全球半导体产业真实困境:美国独占前两席,中国一直冒火前进?

2019-06-12 14:51:10 来源: 半导体行业联盟
标签:

 

美国的惊人统治力

 

 

1957年,晶体管之父肖克利的八个门徒,在硅谷创立仙童半导体公司,并开发出人类历史上第一块集成电路,硅谷因此成为全世界半导体技术的发源地,一直延续至今。

 

期间,尽管发生过几次产业转移,七八十年代,半导体制造大量转移至日本;90年代后,转移至韩国和中国台湾。但美国至今依旧保留着在诸多核心领域的统治力。

 

以生产设备为例,全球三大巨头应用材料、泛林和ASML,美国独占前两席,而且应用材料在除光刻机以外的几乎所有领域都领先,包括蚀刻、薄膜沉积等。

 

更恐怖的是,全球三大EDA软件(用于芯片设计)巨头铿腾、明导和新思,均为美国企业,全世界几乎所有芯片设计和制造企业都离不开它们。

 

高端芯片方面,中兴事件暴露出来的众多短板,包括ADC/DAC(数模转换)、FPGA、高速光通信接口等芯片,目前也都依赖美国厂商,包括德州仪器、赛灵思、亚德诺等。

 

美国的惊人统治力还体现在生态系统上。

 

目前,三种主流的芯片架构X86、MIPS和ARM,前两种都是美国血统。其中,英特尔的X86架构,与微软的Windows系统结盟,称霸台式机市场。ARM架构虽然是英国血统,却离不开安卓和iOS系统的支持,两者合计占有全球95%以上的手机市场。

 

而且,ARM其实诞生于苹果的一款失败产品。

 

如今,在全球20大半导体公司中,美国依旧独占八席,处于绝对的霸主地位,并且基本都是卡住核心的关键性公司。


中国VS整个产业链

半导体是一个庞大的产业,从大类上讲,包括集成电路(IC)、光电子、分离器和传感器等,其中IC的规模占80%以上。

 

所谓芯片,就是内含集成电路的硅片,它分为几十个大类,上千个小类。制造一块小小的芯片,涉及50多个学科、数千道工序,包括设计、制造和封装三大环节。

 

在这个产业链上,国内企业的差距是全方位的。

 

首先看设计,华为海思和紫光展锐分列国内前两名。目前,两家公司在不少领域已是世界领先水平,但一个巨大的问题是,其架构授权的核心都被外人掌握。

 

目前,国内仅有中科院的龙芯和总参谋部的申威拥有自主架构,前者用于北斗导航,后者用于神威超级计算机,民用领域基本是空白。

 

设备和材料是又一大短板。制造芯片的三大设备光刻机、蚀刻机和薄膜沉积,国内仅中微半导体的介质蚀刻机能跟上行业节奏,其7纳米设备已入围台积电名单。

 

此外,北方华创在氧化炉和薄膜沉积设备上成绩不俗,但基本还处于28纳米级别。其他设备,如离子注入机、抛光机和清洗机,也差不多。

 

差距最大的是光刻机。光刻机用于将设计好的电路图曝光在硅片上,蚀刻机则负责微观雕刻,刻出沟槽或接触孔。目前ASML最先进的EUV光刻机,即将投入三星、台积电的7纳米工艺,而国内上海微电子的光刻机,仍停留在90纳米量产的水平。

 

材料方面,日本是全球领先者。

 

在制造芯片的19种主要材料中,日本有14种位居全球第一,总份额超过60%。全球近七成的硅晶圆产自日本,那是芯片制造的根基。

 

反观中国,硅晶圆几乎是空白,8英寸国产率不足10%,12英寸依赖进口,打破垄断的希望还在张汝京创办的新昇半导体,今年即将量产。他也是中芯国际的创始人。

 

 

除了硅晶圆,国内企业还在溅射靶材、研磨液等材料上有所突破,并实现了国产化。前者用于制作金属导线,后者用于芯片研磨抛光。

 

以上均为单点突破,距离整个行业的崛起还比较远。

 

芯片制造,国内最先进的是中芯国际和厦门联芯,目前能做到28纳米量产。而它们的竞争对手,三星、台积电等巨头即将在今年量产7纳米,相差两三代。

 

最后是封测。这是目前大陆最接近国际水平的领域,长电科技收购新加坡星科金朋后,跻身全球第三。但全球封测中心在中国台湾,以日月光为首的台湾企业,拥有50%以上的市场份额。

 

在这样一个超长的产业链中,全球通力合作必不可少。以光刻机为例,荷兰ASML一骑绝尘,但它的成功得益于各国的鼎力合作,镜头来自德国蔡司、光源来自美国,这几乎是西方近百年工业的技术结晶。

 

但中国在这个产业链上处于不利地位,经常面对不友好的产业环境。这次的中兴事件只不过是浮上台面的斗争与封锁,而台面下的争斗几十年来则是一直没有消停。

 
关注与非网微信 ( ee-focus )
限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
享受快时代的精品慢阅读
 

 

继续阅读
Soitec参加第七届SOI产业高峰论坛: 展示独特产品组合,制定全新行业标准,全面助力5G发展

作为设计和生产创新半导体材料的全球领军企业,法国Soitec半导体公司于9月16日和17日出席了第七届上海FD-SOI论坛和国际RF-SOI研讨会,探讨SOI及其它优化衬底如何助力5G及AIoT快速发展。

大联大诠鼎集团推出基于Richtek产品的直流无刷电机驱动应用之吊扇解决方案

2019年9月17日,致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下诠鼎推出基于立锜科技(Richtek)RT7075及RM05N60的直流无刷电机驱动应用之吊扇解决方案。

华为即将发布 1024 节点的昇腾 AI 集群,堪称世界最快人工智能平台

与非网9月17日讯,华为心声社区16日刊登任正非10日接受《经济学人》采访纪要。

海思发布全球首颗基于 AVS3 的 8K/120P 芯片,有望引领新一轮产业升级?

与非网9月18日讯,近日华为海思、AVS产业联盟、当虹科技等联合发布了全球首个基于AVS3标准的8K端到端解决方案,同时推出全球首颗基于AVS3标准的支持8K分辨率、120P的超高清芯片Hi3796CV300。

紧握 5G 机遇,联发科预计明年将出 6000 万颗 5G 芯片

与非网9月17日讯,随着业绩的改善,联发科前不久宣布加大研发投资,重点推进5G。

更多资讯
联发科借5G东风起,2020年将出货千万颗5G芯片?

与非网9月17日讯,近日,联发科宣布要在5G方面加大投资,预计2020年出货6000万颗5G芯片,而且平均价格达到4G芯片的4-5倍。

本土半导体出货额环比增长 43%,韩国进口的氟化氢其实有 46.3% 来自我国?

随着日韩的半导体之争愈演愈烈,韩国也在持续推进对抗日本的种种措施,与此同时,中国在半导体领域却正迎来前所未有的关注。

大手笔,紫光将投资8000亿元用于DRAM芯片的研发量产?

与非网9月17讯,据韩媒报道,紫光集团最近宣布,将投资8000亿元,用于未来10年加快DRAM芯片的量产。公司将在武汉建设研发中心,在重庆建设生产基地,预计2021年投产。

集邦咨询:2018年全球前十大SSD模组厂品牌排名,金士顿、威刚、金泰克稳居前三大

根据集邦咨询半导体研究中心(DRAMeXchange)最新2018年全球SSD模组厂自有品牌在渠道市场的出货量排名调查显示,2018年全球渠道SSD出货量约8100万台水平,较2017年成长近50%,SSD渠道市场上的前三大模组厂自有品牌分别为金士顿、威刚、金泰克。

海思推出首款基于AVS3标准的8K、120P超高清芯片

与非网 9 月 16 日讯,华为海思近日推出了一款超高清芯片Hi3796CV300。