(2021.5.24)半導體一周要聞－莫大康

半導體一周要聞

2021.5.17- 2021.5.21

1. 月投片4萬片，華虹無錫12英寸晶圓產線提前達產

華虹無錫集成電路研發和制造基地項目是華虹集團走出上海、布局全國的第一個制造業項目。一期項目從簽約、建設到竣工投產，各時間節點均比原計劃提前完成，僅用17個月就建成投片，36個月就實現月投片4萬片目標。此前資料顯示，華虹無錫集成電路研發和制造基地總投資100億美元，一期項目（華虹七廠）投資25億美元，規劃建設一條工藝等級90~65/55納米、月產能4萬片的12英寸集成電路生產線，該項目于2018年3月正式開工建設，2019年9月建成投產。

2. 應用材料公司發布2021財年第二季度財務報告

第二季度（2021-2 至2021-4）應用材料公司實現營收55.8億美元。基于GAAP（一般公認會計原則），公司毛利率為47.5%，營業利潤為15.8億美元，占凈銷售額的28.3%，每股盈余（EPS）為1.43美元。在調整后的非GAAP基礎上，公司毛利率為47.7%，營業利潤17.7億美元，占凈銷售額的31.7%，每股盈余為1.63美元。公司實現經營活動現金流11.9億美元，通過2.02億美元的股息派發和7.5億美元的股****回購向股東返還9.52億美元。

3. 紹興長電先進封裝項目預計8月設備搬入年底量產

據新華社報道，長電科技項目總經理梁新夫表示，計劃今年8月完成凈化廠房裝修并開始搬入設備，今年年底要實現量產。”項目產品應用主要面向5G通信、人工智能、高性能計算以及自動駕駛等，2025年預計銷售收入近40億元。2020年6月，長電集成電路（紹興）有限公司300mm集成電路中道先進封裝生產線項目一期廠房開工建設。

4. 芯和半導體凌峰系統級封裝SiP趨勢給EDA帶來巨大挑戰

2021年5月21日，中國系統級封裝大會在上海正式舉行。大會主席、芯和半導體創始人兼CEO凌峰發表主題演講表示，系統級封裝（SiP）是后摩爾時代的關鍵技術，在5G、數據中心、高性能計算和AI等領域發揮重要作用。但多芯片引發的互連問題、系統問題以及EDA工具等問題都是行業正在面臨的挑戰。

SiP技術給EDA帶來了巨大挑戰。一方面，國內EDA行業仍處于早期階段，如何實現突破是現在及未來的任務之一；另一方面，從SoC發展到SiP，讓EDA分析、驗證過程變得越來越復雜，如系統級別的分析和多物理場已經必不可少。

設計也面臨不小挑戰。他舉例稱，一些公司的產品陣容有時存在內部交互不通暢的問題。比如：數字芯片和Custom芯片之間，芯片與封裝之間存在一道“墻”，而EDA工具通常在設計layout與分析上也有一道“墻”，信號、電、熱力、應力等效應被獨立分析，互操作性較差，缺乏協同設計。因此，EDA工具必須打破這道“墻”實現協同設計。

凌峰直言，EDA在設計上面臨非常大的挑戰，分析領域的挑戰更是巨大的。業內廠商專注于自己的業務范疇，產品延伸較為困難。他指出，針對SiP的市場需求，行業亟需一個統一的EDA分析平臺，能夠同時滿足晶圓廠和封測廠的需求。

在現階段，針對SiP的新的EDA設計、仿真平臺正在形成。包括Synopsys、Mentor在內都已推出自己的解決方案。目前，芯和也推出了Xpeedic SiP聯合仿真平臺，可以支持多種芯片-封裝layout格式，還支持系統仿真，以及Chip-Package-System-aware HBM通道分析平臺。未來，芯和也將繼續立足國內市場  ，致力于為產業推出獨到的解決方案和設計平臺。

5. 氮化鎵和碳化硅功率半導體市場有望在2027年達45億美元

新型材料半導體的特點是尺寸小且功率密度高，GlobalMarketInsights預計，到2027年，GaN和SiC功率半導體市場將超過45億美元。去年GaN和SiC功率半導體器件在光伏逆變器的市場份額超過25%，并有望在五年內以30%的復合年增長率增長。歐洲GaN和SiC功率半導體市場營收在2020年超過1億美元，歐盟將采取越來越多的積極舉措來加速電動汽車的普及，GaN和SiC功率半導體市場中的主要參與者包括富士電機、三菱電機、英飛凌和Diodes等等。

6. 日月光董事長臺灣半導體面臨三大挑戰

封測廠日月光投控董事長張虔生表示，臺灣半導體產業未來面臨三大挑戰，后疫情時代遠端連結將成新常態生活；他預期打線封裝需求強勁，產能缺口將延續一整年。展望半導體應用市況，張虔生在致股東營運報告書指出，COVID-19疫情帶動遠距商機、高效能運算、以及醫療應用等，當人類生命與電子產品連接在一起，半導體市場就變成不一樣的規模。觀察臺灣半導體產業，張虔生表示，臺灣半導體業未來面臨保護主義、平行世界（個人理解它指的是未來美與中實行兩套系統）與遠端連結等三大挑戰，未來在保護主義形成后，投控必須思考在共生循環的價值思維中做出對應。張虔生預期，在中美貿易戰和后疫情時代，中國和歐美將走向各自營運的市場，投控也必須因應不同市場研擬策略；在后疫情時代，遠端連結將成為新常態生活。

7. 美中爭霸韓國半導體必須站隊？

南韓總統文在寅即將在本月21日訪問美國，參加韓美首腦會談。有專家預測半導體等四大核心領域的供應鏈將成為主要議題。對此，記者專門采訪了南韓明知大學經濟系名譽教授趙東根。根據國際半導體協會（SEMI）發布的報告顯示，在世界半導體制造領域上，美國從美國從1990年的37%下降到現在的12%。最近因為半導體供應不足，美國汽車工廠的生產出現短缺，因此美國強調半導體技術同盟。而在半導體存儲器領域居世界第一的南韓，與代工半導體生產市場占首位的中國臺灣，已成為兩大半導體生產基地。

美國在擴大本國半導體生產的同時，也將重點放在了阻止中國大陸半導體霸權挑戰上，趙教授認為，中美半導體霸權競爭上是「預見的戰爭」同時也是宿命的戰爭。他說，「修昔底德陷阱大家都知道，當大國的霸主地位受到新興強國的威脅時，兩個國家之間就有爆發沖突的可能性。」但與此同時，在半導體行業，中國的致命弱點是尖端技術薄弱。這是美國目前還不是太擔心，且能牽扯住中國的原因。

8. IC Insights：內存銷量反彈預計2022年將創歷史新高

IC Insights最新的預測顯示，在2019年急劇下降之后，2020年新冠疫情期間，內存芯片銷量反彈15%。在此之后，DRAM定價的提高預計將使今年內存總收入提高23%，達到1552億美元。今年第一季度DRAM的平均售價環比增長了8％，幾乎所有主要的內存供應商在最近的季度財務報告中都表示，預計21年第二季度會有更強勁的需求。

9. 1nm攻堅戰打響

臺積電和三星都已經實現了7nm和5nm制程的量產，相應的晶體管仍然采用FinFET架構，隨著向3nm和2nm的演進，FinFET已經難以滿足需求，gate-all-around（GAA）架構應運而生，其也被稱為nanosheet，而1nm制程對晶體管架構提出了更高的要求。為了將nanosheet器件的可微縮性延伸到1nm節點處，歐洲研究機構IMEC提出了一種被稱為forksheet的架構。在這種架構中，sheet由叉形柵極結構控制，在柵極圖案化之前，通過在pMOS和nMOS器件之間引入介電層來實現。這個介電層從物理上隔離了p柵溝槽和n柵溝槽，使得n-to-p間距比FinFET或nanosheet器件更緊密。通過仿真，IMEC預計forksheet具有理想的面積和性能微縮性，以及更低的寄生電容。

最近，臺積電取得了一項成果，其與臺灣大學和美國麻省理工學院（MIT）合作，發現二維材料結合半金屬鉍（Bi）能達到極低的電阻，接近量子極限，可以滿足1nm制程的需求。過去，半導體使用三維材料，這次改用二維材料，厚度可小于1nm（1~3層原子的厚度），更逼近固態半導體材料厚度的極限。而半金屬鉍的材料特性，能消除與二維半導體接面的能量障礙，且半金屬鉍沉積時，也不會破壞二維材料的原子結構。

1nm制程透過僅1 ~3層原子厚度的二維材料，電子從源極（source）走以二硫化鉬為材料的電子通道層，上方有柵極（gate）加壓電壓來控制，再從漏極（drain）流出，用鉍作為接觸電極的材料，可以大幅降低電阻并提高傳輸電流，讓二維材料成為可取代硅的新型半導體材料。

在2020年底，與ASML有著密切合作關系的IMEC表示，ASML已經完成了作為NXE：5000系列的高NA EUV曝光系統的基本設計，但計劃于2022年實現商業化。

ASML一直與IMEC合作開發光刻技術，為了使用高NA EUV光刻工具開發光刻工藝，在IMEC校園內建立了一個新的“ IMEC-ASML高NA EUV實驗室”。

10. 半導體競爭白熱化，美國520億美元韓國4500億美元

最近半年時間，全球半導體格局出現了一些明顯變化，主要半導體大國都在砸錢，想要實現本國半導體或者本地區的獨立自主能力。先是去年歐盟17國投資1450億歐元想要沖擊2nm，前幾天韓國也宣布投資510兆韓元壯大本國半導體產業，美國與日本最近兩天也在跟上，半導體大國競爭已經進入白熱化階段。本周二，美國參議院正式批準撥款520億美元，在今后5年內大力促進美國半導體芯片的生產和研究。在具體目標方面，日本計劃到2030年在電動汽車，和下一代功率半導體領域的份額占到全球的40%。為實現這一目標，日本將側重于促進資本支出，例如邀請美國制造商在日本投資，以加強兩國的芯片供應鏈。本月13日，在三星平澤工廠舉行的“K-半導體戰略大會”上，文在寅正式公布一項未來10年投資510兆韓元（約4500億美元，2.9萬億元人民幣）的“K半導體戰略”。

11. 晶合月產能將擴產10萬片驅動芯片短缺Q4能否緩解？

驅動芯片將不再短缺？近日，產業鏈消息人士向集微網記者透露，晶合原本計劃2021年月產能提高4.5萬片~5萬片，現在看來有可能進一步增加到8萬片~10萬片，所以下半年TDDI（觸控與顯示驅動器集成）緊缺的狀況可能會獲得稍微緩解。

中國大陸擁有全球最大的中游面板以及下游終端產業，正在帶動驅動芯片設計廠商以及驅動芯片晶圓代工廠商晶合、中芯國際、華力等的發展。特別在驅動芯片短缺的當下，只有大陸大幅增加驅動芯片晶圓代工產能，將加速全球驅動芯片晶圓代工行業向大陸轉移。麥吉洛咨詢預計，2021年中國大陸驅動芯片晶圓代工廠市場份額將首次突破20%。

12. TrendForce2021年LED市場產值達165.3億美元，車用及Mini LED貢獻最大

集邦咨詢全球LED產業數據庫報告顯示，2020年LED產業受到新冠肺炎疫情沖擊，產值不僅下滑，更出現歷年罕見的衰退幅度。2021年上半年隨著疫苗問世，長時間受到壓抑的需求力道將觸底反彈，預估今年全球LED市場產值將受到拉升，達165.3億美元，年增8.1%，主要成長動能來自車用LED、Mini LED與Micro LED，以及商用相關顯示屏及不可見光四大領域。

13. 紫光聯席總裁陳南翔出任長江存儲執行董事長？回應來了！

近日原華潤微常務副董事長、紫光集團聯席總裁陳南翔已經出任長江存儲執行董事長。該知情人士稱，日前他曾到訪過紫光集團北京總部北航致真大廈，他從紫光集團工作人員處得知陳南翔已經出任長江存儲執行董事長。

14. 三星電子或在第三季度開始建造美國新芯片工廠

根據三星此前向得州政府提交的文件顯示，該公司考慮將奧斯丁作為其預計投資170億美元的芯片工廠的選址之一。三星稱，該工廠將創造1800個工作崗位。韓媒援引不愿透露姓名的業內人士話稱，三星正計劃在這座晶圓廠生產線上應用5納米EUV光刻工藝。目前，三星在得州奧斯汀運營有一家芯片工廠。但在其競爭對手如臺積電和和英特爾等紛紛宣布擴產，三星也開始推進海外投資。

15. 半導體硅片嚴重供不應求，中環股份8-12英寸大硅片項目產能爬坡順利

5月19日，中環股份在互動平臺上表示，公司集成電路用8-12英寸大硅片項目已實現投產，產能爬坡順利，公司半導體硅片產銷規模持續提升，但整體處于嚴重供不應求的狀態。一季度公司半導體硅片業務營收同比增長約80%，公司預計2021全年將保持快速增長趨勢。

中環股份致力于半導體和新能源兩大產業，在半導體區熔單晶-硅片綜合實力全國第一，國內市場占有率超過80%，國外市場占有率超過18%，位居全球第三，半導體直拉單晶-硅片市場份額全國第一；光伏晶體晶片的綜合實力、整體產銷規模位列全球前列，高效N型硅片市場占有率全球第一。公司兩大產業相互賦能、助力，推動實現技術、成本、效率等行業領先。

16. SEMIQ1全球硅晶圓出貨面積創歷史新高

17. IBM推出2nm芯片背后

IBM現在的規模僅為2000年代中期的四分之一，但他們在2020年和當時差別不大，IBM多年前將其專屬代工業務出售給GlobalFoundries，并利用后者的代工廠生產公司的22nm和14nm芯片。IBM還和三星合作，協助后者開發7nm和5nm工藝。現在他們甚至還與英特爾和三星一起，推動2nm的實現。對于Power Systems客戶而言，重要的是IBM正在與三星合作，并且已經在其位于紐約奧爾巴尼的技術中心以標準300毫米硅晶圓交付了7納米，5納米和現在2納米的測試芯片。

18. 劉鶴主持科技體制改革會議討論后摩爾時代的潛在顛覆性技術

“后摩爾時代”是指集成電路產業的哪一階段？其對產業一直以來奉行的“摩爾定律”的顛覆，所帶來的新技術又有哪些？

近50年來，“摩爾定律”一直被半導體行業奉為金科玉律。然而近年來隨著芯片工藝不斷演進，硅的工藝發展趨近于其物理極限，晶體管數目增加逐步放緩。以臺積電為例，2018年4月，其實現了7納米工藝量產，2020年三季度實現5納米工藝量產，預計3納米工藝將在明年下半年實現量產。有報道稱，臺積電2納米工藝預計在2024年量產，1納米工藝研發亦在推進。中國工程院院士、浙江大學杭州國際科創中心領域首席科學家吳漢明此前就曾指出，“后摩爾時代”來臨，中國IC產業面臨重大機遇。

吳漢明認為，當前中國IC產業面臨兩大壁壘。其一是政策壁壘，主要來自巴黎統籌委員會、瓦森納協議的困鎖，先進工藝、裝備材料和設計、EDA（電子設計自動化）軟件等產業鏈的三大環節被“卡脖子”。其二則是產業新壁壘。國際集成電路行業的龍頭企業提早布局，在發展中掌握了專利核心技術，使得中國相關企業很難“闖”過去。而產業上的難點主要體現在技術上，中國半導體行業必須盡快做強核心專利，甚至要有一些“進攻性”的專利與其抗衡。

材料、架構、制造封裝

北京半導體行業協會副秘書長朱晶認為，顛覆性技術要沿著計算、存儲、功率、感知、通信、AI、類腦等這些方向去尋找。

特色工藝、異構集成

據Yole的數據，2019年全球先進封裝市場規模為290億美元，預計到2025年達到420億美元，年均復合增速約6.6%，高于整體封裝市場4%的增速和傳統封裝市場1.9%的增速。

19. 一季度中國集成電路產業銷售額達1739.3億元，同比增長18.1%

根據中國半導體行業協會統計，2021年第一季度中國集成電路產業銷售額1739.3億元，同比增長18.1%，其中：設計業同比增長24.9%，銷售額為717.7元；制造業同比增長20.1%，銷售額為542.1億元；封測業同比增長7.3%，銷售額479.5億元。

根據海關統計，2021年第一季度中國進口集成電路1552.7億塊，同比增長33.6%；進口金額936億美元，同比增長29.9%。出口集成電路737億塊，同比增長42.7%；出口金額314.6億美元，同比增長31.7%。

另外， 根據美國半導體協會（SIA）發布的數據，2021年第一季度，全球半導體產品銷售額1231億美元，同比增長17.8%，環比增長3.6%。超過了2018年三季度的1227億美元，創下了新高。

20. ASML赴韓建光刻機再制造廠帶來的啟示

韓國產業通商資源部日前對外宣布，全球光刻機龍頭大廠ASML計劃赴韓國打造EUV光刻機再制造工廠及培訓中心。據介紹，ASML未來4年將在韓國投資2400億韓元（約2.1億美元），于京畿道華城市打造一座EUV光刻設備再制造廠以及一家培訓中心。所謂再制造，是指通過必要的拆卸、檢修和零部件更換等，將廢舊產品恢復如新的過程。對于7NM以下先進制程所必須的EUV光刻機來說，ASML是全球唯一一家能夠生產EUV光刻機的半導體設備供應商。但目前ASML的EUV光刻機產能十分有限，一年只能生產30臺左右EUV光刻機，臺積電已取得了50臺EUV設備，而三星僅有10臺。此次ASML計劃在韓新建EUV再制造廠，就是為韓國當地運行的EUV光刻機維護、升級提供助力，相關設施據稱預計在2025年底前落成，未來將在韓國聘用超過300名專業人才。

21. 華為注冊麒麟處理器商標曝內部正研發3nm芯片

據企查查顯示，華為技術有限公司近日申請注冊“麒麟處理器”商標，該商標申請日期為2021年4月22日，國際分類為“9類 科學儀器”，當前狀態為“注冊申請中”。根據相關爆料顯示，華為正在開發下一代手機芯片，命名為麒麟9010，該芯片有望采用3nm工藝打造，并且有望在今年完成設計。

22. 摩爾定律的續命丹來了？

繼IBM宣稱試產2nm芯片還沒“上頭條”太久，臺積電便聯合臺大、麻省理工宣布研發出一種新型半導體材料——半金屬鉍，在1nm以下制程獲得重大突破。正如半導體行業人士陳穰所言，IBM的2nm試產是通過改進結構實現，而臺積電的1nm更多是采用新材料改進了互聯接觸點。工藝的進階歷程也可看到這一趨勢：平面工藝晶體管的特征尺寸縮小過程持續了數十年，之后難以為繼；到了2013年下半年16/14nm節點正式引入FinFET，然而FinFET僅僅維持了10年不到，2020年左右的3nm節點就有可能已轉入GAA，三星已推出了改良版環繞型晶體管結構MBCFET。

仔細審視，摩爾定律的核心是物理極限、散熱和成本。陳穰進一步介紹，發熱來自兩個部分，一是晶體管本身工作時帶來的熱量，第二是金屬互聯層帶來的熱量。如今，金屬互聯層已從6英寸制程的鋁互聯，進階到8英寸的鎢，到12英寸工藝則大量使用銅互聯，14nm以下英特爾則開始嘗試用鈷。而臺積電宣布用“鉍”材料來解決金屬互聯問題或在未來獲得成功。陳穰談及，新材料的實用化還需不斷探索，中間會有不小的難度，比如如何將鉍沉積等需著力解決。但求新求變金屬互聯層，也不得不直面被顛覆的“命運”。陳穰著重說，未來可能采用“光互聯層”即硅光技術代替金屬互聯，以解決芯片內部互聯問題。因為光子不攜帶能量，因此其功耗相對于金屬互聯材料的萬分之一都不到，好處不言而喻。而且從更長遠來看，光子計算或將替代硅晶體管，其算力將遠超目前的傳統芯片。

盡管業界對臺積電重啟28nm戰線眾說紛紜，是大陸幫手還是美國幫兇的爭議不斷。但業界知名專家對此說，對于臺積電自己的商業決定，恐不能進行太多干涉，畢竟臺積電既不是軍工企業，也不是商務部黑名單企業，更不是發改委限制的落后產業，只要臺積電不搞限制行業競爭的壟斷手段，就不能隨意阻止臺積電投資，守住不提供超國民待遇就行了。但半導體代工業競爭直面全球化，而臺積電與中芯國際在歷史上已產生了諸多恩怨紛爭，競爭從一開始就是硬碰硬，只是如今將更加殘酷。可以說，無論臺積電等境外公司是否來大陸投資，大陸代工業都應持續自主創新，加快提升競爭力才是王道。

23. 缺貨問題將限制2021年全球半導體增長趨勢

市場研究機構Semiconductor Intelligence表示，根據世界半導體貿易統計組織（WSTS）數據顯示，2021年第一季度全球半導體銷售達1231億美元，環比增長3.6%，同比增長17.8%，環比增幅達2010 Q1以來最高水平，但缺貨可能會限制2021年半導體增長。下表顯示了2021年第一季度前14家半導體公司的收入變化，與2020年第4季度相比，以及2021年第2季度與第1季度相比的收入增長指引(如果有的話)。在2021年第一季度發布財報的12家公司中，英特爾、高通和意法半導體這三家公司的營收較2020年第四季度有所下降。這三家公司都預計今年第二季度的收入將比第一季度下降約4%。英特爾和高通表示，他們受到供應限制。意法半導體公司將這種下降歸因于季節性趨勢。