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全球半导体产业陷入混乱牵起各国争霸雄心
发布日期:2023-07-26 阅读次数:

  随着中国对镓和锗的管控措施的出台,全球半导体产业陷入了动荡之中。然而,混乱中蕴藏着机遇。欧盟意识到了这一点,并以惊人的高票通过了价值430亿欧元的芯片法案。这一举动旨在减少对美国的依赖,提高欧洲芯片产能,实现全球20%的生产规模。

  长期以来,欧洲一直在半导体技术方面拥有雄厚的底蕴。然而,由于受到打压,完整的产业链一直无法正常运转。中国的介入给了欧盟希望的曙光。欧洲决定不再当墙头草,选择彻底反水,这将不仅让欧洲摆脱美国的霸权主义,也将为全球带来更加公平和平衡的竞争环境。

  欧洲的反攻之路并非易事,但它具备独特的优势。欧洲拥有世界一流的科研机构和人才储备,这为技术创新提供了强大基础。芯片法案的通过将投入大量资金用于提高现有设备的芯片产能,这将为欧洲创造更多的机会和竞争力。

  欧洲的养生之道是通过摆脱对美国的依赖,实现自主可控。这一举措将在全球半导体市场掀起一场革命,加速技术进步的步伐。

  芯片已经渗透到各行各业,占据着举足轻重的地位。纵观全球芯片战局,国际半导体产业之间的竞争日趋白热化,保障自身产业安全及供应链稳定发展成为各方的目标。

  在此之下,近些年,除了印度,美国、欧盟、日本、韩国等其他方纷纷将芯片产业列为国家战略发展目标,并推出扶持方策。

  今年3月中旬,韩国总统尹锡悦向外表示拟4220亿美元投向芯片和电动汽车等关键领域,包括计划建立芯片制造厂中心。3月30日,韩国国会通过了“韩版芯片法案”——《K-Chips法案》,通过给企业税收优惠来刺激投资,以提振韩国本土的芯片产业。

  根据《特别税收限制法》修正案,韩国将上调投资于半导体、蓄电池、疫苗和显示器等国家战略产业的大公司的税收抵免,从目前的8%提高到15%;而中小企业的税收抵免优惠将从目前的16%提高到25%。

  此外,今年5月,韩国科学技术信息通信部在发布的芯片发展十年蓝图中提出,未来10年确保在半导体存储器和晶圆代工方面实现超级差距,在系统半导体领域拉开新差距的目标。

  日本一直为重振半导体产业的目标而奋斗,今年6月6日,日本正式修订了“半导体和数字产业战略”。根据这份修订后的战略,要求到2030年日本国内生产的半导体的销售额达到15万亿日元(合1080亿美元),这一战略旨在强调半导体芯片在其经济安全政策中的核心地位。

  日本表示计划提供高达4760亿日元的补贴,支持台积电在日本南部熊本县建设新晶圆代工厂;提供3300亿日元的财政支持Rapidus,该公司计划2027年量产2纳米以下制程的专用半导体,用于超级计算机、自动驾驶、人工智能、智慧城市等特定领域;提供高达929亿日元的补贴给铠侠与西部数据合作的NAND Flash工厂,该工厂位于日本中部三重市;同时,日本还计划为佳能制造设备厂提供最多111亿日元资金补贴。

  为了达成目标,印度推出多项加强半导体产业发展的支持政策,并希望鼓励本土和吸引外国企业在印度设立半导体工厂,并发展相关产业。

  2021年,印度拟使用7600亿卢比(约660.13亿元人民币)打造一项半导体激励计划,该计划将为半导体、显示器制造及设计业提供具有“全球竞争力”的激励方案,开创印度电子制造业的“新时代”。同时,该计划将推动建立一个完整的半导体生态系统,包括设计、制造、包装和测试等环节。

  同年,印度启动“印度半导体任务”,从国家层面统筹半导体行业政策制定和执行。

  目前来看,印度的“群友”还有美光科技、应用材料、新加坡投资集团IGSS等国际友商。美光科技计划在印度古吉拉特邦投资8.25亿美元建造一座新的芯片组装和测试工厂,该厂将是该公司在印度成立的首家工厂。新工厂将专注于DRAM和NAND产品的组装和测试制造,以满足国内和国际市场的需求。

  应用材料将在印度投资4亿美元设立新的研发中心。未来4年该公司将投资4亿美元在印度班加罗尔附近设立新的工程中心,未来可能支持超过20亿美元的计划投资,并创造500个新的高级工程就业机会。

  从整个产业链结构来看,半导体上游包含半导体设备及零部件、半导体材料等支撑性产业,中游包括芯片设计、制造和封测三大环节,下游包含消费电子、通讯、人工智能、新能源、数据中心、物联网等多种应用领域。

  就半导体产品生产而言主要分为:前端设计、后端制造、 封装测试,最后投向消费市场。不同的厂商负责不同的阶段,环环相扣,最终将芯片集成到产品里,销售到用户手中。

  前端设计是整个芯片流程的“灵魂”,从承接客户需求开始,到规格、系统架构设计、方案设计,再到编程、软件测试、提交网表做芯片布局图,最终输出图样交给晶圆代工做加工。由于不同的工艺,代工厂提供的工艺lib库不同,负责前端设计的工程师要提前差不多半年,开始熟悉工艺库,尝试不同的布局设计,才能输出代工厂想要的图样。

  后端制造是整个芯片流程的“根本”,拿到图样以后,像台积电,就是晶圆代工厂商,开始光刻流程,一层层光刻,最终加工成芯片裸晶粒。

  封装测试是整个芯片流程的“尾巴”,晶圆生产厂加工好的芯片是一颗颗裸晶粒,外面没有任何包装。从晶圆图片,就可以看到一个圆圆的金光闪闪的东西,上面横七竖八的划了很多线,切出了很多小方块,那个就是裸晶粒。

  裸晶粒是不能集成到手机里的,需要外面加封装,用金线把芯片和PCB板连接起来,这样芯片才能真正的工作。

  一类是前面说到的IDM,即集成器件制造商:他们不仅设计和销售微芯片,也运营自己的晶圆生产线。如:Intel、SAMSUNG ( 三星 ) 、东芝、ST( 意法半导体 ) 、Infineon ( 英飞凌 ) 和 NXP( 恩智浦半导体 ) 。

  另一类就是Fabless,即无晶圆厂供应商:这类公司自己开发和销售半导体器件,但把芯片转包给独立的晶圆代工厂生产。如:VBsemi(微碧)、Altera(FPL),爱特(FPL) ,博通(网路器件),CirrusLogicCrystal(音频,视频芯片),莱迪思(FPL),英伟达(FPL),PMC-Sierra(网路器件),高通(CDMA无线通信 ),铁电(不挥发性存储器),Sun公司(UltraSPARC处理器),赛灵思(FPL) , 华为海思、展讯、MTK ( 台湾联发科 )。

  还有晶圆代工厂Foundry :他们有自己的晶圆生产线,为其他公司提供制造服务的公司。如:TSMC( 台积电 ) ,联华电子。

  而虚拟元件供应商只开发综合包并把它们授权给其他公司集成到IC里。如:ARM,Sci-worx和新思科技。

  随着人工智能、大数据、云计算、物联网、汽车电子及消费电子等半导体下游需求领域的快速发展,全球半导体行业景气度回升,2021年市场规模出现近年来最大增长。数据显示,2021年全球半导体行业销售额达5559亿美元,同比2020年增长26.2%。

  2021 年美洲市场的销售额增幅最大,美洲市场半导体销售增涨27.4%。中国仍然是最大的半导体单个市场,2021 年销售额总计 1925 亿美元,同比增长 27.1%。欧洲市场半导体销售增涨27.3%,亚太地区/所有其他地区销售增涨25.9%,日本市场销售增涨19.8%。

  自发展以来,全球半导体产业格局在不断发生变化。当前,全球半导体产业正在经历第三次产能转移,行业需求中心和产能中心逐步向中国大陆转移。