为了进一步鼓励国内半导体产业创新发展,打破国外垄断,实现技术自主,我国从“十五”至“十四五”规划期间,均出台了一系列支持和引导该行业的政策法规。
2016年的“十三五”规划中提出,重点发展第三代半导体芯片和硅基光电子、混合光电子、微波光电子等器件的研发与技术的应用。
2021年“十四五”规划中提出,集成电路方面,注重集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发。其中,“新型显示与战略性电子材料”重点专项里面特别强调,第三代半导体是其重要内容,项目涵盖新能源汽车、大数据应用、5G通讯、Micro-LED显示等关键技术。
中国在半导体领域投入的研发有多大?
中国在半导体领域投入的研旦春首发是非常大的,根据相关机构做的数据统计,每一年,国内的科技公司几乎在半导体领域投入了几十亿的资金,用于对半导体的研发,这么大的资金投入使得近几年以来,我国对于半导体的研究更加深入。而且,为了能够更好的弄清楚半导体结构和原理,我国联合多所重点大学一起联合攻关,专门培养一些研究电子产品的专业人才,毕业后将他们送到这些半导体模数研发中心,从事专业的科技研发工作,可以说,我国对于半导体的投入,不论是人力,还是物力都是非常的大的。
总结:随着社会生活的发展,我们越来越发现,科技越是发展,我们的生活就会变得越来越好,我们的经济发展就会变得越来越快。社会的高速发展离不开科技发展的推动,可以说,科学技术有着巨大的生产力。
法律依据:《中华人民共和国出口管制法》
第二条国家对两用物项、军品、核以及其他与维护国家安全和利益、履行防扩散等国际义务相关的货物、技术、服务等物项(以下统称管制物项)的出口管制,适用本法。前款所称管制物项,包括物项相关的技术资料等数据。本法所称出口管制,是指国家对从中华人民共和国境内向境外转移管制物项,以及中华人森御民共和国公民、法人和非法人组织向外国组织和个人提供管制物项,采取禁止或者限制性措施。
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在中、美、俄三方的半导体贸易当中,有一个很有意思的关联。
中国是世界上最大的半导体市场。美国基本垄断了世界上的半导体技术,但俄罗斯却掌握了美国半导体制造的部分核心材料。
2021年,我国半导体产业的进口额就超过了3500亿美元,同比增长约7%。
根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)的数据,2021年全球半导体市场总增长只有3%左右。这意味着,中国不仅是世界上最大的半导体市场,而且它的市场增速是全球的约2倍。
我们虽然经过被美国断供芯片的教训之后,已经在大力发展自己的半导体产业。但根据国内的数据显示,在在闪存、内存、微处理器、现场可编程门阵列、微控制器、图像处理器等技术含量更高的半导体领域,我国半导体公司生产的份额合计仍然不到全球市场的1%。
在全球半导体份额当中,美国占了全球一半以上,依然处于全球领先地位。
2021年,美国半导体的销售额达到了 2575亿美元,而且以每年约7%的速度在增长。
日本在全球半导体市场当中约占了10%的份额,韩国大概是21%,台积电大概占了8%。
但我们不能忽略一个事实,就是美、日、韩联盟。
日本、韩国虽然也占据了一定的半导体市场,但在出口政策上深受美国的约束和影响。
简单地说,就是日本跟韩国的半导体出口到哪个国家,最终的自主权还是掌握在美国人手里。
在半导体制造过程当中,氖气和钯金属是两种主要核心材料。
而美国半导体行业所需的氖气有约90%是要从乌克兰进口,有40%以上的钯金属要从俄罗斯采购。
如果缺乏氖气跟钯金属,那么美国的芯片、 汽车 、电脑、通讯终端、人工智能等多个行业的生产都将会受到严重影响,有的厂商甚至会因此破产。
所以美国的半导体产业的咽喉是掌握在俄乌两国手中的。
但遗憾的是,美国与俄罗斯目前的关系是水火不容,美国带领西方国家在经济上对俄罗斯进行了无孔不入的围剿,甚至不惜冻结了俄罗斯的外汇储备。
乌克兰目前的局势也不容乐观,俄罗斯基本上控制了乌克兰所有的贸易出海口。
如果俄罗斯切断氖气和钯金属对美国的供应,那美国能否能够迅速找到替代者?
答案是很难。
钯金是世界上最稀有的贵金属之一,它的储量是非常少的。
钯金在地壳中的储量大概只有2000万吨,而且世界上只有北美、俄罗斯和南非等少数国家才能产出。
位于加拿大多伦多的钯金公司在2018年一共也只生产了230000盎司的钯金。
美国半导体行业分析师曾发出警告,俄罗斯一旦对美国进行报复,那么这两种材料将可能对美国形成卡脖子,到时候美国的半导体行业只成为受害者,芯片生产将会受到重大打击。
显然,对于美国发起的贸易制裁,俄罗斯还没有选择真正反击,手里还握有多张王牌。
硅片是生产芯片、分立器件、传感器等半导体产品的关键材料,目前90%以上的半导体产品均使用硅基材料制造,硅片占半导体材料市场规模比重约为37%,位居半导体三大核心材料之首,因此,半导体硅片被誉为半导体行业的“粮食”,虽然全球市场总规模不大,但至关重要。近20年以来,半导体硅片长期被日本信越、日本胜高(SUMCO)、环球晶圆、德国Siltronic、韩国SK Siltron等少数寡头企业垄断。2019年,行业前五大企业合计销售额占全球半导体硅片行业销售额比重高达92%,我国90%以上的硅片需求依赖进口,基本不在国内生产,目前,硅片垄断局面还在加剧。
11月30日,德国硅片制造商Siltronic AG表示,正与环球晶圆开展深入谈判,后者拟以37.5亿欧元(约合45亿美元)将其收购,双方预期在12月第二周,取得Siltronic监事会及环球晶圆董事会核准后,进行BCA签署。
环球晶董事长徐秀兰指出,双方都认为结合后的事业体会有很好的成效,将更能互补地有效投资,进而扩充产能。
并购前,德国Siltronic为全球第四大硅晶圆厂,市占率约为7%,环球晶则为全球第三大厂,市占率达18%,收购完成后,环球晶在全球硅晶圆市场占有率有望一举跃升至25%,逼近日本胜高的28%,同时意味着全球晶圆市场将呈现日本信越、胜高、环球晶圆、SK Siltron四强争霸的格局,进一步垄断市场。
根据IC Insights的报告,今年仅ADI收购Maxim、英伟达收购ARM、SK海力士收购英特尔存储业务、AMD收购赛灵思四起收购案的交易额就高达1050亿美元,外加Marvell100亿美元收购Inphi、环球晶45亿美元收购德国Siltronic,2020年半导体并购金额已经创下 历史 新高。
去年,韩国SK Siltron为防止日本出口限制,收购杜邦碳化硅晶圆事业部,在区域全球化抬头的当下,各巨头抱团取暖,通过并购来加强各自的优势,以应对快速变化和复杂的局面。
以半导体设备巨头应用材料为例,在2018年之前的几十年内,应用材料长期稳坐全球半导体设备第一供应商的位置,凭借的就是全面且强大的产品线,特别是在具有高技术含量的半导体制造前道设备,该公司具有相当深厚的技术功底。
但从 历史 来看,应用材料正是通过一系列的并购,来加强自己实力的,虽然从1967年-1996年的30年间,应用材料只有一次核心业务相关的并购,但在1997年-2007年十年间,先后发起了14起并购案,不断完善自己的产品构成。
截至目前,应用材料的产品线涵盖了半导体制造的数十种设备,包括原子沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、离子注入机、刻蚀机、化学抛光及晶圆检测设备等,预计2020年,应用材料半导体设备的市场份额将从去年的15.9%提高至18.8%。
查阅了近几年的国内半导体海外并购案例,主要有五起:
2013年紫光集团17.8亿美元收购展讯,2014年9.07亿美元收购锐迪科,后合并成为紫光展锐;2015年合肥瑞成18亿美元收购高性能射频功率放大器厂商AMPLEON;2016年中信资本、北京清芯华创投资与金石投资19亿美元收购CMOS传感器厂商豪威 科技 ;
2016年长电 科技 以7.8亿美元收购新加坡封测厂金科星朋;2017年建广资产27.5亿美元收购恩智浦标准件业务,今年6月安世半导体正式注入闻泰 科技 。
其他的海外收购基本都在5亿美元以下,特别是国产替代加速的最近三年,鲜有海外并购的大案例,想着国内半导体厂不差钱,但为何还是买不来?
实际上,国内企业海外并购,特别是半导体海外并购还真不是钱多就能解决的问题,早在1996年,西方42国就签署了集团性限制出口控制机制——《瓦森纳协定》,简单来说,就是成员国内技术转让或出口无需上报,但向非成员国转让需要上报,以此达到技术转让监管和控制的目的。
并且这份协定很与时俱进,以大硅片为例,2019年底修订的《瓦森纳协定》,就新增了一条关于12英寸大硅片技术的出口管制内容,直指中国集成电路14纳米制程工艺,以及上游适用于14纳米工艺的大硅片。
封锁的还不止拉高纯度单晶硅锭的设备和材料,更是从切割抛光好的硅片具体参数上进行了限制,专门针对适用于14纳米制程工艺的各种硅片。所以说,小到具体产品参数都能安排的明明白白,更别说直接并购先进企业,基本没有可能。
如果说美国单方面打压华为是凭借自身实力,那么通过《瓦森纳协定》限制技术出口,就相当于是在全球拉圈子,限制圈内技术出口,圈外想用,就只能用廉价劳动换取圈内输出的高附加值成品,《瓦森纳协定》相当于“金钟罩”。所以并购不来的公司,只有自己造。
实际上,光伏用硅片已经被国内的厂家玩出白菜价,半导体用的硅片之所以被国外垄断,难度在于单晶硅的纯度和内部缺陷的控制,我们做的不好。
在纯度上,光伏用的硅片6个9就够了,但半导体硅片需要11个9,也就是99.999999999%,问题就在这个纯度上面,拉出来的单晶硅锭纯度不够,内部缺陷、应力、翘曲度也跟国外有差距,做出来的芯片良品率就比较低。
所以为了良品率,晶圆厂都愿意愿意花高价买更高质量的硅片,而不愿意花低价买低质量的硅圆片,因为会导致最终芯片的良率,我国生产的硅圆片打不开国际市场就是凭证。
对于单晶硅的提纯和晶体缺陷控制,需要基于长期实践经验的积累和现场错误的总结,这是各个厂商的高度保密的技术,因为这方面的因素,国外硅片厂都没有在国内设厂。
目前,沪硅产业打破了我国12英寸(300mm)半导体硅片国产化率几乎为0的局面,推进了我国半导体关键材料生产技术自主可控的进程;中环股份现也已具备3-12英寸全尺寸半导体硅片产品的量产能力。
总的来说,当下全球市场主流的产品是12英寸,使用比例超过70%,主要应用在智能手机、计算机、人工智能、固态硬盘等高端芯片上。目前4-6英寸的硅片已可以满足国内需求,8英寸也日渐成熟,进入大规模国产替代阶段,但12英寸才刚刚进入初级阶段,还面临EPI、位错等诸多难题待解决,替代之路仍任重道远。
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