硅|中国可以制造芯片吗?

台积电8英寸晶圆实验室的现场。 (图片来源:台湾半导体制造有限公司)

斯图尔特·兰德尔(Stewart Randall)继续他的系列文章,探讨中国为实现独立于集成电路进口而做出的努力。

冒着听起来过于消极的风险,让我们讨论一下中国的半导体晶圆厂/晶圆厂情况。晶圆厂是很难想象中国完全独立于集成电路(IC)进口的重要原因之一:中国没有任何地方可以制造出最先进的芯片。半导体独立性“大基金”已将该地区列为优先事项。

我保证我会写一些关于中国半导体发展的正面文章,但这是现在的热门话题。台积电(TSMC)否认的谣言上周笼罩着美国对晶圆代工厂商台积电(TSMC)削减对华公司销售的压力。因此,让我们看一下IC行业的这一关键部分:物理上制造芯片。

什么是晶圆厂?

晶圆厂或铸造厂是制造半导体的工厂。为了制造最前沿的芯片,晶圆厂需要来自世界各地的资本设备,其中最先进的设备来自欧洲,美国和日本。

晶圆厂内部发生的事情类似于炼金术。从某种意义上讲,至少在讨论硅芯片时,他们正在使用ASML和LAM等公司的设备将沙子变成芯片。这不是一个一时兴起的行业。一台ASML光刻机(占生产线的一部分)成本约为1亿美元。

像英特尔这样的集成设备制造商都在运营自己的晶圆厂,但是今天我们正在研究“纯晶圆厂”。纯晶圆厂不设计芯片,尽管有些晶圆厂与设计服务合作伙伴紧密合作。他们通常制造芯片以订购诸如HiSilicon或Qualcomm之类的“无晶圆厂” IC公司,以GDSII类型文件的形式接收设计。

中国的晶圆厂怎么样?

富有想象力的“台湾半导体制造公司”(TSMC)主导着全球纯晶圆厂市场,接近50%的市场份额。三星以18%的差距位居第二。来自美国的第三名Global Foundries仅占9%的市场份额。

在这个行业中,有两家主要的中国公司:“半导体制造工业公司”(SMIC)(我认为他们试图在想象力部门击败台积电)和“华虹”。这两个公司分别在全球市场中占有5%和1.5%的份额,大部分销售在中国。虽然这两个晶圆厂在28Nano(nm)以上的产品中具有广泛的竞争力,但在下面的任何产品中都处于挣扎状态,而最小的工艺就是高端芯片所在的位置。

中国的晶圆厂落后了,由于以下几个原因,它们很难追上来:获得最新设备,人才匮乏,竞争迟到。

设备

领先的设备公司需要很长时间才能制造最新的设备。像ASML和LAM Research这样的公司自然会将最大的客户放在第一位。台积电和三星将永远排在第一位。

此外,设备制造商无法轻易扩大生产能力,以使中国的晶圆厂能够更快地使用极紫外光刻(EUVL)等设备。使它们所需的技能很少而且相差很远。

地缘政治也阻碍了按时交付或更糟糕的最新设备的方式。一家名为福建金华的存储器制造商在2018年底因美国出口禁令而被切断与该设备的联系。除了没有美国和与美国有联系的欧洲供应商以外,该公司不得不取消一个60亿美元工厂的计划,而且看来仍然没有生产任何芯片。截至今天,该公司的网站已打开,但其产品页面(中文)为空。

天赋

最好的人才自然是最好的公司。如果您是该行业的应届毕业生,则需要去台积电或三星。否则,您甚至可以选择其他行业。

这很有趣,但是我曾经与之交谈的每位SMIC工程师(管理层之外)都抱怨工资低,工作时间过长(想想996,有时甚至更糟)。夜班也不好玩。现在,台积电(TSMC)等公司的极端工作时间可能相似,但工资情况却不同。

为了填补人才缺口,中芯国际和其他公司一直以高薪和其他津贴的台湾,韩国和日本工程师为目标。大笔资金已投入到这类人才招聘中,这有助于赢得一些新员工,但也可能引起当地工程师的不满,他们所获得的薪水不及外国同行。迄今为止,额外的人才并没有帮助中国的晶圆厂赶上来。其他障碍实在太大。

定时

中国的晶圆厂迟到了,在技术上一直落后,如上所述,在购买设备方面排在后面。它并非在每个部门都适用,但在这里确实是先发优势。中芯国际进入该行业的时间比台积电落后13年,而19年后,它在技术上仍然落后,在商业上也远远落后。

例如,直到今年之前,中国没有一家晶圆厂能够制造FinFET设计。无需赘述,FinFET是当前的最高端工艺,它可以使用3D结构将更多的晶体管装入特定区域。台积电自2010年代初开始生产FinFET。经过几次延误,其中一些是由于美国对ASML施加的压力,中芯国际终于宣布一条14NanoFinFET生产线已经在几个月前投入生产,只是开始小批量生产,并声称随着我们的发展,已经开始批量生产。说话。同时,台积电和三星已经成熟到7nm,明年将有5nm,并已开始建造3nm晶圆厂。

前景如何?

迄今为止,中国的半导体大基金投资于纯晶圆厂和存储厂,在这两个领域,至少在商业上,几乎没有什么明显的成果。但是请注意这个空间。七月份募集了2000亿元人民币(约合280亿美元)的大型基金Mark II可能会继续在这些领域进行大量投资,但解决这个问题只能投入很多。像ASML这样的行业大王制造商是台积电和英特尔的一部分,这使得中国的晶圆厂难以领先于先进设备,而且鉴于技术的敏感性,中国的投资或收购似乎不太可能。

摆脱困境的唯一方法是,实际上,第二大资产管理公司将其资金用于创建中国资本设备制造商。似乎这是一个焦点,特别是等离子蚀刻设备。我以为大陆等离子蚀刻设备制造商Naura将获得部分资金来突破目前的14nm限制,但仍然没有迹象表明中国在高端光刻方面有强大的实力。没有一家工厂,中国的晶圆厂仍将依赖国外技术。外国设备供应商全部离职后,我们都看到了福建金华的风采。

尽管其他国家也有类似的依赖,但由于地缘政治原因,中国的集成电路供应面临风险,即使世界上有很多钱,它也不会很快拥有自己的替代设备。

资讯来源:由0x资讯编译自TECHNODE。版权归作者Stewart Randall所有,未经许可,不得转载
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