受多重因素叠加影响,连日来,全球范围内多家半导体巨头股价集体跳水,此情此景让人不禁要问,市场转冷趋势显现,半导体产业的“寒冬”是否已经来临,未来还将何去何从,国内企业又该如何应对?多家企业股价下跌,半导体市场转冷半导体巨头英伟达自10月2日创下每股292.76美元的历史高点以来,已经下跌了近一半。截至11月19日收盘,该股交易价格为144.7美元。在过去的2016至2017年,英伟达堪称科技股中的“妖股”,2016年股价累计上涨224%,2017年上涨81%,而今年三季度营收不及预期,盘后跌逾16%。美国股市其他芯片公司也呈现下跌态势,AMD跌3.6%,美光科技跌1.7%,英特尔跌1.0%,苹果跌0.5%。除美国外,其他国家和地区芯片公司股票也呈现下跌态势,如台积电与联发科遭证券分析机构调低评价等级及目标价,反映了法人对半导体产业最担心的两大不利因素,包括整体经济变动影响半导体产业环境,以及由于太过依赖智能手机,导致如今手机市场增长趋缓对半导体产生的反作用力。资深行业观察家莫大康对中国电子报记者坦言,产业转冷趋势的确已十分明显,特别是今年第四季度。这一现象符合规律,无论是存储器制造行业还是整个半导体产业,都是靠“量大”来驱动的,因此一些细微的复杂因素被放大,国内企业应做好充分准备加以应对。Gartner半导体和电子研究副总裁盛陵海告诉《中国电子报》记者,产业趋冷现象真实存在,它是由半导体行业的特性决定的,与投资和供给的平衡有关。多重原因叠加,促使市场转冷2017年半导体市场因存储器的带动作用走向历史新高,2018年至今,从材料、设备、设计等多个领域内相关企业的现状来看,产业转冷现象渐显。“此次市场转冷,总结来说可分为三点原因。”莫大康说。莫大康认为,第一点原因,半导体产业深受存储器价格影响,2017年的辉煌靠的是存储器价格拉动,2018年的下滑同样是拜其所赐,可谓涨也存储器,落也存储器。目前我们看到的“下滑”和“转冷”,也符合半导体产业和存储器行业的周期性发展规律,因此,这一趋势似乎是客观存在,不可避免。除了存储器价格下滑,智能终端产品市场缩水也对半导体产业转冷造成一些影响。“过去几年智能手机等移动终端设备的大幅增长,使得存储器需求旺盛一时,然而现在智能手机等终端设备市场已经接近饱和,市场逐渐缩水,半导体产业也受到一些影响。”莫大康说。物联网、汽车电子、AI、AR/VR等市场对产业的带动呼声很高,但是莫大康认为,目前新兴市场都只是在培育和成长的过程之中,市场空间还尚未开发。“AI、AR/VR、汽车电子、物联网等市场对半导体产业的带动作用毋庸置疑,但是目前来看,这些市场刚刚起步。尤其在传输方面,5G还尚未成熟,这些市场的带动作用还没得以发挥。”莫大康说。他认为,不仅如此,全球半导体产业的发展同样深受国际大环境的影响。国际和区域经贸关系不但影响到关税和相关产业链,更主要的是对心理方面的影响。提振信心应对转冷期产业转冷是否会带动起紧张氛围?盛陵海表示,半导体周期往复是产业正常现象,半导体本身发展会有很多不确定的因素,国际环境、技术升级等各方面因素都会影响半导体产业的走势。“但是有一点能够肯定的是,在产业周期性变化的过程中,企业应该努力延长高峰期,缩短低谷期。低谷期并不可怕,可怕的是企业没有创新,越是具有创新的企业,在低谷期,越有可能找到新的爆发点。”盛陵海说。在危机中寻找契机,在契机中化解危机,在行业转冷时期做足准备,走过寒冬便是春。莫大康告诉记者,面对半导体产业转冷,中国企业首先要做的应该是提升自身信心。我国半导体产业目前距离国际水平还有一定的差距,但是差距并不是无法追赶的,中国企业需要先树立自身信心,才能有所突破。在我国政策的积极扶持下,目前半导体企业在国内遍地开花。莫大康表示,在层出不穷的企业中培养骨干十分重要。
摩尔定律的延伸受到物理极限、巨额资金投入等多重压力,迫切需要别开蹊径延续工艺进步。而通过先进封装集成技术,可以更轻松地实现高密度集成、体积微型化和更低的成本。封装行业将在集成电路整体系统整合中扮演更重要的角色,也将对产业的格局形成更多影响。随着先进封装的推进,集成电路产业将展现出一些新的发展趋势,有先进封装的集成电路产业样貎将会有所不同。
先进封装增速远超传统封装
当前 社会 正处于新技术与新应用全面爆发的背景下,移动设备、大数据、人工智能、5G通信、高性能计算、物联网、智能 汽车 、智能工业等快速发展。这些技术与应用必将对底层芯片技术产生新的需求。据麦姆斯咨询的介绍,支持这些新兴大趋势的电子硬件需要高计算能力、高速度、更多带宽、低延迟、低功耗、更多功能、更多内存、系统级集成、更精密的传感器,以及最重要的低成本。这些新兴趋势将为各种封装平台创造商机,而先进封装技术是满足各种性能要求和复杂异构集成需求的理想选择。
系统级封装可以将一个或多个IC芯片及被动元件整合在一个模块中,从而实现具有完整功能的电路集成,它也可以降低成本,缩短上市时间,同时克服了SoC中诸如工艺兼容、信号混合、噪声干扰、电磁干扰等难题。
3D封装通过晶圆级互连技术实现芯片间的高密度封装,可以有效满足高功能芯片超轻、超薄、高性能、低功耗及低成本的需求,被大多半导体厂商认为是最具有潜力的封装方法。
总之,在市场需求的带动下,越来越多先进封装技术被开发出来,先进封装的市场占比将会进一步扩大。统计数据显示,从2017年到2023年,整个半导体封装市场的营收将以5.2%的年复合增长率增长,而先进封装市场将以7%的年复合增长率增长,市场规模到2023年将增长至390亿美元,传统封装市场的复合年增长率则低于3.3%。
展现三大发展趋势
随着先进封装技术的发展以及市场规模的扩大,其对于整个集成电路产业结构将产生越来越大的影响。首先是中段工艺的出现并逐渐形成规模。随着传统封装技术向先进封装过渡,有别于传统封装技术的凸块(Bumping)、再布线(RDL)、硅通孔(TSV)等中段工艺被开发出来,并且开始发挥重要作用。中芯长电半导体首席执行官崔东表示,仅靠缩小线宽的办法已经无法同时满足性能、功耗、面积,以及信号传输速度等多方面的要求,因此半导体企业开始把注意力放在系统集成层面来寻找解决方案,也就是通过先进的硅片级封装技术,把不同工艺技术代的裸芯封装在一个硅片级的系统里,兼顾性能、功耗和传输速度的要求。这就产生了在硅片级进行芯片之间互联的需要,进而产生了凸块、再布线、硅通孔等中段工艺。而中段硅片加工的出现,也打破了前后段芯片加工的传统分工方式。
其次,制造与封装将形成新的竞合关系。由于先进封装带来的中段工艺,封测业和晶圆制造业有了更紧密的联系,在带来发展机遇的同时,也面临着新的挑战。中段封装的崛起必然挤压晶圆制造或者封装测试业的份额。有迹象表明,部分晶圆厂已加大在中段封装工艺上的布局。晶圆厂有着技术和资本的领先优势,将对封测厂形成较大的竞争压力。传统封测厂较晶圆制造业相比属于轻资产,引入中段工艺后,设备资产比重较传统封装大大增加,封测业的先进技术研发和扩产将面临较大的资金压力。
最后,推动集成电路整体实力的提升。后摩尔时代的集成电路产业更强调产业链的紧密合作,强化产业链上下游之间的内在联系,要求各个环节不再是割裂地单独进行生产加工,而是要求从系统设计、产品设计、前段工艺技术和封测各个环节开展更加紧密的合作。企业对于先进封装业务的竞争,最终还需表现为产业链之间综合实力的竞争。
中国应加快虚拟IDM生态链建设
近几年中国集成电路封测产业实现了高速发展,有了长足的进步,然而国内集成电路封测产业链整体技术水平不高也是不争的事实。半导体专家莫大康认为,中国现在非常重视集成电路产业,推动先进封装业的发展就是非常必要的了。中国的封装测试是集成电路三业(设计、制造、封测)中起步最早的,与国际水平差距也比较小,因此完全有能力发展起来。
华进半导体总经理曹立强在近日的演讲中再次提出,推动国内“EDA软件—芯片设计—芯片制造—芯片封测—整机应用”集成电路产业链虚拟IDM生态链的建设,以市场需求牵引我国集成电路封测产业快速发展。集成电路的竞争最终会表现为产业链之间综合实力的竞争,先进封装的发展需要从工艺、设备和材料等方面的协同。
在新的技术趋势和竞争环境下,集成电路产业越来越表现为产业链整体实力的竞争。过去几年,国际半导体制造公司纷纷加大力度向先进工艺挺进,在持续大规模资本投入扩建产能的带动下,一些半导体制造大厂同样具备了完整的先进封装制造能力。
应对这样的产业形势,曹立强指出,重点在于突破一些关键性技术,如高密度封装关键工艺、三维封装关键技术、多功能芯片叠层集成关键技术、系统级封装关键技术等。建设立足应用、重在转化、多功能、高起点的虚拟IDM产业链,解决集成电路产业领域的关键技术,突破技术瓶颈。
国产设备到底差在哪?中国半导体行业要实现从跟踪走向引领的跨越,装备产业将是重要环节。国内半导体设备龙头企业北方微电子副总裁纪安宽认为,发展国产半导体装备具有重要战略意义,半导体设备国产化将大幅降低中国芯片制造商的投资成本,提高中国芯片制造竞争力。
但由于半导体设备对本土企业存在着很高的进入门槛,目前国产化率较低。“半导体设备研发周期长,投资额大且风险高,而且越先进的制程工艺设备造价越高,比如一台ASML的光刻机动辄就是4千万~5千万美元。”纪安宽表示,“即使研发成功也较难打入国际大厂的供应链。”
从产业链的角度来看,先不说技术难度,单论各环节在中国的适应性,即是设计<封装<制造<设备和材料。行业专家莫大康认为,发展设备业之所以最为困难,除了资金、人才等问题,最关键是使用量太少。
莫大康曾在全球最大的半导体设备企业——美国应用材料公司供职多年,他从五个方面总结了半导体设备国产化的难度:
一是半导体设备市场已日趋专业化和全球化。当下,全球设备业通过兼并、淘汰,在每个细分市场中仅剩下1~2家、至多3~4家企业,竞争十分激烈,如光刻机领域ASML一家独大,且均面向全球市场。反观国内企业,基础较弱,有能力切入海外市场的很少。
二是半导体设备的独特地位。上世纪80年代末期开始,半导体设备企业开始把工艺能力整合成在设备中,让用户买到设备就能保证使用,并且达到工艺要求。因此有一代器件,一代设备之说。这是半导体设备如此昂贵的原因,也是对国内企业的极大挑战。
三是由于出货数量少,设备企业难以负担工艺试验线的费用。为此,国内只能采取对下游制造企业进行补贴,利用制造企业的产线帮助设备企业进行试验的办法,这种方式显然多有掣肘。一台设备从研发、样机开始,必须经过大量硅片通过等工艺试验,才能发现问题,并进行改型。这样的过程要重复多次,改型多次,才能最后定型。并且出厂前要经过马拉松试验,测算平均无故障时间等。
四是韩国和我国台湾地区也曾致力于设备国产化,但成效不大,目前全球市场主要仍被美国和日本企业掌控,这也从侧面体现了难度。
五是设备业需要产业大环境配合。从成本构成来看,表面上我国设备企业和国外企业相差不大,如关键零部件都是采购而来,人员和管理费用也相仿,但是实际上,产业大环境却十分不同。比方说,西方的股权激励制度更为灵活,员工积极性高;同是采购零部件,我国企业因为是进口,所以要承担税费,而且有些零部件订货需要出口许可证;因为订货量相对小很多,采购价格高;产业配套条件不同,如实现某些设计验证国内企业要花更高的成本;缺乏人才等。更多关于半导体的资讯请登陆http://ic.big-bit.com/
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