散英魂寄千萬雄鷹翱翔神州,
盡智魄載十億慧芯呼喚華夏。
——《國務(wù)院給予江上舟同志挽聯(lián)》
01
前沿導(dǎo)讀
據(jù)《日經(jīng)亞洲》報(bào)道稱,中國在不太先進(jìn)的半導(dǎo)體領(lǐng)域取得了長足進(jìn)步,其迅速擴(kuò)充正在將市場價(jià)格降低至此前無法想象的水平,這讓全球的芯片制造商都感覺到了巨大壓力。來自于德國芯片制造商X-Fab的銷售總監(jiān)馬可表示,在看到一些中國供應(yīng)商對于碳化硅晶圓的報(bào)價(jià)時(shí),我難以想象他們到底是如何做到的。
02
全球價(jià)格戰(zhàn)
根據(jù)國際半導(dǎo)體協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示,2021年,由歐美日企業(yè)供應(yīng)的6英寸碳化硅襯底,其報(bào)價(jià)為800-1000美元/片。到了2023年,來自于中國的半導(dǎo)體材料大幅度沖刷了市場價(jià)格,歐美日的碳化硅降到了600-700美元/片。
而來自于中國本土的報(bào)價(jià)更是夸張,以天科合達(dá)、山東天岳等企業(yè)為首的中國半導(dǎo)體材料供應(yīng)商,在與海外產(chǎn)品同規(guī)格的情況下,價(jià)格壓低到了400美元/片。
6英寸的晶圓碳化硅在28nm及以上的成熟工藝制程當(dāng)中,占據(jù)著重要地位。盡管現(xiàn)在已經(jīng)有很多廠商放棄了6英寸的生產(chǎn)線,投入到了8英寸和12英寸的大面積晶圓制造當(dāng)中,提高先進(jìn)芯片的生產(chǎn)效率。
但是在很多產(chǎn)品當(dāng)中,6英寸碳化硅晶圓有著成本上面的巨大優(yōu)勢。
在純電汽車的控制器、光伏逆變器、工業(yè)電源等多個(gè)領(lǐng)域,基于6英寸碳化硅制造出來的功率半導(dǎo)體芯片,其在穩(wěn)定性與量產(chǎn)上面可滿足許多大企業(yè)的要求。
剛才提到的天科合達(dá)與山東天岳公司,其6英寸長晶工藝穩(wěn)定性高,良品率高,而且在成本上面要比8英寸低60%左右,最適合大面積量產(chǎn)商用。
并且中國企業(yè)在制造設(shè)備的自主技術(shù)發(fā)展上面,也具有顯著優(yōu)勢。
北方華創(chuàng)的碳化硅長晶爐設(shè)備,其價(jià)格大約在200萬美元一臺,但是如果進(jìn)口海外的設(shè)備,那么這個(gè)價(jià)格將會翻倍,來到400萬美元一臺,并且國內(nèi)的設(shè)備在維修保護(hù)、測試調(diào)控等方面更加的方便,維修成本更低。
長晶爐設(shè)備需要在高溫環(huán)境下持續(xù)運(yùn)行10-15天,所需的耗電量大。但是中國工業(yè)電量的價(jià)格大約在0.08-0.12美元/度,而海外的工業(yè)電量價(jià)格大約在0.25-0.35美元/度,中國企業(yè)在電量成本上面,領(lǐng)先海外企業(yè)。
并且地方政府還會給相關(guān)的企業(yè)提供相應(yīng)的扶持政策,每萬片產(chǎn)能補(bǔ)貼1.5億人民幣,極大完善了芯片制造企業(yè)的經(jīng)營產(chǎn)業(yè)鏈。
德國X-Fab的銷售總監(jiān)馬可曾經(jīng)公開表示,中國企業(yè)的碳化硅材料報(bào)價(jià)遠(yuǎn)低于我們的材料成本,這直接迫使我們放棄了在6英寸碳化硅上面與中國企業(yè)死磕,向8英寸生產(chǎn)線轉(zhuǎn)型。但是轉(zhuǎn)型需要3年左右的時(shí)間,我們的壓力很大。
無獨(dú)有偶,來自于美國的芯片企業(yè)科銳(Cree),其在2023年宣布將公司內(nèi)部的碳化硅制造業(yè)務(wù)拆分出來成立Wolfspeed子公司,并且關(guān)閉了一座在美國本土的6英寸制造工廠,全面在8英寸碳化硅領(lǐng)域進(jìn)行發(fā)展,避開中國企業(yè)在6英寸碳化硅材料上面掀起來的全球價(jià)格戰(zhàn)。
03
國產(chǎn)成熟芯片
在發(fā)展國產(chǎn)芯片的過程中,國產(chǎn)芯片制造設(shè)備是核心的突破點(diǎn)。
根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會以及CCID的2025年Q1報(bào)告顯示,中國設(shè)備企業(yè)在多個(gè)芯片制造設(shè)備上均實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)不錯(cuò)的國產(chǎn)化率。
由中微半導(dǎo)體提供的刻蝕機(jī)產(chǎn)品,已經(jīng)可以應(yīng)用在5nm先進(jìn)芯片的生產(chǎn)線中;由北方華創(chuàng)推出的薄膜沉積設(shè)備,已經(jīng)通過了國產(chǎn)14nm ALD設(shè)備生產(chǎn)線的技術(shù)驗(yàn)證,開始大面積的進(jìn)行量產(chǎn)使用;華海清科供應(yīng)的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備,在14nm及以下CMP設(shè)備生產(chǎn)線當(dāng)中進(jìn)行了技術(shù)驗(yàn)證,開始進(jìn)行量產(chǎn)商用。
并且由中微半導(dǎo)體供應(yīng)的CCP刻蝕機(jī)產(chǎn)品,已經(jīng)成功的進(jìn)入了三星、臺積電的生產(chǎn)線,在國際上面占據(jù)了25%的市場份額,僅次于美國的應(yīng)用材料和泛林科技。
國產(chǎn)光刻機(jī)也正在推進(jìn)當(dāng)中,北京科益虹源推出了193nm ArF激光器,華卓精科推出了雙工作臺,長春光機(jī)所推出了物鏡系統(tǒng)。
為了壓制中國芯片設(shè)備的發(fā)展,美國應(yīng)用材料、泛林科技等企業(yè)將成熟芯片的制造設(shè)備降價(jià)30%,以此來試圖壓制中國制造設(shè)備在市場上面的競爭力。
但是中國芯片企業(yè)在多年前共同成立了“中國集成電路創(chuàng)新聯(lián)盟”,該技術(shù)聯(lián)盟與當(dāng)初美國英特爾牽頭的EUV LLC有類似之處。
創(chuàng)新聯(lián)盟整合了中芯國際、華虹半導(dǎo)體、長江存儲、中微半導(dǎo)體等國內(nèi)頂級的大型芯片企業(yè),全力以赴開發(fā)國產(chǎn)自主的制造設(shè)備,將設(shè)備驗(yàn)證周期從24個(gè)月壓縮到12個(gè)月。
國內(nèi)企業(yè)在類似的技術(shù)上面進(jìn)行專利交叉授權(quán),避免不同企業(yè)在同一個(gè)技術(shù)上面出現(xiàn)浪費(fèi)資源的重復(fù)研發(fā)情況。
以長江存儲類似的企業(yè)為前提,將自家最新的技術(shù)工藝提前導(dǎo)入北方華創(chuàng)等公司的制造設(shè)備當(dāng)中,提升技術(shù)調(diào)試的效率。并且中微的刻蝕機(jī)同時(shí)在合肥長鑫、中芯深圳、積塔半導(dǎo)體三條生產(chǎn)線當(dāng)中同步進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證,將數(shù)據(jù)互通的周期從18個(gè)月縮短到9個(gè)月的時(shí)間內(nèi),全面加速國產(chǎn)芯片的技術(shù)發(fā)展。
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