近年來,半導體行業(yè)的熱點新聞中,向來不乏荷蘭光刻機。
近日,我國和荷蘭就光刻機等議題交換意見,雙方重點就光刻機輸華和加強半導體產(chǎn)業(yè)合作等議題深入交換意見。中方希望荷方確保光刻機貿(mào)易正常進行,荷方表示,中國是荷蘭最重要的經(jīng)貿(mào)伙伴之一,荷蘭出口管制不針對任何國家,所做決定基于獨立自主的評估,并在安全可控前提下盡可能降低對全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈的影響。
中國是荷蘭重要經(jīng)貿(mào)伙伴,這點從數(shù)據(jù)中也可窺見。2023年,中國從ASML采購了近1400臺光刻機,荷蘭光刻機巨頭ASML的三季度財報也顯示,來自中國大陸的銷售收入占比達46%,將近一半。2024年1—2月份,根據(jù)中國海關(guān)總署的數(shù)據(jù),我國從荷蘭進口光刻機的數(shù)據(jù),同比增長256.1%,進口數(shù)量32臺。
值得一提的是,國內(nèi)共有 9 個省市進口了荷蘭光刻機,其中進口量排名前三的,分別是上海市、北京市、山東省,占比分別為 28.7%、13.8%、12.4%。
光刻機的進口量,往往能反映當?shù)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%99%B6%E5%9C%86%E5%8E%82/">晶圓廠的規(guī)模及產(chǎn)能情況,而晶圓廠的一舉一動,都會向外界傳遞出半導體行業(yè)的最新信號,是行業(yè)發(fā)展的風向標。
01、排名前三的,為何是“滬京魯”
對于芯片制造,光刻是一個必不可少的環(huán)節(jié)??梢哉f,沒有光刻機,就沒有現(xiàn)代芯片產(chǎn)業(yè)。因此,光刻機背后的買主,自然是半導體制造工廠——晶圓廠。
ASML是全球最大的光刻機制造商,也是唯一的EUV光刻機供應廠商。2019年以來,EUA光刻機已不再向中國大陸出口。今年開年,荷蘭又正式吊銷了ASML向中國大陸出口NXT:2050i和NXT:2100i光刻系統(tǒng)(當前最先進的一批DUV光刻機型號)的許可證。
也就是說,美國對中國半導體產(chǎn)業(yè)“卡脖子”的關(guān)鍵繩索,悄然落下。
盡管如此,2024年1月至2月,我國從荷蘭進口光刻機金額同比仍大幅增長。從進口額來看,上海市購買11臺,花費3.03億美元;北京市購買8臺,花費1.45億美元;山東省購買2臺,花費1.31億美元。
如此大手筆,既可以清晰洞察到各地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,也可以反應其在半導體領(lǐng)域擴張和技術(shù)升級的需求。
首先看排名第一的上海。
2023年,上海市工業(yè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值占規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值比重達到43.9%,集成電路、生物醫(yī)藥、人工智能三大先導產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到1.6萬億元。
從整個集成電路產(chǎn)業(yè)鏈來看,上海的產(chǎn)值和出口額均居全國前列,是國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)技術(shù)實力最強、規(guī)模最大的城市,其芯片產(chǎn)業(yè)基本涵蓋了全產(chǎn)業(yè)鏈,包括了芯片設(shè)計原廠、晶圓代工制造廠、封測廠、材料廠商、設(shè)備廠商等芯片各個領(lǐng)域。
尤其是在晶圓制造領(lǐng)域,據(jù)芯師爺不完全統(tǒng)計,截止到2023年年底,上海主要擁有9座晶圓廠,包括中芯國際(提供從成熟的28納米節(jié)點到先進的14納米節(jié)點的制造服務)、華虹(專注于特色工藝技術(shù),如模擬、功率管理、射頻等)、先進半導體(提供模擬和混合信號集成電路制造服務)等明星企業(yè),產(chǎn)線覆蓋8英寸、12英寸,其月產(chǎn)能總數(shù)達50萬片/月。
就目前大陸地區(qū)的集成電路產(chǎn)業(yè)布局來看,未來很長一段時間內(nèi),上海將處在芯片制造領(lǐng)域前列的位置。這一地位使得上海對高端制造設(shè)備,如光刻機,有著巨大的需求。
2024年,上海將全力落實新一輪集成電路、生物醫(yī)藥、人工智能“上海方案”。集成電路領(lǐng)域,以自主創(chuàng)新、規(guī)模發(fā)展為重點,提升芯片設(shè)計、制造封測、裝備材料全產(chǎn)業(yè)鏈能級。
芯片設(shè)計上,將加快突破面向云計算、數(shù)據(jù)中心、新一代通信、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的高端處理器芯片、存儲器芯片、微處理器芯片、圖像處理器芯片、現(xiàn)場可編程邏輯門陣列芯片(FPGA)、5G核心芯片等,這無疑將大力推動晶圓制造市場規(guī)模的快速增長。
晶圓制造上,上海在2024年將加快先進工藝研發(fā),支持12英寸先進工藝生產(chǎn)線建設(shè)和特色工藝產(chǎn)線建設(shè),爭取產(chǎn)能倍增,加快第三代化合物半導體發(fā)展。
另外,根據(jù)上海市政府發(fā)布發(fā)2024年市重大建設(shè)項目計劃,正式項目共191項。其中芯片半導體相關(guān)項目在科技產(chǎn)業(yè)先進制造業(yè)類列表中高頻出現(xiàn)。計劃建成的14項,有4項屬于芯片半導體業(yè),包括鼎泰半導體12英寸自動化晶圓制造中心項目、中微臨港產(chǎn)業(yè)化基地、盛美半導體設(shè)備研發(fā)與制造中心、華為上海研發(fā)基地(青浦)。在建項目共58項,芯片半導體相關(guān)項目包括中芯國際12英寸芯片項目、格科半導體12英寸CIS集成電路研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項目等。
上海購買光刻機設(shè)備金額全國第一,是其集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個積極信號,為未來技術(shù)變革和市場擴張做好準備,體現(xiàn)了上海在晶圓代工、技術(shù)創(chuàng)新和未來布局等方面的綜合實力和發(fā)展?jié)摿ΑkS著持續(xù)的投資和政策支持,上海有望在全球集成電路產(chǎn)業(yè)中扮演更加重要的角色。
其次是排名第二的北京。
北京作為中國的首都和科技創(chuàng)新中心,其在集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上具有獨特的優(yōu)勢和戰(zhàn)略地位,在集成電路領(lǐng)域打造了多個“第一”,包括1956年研制成功第一支晶體管、1958年成立第一個半導體器件生產(chǎn)廠109廠、1975年試制成功第一塊1K DRAM等重要歷史節(jié)點。
但不得不說的是,雖然北京尤其中關(guān)村的科技力量在全國獨占鰲頭,中科院、清華大學等標志著中國頂尖科研水平的科研院所都在北京,但和上海、深圳相比,科技成果產(chǎn)業(yè)化和市場化潛力還未完全發(fā)揮出來。
為此北京一直在全面發(fā)力,目前已呈現(xiàn)呈現(xiàn)“海淀設(shè)計、亦莊制造、順義化合物”的發(fā)展格局。從數(shù)量來看,北京芯片企業(yè)數(shù)量可能只占全國的1%,看似很小,但北京手握中芯國際、北方華創(chuàng)等大型上市公司和地平線、中科馭數(shù)等獨角獸企業(yè),整個城市的平均產(chǎn)值規(guī)模較大。
在晶圓代工方面,盡管規(guī)模不如上海,但依然致力于推動晶圓代工技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)的完善。據(jù)芯師爺不完全統(tǒng)計,主要擁有中芯國際兩座晶圓廠,產(chǎn)能約為11.4萬片/月。但在建和計劃中的晶圓廠有6座,和已有晶圓廠一起,規(guī)劃產(chǎn)能是49萬片/月。
其中燕東微電子,從4英寸、6英寸、8英寸到啟動建設(shè)的12英寸晶圓生產(chǎn)線,這家承載著北京集成電路產(chǎn)業(yè)布局重任的老廠長跑35年,面向AIoT、汽車電子、5G通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、超高清視頻等應用領(lǐng)域,堅持高密度功率器件、顯示驅(qū)動IC、電源管理IC、硅光芯片四大產(chǎn)品方向,在功率器件市場已占領(lǐng)一席之地。
北京市政府工作報告在談及今年重點任務時,也明確給出了加快發(fā)展集成電路具體任務。
具體是加快推進集成電路重大項目,在光電集成、芯粒技術(shù)等領(lǐng)域實現(xiàn)更大突破;推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,積極布局電機、電池、電控、車規(guī)級芯片等關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)鏈;推進超高清視頻全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化升級;促進新能源、新材料、商業(yè)航天、低空經(jīng)濟等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,開辟量子、生命科學等未來產(chǎn)業(yè)新賽道;優(yōu)化專精特新企業(yè)梯隊培育體系,助力更多企業(yè)發(fā)展壯大。
這些任務的實現(xiàn),對高性能、低功耗芯片的需求將不斷增長。光刻機不僅是生產(chǎn)設(shè)備,也是研發(fā)新技術(shù)的重要工具。北京擁有眾多高校和研究機構(gòu),在政策加持下,購買光刻機有助于其在半導體技術(shù)領(lǐng)域的研究和創(chuàng)新,有助于完善本地的半導體晶圓制造環(huán)節(jié),減少對外部供應鏈的依賴,推動科技成果的產(chǎn)業(yè)化。
排名第三的山東,倒是頗令人意外。
因為從光刻機購買方——晶圓廠的分部情況來看,我國長三角地區(qū)晶圓廠數(shù)量最多,約占比將近一半。而從省份看,上海、無錫、北京、合肥、成都、深圳等地區(qū)設(shè)有較多晶圓廠,山東并不在列。
但其實山東在集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面取得了顯著成就,尤其是在濟南和青島等城市。濟南的集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)增速連續(xù)兩年位列全國前十,擁有多家龍頭企業(yè),如比亞迪、天岳先進等,并計劃到2025年形成500億級產(chǎn)業(yè)規(guī)模。青島市則在集成電路和新型顯示領(lǐng)域進行了大手筆布局,吸引了富士康、京東方等企業(yè)入駐,形成了全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展格局,并力爭到2025年產(chǎn)值達到350億元。
目前,山東正在加快晶圓制造、高端封測等領(lǐng)域的進展,包括在濟南、青島、煙臺、威海等市加快集成電路晶圓制造和高端封測項目的建設(shè)進度,提升產(chǎn)能規(guī)模,并補齊產(chǎn)業(yè)發(fā)展短板。
山東目前建成的晶圓廠主要是大連英特爾,在建和計劃中的,包括青島芯恩集成的兩座晶圓廠,和矽力杰的12英寸晶圓廠,青島希望以此項目為支撐,吸引更多模擬芯片設(shè)計公司落戶,從而形成產(chǎn)業(yè)集聚,打造模擬產(chǎn)業(yè)基地。
山東青島的芯恩集成,在國內(nèi)率先探索共享共有式集成電路制造模式(CIDM),實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游多環(huán)節(jié)、多領(lǐng)域企業(yè)協(xié)同一致、聯(lián)合生產(chǎn),企業(yè)產(chǎn)品互補、分擔投資、共享資源、共擔風險。公司主要從事8英寸晶圓、12英寸晶圓等集成電路產(chǎn)品的研發(fā)與量產(chǎn),截至目前,8英寸、12英寸晶圓均已實現(xiàn)量產(chǎn)化,突破了青島市乃至山東省目前“缺芯少面”的產(chǎn)業(yè)瓶頸,加速推動全省新舊動能轉(zhuǎn)換,進一步提升國內(nèi)芯片的自主供給能力。
山東省在今年的政府工作報告也明確提出,培強壯大一批龍頭骨干企業(yè),加快推進100個重大項目,力爭信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)營收增長10%以上。推動濟南、青島等市集成電路重點項目規(guī)?;慨a(chǎn),加快布局發(fā)展碳化硅、氮化鎵等第三代半導體產(chǎn)業(yè)。
山東省在光刻機購買量上的突出表現(xiàn),也反映了山東省在集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展上的潛力和努力。隨著產(chǎn)業(yè)的不斷成熟和發(fā)展,未來可能會有更多的地區(qū)在中國集成電路產(chǎn)業(yè)中嶄露頭角。
02、寫在最后
先進光刻系統(tǒng)的禁運,確實給中國集成電路制造帶來了一定的挑戰(zhàn),尤其是在高端制程技術(shù)的發(fā)展上。
公開數(shù)據(jù)顯示,2023年到2027年,全球晶圓代工成熟制程(28nm以上)和先進制程(16nm以下)的產(chǎn)能比重預計將維持在7∶3,這意味著,在高性能芯片頻出的當下,全球半導體產(chǎn)業(yè)中,40nm和28nm制程仍然能滿足近7成產(chǎn)品需求。
這是中國集成電路產(chǎn)業(yè)的機會,從上文中上海市、北京市、山東省的造芯進展來看,中國集成電路產(chǎn)業(yè)前進的步伐并未停止,而是在不斷加快。
正如國際半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI)公布的數(shù)據(jù)顯示,如今,來自中國大陸的晶圓月產(chǎn)能已經(jīng)高達760萬片,這一數(shù)字占據(jù)了全球半導體產(chǎn)能的25.6%,這基礎(chǔ)上,2024年,中國大陸半導體產(chǎn)能還將繼續(xù)以13%的增長率領(lǐng)跑全球。
通過源源不斷的生產(chǎn),中國芯片產(chǎn)業(yè)在這個過程中不斷“練兵”,在世界半導體產(chǎn)業(yè)的長河中韜光養(yǎng)晦,保持前行。