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葉甜春:全產業鏈數據干貨!走出中國特色集成電路創新之路

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5月23日,第26屆集成電路制造年會暨供應鏈創新發展大會在廣州召開,大會期間,中國半導體行業協會集成電路分會理事長、中國集成電路創新聯盟副理事長兼秘書長葉甜春發布重磅主題報告。結合電子信息制造業、集成電路設計業、制造業、封測業、裝備業、材料業、零部件全產業鏈最新數據,談了中國集成電路產業的發展思路和觀點。特別是其中詳實的產業數據從更廣、更新的視角展示了中國集成電路產業的發展。

01

中國電子信息制造業發展情況

從行業的整體發展來看,中國電子信息制造業一直在快速的增長,2023年,我國的電子信息制造業規模達到了21萬億,包括80%以上的筆記本電腦,80%以上的數字電視、80%以上的機頂盒等等。與之緊密相關的我們看集成電路的數據,從海關統計的結果來看,我們看到集成電路進口額從2022年的2.76降到2023年的2.46萬億元?梢哉f現在中國芯片產品進口額開始出現下降趨勢,這種趨勢背后是中國本土集成電路產品開始快速增長,市場份額不斷擴大。

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備注:這是中國規模以上電子信息制造業報告,包括80%以上的筆記本電腦,80%以上的數字電視、80%以上的機頂盒等等

02

中國集成電路設計業發展情況

葉甜春認為真正出現產品進入市場的是設計業。原來中國設計業一直保持兩位數的增長,2023年在全球負增長的背景下,中國設計業依舊保持了8%的增長。

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03

中國集成電路制造業發展情況

從設計業的數據我們能看到我們制造業的客戶端的情況。去年,制造業有非常微弱的增長,整個制造行業形勢艱難的原因是在前幾年爆發式產能、行業周期、疫情等因素,低迷期被迫拉長,行業處于銷庫存的狀態。即使是在這種情況下,中國制造業仍有0.5%的增長。但是我們也注意到,從2008年國家重大專項開始實施到2023年,我國制造業銷售額增長9.86倍。

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集成電路制造的行業也在不斷創新。在邏輯技術上,器件結構正在從FinfFET向GAA演變,背面供電技術、光電互聯等引起廣泛關注。在存儲技術上,DRAM持續縮微,HBM技術持續演進(HBM3E),因為大算力的需求,需求已經起來了;DRAM的新方案備受關注,GAA、IGZO、無電容結構等,路線尚不明確;以及SK海力士的321層NAND已經被報道。對中國來講,存儲器可以看到一個發展的新路徑,但邏輯技術上國內目前仍然處于追趕狀態。

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把中國大陸本土整體制造業分為內資企業、臺資企業以及外資企業來看(如上圖),在2019年之前,內資企業的制造業占比較低。從2020年開始增長,這得益于本土源源不斷的新廠投產,新的產能開始釋放,市場份額也隨之開始增加。

有人提出,現在我們行業里面產能是不是過剩了?實際上,中國本土制造業里內資企業的占比增長后也只占到了39.3%,剩下的外資企業占到51.6%,臺資企業9.1%?偠灾,在中國的整個制造板塊里,仍然具有全球化的特征。

內資企業本身的占比在提升,但仍然是不夠的。這并不是通過建更多的廠來解決,而是我們的產品結構有問題。如果大量的廠都集中在中低端,沒有進入高端市場,中國未來發展前景是有問題的,因此高端是我們行業努力的一個目標。

04

中國集成電路封測業發展情況

封測業發展一直比較穩健,當年占比就比較高,去年略有下降,但整體來看,封測內部結構上趨于合理,現在中國封測行業開始往技術高端發展,中芯北方、武漢新芯、長鑫存儲加入2.5D interposer以及混合鍵合領域。另外,國產2.5D/3D裝備持續突破,曝光、刻蝕、沉積、顯影、去膠、電鍍等多款裝備進入國內量產線,另有多家發布混合鍵合類產品。盛合晶微實現2.5D CoWoS量產,助力昇騰系列芯片實現真正國產化。以及華進半導體聯合中科院微電子所和華大九天共同發布了針對2.5D轉接板工藝的APDK,推動2.5D集成芯片-封裝協同設計。

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05

中國集成電路裝備業發展情況

裝備業這幾年增長可以用鼓舞人心來形容。

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2008年中國集成電路裝備業銷售額只有17億,十五年過去,這個數字增長了41.6倍。尤其是在2018年以后,裝備業迎來了快速增長期,去年保持了34.92%增長,這樣的增長趨勢還會繼續下去。明年可能仍然是較高甚至更高的增長速度。

這也很清楚的反映了,在中國制造供應鏈開始受限、進口受限的時候,本土裝備業廠商抓住了這個機遇,填補了市場真空,支撐了整個產業的發展。

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具體數據來看,2023年全球半導體銷售額仍處于下行周期,國際設備主要代表企業5家合計營收同比下降0.99%,合計935億,國內14家代表設備廠商總體增速達35%,遠高于國際企業。設備企業營收曲線符合半導體“M”周期規律,經歷了上下行周期,當前消費端重啟備貨,存儲廠商營收走強,預測2024年設備市場進入回升?焖僭鲩L的同時仍要注意國內的裝備企業的差距。

對比國產裝備企業規模、研發投入較國際企業仍有較大差距。2017至2023Q3,國際代表廠商(5家)研發投入累計569億美元,占營收合計12.52%。2017至2023Q3,國內代表廠商(14家)研發投入累計38億美元,占營收合計21%,高于國際同行業。2017至3Q2023,國際企業營收合計約為國內企業的25倍,國際企業研發合計投入約為國內企業的15倍。

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下一階段中國供應鏈里,就如何讓自己的產品走向高端做深做透,在技術創新上要做很多事情。中國企業的實力是有限的,需要社會各方支持。如果可以把現在的高速增長持續下去,實力提高,我們就會越來越有信心。中國本土裝備企業能夠在比較惡劣的環境下支撐住整個產業的發展,這給了我們希望和信心。

06

中國集成電路材料業發展情況

材料行業發展也一直比較穩定,這里統計的包括泛半導體材料,2008年至2023年中國集成電路材料業增長了9.64倍。

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葉甜春介紹了社會比較關心的材料業的一些情況:

1.2023年半導體材料產品銷售收入704億元,上市公司達33家。

2.12英寸45-28納米工藝用材料品種覆蓋率超過70%;先進存儲工藝用材料品種覆蓋率超過75%。其中大硅片產品取得全面突破,實現對國內FAB廠主要工藝的全覆蓋,光刻膠取得突破性進展,I線膠市占率超過20%;KrF膠市占率達10%,ArF千式膠開始批量應用部分品種ArFi浸沒式膠開始小批量應用。濺射靶材實現對國內FAB廠的全面供應,部分產品國際市場占有率超過40%。本土企業已成為cMP拋光材料、特種電子氣體、工藝化學品的主力供應商。

3.封裝材料也取得長足進展。傳統封裝用主要材料實現自主供應;先進封裝用DAF膜、粘結膠、解鍵合材料、減薄膜、cPU封裝用TIM1等產品實現小批量供應;封裝用光刻膠、PSPI等正在驗證迭代之中。

當制造業在一個地方發展,它的供應鏈尤其材料首先要做到本土化,這就是降本增效必然的趨勢。新的國際形勢對中國的產業發展有很多限制,但這反而給中國本土材料企業帶來了新的市場空間。原來的競爭對手退出了這個市場,我們自己進去了。未來,材料企業也要做深、做透、做高端。

07

中國集成電路零部件發展情況

在往年的報告里,并沒有統計零部件,但是現在大家對零部件空前矚目。因為在裝備的制造生產運營過程中,零部件是消耗性的,中國的零部件市場規模在增長,近六年復合增長率26%;更重要的是本土零部件企業的收入也在增長,近六年復合增長率達到65%,是一個非?斓脑鲩L速度。

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葉甜春提到要特別感謝中國的制造業,他們能夠有耐心投入資源,投入精力去幫助供應鏈成長,促進行業共同的發展。這幾年我們零部件原來很少很弱,最后突然就發展起來。

這是中國工業的底蘊,工業就是光機電自動化這些東西在工業的潛力被挖掘出來之后,零部件慢慢就跟上了,裝備也跟上了,材料也跟上了,這幾年中國集電路產業制造業在重壓之下挺住了,最終依靠的就是中國的工業底蘊。我們有全世界最全的工業門類,支撐著集成電路產業,集成電路產業也在支撐中國工業未來向高端的邁進,這是非常好的良性循環。

08

中國集成電路的發展戰略

拆解分析了集成電路產業鏈各環節的發展情況后,葉甜春葉提出了中國集成電路發展戰略思考。

從2018年開始,被“卡脖子”后自主可控變得愈發重要。之后我們意識到光自主可控不夠,光國產化不夠,我們要自立自強,更要一起發展。之后做了很多的“補短板”工作,國家專項做支撐,補材料、補零部件、補裝備……補好短板做好防守。

回頭看,原來采取的是戰術措施、應急措施,但是總體來看,中國需要在一個已有的全球化體系里面建立自己的位置,要從全產業鏈環節逐漸的找到自己的位置,但是我們自己產業沒站穩。中國的后發優勢是跑得快、少走彎路,但是帶來的劣勢就是路徑依賴。

全球也都在考慮這個事情,設計產品架構創新肯定要做的,將來走到2納米、3納米的時候要做架構創新,我們在7納米之前就要考慮架構創新,這也是三維系統封裝這幾年火熱的原因。先發者面臨制程困難的時候,后發軍的急迫性要比全球其他地區更迫切,所以chiplet應運而“火”。

“路徑依賴”是制約我國集成電路向高端邁進的最大“卡點”,倒逼行業開展路徑創新,形成新賽道。戰略上看,在傳統技術路徑上,我國集成電路先進制程發展遭遇全方位“圍追堵截”,如不能開辟新的賽道,3-5年內有重回中低端的風險。

多年以后摩爾定律走不下去的時候,走到接近物理極限時,一定要想到別的路徑。這就倒逼中國現在要提前開始考慮新的路徑,找到新的賽道,這就是我們現在行業的情況。

全行業、行業協會、創新聯盟等最近三年提出的都是全球化,開辟新的賽道,打造新的生態,推進再全球化是中國集成電路全產業未來10年甚至20年的重大任務。

我們的戰略目標就是建立內循環,引導雙循環。利用一帶一路開放合作政策,不是推翻全球的化體系,我們要維持全球化體系,在利益全球化的情況下,重塑循環體系。

我們戰略任務首先是在傳統賽道。先進制程攻堅克難,成熟制程邁向高端,供應鏈要著力鍛造長板,掌控供應鏈自主發展權。這并不是說放棄了傳統賽道,“拐彎”換路。而是主戰場也要做,戰略協同去開辟新的戰場。

在傳統路徑上面,不能只是想著先進制程就是高端的,成熟制程就是中低端的。集成電路任何一個工藝節點都有高中低端產品,成熟制程也有高端產品,如果我們的制程進步到了14納米7納米,但產品性能不行,它仍然是低端品。因此目光不能只盯著先進的,14納米,28納米以上的成熟制程下的高端品也至關重要,有自己的特色產品,特色創新,這樣才能掌握住發展的主動權。

其次是路徑創新變換賽道。擺脫技術和產業的路徑依賴,新老賽道戰略協同形成特色發展的新的主賽道,建立非對稱優勢和戰略制衡能力,贏得發展主動權。我們要擺脫的路徑依賴,不光是技術的技能依賴,要有新的產業模式,新的產品。

最后是應用創新,以產品為中心,以行業應用方案為牽引,開展應用創新形成新的芯片產品體系及標準,引導形成新的國際國內雙循環。

不光是現在的電子信息行業,集成電路的發展需要汽車、家電、工業等多個行業的支持,所以要以應用、產品為主,以行業應用方案為牽引,不能只是簡單的替代,而是系統創新。立足于現有的制造能力,通過系統的解決方案先減輕對集成電路芯片的壓力,然后共同打造一個新的生態。有了這種標準和解決方案,才能真正的形成雙循環。

最后,葉甜春還提到了當前行業對“路徑創新”的若干認識誤區。1.誤認為路徑創新是要替代傳統賽道,另起爐灶成新的主賽道;2.“顛覆性創新”流于概念,缺乏產業視野、忽視工業體系;3.三維系統封裝脫離產品設計架構創新,陷于閉門造車;4.眼光不能只盯著所謂“先進制程”,忽視成熟制程的特色創新;5.全產業鏈仍未擺脫“單純替代”的思維等。

中國集成電路行業從“頂得住”發展到了“如何向高端發展”,從自身的角度去看,積小勝為大勝,小的產品創新到大的體系架構的創新,再到生態創新,需要全行業的積累。

       原文標題 : 葉甜春:全產業鏈數據干貨!走出中國特色集成電路創新之路

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