(2021.6.28)半導體一周要聞－莫大康

半導體一周要聞

2021.6.21- 2021.6.25

1. 北京半導體行業協會朱晶：我國集成電路產業化將受六大因素影響

朱晶將后摩爾時代總體分為三個階段：以晶體管結構、工藝和材料創新為主的延續摩爾階段；以應用驅動異質集成的擴展摩爾階段；以新器件、新原理、新材料應用創新的超越摩爾時代。

朱晶認為，在上述六大因素驅動下，各領域集成電路國產化替代進程將有不同程度的節奏。在超大規模市場和半壟斷行業因素影響下，門檻較低的消費電子芯片以及工業、軌道交通芯片、汽車半導體、5G****芯片等領域將在未來5年內率先實現國產化替代；在技術革新換代因素影響下，門檻較高的智能計算、新型存儲、AI+EDA、先進封裝、寬禁帶半導體將在未來5~7年實現國產化替代；在技術性地緣、需要產業鏈協同、人才等因素影響下的GPU、EDA和IP、射頻前端模組、光刻膠、半導體零部件以及企業級SSD主控等領域，先進工藝、前道量測/離子注入/光刻機等半導體設備和硅片、化學品、特氣等半導體材料則需要7年甚至10年以上的國產化替代過程。

面對產業鏈不同環節國產化進程受不同的因素影響，朱晶認為在限制條件下的產業技術創新有時比原始創新還困難，對此她提出幾點建議。

第一，在“十四五”期間加大對集成電路產業技術和工程化創新的重視，推動集成電路企業真正成為技術創新的主體，成為“提出需求、增加投入、組織研究、主導應用轉化”的載體。

第二，在現有科技計劃管理體系之外設立相對獨立的顛覆性技術創新計劃，支持各類創新主體開展更具挑戰性、高風險性的創新活動，以發掘能為集成電路產業帶來根本性轉變的技術。

第三，以集成電路領域具備自主知識產權和行業引領力的龍頭企業為主體，促進產業鏈上下游企業以及各類科研和工程創新載體的融通發展，推動組建基于國產集成電路供應鏈體系的創新聯合體，加快形成強協同、弱耦合的創新生態。

第四，重視特色工藝，滿足某些產品高端化過程中對工藝技術的差異化需求和產能需求、例如大部分高端模擬集成電路產品，需要實現在設計和工藝方面的緊耦合。

第五，對于在國內工作的非中國籍集成電路人才，給予個稅減免優惠、不動產購置稅收減免等措施以鼓勵其長期留居中國。對企業引進海外高端人才給予企業所得稅等稅收優惠，以鼓勵人才引進。同時加大集成電路一級學科建設的支持力度和資源投入，保證經費和政策支持。

第六，通過非市場的手段，解決不符合經效益的部分領域。

2. 各國砸錢造芯片搞一條完整的供應鏈要花多少錢？

美國、韓國、歐盟、日本公布了全新半導體戰略，中國的半導體計劃正在籌備中，據傳未來將投資1萬億美元。初步統計，在未來五至十年內，全球至少會有超過1.5萬億美元的資金投入到半導體領域，同時各國/地區的半導體產業集群將更完善。

美國“半導體激勵計劃”，5年投資520億美元

具體來看，520億美元的資金包括了——390億美元的生產和研發資金、105億美元的項目實施資金以及15億美元的緊急融資，主要用于美國國家半導體技術中心、美國國家先進封裝制造項目和其他研發項目。其中的15億美元緊急融資，將用來幫助西方企業在設備上的“去中國化”——替換掉華為和中興通訊的設備，以加快發展美國運營商支持的開放式無線接入網。

韓國“K-半導體戰略”，10年投資510萬億韓元

2021年5月13日，韓國政府發布了“K-半導體戰略”——政府和企業將在京畿道和忠清道規劃半導體產業集群，集半導體設計、原材料、生產、零部件、尖端設備等為一體，旨在主導全球半導體供應鏈。因建設區域規劃和字母K相近，故稱之為“K-半導體產業帶”。在投資金額方面，到2030年，韓國將向半導體領域投資510萬億韓元（約合4490.55億美元），其中大部分資金來自私營企業，總計有153家企業加入。

歐盟“2030數字羅盤”計劃，生產全球20%高端半導體

日本確立“半導體數字產業戰略”

日本經濟產業省宣布，日本已完成對半導體、數字基礎設施及數字產業戰略的研究匯總工作，確立了以擴大國內生產能力為目標的“半導體數字產業戰略”。

中國“芯片對抗”計劃投資1萬億美元

根據白宮的供應鏈評估報告：半導體生產過程涉及多國多地區，其產品可能要跨越70次國際邊界，整個過程需要長達100天，其中約有12天是供應鏈步驟之間的中轉。

3. SEMI：過去五年中國大陸晶圓產能翻倍，目前占全球22.8%

6月17日，歐洲半導體工業協會根據SEMI的數據繪制了圖表。圖表數據把每月產能的晶圓統一標準化為8英寸晶圓計算。該圖表顯示，除中國大陸以外的所有半導體產區在2015年至2020年的五年內的份額均出現下降。其中，中國大陸從1995年占全球產量的14.4%上升到2020年的22.8%。同期，歐洲從9.4%下降到7.2%,美國從5年前的12.6%下降到了2020年的10.6%。排名第二的是中國臺灣地區，不過也從2015年的18.8%略降到了2020年的17.8%。韓國以15.3%位居第三，2015年這個數字為18.4%，另外，新加坡的晶圓產能占4.7%。

4. 指甲蓋大小塞了500億晶體管，領先臺積電，IBM打造世界首款2納米芯片能耗僅為7納米的1/4！

2014年IBM已將其Microelectronics部門出售給GlobalFoundries時，IBM就已經宣告退出芯片代工業務。

據IBM官網5月6日消息，IBM宣稱自己打造了世界首個2納米的芯片，大幅推進了當前芯片生產技術的前沿，在半導體設計及制程上取得突破。

在這里IBM的2nm制程號稱在150mm2（指甲蓋大小）的面積中塞入了500億個晶體管，平均每平方毫米為3.3億個。做為對比，臺積電和三星的7nm制程大約在每平方毫米是9,000萬個晶體管左右，三星的5LPE為1.3億個晶體管，而臺積電的5nm則是1.7億個晶體管。

首先，在這個芯片上，IBM用上了一個被稱為納米片堆疊的晶體管，它將NMOS晶體管堆疊在PMOS晶體管的頂部，而不是讓它們并排放置以獲取電壓信號并將位從1翻轉為零或從0翻轉為1。這些晶體管有時也稱為gate all around或GAA晶體管，這是當前在各大晶圓廠被廣泛采用的3D晶體管技術FinFET的接班人。從以往的介紹我們可以看到，FinFET晶體管將晶體管的源極和漏極通道拉入柵極，而納米片將多個源極和漏極通道嵌入單個柵極以提高密度。

IBM表示，其采用2納米工藝制造的測試芯片可以在一塊指甲大小的芯片中容納500億個晶體管。

5. 國產14nm芯片明年底量產！

中國電子信息產業發展研究院電子信息研究所所長溫曉君在接受環球網記者采訪時表示，國產14nm芯片明年底可以實現量產，國產芯片已經迎來最好的時刻。“認同行業預判，盡管面臨著技術方面的難題，但已看到希望。”

14nm芯片的發展攻克了許多技術難題：刻蝕機、薄膜沉積等關鍵裝備實現了從無到有，批量應用在大生產線上；14納米工藝研發取得突破；后道封裝集成技術成果全面實現量產；拋光劑和濺射靶材等上百種關鍵材料通過大生產線考核進入批量銷售。而這些成果基本覆蓋了我國集成電路全產業鏈體系，扭轉了之前工藝技術全套引進的被動局面。

溫曉君稱，14-12nm這一代的生產線，在目前半導體中非常的關鍵，14nm制程及以上能夠滿足目前70%半導體制造工藝的需要，定位中端的5G芯片均采用了12nm工藝。另外，14nm基本能滿足我國國產臺式CPU需要的制程的需要。

數據統計，在2019年上半年，整個半導體銷售市場規模約為2000億美元，其中，65%芯片采用14nm制程工藝，僅10%左右的芯片采用7nm，25%左右采用10nm和12nm。可以看出，14nm已成為當下應用最廣泛、最具市場價值的制程工藝，在AI芯片、高端處理器以及汽車等領域都具有很大的發展潛力，主要應用包含高端消費電子產品、高速運算，低階功率放大器和基頻、AI、汽車等。

6. 李開復預測未來20年 AI將深刻影響五大產業

創新工場創始人李開復發表《飛奔的AI時代》的主旨演講。在演講中，李開復預測了在未來二十年，AI加上更多新的技術發展會帶來影響深遠的五大產業變革。

　　這五大產業變革預測包括：

　　一、世界工廠AI自動化升級，中國先進制造引領全球

　　二、能源和材料價格大幅下降，中國供應鏈主導世界

　　三、智慧城市和萬物聯網到位，全自動駕駛全面普及

　　四、中國商業智能創新倍出，AI驅動商業運作新秩序

　　五、AI+醫療創新降低疾病致死率，延長人們的生命

7. 臺媒：臺積電明年大漲價！

臺媒《經濟日報》6月24日報道稱，IC設計業者透露，明年初晶圓代工價格已經敲定，不僅聯電8英寸和12英寸的晶圓代工價格續漲，晶圓代工龍頭臺積電也漲價，部分8英寸和12英寸制程價格上漲一到兩成，且12英寸制程漲幅高于8英寸。臺積電表示，不評論價格問題。

Gartner首席研究分析師Kanishka Chauhan在最新報告中表示，半導體供應短缺將嚴重擾亂供應鏈，并將在2021年制約多種電子設備的生產，芯片代工廠正在提高芯片的價格，而這也將傳導至下游設備。

8. 華虹半導體攜手斯達半導打造車規級IGBT芯片，暨12英寸IGBT規模量產

全球領先的特色工藝純晶圓代工企業——華虹半導體有限公司（“華虹半導體”，股份代號：1347.HK）與中國IGBT行業的領軍企業——嘉興斯達半導體股份有限公司（“斯達半導”，股份代號：603290）今日舉辦“華虹半導體車規級IGBT暨12英寸IGBT規模量產儀式”，并簽訂戰略合作協議。雙方共同宣布，攜手打造的高功率車規級IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）芯片，已通過終端車企產品驗證，廣泛進入了動力單元等汽車應用市場。

華虹半導體與斯達半導在多年合作過程中，雙方充分發揮了各自的優勢資源，加強技術創新，在汽車電子、變頻器、逆變焊機、UPS、光伏/風力發電、白色家電等多個領域潛心研發生產IGBT。目前已有650V、750V、950V、1200V、1700V等多個電壓的系列產品通過終端客戶考核，實現批量生產，性能水平達到業界一流，雙方合作IGBT累計出貨量已超過25萬片等效8英寸晶圓。

9. 日本半導體的****冠軍

臺積電作為全球最大的晶圓制造廠，自然成為了各方重點籠絡的對象。今年2月，臺積電宣布投資不超過1.86億美元在日本開設子公司以擴展3D IC的研究。

10. 孤注一擲聯電****對了

在幾年前，聯電宣布停止先進制程研發，聚焦在成熟工藝深耕之后，這在全球半導體行業引起了廣泛討論。考慮到他們和臺積電過去多年的角逐，這更是成為行業關注的焦點。

聯電今年以來接單暢旺且產能利用率全線滿載，5月合并營收達171.89億元，創下歷史新高。累計前5個月合并營收年增11.9％達806.68億元，改寫歷年同期新高。聯電預估第二季晶圓出貨季增2％，晶圓平均美元價格提升3～4％，平均毛利率上看30％。

據工商時報報道，全球半導體產能供不應求情況預期會延續到2023年，晶圓代工廠紛紛拉高資本支出擴產，但成熟制程投資未見擴大，其中，臺積電及三星晶圓代工將以5納米及3納米等更先進制程為投資重心，中芯國際受美國貿易禁令影響，未來先進及成熟制程擴產受阻。聯電鎖定28／22納米成熟制程擴大投資，南科Fab 12A廠擴產進度順利，受惠于三星LSI、聯發科等大客戶預訂產能，未來3年營運看旺。

11. 氮化鎵GaN射頻器件市場2026年預計達到24億美元以上

Yole在報告《2021氮化鎵射頻市場：應用、主要廠商、技術和襯底》中預測，氮化鎵（GaN）射頻器件市場正以18%的復合年增長率（CAGR）增長，從2020年的8.91億美元到2026年的24億美元以上。該市場將由國防和5G電信基礎設施應用主導，到2026年分別占整個市場的49%和41%。特別是，基于氮化鎵的宏/微蜂窩領域將在2026年占氮化鎵電信基礎設施市場的95%以上。

目前，射頻器件的主要市場如下：手機和通訊模塊市場，約占80%；WIFI路由器市場，約占9%；通訊****市場，約占9%；NB-IoT市場，約占2%。

12. 12英寸SiC誕生，每片僅比硅多220元如何做到的？

近日，12英寸GaN晶圓面世，12英寸SiC晶圓也誕生了！據介紹，澳大利亞一所大學通過個關鍵技術，開發了新型硅基SiC晶圓，不僅缺陷率低，而且成本也非常低，12英寸晶圓每片本增加不超35美元（約223人民幣）。

13. TSMC 2021 5nm的客戶

14. 集微咨詢高級分析師陳躍楠：新環境下EDA產業發展現狀及趨勢分析

近年來，EDA/IP等國產替代“卡脖子”環節已成為行業關注的熱點，尤其是后摩爾時代的到來，芯片制造工藝的升級，每一個節點都要付出高昂代價，實現在EDA技術領域的創新尋求突破，將是中國半導體產業進一步提升自主可控能力的關鍵，有助于帶動下游產業鏈的快速成長。

EDA的重要價值在于，EDA軟件降低了芯片的設計成本。據顯示，一顆28nm系統SoC的設計費大約是4000萬美元，在沒有EDA技術進步的情況數下，費用會達到77億美元，EDA軟件讓設計費用降低了200倍。

他提到，國內廠商除了華大九天在模擬電路和顯示面板方面可以做到全流程工具支持之外，其他的多以供點工具為主。國產工具在先進制程方面的短板尤為明顯，目前全流程最高可以支持28 nm，制造和封測環節的支持能力也非常薄弱。另外，國產工具還缺乏持續驗證和迭代提的IP庫，可用性差、效率低；產業生態存在巨大差距，人才缺失嚴重等問題。

EDA工具如何才能更快實現國產化？他建議可以從由點及面、由低端到高端、產學研用資全面配合三個角度入手。最后，陳躍楠建議：“當前中國半導體正處于壯大期，未來可以借助資本力量，推動產業升級，由此中國半導體有望在2025年達到成熟期。”