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搭一条没有美国设备的芯片产线,可行吗?
传感器技术 | 2020-06-03 00:42:48    阅读:9398   发布文章
据台湾媒体报道,华为正试图说服三星及台积电,为其打造采用非美系设备的先进工艺生产线。根据供应链消息,两大晶圆厂均收到这项请求,并正在积极规划之中。


此前知名分析师陆行之表示,为了避免遭到美国猎杀,台积电应极力扶持非美系半导体材料与设备供应商,来对非美系的客户进行服务。但台积电方面似乎仍有许多困难和顾虑,迟迟未有动手的消息,相反三星在这方面似乎比较积极。
日前据Technews报道称,三星已与日本、欧洲相关厂商合作,搭建了一条采用非美系设备的7nm小型产线,正在进行测试。但三星建立这条产线的原因或许不仅仅因为华为,市场解读为,贸易禁令下各大Fabless厂都担心成为下一个被美国制裁的对象,三星希望通过此举积极争取其他客户青睐。
那真的有可能打造一条不带美国设备玩的芯片生产线吗?《电子工程专辑》下面来分析一下。
“0美系设备”半导体产线,存在吗?
根据SEMI的数据,目前全球前五大设备厂商由于起步较早,凭借资金、技术、客户资源、品牌等方面的优势,占据了全球半导体设备市场65%的市场份额。其中美国应用材料(AMAT)公司以17.72%市场份额排名第一,美国泛林集团(Lam Research,又称拉姆研究)以13.4%的市场份额排名第四,美国科磊(KLA-Tencor)以5.19%的份额排名第五,三家合计占了全球36.31%的市场份额。
数据来源:SEMI、中商产业研究院整理
在上述的国际一流公司中,ASML在光刻机设备方面形成寡头垄断。应用材料、东京电子和泛林集团是提供等离子体刻蚀和薄膜沉积等工艺设备的三强。科磊半导体是检测设备的龙头企业。
在将单晶硅片做成芯片的制造环节,又称为前道工艺,大体要经过氧化、涂胶、光刻、刻蚀、离子注入、物理气相沉积、化学气相沉积、抛光、晶圆检测、清洗等环节。
后道工艺也称封测,包括背面减薄、晶圆切割、贴片、引线键合、模塑、切筋/成型、终测。
数据来源:SEMI,各公司官网,平安证券研究所
我们主要看看前道各环节需要用到的主要设备,以及对应设备供应商有哪些(标红的是本土厂商,标蓝的是美国厂商)
氧化/RTP/激光退火:氧化炉应用材料,日本日立,东京电子,英国Thermco,北方华创,屹唐半导体
涂胶:涂胶显影设备东京电子,迪恩士,德国SUSS,奥地利EVG,沈阳芯源微
光刻:光刻机ASML,日本尼康,日本佳能,东京电子,应用材料,泛林集团,韩国SEMES,上海微电子
刻蚀:等离子体刻蚀机泛林集团,维利安半导体,东京电子,应用材料,日本日立,韩国JuSung,韩国TES,中微公司,北方华创
离子注入:离子注入机应用材料,美国Axcelies,德国Ingun,美国QA,美国MicroXcat,韩国Leeno,凯世通,中科信,中电科电子装备
物理气相沉积:PVD设备应用材料,日本Evatec,日本Ulvac,美国Vaportech,英国Teer,瑞士Platit,德国Cemecon,北方微电子,沈阳中科仪器,成都南光,中国电子科技集团第48所,科睿设备
化学气相沉积:CVD设备应用材料,泛林集团,美国GT,Soitec,美国ProtoFlex,法国Semco,ASML,东京电子,日本尼康,日本佳能,北方华创,沈阳拓荆
抛光:CMP设备应用材料,美国Rtec,日本Evatec,华海清科,电科装备45所,盛美半导体
晶圆检测:电学检测设备、质量检测设备泰瑞达,爱德万,东京电子,科磊半导体,应用材料,日本日立长川科技,华峰测控,上海中艺,上海睿励,上海微电子,上海精测
多次清洗:清洗设备日本迪恩士,东京电子,泛林集团,韩国SEMES,北方华创,盛美半导体,至纯科技,捷佳伟创
芯片都不敢(想)卖,还敢给华为搭台子?
由此可见,要搭建没有美国设备的半导体产线理论上虽然可行,但在很多环节日系、欧系甚至国产设备并不是主力。备胎换主力,实际操作起来需要一个磨合测试的时间,最终产品线的良率可能也会因此受到影响,实为一步险招。
半导体制造的关键设备基本由美国、日本企业所垄断。中国半导体设备虽然具备了一定的基础,也打进了部分环节,但是技术实力与国外相比仍然存在较大的差距,尤其是在高端工艺芯片的制造环节,单晶炉、氧化炉、CVD设备、磁控溅射镀膜设备、CMP设备、光刻机、涂布/显影设备、ICP等离子体刻蚀系统、探针台等设备市场几乎被国外企业所占据。
建立客制化产线目前还是业界传闻,并未得到官方证实,一同流传出来的,还有外购芯片的消息。
昨日《电子工程专辑》也报道,华为正试图采购联发科和三星的手机处理器,预计下半年会正式提出供货要求。
联发科目前传出内部倾向仍以向美国申请核准出口的方式来供货,以避免在此敏感时刻成为箭靶。三星这边,则有业内人士分析指出,过去三星曾拒绝过华为采购Exynos处理器的要求,未来三星或许会再次拒绝华为订单。
现成的芯片都不愿卖,三星又有什么理由专门为竞争对手华为打造一条芯片生产线呢?相比之下,台积电只代工芯片制造,它没有业务要与客户去竞争。分析师指出,这一特点使得台积电更受科技公司青睐。
但“不管三星还是台积电,就算有能力打造非美系的芯片产线,此时也不敢躁进承接华为旗下海思的订单。” 国内相关媒体援引半导体设备商分析表示。
华为的订单,将改变芯片代工行业竞争格局
5月26日,《日经亚洲评论》发表了一篇题为“随着美国打击华为,三星与台积电竞争升温”的文章称,随着美国商务部公布新规意图打击华为的芯片供应链,芯片代工行业的局面被改变了。

台积电日前宣布,将在美国开设一家新的工厂,从事5纳米工艺的半导体晶圆的制造。该工厂计划2021年开工,2024年投产,未来十年内总支出将达到约120亿美元。据台积电称,他们在台湾的5纳米投资已经达到230亿美元。
而与此同时,三星21日也宣布,将在首尔以南的平泽市开设新的生产线,从明年下半年开始大规模生产5纳米芯片。此前,三星就曾计划今年在韩国华城的生产线上率先开始生产这种芯片。
报道称,这三星两条生产线将使用目前最先进的紫外线技术进行芯片制造。消息人士表示,平泽的新生产线将投资约81亿美元。三星还承诺到2030年在芯片及其代工业务上投入约1077亿美元。
对于一直想挑落台积电,自己做芯片代工老大的三星来说,“华为事件”是个机会。不过,三星首先需要解决客户的担忧:他们担心三星在与台积电成为竞争对手的同时,又过于依赖台积电。
比如,台积电过去都是与三星共享 iPhone 手机处理器代工订单,但如今台积电成了独家供应商。虽然苹果依旧会向三星购买先进面板和内存,不过在关键的处理器方面却会避免过度依赖三星,因为三星手机是iPhone最大的竞争对手之一。
又比如,华为可能会向三星提供芯片代工订单,但华为又同时在智能手机和电信设备业务上与三星竞争。
聚芯资本资深半导体分析师 Eric Chen表示:“三星绝对是台积电的强大竞争对手。然而,三星也是一个制造电子设备的庞大帝国。世界上没有一家科技公司或芯片开发商会希望从对手那里购买关键芯片元器件,而这是三星必须面对的课题。”
在双方竞争的芯片代工领域,据市场研究机构集邦咨询提供的数据,台积电占有了全球芯片代工市场一半的份额,三星虽然紧随其后,但只占据15%的份额。这两家公司正在高科技芯片领域激烈竞争,因为芯片尺寸越小,其技术含量就越高,成本和难度也越高。台积电在台湾的生产基地即将投入5纳米芯片的量产。
Eugene Investment & Securities 分析师 Lee Seung-woo认为,三星如今最重要的问题是如何保持稳定的客户层。三星最好能谨慎制定中长期战略,以便在扩张高通、Nvidia 等现有客户订单的同时,也能重新夺回苹果、Xilinx等过去的关键客户。
中芯国际公告截图
值得一提的是,在美国商务部宣布新规的同一天(5月15日),中芯国际宣布对中芯南方进行新一轮增资扩股。
中芯南方为12英寸圆晶厂,主要满足中芯国际14纳米及以下工艺的研发和量产。
光大证券分析指出,华为手机芯片能与苹果、高通一较高下,离不开台积电的先进制程,如果台积电未来真的不再给华为代工,华为芯片只能依赖中芯国际等厂商。一些分析指出,这也是内地半导体产业链十年难得的机遇。对于中芯国际这样的半导体制造公司,及其他半导体设备公司来说,这是一个很好的机会。但也有媒体曝料称,华为转单中芯国际占用了后者绝大部分产能,导致国内一些中小型IC设计企业订单被延后。
这把双刃剑如何舞好,也将是华为、中芯国际未来要面对的一个问题。



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xqh518  2020-06-06 22:23:16 

从以上分析看来,打造一条不带美国设备的芯片或半导体生产线,还是不容乐观的。

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