國產(chǎn)化晶圓制造內(nèi)資占比降至27%，內(nèi)資芯片龍頭僅排名第三！

近日，中國長城旗下鄭州軌道交通信息技術(shù)研究院(以下簡稱“鄭州軌交院”)在研制半導(dǎo)體激光隱形晶圓切割設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)上，推出了支持超薄晶圓全切工藝的全自動12寸晶圓激光開槽設(shè)備。

據(jù)官方介紹，該設(shè)備除了具備常規(guī)激光開槽功能之外，還支持5nm DBG工藝、120微米以下超薄wafer全切割功能、晶圓廠IGBT工藝端相關(guān)制程和TAIKO超薄環(huán)切等各種高精端工藝，為國產(chǎn)化半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈再添“利器”。

據(jù)悉，該設(shè)備采用的模塊化設(shè)計(jì)，可支持不同脈寬(納秒、皮秒、飛秒)激光器。自主研發(fā)的光學(xué)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)光斑寬度及長度連續(xù)可調(diào)，配合超高精度運(yùn)動控制平臺等技術(shù)，與激光隱切設(shè)備完美結(jié)合、相輔相成，解決了激光隱切設(shè)備對表面材質(zhì)、厚度、晶向、電阻率的限制，真正實(shí)現(xiàn)了工藝的全兼容，對有效控制產(chǎn)品破損率、提高芯片良率有著極大幫助。

高端智能裝備是國之重器，是制造業(yè)的基石，半導(dǎo)體工業(yè)在實(shí)現(xiàn)中國制造由大到強(qiáng)的發(fā)展中肩負(fù)重要使命。據(jù)介紹，鄭州軌交院的研發(fā)團(tuán)隊(duì)與國內(nèi)著名高校的知名專家攻克技術(shù)難題，取得了國產(chǎn)開槽設(shè)備在5nm先進(jìn)制程以及超薄工藝(處理器等產(chǎn)品)的重大突破，在晶圓加工穩(wěn)定性、激光使用效率、產(chǎn)品切割質(zhì)量等方面均達(dá)到了新的高度。目前，芯片設(shè)計(jì)越來越小，要求設(shè)備精度越來越高，該設(shè)備的成功研制不僅標(biāo)志著中國長城在晶圓激光切割領(lǐng)域已經(jīng)擁有強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)實(shí)力，也將助力封裝廠家提升工藝水平、開展新工藝，助力芯片設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)出更為先進(jìn)制程的芯片，對進(jìn)一步提高我國智能裝備制造能力具有里程碑式的意義。

自中美爆發(fā)貿(mào)易戰(zhàn)以來，國內(nèi)的半導(dǎo)體事業(yè)雖然遭遇了一定的挫折，但總的來說經(jīng)過兩年的發(fā)展，已經(jīng)迎來了快速發(fā)展階段。也由量轉(zhuǎn)入到質(zhì)的增長階段開始輻射到可穿戴智能家居以及新能源汽車等諸多下游產(chǎn)業(yè)當(dāng)中。

自2011年以來，我國分立器件市場不斷擴(kuò)大。而根據(jù)半導(dǎo)體協(xié)會數(shù)據(jù)顯示該產(chǎn)業(yè)的年復(fù)合增長率達(dá)到8.8%，截至2018年銷售實(shí)現(xiàn)了2650億。隨著行業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)在芯片設(shè)計(jì)，封裝以及制造等重點(diǎn)領(lǐng)域，也在不斷加大創(chuàng)新力度。重視掌握核心技術(shù)的同時(shí)帶動質(zhì)量提升，快速推動該產(chǎn)業(yè)的快速增長，國產(chǎn)化也得到了大幅度提高。尤其是在中低端產(chǎn)品方面，基本上實(shí)現(xiàn)了全國產(chǎn)化，并且在政策以及行業(yè)的推動下相關(guān)廠商也逐步參與到國際市場的供應(yīng)體系。

在2010年，我國集成電路雖然獲得了長足發(fā)展，但從規(guī)模來看和國外的企業(yè)相比整體產(chǎn)值比較小，并且在技術(shù)上和國外先進(jìn)技術(shù)存在較大差距。近兩年在政策以及市場等諸多因素推動一下，該產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了總量以及質(zhì)量和技術(shù)的同步增長，并且產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也在不斷優(yōu)化。截至2018年底，產(chǎn)業(yè)鏈中的設(shè)計(jì)占比達(dá)到了38%，而制造占比實(shí)現(xiàn)了27%至于封測占比達(dá)到了33%，初步實(shí)現(xiàn)了較為合理的產(chǎn)業(yè)格局。

4月6日報(bào)道，2021年，國產(chǎn)半導(dǎo)體正熱，但在中國大陸排名靠前的十大芯片制造企業(yè)中，有五家都是英特爾、三星、SK海力士、臺積電、聯(lián)電等國際芯片制造巨頭在中國大陸設(shè)立的子公司。這使得它們所生產(chǎn)的“國產(chǎn)”芯片，與人們普遍理解成“由中國本土企業(yè)自主研發(fā)生產(chǎn)制造”的“國產(chǎn)”概念稍有區(qū)別。

近日，在美國參議院的聽證會期間，美國共和黨籍參議員Rick Scott指責(zé)英特爾于中國設(shè)有工廠，并希望其關(guān)閉廠區(qū)并撤離中國。英特爾CEO帕特·基辛格(Pat Gelsinger)則回應(yīng)稱，如果英特爾想要成為全球最大的半導(dǎo)體供應(yīng)商，就必須加入中國。

在華建廠也并非英特爾一家公司特有的做法，三星、SK海力士、臺積電、聯(lián)電這些國際巨頭在中國大陸開設(shè)子公司、建廠的時(shí)間都已有近20年歷史。

近年來，這些國際芯片巨頭不斷加碼在中國的企業(yè)，其中國大陸子公司甚至比國產(chǎn)半導(dǎo)體玩家發(fā)展得更快、更好。

根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會集成電路分會理事長葉甜春此前的演講，2016年-2020年中國大陸前十大晶圓制造企業(yè)中，內(nèi)資企業(yè)銷售收入的整體占比從44%降低到了27.7%，而余下的份額均由外企、臺企貢獻(xiàn)。

本文將梳理這些國際芯片巨頭在中國大陸的制造、封測布局。

一、晶圓制造內(nèi)資占比降至27%，內(nèi)資芯片龍頭僅排名第三

在芯片的國產(chǎn)化趨勢下，中國半導(dǎo)體行業(yè)在銷售額和晶圓廠建設(shè)上都取得了很大的成績。

中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，2020年，我國集成電路產(chǎn)業(yè)的銷售額達(dá)到8848億元，其中集成電路制造業(yè)近年保持著23%的增長率，在2020年?duì)I收達(dá)到了2560億元。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2021年我國集成電路產(chǎn)量增長了33.3%。

除了產(chǎn)能，在晶圓廠建設(shè)方面，中國的增長速度也領(lǐng)先于歐美、韓國、日本等地區(qū)。據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI)報(bào)告，中國預(yù)計(jì)將在2021年和2022年新建16座晶圓廠，其中中國大陸將新建8座晶圓廠，高于美洲的6座、歐洲+中東的3座、日本的2座和韓國的2座。

半導(dǎo)體國產(chǎn)化踏浪前行，“卡脖子”環(huán)節(jié)成長屬性凸顯。近年來新應(yīng)用、新技術(shù)驅(qū)動全球半導(dǎo)體 產(chǎn)業(yè)快速成長，與此同時(shí)，在政策以及資本的協(xié)同助力下，國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已取得長足的進(jìn)步， 根據(jù) IC insights 數(shù)據(jù)，20 年國內(nèi) IC 需求規(guī)模 1430 億美元，供給規(guī)模 227 億美元，自給率約16%，較 19 年提升 1.2pct，預(yù)計(jì) 25 年有望達(dá)到近 20%。

整體來看，國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍存在廣闊的國產(chǎn)替代空間，尤其設(shè)備、材料、EDA、高端芯片設(shè)計(jì) 仍為主要卡脖子環(huán)節(jié)。我們認(rèn)為，在當(dāng)前地緣政治不確定性升級的背景下，國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成長 屬性凸顯，設(shè)計(jì)企業(yè)的崛起將拉動配套制造、封測需求，推動相關(guān)廠商積極擴(kuò)產(chǎn)，并積極導(dǎo)入國產(chǎn)設(shè)備、材料，國內(nèi) EDA、設(shè)備、材料等上游“卡脖子”環(huán)節(jié)有望迎來黃金發(fā)展時(shí)期。

EDA(Electronic Design Automation，電子設(shè)計(jì)自動化)是指利用計(jì)算機(jī)軟件完成大規(guī)模集成電 路的設(shè)計(jì)、仿真、驗(yàn)證等流程的設(shè)計(jì)方式，融合了圖形學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、微電子學(xué)，拓?fù)溥壿媽W(xué)、 材料學(xué)及人工智能等技術(shù)。對于如今上億乃至上百億晶體管規(guī)模的芯片，設(shè)計(jì)規(guī)模越來越大，制造工藝越來越復(fù)雜，必須依靠 EDA 工具完成電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、版圖驗(yàn)證、性能分析等工作， 降低設(shè)計(jì)成本、縮短設(shè)計(jì)周期。EDA 軟件作為集成電路領(lǐng)域的上游基礎(chǔ)工具，貫穿于集成電路設(shè)計(jì)、制造、封測等環(huán)節(jié)，是集成電路產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略基礎(chǔ)支柱之一。

EDA 行業(yè)競爭格局高度集中，主要由 Cadence、Synopsys 和西門子 EDA(原美國 Mentor Graphics，被德國西門子收購)三家美國公司壟斷，2020 年占據(jù) 78%份額。華大九天與其他幾 家企業(yè)，憑借部分領(lǐng)域的全流程工具或在局部領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢，位列全球 EDA 行業(yè)的第二梯隊(duì)， 合計(jì)份額約 15%。第三梯隊(duì)的企業(yè)主要聚焦于某些特定領(lǐng)域或用途的點(diǎn)工具，整體規(guī)模和產(chǎn)品完整度與前兩大梯隊(duì)的企業(yè)存在明顯的差距，僅占全球市場 7%份額。國內(nèi)廠商市場競爭力弱，20年全球市場份額占比合計(jì)僅 1.6%，國內(nèi) EDA 軟件自給率也僅 11.5%。

目前，國內(nèi) EDA 廠商與海外領(lǐng)先廠商的差距主要體現(xiàn)在：

1)產(chǎn)品布局尚不完善，未形成生態(tài)：EDA 工具眾多，且不同環(huán)節(jié)的輸入輸出格式有所差別，軟 件之間的兼容性和拓展性是 Fabless 客戶必須考慮的問題。因此客戶往往會選擇一家廠商提供自 己需要的全部工具，而國內(nèi)廠商目前以點(diǎn)工具為主。

2)技術(shù)、工藝更新存在時(shí)滯：EDA 公司需要借助晶圓廠積累的大量測試數(shù)據(jù)探索物理效應(yīng)和工 藝實(shí)施細(xì)節(jié)的準(zhǔn)確和高精度模型化。但目前國內(nèi)廠商在先進(jìn)制程的技術(shù)較薄弱，導(dǎo)致本土 EDA 公 司與先進(jìn)工藝的結(jié)合較薄弱，限制了國內(nèi) EDA 廠商在中高端市場的競爭力。

3)其他諸如與領(lǐng)先設(shè)計(jì)公司、晶圓廠的信任壁壘待突破;研發(fā)團(tuán)隊(duì)及人才儲備等方面。