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半导体产业链短板补齐成效:技术突破与龙头企业并现

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  • 2023-03-12 17:08:05
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摘要: 来源:财联社 《科创板日报》3月12日讯(记者 郭辉)半导体芯片在工业经济发展中处于至关重要的位置,半导体产业链、供应链...

  来源:财联社

  《科创板日报》3月12日讯(记者 郭辉)半导体芯片在工业经济发展中处于至关重要的位置,半导体产业链、供应链的齐备、安全与稳定,是构建新发展格局的重要基础。

  在2023年全国两会上,有关补齐半导体产业短板、稳定国产供应链,出现了许多建设性的政策方向和实际举措。

  2023年政府工作重点提到着力扩大内需的举措,要鼓励和吸引更多民间资本参与国家重大工程和补短板项目建设,激发民间投资活力。此外在加快建设现代化产业体系方面,提到要围绕制造业重点产业链, 集中优质资源合力推进关键核心技术攻关。

  3月10日,十四届全国人大一次会议表决通过了关于国务院机构改革方案的决定,批准了包括重新组建科学技术部等部门的国务院机构改革方案。

  科技部的重组,被认为是聚焦国家战略需求、深化科技体制改革、打造卓越科研体系、补齐科技产业短板的重要举措。中国科学院科技战略咨询研究院研究员周城雄撰文称,未来的国家科技管理部门将更加关注强化国家战略科技力量、加强关键核心技术攻关、打破国外技术封锁等职责目标,同时加强和聚焦基础研究。

  半导体产业链上、中游获突破

  在半导体产业中,目前我国在产业链上游的材料、设备、软件环节和中游的芯片设计、制造和封测环节均有企业布局,但在发展水平上,各环节存在差别,不少领域短板效应显著,亟待加强。

  比如我国半导体产业在设计和封测环节发展程度较好,其中封测环节多年来一直是我国半导体产业链中与国际领先水平差距最小的细分板块,而芯片设计在过去几年的产业发展中受到高度关注,中低端应用有一定增长。

  而在材料、设备,以及设计制造所需软件、高端光刻机(EUV)、高端光刻胶、电子设计自动化工具(EDA)等配套上存在一定不足,导致高端芯片,如CPU、存储器、PPGA等严重依赖进口。

  从近年政府与市场持续投入关注“卡脖子”环节,组织产业、人才、项目、企业主体对不足展开攻关,可以看到,所谓“短板”其实也并非一成不变,其中有技术突破、有企业逐步成长并形成行业引领,也有产业不同板块间出现渐次发展,资金对政策引导与市场趋势的嗅觉也更加敏锐,尽显市场活力。

  《科创板日报》记者此前曾关注,半导体设备、材料,以及CPU、GPU等高端芯片环节,在2022年有过多起重要投资事件,多个项目的单次融资额,均在10亿元人民币左右甚至更高规模。

  在产业政策引导及半导体周期轮动中,资本市场及机构主体开始重新关注项目的商业逻辑本质,随着中下游成长开始着重关注产业上游基础环节,而不是像之前一味追逐风口和概念。

  以设备、材料领域为例,“我国在半导体上游核心环节急切突破技术围堵的需求下,即使半导体在2022年进入下行周期,设备和核心零部件、材料等方面技术比较强的企业,还是获得了非常多的政策扶持和资本加持,长期我们仍然看好国内半导体核心设备和材料、零部件企业的发展。”一位半导体产业投资人告诉《科创板日报》记者。

  该投资人预计,2023年之后设备和零部件、材料会十分火热,逻辑是因为这个领域还有非常多的环节没有突破。“设备和材料是非常关键的环节,也是我们国家现在最被卡脖子的环节,设备和材料企业的护城河又非常好,建立起优势后不容易被赶超。”

  目前,我国本土半导体设备环节在清洗、热处理、薄膜沉积、刻蚀、涂胶显影等领域,具备成熟工艺制程,形成了一定的产业化能力,但在先进工艺制程方面差距非常大;而光刻、离子注入、抛光等方面还需持续突破。

  具体来看,清洗设备是我国半导体设备国产化程度最高的领域,国产化已达到30%以上;氧化扩散和热处理设备国产化率也将近30%;化学机械抛光设备国产化程度排名第三,国产化率超过20%。

  刻蚀设备、薄膜沉积设备均显现出行业龙头,如中微公司、北方华创、屹唐半导、拓荆科技、盛美半导体等;涂胶显影设备和光刻设备国产化率整体不高,但过去已完成零的突破,芯源微、上海微电子持续在相关领域研发、拓展高端产品。

  半导体材料方面,全球龙头仍以国外公司为主。但近年中国半导体材料销售额逐年增加。据SEMI数据显示,2021 年中国大陆半导体材料市场规模达 119.3 亿美元,同比增加21.90%,占全球规模的18.6%。

  值得关注的是,第三代半导体材料由于发展时间较短,国内跟国外的相差代际较第一代、第二代半导体材料更小,未来有希望在全球竞争中形成优势,并且能够在下游新能源、通信等行业的需求增长中,避免材料成为产业短板。

  高端芯片“生态密集型”特征明显, EDA、IP是短板

  “我国芯片设计公司普遍集中在中低端,同质化竞争严重。”一位半导体投资人表示,只有高端芯片设计公司长期才会有比较大的成长价值。以CPU和GPU为例,“市场空间大,难度够高,给大家的想象空间足够,因此很多投资机构都比较关注。”

  不过过去一段时期,一些CPU、GPU企业接连面临经营问题,也让行业更加重视设计能力之外的短板补足。

  “CPU、GPU本质是一个‘资本密集型’、‘生态密集型’行业,是需要持续大规模投入和持续打消耗战的‘马拉松’行业,常规创业公司基本不太可能做起来,无论创始团队过往履历多么亮眼,没有持久战能力就不可能‘杀’出来。”前述半导体投资人士称。

  高端芯片成长所需“生态”中的EDA工具、集成电路IP、芯片设计Knowhow能力,过去的不足不仅曾为国产CPU、GPU发展蒙上阴影,对当前成长中的芯片设计企业亦构成一定的风险。

  而这些能力与半导体材料、设备产业的特征相近,技术壁垒、产品护城河效应强大,当行业龙头完善产品矩阵、与上下游深入绑定,场外的企业很难撼动格局。

  但从近年国家集成电路大基金、地方政府产业引导基金、科创板、重大科技项目、产业政策等的推出,芯片设计领域所受支持力度不断提高,补短板显现出一定效果,EDA工具、芯片IP赛道出现龙头企业并完成IPO募资。

  具体来看,华大九天是国内EDA工具先行者,产品线方面拥有模拟电路设计全流程EDA工具系统、数字电路设计 EDA 工具、平板显示电路设计全流程 EDA工具系统、和晶圆制造EDA工具等领域的优势。目前该公司市场份额占比保持在50%以上。

  概伦电子则是器件建模与电路仿真领域的有力竞争者,目前已形成核心关键工具,能够支持 7nm/5nm/3nm 等先进工艺节点,和FinFET、FD-SOI等各类半导体工艺路线,客户覆盖全球几家重要的晶圆代工厂和存储器厂商。2021年12月,概伦电子成功登陆科创板,募得超过12亿元资金。

  同为科创板公司的芯原股份,目前是全球排名第七、中国大陆排名第一的IP服务商。在传统 CMOS、先进FinFET和FD-SOI等全球主流半导体工艺节点上,具有优秀的设计能力;在先进半导体工艺节点方面,该公司拥有14nm/10nm/7nm/5nm FinFET、和28nm/22nm FD-SOI工艺节点芯片的成功流片经验。

  “短板”光刻胶 市场热度再起

  光刻胶在近几年常被用来当作卡脖子的技术案例。据了解,由于光刻胶是制造集成电路的关键材料,其短板效应受影响最大的是芯片制造环节,材料的性能直接影响到集成电路芯片上的集成度、运行速度及功耗等性能。

  近期以来,光刻胶重新成为二级市场热点话题。

  荣大感光接受机构调研称,该公司干膜光刻胶、显示用光刻胶、半导体光刻胶等产品,已经面向市场实现了批量销售,其中部分产品已进入核心客户的供应链体系。受此消息影响,光刻胶板块被带动上涨,荣大感光近三个交易累积涨幅接近50%。

  联瑞新材、广信材料、南大光电作为国产光刻胶核心公司,最新研发进展、市场导入受到持续关注。

  联瑞新材表示,目前有研发和生产半导体光刻胶单体,部分产品已形成销售,主要面向境外客户,不过客户无法透露。广信材料称,公司PCB光刻胶以及TP、TN/STN-LCD光刻胶等光刻胶,均批量销售中。南大光电在互动平台表示,公司ArF光刻胶已建成年产25吨生产线,目前产品仍在客户验证阶段,量产时间需要根据验证进展和客户订单情况确定。

  尽管上述企业亦有所突破,但整体我国光刻胶产品以中低端的PCB光刻胶和LCD光刻胶为主,而技术难度较高的半导体领域的KrF、ArF光刻胶,则几乎全部依赖进口。

  EUV光刻胶方面,由于我国缺少7nm以下先进制程芯片厂,既没有大量的EUV光刻胶需求,也没有相应的供给厂商。不过从产业格局来看,全球EUV光刻的瓶颈,已从光刻机转向光刻胶,高端光刻胶成为全球性的技术挑战,也是中国企业迈不过去、未来需要瞄准攻克的目标。

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