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半导体“四强”

亚太区域的传统半导体四强–韩国,日本,中国以及中国台湾

亚太半导体"四强"分别有其自己的优势,韩国半导体产业分工明确,从设计、制造到加工等每个环节都有着非常细致的企业分工,从三星电子的龙仁和华城晶圆生产基地位于京畿道,到SK海力士的晶圆生产基地位于忠清北道,这些工厂周围密布各种配套企业,形成半导体产业基地;以存储和制造为相对优势;日本近四成半导体产品出自九州岛,在光刻胶和制造材料领域具有较大优势,东芝、日立、三菱等知名公司都在此设有生产基地,随着图像传感器、汽车用半导体等附加价值较高的电子零部件产品的发展,九州岛半导体工业近年来发展势头旺盛;而中国台湾半导体产业集群形成新竹、南部和中部三大科学园区;产业群充分发挥集群效应,带动全产业链发展,从上游的IC设计、中游的晶圆生产、下游的封装和测试以及设备、材料全领域都有布局;中国半导体产业链较为集中,分别是以上海为中心的长三角、以北京为中心的环渤海、以深圳为中心的泛珠三角和以武汉、成都为代表的中西部区域。这四个产业聚集区分别具有不同的产业链优势。长三角、珠三角地区在中国集成电路产业基础设计、制造、封测等产业链全面发展;京津冀地区的偏向集成电路设计产业;中西部地区在封测行业发展较好。

亚太四大半导体产业区域分布来源:德勤
半导体逐步成为经济命脉
半导体出口在亚太四大占据重要的地位,中国台湾地区与其他三个地区相比一直保持相对较高的出口额,其次是中国,韩国和日本。中国半导体的出口额十年内的波动较大,出现了大幅度的上涨。尽管如此,中国半导体的进口额仍高于出口额且远超其余三个地区。据中国海关数据显示,2019年中国芯片的进口金额为3040亿美元,远超排名第二的原油进口额。
亚太四大半导体进出口(亿美元)来源:德勤、商务部、日本财务部、韩国海关
韩国和中国台湾两个地区的半导体行业占GDP的比重较高。韩国的半导体行业规模庞大,并在城市之间形成半导体产业城市群。中国台湾形成了较为完善的半导体产业集群,是目前为止最大半导体代工地区。日本和中国的半导体行业在GDP中的比重占比较低。日本的经济主要集中在工业和服务业领域当中,日本仅在上游半导体材料上具有巨大的优势,在其他领域上的优势不够明显。虽然中国半导体行业的发展速度加快,但是产生的效益无法在短时间内对GDP产生较大的贡献。
亚太四大半导体占GDP比重来源:德勤
政府是重要推手
由发展轨迹来看,政府在推动亚太半导体产业中扮演了关键角色,确立税减免政策、人才培养计划等,巩固半导体产业链。韩国政府未来十年将与三星、SK海力士等153家韩国公司,投资510万亿韩元(约合4500亿美元),打造全球最大的半导体产业供应链,同时韩国还计划吸引更多来自国外的技术投资。日本在半导体领域针对尖端半导体也有集中投资规划,日本设置了约18亿美元的基金,计划大幅扩充扶持政策;中国台湾地区企业计划至2025年期间对半导体领域进行的投资将超过1070亿美元;而中国晶圆代工、封测以及一些IDM厂商都在积极募资扩产,国家大基金二期也在2018年获批,未来几年大基金二期300亿美元的资金将会陆续投入半导体产业。
亚太政府和地区领导在半导体领域投资来源:国家统计局,半导体行业协会(SIA),非完全统计
韩国—转型综合
  • 以生产和制造占优势转型综合

韩国的半导体产业从设计,制造,封测一直到设备和材料都有相当的实力,形成了龙仁、化成、利川等等半导体产业城市群,支撑着韩国的半导体产业链。韩国存储产品的垄断地位,在DRAM的市场上占有率超过90%,可以说几乎占据了全球存储芯片的主导位置。
在全球半导体格局发生变化的大环境下,韩国代表性企业也正在减轻对存储产品的依赖,多方面发展半导体其他环节,比如韩国半导体企业在先进制程上加大了投资研发力度来抢夺晶圆代工市场,对旗下晶圆代工业务进行调整或重新分配,强化竞争力。在稳定发展存储产品的基础上,不断积极投资,从以存储优势闻名的半导体国家转向综合型强国发展。
韩国政府制定了“K—半导体战略”,建立起集半导体生产、原材料、零部件、设备和尖端设备、设计等为一体的高效产业集群。目标是将韩国建设成全球最大的半导体制造基地,打造稳定满足全球需求的供应基地,引领全球的半导体供应链。所以根据规划,韩国政府将为相关半导体企业减免税负,扩大金融;此外韩国政府还计划新设1万亿韩元规模的半导体设备投资基金。若能顺利执行,韩国半导体的年出口额将于2030年达到2000亿美元。
5G、人工智能时代的来临,区块链、大数据等技术快速发展及应用,催生出对高端芯片产业的海量需求。韩国半导体正在发生新的变化,也迎来了新的发展机遇。在汽车领域,韩国一直占有一定的市场份额,但韩国汽车行业制造商仍高度依赖外国生产的车载芯片。韩国虽早在十几年前推动车用芯片国产化,但仅限于技术国产化,实际生产仍高度依赖国外厂商。据韩国汽车产业协会统计,韩国IC设计公司多无自设工厂,开发的车用芯片仅2.2%委托国内业者代工生产。此外,韩国IC设计业者与实际生产的制造商在车用芯片的连结度不足,也是影响车厂采用国产车用芯片的原因之一。以韩国半导体产业结构来看,车用芯片以客制为主,车商、IC设计及代工厂必须密切合作,打造综合型半导体强国。因此,韩国在汽车半导体领域一直致力于发展新布局,如韩国公司一直计划收购汽车半导体,借助收购帮助自身技术发展。随着智能电动汽车的市场不断扩张,汽车半导体市场不断扩大,预计2024年全球汽车芯片市场规模可达655亿美元。在这一发展背景下,韩国政府希望能够提供诸多通关物流、政策和资金上的扶持。
在AI领域,韩国的ICT部将自己定位转向人工智能半导体,目前韩国正大力投资人工智能。到2029年之前,将花费大约一万亿韩元用于开发下一代AI芯片。韩国政府将AI相关的半导体分成汽车、医疗、IoT家电、机器人及公共等五大领域,针对不同系统的IC开发给予战略性支持。当前的计划是,到2022年在全国范围内生产AI芯片,并在十年内组建3000人的专家队伍,在本十年末拥有全球AI芯片市场20%的份额。
日本—涅盘重生
材料和设备是半导体产业的基石,是推动集成电路技术创新的引擎。半导体材料处于整个半导体产业链的上游环节,技术门槛高,日本企业的占比达52%左右。其中晶圆制造材料包括硅片、光掩模、光刻胶、光刻胶辅助材料、工艺化学品、电子特气、靶材、CMP抛光材料等,日本在硅晶圆、靶材料、封装材料等领域都有着卓越的优势,日本厂商均占有50%以上份额;在陶瓷基板、树脂基板、金线键合、以及半导体封装等材料方面,日本厂商的市场占有率甚至超过80%。日本凭借高端的提纯技术以及长久以来的技术、经验积累在该领域达到了其他地区和国家都无法超越的水平。日本在半导体设备和材料领域经过了多年的投入、研发、技术、人才的积累,使其在这一产业上游有着很强的话语权。
日本政府将促进研发和投资,从国家层面保障半导体供应链完善、发展成立了2000亿日元的技术开发基,在资金上助力尖端半导体的发展。为半导体企业提供完善的研究体系和环境。日本同时也开启了先进制程研发道路,出资420亿日元,联合日本三大半导体厂商共同开发2nm先进制程工艺,目标研发出2nm以下节点的半导体制造技术,并设立测试产线,研发细微电路的加工、洗净等制造技术。并且日本政府也将从国家层面出发,为这三家日本半导体厂商提供相关支持,还和台积电、英特尔等半导体大厂进行大范围的意见交换来进行研发,重振日本在先进研发方面的实力。
中国台湾—制造龙头
中国台湾地区半导体产业的实力名列世界前列,其中最强的是芯片代工。除了在代工环节实力强劲之外,在上游的IC设计、中游的晶圆生产、下游的封装和测试以及设备、材料全领域都有布局。
2020年中国台湾IC专业委外封测代工产值将突破185亿美元,同比增长超过15%。中国台湾封测厂商不断通过并购及研发投入,巩固其封测龙头的地位,现如今中国台湾的封测行业已形成较为完善的产业链发展循环,在自身稳定发展和的基础上不断创新。中国台湾地区半导体的设计领域。2020年设计行业产值8529亿新台币,同比增长23%,2021年IC设计产业产值有望成长10.9%。
中国台湾地区在材料产业发展潜力巨大,在半导体发展过程中一直注重培养本土的供应链,用材料提升良率,换掉具有毒性的半导体材料,回收材料再利用。并且在材料方面,厂商会对自己的出厂材料进行严格的检查,在此生产链条中,生产技术、检测服务、运送缺一不可。同时,中国台湾也注重材料厂商的地域性扩展,积极在各个半导体巨头企业附近建厂,缩小产业链上各环节间的距离,降低成本,以谋求更高的利润。
在物联网时代的推动下,台湾半导体厂商也在该领域有所规划。由于蓝牙和WIFI芯片至关重要,中国台湾计划提高WIFI6芯片的产量以贴合市场趋势发展。此外,在物联网带来的巨大数据存储需求市场基于下,中国台湾在新兴存储技术的方面与外部研究实验室、财团和学术合作伙伴合作,试图实现AI和ML的进内存和内存计算。中国台湾聚焦5G通讯、物联网的兴起,侧重智能生活、优质健康和可持续环境三个应用领域的发展,协助3D集成电路产业整合,打造新兴的半导体产业。在地方政府的支撑下,相关企业将投入1000亿美元资本支出,以应对5G和高速运算应用在未来数年的爆发性成长。
2014-2021年芯片制造工艺迭代来源:公开资料
中国—后起之秀
中国政府在扶持半导体产业不遗余力,首先,在十四五规划中,为巩固发展中国科技尖端实力,中国政府重点鼓励半导体行业发展。中国将着重关注加快先进制程的发展速度,如14nm、7nm甚至更先进制造工艺实现规模量产。第三代半导体材料明显的性能优势也被关注,在2021-2025年,中国将致力于在教育、科研、开发、融资、应用等各个方面支持并培养相关人才,以实现其产业独立自主的目标。其次,为推动国内半导体产业发展,中国很久以前就成立了大基金以支持芯片半导体行业。主要投资于半导体产业中游企业,其中包括制造、设计、封测的行业龙头企业。再者,中国政府颁布政策进口设备、材料、零配件免关税;设备、材料、封测公司明确享受所得税“两免三减半”等免税政策,在中国半导体行业还无法实现自给自足的情况下,免税政策的提出为中国半导体企业的发展提供了财政支持。


中国半导体产业链较为完整和集中,降低半导体行业的发展成本,促进行业快速发展:中国集成电路现在产业集聚区主要有四个,分别是以上海为中心的长三角、以北京为中心的环渤海、以深圳为中心的泛珠三角和以武汉、成都为代表的中西部区域。这四个产业聚集区分别具有不同的产业链优势。长三角、珠三角地区在中国集成电路产业基础设计、制造、封测等产业链全面发展;京津冀地区的偏向集成电路设计产业;中西部地区在封测行业发展较好。其中长三角地区优势显着,中西部地区也在迎头赶上。中国政府计划以上海集成电路研发中心为主要支撑的创新平台,围绕此中心加快芯片设计、先进工艺等各产业链方面进步发展。浙江地区超前布局发展第三代半导体,与上海衔接,协调产业链和供应链的发展。江苏地区将在高端设备制造、集成电路、人工智能等角度,突破核心技术。由此,中国长三角领域的半导体产业链逐步形成,资源和技术的集中也将降低研发成本,以点带面,将中国半导体行业的发展势头逐步扩散。
中国在设计行业蓬勃发展:2020年前三季度,中国集成电路设计市场规模同比增长24.1%。拥有更广阔的市场半导体设计行业的发展不是一蹴而就的,这对产业基础和人才培养都有极高的要求。整体而言,中国IC设计产业的产品线涵盖比较全面,包括手机SoC、基频、指纹辨识,及银行安全芯片等,另外在部份细分领域也能看到中国IC设计厂位居产业领导地位。但在高端芯片领域,国产芯片的市场占有率较低,跟国际大厂有差距。所以未来中国也会继续集中资源,争取在高端芯片领域实现突破。
近年来中国大力发展半导体制造业,以‘自给自足,减少进口依赖’为目标,虽有成效,但中国作为最大的IC消费国,其产量仅占市场的15.9%,其中更有一半以上的份额来自其在海外的加工厂。在过去的十年,随着半导体终端应用崛起,晶圆制造业产能初步向大陆转移,众多海外芯片厂商纷纷在中国设厂,2020年,中国年度注册的芯片企业趋近60000家,到2030年,中国晶圆制造有望占据市场一半的份额。
全球芯片制造产能比重变化来源:ICInsights中国的封测是整个半导体产业中发展起步最早的,而现在的规模也与大厂追平。借助企业间的收购,借力资本市场,形成“合资+合作”,增强了客户群体上的优势,在技术领域,其下属企业成为国家高端处理器封测基地,打破了国外的技术垄断。除专业的OSAT外,中国的第三方专业测试厂商、封测一体公司、晶圆代工企业等厂商也在各自优势领域寻求发展。
中国半导体行业的发展仍然存在许多挑战。在人才方面,如何留住技术人才仍然是一大问题,尽管中国目前半导体业绩表现亮眼,创业热情高涨,整个半导体产业也在积极优化,半导体市场景气度持续,但市场机制是半导体企业发展的关键,这关乎到企业是否能够吸引人才、留住人才等问题。但究竟是采用哪种方式来发展,还需要进一步探索。此外,中国的半导体体制缺乏经验,造成在制造芯片时所需的具有丰富经验人才极度短缺。除此之外,在追求半导体芯片自给自足的过程中,很难平衡全球与地方性利益。中美贸易战下国内高科技企业面临禁售限制,而本土半导体制造能力尚弱,导致产业链脱节。全球范围内日益趋严的外商投资管控制度进一步增加了跨境投资的难度。

来源:是说芯语



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