中国电子报:IC制造规模决定出路

2013-11-13 10:13:49来源: 中国电子报
    “振兴制造业”是目前世界上主要工业国家(即发达国家)维持其经济发展、保护国家安全的主要措施之一。未来10年中国制造业该怎么发展?

集成电路制造产业是高端制造业的核心

既要为上游设计公司提供制造服务,同时也要承上启下,扶植下游设备和材料企业发展。

集成电路产业链大体可以分为4个环节。最上游的是系统厂商,主要由终端设备产品的公司组成,他们提供的是最贴近用户的集成电路产品;接下来是集成电路设计公司,主要是为系统厂商提供产品设计;第三个环节是集成电路芯片制造,主要由芯片代工企业和整合芯片制造公司组成,主要业务是为设计产品制造生产各种芯片;最末端的是为芯片制造企业提供大生产设备和材料的公司。在上述4个环节中,系统厂商是最贴近市场和客户,完全要根据市场导向运作。集成电路设计是产业链中市场和制造的桥梁。而芯片制造是整个产业链的核心基础,既要为上游设计公司提供制造服务,同时也要承上启下,扶植下游设备和材料企业发展,因为第4个环节是支撑产业发展的必备条件。如果说集成电路产业是先进制造业的核心,那么芯片制造就是核心中的核心。

在制造业中,集成电路制造集中体现了工业革命化的各种特征,也是制造业革命的基础。目前,集成电路工艺技术已经做到在小手指甲盖大小的面积上做出10亿个以上的晶体管,并将这些晶体管正确地用金属线连接起来形成正确的逻辑功能。随着集成度的增加、特征尺寸的缩小(现在已经逼近物理极限),制造工艺难度越来越大,集成电路纯制造业需要更加精细的管理和近乎苛刻的成本控制。为此,人们在生产中逐步形成了更智能化的网络管理营运模式。这种从通常的制造业概念演化到人与资源、物品和信息同步一体化的过程(也可以称为是智能化)相当程度地体现了工业化第四(工业4.0)阶段的某些特征,未来也可以为传统产业向先进制造业的演进提供借鉴。

产业规模扩充成为兵家必争之地

有了规模,技术可以通过有效的研发产生,再在产业化中实现新技术应用。

集成电路制造是一个以规模决定成败的制造行业。有了规模,技术可以通过有效的研发产生,再在产业化中实现新技术应用,有了规模,对新技术的应用推广也有了更多的话语权,如此形成良性循环。这一点从三星和台积电的发展历程中可以得到印证。两者都是在拥有庞大规模的前提下,依靠技术创新,在世界集成电路制造产业中确立自己的主导地位。

近年来,各芯片代工企业竞相在中国大陆建厂扩充产能,一方面,可以看出中国大陆市场的吸引力;另一方面,也凸显了规模在芯片制造代工模式中的重要性——生产规模越大,对国际一流设计企业的吸引力越大,对于世界设计龙头企业而言更是如此。台积电是世界集成电路芯片代工商业模式的创始者,其代工的主要商业模式是为IDM企业提供芯片制造服务。2012年,台积电在大生产28nm产品工艺技术研发成功后,在移动通信类芯片的市场带动下,迅速投入了90亿美元提升其生产规模,将28nm的生产能力提升3倍,并计划今年第四季度将28nm的产能提高到总销售量的30%。据悉,联电(UMC)和Globle Foundry等芯片制造企业也计划在中国大陆兴建300mm晶圆厂,生产90nm以下技术节点的产品。

摆在我国集成电路产业面前更严酷的事实是,我们与世界先进制造企业的规模差距正在日益拉大。这种趋势不得到抑制,后果将是不堪设想的,对我国集成电路产业的打击也将是致命的,对国家战略整体安全的危害更是不言而喻的。由于我国的产业规模过小,无法满足国内市场的旺盛需求,导致我国的集成电路进口额每年大幅上升——2012年进口总额为1920亿美元,而仅在2013年上半年进口总额达到1100多亿美元(自给率还不到10%。),超过了原油,成为第一大进口产品,相当于铁矿石+粮食+铜+成品油四大战略物资进口的总和。

产业规模效应受制于资本投入

在规模扩充的资本投入上,我们与世界龙头企业的差距正在日趋扩大。

集成电路是一个需要“持续高投入”的产业,扩大规模更需要提高投入,而令人担心的是,在规模扩充的资本投入上,我们与世界龙头企业的差距正在日趋扩大。

Intel从2010年以来,每年资本投入分别是52亿美元、108亿美元和125亿美元。同样,三星扩充产能上的投入也是不遗余力,3年来每年投入96亿美元、118亿美元和131亿美元。而台积电的这一数据分别为59亿美元、73亿美元和83亿美元,使得2012年产能达到1500万片/年(包括松江厂130万片,8英寸等效)。

为什么这些企业对于扩大规模如此不遗余力呢?对比表格中的几组数据,可以看出规模将决定产业的生存质量。

从建厂成本来看,方案二的投入可以节约25%(10亿美元),运行成本可以降低40%,新一代技术转移可以省2亿美元,环保效率(排放温室气体等)可以提高约1/3。无论从投资、运行成本以及环境保护的角度来看,规模生产是取得行业竞争胜利的先决条件,集成电路芯片制造规模在集成电路芯片制造业中的重要性是不言而喻的。

再来反观中国大陆的集成电路企业,以中芯国际为例,由于受到资金能力限制,3年来总共投入15亿美元。其资本投入由2005年世界龙头企业的40%降至2012年的6%。相应的产能从2005年为世界龙头企业的1/6降至1/10,其增长远远赶不上世界产业发展速度。这种以产能规模为主体的竞争格局不断强化,使得我们处于起步阶段的集成电路芯片产业,像一个瘦弱的孩童,在未来的竞赛中,很容易被身强力壮的对手远远抛在身后。我国的集成电路产业发展已经到了不得不扩大产业规模的关头了。

相信只要我们尽快地实现科研成果大规模产业化转化,依托具有中国特色的产业联盟,中国集成电路产业将进一步夯实在世界产业舞台上的地位。

关键字:中国电子报  IC制造

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2013/1113/article_27686.html
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