半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)變局中的現(xiàn)實(shí)困境與可能出路

在2018年至2023年這五年當(dāng)中，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)生了劇烈變化。

從全球來看，得益于AI大模型風(fēng)潮與存儲器降價(jià)，英偉達(dá)沖破近年英特爾與三星輪流坐莊的慣例，成為全球半導(dǎo)體企業(yè)新龍頭，這是七十年集成電路產(chǎn)業(yè)第一次由芯片設(shè)計(jì)公司（Fabless）登頂全行業(yè)銷售冠軍，彰顯了晶圓代工加設(shè)計(jì)相對傳統(tǒng)整合制造（IDM）的優(yōu)越性。

雖然專業(yè)化分工與全球化合作是半導(dǎo)體行業(yè)長期持續(xù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿χ?，但全球化合作在這五年間受到嚴(yán)重影響，美國政府連續(xù)出臺政策以限制中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，強(qiáng)力改變了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)原有發(fā)展軌跡，技術(shù)封鎖與應(yīng)對政策風(fēng)險(xiǎn)而布局的重復(fù)產(chǎn)能建設(shè)成為影響產(chǎn)業(yè)長期發(fā)展的隱患。

受疫情和地緣沖突風(fēng)險(xiǎn)意識加強(qiáng)誘發(fā)的囤貨行為，引發(fā)全行業(yè)缺貨，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在2020年迎來一次歷史級繁榮，景氣高度和持續(xù)長度都創(chuàng)出歷史記錄，但產(chǎn)業(yè)規(guī)律仍然在起作用，自2022年開始，產(chǎn)業(yè)進(jìn)入下行期，去庫存成為多數(shù)公司主要面對的問題。

從國內(nèi)來看，這五年先是狂飆突進(jìn)，遍地開花，最近這兩年又開始逐漸理性。政策支持加上前期市場紅火，半導(dǎo)體圈外資本瘋狂涌入，新公司不斷涌現(xiàn)，但最終也是產(chǎn)業(yè)規(guī)律起了作用，半導(dǎo)體行業(yè)投入大、回報(bào)周期長的特點(diǎn)，讓資本變現(xiàn)不像互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)那么容易，部分在高點(diǎn)進(jìn)入的資本已經(jīng)被套住，而隨著市場進(jìn)入下行周期，半導(dǎo)體投融資日趨冷淡，尤其是芯片設(shè)計(jì)業(yè)。當(dāng)然，面對不斷加大的外部限制力度，中國半導(dǎo)體的韌性還是體現(xiàn)了出來，晶圓制造技術(shù)的安全可控程度大幅提升，設(shè)備與材料領(lǐng)域出現(xiàn)了突破機(jī)會，并被資本關(guān)注，不過隨著本土晶圓制造產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸成熟，半導(dǎo)體設(shè)備與材料領(lǐng)域的新機(jī)會也在減少。

舊的產(chǎn)業(yè)格局被打破，新的產(chǎn)業(yè)格局還在演進(jìn)中。當(dāng)下，產(chǎn)業(yè)人士對產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題多有分析和思考，尋找產(chǎn)業(yè)與企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的路徑與動力。近日，上海交大行業(yè)研究院半導(dǎo)體行業(yè)研究團(tuán)隊(duì)與探索科技（ID:techsugar）舉辦了“變局中的半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展研討沙龍”，多位產(chǎn)業(yè)嘉賓就半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，分享了對產(chǎn)業(yè)的觀察與洞見。我們結(jié)合自己對產(chǎn)業(yè)的觀察，整理了以下觀點(diǎn)與思路，以期業(yè)界更深入的思考。

芯片設(shè)計(jì)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展思路

芯片設(shè)計(jì)業(yè)主要問題還是本土企業(yè)集中在中低端，缺少有能力做出高端產(chǎn)品的企業(yè)，缺少有國際影響力的企業(yè)。在很多細(xì)分方向上，往往是幾十家上百家企業(yè)競爭，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，價(jià)格戰(zhàn)慘烈，而在國計(jì)民生需要的重點(diǎn)產(chǎn)品方向上又體現(xiàn)出差異化與創(chuàng)新不足，沒有實(shí)力與勇氣去與國外公司競爭。

雖然業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為現(xiàn)在設(shè)計(jì)公司數(shù)量太多了，但想整合也沒那么容易。地方政府補(bǔ)貼讓一些陷入困境的公司還能掙扎，而這些公司的主要人員由于有利可圖，也沒有動力推進(jìn)自己公司被合并。除了企業(yè)的上述思維方式阻礙了兼并重組，在實(shí)際操作中，還存在技術(shù)互補(bǔ)標(biāo)的少的困難。

芯片設(shè)計(jì)業(yè)極度分散的力量很難跟上當(dāng)前芯片設(shè)計(jì)技術(shù)更新迭代的節(jié)奏，也不能對整機(jī)廠商的要求做出及時(shí)的響應(yīng)。要改變當(dāng)前設(shè)計(jì)業(yè)散亂弱小的現(xiàn)實(shí)，就需要在政策上推進(jìn)企業(yè)之間的兼并重組。

當(dāng)然，業(yè)界對于是否需要加速兼并重組有不同觀點(diǎn)，低價(jià)就是競爭力、“卷起來”、“把芯片做成白菜價(jià)”的觀點(diǎn)，在業(yè)界也有很多人認(rèn)同。

芯片制造現(xiàn)狀與發(fā)展思路

晶圓制造是當(dāng)前業(yè)界非常關(guān)注的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，特別是先進(jìn)工藝領(lǐng)域，由于受到技術(shù)限制，發(fā)展進(jìn)度頗受矚目。當(dāng)前，28納米以上的制程節(jié)點(diǎn)，其工藝性能、良率、成本均已經(jīng)通過商業(yè)化運(yùn)營考驗(yàn)，設(shè)備與材料的供應(yīng)安全也相對有保障，但28納米以下的先進(jìn)工藝，在良率、產(chǎn)線運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性以及成本控制方面仍有較大提升空間，特別是5納米及以下先進(jìn)制程，受到半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)口限制的制約，技術(shù)研發(fā)困難，產(chǎn)線建設(shè)短期內(nèi)難以突破。

雖然28納米以下先進(jìn)晶圓制造在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了局部突破，但是尚未具備真正的競爭力，從技術(shù)可實(shí)現(xiàn)到商業(yè)化應(yīng)用還有很長一段路要走。業(yè)內(nèi)專家表示：“我們就是悶著頭去做快速迭代，就是繼續(xù)去磨。一定要做到極致，把質(zhì)量做到極致，把可靠性做到極致，把成本也要做到極致，在市場上有真正的競爭力，這樣才是真正的突破?！?/p>

半導(dǎo)體設(shè)備與材料的現(xiàn)狀與發(fā)展思路

2022年美國10月7日的新出口審查政策出臺以后，對國內(nèi)新產(chǎn)線建設(shè)和產(chǎn)線設(shè)備維護(hù)帶來很大挑戰(zhàn)，因而晶圓制造企業(yè)對半導(dǎo)體設(shè)備的國產(chǎn)化要求也更為迫切。

近幾年，半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)快速發(fā)展，國產(chǎn)化進(jìn)程加快。除DUV光刻機(jī)外，國產(chǎn)機(jī)臺今年在新產(chǎn)線建設(shè)中采用率增加到40%以上，對新產(chǎn)線建設(shè)提供有力支撐。但由于機(jī)臺剛進(jìn)入產(chǎn)線，缺少大規(guī)模量產(chǎn)考驗(yàn)，在可靠性等方面還存在一些問題，需要不斷改進(jìn)。目前，28納米產(chǎn)線的國產(chǎn)化設(shè)備比例還比較小。而40納米以上產(chǎn)線，國產(chǎn)化設(shè)備的可靠性也需要經(jīng)歷考驗(yàn)。

設(shè)備國產(chǎn)化下一個(gè)階段要解決的問題，主要是核心技術(shù)與核心零部件國產(chǎn)化，要保證設(shè)備國產(chǎn)化的供應(yīng)鏈安全可靠，考核國產(chǎn)設(shè)備與實(shí)際需求能匹配到什么程度。

與設(shè)備相比，半導(dǎo)體制造中用到的材料國產(chǎn)化緊迫程度更甚。因?yàn)椴牧嫌斜Ｙ|(zhì)期，多數(shù)不能長期存儲，因而無法像設(shè)備一樣根據(jù)產(chǎn)能建設(shè)預(yù)期來“囤貨”。而部分半導(dǎo)體材料由于市場規(guī)模小，企業(yè)沒有動力去做，例如光刻膠容器，全球只有日本一個(gè)小企業(yè)供應(yīng)，如果現(xiàn)在有企業(yè)切入這個(gè)市場，只靠做這個(gè)產(chǎn)品就難以維系企業(yè)生存。專家表示：“很多東西不是做不出，而是沒法做，產(chǎn)業(yè)很現(xiàn)實(shí)。”

與之前相比，在境外對半導(dǎo)體設(shè)備出口管制情況下，國內(nèi)產(chǎn)線對國產(chǎn)設(shè)備與材料的驗(yàn)證與使用情況，已經(jīng)有了不少改善。加快半導(dǎo)體設(shè)備與材料的國產(chǎn)化進(jìn)程，也是大家的共識。但對于上述小眾材料和設(shè)備的研制生產(chǎn)，可能還需要政策性指引。

EDA現(xiàn)狀與發(fā)展思路

五年來本土EDA市場發(fā)展迅速，但也存在明顯短板。最大的短板是本土EDA目前還沒有全流程工具，大部分以點(diǎn)工具為主，做到局部全流程的企業(yè)屈指可數(shù)，沒有全流程工具，在做點(diǎn)工具替換時(shí)就比較困難。另外一個(gè)問題是使用習(xí)慣和信任度，本土EDA企業(yè)經(jīng)常遇到客戶老板想換本土工具但被工程師抵制的情況，因?yàn)镋DA工具直接影響開發(fā)效率和結(jié)果，工程師不愿意負(fù)擔(dān)采用新EDA供應(yīng)商導(dǎo)致項(xiàng)目失敗的責(zé)任。

與本土設(shè)備、材料企業(yè)類似，EDA也缺少試錯(cuò)空間。

不過情況也在改善，本土晶圓制造企業(yè)在有意識構(gòu)建國產(chǎn)工具流程，而國際壟斷巨頭因?yàn)槭袌龅匚?，已?jīng)缺少創(chuàng)新驅(qū)動力，而部分EDA客戶愿意為工具的創(chuàng)新點(diǎn)來付費(fèi)。