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上海、北京、山东,为何狂买光刻机?

04/03 09:30
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近年来,半导体行业的热点新闻中,向来不乏荷兰光刻机

近日,我国和荷兰就光刻机等议题交换意见,双方重点就光刻机输华和加强半导体产业合作等议题深入交换意见。中方希望荷方确保光刻机贸易正常进行,荷方表示,中国是荷兰最重要的经贸伙伴之一,荷兰出口管制不针对任何国家,所做决定基于独立自主的评估,并在安全可控前提下尽可能降低对全球半导体产业链供应链的影响。

中国是荷兰重要经贸伙伴,这点从数据中也可窥见。2023年,中国从ASML采购了近1400台光刻机,荷兰光刻机巨头ASML的三季度财报也显示,来自中国大陆的销售收入占比达46%,将近一半。2024年1—2月份,根据中国海关总署的数据,我国从荷兰进口光刻机的数据,同比增长256.1%,进口数量32台。

值得一提的是,国内共有 9 个省市进口了荷兰光刻机,其中进口量排名前三的,分别是上海市、北京市、山东省,占比分别为 28.7%、13.8%、12.4%。

光刻机的进口量,往往能反映当地晶圆厂的规模及产能情况,而晶圆厂的一举一动,都会向外界传递出半导体行业的最新信号,是行业发展的风向标。

01、排名前三的,为何是“沪京鲁”

对于芯片制造,光刻是一个必不可少的环节。可以说,没有光刻机,就没有现代芯片产业。因此,光刻机背后的买主,自然是半导体制造工厂——晶圆厂。

ASML是全球最大的光刻机制造商,也是唯一的EUV光刻机供应厂商。2019年以来,EUA光刻机已不再向中国大陆出口。今年开年,荷兰又正式吊销了ASML向中国大陆出口NXT:2050i和NXT:2100i光刻系统(当前最先进的一批DUV光刻机型号)的许可证。

也就是说,美国对中国半导体产业“卡脖子”的关键绳索,悄然落下。

尽管如此,2024年1月至2月,我国从荷兰进口光刻机金额同比仍大幅增长。从进口额来看,上海市购买11台,花费3.03亿美元;北京市购买8台,花费1.45亿美元;山东省购买2台,花费1.31亿美元。

如此大手笔,既可以清晰洞察到各地区集成电路产业的发展现状,也可以反应其在半导体领域扩张和技术升级的需求。

首先看排名第一的上海。

2023年,上海市工业战略性新兴产业总产值占规模以上工业总产值比重达到43.9%,集成电路、生物医药、人工智能三大先导产业规模达到1.6万亿元。

从整个集成电路产业链来看,上海的产值和出口额均居全国前列,是国内半导体产业技术实力最强、规模最大的城市,其芯片产业基本涵盖了全产业链,包括了芯片设计原厂、晶圆代工制造厂、封测厂、材料厂商、设备厂商等芯片各个领域。

尤其是在晶圆制造领域,据芯师爷不完全统计,截止到2023年年底,上海主要拥有9座晶圆厂,包括中芯国际(提供从成熟的28纳米节点到先进的14纳米节点的制造服务)、华虹(专注于特色工艺技术,如模拟、功率管理、射频等)、先进半导体(提供模拟和混合信号集成电路制造服务)等明星企业,产线覆盖8英寸、12英寸,其月产能总数达50万片/月

就目前大陆地区的集成电路产业布局来看,未来很长一段时间内,上海将处在芯片制造领域前列的位置。这一地位使得上海对高端制造设备,如光刻机,有着巨大的需求。

2024年,上海将全力落实新一轮集成电路、生物医药、人工智能“上海方案”。集成电路领域,以自主创新、规模发展为重点,提升芯片设计、制造封测、装备材料全产业链能级。

芯片设计上,将加快突破面向云计算数据中心、新一代通信智能网联汽车、人工智能、物联网等领域的高端处理器芯片、存储器芯片、微处理器芯片、图像处理器芯片、现场可编程逻辑门阵列芯片(FPGA)、5G核心芯片等,这无疑将大力推动晶圆制造市场规模的快速增长。

晶圆制造上,上海在2024年将加快先进工艺研发,支持12英寸先进工艺生产线建设和特色工艺产线建设,争取产能倍增,加快第三代化合物半导体发展。

另外,根据上海市政府发布发2024年市重大建设项目计划,正式项目共191项。其中芯片半导体相关项目在科技产业先进制造业类列表中高频出现。计划建成的14项,有4项属于芯片半导体业,包括鼎泰半导体12英寸自动化晶圆制造中心项目、中微临港产业化基地、盛美半导体设备研发与制造中心、华为上海研发基地(青浦)。在建项目共58项,芯片半导体相关项目包括中芯国际12英寸芯片项目、格科半导体12英寸CIS集成电路研发与产业化项目等。

上海购买光刻机设备金额全国第一,是其集成电路产业发展的一个积极信号,为未来技术变革和市场扩张做好准备,体现了上海在晶圆代工、技术创新和未来布局等方面的综合实力和发展潜力。随着持续的投资和政策支持,上海有望在全球集成电路产业中扮演更加重要的角色。

其次是排名第二的北京。

北京作为中国的首都和科技创新中心,其在集成电路产业的发展上具有独特的优势和战略地位,在集成电路领域打造了多个“第一”,包括1956年研制成功第一支晶体管、1958年成立第一个半导体器件生产厂109厂、1975年试制成功第一块1K DRAM等重要历史节点。

但不得不说的是,虽然北京尤其中关村的科技力量在全国独占鳌头,中科院、清华大学等标志着中国顶尖科研水平的科研院所都在北京,但和上海、深圳相比,科技成果产业化和市场化潜力还未完全发挥出来。

为此北京一直在全面发力,目前已呈现呈现“海淀设计、亦庄制造、顺义化合物”的发展格局。从数量来看,北京芯片企业数量可能只占全国的1%,看似很小,但北京手握中芯国际、北方华创等大型上市公司和地平线、中科驭数等独角兽企业,整个城市的平均产值规模较大。

在晶圆代工方面,尽管规模不如上海,但依然致力于推动晶圆代工技术的发展和产业的完善。据芯师爷不完全统计,主要拥有中芯国际两座晶圆厂,产能约为11.4万片/月。但在建和计划中的晶圆厂有6座,和已有晶圆厂一起,规划产能是49万片/月

其中燕东微电子,从4英寸、6英寸、8英寸到启动建设的12英寸晶圆生产线,这家承载着北京集成电路产业布局重任的老厂长跑35年,面向AIoT汽车电子、5G通信、工业互联网、超高清视频等应用领域,坚持高密度功率器件、显示驱动IC、电源管理IC硅光芯片四大产品方向,在功率器件市场已占领一席之地。

北京市政府工作报告在谈及今年重点任务时,也明确给出了加快发展集成电路具体任务。

具体是加快推进集成电路重大项目,在光电集成、芯粒技术等领域实现更大突破;推动新能源汽车产业高质量发展,积极布局电机电池、电控、车规级芯片等关键零部件产业链;推进超高清视频全产业链优化升级;促进新能源、新材料、商业航天、低空经济等战略性新兴产业发展,开辟量子、生命科学等未来产业新赛道;优化专精特新企业梯队培育体系,助力更多企业发展壮大。

这些任务的实现,对高性能、低功耗芯片的需求将不断增长。光刻机不仅是生产设备,也是研发新技术的重要工具。北京拥有众多高校和研究机构,在政策加持下,购买光刻机有助于其在半导体技术领域的研究和创新,有助于完善本地的半导体晶圆制造环节,减少对外部供应链的依赖,推动科技成果的产业化。

排名第三的山东,倒是颇令人意外。

因为从光刻机购买方——晶圆厂的分部情况来看,我国长三角地区晶圆厂数量最多,约占比将近一半。而从省份看,上海、无锡、北京、合肥、成都、深圳等地区设有较多晶圆厂,山东并不在列。

但其实山东在集成电路产业发展方面取得了显著成就,尤其是在济南和青岛等城市。济南的集成电路设计产业增速连续两年位列全国前十,拥有多家龙头企业,如比亚迪、天岳先进等,并计划到2025年形成500亿级产业规模。青岛市则在集成电路和新型显示领域进行了大手笔布局,吸引了富士康京东方等企业入驻,形成了全产业链发展格局,并力争到2025年产值达到350亿元。

目前,山东正在加快晶圆制造、高端封测等领域的进展,包括在济南、青岛、烟台、威海等市加快集成电路晶圆制造和高端封测项目的建设进度,提升产能规模,并补齐产业发展短板。

山东目前建成的晶圆厂主要是大连英特尔,在建和计划中的,包括青岛芯恩集成的两座晶圆厂,和矽力杰的12英寸晶圆厂,青岛希望以此项目为支撑,吸引更多模拟芯片设计公司落户,从而形成产业集聚,打造模拟产业基地。

山东青岛的芯恩集成,在国内率先探索共享共有式集成电路制造模式(CIDM),实现产业链上下游多环节、多领域企业协同一致、联合生产,企业产品互补、分担投资、共享资源、共担风险。公司主要从事8英寸晶圆、12英寸晶圆等集成电路产品的研发与量产,截至目前,8英寸、12英寸晶圆均已实现量产化,突破了青岛市乃至山东省目前“缺芯少面”的产业瓶颈,加速推动全省新旧动能转换,进一步提升国内芯片的自主供给能力。

山东省在今年的政府工作报告也明确提出,培强壮大一批龙头骨干企业,加快推进100个重大项目,力争信息技术产业营收增长10%以上。推动济南、青岛等市集成电路重点项目规模化量产,加快布局发展碳化硅氮化镓第三代半导体产业

山东省在光刻机购买量上的突出表现,也反映了山东省在集成电路产业发展上的潜力和努力。随着产业的不断成熟和发展,未来可能会有更多的地区在中国集成电路产业中崭露头角。

02、写在最后

先进光刻系统的禁运,确实给中国集成电路制造带来了一定的挑战,尤其是在高端制程技术的发展上。

公开数据显示,2023年到2027年,全球晶圆代工成熟制程(28nm以上)和先进制程(16nm以下)的产能比重预计将维持在7∶3,这意味着,在高性能芯片频出的当下,全球半导体产业中,40nm和28nm制程仍然能满足近7成产品需求。

这是中国集成电路产业的机会,从上文中上海市、北京市、山东省的造芯进展来看,中国集成电路产业前进的步伐并未停止,而是在不断加快。

正如国际半导体产业协会(SEMI)公布的数据显示,如今,来自中国大陆的晶圆月产能已经高达760万片,这一数字占据了全球半导体产能的25.6%,这基础上,2024年,中国大陆半导体产能还将继续以13%的增长率领跑全球。

通过源源不断的生产,中国芯片产业在这个过程中不断“练兵”,在世界半导体产业的长河中韬光养晦,保持前行。

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