中國大陸正在強化IDM的數量和質量,此外,本土晶圓代工廠的發展,將有望推動中國成為全球半導體制造的重心。
隨著美國總統喬·拜登(Joe Biden)簽署了價值 2800 億美元的美國芯片和科學法案,美國、中國、歐盟和其它東亞國家之間為增強其半導體能力而展開的競爭變得越來越激烈。 (芯片求職)
除了從該法案中撥出 520 億美元資金用于美國半導體制造外,其它主要經濟體也推出了一攬子計劃以促進國內半導體生產和研究。
歐盟在 2 月份概述了 430 億歐元(490 億美元)的公共和私人資金捆綁用于該行業,日本政府已批準對其國內芯片行業進行總計 7740 億日元(68 億美元)的投資。韓國的目標是在未來十年吸引大約 4500 億美元的私人投資,以建立世界上最大的芯片制造基地。
“我認為這是對我們芯片行業的一場戰爭,”位于中國東南部福建省泉州的半導體公司西人馬集團首席執行官聶永忠說。
西人馬是一家傳感器芯片IDM,具有從芯片設計到制造、封裝和測試的全面能力。
目前,大多數IDM芯片制造商都在美國、歐盟和東亞,但聶永忠認為中國需要并且有潛力孵化更多的IDM。
“我認為在目前的情況下,我們需要更多的 IDM企業,”他說。
EDA 是芯片設計人員在整個半導體芯片鏈中使用的關鍵軟件分析工具。
8月12日,美國工業和安全局宣布了一項新禁令,禁止向中國出口用于制造 3nm 及更先進芯片的 EDA 軟件。被禁用的全環柵極場效應晶體管 (GAAFET) 的 EDA 軟件是下一代半導體技術,可以幫助芯片實現更高的頻率和更低的功耗。
這是一項高度先進的技術,迄今為止只有三星和臺積電采用,而英特爾正計劃使用它。
一位分析師表示,該禁令在短期內對中國的影響有限,但會限制中國在先進芯片制造方面的發展。
根據中國賽迪顧問的數據,2020 年外國公司占據了中國 EDA 市場的 77%。然而,據其公司網站稱,Primarius Technologies 等本地 EDA 供應商聲稱他們“已經形成了可以支持 7nm、5nm 和 3nm 等先進工藝節點的核心關鍵工具”。
然而,聶永忠認為該禁令將進一步提高中國實現芯片自給自足的能力,因為“IDM可以建立自己的集成電路數據庫,這也將促進EDA公司的發展。
聶永忠認為,IDM的進步也將促進芯片設計人才的成長,屆時他們將有助于建立中國自己的晶圓廠(fab)或外包生產公司,擁有核心知識產權。
中國將引領全球半導體增長
根據GlobalData的主題研究,中國將成為世界領先的半導體超級大國,其基礎是其對芯片不斷增長的國內需求。根據美國半導體行業協會和波士頓咨詢集團的數據,到2030年,半導體行業的規模將翻一番,達到1萬億美元以上,而中國將占這一增長的約60%。
然而,中國成為第四次工業革命領導者的長期雄心可能取決于到2030年中國芯片生產的自給自足程度。根據GlobalData的數據,目前,中國消費了全球所有芯片的40%左右,而只有12%的自給自足。該國對半導體的需求反映了其在開發智能互聯環境(通常稱為物聯網(IoT))方面的領先地位。
根據IHS Markit的數據,到2030年,全球將有多達1250億臺連接設備。根據GlobalData的數據,中國的物聯網私募股權和風險融資交易量反映了這一增長,從2017年的14筆交易增加到2021年的27筆,交易總額也從2017年的5.86億美元上升到2021年的15.9億美元。
根據GlobalData的數據,美國半導體行業超過30%的收入來自在中國的銷售。此外,中國是迄今為止韓國芯片供應商三星電子和SK海力士的最大市場。在歐洲,總部位于荷蘭的ASML收入中有20%以上來自中國。歐洲公司意法半導體(STMicroelectronics)、英飛凌(Infineon)和恩智浦(NXP)也嚴重依賴中國的購買力。
GlobalData預測,到2030年,中國市場對外國供應商的作用將小得多。全球銷售和使用的芯片中,超過90%涉及低工藝生產技術。中國擁有一個不斷增長的,主要由國家資助的半導體代工企業,這些企業正在穩步建立能力,以滿足國內生產的需求。此外,臺積電(TSMC)是半導體制造領域的全球領導者,其業務主要集中在新一代芯片上,而不是其低工藝傳統芯片業務。這將進一步增加中國大陸代工廠服務這一傳統芯片市場的機會。
除了不斷增長的國內半導體制造能力外,中國在2019-2020年期間還吸引了與半導體相關的外國直接投資項目數量最多的國家。
GlobalData研究發現,2022年1月和4月,中國專利大幅下降。這可能是因為中國的經濟和公共衛生狀況,特別是Covid-19封鎖以及企業(尤其是制造硬件的企業)的相關成本。然而,到2022年,美國、日本、韓國和德國的半導體專利也減少了,這或許表明了半導體技術正在走向成熟的拐點。
話雖如此,中國在開發新型超導材料方面具有特殊的專業知識。中國電信巨頭華為在光子計算以及石墨烯晶體管的開發方面處于領先地位。此外,中國在外包半導體組裝,測試和封裝方面處于領先地位。根據GlobalData的研究,先進芯片封裝、新晶體管架構和新型碳基材料的發展可能會改變游戲規則,使中國在2025年之前成為半導體領域的全球領導者。(半導體求職)
全球對半導體芯片的大部分需求將繼續是28nm及以上的芯片,而不是更先進的5nm或10nm芯片。隨著中國大陸晶圓代工廠增加產能,中國正變得更加自給自足,到2024年至少有七家主要新晶圓廠投產。雖然沒有哪個國家能夠在15年內建立自給自足的國內半導體供應鏈,但GlobalData預測,中國將通過其不斷增長的市場規模和國內生產能力的結合,成為世界芯片超級大國。