2021 年首个大型半导体业贸易展、一年一度的半导体业界盛会 SEMICON China 2021 正式开幕。SEMICON China 展会已连续举办 33 届,本届 SEMICON China 提供线下、线上两种观展方式,共为期 3 天,设置 9 大展馆,有 1100 余家厂商参展。

开幕式上,多位产学界大牛分享对半导体产业发展的洞察。中国半导体行业协会理事长周子学、长电科技 CEO 兼董事郑力、紫光集团联席总裁陈南翔三位业界领军人物分别阐述了对近期全球芯片产能紧缺问题的原因思考和趋势预测等;中国工程院院士&浙江大学微纳电子学院院长吴汉明分享了其对中国芯片制造业发展现状的观察,认为中国半导体制造业发展尚未 “过热”,还需加速。

除上述业界大牛外,ASML 总裁兼 CEO Peter Wennink、SEMI 总裁兼首席执行官 Ajit Manocha 等人还通过录制视频的方式,表达了对中国抗疫成果的认可,以及对中国半导体产业的祝福。

一、周子学:2020 年中国 IC 产业营收同比增长 17.8%

中国半导体行业协会理事长、中芯国际董事长周子学分享了过去一年间中国乃至全球半导体产业的发展情况,并分享其对近期全球芯片供应紧缺情况的思考。

周子学称,2020 年的一场新冠疫情,强化了全球人民对万物互联的需求,导致芯片用量远超预期,各国半导体面临着难得的机遇。从销售情况来看,去年全球集成电路产业销售额达到 4390 亿美元,同比增长 6.5%。国内方面,据中国半导体行业协会初步统计,2020 全年中国集成电路产业销售同比增长 17.8%,预计 2021 年增长势头还将持续。

近期,“芯片短缺”成为全球半导体行业的一大关键词,汽车行业甚至因此而停产减产。周子学亦分享了其对这一问题解法的思考,他说:“半导体产业是国际化产业,开放、合作、创新才能解决这一局面,任何其他方向都是错误的。”

二、吴汉明:不加速发展,未来芯片产能差距相当于 8 个中芯国际

对于外界对中国芯片业发展过快、过热的担忧,中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明持有不同意见。他说:“如果我们不加速发展,未来中国芯片产能(与先进国家的)差距,将拉大到至少相当于 8 个中芯国际的产能,因此我们必须加快速度。”

吴汉明称,中国半导体制造业的发展,面临着政治、产业两方面的壁垒,以及精密图形技术、新材料、提升良率三大工艺挑战。对此,中国芯片制造业应从发展特色工艺、先进封装、系统架构三方面寻求发展机会,并建设举国体制下的公共技术平台,以实现产学研协同创新。

壁垒与挑战方面,半导体产业是一种重要的战略性、全球分工型产业,目前盛行的一些单边主义做法对其造成了破坏。另外,我国在芯片制造装备、原材料供应等方面存在短板;另外,随着芯片制程迈过 28nm,单个晶体管的成本出现较明显的上升,可以认为芯片业迈进了后摩尔时代。这一背景下,集成电路产业面临着逼近物理极限和成本上升的瓶颈。

吴汉明认为,后摩尔时代,芯片制程逐渐逼近物理极限,取得材料方面的突破,将成为芯片性能进一步跃升的机会。同时,这一赛道中玩家尚少,亦成为国内半导体产业的机遇之一。另外,建设本土可控的成熟制程产线,比寻求进口的高端制程产品更有意义,“相比完全进口的 7nm,本土可控的 55nm 意义更大”。

此外,吴汉明提到,提升中国芯片制造实力的过程中,企业与科研院所 / 高效在创新体系中找好位置,树立产业导向的科研文化十分重要。

三、郑力:车载芯片缺货背后的技术原因

长电科技 CEO、董事郑力,分享了其在全球芯片产能紧缺下的观察与思考。郑力分享,与前几年发生的芯片产能紧缺不同,这一波的芯片产能紧缺罕见地波及到了汽车行业,这为全球汽车芯片成品制造(封测)业同时带来了机遇和挑战。

分析全球汽车缺芯的原因,一方面在于汽车产业对芯片功能的要求越来越复杂、对芯片的成品制造技术要求也越来越高。大众汽车集团(中国)执行副总裁兼董事、研发部负责人穆拓睿认为,汽车行业 80% 的创新都由半导体驱动。郑力则认为,考虑到软件需要在芯片上运行,可以说汽车行业逾 90% 的创新均有半导体驱动。

具体来说,车载芯片可分为 ADAS 处理器及微系统、车载信息娱乐与车辆安全、车载传感器及安全控制、新能源及驱动系统这四类,每类均对成品制造技术提出不同的要求。

另一方面,与工业、消费类产品不同,车载芯片对芯片的安全性、可靠性要求极高,因此难以从其他领域转移产能来 “应急”。

以汽车传感器芯片为例,这类芯片种类较多,部分产品需采用技术难度较大的可湿焊封装技术进行封装,还需通过 AEC-Q100 Grade-0 等更高等级认证。

另外,成品制造业受到全球芯片材料供应紧缺影响,封装线材价格上扬,造成了报价的提升。

挑战的另一面,全球汽车芯片成品制造亦面临着机遇。随着车载芯片功能日益复杂化,传统车企逐渐抛弃全流程自主生产的 IDM 模式,而是将芯片设计、制造、封测环节委托给更专业的芯片玩家。据郑力分享,2021 年全球汽车芯片成品制造有望同比增长 17.8%,车载芯片制造供应链正开启重组模式,有望引发全新机遇。

四、陈南翔:芯片供需失衡将成新常态

紫光集团联席总裁陈南翔在演讲中回顾了 2016 年至今半导体产业曾发生的产能紧缺情况。他提到,芯片产业作为周期性产业,此前供需情况呈现出 “库存、消化、库存”三段式变化,但从 2020 年至今,全球芯片产业已不再符合这一规律。

可以看到,2020 年,疫情下宅经济拉动芯片需求量上升,全球半导体产业产值同比增长逾 7%;从 2021 年开年至今,全球芯片产能短缺情况趋向 “爆发”,甚至波及到汽车领域。

展望未来,陈南翔认为,供应端产能的扩充正在进行中,但将难以满足需求端的成长要求,芯片供需失衡将成为一种新常态。

据陈南翔分享的数据,到 2030 年,全球集成电路产业规模有望达到 1 万亿美金,以 2020 年为基数,2030 产能需达到 2~2.6 倍才能满足需求的发展,2026 年产能则需要翻倍。

而从供应端来说,目前的晶圆制造玩家由于担忧市场对晶圆产能的需求 “极盛而衰”等,扩产计划较为谨慎。另一方面,部分特色工艺不仅需要扩充产能,还需要打造合理、有竞争力的成本结构,短期难以实现。

陈南翔认为,面向新常态下的碎片化、孤岛化挑战,商业上共享供应链、技术上探索先进封装工艺等或将成为解法。

结语:坚持分工合作、推动创新是半导体业永恒主题

2020 年至今,全球疫情发展尚未平息、单边主义盛行、芯片产能紧缺持续发酵…… 种种意想不到的情况为半导体产业链条带来许多不确定性。面对诸多挑战,SEMICON China 2021 展会上的多位开幕演讲嘉宾分享了他们对解法的思考:坚持全球分工合作、不断推动技术创新。

同时,对于中国而言,在作为全球芯片产业链建设一份子的同时,坚持推动建设自主可控的芯片产业链,促成产能内循环亦十分重要。