商品售后服务网

“两个在外”我国集成电路产业亟待走出怪圈
[发布时间:2014-08-27 11:09:27 点击率:]

 中国集成电路产业无论在设计、制造还是封装环节等,均与国际先进水 平存在着较大差距,就目前现状来说,既表现为与国际先进水平的差距上,也表现为当前国际半导体产业的走向变化对中国IC形成的挑战上。近期正式发布实施的 《国家集成电路产业发展推进纲要》可谓一场及时雨,有望让困境中的集成电路产业尽快走出“怪圈”。

  ■ 钟电

  

  《国家集成电路产业发展推进纲要》近期正式发布实施,在行业内迅速引起了极大的关注。

  

  与国际先进水平差距较大

  

  我国设计业水平基本与国外同步,但很多关键芯片几乎全部进口,工艺技术进步严重滞后。总体来看,中国集成电路产业无论在设计、制造还是封装环节等,均与国际先进水平存在着较大差距。

  根 据中国半导体行业协会集成电路设计分会的统计,2013年中国IC设计行业全年收入为874.48亿元,约合142亿美元,比上年增长28.51%,占全 球集成电路设计业的比重约为16.73%。2013年全年共有124家IC设计企业销售额超过1亿元,134家企业销售额5000万元~1亿元,177家 企业销售额在1000万元~5000万元之间,196家企业销售额小于1000万元,赢利企业409家,不赢利企业223家,前100名设计企业的平均毛 利率为30.59%,前10大设计公司的平均毛利率为39.55%。虽然设计水平基本上与国外同步,达到了28nm,但是很多关键芯片,如桌面、便携式计 算机、高性能服务器、高端网络设备用芯片几乎全部为进口。

  从中国芯片制造业发展状况来看,根据中国半导体行业协会的统计,制造业 2013年全年收入达到600.86亿元,略少于100亿美元,比上年增长199.9%。其中本土企业总收入为266.6亿元,占中国10大芯片制造企业 (含外资)全部收入454.1亿元的58.7%,占中国整个芯片制造业收入的44.37%。中国芯片制造业现有产能与市场需求方面存在的差距巨大,工艺技 术进步严重滞后。在先进工艺方面,具备先进制造技术(40nm以下线宽)的仅有中芯国际1家,技术水平与国际先进水平相差1.5代。在产能方面,全部12 英寸月产能不到5万个硅圆片。十大制造企业中的天津中环、吉林华微以器件制造为主,西安微电子以航天器件和集成电路为主要业务。

  即使是 封装行业,中国企业与国际先进水平依然存在差距。根据中国半导体协会统计,中国大陆封装业2013年全年收入为1098.85亿元,约合180亿美元,比 上年增长6.1%;其中本土企业总收入为190.6亿元,占中国10大封装企业全部收入442.9亿元的43.03%,占整个封装业收入的17.35%。 具备先进封装技术(3维封装)的仅江苏新潮科技1家。中国至今尚无法制造超过1200个以上Bumping引擎的高密度集成电路封装,技术水平与国际上相 差5年以上。

  

  “两个在外”现实严峻

  

  IC设计企业的产品主要在海外加工,制造企业的主要业务也在海外,是产业面临的困境。集成电路产业的发展现状,导致了中国IC行业的“两个在外”严峻的现实,即集成电路设计企业的产品主要在海外加工;集成电路制造企业的主要业务也在海外。

  以 2013年中国集成电路设计企业的总产值142亿美元为基数,以设计企业的毛利率空间30%计算,可以得出中国设计企业的产能需求为109亿美元,进一步 假设企业的50%的产品可以在大陆代工厂加工,即有54.5亿美元。再计算芯片制造企业方面,2013年中芯国际有40%的产能服务于国内企业,即约有9 亿美元;华力约15%的产能用于国内,约3000万美元;华虹约80%的产能用于国内,约4亿美元;武汉新芯约30%的产能用于国内,约合4500万美 元;华润微电子约90%的产能用于国内,约合5.4亿美元。总计我国代工制造业服务于国内设计企业的产能约为19.15亿美元。最后可以算出,我国芯片设 计与制造业两者间的需求与供给之间存在35.35亿美元的差距。

  导致出现这种现象的原因正是中国IC行业自身存在的一系列问题。在IC 设计方面,设计企业缺乏工艺知识,也没有定制和修改工艺参数的能力;设计企业对第三方IP核的依赖程度奇高;设计企业没有建立内部设计工具维护和发展队 伍,缺少根据自己的产品开发和优化设计流程的人才和能力;设计企业大多采用通用的ASIC设计方法,缺少定制化和COT的设计知识。在IC制造方面,大多 数企业尚未建立完整的设计服务和支持体系;IP核研发滞后于工艺的开发,IP核开发能力偏弱;工艺研发往往依托外来客户的支撑;对设计方法学的重视程度不 够。

  总之,双方全都存在较大的对外依赖,两者相遇,自然出现了“两个在外”的情况。这是中国IC行业问题的现实体现。

  

  代工制造缺口仍将扩大

  

  未来无论在IC设计制造的复杂度,还是开发成本上,都对中国IC业形成挑战。

  全 球半导体行业目前正在发生一系列转变,也对中国IC行业形成更多挑战。首先是制造资源越来越少。2008年以来,一批传统的IDM公司已经或将停止建设新 的生产线,逐渐转型为集成电路设计企业,预计需要外协的产能价值约300亿美元,产能需求将十分旺盛。事实上,从2012年下半年以来,先进工艺的产能已 经出现供不应求的现象,我国设计企业受此影响,没能实现更高的增长速度。正是预见到未来5至10年产能紧张的前景,三星、台积电、Global Foundries等企业每年投入巨资扩产,而我们也预见到这种情况的发生,却没有能够采取得力的措施。

  其次,芯片设计的挑战越来越 大。基于新一代工艺的量产速度会放慢,IP核的成熟度和成品率的提升将需要更多的时间,提升成品率成为代工厂和设计公司都要面对的重大挑战。随着工艺的进 步,这个问题将变得更严重。芯片设计团队必须对芯片制造过程有深入的了解,尤其是工艺参数在制造过程中的变化,这已经成为芯片设计工程师不可或缺的知识, 芯片设计工程师已经不太可能预测所设计产品在最终生产过程中可能具有的成品率。

  再次,性能是产品的核心技术指标,由于功耗的限制,简单地提升主频已不现实,功耗成为关键指标,是否具备低功耗和超低功耗设计技术和能力将决定产品能否在移动设备中得到应用,成本是市场竞争的终极方法。

  最 后,先进工艺节点的NRE费用(一次性工程费用)急剧攀升,只有通过扩大销量才能分摊前期成本。有估计认为,研发一颗16nm的芯片需要投入15亿美元, 必须销售3000万颗才能收回成本。受限于工艺,很难在单个硅片上集成异质器件,封装将向组装(Assembly)演进,芯片设计必须与组装结合。

  总 之,未来无论在IC设计制造的复杂度,还是开发成本上,都对中国IC业形成挑战。如何应对需要从业者的极大智慧。这里没有明确的答案,但无论如何,近期正 式发布实施的《国家集成电路产业发展推进纲要》对行业而言是一个福音,有望让困境中的集成电路产业尽快走出“怪圈”。

  延伸阅读

  地方扶持政策频出台

  上下游企业有望受益

  ■ 申万

  

  自今年6 月国家正式发布《国家集成电路产业发展推进纲要》(简称《纲要》)之后,各地方政府纷纷响应,北京、天津、安徽、山东、甘肃、四川等地相继出台地方集成电路扶持政策,设立投资基金、支持地方龙头在集成电路领域的兼并重组成为各地共识。

  政 府政策大力扶持是集成电路产业实现追赶的必经之路。集成电路产业作为电子产业链的最上游,具有非常高的技术壁垒,同时也具有很强的规模效应,尤其在晶圆制 造环节。因此,晶圆制造环节希望通过内生增长来实现追赶基本是不可能,比如全球龙头台积电年资本支出近100 亿美元,而国内龙头中芯国际收入才20 亿美元。

  而晶圆制造环节的实力又直接决定了整个集成电路产业链的综合实力。从我国台湾、韩国的集成电路产业快速崛起的历史经验中可以看到,在追赶上世界领先水平前的二三十年里都是依靠政府持续不断地大力扶持,这是集成电路产业实现追赶的必经之路。

  中芯国际有望成为国家政策重点扶持对象,给产业链上下游带来巨大投资机会。

  过 去十年,国内集成电路产业发展不均匀,设计与封测环节发展较快,而晶圆制造环节发展滞后,成为限制国内集成电路产业链持续快速增长的主要瓶颈。中芯国际作 为国内晶圆制造龙头,有望成为国家政策和资金的重点扶持对象,成为破局增长瓶颈的关键。早在2012 年北京政府就与中芯国际联合投资72 亿美元建设中芯国际北京二期。《纲要》中关于设立国家产业投资基金明确指出要重点支持集成电路制造领域,兼顾设计、封装测试、装备、材料环节。北京刚刚落 地的集成电路产业发展基金,首期80亿中有60亿投向制造和装备。笔者认为中芯国际未来将有望在国家政策和资金的共同推动下综合实力实现跨越式发展,从而 给产业链上下游带来巨大投资机会。

  上海新阳、长电科技、华天科技。上海新阳为国内半导体化学品龙头,是中芯国际、长电科技产品供应商, 作为产业链最上游受益产业链崛起弹性最大;目前公司产品布局已由过去的中低端封装延伸到了晶圆制造、先进封装、划片刀等领域,市场空间增长近4倍;这些产 品基本已开始小规模供货或进入认证尾声,一旦进入大规模供货将大幅提升公司业绩。长电科技是国内封测龙头,短期业绩拐点确立,中期Bumping+FC 带来确定性高增长,长期TSV 和MIS 材料提供成长空间;本次与中芯国际合资Bumping 厂落地江阴,预示着两大龙头合作将更为紧密,未来中芯国际崛起受益显著。华天科技三地布局完成,成本技术优势兼备;管理层直接控股,公司治理结构优势明 显;Bumping+FC 业务年底启动,未来高增长可期。