集成电路产业链已然经历了将近两年的供不应求,其最明显的动作就是代工厂商的一系列扩产,包括今年2月联华电子(以下简称联电)宣布新加坡建厂计划、博世宣布德国扩建计划,3月英特尔宣布将在德国建厂,4月铠侠、西部数据宣布共同投资日本四日市工厂并将于秋季开始初步生产等。但消费市场需求转弱使半导体产业的库存水位有所上升,产业链的全面短缺转为结构性短缺,供需关系有望逐渐走向平衡。台积电CEO魏哲家在7月召开的台积电法说会上表示,台积电注意到半导体供应链正在采取行动,预计2022年下半年的库存水位将有所下降。经历了两年疫情防控驱动的“宅经济”需求,这种调整是合理的。台积电预计半导体供应链的积压库存需要几个季度的时间重新平衡,并发展到更健康的状态。
“尽管仍存在诸多不确定性因素,但除了车规、工控、功率等芯片外的各细分市场供需关系正在走向均衡,而因缺芯导致半导体设备交付困难,由此造成产能扩张慢的‘恶性循环’也有望被打破。我们认为,设计、制造、设备和材料各产业链环节的动态平衡正在逐渐恢复。”彭虎表示。
受益于近两年全球晶圆产能扩张和各国对数字基础设施的投资,半导体设备产业展现出强劲的增长势头。SEMI最新报告称,原始设备制造商的半导体制造设备全球总销售额预计将在2022年达到创纪录的1175亿美元,首次达到1000 亿美元的里程碑。而国内半导体设备产业,也受益于国内近年来高于全球市场增速的半导体销售额,迎来了更加广阔的发展空间和新的发展契机,也面临着更大的技术挑战。
2022年年中半导体设备预测(单位:十亿美元)
数据来源:SEMI
中电科电子装备集团有限公司董事长、党委书记景璀向《中国电子报》表示,在数字化转型、新能源汽车、“双碳”战略等大背景的驱动下,本土半导体设备产业将在“十四五”时期总体呈增长态势,总体呈现三个趋势。
一是下游需求蓬勃发展将持续拉动设备需求。下一步,5G、人工智能、物联网、云计算、智能汽车等新兴领域的蓬勃发展,为集成电路的需求带来增量空间,进而为半导体设备带来巨大的市场。
二是单位制造所需设备数量上涨。先进制程芯片制造对工艺精度提出了更高的要求,需要采取多重图形工艺,同样的芯片产量所需求的设备量远远大于过去的成熟制程,半导体设备的需求将进一步增加。
三是由于技术难度与复杂度增加,设备的单价进一步升高。制程要求、良率要求等方面的共同作用,将促使新一代半导体设备的技术含量大幅提高,同时,极高的技术壁垒又进一步强化了产品垄断,导致新一代半导体设备的单价远远高于过去。
“我们将持续突破离子注入核心技术,推进高端平坦化设备技术研发,进一步加强生产工艺与设备的融合,装备与生产节奏相适配,确保与国内大线需求同步发展。同时,我们将联合国内外优势资源,建立上游零部件、原材料企业协同发展的产业生态,带动国内零部件企业的发展,强化供应链现代化。”景璀说。
要将市场优势转化为发展动能,需要以技术产品的落地应用作为前提条件。深圳市埃芯半导体科技有限公司CEO张雪娜向《中国电子报》表示,国内企业推出的设备要真正地应用起来,否则无法催熟产品进行迭代升级。无论架构还是技术创新要围绕客户的需求和问题,为客户提供有价值的创新。只有在市场竞争中赢得机会,才能行稳致远。“通过创新实现技术差异化优势,解决晶圆制造客户的实际问题,才能持续获得市场机会,不再受困于半导体周期性发展的影响。”张雪娜说。
作为芯片产品定义和创新的初始环节与核心环节,芯片设计产业的定制化、差异化趋势愈加明显。谢仲辉表示,“系统+芯片+算法+软件”协同开发的定制化芯片,决定了最终系统应用的竞争优势,因此客户对半导体产品的定制化需求越来越强烈,系统应用将成为芯片设计创新的核心驱动力。
“我们可以看到越来越多的系统级公司躬身入场,通过自研芯片实现差异化的功能和体验。比如特斯拉、小鹏汽车等发力自研芯片;苹果、小米、OPPO等手机厂家下场自研芯片,甚至大疆、华为等参与智能汽车领域的芯片研发,都反映出系统公司对自研芯片的强烈需求。” 谢仲辉说。
这种面向专用场景追求用户体验和场景适用性的趋势,也对EDA等芯片设计的工具链的技术精度提出了更高的要求。