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实现半导体设备和原材料国产化替代只是时间问题

导读: 半导体产业大体上可以分为IC设计、半导体设备制造、原材料、代工生产、封装测试几个部分。其中,封装测试是目前发展势头最好的部分,半导体设备和原材料是最大短板...

日前,央视财经频道播出的《感受中国制造》第五集《中国“芯”力量》介绍了中国在半导体设备和半导体原材料上取得的成绩和进步。其中,最引人瞩目的莫过于中国企业在刻蚀机上取得的成绩——16nm刻蚀机实现商业化量产并在客户的生产线上运行,7-10nm刻蚀机设备可以与世界最前沿技术比肩。

相对于中国在光刻机上与ASML的巨大差距,在刻蚀机上国内企业不仅可以满足本国企业的需求,还能够进入国际市场上与应用材料、科林等国际巨头一争长短。而这背后,是一群科技人才放弃美国优越的待遇选择回国,并耗费十多年时间持之以恒的付出和努力换来的成绩。

半导体设备和原材料是最大短板

半导体产业大体上可以分为IC设计、半导体设备制造、原材料、代工生产、封装测试几个部分。其中,封装测试是目前发展势头最好的部分,国内封测厂商的领头羊长电科技在大基金等国内资本的扶持下收购新加坡星科金朋后,一举跻身全球封测厂商前5位,并有望在5年内赶超或接近中国台湾的日月光等封测大厂。

虽然封测和境外厂商差距较小,晶圆代工和IC设计就相对来说弱一些。就晶圆代工而言,国内有中芯国际和华力微等一批代工企业,而且发展势头也非常好,中芯国际也是全球前5的代工厂商,但在市场份额上,中芯国际只有台积电的十分之一左右,在技术上也有2代的差距,与台积电、Intel的差距非常明显。

在IC设计上,论商业化而言,海思和展讯的销售额位列Fabless厂商前10位,但能够取得这个成绩很大程度得益于ARM的技术授权。就自主性来说,国内也有申威和龙芯,申威26010被用于神威太湖之光超级计算机,在TOP500刷榜,龙芯多种芯片分别被用于北斗卫星、数控机床、特种装备、网安产品和PC、服务器,不过龙芯和申威目前在民用市场很难与X86、ARM抗衡。

相比较之下,原材料和半导体设备就更弱一些。虽然在PECVD、氧化炉等设备上国内已经取得技术突破并且开始进入产业化应用阶段,但在很多方面,与国外厂商的差距非常大,有的甚至完全依赖进口。

就以生产芯片所有的晶圆(硅片)来说,目前市场上在使用的硅片有 6 英寸、 8 英寸、12 英寸晶圆,而晶圆尺寸越大就可以切出更多晶片,进而降低成本,除少数特殊领域外,采用大尺寸晶圆已经是大势所趋。

然而,就是这样一款生产芯片的原材料,国内每月需要的12英寸晶圆不少于45万片,但这些晶圆完全依赖进口,日本越新、SUMCO、Siltronic、MEMC/SunEdison占据了超过80%以上的市场份额。即便是 8 英寸晶圆,国产化率也仅为10%。

实现半导体设备和原材料国产化替代只是时间问题

还有很多原材料也被国外垄断。比如光刻胶,光刻胶由感光树脂、光引发剂、添加剂、溶剂等组成,在光刻这个步骤中使用,能够将掩膜板上的图形转移到晶圆表面顶层的光刻胶中。目前,半导体光刻胶市场也基本被JSR、信越化学、 TOK、陶氏化学等国际巨头垄断。

实现半导体设备和原材料国产化替代只是时间问题

在半导体设备方面,ASML占据了超过70%的高端光刻机市场,而且最新的产品售价高达1亿美元,依旧供不应求,订单已经排到了2018年。在离子注入机上,美国应用材料占据70%市场份额,在涂胶显影机方面,东京电子占据90%的市场份额。就销售额来看,应用材料(美国)、科林(美国)、ASML(荷兰)、东京电子、科磊(美国)位列前五,占半导体设备市场份额的66%。

根据估算,2015年至2020年,国内半导体产业计划投资650亿美元,其中设备投资达500亿美元。而这500亿美元中,有480亿美元要用来从国外进口设备,换言之,就总金额来说,2015年至2020年间95%的半导体设备依赖进口。

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