中国的芯片制造能力将在5到7年内增加一倍以上,“大大超过”市场预期。
这是国外机构针对中国48家芯片制造商研究分析得出的结果,同时研究机构预计,60%的新增产能会在未来3年内增加。
相关机构统计,中国芯片2023年产能为760万片/月,预计2024年新增18个项目,产能将达到860万片/月,未来几年有望达到1500万片/月。
新增产能主要来自中芯国际、华虹集团、合肥晶合集成,涉及驱动芯片、图像传感器、功率半导体、分立器件等。
中芯国际投资了1500亿,在北京、上海、深圳和天津,新建4座晶圆厂,全部投产后,产能可增加35万片/月。
这些产能70%提供给内地企业,20%提供给海外企业,10%是特殊生产线。
华虹集团在无锡投资了470亿,新建一条12英寸晶圆生产线,新增产能8.3万片/月。
晶合集成在合肥投资210亿元,新建了一条12英寸晶圆生产线。
这些新增生产线,绝大部分都是28nm以上的成熟工艺。
28nm芯片应用场景很多,达到了70%,如果加上14nm芯片,可达到90%,比7nm、5nm、3nm全部加起来还要多几倍。
我们每年从海外进口大量的芯片,芯片也成为了我国进口额最高的商品,尽管国产芯片产能不断的增加,进口芯片额度也逐年下降,但是2023年进口额度依然达到了3494亿美元,约合人民币25000亿。
这25000亿的芯片中,有相当一部分是28nm以上的成熟工艺芯片。如果,我们在短时间内把28nm以上的芯片全部国产化,那么效果会非常明显。
以存储芯片为例,由于长江存储、长鑫存储的突围,让国产存储芯片份额从0增长至了4%,这4个点的突破意义重大。
一方面解决了信息安全问题,有效保护了我国的金融、通信、工业等核心数据。同时也重创了三星、SK海力士和美光。
2023年,三星芯片业务亏损了700多亿,SK海力士亏损了443亿,美光亏损了417亿元,三大存储巨头合计亏损了1500多亿。
这业绩真是亏的连亲妈都不认识了。
为了应对亏损,三家公司疯狂下调存储芯片价格,以前卖2000块的硬盘,最低下调到了400多元,着实让等等党捡了大便宜。
试想一下,如果28nm产能继续扩大的话,我们不仅解决了进口问题,甚至还可以大量的出口,抢占海外市场。
在性能、功能相同的情况下,国产芯片的价格往往会更低廉,也更容易获取海外市场,因为大家都是做生意的,谁不喜欢物美价廉的商品呢?
但是,在28nm相比5nm、3nm在性能方面就差距比较大了。
我们以手机芯片为例,麒麟930就是28nm工艺,是2015年的产品,搭载在华为P8、荣耀x2上。它的最高主频只有2.0GHz,安兔兔跑分为46141分。
而5nm的麒麟9000,主频达到了3.13GHz,安兔兔跑分高达769156。二者差距非常明显。
造成这种差距的主要原因,就是半导体设备。
但是,全球的半导体设备基本都被美国、日本、荷兰垄断,公开信息显示,这三个国家把控着全球91.5%的半导体设备,美国占比41.7%,日本31.1%,荷兰18.8%。
得益于中国芯片产能的扩大,半导体设备头部企业荷兰的ASML、美国的泛林集团、科磊在中国的营收快速增长。
ASML是全球光刻机龙头,也是唯一能够制造EUV光刻机的企业,2023年在全球市场的份额达到85%,几乎垄断了所有的高端光刻机。
尽管我们买不到最先进的EUV光刻机,但是浸润式DUV光刻机同样是我们急需的,因为国产光刻设备尚未突破,所以只能向ASML下订单。
ASML在中国的营收占长期徘徊在10%—20%之间,但是2023年三季度骤增至46%。这说明中国芯片制造企业正在疯狂的囤积光刻机。
泛林集团是全球刻蚀领域的龙头,占据全球50%的份额。受益中国芯片产能增加,在华业务由之前的30%,提升至现在的48%。
科磊作为全球领先的半导体测量设备企业,市场份额达到了54%,仅中国市场就为其贡献了43%的营收。
单从营收数据上看,ASML、泛林集团、科磊日子过的很红火,但实际上,这种所谓的红火只不过是提前兑现。
因为美国的半导体设备限制政策正在不断地升级,越来越严苛的出口政策,将会让整个芯片行业受到巨大的影响。
用于制造14nm以下逻辑芯片的半导体设备、16nm以下的DRAM的半导体设备、128层以上的NAND Flash的半导体设备均受到了出口限制。
2023年5月,日本也出台了半导体设备出口限制政策,涉及光刻、蚀刻、离子注入、薄膜沉积、掩膜等6类23种设备。尼康、东京电子等日本企业赫然在列。
2023年6月30日,荷兰也出台了先进半导体设备出口新规,并于9月1日正式生效。新规要求ASML向荷兰政府申请出口许可证,才能发运其先进的光刻机。
随着新规的生效,中国企业已经很难买到先进的半导体设备,受此影响,ASML、泛林、科磊等企业,今年在华营收将会快速下滑。
中国的芯片制造企业也不乐观,因为大量的集中采购,短期内,国产芯片生产线不会出现什么影响,但是一旦设备到期、或者出现故障,生产线就会面临停运的风险。
所以,未来几年国产半导体设备,尤其是国产光刻机必须快速突破。
光刻机号称是工业皇冠上的明珠,是芯片制造最为核心的设备,也是技术难度最大的设备。
能否啃下这块最硬的骨头,决定着国产芯片能否绝地反击。
目前最关键的就是28nm光刻机,它相当于ASML的浸润式DUV光刻机,但是由于技术、零部件的差距,第一代国产28nm光刻机,重复曝光后,可以制造14nm芯片,能否制造7nm芯片还是一个疑问。
14nm芯片可以解决90%的应用场景,航空航天、工业工控、汽车、通信等领域基本不受影响。
根据最新消息,国产28nm光刻机正在测试,很快就能与大家见面。
核心零部件方面,清华大学和华卓精科,自主研发了双工作台,可用于28nm—65nm浸润式光刻机,打破了ASML的垄断,成为全球第二家掌握该技术的公司。
科益虹源负责深紫外光源的制造,背后有中科院、华为的技术支持,项目进展很顺利。
国望光学负责光学镜头的研发,正在紧张的开展技术攻关。
浙江启尔机电负责浸润式系统的研发,上海微电子负责组装工作。
整体技术方面已经攻克,剩下的就是进一步的打磨细节,升级迭代和配套系统。
相信用不了多久,纯国产的28nm芯片生产线就会实现,这将大大提高国产芯片的自主能力,同时也会让国产芯片在28nm成熟领域实现世界领先。
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