簡析中國大陸半導體現狀

作者：李晉

一顆晶片的產出涉及到諸多環節，其中的晶片製造環節，把晶片從圖紙變成產品，這個環節決定了晶片的多重性能。

目前大陸晶片製造的情況到底如何？我們與國際大廠之間還有多遠的距離？國際電子商情在本文作了簡要探討與分析。

隨著我國對集成電路行業發展的日益重視，該領域規劃的新項目如雨後春筍般層出不窮。

同時，大陸在近年來躋身為全球最重要的晶片市場之一，不過其晶片九成依賴進口。

而去年，受中美貿易摩擦事件影響，國人對晶片的關注度大為提升。

一顆晶片的產出涉及到諸多環節，其中的晶片製造環節，把晶片從圖紙變成產品，這個環節決定了晶片的多重性能。

目前大陸晶片製造的情況到底如何？我們與國際大廠之間還有多遠的距離？國際電子商情在本文作了簡要探討與分析。

大陸半導體產業鏈現狀

在切入正題前，首先我們必須要明確一個觀點：晶片的產業鏈具備全球化的特徵，它是在各個國家和行業共同努力下發展起來的行業。

當前，沒有任何一個國家能把材料、裝備、設計、製造、封裝測試五個產業鏈的主節點都能攻克。

首先，生產晶片的設備繁多且複雜，大大小小涉及到幾百種，目前暫無可全部量產這些設備的國家。

其次，晶片產業的投入巨大，晶片技術的發展迅速且需要持續投資。

上述特徵，使得單一國家和企業無法把所有環節都做到面面俱到，必須要依靠全球分工，憑藉不同地區、不同領域的多方面合作來發展晶片事業。

那麼，當前中國大陸的在半導體製造材料、半導體設備、IC設計、IC製造、封裝檢測方面的發展現狀如何？詳見表1：

表1 中國大陸半導體全產業鏈發展現狀

通過表1可知，封測是中國大陸最具競爭力的領域。

在全球封測前十大廠商榜單中，台灣有5家、中國大陸3家、美國1家以及新加坡1家。

據拓璞產業研究統計，在全球封測市場中，台灣占比54%，美國占比17%，中國大陸占比12%，日韓新等國占比20%。

相信隨著大陸半導體的全面發展，未來在封測市場的占比將進一步提升。

封測是我們比較前沿的領域，而IC製造卻是我們必須要反思的一環。

目前，大陸的晶片代工廠最先進的晶片為28nm製程，而同期其他國際領先大廠，比如：台積電、三星，已經實現了7nm晶片的量產。

另外，國產的晶片產品主要應用在通訊、消費電子領域，其中以手機市場的應用居多，高端晶片製造是我們最為短板的部分。

隨著全球智慧型手機開始疲軟，在5G大規模商用之前，智慧型手機晶片需求不會有太大的增長。

此背景下，新能源汽車和智能汽車進一步普及，在汽車領域車載晶片有著非常大的需求空間。

但是，車用晶片的要求更嚴格，不僅要滿足低能耗、高性能、低成本的要求，還需滿足極為嚴苛的車規級標準。

隨著晶片所支持的自動駕駛功更多，對其本身的性能也要求越來越高。

「更低的能耗和更高的性能」成為自動駕駛晶片聚焦的核心，這一切需要通過更低製程、更小尺寸、更集成的晶片的量產來實現。

目前，最為主流的車載AI晶片有Mobileye的EyeQ系列以及英偉達的Drive PX系列和Drive Xavier系列等。

表2 Mobileye和英偉達自動駕駛晶片主要參數對比

2017年開始出貨的EyeQ4還是28nm FD-SOI製程工藝的晶片，而規劃到2020年出貨的全新EyeQ5將採用7nm FinFET製程工藝。

鑒於Mobileye已經被英特爾併購，且英特爾7nm晶片業也規劃到2020年量產，無疑EyeQ5將由英特爾來生產。

而英特爾對外宣稱，其對晶片製程的標準更嚴格，比如：英特爾10nm晶片在性能上約等於台積電和三星的7nm，按照英特爾的說法，未來EyeQ5將具備更優異的性能。

而在英偉達的Drive PX系列和Drive Xavier系列上也能看到這個趨勢。

2016年出貨的Drive PX 2採用的是16nm FinFET製程工藝，到了2018年的Drive Xavier則採用12nm FFN（FFN中的FF 即 FinFET，N則代表 Nvidia，這是台積電專門為英偉達優化過的製造工藝。

該工藝在相同面積的晶片上能容納和封裝更多電晶體。

）

台積電和三星量產的7nm晶片採用當今最先進的製程，台積電的7nm晶片已經成功應用於蘋果新版iPhone上，為其帶來了空前優異的性能。

而中國大陸最先進的是28nm的晶片，其製造工藝落後國際同行大廠好幾代。

不過，大陸14nm晶片的量產工作已經提上日程。

去年年中，中芯國際宣布其14nm FinFET 製程取得重大進展，第一代FinFET技術研發進入客戶導入階段。

同時，據供應鏈方面的消息，中芯國際試產的晶片良品率已達95%。

此外，中芯國際已經向全球光刻機巨頭ASML訂購了最先進的EUV光刻機設備，並將於今年完成交付。

設備的到位，將促使中芯國際的14nm晶片最快在今年實現量產。

我們做了什麼工作？

半導體行業彎道超車的難度無法想像，我們將拿什麼與國際大廠競爭？這不僅是政府、企業的工作，也是每個國民都必須重視的問題。

近年來，大陸政府對集成電路進行了重點扶持，中央下撥1200億支持該產業的發展，在各級政府的扶持政策下，合肥、重慶、湖南、浙江等省市都在積極推動晶片產業項目建設。

國際電子商情為大家整理了近年來國家級和城市級的集成電路相關政策，詳見下表：

表3 國家級別集成電路政策（如有疏漏，盡請諒解）

表4 各市集成電路扶持政策（如有疏漏，敬請諒解）

除了政府政策的支持，企業的投入也十分關鍵。

近年來，企業在晶片領域加大投資力度，在建和規劃中的新項目都在推進中。

不論是晶圓製造、IC設計還是IC製造，都在積極布局。

據SEMI統計數據顯示，目前大陸共有27座12英寸晶園廠，18座8英寸晶園廠，其中有10座12英寸晶園廠（2019年投產）及6座8英寸晶園廠處於建設之中。

以中芯國際為例，自2002年中芯國際一廠實現量產以來，到現在該公司在北京、深圳、天津、紹興等地都已經建成或規劃了多條12英寸和8英寸產線。

據中芯國際2018年第三季度公告顯示，中芯國際已經突破45萬片的月產能。

再加上其規劃和擴建的產線在進行中，未來中芯國際產能將得到更大的充實。

表5中芯國際8英寸和12英寸產線信息（如有疏漏，敬請諒解）

另外，據國際半導體設備與材料協會的數據顯示，在2018年第三季度，中國半導體設備市場規模為39.8億美元，已經超越韓國成為全球最大的半導體設備市場。

對半導體設備的投入，也印證著大陸正在加碼對晶片製造的投入。

一方面是政府對半導體產業的大力扶持，另一方面卻是半導體產業寒冬的到來。

近期，諮詢機構TrendForce指出2019年由於全球景氣及外在環境持續不樂觀，預計2019年中國半導體產業產值雖然將到達7,298億元人民幣，但年成長率將下滑至16.20%，為近五年來最低。

同時，該機構也指出，12英寸晶圓廠和8英寸廠及功率半導體產業在2019年的投產，將給中國IC製造產值帶來18.58%的增長，IC設計將增長17.86%，IC封測產業也將有12%的增長。

該組數據預示著，中國大陸的半導體行業仍然是非常具有潛力的行業。

未來幾年內，大陸地區在半導體領域的布局將會初顯成效。

同時，大陸地區將在相當長的一段時間裡，其半導體行業的增長速度都將在全球平均增長水平線以上。

預計到2020年，中國大陸晶圓廠裝機產能將達到每月400萬片，8寸晶圓供應產能將達到每月130萬片，12寸晶圓產量每月也將達到75萬片。

我們還要做哪些工作？

中國人經常把「落後就要挨打」掛在嘴邊，這句話也適用於半導體行業。

雖然預測數據顯示，2018年中國半導體產業銷售額將達到8295.3億元，增長率為12.9%，但是目前中國的晶片需求遠大於供給。

2018年上半年，我國晶片進口金額為1467.05億美元，晶片出口金額為385.41億美元。

不過，我們也要理性看待當前的落後局面。

業界同仁遍認為，落後的原因主要可以總結為四點：

一是起步太晚。

從一開始就沒有跟上，到後來差距越來越明顯。

二是缺乏人才。

據《中國集成電路產業人才白皮書（2017-2018）》統計發現，到2020年前後，我國集成電路產業人才需求規模約為72萬人，截至2017年年底，我國集成電路產業共有人才存量40萬人，人才缺口為32萬人，年均人才需求數為10萬人，而我國每年高校集成電路專業領域畢業生中僅有不足3萬人進入本行業就業。

第三缺乏創新。

對晶片設計廠而言，高昂的許可費用使得企業使用IP進行設計時資本投入風險增加。

迫於生存壓力，一些企業甚至出現低水平重複開發的操作。

另外，也有專家表示，一些國產IC設計公司的產品都存在同質化的市場競爭的情況。

第四缺乏投入。

晶片行業對投入的要求很高，需要投入大量的人力物力財力，且又不能在短期內見成效。

只有產品實現量產，有了穩定持續的經濟效益，才能繼續吸引投資。

基於上述問題，國際電子商情認為，我們應該重點從人才、創新、投資方面著手。

比如：既然當前高校不能很好地為集成電路產業輸送人才，那麼集成電路培訓機構就有存在的必要，集成電路培訓學校具備較大的發展空間；IC設計公司不僅需要在產品和技術上注意創新，還要在管理模式、投資模式、商業模式創新等方面也要積極創新；投資機構要明白晶片行業投資的特點，需要有持續投入的準備和能力，不能半途而廢。

政府和企業都應正視上述問題，並為此制定相應的解決方案。

只有解決了這些問題，才能從根本上給晶片產業帶來改變。

當然，這並不是一個輕鬆的任務，它需要我們幾代人的共同努力。