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“高職低配”的大硅片,到底是產(chǎn)能過剩還是落后?

2020/03/11
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中國大硅片產(chǎn)線建設(shè)紛紛上馬,規(guī)劃的產(chǎn)能,已經(jīng)超過了全球的需求產(chǎn)能,未來中國大硅片供給會不會過剩?隨著代表中國半導(dǎo)體材料先進生產(chǎn)力的“硅產(chǎn)業(yè)”提交科創(chuàng)板申請,把中國在集成電路大硅片領(lǐng)域的科技水平,徹徹底底地展現(xiàn)在了資本市場面前。為什么一邊是大硅片依賴進口,晶圓廠無米下鍋,另一方面“硅產(chǎn)業(yè)”的大硅片產(chǎn)線的產(chǎn)能利用率卻連連下降?看到本文最后,你可能略知一二。

最近,代表中國半導(dǎo)體材料先進生產(chǎn)力的“硅產(chǎn)業(yè)”公司,提交科創(chuàng)板申請,把中國在集成電路大硅片領(lǐng)域的科技水平,徹徹底底地展現(xiàn)在了資本市場面前。

眾所周知,硅片是集成電路的核心原材料,目前有 90%以上的集成電路是基于硅片設(shè)計的,而且對于集成電路制造過程中的原材料,硅片也占到了 30%以上的成本。

可見,硅片在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上的重要位置,這是基礎(chǔ)材料,也是核心材料。

在集成電路制造領(lǐng)域,如同摩爾定律不斷向更小線程(10nm-7nm-5nm)演進一樣,作為基礎(chǔ)材料的硅片,也逐步向大尺寸遷移。硅片越大,但硅片上可生產(chǎn)的芯片數(shù)量就會越多,單個芯片的分?jǐn)偝杀揪蜁汀?/p>

2 月底的消息,《瓦森納協(xié)定》的 42 個國家,包括美國、日本,出臺新的限制舉措,加大管制對象,新追加了可轉(zhuǎn)為軍用的半導(dǎo)體基板制造。

雖然沒有具體的詳細(xì)文件,但業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為,這里的半導(dǎo)體基板主要指的就是大硅片技術(shù)。在半導(dǎo)體制造環(huán)節(jié),日本是掌握著很多“卡脖子”環(huán)節(jié)的,比如 2019 年日本政府就曾限制對韓國出口部分半導(dǎo)體材料,讓韓國相關(guān)業(yè)界高度緊張。

這其實是顛覆很多人想象力的,印象中硅片產(chǎn)業(yè),我國能力也不差啊,從 2016 年開始,全國各地大硅片項目建設(shè)紛紛上馬,根據(jù)不完全統(tǒng)計,共有 17 個大硅片項目建設(shè)并投產(chǎn)。

這些大硅片項目合計規(guī)劃產(chǎn)能為 670 萬片 / 月,而 2018 年全球 12 英寸硅片需求也僅在 600-650 萬片 / 月,也就是說,中國區(qū)域內(nèi)的大硅片產(chǎn)線的產(chǎn)能,已經(jīng)超過了全球的需求量。

這是前幾年有人驚呼,大硅片產(chǎn)能要過剩了!

但實際情況如何呢?正好“硅產(chǎn)業(yè)”公司來了,申報科創(chuàng)板的招股說明書,可是公司最真實、最徹底的展示。

根據(jù)“硅產(chǎn)業(yè)”的招股說明,上面圖表中的 17 個大硅片產(chǎn)線項目中的上海新昇,就是“硅產(chǎn)業(yè)”公司的子公司。上海新昇是 12 英寸(300mm)半導(dǎo)體硅片的行業(yè)新進入者,2018 年下半年才進入規(guī)?;a(chǎn)。

而公司的大硅片業(yè)務(wù)也拖累了公司業(yè)績,受 2019 年全球半導(dǎo)體行業(yè)景氣度下降的影響,12 英寸大硅片的產(chǎn)能利用率只有 44.36%。

為什么一方面是大硅片緊缺,目前國內(nèi) 12 英寸晶圓幾乎全部靠進口、晶圓廠無米下鍋,另一方面“硅產(chǎn)業(yè)”公司卻產(chǎn)能利用率嚴(yán)重下降呢?

根據(jù)招股書披露,“硅產(chǎn)業(yè)”公司 12 寸大硅片產(chǎn)品可應(yīng)用于 40-28nm、65nm、90nm 制程,而用于 20-14nm 制程的大硅片還處在研發(fā)階段,更別提適用于 10nm、7nm、5nm 制程的硅片了。

在半導(dǎo)體制程工藝中,以 28nm 為分水嶺,大于 28nm 的制程被稱為傳統(tǒng)制程,小于 28nm 的制程被稱為先進制程。而當(dāng)下主流先進半導(dǎo)體制程工藝已經(jīng)來到了 7nm,而三星和臺積電都已經(jīng)確定 5nm 工藝進度,年內(nèi)也會大規(guī)模量產(chǎn)。

在摩爾定律的驅(qū)動下,半導(dǎo)體芯片的制程已經(jīng)從上世紀(jì) 70 年代的 1μm、0.35μm、0.13μm 逐漸發(fā)展至當(dāng)前的 90nm、65nm、45nm、22nm、16nm、10nm、7nm。隨著制程的不斷縮小,芯片制造工藝對硅片缺陷密度與缺陷尺寸的容忍度不斷降低。

因此先進制程工藝下,大硅片的表面微粗糙度、硅單晶缺陷、金屬雜質(zhì)、晶體原生缺陷、表面顆粒尺寸和數(shù)量等技術(shù)指標(biāo)要求也更加高,這些參數(shù)將直接影響半導(dǎo)體產(chǎn)品的成品率和性能。

由此可見,即便“硅產(chǎn)業(yè)”公司能夠量產(chǎn) 12 英寸大硅片,也是分三六九等的,產(chǎn)品品質(zhì)能不能跟國外 PK,能不能匹配主流工藝,下游晶圓廠愿不愿意用、敢不敢用,也是制約產(chǎn)能利用率和產(chǎn)銷量的一個重要因素。

至于那些紛紛上馬的大硅片項目,質(zhì)量又能如何呢?It‘s a question.

反正在中環(huán)股份的股吧里,有股民提到這個問題,中環(huán)股份的董秘卻顧左右而言他。

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公眾號科創(chuàng)之道主筆,標(biāo)準(zhǔn)的EE、CS專業(yè)理工男。從事研發(fā)、咨詢、投資工作15年,主要關(guān)注領(lǐng)域為半導(dǎo)體、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等,目前專注于風(fēng)險投資和企業(yè)服務(wù)領(lǐng)域,平時喜歡把一些工作上的感悟隨手記下來,希望通過自己的文字,融合IT產(chǎn)業(yè)和投融資行業(yè)知識,為跨行業(yè)溝通搭建一座橋梁。