韩国半导体的多路进攻

原创龚佳佳半导体行业观察

木桶理论相信大家都有所了解，但是回顾如今全球半导体布局，或许“新木桶理论”更为适合。美国的设计、日本的材料与设备、中国台湾的代工以及韩国的存储，凭借着这些“长板”，各自稳固着在半导体领域的地位。

然而要想让木桶装更多的水，仅凭一块长板显然是万万不能的，这一点随着全球半导体产业的竞争日趋激烈，也愈发清晰，为此美国、日本开始大举招揽代工厂建厂，而韩国则开启了从材料与设备、第三代半导体、晶圆代工、系统芯片的多路进攻。

“直面杀机”的材料和设备

材料和设备领域的不足应该是韩国最先直面的痛，原以为是可以相互依赖的“好伙伴”，却在2019年的时候被日本迎头一击，“氟聚酰亚胺”、“光刻胶”和“高纯度氟化氢”这3种关键半导体材料皆被限制，还被剔除在安全保障出口管理上可以享受日本优惠待遇的“白名单国家”。

这场“半导体之争”在当时给韩国带来了较大的冲击，数据显示，2017年韩国用于关键工艺的曝光和离子注入的几乎所有材料都是从日本和美国进口的，尤其光刻胶，高达91.9%都是从日本进口。突如其来的出口限制，如断韩国半导体一臂。

2017年国内半导体材料技术水平及国产化率

（单位：%）

来源：韩国产业技术评价与企划院

此后，韩国开始试图减少对日本半导体材料的依赖，并积极开展本土化政策。经过近些年的发展，目前韩国在材料和设备领域也取得了不小突破，先说材料:

硅片

2019年，韩国晶圆制造商 SK Siltron 以 4.5 亿美元（约合 5400 亿韩元）的价格收购了杜邦的 SiC 晶圆部门，巩固了其在行业中的地位，并且近期扩产消息频频。

先是在去年11月，韩国当地媒体businessKorea报道，SK集团决定在美国投资超6亿美元建设晶圆厂。今年3月，SK Siltron宣布未来3 年内将投资1.05 兆韩元（约合人民币55亿元）扩建韩国龟尾国家工业园区12 英寸半导体硅片厂，将于上半年动工，2024 上半年量产。

而就在5月底，韩国SK集团又发布大规模投资计划，其中在半导体领域，SK集团拟约142万亿韩元将用于推动半导体和相关材料行业的发展，投资总额占比过半。主要投资项目包括在首尔南部的龙仁市建立半导体集群，以及扩建半导体工厂和与特殊气体和晶圆等材料、零件和设备相关的设施。

目前，SK Siltron的市场份额在9%左右，在全球行业中排名第四。

蚀刻气体

据韩媒报道，韩国工业已实现100%液态氟化氢国产化，气态氟化氢国产化的进展也较为顺利。

在日本实施出口管制措施一年后，SK Materials于 2020 年 6 月成功实现了高纯度气态氟化氢的本地化。此外，另一家韩国中型化学公司Soulbrain也正在量产液态氟化氢，计划到2023年将气态氟化氢国产化率提高到70%。

光刻胶

日本在光刻胶领域的地位可以说是无人撼动，占据了全球约94%的光刻胶市场，上文中也提到了韩国在光刻胶方面极度依赖日本，换句话说，韩国受日本出口限制影响最大的材料就是光刻胶，而光刻胶又是EUV曝光工艺不可或缺的材料。

不过韩国在这方面似乎也取得了新突破，去年年底有媒体报道，三星电子和东进半导体成功开发了一种可用于 EUV 曝光工艺的光刻胶。目前，东进半导体的光刻胶已通过可靠性测试，可用于三星电子的半导体工艺。

空白掩膜版

在掩模版领域，则由韩国半导体材料厂商S&S Tech发起挑战。2020年6月，S&S Tech宣布决定投资100亿韩元（约5849万人民币）开发和量产EUV工艺所需的核心材料Blank Mask和Pellicle。2021年10月，S&S Tech成功开发出穿透率达90%的半导体EUV制程用防护膜(pellicle)，据当时媒体报道，S&S Tech与ASML进行质量测试相关协议，如果测试顺利完成，预计将在京畿道龙仁引进生产设备，并开始量产。

除了S&S Tech外，韩国企业FST也在致力于开发穿透率达到90%的EUV pellicle。

再来看半导体设备市场，虽然韩国在用于沉积工艺的热处理设备方面具有一定的竞争力，但在曝光、离子注入和测量分析等领域的技术基础仍是比较薄弱。据了解，目前韩国企业已将注意力集中在门槛相对较低的设备工艺上。

按主要半导体工艺、国内技术水平、国产化率划分的

设备制造商（单位：%）

来源：韩国产业技术评价与规划研究所

曝光设备

韩国企业Philoptics开发出了曾被日本垄断的直接成像(DI)设备，该设备可以协助DUV 曝光设备在没有光掩模的情况下在晶圆表面打印电路图。

沉积设备

韩国 Wonik IPS、Jusung Engineering等企业拥有一定的技术实力。其中，Wonik IPS主要提供等离子化学气相沉积（PECVD）设备；Jusung Engineering 早在2017 年的时候就开发了原子层沉积设备 (ALD)，并提供给系统半导体制造商。据韩媒Techworld报道，韩国蒸发设备技术已达到全球龙头企业的90%。

测量、分析、检验设备

由于韩国在存储领域占据了主导地位，因此韩国测量、分析、检测设备基本都以存储半导体为主。据悉，韩国Auros Technology、Exicon 和 Unitest 等企业已经向三星电子和 SK 海力士提供覆盖测量设备和内存模块/组件测试仪，并且还向美光和英特尔等美国公司开展销售活动。

发起总攻的第三代半导体

近些年，在新能源汽车、5G通讯等新兴领域的带动下，第三代半导体显然已经成为了新的兵家战场，像中国台湾三大代工厂都已入局，而日本凭着在半导体基础科学领域的绝对优势，甚至已经研发出第四代半导体氧化镓4英寸晶圆，韩国方面自然也是积极投身研发，代表公司包括 LX Semicon、DB Hitech、Yes Power Technics 和 Trino Technology等。

从笔者搜集的资料可以看到，在第三代半导体领域，与台湾三大代工厂热衷于氮化镓不同，韩国更倾向于碳化硅功率半导体的研发。韩国功率半导体商业化事业部负责人（檀国大学电子电气工程教授）具永瑞曾指出，目前在第三代功率半导体领域，韩国已经创建了一个可以与全球公司竞争约 70% 的结构。

在此前《韩国对SiC发起总攻》一文中已经对韩国碳化硅产业链，包括外延片、生产材料、设备、器件、代工等都进行了详细介绍，笔者就在这里更新部分最新进展。

除了韩国企业自身的努力，比如SK集团收购韩国唯一的碳化硅功率半导体设计和制造商Yes Power Technics；LX Semicon 在去年 12 月收购 LG Innotek 的 SiC 半导体器件设施和专利资产；以及韩国代工厂东部高科（DB HiTek）宣布进军功率半导体外，一些功率半导体巨头也开始在韩国扩产。

据韩媒Sedaily 3月报道，有业内人士称，安森美半导体正在为扩建韩国生产基地京畿道富川工厂进行厂内平整工作，扩建的生产线将生产被认为是下一代功率半导体的“碳化硅半导体”，到2025年，生产线将扩大到目前富川工厂SiC半导体产能的10倍以上。安森美表示，“富川工厂的扩建是为了增加 SiC 的产量，而特斯拉也对这个项目表示了积极的投资。

安森美半导体富川工厂SiC新厂址位置（绿点）

和现场视图

图源：Sedaily

此外，韩国地方政府也在加大有关第三代半导体领域的布局。今年5月，韩国庆尚北道宣布，在被选为基于宽带隙材料的车辆用电力半导体制造工艺基地的公开竞赛后，获得了 92.5 亿韩元的国家资助。

据韩媒wowtv报道，从今年到2024年，庆尚北道将总共投资132.5亿韩元研发相关技术，建设生产设施，支持生产宽带隙功率半导体的公司，并计划开发8英寸大直径SiC和GaN基功率半导体的核心和标准工艺技术，建立工艺支持体系，支持单元和批量工艺示范，支持生产适合企业需求的原型。

持续发力的晶圆代工

韩国发力晶圆代工也是毋庸置疑，毕竟当今全球，能在5nm以下先进工艺领域继续战斗的代工厂，除了台积电就是三星，虽然英特尔也已经宣布加入这场战局，但是目前还未有量产消息出现，而三星方面3nm可以说已经是胜利在望了，据韩媒ekn.com近日报道，三星电子有望在6月底正式宣布下一代基于GAA的3纳米半导体工艺量产。

从整个2021年来看，韩国在晶圆代工领域也是取得了不错的成绩，占据了全球18%的代工市场。其中，DB HiTek去年打破了13年来的首次连续亏损，销售额突破1万亿韩元，营业利润也超过了3000亿韩元。而SK海力士在2017年设立的纯代工企业SK海力士System IC去年的销售额和净利润与2017年相比也有了大幅增长。

据韩媒报道，今年韩国主要生产功率半导体和MCU等汽车半导体的8英寸晶圆制程大部分已完成所有代工服务的预订，三星电子10nm代工业务也已爆满。

在过去三年，三星电子在代工领域至少投入了 50 万亿韩元，其中包括确认投资 170 亿美元（约 20 万亿韩元）的美国第二代工厂，该座工厂预计在 2024 年下半年投入运营。去年在半导体领域的设备投资也达到了43.6万亿韩元，三星电子解释说，投资是为了扩大平泽的5nm 工艺。

KB 证券研究员 Kim Dong-won 表示：由于代工利用率的提高和5nm生产良率的提高，三星电子营收额有望大幅提高，其主要代工客户（高通、英伟达、IBM等）明年的销售额预计将达到10万亿韩元。

来源：TrendForce

不过受到李在镕副会长各方面限制的影响，TrendForce最新预测，三星在代工厂的市场份额将从去年的18%下降到今年的16%，从而影响韩国的代工市场将下降为17%。

但我们从李在镕去年8月假释后的举措也可以看出，三星电子一直在积极开拓半导体市场。在李在镕重返管理层 11 天后，三星电子宣布了未来三年 240 万亿韩元的投资计划。今年李在镕也是格外繁忙，迎接美国总统拜登、会见英特尔 CEO 基辛格，前不久还去欧洲出差，很多韩媒认为，李在镕此次出访欧洲，除了确保ASML下一代EUV光刻机的供应外，还很有可能是为了洽谈收购恩智浦一事。

目前，韩国在京畿南部地区已经形成了半导体集群，三星电子的平泽园区是世界上最大的代工厂，计划共建六家工厂，其中两家已经投入运营，5 月份宣布建造第三家工厂，该工厂拥有 25 个足球场大小的洁净室。三星电子方面计划每年在平泽投入超过30万亿韩元，进一步提高世界第一存储半导体和世界第二代工厂的竞争力。

除了三星电子外，荷兰ASML、美国应用材料等全球最大的半导体制造设备企业，以及其他大大小小的材料及零部件企业也都已经进驻平泽，基础设施的齐全显然进一步有助于持续发力代工产业。

“野心”明确的系统半导体

相比在存储芯片领域的大杀四方，韩国在系统半导体的薄弱也是极其明显，在过去 10 年韩国在系统半导体领域的全球市场份额一直停滞在 3.2%。以三星智能手机为例，除了存储芯片，几乎所有芯片都是海外进口，包括最为昂贵的系统半导体。

韩国政府也早已认识到发展系统半导体的重要性，在2019年4月份就召开了“系统半导体发展远景发布会”，并公布了本国的相关发展规划。

就在同年，三星电子启动了“2030年系统半导体市场第一”战略，计划以半导体传感器为头阵，开发出电装、3D识别、气体检出等方面利用的核心传感器，达到全球第一的目标。为此，三星电子成立了传感器事业Team，并选任在模拟半导体领域具有丰富经验的朴庸仁副社长为Team长。

除了三星外，韩国LX集团也在推动收购在美国上市的韩国系统半导体公司MagnaChip Semiconductor。据介绍，MagnaChip 专注于显示驱动集成电路 (DDI) 的设计和生产，在该领域占据约30%的市场份额，仅次于三星电子，位居全球第二。

目前，在系统半导体领域，韩国在AI方面发力颇深。韩国进出口银行通过新政产业分析报告指出，作为系统半导体的下一代增长引擎，AI的市场规模预计将从 2018 年的 70 亿美元增长到 2030 年的 1179 亿美元，2018 年至 2030 年的复合年增长率为 26.5%。

早在2020年，韩国文在寅政府就宣布到 2029 年将投资超过 1 万亿韩元用于智能半导体的开发。而就在今年年初，韩国政府又决定在7年内投资4027亿韩元开发内存处理(PIM)芯片，以加强自身人工智能芯片技术。

韩国企业也是争相进入AI市场。据悉，三星电子正在研究神经形态技术，将其作为一种最先进的存储半导体，可以同时存储数据和执行计算。SK 海力士则与 SK Telecom 和 SK Square 在美国硅谷和韩国成立了人工智能半导体公司 Sapion，计划在明年推出具有学习能力的“X330”等新产品。

写在最后

种种迹象表明，全球分工已经不再牢不可破。正如华为余承东曾公开表示的“我们以前太相信全球化分工，没有进军半导体制造领域，然而现实被打脸了。当下解决问题的前提就是，在核心领域不能被卡脖子，要构建核心竞争力。”

当前，构建核心竞争力是关键，韩国并不是唯一一个发力半导体的国家，美国、日本、欧洲、中国等都已在路上，竞争只会越来越激烈，未来是“小鱼吃虾米“，还是”兔子博鹰“，一切都还是未知。

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