集成电路作为新一代信息技术的基础,经过多年部署,我国目前主要有四个产业集聚区,分别是以上海为中心的长三角、以北京为中心的环渤海、以深圳为中心的泛珠三角和以武汉、成都为代表的中西部区域。
在上述四个区域中,不仅有上海、北京、无锡这类已经布局多年的城市,也有南京等后发奋起的城市。
随着集成电路新政的出台,产业再度迎来利好,下一步区域和城市产业发展过程中该如何协同?
四个区域十大城市
由于集成电路产业对当地的资源禀赋条件要求很高,因此目前国内集成电路产业基本都分布在省会城市或沿海的计划单列市,并基本呈现“一轴一带”的分布特征。
“这种‘一轴一带’是十几年前就有的布局,沿江发展轴是从成都、重庆、西安、武汉、合肥,一直到南京、上海;沿海发展带是从大连、北京、天津、青岛再到厦门、福州、深圳、广州,呈现一个燕翅型的布局。其中,以上海为中心的长三角是燕头,珠三角、京津环渤海是两个翅膀,中西部是燕子的尾巴。”赛迪顾问副总裁李珂告诉第一 财经 记者。
根据芯思想研究院2020年中国大陆城市集成电路竞争力排行榜,前10强中,长三角地区占五席,分别是上海、无锡、合肥、南京、苏州,珠三角地区深圳入围,环渤海北京入选,中西部有成都、西安、武汉入选。
这个排名,其实也和我国已有的集成电路产业格局相符。“集成电路产业并不是一个新兴的朝阳产业,一投入就能看到效果,它从政策、资金、产业基础、上下游的配套再到人才,都需要长期投入才能慢慢看到成效。”李珂说。
具体来看,上海排在榜单首位,集成电路是其三大重点产业之一,已覆盖设计、制造、封装测试、装备材料等各环节领域。根据上海集成电路行业协会的数据,2019年上海集成电路产业规模已经超过1700亿元,其中设计业715亿元,制造业389亿元,封测业382亿元,设备材料业218亿元。
在企业方面,上海仅浦东张江就集聚了中芯国际、华虹宏力、华力微电子、华大半导体、紫光展锐、上海微电子装备、盛美半导体等多家知名企业;在设计领域,上海一些集成电路企业的研发能力已达到7纳米,其中紫光展锐在全球手机芯片市场份额位列第三;在制造领域,中芯国际、华虹集团的年销售额在国内位居前两位。
在今年1~5月各个领域受到挑战的情况下,上海集成电路产业仍逆势增长,销售收入实现38.7%的增长。
作为国内综合科研实力最强的地区,北京规划到2020年建成具有国际影响力的集成电路产业技术创新基地,且北京的产业规模多年来一直位居前三,并在技术研发、集成电路设计、芯片制造、封装测试、设备和材料方面都有良好基础。
而深圳作为珠三角地区集成电路规模最大的城市,规划到2023年建成具有国际竞争力的集成电路产业集群,集成电路产业规模达2000亿元,其中设计业销售收入突破1600亿元。
另外在十强城市中,江苏有三个城市上榜,分别是无锡、南京、苏州。其中既有布局多年的无锡和苏州,也有近几年开始发力的南京。
无锡是江苏集成电路产业最发达的城市。2018年和2019年,无锡集成电路产业规模均超过1000亿元,其中,2019年的产值达1178.3亿元,增长8.3%,位于江苏省第一,占比超过50%;在全国居第二,占比超过10%。
近两年,华虹半导体无锡基地(一期)12英寸生产线、中环领先大硅片、海力士二工厂、联动天翼新能源一期等重大项目在无锡竣工投产。就在8月5日,无锡市政府与江苏省产业技术研究院全面合作共建的江苏集成电路应用技术创新中心正式签约,落户锡山经济技术开发区。创新中心建成后,将形成3个以上行业级集成电路应用测试平台。该项目整体团队规模预计达130人以上,计划培养、引进大型公司高管等高层次人才20人以上,引进博士级别专业人才60人以上。
集成电路产业覆盖设计、芯片制造、封装与测试、装备与材料和EDA等多个领域。李珂对记者表示,我国集成电路产业四个主要区域,发展的重点有所不同。在长三角地区,制造环节是最核心的,无论是上海的芯片制造和设计,还是整个江苏的封装测试、芯片制造,都是这个区域的最大优势。而北京是集成电路设计领域最突出,比如全国前十大的IC设计公司,北京占了超过一半。珠三角则是在集成电路的应用领域比较突出,包括中兴、华为,以及下游的整机厂商、解决方案提供商。而中西部则处在赶超的状态,比如西安的三星、武汉的长江存储。
中国半导体行业协会统计显示,2019年,中国集成电路产业销售额为7562.3亿元,同比增长15.8%。其中,设计业销售额为3063.5亿元,同比增长21.6%;制造业销售额为2149.1亿元,同比增长18.2%;封装测试业销售额2349.7亿元,同比增长7.1%。
15.8%的增长率虽然比以往低,但相比2019年全球半导体市场同比下滑12.1%的情况,中国半导体市场仍是逆势上扬。
要在整个产业链突破
值得注意的是,虽然我国的集成电路产业经过20年发展,在设计等领域取得不小进步,但是在制造、上游装备等领域,依然和发达国家存在较大差距。
8月7日,华为消费者业务CEO余承东在中国信息化百人会2020峰会上表示,尽管华为在芯片里的 探索 从十几年前的严重落后经历了“比较落后、有点落后、赶上来再到领先”的过程,但由于制造环节的缺失,让华为即将发布的5G芯片麒麟9000很可能成为麒麟高端芯片的最后一代。他还呼吁,半导体产业链上的伙伴应该全方位扎根。
在早些时候的8月4日,国务院公布了《关于新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》(下称“新政”)。这份新政也被业内人士看作是力度最大以及覆盖范围最广的文件,包括财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等八个方面。
其中最引人注意的是减税相关内容,第一条就是针对制造企业。比如,国家鼓励的集成电路线宽小于28纳米(含),且经营期在15年以上的集成电路生产企业或项目,第一年至第十年免征企业所得税。
李珂对记者表示,如果说以往集成电路产业发展的最大瓶颈是资金,现在不管是国家大基金的设立,还是科创板支持集成电路企业上市,都很大程度上解决了资金问题,所以当前的关键是技术领域的突破。“过去我们谈产业链上的重点突破,选几个领域先突破。现在和以往不同,需要在整个产业链全面突破。”
按照以往经验,国务院发布文件以后,各部委和一线城市都会发布更具体的政策。李珂说,相比此前的《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(国发〔2000〕18号)出台后少数城市略显蜂拥的布局,本次新政出台的背景是,各地政府对集成电路产业发展的积极性仍然很高,但是更重要的是已经认清自己的城市禀赋,因此在承接项目时会更加理性。
李珂还认为,从产业发展来看,不管是经济强省还是信息产业强省,发展集成电路虽然各有侧重,但是否拥有一条12英寸的集成电路生产线是一个关键。“比如广州去年有了第一条12英寸生产线,杭州今年的重点项目也有12英寸集成电路制造项目。”
对于近年开始发力集成电路产业的后起之秀南京,还有中西部产业规模靠前的成都,李珂认为,这些地方要继续发挥自己的城市优势,比如成都要利用好自身的高校资源(电子 科技 大学),另外还要加快布局12英寸的生产线,打造完整的产业生态。
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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