中国证券报梳理发现,近两年海内新增多条8英寸及12英寸“特色工艺”集成电路制造产能,产品包括功率器件、仿照芯片、射频器件、MEMS及传感器等。随着新能源汽车、5G、物联网等领域运用发展,“特色工艺”集成电路有望连续坚持高景气度。
可“另辟路子”
1965年,戈登·摩尔根据自己家当履历以及贝尔实验室晶体管技能写了篇文章,推算出了“摩尔定律”——预测芯片中的晶体管数量每年会翻番,10年后他又将每年翻番改为了每两年翻番。这条“摩尔定律”,辅导了环球全体集成电路家当的发展。

“摩尔定律”是集成电路技能发展的一条主线方向,按照这一方向,芯片里的晶体管不断做小,集成度越来越高,价格也不断降落。时至今日,芯片制程线宽从130nm一起缩小到7nm,环球最精良的芯片制造企业台积电已经率先宣告量产5nm,并公布了3nm、2nm的生产操持。
但集成电路技能发展还有“摩尔定律”之外的另一条发展方向,也便是被业界一样平常称之为“特色工艺”集成电路方向,也称为“非摩尔定律”发展方向。
海内一位专注“特色工艺”集成电路制造的专家在接管中国证券报采访时先容,“特色工艺”集成电路每每在材料、工艺、器件构造与功能等方面与标准逻辑打算或数据存储不一样,其追求的也不是线宽的不断缩小,而是须要知足现实天下不同的物理需求,供应不同的分外功能,比如旗子暗记的感应、放大、转换、分隔、输出等;详细产品种别大概多,包括BCD、图像传感器、功率器件、IGBT、电源管理芯片、射频器件/无线技能、微机器系统/传感器、嵌入式存储器、新型存储器等。
上述专家认为,与遵照“摩尔定律”的前辈工艺比较,“特色工艺”集成电路制造不依赖纳米尺度的前辈制程,也就不依赖于高精度的高端设备,尤其是纳米精度的光刻机,因此建线的投入哀求相对来说较低,海内生产的很多设备和材料都有望知足基本的制造需求。
此外,“特色工艺”集成电路领域也没有形成像CPU或存储器领域“一家独大”的局势。例如,以仿照芯片市场来看,IC Insights数据显示,2019年环球前十大仿照芯片厂商发卖了约342亿美元,霸占了62%的市场份额,排名第一的德州仪器(TI)以102亿美元的仿照芯片发卖额霸占19%的市场份额,并没有形成绝对垄断。因此,不少行业人士认为,“特色工艺”集成电路是一个种类浩瀚、运用强干系、与系统运用干系度高,且无绝对垄断企业存在的市场,也成为中国芯片公司的另一个主要发展机遇。
不乏产能布局
遵照“摩尔定律”演进的前辈工艺无疑是芯片家当发展的主沙场。为了抢占技能制高点,芯片设计及制造企业均须要投入动辄数百亿的研发用度和成本开支。
由于巨额投入,能够持续跟踪“摩尔定律”的芯片制造企业越来越少。联电宣告放弃12nm以下制程,格芯也表示停滞7nm及后续制程研发。2020年英特尔发布二季度财报后,表示其7nm工艺制程韶光推迟六个月。
不过,无论是前辈工艺领域的佼佼者台积电、三星,还是无力追赶前辈工艺制程的联电、格芯,都对“特色工艺”集成电路有所布局。
海内聚焦“特色工艺”的集成电路IDM企业士兰微董事长陈向东表示,较前辈工艺而言,“特色工艺”投入不算大。据先容,“特色工艺”的半导体产品研发是一个综合性的技能活动,涉及到工艺研发与产品设计研发多个环节。“特色工艺”的竞争点在于工艺的成熟度和稳定性、工艺平台的多样性,以及产品种类的丰富程度等。
发展“特色工艺”彷佛成为了业内共识。近两年来中国大陆芯片制造生产线“各处着花”,个中很多都是“特色工艺”生产线。海内领先的芯片制造企业在努力追赶“摩尔定律”前辈制程的同时,“特色工艺”也是发展重点。
华虹集团在坚持8英寸生产线的同时,还在无锡培植了12英寸“特色工艺”生产线,一期项目总投资约25亿美元,工艺等级90nm至65nm、月产能约4万片,将紧张支持5G和物联网等新兴领域的运用,今年年初首批功率器件产品已经实现交付。
中国证券报梳理发现,近两年海内新上的不少芯片制造产能大多瞄向“特色工艺”。例如,士兰微在厦门新建了12英寸“特色工艺”芯片生产线,今年5月10日已经正式通电,估量年底实现通线。广州粤芯半导体打造的月产4万片的12英寸生产线,一期投资135亿元,紧张着力“特色工艺”,产品包括仿照芯片、分立器件、图像传感器等。中国电子信息家当集团旗下华大半导体与上海临港等协力打造积塔半导体8英寸至12英寸“特色工艺”生产线项目,总投资359亿元,重点面向工业掌握和汽车电子、电力能源等高端运用。2020年6月30日,积塔半导体一阶段8英寸“特色工艺”芯片生产线宣告正式投产。
此外,中芯国际创始人张汝京打造的青岛芯恩,紧张产品包括MOSFET、IGBT、BCD等。其官网信息显示一期总投资约80亿元,2020年底一期8英寸芯片产线将整线投产。
梳理这些“特色工艺”集成电路产线可以创造,现阶段投产以及即将量产的产能以8英寸为主,12英寸还是少数。8英寸具有设备本钱较低、工艺相对成熟稳定、设备软件升级较少受原厂掌握等上风。不过,专家也表示,虽然“特色工艺”不追求线宽,但线宽越低,就越能掌握批量生产本钱。
需求广阔景气度高
对付上述新增的“特色工艺”产能,芯谋研究首席剖析师顾文军强调,不用担心产能过剩,乃至随着新能源汽车、5G、物联网等领域发展,海内“特色工艺”产能还会供不应求。
8英寸芯片制造产能从2019年多摄像头手机带动CMOS图像传感器需求提升开始便一起坚持高景气度。5G、物联网、多摄像头手机等新技能、新终端,持续为“特色工艺”市场注入增长动能。根据券商调研和上市公司公告,华虹半导体三条8英寸产线月产能为18万片,全部满负荷运行;华润微三季度以来8英寸产线满载,整体产能利用率在90%以上。
赛迪顾问剖析师吕芃浩表示,5G的商用对射频芯片需求、物联网对传感器和蓝牙芯片的需求、新能源汽车对功率器件和传感器的需求、智好手机和机器视觉对图像传感器的需求都会是未来的市场爆发点。
市场供不应求、不须要前辈工艺,但并不虞味着“特色工艺”的门槛就低。前述“特色工艺”专家强调,“特色工艺”产品面很宽,工艺也没有绝对的路线标准,但是这并不虞味着“特色工艺”技能含量低、可以轻松“后来居上”,“我们在中低端‘特色工艺’芯片产品上的上风很大,可是高真个产品还是有较大差距,比如与英飞凌做的中高端IGBT产品,我们确实还有不小的差距。”
IGBT是功率半导体器件的一种,受益于新能源汽车及工业领域需求的大幅增长,IGBT市场规模正在迅速扩大。2019年中国IGBT市场规模为22.14亿美元,年复合增长率为14%,增速高于环球水平。在海内,中车时期电气、比亚迪、华虹半导体、华润微等厂商对IGBT器件均有产能布局,不过,英飞凌、三菱电机、安森美等国际厂商仍垄断着绝大部分高端IGBT的份额。
本文源自中国证券报