下先进芯片主要使用在智能手机、个人PC、汽车座舱、AI芯片。
也就是说,中芯国际有量产7nm芯片的能力,但是订单基本上拿不到。为什么?
英特尔在第一时间购买了6台ASML最新的2nm光刻机,要知道ASML一年才产10台,英特尔此举无疑是在向台积电宣战。
台积电也积极备战,设立了2nm芯片研发基地,并且斥资400亿美元建设3nm、5nm晶圆厂。
所以,扩大产能是必要的。
中芯国际使用的是ASML的DUV光刻机,光刻机分辨率为134nm,多重曝光后可以实现7nm工艺,但是良品率和产能受到了很大限制。
这种情况下,国产芯片就要分两步走:
同时,通过快速的工艺升级,将越来越多的芯片迭代至7nm以下的工艺制程,毕竟在这些工艺上,台积电的优势是最大的。
台积电、三星、英特尔在7nm以下制程上杀红了眼,三星未来几年投入9400亿人民币,以提高新进工艺的研发进程,并且表示要在2nm工艺上超越台积电。
目前,迭代至7nm的芯片包括智能手机、PC芯片、AI芯片、汽车座舱、自动驾驶等,但是未来会有更多的芯片迭代至7nm以下,所以国产芯片加强先进工艺研发刻不容缓。
其次,中芯国际生产线上的设备大部分都是美国设备,或者使用美国技术、零部件的设备,这种情况下,中芯国际选择客户方面就受到了限制。
最后,就是生产能力不足。
所以,国产芯片扩大成熟工艺,不仅可以减少进口芯片的额度,同时也可以抢占海外市场。由于国产芯片具有强大的人口红利,资源优势,所以抢占市场的效果还是很明显的。
这些产能中,28nm以下先进制程扩张速度最快,短短几年产能就达到了49%,成为了新的增长一极,10nm以下工艺也提升至总产能的25%,成为了IC市场中最大的市场类别。
华虹半导体也募资180亿元积极扩产,项目投产后可达到8.3万片/月,公司全部产能也将提升至35.8万片/月。
ASML已经造出了2nm光刻机,而国产光刻机还未实现28nm,差距很大。
成熟领域表面上看起来不需要高精尖设备和技术,但是一旦产能跟不上的话,将会影响全局。
这些产能主要集中在物联网、分立器件、电源芯片、高压驱动、图像传感器等等。
由于美国芯片政策的限制,华为、壁刃科技,这些企业就无法在中芯国际下单。
工业是强国之基,无论是保家卫国、还是经济发展都需要工业的支持。你比如说俄罗斯军事很发达,但是工业比较薄弱,在俄乌战争初期表现很猛,但是越打越难,到了后面连坦克的芯片都不够用了,只能去拆洗碗机上的芯片。
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国产芯片进军先进工艺,就是要啃下EDA工具、光刻机、光刻胶这些硬骨头,解决了短板,才能使整个产业链蓬勃发展。
所以,你看到这三家芯片都是基于台积电、三星工艺。
先进的芯片具有性能强、能耗低、功能多的优点,是兵家必争之地。
成熟工艺芯片有了跨越式发展,成绩来之不易,这是我们的政府、企业、专家、工程师、一线工人共同努力的结果,是值得称赞和夸奖的。
排在第二位的是中国台湾,总产能达到了570万片/月,占比为19%。韩国、日本排在第三、第四位,号称全球领先的美国晶圆则沦为others。
以中芯国际为例,2021年斥资1500亿元在北京、上海、天津、深圳建设了4座晶圆厂,全部投产后产能可达35万片/月。
什么意思呢?简单来说,就是国产芯片的产能主要集中在28nm以上的成熟领域,而事实上全球芯片正在向28nm以下的先进工艺快速渗透。
这使得全球晶圆产能增加到了2960万片/月,其中,中国晶圆产能达到了760万片/月,占比达到了25.68%,同比去年增长了12%。
设计方面,华为海思、阿里平头哥、壁仞科技等企业已经能够设计出先进工艺的芯片,但是所需要的EDA工具还做不到完全国产化。
理想很丰满,但现实很骨感。
10nm以下的先进工艺,基本被台积电和三星把控,在10nm以下领域中,台积电的份额达到了60%,5nm以下的市场高达85%。
中芯国际成立于2000年4月,总部位于上海浦东,是内地领先的晶圆代工企业。
芯片制造是我们的弱项,工艺技术方面或许能够达到7nm、5nm,但是设备无法实现国产化,尤其是光刻机。
在存储芯片市场上,韩国对先进工艺最为重视,三星、SK海力士拥有最多的先进制造工艺。
近两年来,半导体产业不景气,2023年只新建了13座晶圆厂,这些新建晶圆厂主要用于功率晶体管、先进逻辑和代工服务的生产。
航空航天对一个国家的意义重大,关系着国家安全、领土完整,因此这个领域必须要实现国产化。
首先,7nm芯片设计企业大部分为海外企业,例如苹果、高通、英伟达等,这些企业的先进产能优先面向台积电、三星。
芯片封装方面,我们已经做到了全球领先,长电科技实现了3nm芯片的封装,处于全球第三的位置。
但是,这并不意味着国产芯片彻底摆脱了“卡脖子”,我们仍要持续投入高额研发资金,下大力气攻克薄弱环节,将国产芯片提升至新高度。
第二步、加强先进工艺的研发
而随着美国最新的半导体设备政策的落地,中芯国际能够拿到的先进设备就更少了,先进产能也会一降再降。
此外,中国又是最大的芯片需求国,年进口芯片高达2.8万亿,这2.8万亿订单中,有相当一部分是成熟工艺的芯片。
芯片是一个复杂的产业链,主要包括设计、制造、封装、EDA、设备和材料。
第一步、在成熟领域展开反击
这是因为他们是利益共同体,表面上看这些企业分别属于不同的国家和地区,但是背后的大股东都是美国资本。
这么一看的话,国产芯片已经不是当年的跟班小弟了,妥妥的世界老大啊!先掌握产能,后掌握技术,最终掌握话语权,未来国产芯片将所向披靡,无往不前。
材料方面,主要被日本垄断,19种关键材料中,日本有14种市场占有率超过了50%,其中EUV光刻胶处于垄断地位。
而国产芯片能够制造10nm以下芯片的就数到了中芯国际。
CEO梁孟松负责技术研发,带领中芯国际几年时间突破了28nm、14nm、N 1、N 2工艺,7nm工艺也于2021年风险试产。
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