国产芯片迎来曙光，1600亿打造芯片基地，解决芯片生产全流程

为解决我国“缼芯少魂”的困境，我国早有不少企业投身于芯片行业，并在自己的领域默默耕耘。而在美国对华为制裁不断升级后，大众对于中国芯片事业发展的关心程度骤然提升，有越来越多低调的芯片企业被带到大众的眼前。中芯国际、上海微电子等都是其中的代表企业。

不过，我国芯片事业毕竟起步晚，海外 科技 企业早已形成了密不透风的技术壁垒，想要冲破阻碍何其艰难。况且， 仅芯片制造一个环节便有光刻、刻蚀、清洗等十多道工艺，每道工艺又都需要独特的设备等 ，因此，想要全面打破海外技术封锁，谈何容易。

为解决我国面临着的芯片卡脖子的难题，国家队终于出手斥资1600多亿元，打造上海港临芯片制造项目 。据悉，该项目为构建全品类、全产业链国家集成电路综合产业基地，致力于解决芯片生产全流程。上海本就是人才聚集、经济发达之地，是全球大都市。

而且， 上海早已云集中芯国际、海思等一众国产芯片巨头，并实现了全产业链布局，芯片设计、制造、封测企业均有在此落户。 因此，国家这一项目以上海为依托再合适不过。目前， 已有40多家集成电路产业相关企业于上海临港落地，半导体材料、半导体设备企业也在其中。

作为国际化大都市的上海已经孕育出了无数产业，相信在此扎根的半导体产业也将散发出耀眼的光芒，国产芯片将迎来曙光。而且，我国半导体企业本在近来就取得了亮眼的成绩。 在芯片制造领域，中芯国际已实现14nm芯片量产，并着手研发12nm工艺、N+1工艺芯片。

在半导体设备、材料领域，上海微电子28nm immersion式光刻机预计将于2021年交付 。而 上海新阳则在光刻胶领域实现突破，上海新升的半导体硅片也已经达到业界领先的300mm 。中国电子 科技 集团的高能离子注入机也取得令人欣喜的成果。 华卓精科光刻机双工作台系统也打破ASML技术壁垒。

在芯片设计上，我国更是成果丰硕，华为海思自是无需多言，中兴也具备芯片研发设计全流程能力，其5nm芯片也将于2021年与众人见面。同时，中兴、紫光展锐等企业也取得不俗的成就，令人瞩目。

期待我国芯片企业能早日打破垄断。

文/BU 审核/子扬 校正/知秋

芯片产业链核心环节为产业链中游的芯片设计、芯片制造、封装测试。而上游基础EDA软件、材料和设备是中游制造的关键，中国芯片在这部分较为受制于人，其中芯片产业链最薄弱的环节为最上游的EDA软件。目前，中国国芯片产业链布局最完整的地区位于上海。

芯片产业链包括上游基础层、中游制造层和下游应用层。上游EDA软件/IP、材料和设备是芯片产业的基础，其中EDA软件/IP是中游芯片设计的关键材料和设备是芯片制造和封测的基础。中游制造是芯片产业链的核心，包括芯片设计、芯片制造和封装测试。下游应用领域主要包括通讯设备、汽车电子、消费电子、军事、工业、物联网、新能源、人工智能等等。

芯片产业链的最上游为EDA产业，也是整个产业链最高端的行业。EDA软件是芯片之母，是芯片设计必需的软件工具。目前，全球芯片设计的高端软件EDA被美国Synopsys、Cadence、Mentor三大公司所垄断。本土EDA企业有华大九天、广立微电子、芯华章、概伦电子等。

上游的材料和设备是中游芯片制造和芯片封装测试的基础，材料中硅片所占比重最大，约为30%，其次是电子特种气体、光掩膜和光刻胶。国产硅片空间广阔，沪硅产业和中环股份为中国生产半导体硅片的龙头企业。半导体设备龙头企业中有北方华创、盛美半导体、中微公司、晶盛电机等。

因此选取了我国芯片产业链中上游环节的制造企业中注册资金为5000万元以上的企业，其中部分被国外垄断的行业如电子特种气体、溅射靶材、抛光材料、光刻胶等行业选取了注册资金2000万以上的企业。芯片中上游制造企业较多分布于上海、江苏、广东、浙江、北京等地区。

芯片产业链中上游各个环节的行业龙头企业集中在上海，上游EDA软件的代表企业概伦电子，原材料部分生产大硅片的龙头企业沪硅产业，制造半导体设备的龙头企业盛美半导体，中游芯片设计、封装测试的龙头企业中芯国际、紫光展锐、华虹半导体等。上海的芯片产业布局是全国最完整的。

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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