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半导体设备国产化目标如何达成?

日期:2017/2/7 17:23:12 人气:4805
 

集成电路作为半导体产业的核心,因为其技术的复杂性,产业结构具备高度专业化的特征,可细分为IC设计业、芯片制造业及IC封装测试业三个子产业群。集成电路设备制造业为芯片制造业及IC封装测试业提供生产设备。

     集成电路市场庞大,国内市场占比不断提升。根据 SEMI(国际半导体产业协会),2015 年全球半导体设备市场营收达 373 亿美元,其中中国市场营收48.8亿美元,占比13.09%,较2014年上升1.43%。预计2016年中国设备市场营收为53.2亿美元,增长09.02%,占比进一步提升至14.07%。

     但是国内半导体设备制造业是最为薄弱,与其他环节存在国际领先者不同,半导体设备制造行业市场格局分散,中高端市场几乎完全被国外垄断,亟待行业整合。具体体现为国内自制设备国产化率偏低甚至下滑,产能远远不能满足自身需求。

      国产率较低体现了半导体设备对本土企业存在着很高的进入门槛。半导体设备研发周期长,投资额大且风险高。越先进的制程工艺设备造价越高,比如一台ASML的光刻机动辄就是4,5千万美元,而且即使研发成功也较难打入国际大厂的供应链。在这种情况下国内现阶段只能生产8英寸以及部分12英寸28nm半导体设备,且难以打入大型IC制造商供应链体系。


半导体设备市场需求还在增?


       昨日,国际半导体产业协会(SEMI)最新报告指出,2016年全球半导体设备支出预估为369.4亿美元,跟2015年相比仅小幅上升1.1%,但预测2017年可望大幅增长到410.8亿美元,比2016年成长11.2%。

      就设备型态来看,晶圆处理(Wafer Processing)是今明两年成长动能最强的半导体设备,分别可望成长1.9%与12.8%;封装设备与测试设备则表现平平,前者今明两年的成长率分别为-5.0%与4.0%,后者则是0.9%与3.0%。

      按照地区别来看,2016年半导体设备支出成长最快的地区是中国,年增率高达30.8%,但预计明年中国半导体设备支出成长率将大幅放缓,仅12.9%。南韩的半导体设备支出则预计将在2017年出现大幅反弹,比2016年成长29.5%。但整体来说,台湾今明两年仍将是全球最大的半导体设备区域市场,2017年半导体设备需求可达100.2亿美元。


半导体设备业能否完成《中国制造2015》目标?


    《中国制造2025》对于半导体设备国产化提出了明确要求:在2020年之前,90~32纳米工艺设备国产化率达到50%,实现90纳米光刻机国产化,封测关键设备国产化率达到50%。在2025年之前,20~14纳米工艺设备国产化率达到30%,实现浸没式光刻机国产化。到2030年,实现18英寸工艺设备、EUV光刻机、封测设备的国产化。

      从产业链各环节国产化的难度来看,设备》制造》封装》设计是不争的事实。不过,近期国内各地已刮起大上半导体晶圆制造产线的东风。我国设备业能否抓住这难得的契机,一举实现《中国制造2025》的既定目标?


国产设备到底差在哪?


      中国半导体行业要实现从跟踪走向引领的跨越,装备产业将是重要环节。国内半导体设备龙头企业北方微电子副总裁纪安宽认为,发展国产半导体装备具有重要战略意义,半导体设备国产化将大幅降低中国芯片制造商的投资成本,提高中国芯片制造竞争力。    

      从产业链的角度来看,先不说技术难度,单论各环节在中国的适应性,即是设计《封装《制造《设备和材料。行业专家莫大康认为,发展设备业之所以最为困难,除了资金、人才等问题,最关键是使用量太少。

      半导体设备国产化的难度体现在以下五大方面:

一是半导体设备市场已日趋专业化和全球化;  二是半导体设备的独特地位;三是由于出货数量少,设备企业难以负担工艺试验线的费用;四是韩国和我国台湾地区也曾致力于设备国产化,但成效不大,目前全球市场主要仍被美国和日本企业掌控,这也从侧面体现了难度; 五是设备业需要产业大环境配合。


迎难而上如何突破?


      从这两年的全球半导体并购大潮来看,实现国产化目标的最简单办法似乎就是兼并收购,最快的途径是从市场上已有公司购买专利,实现技术转移。和设计、封装、制造环节不同,国内半导体设备业的基础最为薄弱,与其他环节存在国际领先者不同,半导体设备制造行业市场格局分散,中高端市场几乎完全被国外垄断,因此行业整合的难度也很大。

       既然收购也很难实现,那么只能努力缩小差距,国内设备的真正差距在于产线上的验证不足,新产品与设备需要有能进行大量试验的场所。设备的制造知识、专利、人才等可以买入,但是设备的生产力需要时间认证。特别是光刻机是晶圆制造的核心竞争力,一旦买错设备,对晶圆制造商而言,就表示整厂投资的失败。不仅是高额的资金成本,更重要的重新买入设备要损失6~9个月的时间成本,这样失去的客户与市场地位,是没有厂商能够承担的。

     退一步说,即便通过资本运作买入了合适的公司,或是自行研发取得了不错的成果,也仍然需要由科研院所等相关机构先导入设备进行试验,虽然是研究性质,但可大量制造生产,来做为相关设备厂商推广设备的第一步。对于晶圆制造商来说,国家方面也应配合有好的奖励措施。一方面要覆盖制造商导入相关设备的前期研究的成本,另一方面有了量产成绩后,也要做好相关奖励。

      与此同时,还需要协助光刻机厂商验证设备的量产性,让光刻厂商有数据证明其量产能力。并兼顾光刻机对晶圆制造商在生产上的重要性与降低晶圆制造商采用的风险。这样一来,设备国产化的相关政策方能更加顺利地推动。

     完善国产设备的验证环境,首先要建好工艺试验线,资金及承担要另想办法。其次要实现关键零部件的国产化,有计划地扶持并推动量产。实际上,许多关键零部件并非仅用于半导体设备,还可广泛应用于其他工业领域。最后,我国半导体企业一定要有争创世界一流水平的信心与勇气,要有进入全球市场的决心。

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