進軍最高水平精密製造——中國的集成電路製造產業

2017-11-06 寧南山 招商觀察

本文轉載自：寧南山

這是一篇詳細介紹我國集成電路行業發展狀況的文章。

作者指出我國集成電路行業發展緩慢，大部分依賴進口。

台灣是目前本行業全球最強，台積電獨占全球晶片製造市場近60%份額，大陸排名第一的中芯國際在營收上難以望其項背，技術上更是差了三代之遙。

在作者看來，集成電路行業高度依賴投資，我們以一國之力的投資比起全球巨頭企業未見優勢，而擁有自己的技術體系更是我們急需解決的問題。

本文較長，但作者顯然對本行業從技術到管理都有深入的了解，值得一讀。

本文略有刪節。

集成電路產業是中國產業升級的重中之重，我們都知道汽車是人類第一大工業，中國在汽車領域和先進國家差距很大，但是我們至少做了一件對的事情，那就是我們把大部分的汽車生產轉移到了中國，絕大多數的外資車企，在中國銷售的車輛都是在中國製造。

我們至少可以獲得製造這個環節的部分收益，注意只是部分收益，要想真正的賺錢，必須自主品牌不可。

在集成電路產業，我們就做的比汽車產業差了，我們需要的集成電路大部分是在境外製造。

在中國集成電路的設計，製造，封裝三大環節之中，製造目前是最弱小，差距最大的部分。

世界爭霸賽

在世界集成電路製造領域，總的來說台灣最為強大。

根據美國市場研究機構ICInsights統計，2016年，全球排名前十的晶片代工廠商：

• 世界第一：台積電營收為294.88億美元，市場占有率為59%；

• 世界第二：美國格羅方德的營收為55.45億美元，市場占有率為11%，

  為ARM、Broadcom、NVIDIA、高通公司、意法半導體、德州儀器等晶圓代工

• 世界第三：台灣聯華電子的營收為45.82億美元，市場占有率為9%；

• 世界第四：中國大陸中芯國際的營收為29.21億美元，市場占有率僅為6%；

• 世界第五：台灣力晶科技的營收為12.75億美元，市場占有率為3%，

  DRAM、C-RAM、M-RAM、Flash、CMOS影像傳感器等多元化晶圓代工

• 世界第六：美國Tower Jazz營收12.49億美元

  CMOS影像傳感器、非揮發性內存、射頻CMOS、混合信號電路、電源管理和射頻等特種晶圓代工。
  
  

• 世界第七：台灣世界先進積體電路營收8億美元

  邏輯、混合信號、模擬、高電壓、嵌入式存儲器和其他工藝。
  
  

• 世界第八：中國華虹半導體，營收7.12億美元

• 世界第九：韓國Dongbu hiTek，營收6.72億美元

• 世界第十：德國X-Fab，營收5.1億美元

我們可以看到，我國最大的中芯國際排在世界第四位，和格羅方德，聯電一起處於第二集團，三家的銷售額在30—60億美元之間。

第一集團只有一家，也就是台積電，銷售收入遙遙領先，超過全球其他所有代工廠的總和，達到294.88億美元，每年凈利潤高達100億美元。

這個凈利潤意味著什麼呢？中國利潤最高的民營企業華為2016年凈利潤54億美元左右。

不過這個純代工廠的排名裡面沒有三星和英特爾，因為這兩家是IDM廠家，如果單看製造的營收，三星和英特爾都比中芯國際多，所以中芯國際要退到世界第六位。

我們可以很清楚的看到，中國在集成電路製造領域，最先進規模最大的就是中芯國際，當然在世界前十裡面中國還有一家，就是上海的華虹，但是華虹過去三年發展緩慢，跟不上產業發展的步伐，這個領域的台積電，英特爾，三星三巨頭，另外加上格羅方德，在技術上呈現遙遙領先的態勢，其他公司只能苦苦追趕。

這是一個高度依賴投資的產業

集成電路製造，是砸錢的產業，對先進位程的投資非常大，大到什麼地步呢？

以2016年為例，集成電路方面的資本支出，三星是113億美元，台積電是102.5億美元，英特爾是96.25億美元，都是每年百億美元量級。

我們看到新聞說，中國猛砸千億投資晶片產業，其實遠遠不夠，業界巨頭一年的資本支出就有六七百億人民幣，注意這還只是資本支出，研發支出還要另算。

2016年的資本支出，中芯國際26.26億美元，增長87%，台積電的資本支出為102.49億美元，增長27%。

中芯是世界上資本支出增長最快的，但是差距還很大。

實際上，我們看一下半導體三巨頭就知道，三星，英特爾，台積電的資本支出都在百億美元級別，接下來的SK海力士，美光也都是50億美元級別。

除了上面5家以外，中芯國際排在世界第六位。

只不過三星，英特爾，SK海力士，美光都是IDM廠家（設計製造一體），不是純代工廠家而已。

爭分奪秒的技術競賽

下圖是2016年Q4中芯國際各個技術製程的占比，可以看到40/45,50/55納米還是大頭，28納米只占3.5%。

即使到2017年上半年也只是進步到5.8%。

而且目前中芯國際量產的28納米工藝是Poly/SiON，更為先進的28nm HKMG製程在今年量產是中芯國際今年最重要的任務。

在中芯國際目前還在為28納米的HKMG工藝著急上火的時候，台積電已經在2016年底開始導入10納米製程，在2017開始大規模量產。

今年發布的蘋果iphone 8手機上面的A11處理器，使用的就是台積電的10納米工藝，華為今年推出的新一代手機處理器麒麟970，該處理器搭載在Mate10上面，也是用的台積電10納米工藝。

即使中芯國際在今年順利實現28納米 HKMG工藝量產，台積電也比中芯國際先進了三代。

今年台積電最先進的10納米製程將占到營收的10%，比中芯國際今年最先進的28納米製程占中芯營收的比例還要高。

所以說，即使今年底中芯國際的28nm HKMG製程量產了，和台積電的差距至少在表面上是28nm對10nm，差距為三代。

明年或者後年（2019年）如果中芯國際跳過20納米的14納米製程順利量產了，和台積電明年量產的7納米的製程差距就從四代變為只有兩代了，因為台積電的下一代5/3納米尚不確定什麼時候量產。

技術是中芯國際的軟肋。

另外還有一點，先進位程很重要，但是技術實力的體現不僅僅是先進的製程，即使是台積電，2016年其40納米以上（不含40nm）工藝的營收比例也高達46%，按照其營業收入計算，也就是高達135億美元以上，這是目前中芯國際營收的四倍還多。

這麼大的市場，為什麼中芯國際沒有啃下來？

能做先進位程了不代表技術實力就過關了，就好比你能造大排量的SUV了，你的油耗好不好？惡劣環境故障率高不高？越野能力如何？動力強不強？

背後還是技術實力的沉澱問題，能造出這個製程的晶片，不代表工藝水平已經達到了最優，更不代表你就在這一製程具備了技術競爭力。

因此中芯需要更多的技術積累和研發投入，看下圖，雖然穩步提升，但是2016年中芯的研發投入僅為3.18億美元，需要進一步的加大研發力度。

實際上，相對收入來說，3.18億美元研發投入已經占到了中芯國際收入的10.9%，已經是非常高的水平了。

制約中芯國際研發投入增長的是它的收入不高，2016年只有不到30億美元，也就是說中芯國際如果要不停的保持研發支出，必須先將自己的營收做大。

經常有人說，中國製造大而不強，實際上，先將企業做大往往更能把企業做強。

發展緩慢的原因

我國集成電路製造產業在過去的幾十年之所以進展緩慢，首先還是大的經濟環境，如果下游的本土品牌企業，本土晶片企業沒有起來，那麼上游的集成電路製造很難起來。

我們可以看到，在集成電路上游的製造，設備，材料領域領先的美國，日本，韓國，台灣，都有或者說曾經有一批世界級的消費電子品牌企業，以及一批世界級的晶片設計企業。

典型的美國英特爾，韓國三星的集成電路製造，都為自家晶片提供製造服務。

台灣有聯發科為首的一大批晶片設計企業。

日本在半導體設備和材料為什麼這麼強，還是因為下游有需求，在當年，日本有瑞薩，東芝，爾必達，索尼，松下等一大批晶片設計公司，20年前，世界前十大半導體公司日本占了一半。

當年，中國的品牌還沒有起來，中國的本土晶片設計也沒有起來，那麼上游的本土製造是不可能強大的，總不能永遠從國外搶食。

我們就以2016年為例，中芯國際來自中國大陸客戶的營收比例49.7%，比起2015年的47.7%上升了2個點，這說明什麼呢？如果沒有中國大陸本土企業的崛起，那麼今天的中芯營收不是29.2億美元，而是14.5億美元；而且中國大陸客戶的營收增長比起國外的客戶營收增長更快，也就是說，如果沒有本土晶片企業的崛起，那麼去年中芯的營收增速也不會超過30%，而是更低。

所以說，下游的本土品牌，本土晶片崛起了，中芯的前景才是光明的，以前中國下游企業沒有崛起，也是中芯發展緩慢，且無法盈利的原因之一。

典型的從2000-2010年，中芯只有2年有盈利。

另外一個原因是我們一直沒有建立自主技術體系，我們的高鐵為什麼進步那麼快，我們的航天為什麼進步那麼快，我們的基建技術為什麼進步那麼快，都是堅持以我為主，對外來技術進行整合，吸收，消化和再創新。

縱觀我們十幾年的集成電路製造發展，都是高度依賴外來的技術人才和力量，中芯國際從2000年創辦到今天2017年，培養出一個行業知名的集成電路製造本土技術領軍人物了嗎？沒有，一個也沒有，我們需要的不只是一個這樣的人才，而是一批，一大批。

中芯國際目前14nm的先進位程是和高通，華為，IMEC成立的合資公司在研發，最先進的技術居然是來自合資公司，這是該高興呢還是難過呢？

目前中芯技術的領軍人物是剛剛空降的梁孟松；我們的長江存儲內存的研發依靠來自台灣的高啟全；合肥長鑫的DRAM製造是依靠日本爾必達，SK海力士和台灣華亞科的高級技術人才，華力微發展28nm製程依靠大舉挖角台灣聯電的團隊…..

不是說台灣人不可靠，也不是說不要利用外來人才，而是對一家公司來說，要想獲得穩步的發展，必須要有一個強大的技術本體，通過吸收外來技術來發展壯大。

縱觀國內各行各業，凡是技術水平高，能夠獲得高額盈利的公司，華為，中車，中核，格力，海康威視，阿里，三安光電，都是有自主技術體系的。

我國的集成電路製造業必須要走上這條路，如果還是單純的依靠引進和依賴外部技術人才和技術路線，總是引進「外來的大腿」，沒有自己的雙腳，那麼就不可能實現技術趕超，只會永遠跟在別人後面。

機遇靠自己把握

有很多人說，中國集成電路製造更先進的製程，受到瓦森納協定的制約，EUV光刻機不會賣給中國，在這裡我想說，中國集成電路製造今天之所以落後，不是因為買不到EUV光刻機。

第一點，就像我在文中所說的，即使是台積電，其40納米（不含）以上工藝帶來的營收也高達135億美元，而中芯總營收才29.2億美元，這是因為中芯沒有先進位程光刻機導致的嗎？當然不是，是製造工藝和水平落後導致的。

事實上，中芯現在40納米以上產線的設備，很多比台積電40納米產線的設備還要更新，更先進。

第二點，1996年的瓦森納協定不是一個強制的協定，由各個成員國自主決定是否出口限制清單上的產品，例如俄羅斯就是瓦森納協定成員國，照樣向中國出口各種先進武器。

捷克也是瓦森納成員國，當初也想向中國出口雷達，結果因為美國跳出來反對而流產。

也就是說，荷蘭能不能向中國出口EUV光刻機，實際上是取決於美國是否反對，也就是還是取決於中美的實力的對比和意志對比。

例如烏克蘭也是瓦森納協定成員國，現在也是親西方政府，只要不是美國強烈反對，一樣把軍艦發動機在內的各種先進軍事技術往中國賣。

第三點：不管是ASML還是荷蘭政府，在商業上都是傾向於和中國做生意獲取商業利益。

事實上，ASML背後的三大股東，三星，英特爾，台積電都在中國大陸有大量利益，中國有的是方法對其施壓，更何況，就是本文一再強調的，先進的製造工藝和水平，設備只是其中的一環而已，賣給中國先進設備不代表中國的技術水平就能達到那個水平，我們28納米以上的工藝，完全不受設備限制，有的設備甚至比國際巨頭更新，為何良率達不到國際巨頭水準？

通過禁售設備壓制中國半導體產業發展，只有在中國集成電路產業自主技術體系發展起來之後，工藝水平達到一流之後，才有意義。

ASML是非常清楚的知道這一點的，2017年9月底，全球光刻巨頭ASML中國區總裁金泳璇在接受媒體（DIGITIMES）採訪時表示:

中國本地的晶圓廠與所有國際客戶，於ASML而言都是一視同仁的，只要是確認訂單，EUV要進口到中國完全沒有任何問題。

由於EUV零組件多達5萬多個部件，從客戶下單到正式交貨，交期約21個月，這個情況，對每個客戶都是完全一致的。

事實上，大陸客戶已進入7納米工藝製程技術研發階段，並且與ASML展開EUV的商談。

如果最終訂單確認，最快預期2019年EUV會首次移入中國晶圓廠，我們對在中國客戶裝入中國第一台EUV光刻機，抱持樂觀的期待。

同時認為一旦一家中國客戶採用，其他客戶也會快速跟進。

集成電路製造，除了本文講的代工廠以外，我們還有長江存儲，合肥長鑫，福建晉華的存儲器勢力，如果說大陸代工廠發展是在促進兩岸和平統一的話，那麼存儲器工廠就是在向韓國人宣戰了。

和代工廠一樣，我國的存儲器發展仍然存在相似的問題，不過在存儲器領域，我國自主研發的勢力在崛起，這又是另一個話題了。

轉載自：寧南山