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      2025年芯片自給率或達70%:國產(chǎn)芯片如何遠(yuǎn)航?

      2021-01-13 15:07:46來源:OFweek電子工程網(wǎng) 關(guān)鍵詞:國產(chǎn)芯片芯片產(chǎn)業(yè)閱讀量:25423

      導(dǎo)讀:在芯片領(lǐng)域有個著名的摩爾定律,每隔18-24個月,集成電路上可容納晶體管數(shù)目的數(shù)目便會增加一倍,性能也將提升40%。
        近日,國務(wù)院印發(fā)《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》,其中提到,中國芯片自給率要在2025年達到70%,成為無數(shù)人關(guān)注的焦點。
       
        而官方數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,2019年我國芯片自給率僅為30%,要想在2025年達到70%,即在5年時間里自給率翻一倍以上,這十分具有挑戰(zhàn)性。
       
        芯片國產(chǎn)替代的空間有多大?
       
        根據(jù)中國海關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2015年以來我國集成電路進口數(shù)量和進口額呈逐年上升趨勢。2019年我國芯片的進口額為3050億美元,較2018年進口額少了72億美元,同比下降2.3%;2019年累計出口芯片金額為1016.5億美元,同比增長20.1%;貿(mào)易逆差達到2033.60億美元。
       
        在南京舉辦的世界半導(dǎo)體大會上,中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會副理事長、清華大學(xué)微電子所所長魏少軍表示,中國2020年芯片進口預(yù)計將連續(xù)第三年保持在3000億美元以上。
       
        這意味著目前國產(chǎn)芯片遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)的市場需求,國內(nèi)芯片行業(yè)在接下來的很長一段時間里,仍有較大市場空間。
       
        5年時間芯片自給率達70%能實現(xiàn)嗎
       
        在芯片領(lǐng)域有個著名的摩爾定律,每隔18-24個月,集成電路上可容納晶體管數(shù)目的數(shù)目便會增加一倍,性能也將提升40%。
       
        這半個多世紀(jì)來,各大芯片制造廠商不推推陳出新,陸續(xù)推出先進的制造工藝水平,驗證著摩爾定律的效應(yīng)。發(fā)展到現(xiàn)在,人們試圖從物理層面上生產(chǎn)出更小、更高集成度芯片所面臨的挑戰(zhàn)也越來越大,摩爾定律雖然沒有失效,卻也在逐漸放緩。
       
        對于英特爾、三星、臺積電這種率先掌握了前沿的芯片技術(shù)的企業(yè)來說,哪怕摩爾定律放緩,他們也能先一步占領(lǐng)芯片市場而獲益。而對于起步較晚的國產(chǎn)芯片來說,倒也是個機會,就好比跑得快的人臨近終點時遇到阻力放慢了腳步,給跑得慢的人拉近距離的機會。5年時間,芯片自給率從30%躍升到70%,并非不可能。
       
        信息消費聯(lián)盟理事長項立剛也對這個問題表達了自己的看法,10年前或許這個想法不現(xiàn)實,但現(xiàn)在很有信心。
       
        在其看來:
       
        第一,從這幾年經(jīng)驗看,只要中國下決心攻堅的芯片領(lǐng)域,都有不錯的表現(xiàn),而主要的差距體現(xiàn)在晶圓制造領(lǐng)域;
       
        第二,美國不斷利用其在芯片產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢地位對中國進行封堵,讓全社會逐漸形成了強大共識,對于芯片這種卡脖子的核心產(chǎn)業(yè),必須要有主動權(quán),不能再受制于人;
       
        第三,國家政策和資本市場對國產(chǎn)芯片的支持已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出想象;
       
        第四,市場對于國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)的信心正在逐漸增強,中國在終端領(lǐng)域已成為全世界強大的國家之一,無論是華為的麒麟芯片還是京東方的屏都讓大家認(rèn)識到國產(chǎn)配件的可靠性,如果能制造出質(zhì)量過關(guān)的芯片,市場的接受將不是大問題。
       
        國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀如何?
       
        如今,與國外相比,國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)展不盡相同,有些環(huán)節(jié)處于落后狀態(tài),但有些領(lǐng)域發(fā)展卻可以和巨頭一較高下。
       
        芯片設(shè)計
       
        在國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的眾多環(huán)節(jié)當(dāng)中,我國芯片設(shè)計領(lǐng)域發(fā)展較為出色。ICCAD 2019年會上公布數(shù)據(jù)顯示,2019年全國共有1780家設(shè)計企業(yè),比上一年的1698家多了82家,數(shù)量增長了4.8%。除了北京、上海、深圳等傳統(tǒng)設(shè)計企業(yè)聚集地外,無錫、杭州、西安、成都、南京、蘇州、合肥等城市的設(shè)計企業(yè)超過100家。其中,深圳、上海和北京占據(jù)了芯片設(shè)計業(yè)規(guī)模前三位。
       
        國內(nèi)比較的芯片設(shè)計企業(yè)有華為海思、紫光展銳,專注于移動處理芯片市場;處于指紋識別芯片地位的匯頂科技;擅長嵌入式CPU設(shè)計的杭州中天微電子;大陸大的閃存芯片設(shè)計企業(yè)兆易創(chuàng)新;高性能、高品質(zhì)模擬集成電路芯片廠商圣邦股份,還有走出非常規(guī)路線的加密貨幣礦機的算力AI芯片的比特大陸等等。
       
        綜合來看,我國芯片設(shè)計業(yè)的產(chǎn)品范圍廣泛,涵蓋了幾乎所有門類,且部分產(chǎn)品已擁有了一定的市場規(guī)模,但芯片產(chǎn)品總體上仍然處于中低端層次,在芯片市場上,除了少數(shù)名企能夠與國外一較高下外,大部分還距離國外產(chǎn)品高水平有一定差距。
       
        芯片材料
       
        在芯片材料方面,芯片制造材料市場規(guī)模逐漸擴大,芯片制造材料又可以分為晶圓制造材料和封裝材料,隨著先進制程的不斷發(fā)展,芯片制造材料的消耗量逐漸增加。據(jù)SEMI統(tǒng)計,晶圓制造材料市場銷售額從2013年的227億美元增長到2019年的328億美元,年復(fù)合增長率為6.33%。
       
        中國大陸是2019年芯片材料銷售額增長的地區(qū)。2019年芯片材料市場銷售額為521.4億美元,較上一年527.3億美元下降1.1%。大部分地區(qū)芯片材料銷售額呈現(xiàn)持平或下跌,只有中國大陸地區(qū)銷售額繼續(xù)保持上升趨勢,同比增長1.9%。
       
        目前國內(nèi)芯片材料國產(chǎn)化率并不高,約為20%,且市場份額較為分散,重點集中在靶材、CMP拋光材料、光刻膠、濕電子化學(xué)品、電子特種氣體、光罩這幾方面,比較的企業(yè)有江豐電子、安集微電子、蘇州瑞紅、江化微電子、晶瑞股份、南大光電等。隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G應(yīng)用的增多,芯片需求量將進一步提升,國內(nèi)半導(dǎo)體材料行業(yè)必然會出現(xiàn)高速成長的態(tài)勢。
       
        制造設(shè)備
       
        芯片制造設(shè)備為芯片大規(guī)模量產(chǎn)提供了生產(chǎn)基礎(chǔ),因此更是位于整個半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)金字塔頂端部分。芯片制造設(shè)備包含光刻機、刻蝕機、離子注入機、晶圓劃片機、單晶爐、外延爐、氧化爐、拋光機、引線鍵合機、探針測試機等等,十分復(fù)雜。
       
        目前,國內(nèi)能夠制造先進光刻機的企業(yè)并不多,目前能實現(xiàn)量產(chǎn)的有上海微電子,可實現(xiàn)28nm工藝制程;其他芯片生產(chǎn)設(shè)備方面,北方華創(chuàng)、中微半導(dǎo)體、中電科電子裝備、格蘭達、芯原微電子等占據(jù)了部分市場。
       
        芯片代工
       
        提到芯片代工,就不得不提到中國大陸芯片代工中芯。根據(jù)拓墣產(chǎn)業(yè)研究院新預(yù)測顯示,中芯2020年第三季度在芯片代工市場中擁有近4.5%的市場份額,躋身晶圓代工廠第五名。
       
        除了中芯以外,還有華虹半導(dǎo)體、華潤微、粵芯半導(dǎo)體、武漢新芯、方正微電子、芯恩半導(dǎo)體等眾多的國產(chǎn)芯片代工企業(yè)??傮w來看,國內(nèi)芯片代工產(chǎn)能占據(jù)近12.5%市場份額,成為了第三大芯片生產(chǎn)基地。
       
        雖然整體產(chǎn)出表現(xiàn)不錯,但實際上國內(nèi)芯片制造水平整體還比較有限,尤其在先進工藝制程上難以企及臺積電、三星這種超級玩家。不過近年來國家大力支持中芯等芯片代工廠商發(fā)展,未來必然會扛起國產(chǎn)芯片的重任。
       
        封裝測試
       
        封裝測試同樣是芯片產(chǎn)業(yè)鏈中必不可少的環(huán)節(jié),它分為封裝、測試兩大環(huán)節(jié)。封裝是指將通過測試的晶圓加工得到獨立芯片的過程,使電路芯片免受周圍環(huán)境的影響(包括物理、化學(xué)的影響),起著保護芯片、增強導(dǎo)熱性能、實現(xiàn)電氣和物理連接、功率分配、信號分配,以溝通芯片內(nèi)部與外部電路的作用,它是集成電路和系統(tǒng)級板如印制板(PCB)互連實現(xiàn)電子產(chǎn)品功能的橋梁;測試是指檢測不良芯片,確保交付芯片的完好??煞譃閮呻A段,一是進入封裝之前的晶圓測試,主要測試電性;另一則為IC成品測試,主要在測試IC功能、電性與散熱是否正常。
       
        目前,國內(nèi)封測產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備了基本的先進封裝產(chǎn)業(yè)化能力,只不過在部分高密度集成等先進封裝上與先進企業(yè)存在些許差距。而國內(nèi)封測廠商也通過并購和自身研發(fā)等方式,例如長電通過并購星科金朋擁有了SIP、TSV、Fan-out等先進封裝技術(shù),與海外對手縮小了差距,實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。除了長電科技以外,國內(nèi)較為的封測企業(yè)還包括天水華天、通富微、晶方半導(dǎo)體等等。
       
        結(jié)語
       
        從芯片的落后到追趕,中國用了超過50年的時間。雖然現(xiàn)在有不少高精尖技術(shù)已經(jīng)能在世界上取得一席之地,但我們還是要回溯歷史,正視國產(chǎn)芯片與國外的差距。當(dāng)前正是中國芯遇到“壞”的時代,也是中國芯發(fā)展好的時代。無論勢力如何打壓,我們始終相信,取長補短,加大自主研發(fā)投入,希望總會到來。
       
        (原標(biāo)題:2025年芯片自給率達70%:國產(chǎn)芯片如何遠(yuǎn)航?)
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