中外芯片产能可能8 SMIC 院士呼吁:芯片制造不要过热

3月17日,据报道,今天下午,2021年第一届大型半导体贸易展、一年一度的半导体行业盛会“半导体中国2021”正式开幕。半导体中国展览会已经连续举办了33年。此次中国国际半导体展提供了为期3天的线下和在线展览,共有9个展厅和1100多家参展商。

在开幕式上,来自工业界和学术界的许多大牛分享了他们对半导体工业发展的见解。中国半导体工业协会会长周、长江电子科技CEO兼董事、紫光集团联席总裁陈南翔分别阐述了近期全球芯片产能不足的原因及趋势预测;中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明分享了他对中国芯片制造业发展现状的观察,认为中国半导体制造业的发展并没有过热,需要加快。

除了上述行业大牛,ASML总裁兼首席执行官彼得温尼克、SEMI总裁兼首席执行官阿吉特马诺查等人也通过录制视频表达了对中国抗疫成就的认可和对中国半导体行业的祝福。

一、周子学:2020 年中国 IC 产业营收同比增长 17.8%

中国半导体工业协会会长、会长周分享了一年来中国乃至世界半导体产业的发展,并分享了他对近期全球芯片供应紧张的思考。

据周介绍,2020年的疫情加强了全球民众对物联网的需求,导致芯片数量超出预期。各国半导体都面临着难得的机遇。销售额方面,去年全球集成电路行业销售额达到4390亿美元,同比增长6.5%。国内方面,据中国半导体工业协会初步统计,2020年中国集成电路行业销售额同比增长17.8%,预计2021年增长势头将持续。

最近,“芯片荒”成了全球半导体行业的关键词,汽车行业甚至停产减产。周也分享了他对解决这个问题的想法。他说:“半导体行业是一个国际化的行业。开放、合作、创新可以解决这种情况。其他任何方向都是错的。”

二、吴汉明:不加速发展,未来芯片产能差距相当于 8 个中芯国际

中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明,就外界对中国芯片产业快速发展、过热的担忧,持不同意见。他说:“如果我们不加快发展,中国芯片产能(与发达国家)的差距将扩大到至少8个SMIC的产能,所以我们必须加快速度。”

吴汉明表示,中国半导体制造业的发展面临着政治和产业壁垒,以及精密图形技术、新材料和提高产量三大技术挑战。因此,我国芯片制造业应从发展特色技术、先进封装和系统架构三个方面寻求发展机遇,构建国家体系下的公共技术平台,实现产学研协同创新。

就壁垒和挑战而言,半导体行业是一个重要的战略和全球分工行业,受到了一些盛行的单边主义的损害。此外,中国在芯片制造设备和原材料供应方面存在不足;另外,随着芯片制造工艺超过28nm,单个晶体管的成本明显增加,可以认为芯片行业已经进入后摩尔时代。在这种背景下,集成电路行业面临着接近物理极限和成本上升的瓶颈。

吴汉明认为,在后摩尔时代,芯片制造工艺正逐渐接近物理极限,材料上的突破将成为芯片性能进一步跃升的契机。与此同时,这个轨道上的玩家仍然很少,这已经成为国内半导体行业的机会之一。此外,建立一个本地可控的成熟流程生产更有意义。

三、郑力:车载芯片缺货背后的技术原因

长江电子科技有限公司总裁兼首席执行官李征分享了他在全球芯片产能不足的情况下的观察和思考。李征分享说,与前几年发生的芯片产能短缺不同,这一波芯片产能短缺很少影响汽车行业,这给全球汽车芯片成品制造(封装和测试)行业带来了机遇和挑战。

一方面,汽车行业对芯片功能越来越复杂,对成品芯片的制造技术要求也越来越高。奥迪公司(中国)执行副总裁兼董事兼R&D部门主管穆托瑞认为,汽车行业80%的创新都是由半导体驱动的。李征认为,考虑到软件需要在芯片上运行,可以说汽车行业90%以上的创新都是由半导体驱动的。

具体来说,车载芯片可以分为四大类:ADAS处理器与微系统、车载信息娱乐与车辆安全、车载传感器与安全控制、新能源与驱动系统,每一类对成品制造技术都有不同的要求。

另一方面,与工业和消费产品不同,车载芯片对芯片的安全性和可靠性要求很高,很难从其他领域转移产能用于“应急”。

以汽车传感器芯片为例,这类芯片种类繁多,有些产品需要采用技术难度较大的湿焊封装技术进行封装,还需要通过AEC-Q100 Grade-0等更高级别的认证。

另外,成品制造业受到全球芯片材料供应紧缺影响,封装线材价格上扬,造成了报价的提升。

挑战的另一面,全球汽车芯片成品制造亦面临着机遇。随着车载芯片功能日益复杂化,传统车企逐渐抛弃全流程自主生产的 IDM 模式,而是将芯片设计、制造、封测环节委托给更专业的芯片玩家。据郑力分享,2021 年全球汽车芯片成品制造有望同比增长 17.8%,车载芯片制造供应链正开启重组模式,有望引发全新机遇。

▲2021 年全球汽车芯片成品制造有望同比增长 17.8%

四、陈南翔:芯片供需失衡将成新常态

紫光集团联席总裁陈南翔在演讲中回顾了 2016 年至今半导体产业曾发生的产能紧缺情况。他提到,芯片产业作为周期性产业,此前供需情况呈现出 “库存、消化、库存”三段式变化,但从 2020 年至今,全球芯片产业已不再符合这一规律。

可以看到,2020 年,疫情下宅经济拉动芯片需求量上升,全球半导体产业产值同比增长逾 7%;从 2021 年开年至今,全球芯片产能短缺情况趋向 “爆发”,甚至波及到汽车领域。

展望未来,陈南翔认为,供应端产能的扩充正在进行中,但将难以满足需求端的成长要求,芯片供需失衡将成为一种新常态。

据陈南翔分享的数据,到 2030 年,全球集成电路产业规模有望达到 1 万亿美金,以 2020 年为基数,2030 产能需达到 2~2.6 倍才能满足需求的发展,2026 年产能则需要翻倍。

▲2023 年,全球集成电路产业规模有望达到 1 万亿美金

而从供应端来说,目前的晶圆制造玩家由于担忧市场对晶圆产能的需求 “极盛而衰”等,扩产计划较为谨慎。另一方面,部分特色工艺不仅需要扩充产能,还需要打造合理、有竞争力的成本结构,短期难以实现。

陈南翔认为,面向新常态下的碎片化、孤岛化挑战,商业上共享供应链、技术上探索先进封装工艺等或将成为解法。

结语:坚持分工合作、推动创新是半导体业永恒主题

2020 年至今,全球疫情发展尚未平息、单边主义盛行、芯片产能紧缺持续发酵…… 种种意想不到的情况为半导体产业链条带来许多不确定性。面对诸多挑战,SEMICON China 2021 展会上的多位开幕演讲嘉宾分享了他们对解法的思考:坚持全球分工合作、不断推动技术创新。

同时,对于中国而言,在作为全球芯片产业链建设一份子的同时,坚持推动建设自主可控的芯片产业链,促成产能内循环亦十分重要。

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