葉甜春:哪怕國際形勢有所緩和,中國半導體也要堅持自己做下去
【整理/觀察者網 呂棟 編輯/周遠方】
11月1日-3日,第24屆中國集成電路製造年會暨供應鏈創新發展大會在廣州舉行。在大會高峯論壇上,國家科技重大專項02專項技術總師葉甜春做了題為《中國集成電路製造產業現狀與展望》的報告。
葉甜春指出,中國半導體產業過去十幾年的發展速度非常快,是一個從無到有,從低到高的發展過程。十三五期間,在重壓之下,全行業化危為機,抓住了發展機遇,成長迅速。但同時也要看到,我們雖然建立了技術創新體系和產業體系,但這個體系並不強,甚至這個體系中還有很多非常弱的東西。
他在報告中強調,在供應鏈安全方面,我們以前抱有幻想吃了虧。但幸運的是,我們在幻想之中仍然堅持在國家重大專項支持下,進行創新研發並做好了一些佈局。接下來,國際形勢風雲變幻,哪怕形勢有所緩和,哪怕我們自己做的成本高一點,也必須堅持不懈自己做下去。
葉甜春長期從事集成電路製造、新型器件及微細加工、物聯網等技術領域的研究和管理工作。現任中國半導體行業協會集成電路分會理事長,國家科技重大專項02專項技術總師,中國集成電路創新聯盟副理事長兼秘書長。

葉甜春在大會上做報告 圖源:觀察者網
觀察者網整理葉甜春報告原文如下:
大家好,接下來我做一個主題報告,給大家分享一下過去一年,尤其是十三五時期,我們國家集成電路製造產業及產業鏈的發展情況,總體分為幾個方面:
首先是發展回顧。
現在這個時間點恰逢上一個中長期規劃結束,新的中長期規劃即將開始。從整體回顧來看,過去12年實際上是3個五年計劃,因為十一五從2008年開始。在國家科技重大專項、國家集成電路產業基金還有相關政策支持下,中國大陸集成電路全產業鏈實現快速發展,更重要的是我們開始建立技術創新體系和產業體系,體系能力的建設給整個產業發展帶來基本的底氣和信心。
大家可以看一下這張產業版圖,就全球國家和地區而言,中國大陸集成電路產業的版圖框架是最完整的。

圖源:觀察者網
十三五期間,中國大陸集成電路產業整體出現快速增長,年化增長率接近20%,2020年整個產業銷售額已經達到8848億元,恰好是珠穆拉瑪峯的高度。其中集成電路製造業在十三五期間保持了23%的增長率,2020年銷售額達到2560億元。

圖源:觀察者網
中國大陸集成電路製造業在全行業的佔比也在逐年提高,2020年達到28.9%,在全球同業中的比重達到19.9%,這是我們之前制定的要到2025年達到的目標,早期我們在全球的佔比還不到5%,所以這是一個很大的進展。

圖源:觀察者網
按中國半導體行業協會的統計,2020年中國大陸芯片製造業排名前10的企業(外資企業和台資企業也統計在內),包括三星中國、英特爾中國、中芯國際、SK海力士中國、上海華虹集團、台積電大陸、華潤微電子、聯芯、西安微電子所、武漢新芯。

圖源:觀察者網
按企業性質來劃分,內資企業、台資企業和外資企業在中國大陸的營收總體在增長。但一個值得關注的現象是,內資企業的收入佔比在2016年-2020年期間大幅下降,從44.0%下降到27.7%,外資企業的佔比從49.1%上升到61.3%,台資企業的佔比從6.9%提升到11.0%。這意味着行業整體在增長,內資企業的營收也在增長,但是增長的速度遠遠低於外資企業和台資企業。
在大家的印象中,內資晶圓廠這幾年在突飛猛進、在擴產,增長的很快,但事實上遠遠低於外資企業的增長速度,這是值得引起我們關注的一個現象。

圖源:觀察者網
按區域來劃分,中國大陸集成電路製造產業的重心是長三角、中西部、京津環渤海地區。因為下一步國家要求打造粵港澳大灣區,所以這次珠三角也做了統計。從數據可以看出,佔比最高的是長三角44%;中西部包括武漢、成都、重慶等,佔比從原來的31%提高到39.2%;京津環渤海地區從5.6%提高到14.1%;珠三角地區的芯片製造業剛剛起步,整體佔比只有2.8%,所以未來一方面大灣區製造業的發展任重道遠,另一方面我們也看到充分的發展和伸展空間。

圖源:觀察者網
下面這張圖,是十三五時期中國大陸集成電路代工領域的增長。大家注意增長速度,從過去幾年的增長來看,平均年化增長率只有5.57%。而十三五期間,中國大陸本土集成電路製造業整體的增長率是23%。目前,國內的IDM(設計、製造、封測一體化)比例還很小,接下來隨着IDM規模的增長,中國集成電路製造業的結構可能還會有較大變化。

圖源:觀察者網
這張圖是現在國內晶圓代工企業的相關情況,企業的數量在增加,從原來的5家,現在已經增加到10家。

圖源:觀察者網
從產業鏈角度來看,十三五期間的主題是創新發展,集成電路製造技術得益於國家重大專項支持,在按節點持續向前推進。12寸的主流技術,14納米量產。我們看到早期佈局的特色工藝,尤其是在8英寸晶圓方面,現在市場競爭力在大幅提升,因為產品種類在豐富、品質在提高,這方面的特色工藝已經開始具有國際競爭力。同時,主流工藝也隨着新的工藝品種、品類的開發挖掘之後,現在性能也在提高,市場競爭力在逐步提升。

圖源:觀察者網
現在大家關注的焦點是供應鏈,包括裝備、材料和零部件。目前來説,本土的裝備開始進入快速的發展時期,在國家專項十幾年的支持後,中國大陸集成電路製造裝備大類的研發佈局已經完成,細分品種也在不斷豐富。

圖源:觀察者網
現在我們看到有些缺項,有些裝備沒有,其實是細分的品種。目前來看,這幾年國內集成電路製造業在重重重壓之下,給本土裝備產業帶來很大的發展機遇和空間,本土裝備零部件的配套能力也正在逐步完善。

圖源:觀察者網
從數據可以看出,本土裝備企業的銷售額正在連續增長。2020年,中國大陸半導體設備銷售收入達到242.9億元,同比增長38.7%;其中,集成電路設備銷售收入達到107億元,同比增長48.6%。目前預測,2021年增長率肯定會超過50%。

圖源:觀察者網
本土集成電路裝備的快速增長,實際上是從十三五時期開始。因為十一五、十二五時期國內的裝備品種非常少,本土裝備還處於研發和用户考核階段。在十三五時期逐步通過用户驗證後,隨着市場機遇的到來,本土裝備企業的銷售收入開始快速增長,年化增長率達到38.77%。雖然看起來增長很快,但是體量並不大,總量才240多億,集成電路裝備只有100多億。
最近我們在做一些統計分析,在本土新建生產線中,本土裝備中標率已經達到16%左右,最近可能會超過20%。但在全球集成電路裝備業中,我們的佔比依然很低,但還是要把它列出來。2015年只有1.9%,現在做到6%。我們的關注點,也不再是單品或者某個產品線,相信我們在全球的佔比很快超過10%,甚至達到20%、30%,這是未來發展的新趨勢。

圖源:觀察者網
在材料方面,集成電路材料品類細分高達2000多種,歸類粗一點也有220、230多種,大類有八九類。和設備一樣,現在國產在大類方面有了以後,細分品種也在完善。最近我們看到一個好的現象,十三五時期,尤其是過去兩三年,有大量的材料品種進入本土生產線,整體大約有123種,佔比超過50%的超過95種。

圖片來源:觀察者網
下面這是兩張表,一張是中國大陸半導體材料市場規模及增長情況,另一張是中國大陸半導體材料產業銷售收入規模及增長情況。十三五期間,中國大陸本土半導體材料的市場佔比達到38.7%,這是材料產業相關的發展情況。

圖源:觀察者網
從總體銷售來看,2020年中國大陸半導體材料銷售額已經達到388億。在結構方面,國產硅片的佔比是比較高的,這符合全球行業的佔比;電子氣體也是國內做的比較好的,佔比較高;工業化學品和靶材也做的比較好。但大家要注意,我們的CMP拋光材料,尤其是光刻膠、光掩膜佔比非常小,從全球行業來看,這幾個佔比不應該這麼低,這是我們要關注的。

圖源:觀察者網
過去十幾年來,中國大陸集成電路裝備的發展很快,也帶動了泛半導體產業,從光伏到LED的發展。而本土裝備材料的發展,使我們的建廠成本大幅下降,進而推動了整個行業在全球競爭力的大幅提升。

圖源:觀察者網
接下來,面向未來的發展,我還有幾個想法想講一下:
第一,中國半導體產業過去十幾年的發展速度非常快,是一個從無到有,從低到高的發展過程。十三五期間,在重壓之下,全行業化危為機,抓住了發展機遇,也有大的成長。但也要看到,我們雖然建立了一個體系,但這個體系並不強,甚至這個體系中還有很多非常弱的東西。面向“十四五”,甚至是面向2035年,我們要堅持不懈地支持集成電路行業的發展。
之前在一個全球化的環境裏面,大家認為中國不需要自身體系,應該在全球產業鏈中佔有自己的位置,尋求話語權和全球合作的模式。現在重壓之下,大家形成共識,我們要在系統應用、芯片設計、製造、裝備、材料方面建立協同發展創新的良性生態。目前業界在朝這個方面努力,尤其在製造領域,我們製造企業的用户對本土裝備材料的帶動和支持是非常大的,但是現在的進展離我們要達到的目標還遠遠不夠。因此要繼續努力,思想觀念、發展理念、機制體制和政策方面的支持都需要來做。
第二,集成電路本質上是一個製造業,也是一個基於製造業發展的龐大產業鏈。這其中裝備、零部件、材料和軟件工具仍然是核心基礎,當前是痛點,長期也是焦點,五年、十年、十五年,只要集成電路在發展,都會是焦點。
針對供應鏈的安全,我們以前抱有幻想吃了虧。但幸運的是,我們在幻想之中仍然堅持在國家重大專項支持下,進行創新研發並做好了一些佈局。接下來,國際形勢風雲變幻,我認為哪怕形勢有所緩和,哪怕我們自己做的成本高一點,也必須堅持不懈自己做下去。
第三,本土供應鏈的發展,已經從原來的點上產品、線上產品擴展到面上產品。本土企業下一階段的重點,不再是單品參與採購,而是要面向用户要長單。今天在座的製造企業、材料企業、裝備企業都在,我們需要的是長期訂單,而且要求訂單的比例,最終每個企業都要開始考慮市場佔有率。以前我們談市場佔有率是奢侈,因為只有少數幾個產品,賣一點東西,佔比百分之零點幾。現在我們單個企業的單品佔比能做到50%、60%,少的能有7%、10%。未來的發展必須考慮這方面,行業要考慮市場佔有率,企業要考慮產品市場佔有率,長期訂單也要考慮。
第四,供應鏈骨幹企業的發展重點,要從單品研發和產品線拓展,轉向規模化經營。在拿到長期批量訂單後,產品一致性和穩定性、批量生產管理和品質控制、對客户的服務保障能力、對零部件和原材料的管理,都會成為供應鏈企業發展過程中遇到的問題。現在本土企業的銷售額是幾個億、十幾個億、幾十個億,未來目標要把單位從人民幣換成美元。我們有充足的市場空間,戰略上也要考慮清楚。
第五,“卡脖子”問題總是存在的,但解決“卡脖子”問題不能靠“大而全”,不能買不到的東西全部自己來做。而是要通過特色創新,建立局部優勢,成為反制手段,形成競爭制衡。最終要考慮開放合作,還是要在全球化的環境下進行。儘管現在出現逆全球化,但我們仍要考慮如何發揮中國市場潛力,通過創新合作,開拓新的空間,重新打造一個合作共贏、不受地緣政治影響的全球化新生態,這個責任落在中國半導體集成電路產業的肩上。
第六,現在企業間的競爭越來越激烈,研發需求成倍增長,各級政府的研發支持就變得非常重要。前面講的都是產業投資,投資需要回報,這就導致企業的研發投入十分有限。現在國家新的中長期規劃尚未啓動,行業最擔心的空窗期已經出現,“不進則退、慢進亦退”的局面正在發生。我們呼籲地方政府能不能先行,企業股東們能不能給投資的企業“鬆鬆綁”,多做一些研發投入。同時,我們也在推動國家層面的支持。
第七,我想講的是,在考慮眼前“卡脖子”問題的同時,面向中長期的技術路徑創新和產業模式創新,同樣不能被忽視。

圖源:觀察者網
下面我再重點講一下創新發展的問題。
我們講了很多技術問題,在很多賽道上考慮技術上缺什麼補什麼、怎麼去發展。其實整個中國大陸集成電路產業鏈的發展,無論有沒有外界壓力,發展到這個階段都需要一個新的戰略。原來我們的市場也很弱小,但後來做了產業佈局。現在有了產業佈局,要考慮未來十年、十五年、新的中長期做什麼。
一是解決供應鏈安全,自立自強的問題是要做的。二是要解決供給的問題,通過特色創新打造新的全球產業鏈。這是我們這個產業未來十到十五年要解決的問題。
解決供給問題,這個口號已經提了很多年,以產品為中心,以產品解決方案為重點。我們特別提到中國市場,現在講“雙循環”,國內“大循環”,國際國內“雙循環”,中國市場正在成為全球最大市場,中國消費者正在引領全球消費需求。我們以中國市場來引領全球市場,重塑產業鏈,這是我們的機會。面向應用、面向產品去做技術創新,形成自己的特點,這是我們的一個出路。
這時新的產業模式要考慮了。隨着汽車、電網、軌道交通、消費電子、互聯網、物聯網等產業的發展,我們要認識到Fabless+Foundry的模式是不夠的,因為全球產品的70%都是IDM做的。IDM我們要做,但這兩種模式之外還有沒有新模式,需要我們探索。對於中國而言,發展IDM模式是非常迫切的。要鼓勵這種模式的發展,最終才能解決我們的產品問題。

圖源:觀察者網
在技術上也是這樣,現在大家説14納米、7納米、2納米、3納米都在往前走,縮微會持續,但是越來越難,這是在倒逼我們路徑創新。我們都知道用三維集成,從平面到三維集成,他是從系統封裝的角度來看問題。其實我們知道從器件的角度也要考慮,三維晶體管的存儲器是一兩百層的集成,那邏輯晶體管可不可以這樣做?這需要我們從器件結構、工藝材料設計方法學上去做路徑創新。
我們還特別要關注新制造技術FDSOI。其實集成電路工藝的縮微,在十幾年之前就經歷過路線之爭:是三維立體做成FinFET,還是繼續沿着平面新材料往前走。最後FinFET脱穎而出,但現在FinFET往下走已經遇到大量的技術壁壘,FDSOI開始顯現出優點,除了它的性能優勢之外,在製造上,它的要求低於FinFET,對於中國已有的產業鏈裝備材料也非常適合。再加上未來中國蓬勃發展的市場,未來我們能不能打造一個新的生態來做這件事情。也就是説,開闢一個新的領域,開闢一個新的賽道。在已有賽道上繼續努力去做,開闢新賽道,也為全球未來集成電路產業發展帶來新的發展空間,當然設計創新依然是我們要繼續努力的。

圖源:觀察者網
總體而言,我們這個產業發展已經迎來了一個新的歷史階段。以2021年“十四五”開局為標誌,到2035年,我相信基於中國集成電路產業的發展,中國集成電路產業技術的創新一定會為全球集成電路產業發展進入新的階段做出引領性的巨大貢獻。謝謝大家!
本文系觀察者網獨家稿件,文章內容純屬作者個人觀點,不代表平台觀點,未經授權,不得轉載,否則將追究法律責任。關注觀察者網微信guanchacn,每日閲讀趣味文章。