iPhone 12、小米 11、OPPO Find X3…… 去年底至今，各品牌最新款的手機(jī)紛紛發(fā)布，均搭載了目前可商用量產(chǎn)的最先進(jìn)制程芯片 ——5nm 芯片。
晶體管集成度是衡量芯片性能的最重要指標(biāo)，制程越低，晶體管集成度越高，芯片性能越強(qiáng)?，F(xiàn)階段，采用 10nm 及以下先進(jìn)制程的芯片，多被用于手機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品中。
然而，小米、OPPO 的最新款旗艦機(jī)所搭載的 5nm 芯片，均是由中國臺(tái)灣芯片制造商臺(tái)積電，或者韓國制造商三星所代工。換句話說，大陸還不具備先進(jìn)制程芯片的量產(chǎn)能力。
國家、產(chǎn)業(yè)、普通消費(fèi)者都在關(guān)心的一個(gè)問題是：中國大陸的先進(jìn)制程研發(fā)之路，究竟走到了什么程度？
外媒日本經(jīng)濟(jì)新聞在年度大型半導(dǎo)體業(yè)貿(mào)易展 SEMICON China 2021 上，對(duì) 20 余家大陸半導(dǎo)體設(shè)備廠商進(jìn)行了調(diào)查采訪，或能在一定程度上反映大陸半導(dǎo)體業(yè)的先進(jìn)制程攻關(guān)現(xiàn)狀。
一、光刻機(jī) & 刻蝕機(jī)廠商：成熟制程產(chǎn)品是營收主力
據(jù)日本經(jīng)濟(jì)新聞報(bào)道，其采訪的 20 余家大陸半導(dǎo)體設(shè)備廠商中，有 7 家廠商給出了回復(fù)。
其中，光刻機(jī)、刻蝕機(jī)廠商表示，用于 14 至 28 納米制程芯片生產(chǎn)的設(shè)備是他們的主要產(chǎn)品，相比先進(jìn)制程芯片生產(chǎn)設(shè)備落后兩到三代。
1、上海微電子：用于 90nm 芯片生產(chǎn)的光刻機(jī)是支柱產(chǎn)品
大陸光刻機(jī)設(shè)備龍頭上海微電子的一位工程師在接受日本經(jīng)濟(jì)新聞采訪時(shí)稱：“我們的支柱產(chǎn)品是用于 90nm 制程的光刻機(jī)，用于 28nm 和 14nm 芯片生產(chǎn)的光刻機(jī)成品率還有提升空間?！?/p>
光刻是芯片制造過程中的重要步驟，可在芯片光阻層上刻畫出幾何圖形結(jié)構(gòu)。上海微電子是大陸唯一一家可以提供半導(dǎo)體用光刻機(jī)的廠商，全球光刻機(jī)龍頭、荷蘭廠商 ASML 已經(jīng)在研發(fā)可以用于 3nm 和 2nm 制程芯片生產(chǎn)的光刻機(jī)。
2、中微半導(dǎo)體：主要銷售 14/28nm 芯片刻蝕機(jī)
大陸刻蝕設(shè)備龍頭中微半導(dǎo)體的受訪者稱：“我們能夠提供用于 5nm 芯片生產(chǎn)的設(shè)備，但我們主要銷售的是用于 14nm 和 28nm 芯片生產(chǎn)的設(shè)備?！?/p>
中微半導(dǎo)體是科創(chuàng)板首批上市公司，根據(jù)其 2020 年財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)，2020 年?duì)I收為 22 億人民幣。
3、北京屹唐半導(dǎo)體：市場(chǎng)對(duì)成熟制程芯片刻蝕機(jī)需求強(qiáng)烈
北京屹唐半導(dǎo)體是大陸另一家半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備供應(yīng)商，主要提供用于 40nm、28nm 芯片生產(chǎn)的產(chǎn)品。
一名公司內(nèi)部人員稱，由于中國政府政策的目標(biāo)是提升芯片半導(dǎo)體國產(chǎn)化比例，“市場(chǎng)對(duì)于通用半導(dǎo)體設(shè)備（near-general-purpose semiconductor equipment）的需求也很強(qiáng)烈”。
4、北方華創(chuàng) & 芯源微：不具備先進(jìn)制程芯片設(shè)備生產(chǎn)能力
日本經(jīng)濟(jì)新聞采訪得知，在大陸刻蝕設(shè)備領(lǐng)域，目前僅有中微半導(dǎo)體能夠提供用于 5nm 芯片生產(chǎn)的刻蝕設(shè)備。
北方華創(chuàng)、芯源微等廠商在采訪中表示，公司能夠生產(chǎn)用于 14nm 及以上制程芯片的設(shè)備。
二、大陸國產(chǎn)化需求迫切，廠商積極擴(kuò)產(chǎn)
日本經(jīng)濟(jì)新聞報(bào)道稱，中國半導(dǎo)體設(shè)備廠商的主要銷售的是成熟制程產(chǎn)品，原因在于中國重視用本國生產(chǎn)的芯片替代國外產(chǎn)品。正如半導(dǎo)體設(shè)備商杭州長川科技的受訪者所說：“芯片并不僅僅用在智能手機(jī)中，市場(chǎng)對(duì)于 120nm 制程的芯片亦有需求?！?/p>
在這背后，全球芯片產(chǎn)能的短缺、中美貿(mào)易的摩擦，導(dǎo)致了國產(chǎn)化替代成為大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)中國半導(dǎo)體廠商積極擴(kuò)產(chǎn)。
當(dāng)前，全球正經(jīng)歷芯片產(chǎn)能短缺的困境，影響已波及到手機(jī)、汽車、家電等許多領(lǐng)域，驅(qū)動(dòng)芯片廠商積極擴(kuò)產(chǎn)。
從市場(chǎng)供應(yīng)端來說，2020 年肆虐至今的新冠疫情、2021 年美國德克薩斯州的寒潮、全球晶圓生產(chǎn)重鎮(zhèn)臺(tái)灣的缺水危機(jī)等，打斷了全球芯片生產(chǎn)供應(yīng)鏈，客觀上造成芯片減產(chǎn)。從需求端來說，新冠疫下的線上辦公、學(xué)習(xí)需求，刺激了市場(chǎng)對(duì)手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品的需求，對(duì)芯片的需求量隨之加大。
另一方面，2020 年美國發(fā)布針對(duì)芯片行業(yè)的出口管制禁令，要求美國芯片技術(shù)、設(shè)備提供商需先向商務(wù)部申請(qǐng)?jiān)S可證，然后才能向中國廠商出口產(chǎn)品。
這一禁令已經(jīng)對(duì)大陸廠商業(yè)績產(chǎn)生影響。以大陸晶圓代工龍頭中芯國際為例，數(shù)據(jù)顯示，2020 年 10 月至 12 月該公司 14/28nm 芯片銷售額占比從 7～9 月的 14.6% 下滑至 5%。
這一背景下，自研技術(shù)成為中國廠商的自救、自強(qiáng)之路。芯源微受訪者在接受采訪時(shí)提到：“過去幾年來，從國外引進(jìn)技術(shù)變得越來越困難，我們必須通過自己的努力找到解決方案。”
三、預(yù)計(jì) 2024 年大陸芯片自給率有望達(dá)到 10%
在企業(yè)積極擴(kuò)產(chǎn)之外，中國政府亦在大陸扶持本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并已推出多項(xiàng)政策。
比如，2021 年 3 月 1 日舉辦的國務(wù)院新聞辦公室舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，工業(yè)和信息化部黨組成員、總工程師、新聞發(fā)言人田玉龍表示，總體來看，芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨機(jī)遇，也面臨挑戰(zhàn)，需要在全球范圍內(nèi)加強(qiáng)合作，共同打造芯片產(chǎn)業(yè)鏈，使它更加健康可持續(xù)發(fā)展。中國政府在國家層面上將給予大力扶持，共同營造一個(gè)市場(chǎng)化、法治化和國際化的營商環(huán)境和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境。
據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu) IC Insights 一月份發(fā)布的預(yù)測(cè)，到 2025 年，中國半導(dǎo)體自給率或?yàn)?19.4%，低于此前預(yù)期。在 2020 年 IC Insights 發(fā)布的預(yù)測(cè)中，到 2024 年中國半導(dǎo)體自給率或?yàn)?20.7%。
據(jù)悉，IC Insights 最新預(yù)測(cè)的 19.4% 半導(dǎo)體自給率中，約一半來自于中國臺(tái)灣企業(yè)臺(tái)積電、以及韓國企業(yè) SK 海力士和三星在中國的子公司，中國大陸廠商的自給率約在 10%。
結(jié)語：大陸先進(jìn)制程攻關(guān)任重道遠(yuǎn)
對(duì)于需要長時(shí)間周期、重資金投入的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說，每一次把芯片制程向下推進(jìn)一個(gè)代際，背后都是芯片制造廠商深厚的時(shí)間、技術(shù)積累，配合設(shè)備、材料產(chǎn)業(yè)的技術(shù)迭代。
對(duì)于起步較晚的大陸產(chǎn)業(yè)鏈玩家而言，在成熟制程市場(chǎng)提升份額、積累技術(shù)優(yōu)勢(shì)，不失為逐步提升自身技術(shù)、市場(chǎng)能力的有效手段。對(duì)于先進(jìn)制程的攻關(guān)，大陸頭部的芯片設(shè)備、制造玩家，乃至基礎(chǔ)教育等各方面，仍任重道遠(yuǎn)。
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