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【深度】灿芯吴汉明:光刻工艺被垄断,其究竟难在哪里;CEO又换人.格芯怎么了?MLCC“高烧”不退,被动元件厂商营收持续高涨

2018-03-15 集微网


1.灿芯吴汉明:光刻工艺被“垄断”,其究竟“难”在哪里?;

2.先进半导体去年多赚75.8%至5697.3万元;

3.CEO又换人... 格芯怎么了?;

4.中芯国际按每股0.031港元发行322.65万股奖励股份;

5.MLCC“高烧”不退,被动元件厂商营收持续高涨


1.灿芯吴汉明:光刻工艺被“垄断”,其究竟“难”在哪里?;


  3月5日上午9时,十三届全国人大一次会议在人民大会堂开幕,今年的政府工作报告提出,全面实施战略性新兴产业发展规划,加快新材料、人工智能、集成电路、生物制药、第五代移动通信等技术研发和转化,做大做强产业集群。


    “振兴制造业”是目前世界上主要工业国家维持其经济发展、保护国家安全的主要措施之一。而在制造业中,集成电路制造集中体现了工业革命化的各种特征,是制造业革命的基石。


    令人堪忧的是,由于我国的产业规模过小,技术发展滞后,无法满足国内市场的旺盛需求,导致我国的集成电路进口额每年大幅上升——仅在2013年上半年进口总额达到1100多亿美元,超过了原油,成为第一大进口产品,相当于铁矿石+粮食+铜+成品油四大战略物资进口的总和。


    近几年,这一数字更是跃至2300亿美元。高额数字背后,不禁让人担忧,我国集成电路的发展现状究竟如何?如何能摆脱依赖进口的窘境?


    日前,科技日报记者专访了灿芯创智微电子技术(北京)有限公司总裁、中芯国际集成电路制造有限公司顾问吴汉明,让他出招如何才能破解集成电路的发展之困。


    从无到有经历四个奋进阶段


    吴汉明说,在集成电路制造产业领域,我国还处于“追赶”时代。


    从无到有的创业历程,可分为四个阶段:


    1965年-1978年,自力更生、自我发展。1974年到1977年,我国在北京、上海和贵州接连召开了三次全国性会议,部署了以计算机和专用系统配套为目标,以开发逻辑电路为主要产品的发展思路,初步建立了集成电路工业基础及相关设备、仪器、材料的配套条件。


    1978年-1990年,改革开放、“治散治乱”。这一阶段,我国引进国外二手设备,改善集成电路装备水平,在“治散治乱”和“建设南北两个基地一个点”中,以消费类整机作为配套重点,解决了彩电集成电路的国产化。


    1990年-2000年,重点建设、求得发展。我国以908工程、909工程为重点,以CAD为突破口,抓好科技攻关和北方科研开发基地的建设,行业取得了跨越发展。


    2000年-2010年,改善环境、跨越发展。国务院颁布“国发【2000】18号文”,中芯国际等一批先进制造企业成立,随着第二代居民身份证的开发成功与大量供货,与集成电路相关的国家重大科技01、02和03专项的实施,我国的集成电路产业技术从0.35um提升到28nm,实现了快速发展。


    吴汉明说,在这四个发展阶段中,前三个阶段中产业规模提升幅度很小,直至发展到第四阶段后,在相关政策支持和几代IC人的不懈努力下,通过引进、消化、吸收、再创新,依托中国的市场,国内的大生产制造工艺技术达到了世界先进主流制造的28纳米技术节点,比最先进的16纳米FinFET相差约两代。在国家重大专项支持下,产业链建设初具规模。


    这份答卷是值得骄傲的。


    实现质的飞跃在于扩大规模


    “然而,摆在我们面前更严酷的事实是,我们与世界先进制造企业的技术和规模差距没有明显缩小。”吴汉明说。集成电路是一个需要持续高投入的产业,扩大规模更需要提高投入。


    据了解,Intel从2010年到2012年,每年资本投入分别是52亿、108亿和125亿美元。同样,三星在扩充产能上的投入也是不遗余力,三年来每年投入96亿、118亿和131亿美元。而台积电的这一数据分别为59亿、73亿和83亿美元。


    为什么这些企业对于扩大规模是如此的不遗余力?吴汉明给出了答案:“规模将决定产业的生存质量。”


    他提供了一组数据:投入1条产能3万片45/40纳米产品的300毫米硅片生产线相比投入2条月产能1.5万片的生产线,,前者建厂成本可以节约25%(约10亿美金),运行成本可低40%,新一代技术转移可节省2亿美金,环保效率(排放温室气体等)可以提高约1/3。


    “所以,无论从投资、运行成本以及环境保护的角度来看,规模生产是取得行业竞争胜利的先决条件,集成电路芯片制造规模的重要性是不言而喻的。”吴汉明说。


    反观我国的集成电路企业,以中芯国际为例,由于受到资金能力限制,三年来总共投入15亿美元。其资本投入由2005年世界龙头企业的40%降至2012年的6%。相应的,产能从2005年为世界龙头企业的1/6降至1/10,其增长远远赶不上世界产业发展速度。


    “这种以产能规模为主体的竞争格局不断强化,使得我们处于起步阶段的集成电路芯片产业,像一个瘦弱的孩童,在未来的竞赛中,很容易被身强力壮的成人对手远远抛在身后。”吴汉明说。


    因此,我国集成电路产业发展的首要问题是——扩大产业规模。吴汉明说,有了规模,意味着技术可以通过规模产生的效益得到支持,再在产业化中实现新技术应用;有了规模,意味着对新技术的应用推广也有了更多的话语权,如此便形成了良性循环。


    与规模直接挂钩的是资金投入。目前,我国相关部门已成立了集成电路产业基金(简称大基金)。


    “有了大基金,地方政府也会投资,加上市场上的自由资金,这样就能解决一部分资金的困难。”吴汉明说。


    产业发展还面临着三大挑战


    除了规模扩大和资金投入,有人还这样形容集成电路制造业:投入几千亿不算大数目,并且不能指望今年投资明年就能赚钱。


    “这并不是夸大其词。在严酷的现实面前,我们有必要认识集成电路制造业究竟面临怎样的挑战与困难。”吴汉明说。


    首先,在战略性产业层面,吴汉明介绍,集成电路制造业属于战略性产业,因此受到一些政策的限制。比如,发达国家的政府会给予制衡,不对外出售高端设备,对尖端设计工序进行保密。


    我国只能选择自主研发之路,从原材料、设备、制造工艺、设计等整条生产链条都要我们“自己做”。


    而产业特点要求芯片制造产业进入世界市场竞争,这带来了更大的挑战。“世界龙头企业在市场方面也会‘封杀’我们。”吴汉明说,具体的表现是当我国的产品投入市场后,并不容易得到市场龙头企业的认可,并面临被指控侵权的风险,这种通过知识产权大棒封杀新生企业的世界市场潜规则使得这个产业的发展必须建立具有抗打击能力的自主知识产权体系。


    “战略性的应对方式是必须要有自主制造的装备,自己建造起一条相对完整的生产链;产业方面则需建立完善的核心知识产权和IP系统,从而更好的保护自己。”吴汉明说。


    其次,在技术层面,吴汉明说,我们需要制造出“极小型和超大型”的组合。目前,集成电路工艺技术已能做到在小手指甲盖大小的面积上做出10亿个以上的晶体管,“集成电路几乎逼近制造的物理极限了。”他说。


    “超大型”则体现在硅片制造上,“几百亿个晶体在一张300毫米的硅片上同时做出来,误差不能超过纳米级,技术难度非常大,相当于太空看地球上厘米的精度。”吴汉明说。


    第三,在产业链层面,吴汉明说,其涉及学科非常宽泛,比如从原材料的挖矿采集、提炼,到设计,再到最后的工程制造,整个过程涵盖物理、化学、电子学、材料学等所有理工科的大学科。


    这三个挑战的同时汇聚使集成电路制造业成为了一个投入大且回报周期长的产业。


    “这个就需要团队艰苦、持久、努力的工作,并需要大量的世界级人才集聚协同研发,而且对于结果,还并非投入了能做出来。”长期身处科研一线的吴汉明对此深有感触。


    突破瓶颈需迈过三个关键“坎”


    产业所面临的三大挑战可谓已经是异常严峻,再聚焦集成电路制造,其复杂和艰难程度更是呈线性上升,突破瓶颈更需迈过三个关键的“坎”。


    首先,就是生产国产设备。“发展一个产业,设备是基础。”吴汉明说,在我国集成电路领域,到目前为止,90%以上的设备、材料都是进口的。这一比例在20年前是100%进口,经过了国家重大专项支持和几代科研者的努力,我国从100%进口装备和材料,拓展出了10%的国产化空间。吴汉明说,这是很了不起的进步。


    在我国集成电路制造领域还有这样一组数据:在建立芯片生产线时,有60%以上的投资都用来购买进口装备。“我国也正在做装备研发,国家重大专项02专项就专门研发工艺装备,有些成果已用于大生产线上,取得了很大进展,但是在高端装备制造上,我国还是没有跟上世界产业发展的节奏。”他说。


    其次,是制造芯片。吴汉明说,在进口的装备和材料的基础上,通过上千步的物理化学过程(工艺过程),将芯片制造出来。若每一步制造的合格率是99.9%,不相关概率相加原理,最后出来的成品率趋于零,这就要求了每一步都要达到非常高的合格率。


    此外,工艺制造中最难的是光刻工艺,据悉,全球范围内,只有荷兰一家公司具备批量生产先进曝光设备的能力。


    光刻工艺被“垄断”,其究竟“难”在哪里?


    吴汉明坦言,这里面涉及到了诸多光学和精密机械技术,光刻机的制造技术是制造业的“皇冠”,是非常难的。最新的光刻技术EUV,产业中需要的曝光能量约15mJ/平方厘米,那就是每平方纳米上只有约十多个光子,因此需要严格控制光子个数,几个光子的误差就会造成图形边界的致命粗糙度。这无疑对集成电路制造工艺提出了更高的控制要求,难度更是可想而知的。


    “所以,在整个生产制造的上千步工艺里,都需要有一流的控制技术。其次,产业里涉及到许多的技术难点,仅攻克了两三个难点对产业帮助有限,只有全线突破,才能使产业整体实力提升。”吴汉明强调。


    拥有了国产装备,具备了相应的工艺制造能力,下一步就是要根据这些现有的条件进行设计。这便产生了设计“IP核”概念,也称“知识产权核”,即指某一方提供的、形式为逻辑单元、芯片设计的可重用模块。IP核通常已经通过了设计验证,设计人员以IP核为基础进行设计,可以缩短设计所需的周期。目前,我国90%以上的设计IP都是进口的。所以建立一个公共的IP设计服务平台是集成电路产业发展中不可缺少的重要环节。


    “这三道‘坎’是我国芯片制造的瓶颈,产业整体需要实现基本自主可控。如果完全依靠进口,未来不可预测事情发生时,我们的产业就面临着崩盘的危险。”吴汉明不无担心地说。


    脚踏实地逐梦中国 同舟共济未来可期


    多年来,我国集成电路芯片制造的龙头企业在国家“十一五”和“十二五”的科技重大专项的持续支持下,坚持以企业为主体,以市场为导向,通过产学研结合开展产业技术研发,使得集成电路制造产业发展出了四代技术——从90纳米技术水平发展到28纳米。


    吴汉明说,这有力地支持了我国IC 产业链的整体发展,大幅度地提高了芯片制造技术的水平,为我国集成电路产业链上游的设计公司提供了高端的制造平台,从而逐步真正实现了“中国创造”的产业模式。


    同时,基于芯片制造业的核心地位,获得发展的高端芯片制造平台除了支持设计企业发展以外,还可为下游的设备和材料企业提供必要的工艺验证基础,发挥着“承上启下”的作用,为我国的集成电路产业整体发展,包括装备和材料的发展,提供了巨大的支撑。


    “相信只要加大研发投入,尽快地实现研发成果大规模产业化转化,积极发展集成电路制造产业的核心支柱——芯片制造产业的规模,并依托具有中国特色的产业联盟,我国集成电路产业将进一步夯实在世界产业舞台上的地位,逐步实现集成电路芯片制造产业的‘中国梦’。”吴汉明对未来充满了憧憬。 科技日报



2.先进半导体去年多赚75.8%至5697.3万元;


集微网消息,先进半导体发布公告,截至2017年12月31日止全年,集团营业额10.13亿元人民币,同比增长27.3%;公司普通股股东应占本年综合收益(本年利润)5697.3万元,同比增长75.8% ;每股基本盈利3.71分,不派息。


公告显示,通过持续且有效地推进和深化现有战略产业合作项目,公司持续受益于业务增长战略。因此,2017年国内销售贡献达4.359亿元,相较去年同期增长51.6%。


2017产能利用率达95%创历史新高。故此,公司8英寸等值晶圆产量同比增加36.4%至62.63万片。8英寸等值晶圆的交付量62.14万片,增幅为35.8%



3.CEO又换人... 格芯怎么了?;



笔者真的不知道GlobalFoundries执行长为何换人,但这里有一些天马行空的猜测...


如果你想让一条大消息感觉没那么显眼,选在星期五发布就对了──晶圆代工大厂GlobalFoundries (GF)就在上周利用了这种小手段宣布该公司执行长更替,仅发布了叙述讯息概略的新闻稿、没有安排媒体采访,而且因为周末在即 ,各家媒体也没有太多时间思考。


但笔者还是多想了想这件事... 或者可以说是对此事念念不忘;首先我注意到,当某家公司执行长被说是「离职」(step down),如果不是他主动辞职,就是被解雇。 而如果GlobalFoundries前任执行长Sanjay Jha是主动求去,可能是另谋高就;就有业界评论家猜测,他可能会去接任高通(Qualcomm)执行长一职。


这种想法听起来很疯狂,有鉴于博通(Broadcom)才对高通发动了恶意收购(编按:最新进展是美国总统已发布命令禁止此桩交易),感觉是从热锅上跳进火坑;不过因为Jha曾担任高通营运长, 如果高通收购恩智浦半导体(NXP)一案获得中国政府批准,Jha在GF的经验在管理恩智浦旗下的数座晶圆厂方面很有价值。


另一种情况是Jha因为倦勤而辞职,有鉴于GF在过去不到十年之间就换了4位执行长,这也是很合理的。 GF的独资大老板是阿拉伯联合大公国的穆巴达拉投资公司(Mubadala Investment Co.),据说十分严苛;某任GF前执行长传言就是觉得被Mubadala聘用的少数几位麦肯锡(McKinsey)分析师绑手绑脚, 甚至打造了一个被分析数据所瘫痪的公司环境。


而如果Jha是被「炒鱿鱼」的,就可能是因为他的表现没有达标。 曾担任高通与Motorola Mobility高层的他,被寄望能协助GF赢得生产Snapdragon等高需求量芯片生产大单,不过迄今该晶圆代工业者的两家最大客户,仍是只有原本的母公司AMD与IBM, 后者的半导体部门在2015年并入GF。 这个情况似乎也是合理的。


或者Jha是因为在策略上与Mubadala领导的董事会有冲突才被解雇;如果是这种情况,我可以想到很多个理由。


在今年,GF必须花一笔大钱购入极紫外光微影(EUV)步进机,至少需要2台,或许得买到5台;这些单价超过1.1亿美元的机器,是为了其7奈米制程所需。 而若看得更远一点,现在差不多是规划5/3/2奈米节点新晶圆厂的时候了,竞争对手台积电(TSMC)在去年就发布了在台湾兴建3奈米制程晶圆厂的计划。


GF得在短时间内进行那些动辄数十亿美元的投资,才能让大客户AMD与IBM开心;不过该公司不太可能获得像是苹果(Apple)、高通、Nvidia或是赛灵思(Xilinx)等其他大客户的青睐,台积电与三星(Samsung) 等对手早就让那些大客户切入先进制程节点,而若要换一家新的晶圆代工伙伴会是非常非常痛苦的事。


我希望我是错的,但看来GF正面临需要更大刀阔斧投资、但回收希望不高的关键时刻;该公司可能还需要认真使出一些政治手腕,才能为Fab 9 (编按:位于美国原属于IBM的晶圆厂,正布署7奈米制程)找到不错的生意 ;此外该公司可能也需要说服一家以上的第一线无晶圆厂芯片业者,加入他们打造业界最后几座大型CMOS晶圆厂之一的高风险投资计划。


笔者对新上任的GF执行长Tom Caulfield所知不多,但曾经听过他的一场演说;Caulfield曾任IBM位于美国纽约州East Fishkill晶圆厂的领导人,以及曾短时间担任至少两家芯片新创公司的营运长。 我确信他是一个非常聪明的人,但在他的履历中并未看到有关于争取美国政府以外类型融资,或是跟无晶圆厂芯片业者做成生意的经验。


在这些方面,GF需要拥有像是张忠谋或是Andy Grove那般的人才;但我目前想不出来半导体产业界有任何合适的人选,因此在我看来GF的处境艰难。


我可以想象一个Mubadala的投资人认为「已经够了」而停止注资,但担任GF董事会主席的Mubadala代表在新闻稿中被引述的一段话是:「我们将继续投入资源,让公司与众不同、成长茁壮,并藉由合作来强化整个产业, 让客户享有更好的服务(英文原文:「to differentiate and grow the business and further consolidate the industry through partnerships」)。 」


我觉得这段话听起来像是Mubadala正在评估某种交易,可能还不到买下其他晶圆代工业者如联电(UMC)或Tower的规模、但有可能与FD-SOI或其他特殊制程节点相关(或是2.5D芯片堆栈、 晶圆级扇出封装等目前台积电所擅长的技术);而Jha并不支持这些想法,于是连饭碗也一起丢了。


还有一种更疯狂的、但我最希望是事实的可能情况,是或许Jha与Mubadala是唱同一个调子、而且是「中国调」;只是他们不想让苹果与三星等整合型公司全赢,他们也想成为玩家。 或许他们师法了华为/海思(Huawei/HiSilicon)、Oppo、Vivo、百度(Baidu)与腾讯(Tencent)等公司的经验。


或许Mubadala想更大胆地投资一家整合型的OEM/无晶圆厂公司,生产自家智能型手机甚至是服务器,或者是提供服务。 确实,今日高科技产业界的大赢家,就是那些拥有最大数据中心的业者,接着是拥有整合性系统与芯片的厂商;而尽管晶圆代工业者扮演着基础性的角色,也只能靠那些大客户赏饭吃。


但这种想法最困难的地方在于,人口不到4亿、拥有20个以上国家的阿拉伯世界,缺乏像中国那般广大且统一的市场;所以说,这是个最疯狂的想法。 但因为GF的新闻稿中提及:「Jha则计划和公司股东穆巴达拉投资公司密切合作,探索新的发展,建立有潜力的未来系统事业;」以上猜想仍具可能性。


日本在二次世界大战后利用发展高科技脱离萧条,韩国、台湾与新加坡也跟上其步伐,而目前的中国正在发生重大变化。 在中东,仅以色列在英特尔等公司的帮助之下发展了蓬勃的科技产业,阿拉伯世界迄今在科技领域并无发展;GF是他们到目前为止最大的成果,未来仍大有可为... 但愿他们大多数人不会在周末前休息!


编译:Judith Cheng


(参考原文:5 Thoughts on GF and Sanjay Jha,by Rick Merritt)eettaiwan


4.中芯国际按每股0.031港元发行322.65万股奖励股份;


集微网消息,中芯国际发布公告,2018年3月8日-3月14日,认股权获行使,公司按每股1.764港元-8.5港元发行合计12.985万股。


于2018年3月14日,因公司董事行使根据2014以股支薪奖励计划(于2013年6月13日获采纳)所授予的受限制股票单位而发行的普通股322.65万股,每股发行价0.0310港元,折让99.72%。


于2018年3月14日结束时,公司股份结存约49.21亿股。                    



5.MLCC“高烧”不退,被动元件厂商营收持续高涨


集微网消息,被动元件自去年以来受到产业的结构性改变影响,应用需求强劲,其中MLCC、芯片电阻、铝质电解电容器等被动器件供需不对等,缺货涨价,延续至今。


据供应链厂商透露,在市场需求的带动下,被动元件厂商也因应订单扩产,致营收动能延续至今,即使在一季度传统淡季,多数被动元件厂商今年前2月营收仍将大增2~5成的好成绩。


其中,龙头厂商国巨累计营收年增达5成,为业界最佳;华新科、千如、光颉也达3~4成;连贸易商日电贸、蜜望实在MLCC涨价声中,累计营收也年增逾2成;其余上游厂商、铝质电解电容和电感厂,也都受惠需求强劲效应,营收多成长。


事实上,从去年一季度开始,因应日系被动元件厂商将产能多数转往供应高阶的车用电子应用,导致一般消费电子产品供货出现缺口,被动元件MLCC厂商开始调涨产品售价,也带动相关厂商营收走升,至今仍不回头。国巨营收中有5成来自MLCC,除涨价外公司也进行扩产,致去年下半年起营收一路创新高,累计前2月营收年增率达51%。法人估,国巨3月起在芯片电阻涨价效益带动下,营收还会一路走高。


据不完全统计,国巨分别在2017年4月20日、6月19日、9月7日以及12月1日发布MLCC及电阻涨价通知,整体涨幅早已翻倍;此外,在今年年初,国巨更是率先打响电阻涨价第一枪。国巨几乎在领跑MLCC、电阻涨价潮。


另外MLCC相关厂商华新科,公司约有6成营收来自MLCC,同样受惠涨价,今年前2月营收年增率高达37.94%;除制造厂商外,通路商日电贸前2月营收年增20.15%,营收增幅和涨价走势一致;另一家在外界眼中较神秘的蜜望实,在原厂供应商太阳诱电限制下,对外低调,且价格反映也较落后,但该公司今年前2月营收年增达26.61%,同样是涨价受惠股。


而在被动元件涨价题材中的芯片电阻部分,大厂国巨、华新科营收将逐渐在后续反应,其他小厂也传出客户涨价订单涌入情形,包括大毅、光颉,前2月营收年增分别达到20.83%、35.16%;而身为芯片电阻上游粉末供应商、并生产利基型芯片电阻的信昌电,营收在客户需求强劲成长并也跟进涨价下,前2月营收增幅达到27.57%。


此外,据透露,铝质电解电容器去年也在日系某大厂不堪亏损下,被银行要求进行涨价,带动台厂获转单和可挑单,拉高营收、获利表现。其中立隆电传在服务器、车用均有好成绩,前2月营收成长20.79%;而金山电一方面扩产、一方面有转单,前2月营收年增16.87%;在铝质电容厂接单畅旺下,上游的铝箔厂商立敦去年起不但扩产还涨价,前2月营收大增36.98%,是铝质电容相关厂商中成长动能最强者。


其他营收高成长个股还包括固态电容厂商钰邦,受惠于比特币挖矿热潮和AI人工智能发展,且有台系同业退出市场获转单下,今年前2月营收年增54.96%,更是被动元件类股中成长动能最强厂商之一。


整体来看,受益于手机、汽车、AI、挖矿、5G等各方涌入,被动元件的需求将持续强劲,涨价“高烧”短期难以退却,同时受VCSEL、3D感测、射频组件、基地台等各类零件放量也拉动被动组件,这种结构性改变将延长被动元件景气续航力。(校对/范蓉)               




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