芯片制造业的风险特点和承保设计_芯片_风险

本文剖析了芯片制造业风险特色并回顾了范例赔案。
同时本文结合芯片制造业财产险的承保特点以及保险方案的设计，总结了当前我国保险市场在这一领域所面临的寻衅并展望了发展方向。

一、 半导体行业简介01 半导体家当链

半导体家当链可分为上、中、下贱三部分（图1）。
上游包括原材料（晶圆、光刻胶、靶材等）和设备（单晶炉、光刻机、检测设备等）；中游为半导体芯片的制造，又可细分为设计、生产和封测三个环节；半导体家当链的下贱，即半导体的运用更是与生活的各个方面紧密相连，个中在个人智好手机、电脑、游戏终端和汽车中的运用目前约占半导体需求量的85%。

图1 半导体家当链全景图

02 中国芯片制造市场概况

中国是半导体需求量最大的单一国家市场，约占环球半导体需求量的22%。
而另一方面，我国半导体大量依赖入口：2022年我国晶圆自给率仅约26%；而集成电路的入口额约为42亿美元，贸易逆差约为26亿美元。

在这一家当链中，芯片制造的国产化尤为主要。
它既是提高国家安全性和家当自主性的根本，又可以推动全体半导体行业高端领域的持续发展。
据国际半导体家当协会最新统计数据显示，中国大陆的芯片工厂建厂速率位居环球第一。
在不久的将来，仅芯片制造业整体预估保费规模就可达10亿元级别。
与此同时，该行业对保险人的全面性和专业性也提出了更高的哀求。

图2 中国大陆地区各紧张芯片厂的分布

二、芯片制造业的风险特色及评估方法

对处于运营期的芯片工厂，其财产险承保一贯都是个难点。
除了由于危险单位难以拆分从而对承保能力哀求极大之外，在其赔案中所呈现出低频高损的特色也不容忽略。
究其缘故原由，紧张是这一行业的分外性所造成的。

厂房设备造价高昂

芯片制造对付厂房、设备哀求极高。
芯片制造大部分的工艺过程都是在高档级的清洁室内进行，其厂房及公共供应系统的造价可达数亿美元，是普通厂房的十倍以上。
而前辈制程的生产设备，如EUV光刻机，单价可达1.5至2亿美元。

危险源多且工艺繁芜

芯片制造生产工艺繁芜，在洗濯、显影、刻蚀和薄膜沉积等步骤中利用了数十种特种气体、液体。
这些气体、液体（如氢气，甲烷，氢氟酸等）多数具有剧毒、堕落、可燃等特性。
一旦发生透露，除了造成生产设备以及生产环境的毁坏之外，还会增加失火隐患。

设备精密度高 生产环境哀求严

芯片制造是一个非常精密的过程，对震撼环境掌握哀求极高。
生产过程中一旦涌现震撼，可能会造成光刻机曝光涌现缺点，从而影响该芯片的布局，造成短路或断路。
而刻蚀、离子注入等环节同样对付震撼非常敏感，微振动可能造成良品率低落，中型的震撼乃至会导致设备的破坏。
芯片制造大部分工艺流程须要在清洁等级ISO Class 3级的清洁室内完成，这一等级哀求环境中每立方米内粒径0.1µm的微尘粒子个数不超过1000个。
对付一些前辈制程的芯片，还会有部分工艺哀求清洁等级为 ISO Class 2乃至更高。
而烟气、灰尘乃至事情职员的飞沫都可能造成生产环境的毁坏。

生产规复周期长

很多生产设备的维修事情都必须由设备厂商的工程师卖力完成，而生产环境的规复同样须要较永劫光。
在经历一次大的事件之后，重新安装的设备须要额外的调试阶段以及产能爬坡阶段，而这一过程可能会长达数月之久。

高昂的造价，繁芜的工艺和相对“娇气”的生产环境，导致了芯片工厂的事件极易造成严重的财产丢失和永劫光的业务中断。
因此，对付芯片制造业而言，风险管理就显得极其主要。
只有通过准确的风险识别和持续的风险改进，才能实现风险减量。

02 瑞再的企业风险评估方法

瑞士再保险对付企业风险的评估是通过网络风险工具的建筑构造、工艺设备、保护系统及自然磨难等干系信息，从固有风险与保护方法等级两方面进行剖析，从而剖断风险工具的风险水平。

芯片工厂高度自动化的连续生产严重依赖电力、特种气体的不间断供应。
一旦这些公共供应系统发生溘然中断，不仅会造成生产设备的紊乱或破坏，还可能导致处于生产流程中的晶圆报废，而停电后重启设备、重新调试生产线的韶光则进一步增加了停产的丢失。
芯片制造过程中有部分关键设备为单独定制，无法替代或将该工艺步骤外包，对付这类设备的依赖同样影响着生产的稳定性。

失火与爆炸的风险紧张来源于可燃性建筑材质，生产设备及附属排风管道中的塑料类材质以及在生产过程中利用到的可燃性气体、液体。
近年来，不燃材质及FM认证材质被广泛利用在新建工厂中，已经大大地降落了这一风险，但仍有部分生产设备或排风管道利用或保留了塑料类材质。
此外，很多前沿的半导体公司还会常常在工艺中引入新的化学物质，这些化学物质多数是可燃的，在引入这些新的工艺和材料的时候，必须要进行工艺安全过程剖析。

液体泄露可能来源于很多的环节，比如工艺管道、暖通空调系统或者消防喷淋系统。
泄露的液体包括水或者工艺过程中利用到的一些酸性或堕落性的液体。
这些液体的泄露会造成生产设备的破坏并增大失火风险，而且化工质料的透露还可能引发其他事件。

芯片工厂的厂房常日为框架构造建筑，受自然磨难影响较小。
但芯片的生产过程对震撼较为敏感，因此地震也就成为影响芯片工厂最紧张的自然磨难风险。
比如上图2中，位于北京、天津和成都的芯片工厂就须要额外考虑地震风险。

03 前期参与的必要性

保险公司或第三方咨询公司在芯片工厂项目设计阶段的直接参与对风险质量影响很大。

设计阶段的参与是本钱最低，也是最有效地实现风险减量的机会。
相反的是，工厂建成后，由于芯片生产的连续性，歇工进行升级改造会反而导致产能的丢失。
其余，有些固有风险在工厂建成后很难通过其他技能手段改变。
比如要在微震掌握方面知足芯片生产的哀求，就必须从设计阶段加以考虑，否则无法实现。

前期的设计会影响危险单位的拆分以及最大可能丢失的打算。
在半导体行业单一危险单位保额巨大，承保能力紧张的情形下，降落最大可能丢失对付受保客户和保险公司都是一个利好。

三、芯片制造工厂范例事件先容

半导体行业发展几十年间，曾发生过多起重大丢失事宜，并紧张集中在芯片制造工厂。
回顾历史将有助于理解该行业的脱险特点。

01 公共供应中断

近年来，公共供应中断（电、气体等）成为中国芯片工厂丢失的紧张缘故原由。
据统计，中国保险市场2011年-2020年期间芯片工厂赔案中有超过50%的数量与公共供应有关，个中因供电中断、超负荷、超电压等电气事件共导致166 笔索赔。

和其他行业一样，失火是芯片工厂的最严重的单一威胁。
历史上赔款超过1亿美元的芯片工厂失火丢失包括华邦电子（1996）、联电（1997）、飞利浦（2003）、日月光（2005）、海力士（2013）、旭化成（2020）和瑞萨电子（2021）。
个中，2013年无锡海力士失火以8.9亿美元的丢失名列环球半导体行业保险赔案首位。
如果考虑通货膨胀成分及破坏程度，1997年时财产丢失就高达4亿美元的联电失火则是史上最严重的半导体行业事件。

通过对多个半导体厂重大失火赔案的剖析，我们创造这些事件呈现出芯片工厂失火的如下特点：

01.芯片工厂具有较高的失火载荷。

芯片制造的生产过程须要大量利用易燃性液体或气体，而塑料类材质则在建筑和生产设备中广泛利用，一旦发生失火这些物质都会参与燃烧。

02.芯片工厂的车间布局不利于失火掌握。

一方面，紧张生产设备均位于弘大的清洁室内，各个区域之间无防火阻隔，全体清洁室成为一个防火区，风险高度集中；另一方面，各种塑料类排风管道穿越多个楼层，使得由火势可以沿着这些可燃的管道蔓延到其他区域，而风管中的部分残留物（如硅烷）也属于可燃物。

03.烟雾是丢失扩大的主要缘故原由。

在高度清洁的生产厂房里，任何外来的异物都可能造成超精密设备的非常。
失火中产生的烟和雾（特殊是堕落性的）会漫布全体清洁室，并通过透风管道传播到更远的地方。

失火事件的严重性，不仅表示在芯片工厂本身的丢失，还会通过供应链传导到下贱各个行业。
2021年3月19日凌晨2:47分，位于日本茨城县常陆那卡市的瑞萨电子N3大楼因电镀槽过热突发失火。
本次事件造成瑞萨电子丢失约3亿美元。
由于本次失火影响的芯片产量中有65%是汽车生产必需的MCU（微掌握单元，Micro Controller Unit），这次事件还进一步加剧了当年环球汽车行业的芯片短缺。
有宣布称估计这次失火导致环球约150-200万辆汽车减产，受影响的汽车主机厂家包括丰田、日产、三菱、本田、马自达、福特、大众以及中国上汽和一汽等，而由此推算汽车主机厂的减产丢失（间接业务中断）可能高达20亿美元，且干系厂家均已向保险公司提出索赔。
因此，对付广泛承保多个行业的（再）保险公司而言，芯片工厂发生重大事件后的减产停产将进一步加剧其风险累积。

芯片的生产须要利用大量的化工质料，部分材料还具有强烈的堕落性，一旦溢出泄露将可能对周边造成严重丢失。
而易燃的化学物质，如硅烷或氢气的透露还会造成失火或爆炸。
以芯片制造工艺中最常用的刻蚀剂氢氟酸为例，其化学性子活泼，能与许多化合物和金属迅速发生反应。
2000年美国国际整流器公司某工厂因储罐高液位警报失落效导致加注过程中溢出约1000升氢氟酸，大量挥发的氟化氢气体（HF）通过空气处理设备散布到全体工厂。
而事件发生后工厂试图遮盖的举动延迟了施救的韶光并导致大量设备严重堕落或报废，终极造成约为1.6亿美元的丢失。

除了化工质料，遍布芯片工厂的消防喷淋系统也是一个液体透露危险源。
2020年在中国厦门某个工厂的试车过程中，位于清洁室的一个消防喷头溘然分裂导致消防水喷射到下方正在通电调试的生产设备上。
现场职员花了几十分钟才关闭自动喷淋装置的主阀门，但喷淋系统管道内残留的水仍持续流了3个多小时，多台设备被污染而导致破坏或报废，造成了近6000万公民币的丢失。

如前文所述，芯片的生产过程对震撼的容忍度极低，地震是芯片工厂最紧张的自然磨难风险。
据统计，环球超过半数的芯片工厂都位于地震风险生动的地区。
从图3中可以看到，半导体家当密集的我国部分地区（华北地区，西南地区，台湾地区），日本及美国西海岸等地区，都位于高风险地震带上。
特殊是中国台湾和日本，处于环球地震最生动的环太平洋地震带上。

图3 芯片工厂分布图与地震带的重合(Source: IMIA, International Association of Engineering Insurers)

近30年来7级以上的地震包括1999.9.21(中国台湾，下左图)，2011.3.11(日本)，2016.4.13（日本），2021.2.13(日本)，2022.3.16(日本)，均对芯片工厂造成巨大影响。

集群效应会导致地震后规复的短韶光内供求失落衡。
芯片工厂每每聚拢同一区域（下右图），所利用的设备也大体相同，几间工厂同时受损后，短韶光内的集中需求会使某类设备或零部件变得更加紧缺，增加了供货的韶光和本钱。

左图4 台湾“9.21"地震 (Source: www.eeri.org)，右图5 高科技家当园区 (Source: Google Earth)

四、芯片制造业的承保特点和（再）保险设计

芯片制造业是范例的资产密集型家当，目前海内大型的芯片企业保额可达上千亿公民币。
海内保险市场对付承保能力的打算以保额为根本，从而带来了极大的承保能力需求，整体风险无法通过少数保险公司来承担。
大型芯片制造企业的风险一样平常先经由多家保险公司以共保的办法分拆保险任务，各家保险公司在此根本上，再经由合约再保和临分再保的形式，将风险向再保险公司进一步分散。

海内芯片制造行业发展的韧性离不开长期稳定的保险供应，为理解决现有保险供给无法知足芯片制造业快速发展的抵牾，中国集成电路共保体（集共体）于2021年景立。
集共体由18家海内财产保险公司和再保险公司组建，通过产品创新、机制创新和做事创新，设计中国方案，探索做事集成电路百口当链自主可控、国产可替代的新型风险保障需求。

首先，应关注保险金额的充足性和恰当的投保办法。
芯片工厂的物质丢失保单普遍采取重置代价作为赔偿根本。
保险人在核保时须要把稳保额的投保口径，网络保额的分项拆分以明确其构成，并增加共保条款（Average Clause）以确保在高通胀环境下保额的充足。

其次，考虑到遭受高额丢失的可能性，年度累计限额以及单次事件限额的设置可以使被保险人在保障充足度，自身风险以及风险转移用度之间取得平衡。

再次，在限定保单最大丢失后，须要针对文章前述的紧张风险设立分项限额和免赔，限定常见丢失环境频繁触发保单并造成高额赔付。

末了，保险公司在审核条款时还可以参考经纪人以及再保险市场对付保单条款内容的反馈，以便在知足被保险人哀求的同时，为后续进行再保安排扫清障碍。

海内直保公司的再保险合约配置包含比例和非比例两类，而针对芯片制造企业，两类合约均有一定限定须要留神：

比例合约：比例合约条件的拟定是基于分出公司的整体业务，为公司的常规财产险业务供应自动承保能力。
而对付芯片制造等高风险行业，合约再保人常日没有风险偏好并会只管即便除皮毛似高风险的行业。
只有部分体量较大，平衡性较好的比例合约可以得到自动承保能力。
而纵然是供应自动承保能力的合约，再保人也会通过诸如限定共保、溢额线数限定、减少毛自留额等多种方法来压缩承保能力的投放，以减少对合约业务组合的潜在影响。

非比例合约：紧张利用险位超赔合约保障直保公司的单一险位自留风险。
同比例合约类似，出于风险偏好考虑，半导体风险在部分非比例合约中属于除生手业。
而且超赔合约对付其所保障风险的一样平常最大自留额有明确规定，芯片制造企业常日保额较大，倘若自留保额超出合约规定，理赔时会在再保摊赔金额的确定上产生争议，进而影响赔案处理的进度与结果。

在实际操作中，直保公司承接这一类高保额的风险后，有时会通过向现有合约进行分外报告或建立其他独立合约等办法向合约再保人寻求额外支持。
合约再保人则会参考风险质量和风险累积决定是否接管这一分外报告以及接管条件。

目前国际上仅有少数地区会通过比例合约为芯片制造业等类似的高风险行业供应自动承保能力。
而由于高风险行业赔付的高颠簸性特色以及合约平衡性问题，大量利用比例合约来自动承保高风险业务的模式受到越来越多的寻衅。

02 临分再保险

目前海内市场中保额在百亿公民币旁边的中小型芯片制造企业风险常日会被合约所保障，临分需求紧张来自保额较高的大型芯片制造企业，其风险无法被前述合约再保险完备接管，产生了额外临分需求。
目前临分市场对付半导体风险的承保能力相对稀缺，须要通过将分出份额拆分成超赔构造，通过不同再保人承接不同超赔层的形式探求额外的承保能力进行风险分散。

相较于根据业务组合进行剖析报价并供应自动承保能力的合约再保人，临分再保人的超赔定价是基于对风险类型的偏好、单一风险质量的判断和保单条件的审核，其报价价格的颠簸亦跟随国际市场的价格趋势。
由于海内的合约再保人为芯片制造行业供应了较大的自动承保能力，海内市场对本钱较高的临分再保险的依赖度相对较低。
而韩国和我国台湾地区的芯片制造企业风险则须要在临分市场大量分保，因此临分再保人对付芯片制造业风险整体定价水平的影响也相对较大。
大型芯片制造行业的承保能力在环球均有大量需求，近年来国际再保市场价格在经营结果承压和环球经济环境的影响下持续转硬，再保人对付价格充足度的关注显著提升。
这对付海内芯片制造业风险在临分市场的分保以及在保险安排链条上的各个主体都提出了更大的寻衅。
在海内芯片制造业快速发展的背景下，快速增加的保额所带来的承保能力需求的增加会进一步影响保险的本钱。

03 再保人的风险累积掌握

差异于部分外洋市场，在芯片制造业风险的再保安排上，海内的合约再保人为部分合约供应了自动承保能力，依托于公司合约整体的保费规模，部分办理了芯片行业承保能力的供给。
同直保公司一样，再保人对付单一风险的累积也有着严格的管控。
芯片行业快速发展带来的保额增加则使得深度参与中国合约业务的再保人更加关注其风险累积，以避免逾额丢失对公司古迹和荣誉的影响。

由于市场紧张的再保人常日都会同时参与多家分出公司的比例和非比例合约，个中部分再保人的临分核保人还会在合约之外额外支持部分单一风险的临分安排，这就造成了再保人在单一风险上可能存在逾额的风险累积。
因此，从分散风险、再保险安排的长期稳定以及拓展更多市场承保能力的角度来说，寻求在常规合约上少有风险累积的新加坡、伦敦和美国等紧张市场的临分再保人的支持都尤为主要。

五、总结

我国是环球半导体需求量最大的单一国家市场，在当前半导体大量依赖入口的情形下，芯片制造业的发展十分紧迫，是我国度当升级的主要一环。

保险行业助力芯片制造业的发展，紧张因此风险减量和风险转移的办法提高整体行业韧性和安全水平。
一方面，保险公司该当关注芯片制造企业的风险管理。
在这一过程中，国内外前辈的行业标准、评估体系和历史丢失记录对正处于成长期中国芯片制造业有着重要的参考代价和借鉴意义。
保险公司须要以风险管理的视角建立合理的评估模型及标准，并通过保前、保中持续供应工程防损做事来提高风险质量。
另一方面，合理有效的保险方案设计可以为芯片制造企业在可控的本钱范围内供应充足的保障，而充分的定价和恰当的再保险安排将有利于风险的进一步分散。

近年来，我国芯片制造业不断发展，但仍旧面临着许多寻衅。
我们期待保险公司和再保险公司在拓宽保险广度，加大保险深度方面发挥更大浸染，供应高质量、差异化、全流程的风险办理方案，共同护航中国的芯片制造业雕琢前行。

本文作者

l 俞岚 瑞士再保险中国区 财产险合约核保人

l 易锴 瑞士再保险中国区 财产险合约核保人

l 孙宇 瑞士再保险中国区 财产险理赔专家

l 刘聃宁 瑞士再保险中国区 市场业务部合约核保人

特殊鸣谢

本报告撰写过程中得到了许多宝贵见地与建议，在此作者向以下专家表达诚挚的感谢：

张楚莹 瑞士再保险 财产险合约核保部卖力人

ManJun Kim 瑞士再保险 财产险高等临分核保人

马文婷 瑞士再保险 财产险高等临分核保人

内容来源于：瑞士再保险