十年后哪家公司会成为中国芯片制造业的龙头?

十年后哪家公司会成为中国芯片制造业的龙头?,第1张

芯片行业是一个产业,而不是某一个企业,这里面所涉及的上下游企业比较多,有半导体材料,芯片设备,芯片设计、芯片制造、芯片产品封测等多个环节。这里面任何一个环节对技术的要求都非常高,而且很复杂,单凭一个企业不可能完成芯片所有程序的制造。

所以具体10年之后,哪些芯片企业有机会成为我国芯片行业的龙头,不应该从某个企业独立去分析,而是要从多个环节中当中的优秀企业去分析。我们就按照芯片制造的上下游从上到下来分析一下哪些企业有这样的潜力。

1、芯片设计代表企业:华为海思和紫光集团。

处理器代表企业:华为海思。

中国芯片设计跟世界其他国家仍然有较大的差距,目前唯一能拿得出手的就是华为海思,华为海思在一些关键芯片设计上已经处于世界先进水平。比如手机cpu,华为海思的麒麟系列已经达到了世界前5的水平,其中麒麟 980 处理器与苹果的 A12 处理器均采用了台积电的 7nm 工艺,是目前世界上少数采用 7nm 工艺的厂商之一。此外华为在ISP芯片、人工智能芯片等方面也具有一定的优势。  

存储器代表企业:紫光集团。

紫光集团是清华大学旗下的高科技企业,是国内的存储芯片设计龙头,目前紫光集团是中国最大的综合性集成电路企业,全球第三大手机芯片企业;在企业级IT服务细分领域排名中国第一、世界第二;  

2、半导体材料:浙江金瑞泓和南京国盛电子。

浙江金瑞泓,它是国内半导体硅材料行业的龙头,目前是我国大陆唯一具有硅单晶锭、硅研磨片、硅抛光片、硅仆延片、芯片制造的完整产业链的半导体企业。

南京国盛电子,这是中国电子科技集团第五十五研究所下属单位,主要从事高性能半导体硅外延片的研发、设计、制造和加工,多年来市场占有率一直稳居第一,是国内领先的硅外延材料供应商。

3、芯片制造设备:上海微电子和中微电子。

芯片制造是一个复杂的过程,而且需要很多高精尖的设备,目我国制作芯片的高端设备基本上都依赖于进口,不过目前我国也有一些企业技术已经取得一些突破,来10年将会有很大的进步空间,我们来列举两个典型的例子。

光刻机设备生产商代表:上海微电子

上海微电子是在国家科技部和上海市政府共同推动下,由国内多家企业集团和投资公司共同投资组建的高科技企业,目前是我国光刻机的领先企业,能够生产90纳米工艺的光刻机。  

除了上海微电子之外,未来我国还有可能诞生一家更加厉害的光刻机企业,因为目前中科院光电所已经研究出了光刻深度达到22nm级的技术,在经过曝光技术升级后可以应用制造10nm级芯片,关键是使用这一技术的光刻设备成本仅为国外同类设备的1/3,如果基于这个技术的光刻设备能够实现量产,那无疑会打破目前ASML在高端光刻机垄断的局面,不过目前这一技术什么时候能够用在芯片以及智能芯片制造上,仍然是一个未知数。

蚀刻机设备代表企业:中微半导体。

说到光刻机大家都熟悉,但说到蚀刻机可能很多朋友并不熟悉,但光刻机和蚀刻机都是生产芯片非常重要的设备,刻蚀机不同于光刻机。光刻机是激光将掩膜版上的电路临时复制到硅晶圆片上,而刻蚀机是按光刻机在硅片上刻好的电路结构在硅片上进行微观雕刻。  

目前我国在芯片制造设备上呈现两个极端,光刻机跟国际先进水平有很大的差距,但蚀刻机却已经达到世界先进水平,而蚀刻机的主要代表企业是中微电子。目前中微半导体能够提供7纳米蚀刻机,这个水平目前也是处于世界先进水平,中微半导体也是台积电5大蚀刻机供应商之一。更关键的是中微半导体自主研发的5纳米等离子体蚀刻机已通过台积电验证,而且性能表现优异,这也是目前全球集成电路芯片上的最小线宽,预计2020年它将用于台积电世界上第一条5纳米工艺生产线。

4、晶圆代工(芯片制造):中芯国际和华虹集团。

最近几年中国在芯片制造方面的进步是非常明显的,目前中芯国际、华虹集团在中低端芯片制造市场具有一定竞争力的,其中中芯国际在高端芯片制造上也具有一定的能力。  

目前,中芯国际最为先进并已投入量产的工艺是28nm工艺,2019年中芯国际有望投产14nm工艺生产线,而且未来随着中芯国际从荷兰进口7纳米的光刻机,也有可能上线7纳米工艺生产线。

5、封装测试代表企业:长电科技

芯片并不是制造出来马上就能使用,还需要经过封装测试才能成为最终的成品。目前我国的芯片封装测试技术水平和世界一流水平已经不存在代差,体量已经进入世界前三位,且发展速度显著高于其他竞争对手。在芯片封测这个环节上,目前最具有代表性的企业是长电科技,长电科技成立于1972年,目前长电科技已成为全球知名的集成电路封装测试企业。

以上是目前芯片行业当中我国最具有代表性的企业,也是未来10年之内我国在芯片行业里最具潜力的企业。但是芯片行业的发展不是固定不变的,未来随着技术的不断进步,很有可能会出现一些更加先进的企业出来。不管怎么样,我们希望我国的芯片发展越来越好,能够诞生越来越多的优秀芯片企业,这样才能突破一些国家的封锁,真正做到独立自主。  

华为作为国内智能手机行业的技术天花板和全球5G通讯龙头,其在海内外市场的广泛影响力招来了国外厂商的妒忌。为了限制我国半导体行业的发展,以美国为首的半导体垄断联盟开始打压国产半导体厂商。

但华为终归是华为,在美国垄断联盟的高强度打压下,华为依旧在2021年4月22日完成麒麟芯片的商标注册。彼时,有关华为3纳米麒麟芯片正在设计的消息传播开来。不知大伙是否想过这样一个问题,倘若不计成本,华为能否制备出3纳米麒麟芯片呢?

我是柏柏说 科技 ,资深半导体 科技 爱好者。本期为大家带来的是:国内芯片代工制程的发展现状、若整合国内顶尖制程技术,华为3纳米麒麟芯片能否实现量产的分析。

芯片制程可分三大环节:逻辑芯片设计、芯片代工制造、芯片封装测试。为了便于大家理解,这里为大家逐个环节解析。首先是逻辑芯片设计,逻辑芯片设计需要经过很多环节,其中最重要的技术便是指令集架构。

在这里穿插一点,由于华为拥有ArmV8架构的永久使用权,在此推测麒麟9010有很大概率是基于ArmV8架构打造的。但Arm公司于2021年推出了新一代ArmV9架构,但因美国技术限制的影响,华为无法使用Arm公司最新推出的ArmV9架构。苹果A15以及骁龙895使用的是ArmV9架构。

回到国内,架构方面,我们拥有龙芯中科推出的具有自主知识产权的loong Arch架构,由于可以编译Linux *** 作系统,loong Arch架构可以用在手机芯片的设计当中。这给未来Loong Arch的推广以及国产指令集架构完成国产替代化埋下伏笔。

有关半导体芯片的封装测试,与我们在芯片代工领域被光刻机“卡脖子”的处境不同,我国在芯片封装测试环节中的技术比较可观。虽说与国外依旧存在一些距离,但可以满足半导体芯片封装技术的绝大部分要求。例如国内市占率第一,全球市占率13%的长电 科技 。

简单介绍完逻辑芯片设计与芯片封装测试,下面便是决定我国能否实现芯片自主化生产目标的关键因素“芯片代工环节”。芯片代工可分为晶圆制造、关键尺寸量测、晶圆曝光、刻蚀、清洗等环节。而在晶圆制造、刻蚀机、清洗、关键尺寸量测设备上,目前我国基本上能够实现自给自足的目标,最重要的便是光刻机。

换句话说,光刻机是制约我国半导体行业发展的关键因素。光刻机分为三大核心技术:双工件台、光刻光源、光刻镜头。双工件台我们有北京华卓精科,值得一提的是,华卓精科是继ASML之后,全球第二家掌握双工件台技术的中国厂商。上海微电子的28纳米浸入式光刻机,使用的双工件台系统便是华卓精科的。

光刻光源方面,清华大学破冰“稳态微聚束”光源,缩短了光源波长,助推我国未来半导体芯片制程的发展。长春光机所、上海光机所、哈工大团队着手EUV光源,成功破冰国外技术壁垒,推出了与ASML EUV光刻机同等效力的极紫外光源。

至于难度最高的光学镜头,中科院承接的超高能辐射光源、中科科仪旗下的中科科美推出的 直线式劳埃透镜镀膜装置及纳米聚焦镜镀膜装置,为光镜头提供了一定的技术支持。但这只是解决了光学镜头的其中一个环节,有关镜头的镜面打磨和材料等问题,还没有得到解决。换句话说,镜头已经是国产半导体需要着重攻坚的项目。目前我们只是实现了光镜技术从零到一的突破。

倘若排除成本,华为的3纳米麒麟芯片可以通过什么方式实现生产呢?

激光雕刻与采用石墨烯、硫化铂材料的浸入式生产。我国对激光技术的应用可谓炉火纯青,曾经卡住美国半导体发展十五年的福晶 科技 旗下的KBBF晶体便是一个很好的例子。采用激光雕刻,可以满足3纳米及3纳米以下的芯片生产。但该类方式的生产效率很慢,时间成本、人力成本以及设备后续的维修费也很高。

其次是石墨烯晶圆与硫化铂材料制程的半导体芯片,由于其内置规格的优越性与极高的热传导性、导电性。同等制程下制成的石墨烯芯片、硫化铂芯片其性能是传统硅基芯片的5~10倍。倘若不计较后续材料、技术推进所需的设备、人才培养费,石墨烯与硫化铂材料可以满足华为3纳米芯片的生产。

目前我们在芯片代工领域中实现了许多从无到有的突破,芯片制造已经来到了28纳米的制程节点。有关14纳米制程,中国电子信息产业发展研究院电子信息研究所所长温晓君在接受采访时表示:我国将在2022年完成14纳米项目的攻坚,实现14纳米制程设备的交付。祝愿国产半导体厂商愈发强大,在半导体领域中早日掌握自主权。

对于我国的半导体行业发展现状,大伙有什么想说的呢?对于国产半导体行业的发展,你有什么好的意见或是建议呢?欢迎在下方留言、评论。我是柏柏说 科技 ,资深半导体 科技 爱好者。关注我,带你了解更多资讯,学习更多知识。

麒麟处理器是华为在中国拥有的芯片。它是由华为海思开发、TSMC制造的芯片。这是目前中国大陆唯一可以大规模生产和广泛使用的芯片。海斯是全球领先的无晶圆厂半导体和器件设计公司。原华为集成电路设计中心。海麒麟芯片被定义为完全国产的芯片,但自从禁令发布后,这款芯片仍然处于缺货状态,因为这款芯片的制造工艺等一些关键因素使得国内公司无法生产。以前的代工公司是TSMC,但自从禁令以来,TSMC已经停止加工这种芯片,所以华为的许多手机仍然使用另一种外国骁龙芯片。例如,p50使用骁龙888芯片,而不是自己的麒麟芯片。


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