中國半導(dǎo)體市場已處于變革前夜

　　導(dǎo)讀

　　外資的引入在一定程度上推進了國內(nèi)材料和設(shè)備的國產(chǎn)化進程。應(yīng)特格表示，希望推動中國電子特殊氣體制造的國產(chǎn)化，“所有的技術(shù)都會轉(zhuǎn)移至泉州的新工廠”。

　　中國以芯片為代表的集成電路制造和其背后龐大而神秘的產(chǎn)業(yè)鏈正吸引世界的目光。

　　在距離泉州市永春縣城1小時車程的下洋鎮(zhèn)大榮村，遠離村落的地方，一座占地80畝的工廠，正在制造世界上最先進的半導(dǎo)體離子注入材料。

　　這是國內(nèi)特殊化學(xué)品制造商和經(jīng)銷商福建博純材料公司位于泉州的工廠。5個月前，來自美國的特殊材料公司應(yīng)特格(Entegris)與博純簽訂協(xié)議，在博純?nèi)莨S共同擴張工廠產(chǎn)能，制造Entegris特殊化學(xué)品。日前，工廠產(chǎn)能到位，從該工廠制造的首批合格氣體產(chǎn)品正在運往國內(nèi)客戶途中。

　　在同樣由泉州市管轄的晉江，1年前，中國臺灣晶圓代工廠聯(lián)電(UMC)，在此與福建省晉華集成電路(集成電路)公司簽約合作的12英寸廠奠基。

　　離晉江1小時車程的廈門，臺灣聯(lián)華電子和廈門合建的聯(lián)芯集成12英寸晶圓廠也在去年底試生產(chǎn)。

　　更多來自中國臺灣地區(qū)或國外的產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)在本土落地，同時中芯國際等也在崛起。與許多產(chǎn)業(yè)一樣，集成電路產(chǎn)業(yè)正走在一條引進、消化吸收與自主研發(fā)并行的路上。

　　不過，中國工程院院士倪光南曾表示，“中國沒有一樣先進技術(shù)是國外廠商給我們的，都是在別人的圍堵下自己研發(fā)的。” 在圍攻之下，半導(dǎo)體制造的主導(dǎo)權(quán)或許正處于變革前夜。

　　高階技術(shù)壁壘

　　電子氣體作為一種非常重要的半導(dǎo)體材料，參與到幾乎每一個芯片制造環(huán)節(jié)中，廣泛應(yīng)用于薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝。

　　除了純氣外的電子特種氣體約占集成電路材料總成本5%-6%。雖然占比不大，但是很大程度上決定了半導(dǎo)體器件的良率。

　　應(yīng)特格看中了中國對于電子氣體不斷上升的需求。據(jù)SEMI的數(shù)據(jù)，預(yù)計未來全球?qū)⒂?2 座新建晶圓廠投產(chǎn)，中國在2017-2020 年將有26 座晶圓廠投產(chǎn)，投資計劃占全球新建晶圓廠數(shù)量的42%。

　　雖然市場廣闊，但目前國內(nèi)高純氣體市場幾乎全部依賴進口，主要生產(chǎn)供應(yīng)商是美國氣體化工(APCI)、美國普萊克斯(Praxair)、日本昭和電工(Showa Denko)、英國BOC 公司、法國液化空氣(Air Liquid)、日本酸素公司等。

　　博純材料董事會主席兼首席執(zhí)行官陳國富表示，造成這一狀況的原因是國外公司不愿意在中國設(shè)廠，向國內(nèi)轉(zhuǎn)移合成氣體技術(shù)，將技術(shù)本地化。所以，應(yīng)特格也是首家在中國本地化生產(chǎn)特殊氣體產(chǎn)品的國際材料公司。

　　另外，中國本土氣體公司生產(chǎn)工藝、分析純化技術(shù)等很難達到要求越來越高的晶圓制造的要求。

　　“半導(dǎo)體走到10納米節(jié)點，從顆粒和雜質(zhì)來說，半導(dǎo)體特殊氣體的要求比其他高1000倍以上。”特殊材料與工程材料事業(yè)部總經(jīng)理暨資深副總Stuart Tison介紹，“打個比方，特殊氣體所需要的純度，相當(dāng)于在整個江蘇省的范圍內(nèi)不能有兩個硬幣大小的灰塵;或者說，相當(dāng)于尼亞加拉大瀑布一天的水量中不能有超過一滴水大小的金屬雜質(zhì)?！?/p>

　　Stuart Tison表示，生產(chǎn)氣體本身不是很難的事情，但非常高純度的氣體要求嚴格，需要沒有任何雜質(zhì)。

　　“半導(dǎo)體氣體生產(chǎn)的瓶頸很多，從原材料純度開始，到合成工藝、對于溫度和壓力的控制，再到提純方法，以及封裝過程中對于雜質(zhì)的控制，都會影響到整個產(chǎn)品的質(zhì)量?！辈┘儾牧袭a(chǎn)品經(jīng)理施宏偉指出，氣體雜質(zhì)分析也是比較大的瓶頸，可能存在一兩項沒辦法檢測，導(dǎo)致整個流程一直卡殼。

　　“半導(dǎo)體特殊氣體的安全性的問題更重要，只要百萬分之三的濃度，就可以致人死亡?！盨tuart Tison說。所以，氣體的包裝和儲運也是該行業(yè)的技術(shù)壁壘之一。

　　在2016年，博純就開始代工應(yīng)特格在芯片制造工藝中的壟斷性專利產(chǎn)品——SDS。所謂的SDS指的是用于特殊氣體材料運輸?shù)匿撈?，通過特殊工藝，能夠從根本上消除高危氣體泄漏的可能性。全球半導(dǎo)體離子注入氣體市場80%以上由SDS方式存儲運輸。

　　國產(chǎn)化契機

　　根據(jù)IC insights的數(shù)據(jù)，在2007年中國大陸集成電路制造產(chǎn)值為45.9億美元，僅占全球的份額1.96%，但到2012年，大陸集成電路制造產(chǎn)值迅速上升到89.1億美元，全球份額也提升到3.50%。預(yù)計至2017年底，大陸集成電路制造占全球的份額有望達到7.73%。

　　產(chǎn)線建設(shè)直接帶動了設(shè)備市場。根據(jù)上海證券研報，2018 年中國半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模將達到110.4 億美元，同比增長61.4%，中國將成為全球第二大的半導(dǎo)體設(shè)備市場。

　　而從上游的材料市場看，中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會信息交流部主任任振川指出，以晶圓產(chǎn)業(yè)為例，在未來3-5年，可以保持20%左右的增長。

　　晶圓是集成電路器件的載體，晶圓尺寸越大，同一圓片上可生產(chǎn)切割的芯片就越多，可以極大的降低產(chǎn)品成本。

　　近幾年，晶圓制造環(huán)節(jié)加速向大陸轉(zhuǎn)移，特別是隨著12英寸逐漸開始成為國際大廠的主要技術(shù)產(chǎn)品，國內(nèi)引進和自建了不少12英寸晶圓生產(chǎn)線，還有部分在規(guī)劃中。

　　全球頂級的IDM廠商三星、英特爾和SK海力士分別在西安、大連和無錫建設(shè)各自在中國的第二條12英寸晶圓生產(chǎn)線，主要用于生產(chǎn)包括3D NAND和DRAM在內(nèi)的存儲器產(chǎn)品。全球最大代工廠臺積電更是在南京獨資30億美元建設(shè)12英寸產(chǎn)線。大陸的中芯國際、華力微電子、上海華虹宏力等也相繼公布新的12英寸晶圓廠建廠計劃。

　　其中，合作成為了比較普遍的趨勢。除了前文提到的聯(lián)芯集成和晉江集成，晶合集成也是合資工廠的代表。除了與中國臺灣地區(qū)的晶圓代工大廠合作之外，重慶、江蘇淮安等地就12英寸晶圓生產(chǎn)線相關(guān)事宜分別與格羅方德和德科瑪達成合作。

　　外資的引入在一定程度上推進了國內(nèi)材料和設(shè)備的國產(chǎn)化進程。對于此次合作，應(yīng)特格表示希望幫助推動中國電子特殊氣體制造的國產(chǎn)化，“所有的技術(shù)都會轉(zhuǎn)移至泉州的新工廠”。

　　應(yīng)特格企業(yè)市場副總裁楊文革認為，現(xiàn)在更多的注意力還是在設(shè)備市場。但不應(yīng)該投入太多，這批晶圓廠建設(shè)完之后，設(shè)備需求會下降很多，但材料需求會一直持續(xù)。

　　任振川也表示，“國內(nèi)的材料市場非常具有潛力。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)的材料只能滿足國內(nèi)需求的百分之一。我們對于外資企業(yè)并不排斥，而是本著開放共享的原則，和大家一起發(fā)展?！?/p>

　　楊文革指出，因此，應(yīng)特格目前沒有考慮在中國單獨設(shè)廠，“中國的制造成本優(yōu)勢不如之前，現(xiàn)在主要是為了本地化生產(chǎn)，縮短供應(yīng)時間。同時，中國的客戶偏愛國產(chǎn)化的產(chǎn)品。在中國做，如果只是開一個廠對雙方幫助都不大，還不如和中國公司合作，幫助他們國產(chǎn)化。開廠不是很難的事情。”

　　雖然目前的建廠主力還是國外企業(yè)或臺資代工廠，但海通證券電子元器件行業(yè)分析師陳平預(yù)計，由外資主導(dǎo)中國半導(dǎo)體晶圓制造業(yè)發(fā)展的格局會很快轉(zhuǎn)換。2017年后，內(nèi)資廠商將主導(dǎo)大陸晶圓廠的建設(shè)，在這種主導(dǎo)權(quán)的切換下，大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈將深度受益。