中国能否跨越半导体设备高墙?

2021-05-12 09:18:24 168

半导体设备


01

全球芯片供应链集中易受重大干扰影响


  当前,台湾IT企业之所以出现前所未有的繁荣景象,是由于2020年秋季以后的多重因素叠加而产生的。大致来看,存在“5G”、“新款iPhone上市”、“美国对华制裁”、“新冠疫情”、“人气游戏机上市”、“纯电动汽车(EV)需求”的6个因素。

  根据市场调研机构TrendForce集邦咨询的数据,2021年全球晶圆代工市场的64%份额都会落在台湾,其中大部分都被台积电占据。换言之,台积电这一家企业就占据了全球过半的晶圆代工市场。就在2020年,美国老牌芯片厂商英特尔以及高通纷纷将更先进制程工艺的芯片代工订单交给了台积电。这也意味着,曾经长期独占产业鳌头的英特尔,如今也淡出了晶圆代工这一环节,将更多的注意力转向了芯片设计等上下游其他环节。

  台湾在半导体产业链关键环节占据近乎垄断的地位,起源于台积电在80年代末开创的晶圆代工模式。当时,成立不久的台积电需要避免与英特尔等行业领军企业正面竞争,于是另辟蹊径,寻求为英特尔代工。短短几年后,芯片代工、或者说晶圆代工就成为了半导体行业的重要分工模式。上游的英伟达、博通以及华为海思等新兴芯片设计企业忙着为各行各业的不同需求打造性能各异的芯片,然后将设计图交给台积电这样的中游晶圆厂进行代工。台积电等企业则利用规模优势,不断降低成本、提升工艺水平,在晶圆代工这个产业链环节精进到极致。这种产业链分工模式,降低了设计企业以及代工企业的门槛和研发风险,让不同环节的企业都能专注于自己最擅长的领域。而台积电等台湾企业,正是抓住了产业链转型的时机,迅速抢占了市场份额。

  由于需求暴涨,全球芯片供应紧张,迫使德国大众等诸多车企减产。

  对于全球经济而言,台湾的经济体量并不像美国、中国大陆、欧盟等大国那般显眼。半导体产业链的其他环节,比如芯片设计、光刻机、晶圆生产等行业也被美国、荷兰、日本等其他国家所把持,台湾并没能控制整条产业链。但是近期德国大众、美国福特、日本丰田纷纷因芯片供应紧张而被迫减产,凸显了全球经济对芯片产业、尤其是对台湾晶圆代工行业的高度依赖。德国总理默克尔、法国总统马克龙最近都对此表态说,欧洲必须要完善自己的芯片产业链,力争在今后不再像现在这样受制于人。而经历过去年台积电在美国压力下被迫断供华为海思之后,中国政府也频频表示要在半导体产业更加自主。日本政府则在寻求让台积电在日本境内投资设厂。

  德国科技政策专家克莱因汉斯(Jan-Peter Kleinhans)在接受彭博社采访时指出,占据了晶圆代工环节过半市场份额的台湾,已经成为了“整个半导体产业链上最为致命的潜在单点故障点”(SPOF,指一个体系中某一个一旦失效就会让整个体系无法运转的环节)。 

  路透报道,美国半导体产业协会(SIA)最新研究发现,由于供应商愈发集中在某些地区,全球半导体供应链变得愈来愈容易受到天灾和地缘干扰的影响。

  目前的全球芯片短缺始于去年底台湾的工厂接单满载,但之后又因日本一家工厂失火、美国德州因寒流急冻而导致电力中断,以及台湾今年严重乾旱,使得短缺问题更加严重。在美国、欧洲及亚洲的汽车工厂,一些生产线因芯片短缺而停摆。

  现代芯片制造涉及一千多个步骤,需要来自世界各地的复杂知识产权、工具和化学品。但SIA表示,其发现在供应链上有50多个地方,其中单一地区就占了65%的市场份额。

  举例来说,设计尖端芯片的知识产权和软件是由美国独占鳌头,制造芯片的关键特殊气体来自欧洲,而最先进的芯片制造则全部在亚洲,其中92%在台湾。

  报告显示,如果台湾无法生产芯片一年,全球电子业营收将少掉将近5000亿亿美元,“全球电子业供应链将会停摆。”

  这项研究也警告,各国政府单打独斗在国内复制供应链的方式并不可行,因为这将令全球耗费1.2万亿美元——光是美国就会耗掉4,500亿美元——导致芯片价格飙涨。

  不过报告也呼吁,某些情况下,可以在缺乏供应链任何部分的区域提供激励措施,以建立“最小的可行产能”。

  以美国与欧洲来说,这意味着建立新的先进芯片厂,以平衡产能集中在台湾与韩国的情况。

  “我们在美国没有足够的半导体制造能力...必须在美国政府的协助下解决这个问题,”该机构首席执行官John Neuffer表示。

02

全球半导体设备投资:变化和策略


  日经新闻亚洲科技总编山田周平认为,在世界半导体供应链中,中国大陆的影响力加强。最近英特尔宣布计划在亚利桑那州新建尖端工厂似乎是为了避免受到中国大陆的影响。这也有可能成为与包括韩国和台湾在内的亚洲企业争夺主导权的转折点。日本或许也需要重新思考半导体振兴策略。

  投资在大幅增加

  美国调查公司IC Insights在3月中旬发布的报告中,分析了美国、中国大陆、欧盟的半导体产业振兴策略。报告估算了中美欧为培育在生产技术和产能方面抗衡三星和台积电的半导体厂商,最低需要的支出“至少需要维持5年每年支出300亿美元”,。实际上,半导体产业由于工厂建设费增加,除了三星和台积电外,其他企业均在投资竞争中略微掉队。

  IC Insights的统计显示,从世界半导体厂商的设备投资额来看,2010年以后三星持续排在首位。此前一直领先的英特尔现在勉强与台积电争夺第2名。2021年,预计三星和台积电的设备投资占到行业整体的43%。

  也就是说在世界半导体产业,过去20年里三星和台积电的垄断逐步加强。近期的车载半导体不足或许就是其弊端之一。针对英特尔3月23日敲定的大型投资,据称中美摩擦是主要原因,同时也是为了追赶三星和台积电。

  另一方面,IC Insights提出的“5年1500亿美元”投资的难度很大。例如,中国大陆在2014年之后政企合作加强半导体产业,但2017-2020年大陆半导体企业的设备投资合计为447亿美元,仅为同期三星的约一半。

  IC Insights的报告针对中国大陆表示,“即使资金不成问题,受中美摩擦影响,也买不到关键制造设备”,预测将陷入苦战。针对欧洲,报告指出欧洲并未显示出参与半导体主导权竞争的意向。

  IC Insights或许认为日本并非半导体行业的主要竞争者,并未在报告中提及日本。日本经济产业省提出了“将吸引海外企业建厂生产尖端产品”的方针,但台积电决定在茨城县筑波市开设的封装技术研究基地的投资规模明显很小。在地缘政治风险提高的背景下,海外大型半导体企业特意在日本建设大型工厂缺乏现实意义。日本或许应把人才和投资集中于仍有竞争力的半导体制造设备和材料领域,采取锁定优势领域的半导体振兴策略。

  投资热潮恐致产能过剩

  路透报道指出,全球各国政府都在资助半导体工厂建设,因芯片短缺困扰着汽车和电子产业,也凸显出全球对台湾关键供应的高度仰赖。

  但除了必须采取行动实现供应多元化的共识外,策略分歧却开始浮现,而且有人担心政府无节制支出,可能刺激这个高度周期性的行业出现建设过度。

  美国、欧盟和日本政府都在考虑对先进的“晶圆厂”或芯片制造厂投资数百亿美元,因为他们对超过三分之二的先进计算芯片都是在台湾生产愈发感到不安。

  中国试图减少对西方科技的依赖,也向芯片产业提供了大规模补贴,包括在2019年成立290亿美元的投资基金,这助推了西方国家需要增加投资的观点。

  在亚洲以外地区建立芯片厂的需求,促使台湾台积电和韩国三星电子制定在美国建厂的计划,并极力去争取美国至少300亿美元的补贴。

  也生产尖端芯片的“三巨头”之一的英特尔最近披露了向外部客户敞开工厂大门并在欧洲建立一家新工厂的计划,这大大改变了竞争格局。英特尔还计划在美国兴建两个新工厂。最终结果可能是政府支持下的半导体产业重组。几十年来美国和欧洲的芯片公司以效率的名义将其制造业务外包给台湾和韩国,向数十亿人提供了廉价的计算能力。

  “现在的局面是,每个国家都想建立自己的芯片厂,”VLSI Research首席执行官Dan Hutcheson告诉路透。“我们正在从这种全球相互联系的状态向到处是垂直孤岛的方向转变。”

  如果各国政府的计划得以实现,那么半导体行业可能会变得更像1970年代和1980年代,那时每个国家都将芯片视为对其通信和国防至关重要。

  但是,VLSI的Hutcheson表示,风险在于全球建设过多的芯片制造产能,导致价格下跌并淘汰行业中的大部分业者,这类似于1980年代的崩溃,从澳洲到南非的芯片工厂纷纷关闭。

  “从纳税人的角度来看,这确实开始呈现这样的问题:我们真的要发起另一场冷战吗?其中半导体工厂相当于核武器,而我们现在正在浪费所有这些资源。”Hutcheson表示。

03

全球半导体产业竞争:中美之间的竞争


  日经新闻认为,中美高科技战下争夺最激烈的领域是半导体,因为半导体是争夺高科技主导权的核心技术。

  日本经济新闻高级论说委员西條都夫在一篇文章中说,被称为个人计算机之父的艾伦·凯(Alan Kay)博士此前曾表示,“真正认真对待软件的人应该自己制造硬件”,这句话在21世纪的如今似乎仍然正确。大数据、人工智能(AI)、自动驾驶和“Beyond 5G(超越5G)”等新技术要渗透到社会的各个角落,推动生活和经济不断进步,仅仅依靠软件和算法的升级并不够。

  如果没有在瞬间、且可以凭借(今后重要性或进一步提高的)低耗电量完成庞大的数据处理和复杂计算的硬件,也就是说,缺乏性能卓越的半导体的话,或许(日本力争实现的)“Society 5.0”和数据驱动型经济都将成为纸上谈兵。(据日本内阁府网站给出的定义,“Society 5.0”是指继信息化社会,即“Society 4.0”等之后的新社会,在日本第5期科学技术基本计划中首次提倡,是日本力争实现的未来社会的形态。)

  美国的苹果和谷歌等被称为GAFA的各企业近年来开始重视自主设计的定制(taylor-made)型专用半导体,也是因为认识到仅仅依靠通用半导体,服务拓展存在极限。

  日本强有力AI企业Preferred Networks打造专注于深度学习必不可少的行列运算的专用处理器,也是基于相同理由。该公司的首席执行官西川彻表示,“AI时代将是computing power(计算能力)决定各企业乃至一国的竞争力,而核心零部件则是半导体”。

  20世纪最重要的资源是石油,而21世纪则被认为是数据。但是,石油在刚刚发现时曾被称为“黑水”,其真正发挥价值、改变社会,依靠的是从石油中获得能量、转变为动力来源的发动机。如果效仿这一历史,半导体将相当于从大数据的海洋中获取有价值信息的21世纪的内燃机(发动机)。

  围绕作为战略技术的半导体,中美两个大国之间的紧张加剧也不难理解。事情的开端是中国政府2015年提出的“中国制造2025”这一愿景。中国提出向半导体等战略技术领域毫不吝惜地投入公共支援,力争2025年前跻身制造强国行列。

  美国并未作壁上观。特朗普前政权时代相继实施对华为技术等特定企业的制裁,在拜登政权上台后,政府的产业支援变得明确。在2月的记者会上,拜登总统手拿半导体芯片,激动地说“比邮票还小的这枚芯片中包含80亿个晶体管。这正是掌握创新关键的有魔力的零部件”。犹如回应这种表态一样,美国英特尔最近决定建设投资总额为200亿美元的新工厂。

  激烈的中美竞争还逐渐在改变“民营企业的投资交给民间”这一游戏规则。在美国,作为《国防授权法》的一部分、旨在加强半导体产业的“CHIPS法”于2021年1月通过,其中推出每个项目最多提供30亿美元补贴的机制。“敌对双方往往彼此相似”这句话说的很妙。为了抗衡中国,美国也开始全面启动基于公共资金的中国式的民间支援。

  更令人惊讶的是美国在面对半导体量产技术上居世界顶尖水平的台积电时的态度。台积电2020年决定在美国亚利桑那州建设新工厂,已启动设备投资资金的筹集,但存在确定的事项。自称行业观察者的日本经济产业省的某高官表示“美国决定向台积电补贴30亿美元,但台积电方面提出希望进一步增加,双方私底下的博弈仍在持续”。

  台积电是股票总市值达到约60万亿日元的怪兽级企业。而且从美国角度来看,台积电只是一家国外企业。对于这样的企业,投入来自美国人民税金的巨额公共补贴真的合理吗?

  日本经济产业省的上述高官解释称“对美国政府来说,这是一种投资。倘若把将来的法人税、创造就业岗位、技术的溢出、相关产业的培育、在本国国内拥有尖端工厂带来的有事之际的安心安全等有形无形的优点综合起来的话,投资(补贴)的回报将非常巨大”。

  半导体的另一个规则改变与技术有关。在过去半世纪里,主导半导体发展的是被称为“摩尔定律”的微细加工技术(集成化)的指数函数型的发展,专门从事半导体研究的东京大学教授黑田忠广指出,眼下“微细化的速度明显放缓”。

  在这样的情况下,变得重要的是专家称之为“超越摩尔定律(More than moore)”的微细化以外的新机制。在东芝担任近20年工程师、对行业非常熟悉的黑田教授表示“日本在半导体材料和制造设备方面仍具有优势,如果充分加以利用,或许有望领跑超越摩尔定律的技术创新”。

  例如,切入点之一是并非在平面上排列不同半导体,而是重叠配置的3D封装。通过立体化,电子的移动距离缩短,半导体的耗电量明显减少。台积电在茨城县筑波市建立3D封装的研发基地,日本技术积累的雄厚程度或许也成为吸引台积电的原因。

  日本东京理科大学研究生院教授若林秀树在评价中国大陆半导体的竞争力时指出,中国大陆拥有被认为达到15万亿日元的国家IC(集成电路)基金,在NAND型闪存及系统LSI(大规模集成电路)等领域也具有实力。就连面临课题的EDA(电子设计自动化)领域,大陆也招聘了大量技术人员,准备着手去做。从中长期来看,不可小觑。

  他还指出,(半导体)制造设备需要化学及机械的关键技术。需要脚踏实地地搞研发。范围也很广泛,供应链的关键在于中小企业群,没有10-20年的努力,出不了成果。3-5年内,中国大陆很难赶超,但10-20年后,大陆存在压倒日美欧的可能性。因为中国大陆科学技术人才群体庞大。

04

中国能否跨越半导体设备高墙


  中国将半导体定位为最重要的产业,提出半导体自给率达到7成的目标,不断向半导体国产化迈进。因为拥有巨大的国内市场,中国还吸引到美国英特尔和韩国三星电子前来建半导体工厂。通过稳步积蓄力量,中国在模拟半导体、指纹传感器、功率半导体领域培养了一批有实力的企业。

  中国半导体自给率要达到7成

  但从实际情况来看,目前中国的半导体自给率被认为只有15%左右。据美国调查公司IC Insights预测,即便到2024年,中国的半导体自给率只能达到2成多一点。而且,如果因美国采取的限制措施而无法购买美国设备的话,中国基本上无法建立半导体生产线。中国不得不进一步推进半导体国产化,但巨大障碍挡在面前,那就是生产半导体不可缺少的各类设备。

  半导体制造被细化为多道工序,各道工序使用不同的设备。目前半导体设备产业的市场份额集中在美国、日本、荷兰企业手中,形成了市场垄断。半导体设备需要积累化学和机械等先进技术与经验,以长远眼光进行脚踏实地的研发才能取得成果。对经营倾向于急于求成的中国企业,一直凭借资金实力和巨大市场来购买半导体设备,因此在半导体设备行业的存在感不高。

  美国应用材料(Applied Materials)是全球第一大半导体制造设备供应商,在溅射设备(在基板上形成作为晶体管基础的薄膜)等成膜设备领域,该公司一家独大。在为半导体电路刻槽(沟槽为电路的基础)的刻蚀设备领域,美国泛林半导体(Lam Research)占据了全球近一半份额。

  在转印电路图案的曝光设备领域,全球最大的企业是荷兰阿斯麦(ASML)。该公司还提供用于将电子电路的线宽精细化到几纳米的EUV(极紫外光刻)光刻设备。要采用最尖端精细化技术生产半导体,此类设备不可或缺。目前有能力生产EUV光刻设备的企业只有阿斯麦一家。

  目前,荷兰政府在对中国的限制方面与美国保持步调一致。因为荷兰政府不允许出口,阿斯麦无法向中国提供最先进的曝光设备。

  日本方面,在将称为光刻胶(感光材料)的药品均匀涂抹到半导体表面和进行显影的涂胶显影设备领域,东京电子占有90%的份额,在各工序之间清洗半导体晶圆的设备领域,迪恩士控股(SCREEN Holding)和东京电子两家公司占据70%以上的份额。

  如果日本的半导体设备企业使用美国部件的比率超过25%,也会受到美国法律的制约。从现状来看,日本的大半数半导体设备使用在日本国内生产的部件,因此被认为很难成为限制对象。不过,如果美国政府对中国企业进一步加强限制,更改部件比例规定的话,今后也有可能对产品供货产生影响。

  日美欧垄断的半导体制造设备虽然拥有坚实的基础,但很难说未来也可以高枕无忧。原因是为了实现半导体的国产化目标,中国已发起猛追。英国调查公司Omdia董事南川明对华为旗下的半导体设计公司海思半导体设计的应用处理器“麒麟”难掩惊讶。“具有与美国最新芯片同等的性能”,中国半导体的性能已经与美国大型半导体厂商的产品不相上下。虽然英特尔和美国高通的CPU(中央处理器)和通信芯片组等最尖端产品是美国的大本营,但中国正在逐步成为可能动摇其地位的存在。中国的半导体产能也在快速增长,据国际半导体产业协会(SEMI)预测,中国2020年将成为全球最大的半导体设备市场。

  技术经验不可或缺

  日经新闻指出,焦点在于中国能否在半导体制造设备领域也提高竞争力。尽管中国的设备企业起步较晚,但实力正在逐步增强。据称,提供刻蚀设备的中微半导体设备(AMEC)的产品正在被越来越多的中国半导体厂商采用。上海微电子装备集团(SMEE)则是曝光设备供应商。

  要实现半导体设备的自制化,必须具备细致的技术经验并进行材料开发等基础研究。这需要长期的人才培养和研发投资。虽然中国通过实施吸引留学生和拥有工作经验的中国技术人才回国发展的优惠政策,以大力扶持国内产业,但在跳槽频繁的中国就业环境中,存在“人才很难稳定”的课题(日本证券分析师)。

  日本设备企业今后将在如何对待中国上被迫面临艰难的抉择。为了度过受制于美国的难关,中国可能会寻求与日本企业加强关系,但这也会带来风险。如果作为客户的中国企业成为限制对象,不仅会招致日本企业的业务急剧减速,还可能会对美国市场的业务产生影响。

  日本某大型半导体设备厂商的一把手表示“即使美国设备厂商因为美国采取限制措施退出中国业务,我们也不打算抢占市场”,对中国表现出慎重态度。

  东京理科大学的若林教授指出,美国可能会进一步对多种行业加强限制措施,并表示“日本企业的想法过于乐观”。半导体产业只需要追求技术实力的时代已经结束,目前已进入受安保政策左右的全新阶段。

  中国半导体自立有活路

  日经新闻报道,受美国限制向华为技术和涉足半导体代工的中芯国际等供应半导体以及半导体制造设备、设计软件的措施影响,世界很多相关企业已自2020年9月下半月起停止了与两家企业的交易。不过,很难说没有迂回之路可寻。中国有1000多家新兴的半导体相关企业。如果华为和中芯国际购买通过这些企业进口的半导体芯片、设计软件和制造设备,将仍可在事实上推进半导体的采购和生产设备的扩充。

  保持强劲业绩的美国芯片设计自动化软件企业新思科技(Synopsys)的董事长Aart de Geus明确表示“在中国,(华为以外的)很多半导体相关企业正大量购买(设计软件)”。形成了无法否认在中国国内转卖的局面。

  从短期来看,出口管制的效果存在疑问,而从中长期来看,日美欧的半导体技术优势能否通过贸易管理来维持则更加不明朗。原因是,维持“摩尔法则”(1块半导体芯片可容纳的晶体管元件数量在1年半-2年里增至2倍)的技术主角正在从根本上发生改变。技术的代际更替将动摇领先者的优势,存在给中国那样的追赶者带来赶超机会的可能性。

  此前的集成度的提高依靠“微细化”来实现,也就是说要使硅基板平面上遍布的电路的线宽尽可能变得细微。但是,自线宽达到35纳米左右的2000年代后半期开始,在技术上变得越来越困难,微细化的脚步也日趋放缓。

  在此背景下,与在平面上进行微细化相比,通过将元件纵向安装或使电路层本身实现多层堆叠、以此增加每块芯片的元件数的“立体化”技术正在成为维持摩尔法则的主角。

  在用于智能手机照片保存等的闪存领域,立体化已成为标准。据称,在将电路层堆叠至128层的立体化取得进展的同时,一度微细化至约16纳米的电路线宽如今却倒退回20-30纳米。

  在相当于个人电脑和智能手机“大脑”的逻辑半导体和DRAM存储器半导体(相当于扩大并存储逻辑半导体处理的信息的“处理装置”)领域,也在发生从微细化到立体化的主角更替。

  如果采用立体化,在利用光线将电路图投射到基板上、被称为“光刻”的半导体制造工序方面,即使没有采用波长极短的“极紫外线(EUV)”的最尖端技术,也将开辟制造高性能半导体的道路。

  要使用极紫外线,在覆膜和清洗等所有工序上,都需要支持极紫外线的最尖端装置,但如果采用立体化,只要改进以此前的微细度为前提的装置,即可开辟道路。虽然这也绝不简单,但半导体业务顾问的大山聪表示“与极紫外线化相比,(立体化的)难度和成本的阻碍都将下降。而且,在闪存以外,立体化技术仍未确立”。

  目前,荷兰政府未批准ASML向中国出口极紫外线光刻设备。如果是极紫外线以外的光刻设备,日本的尼康和佳能均有能力制造。据涉足制造设备市场调查的日本globalnet推算,从极紫外线的上一代光刻设备来看,尼康的份额2019年为8%,如果是上二代则是35%。上三代的话,佳能掌握26%。如果加强符合立体化的研究开发,市场份额的再次扩大也成为可能。

  行业相关人士表示“为了推进极紫外线以外的新型光刻设备的共同开发,中国企业积极向两家企业显示出提供资金的想法”。此外,关于制造设备的开发和设计软件的开发,中国政府也已开始认真推进。

  为了确立中国的DRAM制造体制,大型半导体企业紫光集团2019年秋季聘请了前日本半导体厂商尔必达社长坂本幸雄出任高级副总裁。

  中国在2025年之前要达成将半导体自给率提高至7成的目标存在难度。但从长期来看,美国的技术“断供”有可能反而推动中国半导体产业的自立和发展。

 中国大量购买二手半导体设备

  据日经新闻报道,在围绕半导体的中美贸易摩擦持续的背景下,二手半导体设备的价格正持续上升。多家日本国内二手业者表示,在最近1年里平均上涨了近2成。推进半导体国产化的中国半导体厂商大量购买。由于新型冠状疫情带来的宅家需求,制造非最尖端半导体的设备也迎来大量洽购。或将成为车载等半导体短缺难以化解的原因之一。

  二手半导体设备以直接交易为主流,日经新闻对日本相关主要企业进行了走访调查。涉足二手半导体制造设备销售的大型租赁企业的负责人表示,“二手价格正在逐年上升,如果仅限最近1年,平均上涨了2成”。据说用于在半导体芯片上写入电路的光刻设备等核心设备涨至3倍以上。针对价格水平,三井住友融资租赁表示“与2008年雷曼危机之后相比,行情涨至10倍以上”。

  “二手设备的9成似乎正在流向中国”,三菱UFJ租赁的负责人如此认为。中国力争推进半导体的国产化,价格上升的背后存在中国需求。制造最尖端半导体的设备采购受到美国限制,中国相关企业似乎正在采购上一代设备。一家二手销售商透露,“听说正在搜寻并未运行的库存”。

  此外,以新型冠疫情为背景的宅家需求也在推高二手需求。生产激增的是驱动电视和个人电脑显示屏的“驱动IC”和用于物联网设备的“电源IC”等半导体。这些半导体采用直径200毫米的半导体晶圆,经常采用相应的上一代设备。

  最近的半导体生产线多使用300毫米晶圆,制造支持200毫米的设备的企业正在减少。日立资本(Hitachi Capital)表示,“能迅速采购的二手设备的价格甚至超过新产品”,另一家二手企业表示,“数年前等同于白给的设备现在也能卖到1亿日元”。在实际的生产线上,“20年前”、“30年前”的设备也在运行。

  在功率半导体等车载半导体领域,使用200毫米设备的情况很多,二手设备需求持续扩大。三井住友融资租赁的负责人表示,“购买的设备直接流向下一家工厂,简直是瞬间蒸发”,2020年减少了在台湾租赁的仓库。

  日本国内半导体大型企业的整合告一段落,这也在招致二手设备的价格上升。随着工厂关闭减少,二手设备的采购机会减少。日本一家二手设备企业感叹,“能发掘的遗产正在枯竭”。

  也出现将老式设备需求扩大视为商机的设备企业。佳能将时隔8年推出200毫米晶圆用的光刻设备。不过,新产品除光刻设备以外,表面加工等半导体制造所需的设备很多,200毫米设备依赖二手的状况或将持续。有可能成为化解半导体短缺的瓶颈。

  中国成半导体制造设备最大市场

  2021年4月14日,国际半导体产业协会(SEMI)发布数据称,2020年半导体制造设备的全球销售额比上年增长19%,达到约712亿美元,创出历史新高。推进半导体国产化的中国大陆首次成为最大市场。日经新闻指出,在半导体短缺加剧的背景下,中国大陆的存在感提高。另一方面,美国在半导体供给方面正在加强“摆脱对中国依赖”的姿态,围绕半导体的对立日趋激烈。

  随着半导体需求增长,制造设备的洽购也在增加。中国大陆市场的设备销售额比上年增长39%,达到187.2亿美元。由于高速通信标准“5G”的普及和新冠导致的宅家需求,半导体代工企业等的投资旺盛。

  2020年,中芯国际集成电路制造(SMIC)等成为美国政府的制裁对象,但中国大陆企业的发展势头并未减弱。中芯国际提出携手中国主权财富基金投资76亿美元,在北京建设新工厂的计划。其他代工厂商和存储器企业也计划积极展开投资。

  全球范围内严重的半导体短缺也成为中国大陆半导体生产的东风。在面向家电产品和汽车的半导体领域,不少企业将生产委托给中国大陆。美国半导体产业协会(SIA)的统计显示,2020年中国大陆的半导体制造能力占全球的15%。虽然在尖端半导体领域存在技术方面的落后,但正在稳步提升实力。

  美国对这种情况怀有危机感。在5G和人工智能(AI)等领域,半导体的重要性提高,在此背景下,美国转向在本国增产半导体。拜登政权2月签署了调整半导体等重要零部件的供应链的总统令,同时提出了向半导体的国内生产提供500亿美元补贴的法案。

  美国半导体企业英特尔3月发布计划称,在美国西部亚利桑那州投资200亿美元,建设新工厂。英特尔还涉足承接其他企业生产订单的代工业务,增强美国国内生产。

  着眼于制造设备需求的扩大,日本各半导体制造设备企业正在构建增产体制。2020年东京电子在山梨县和岩手县的新生产厂房相继投产,而迪思科将自今年4月起用长野县茅野工厂的新厂房。迪思科表示“需求没有下滑,自2020年起工厂处于满负荷运转状态”,表明行情良好。日本半导体制造设备协会(SEAJ)的相关人士表示,“2021年市场也有望增长”。

  在设备市场排在第2位的台湾,2020年的销售额为171.5亿美元,同比略有增长。继2019年之后,代工方面的投资继续保持强劲。世界最大半导体代工企业台积电计划2021年实施280亿美元的设备投资,创出历史新高。

  居第3位的韩国受存储器需求增长的推动,设备销售额比上年增长61%,达到160.8亿美元。韩国三星电子的半导体部门的设备投资额预计2021年首次超过3万亿日元。 

(完)


免责声明:本文转载自“芯师爷”,本文仅代表作者个人观点,不代表萨科微及行业观点,只为转载与分享,支持保护知识产权,转载请注明原出处及作者,如有侵权请联系我们删除。