中 文 版 英 文 版 网站地图 设为主页 加入收藏
首 页 公司简介 功能平台 技术服务 生产力促进中心 人才招聘 中科论坛
中国芯片业摸底调查

    据悉,由发改委牵头制定的 “18号文”中关于鼓励芯片产业的新政策的具体内容目前已经制定完毕。国家将加大对芯片产业的扶持力度,以通过财政拨款设立专项基金为主要方式来鼓励国内芯片产业的发展。之前因为美国对中国集成电路增值税退税政策启动了世贸组织争端解决程序,7月14日,中美签署的谅解备忘录,取消了原来芯片业“即征即退”的规定。

    9月1日,在上海举行的第二届中国国际集成电路产业展览会上可以看到:一方面,5年来,中国集成电路产业增幅为全球之最,2003年产业规模占到了全球3%,市场规模占到了全球17.5%。另一方面,专家和证券分析师们一再提醒,我们的IC技术和制造工艺与国际水平依然相差2~3代,产业规模偏小和竞争力偏弱的格局并未有大的改观,整机利润下滑等问题将殃及芯片产业,“明后年市场有可能往下走”。

一、制造:技术是道坎
    目前国内芯片制造虽不是制造、设计、封装三大板块中最大的,却是发展最快、投资力度最强的板块。但数量上的扩张并不意味着能力也在同步提升。芯片制造要不满足“只赚点可怜的加工费”,还必须往上游走。

制造“大跃进”?

    今年上半年芯片制造实现销售收入73.8亿元,同比增长182.4%,占国内集成电路产业的比重由17.2%猛增至31.2%。”信息产业部产品管理司司长张琪在9月1日的第二届中国国际集成电路产业展览暨研讨会高峰论坛上披露这一数据时特地加了一句话,“这个速度在全球芯片发展史上也属罕见。”

    同一天同样的场合,中芯国际董事长兼执行长张汝京登台讲演的第一件事就是告诉大家:“昨天的第一批0.11mm芯片还不怎么理想,但是我们很快就找到了问题点,明天会有更成功的第二批芯片出来,这个月会给大家报告12英寸的消息!”
   
    张汝京所指的是8月31日中芯国际在北京的12英寸工厂做出了第一批0.11mm芯片。随着中芯国际第一条12英寸线投产,中国半导体工业开始被国际半导体组织SEMI列入单独统计计划,显示出“中国造”已成为国际半导体市场上一支不容忽视的力量。
   
    据第二届中国国际集成电路产业展览会提供的信息,国内芯片制造生产线为:8英寸有6条投产,5条在建,3条拟建;6英寸有6条投产,5条在建,两条拟建。另有一条12英寸投产,一条拟建,而且设备和工艺也有了较大的改善。从产能看,内地芯片制造去年首次突破100亿块,达到134.1亿块,增长39.3%,今年1~6月累计达到94.19亿块,同比增长54.7%。这是今年2月召开的“2004中国半导体行业首脑峰会”上发布的去年芯片制造“大跃进”的相关数据。
 
    据中科院院士、北京大学微电子学研究院院长王阳元回顾,国内芯片制造业真正大发展是从2000年开始的,而且“投资主要是企业行为,国家并没有像909工程那样花那么多钱”。

    仅以中芯国际为例,这家企业4年来已经在上海投资了36亿美元,而人们在中芯国际年初登陆纳斯达克的招股书上读到,今明两年该公司还将利用上市筹集到的资金,分别投资19.5亿美元和13.7亿美元扩大生产能力。

市场号令“诸侯”

    集成电路产业链的几大板块中,芯片制造是“吞金产业”。中国半导体协会集成电路设计分会副理事长王志华介绍,投资一条8英寸的芯片生产线一般需要10亿美元,12英寸芯片生产线更高达15亿~20亿美元。而且还得周期性更新,因为芯片制造是“一代产品一代工艺,一代工艺一代设备”。但巨大的投资风险并没有挡住巨大的投资潮,全球半导体10大巨头均已在中国内地投资或寻找合作伙伴。

    “即使明知内地在诸如法律、知识产权保护、风险投资退出机制等方面还存在这样那样的问题,但由于市场机会太大了,大家还是往这里跑,环境的风险被抵销了。”德意志银行亚洲区技术投资银行业务总裁Peter Tsao说。
 
    中国正在成为一个巨大且高速增长的芯片消费市场,已具有号令“诸侯”的魅力。据统计,去年中国内地集成电路市场规模达260亿美元,增长41.0%,远高于全球18.3%的增长率。另据权威机构的测算,1998年中国内地半导体市场还占不到全球的5%,2002年跃升为12%,今年将达到22%,2010年将成为仅次于美国的第二大半导体市场。

    大连连顺公司是我国台湾省友顺投资(UTC)创建的芯片制造企业,连顺的销售工程师王保军说:“之所以要到大连,是因为我们的日、韩客户都在这边设厂,客户过来了,我们也必须过来。”

    和舰科技(苏州)一期投资超过12亿美元,总投资目标100亿美元,其副总经理曹效忠告诉记者,有人说到内地来是为了降低成本,这是误解,“我们就完全不是,我们主要是看好这边巨大的市场,再就是人才”。
 
    “就像一群迁徙的鸟,头鸟过来了,后面的都会跟过来。”上海华虹NEC执行总裁方朋博士说。方朋两年前在美国硅谷工作时,每个月都要到我国台湾省走一趟,在那里会遇到很多硅谷的朋友,现在到了上海,却碰到了更多硅谷的朋友。他认为内地芯片产业的快速发展与当年台湾省的情况有些相似,但比后者更有优势,主要是市场大(终端市场甚至比日本还大),“这是最大的利益驱动力”。方还透露,许多半导体用户到华虹NEC下单,目的是想通过他们来接触内地的系统集成运营商,以便把自己的产品打入中国市场。

从“通用”到“代工”

    内地芯片制造业发展曲折,一段时间内几乎是“屡战屡败”,其中包括上世纪80年代上马的908工程,“建成之时就是技术遭淘汰之日”,还有华虹NEC公司2001年的巨额亏损——8个月亏损了7亿元。

    “华虹NEC为什么会亏损?因为那时没有设计公司下单,国内设计公司太弱,境外公司又不到中国来。” 苏州国芯总经理华克路谈及这个话题时说。当时按需定制、高利润的东西没有,只好做通用DRAM,而做内存如做期货,风险很大,1996年DRAM卖到16~29美元,2001年竟然降到了2~3美元!现在华虹NEC的日子好过了,因为它转向了代工——按订单制造专用芯片。

    和舰的曹效忠介绍,芯片制造有两种模式,一种做通用的记忆体芯片,一种按订单定制专用芯片,后者即所谓芯片代工(Foundry)。与做记忆体芯片打通用市场的制造模式相比,做代工是有了订单才生产,受市场价格波动的影响小,可以保证利润,麻烦之处是要和需求不同的许多个用户打交道,产品批量小,“几十上百个客户才能满足产能要求”。做代工好比做散客,是一种相对安全的业务模式,由于是“客制化生产”,看天吃饭的风险小多了,且无须拴在一棵树上。

    从1986年“IC教父”张忠谋创立台积电算起,芯片代工已历经20余年,已成为一种主流制造模式。这种模式近年能在内地发展起来,主要得益于巨大的芯片消费市场和大制造所形成的产业聚集效应,吸引了很多用户到中国下单;再就是国内一批“无厂房”的独立芯片设计公司(Fabless)发展起来,形成专业化分工,专事芯片制造的代工企业可以从它们那里获得订单。曹效忠说,中国现在大部分厂商都想做Foundry。也有很多厂商既做代工也做通用芯片,脚踏两只船。

技术差两三代

    “美国是高端、中国台湾省是中端,中国内地则是低端,这是肯定的。”连顺公司的王保军说。制造板块发展很快,但技术水平还很落后。目前境外大力发展的是12英寸生产线,我国主流生产线则是6英寸和8英寸;当前国际水平是0.09mm,我国加工的多为0.25~0.18mm,相差2~3代。所产芯片大多用于玩具、遥控器、家电等简单消费品,用于高端产品的芯片很少。

    专家认为,由于芯片技术特殊的敏感性,弥补芯片制造核心技术的差距主要得靠自己。据介绍,国际半导体巨头的投资一般是独资的,又多为技术含量较低的劳动密集型代工线,我们很难从中学到先进的半导体加工技术。美国总审计局2002年发表的对中国芯片技术出口管制的报告中明确写道,美国的策略就是要让中国芯片产业水平与美国代表的全球先进水平相比始终落后两代!

    其次是芯片设计能力和IP核(一组拥有知识产权的电路设计的集合)设计能力不足,严重影响到了代工业的发展,而没有设计的制造不过是“赚点可怜的加工费”而已。

二、设计业:遭遇“规模之痛”

    东南大学电路与系统学科首席教授王志功说,一条芯片生产线通常需要20个设计公司来支撑,只有涌现多家每月需求上千片的设计公司,代工企业才不愁无米下锅。

    从芯片“大制造”的角度看,IP核的设计尤为重要,它是SoC关键,也是代工企业的“衣食父母”(设计公司)下单能力的关键。华克路告诉记者,内地的IP设计公司去年才发展起来,用户所能选择的IP模块还不丰富。而在曹效忠看来,内地的问题也是因为设计公司Fabless还不成熟,现在全球著名的IP供应商都在上海和苏州设有机构,因为他们看到中国有460多家Fabless,认为它们是自己的客户,但进来之后才发现这些Fabless太小了,有的甚至根本不知道自己需要什么IP。

    上海华岭集成电路公司总经理张志勇接受采访时认为,就目前态势看,内地芯片产业发展最快的虽然是制造板块,但最有希望冲在前列的却是设计板块。但“设计”板块的利好消息并不能掩盖“大多数企业不成规模”的事实。根据中国半导体行业协会的统计,国内400多家设计公司去年的销售总额不超过50亿元,其中有一定规模的20多家公司的销售总额约二三十亿元,剩下400多家的销售总额仅20多亿元,企业规模很小,有的企业甚至没有销售额。

只待东风?

    “国内集成电路设计企业正面临群体突破。”国家863集成电路设计专家组组长严晓浪、东南大学电路与系统学科首席教授王志功、大唐微电子副总经理杨延辉等都持此看法。

   中国半导体协会提供的数字表明,中国内地芯片设计企业发展迅猛,2000年98家,2001年200家,2002年389家,2003年465家;今年上半年,设计板块的产值增长64.9%,预计全年销售额75.6亿元,2008年这一数字将高达288亿元。

    张志勇以设计公司合作伙伴(华岭是一家为设计公司服务的测试公司)的身份告诉记者,近年来内地设计的芯片有两个变化:一是产品一上手便是“高档次”,譬如苏州国芯,一起步就是拥有自主知识产权被列入国家攻关项目的32位SoC。二是对测试封装质量的要求和认定很正规,“美国有什么要求,他们就有什么要求”。

    受访者普遍看好芯片设计,视其为最有希望率先实现“群体突破”的板块,并非因为它已经取得的进步,而是这个板块“实现突破的条件具备了”。

    第一个条件被认为是芯片产业链的形成。和舰(苏州)市场行销处国内业务部副经理熊修圆告诉记者,设计企业要实现“群体突破”,首要条件便是与制造、封装、测试企业形成良性互动,而这样一个产业链在内地已基本成型。他说做芯片产品最重要的是“时效”,一个产品从设计到流片、测试、封装、产出,一般需要半年时间,“衔接得好,3个月就能产出,衔接不好可能拖八九个月甚至一年”。为争取时间,设计企业应当和制造封装测试企业“比邻而居”,以方便就近流片、就近测试、就近封装,否则时间会拖得很长。我国台湾省芯片设计业的发展很大程度上得益于与制造测试封装的“就地互动”——设计可以很快得到验证,一发现问题就改版,“一年可以改四五次”(去海外流片顶多改两三次),这样进步就很快,“人家没有出来我出来了,人家出来了我可以杀价”。

    熊修圆表示,现在形势已经看得很清楚——这边的芯片制造已经很有气候了。制造业一过来,设计与制造的互动就有了条件,所以这边的芯片设计企业一定会长大。中国台湾芯片设计业的发展就是这种情况。

    设计企业“群体突破”的第二个条件,被认为是资金门槛易于跨越。在芯片产业的链条中,设计是投资门槛相对较低的板块,适合中小企业介入。东南大学由王志功分析,靠规模与管理取胜的Foundry芯片目前还不适合中国的中小企业,相比之下,Fabless(无生产线芯片设计)省却了工艺设备更新方面的巨额投入,风险相对小些,“100万元就可以建立一个中等设计公司,甚至两万元就可以建立一个‘设计之家’”。至于芯片设计制版费昂贵问题(目前0.18mm芯片的制版费高达10万美元),可采用“多项目晶圆(MPW)”方式降低成本,即几十家乃至上百家采用同一种工艺设计的企业把各自设计的芯片放到同一套掩膜上,利用同一批晶圆制造芯片,把昂贵的制版费用摊薄。也可以设计被称为“Soft IP”(具有知识产权的软芯核)的软产品,像卖书稿一样把版权卖给用户,由用户自己嵌入到系统中去制造芯片。

    第三个条件则是设计人才的培育和回流。近年来国内芯片设计人才的教育提高很快,加之海外留学人员掀起的回归潮,使得原本奇缺的芯片设计人才丰富了许多,大大缓解了设计企业发展的需求。据了解,新增加的设计公司中,相当多是“海归”创办的。

规模之痛

    “设计”板块的利好消息和想像空间,并不能掩盖“大多数企业不成规模”这样的事实。

    和舰科技(苏州)的代工订单大多来自我国台湾省的设计公司,也有一些美国、日本、欧洲和韩国的订单,惟独没有内地的单子。“虽然内地有463家Fabless,但他们的单子我们没法接,因为量太小了,无法开工。”和舰的人说。

    苏州国芯的华克路说:“目前我们仍处在摸着石头过河的阶段。”还拿SoC来说,因为要把系统做到芯片上,就得扣准整机需求“量身定义”,定义之后还得经过芯片试用、软件开发、整机开发、样机推出、小批量市场化等多个环节,“成功了利润高,不成功损失也大”。苏州国芯为做税控机芯片走访了几十家税控机企业,用户的要求参差不齐,“公要汤粥婆要面”,设计的东西照顾共性多了客户不买账,照顾差异多了又会抬高成本。

    相比之下,走兼容之路开发通用的底层芯片就没有这么多麻烦:不需要与整机客户沟通,不需要市场开发与建设,可以一步到位进入产品层次,前期投入也低得多。华克路说,国内目前有一大批仿制兼容设计企业,走低成本、高质量和准时供货打市场的路子,有的也很成功。

走向SoC?

    中国芯片设计产业的方向应该是什么?大唐微电子副总经理杨延辉给出的答案是SoC 。SoC把微处理器、传感器、传动器、存储器、模拟数字接口乃至软件都集成到一块芯片上,是直接为整机用户设计的,某种程度上,SoC就是一部整机。

    “中国是全球最大的彩电生产国、手机生产国、电信设备生产国,这个巨大的系统市场是国外同行难望项背的”。杨延辉说。他认为,设计企业实现突破,只有客观条件是不够的,还得选准方向。以当前最热门的通信来说,我国台湾省基本上不做通信整机,因为那里缺少与整机市场互动的条件,做SoC没有太多胜出的机会。内地的情况刚好相反,大唐微电子去年围绕国内系统应用做文章,走高端设计之路做SoC,销售收入5个亿,利润高达1.5亿。大唐设计的手机SIM卡可以存储1000多个电话号码,里面有数据库,有搜索引擎,可以通过空中接口把信息备份到网络上,去年一推出就占领了高端市场。

    中星微似乎比大唐微电子走得更顺。它的“星光系列”数字多媒体芯片在占据国内80%市场的基础上顺利走向海外,“星光五号”已因此成为计算机图像输入领域多媒体芯片的事实标准,被誉为世界的“PC Camera King”。中星微创始人、留美博士邓中翰就此评论说,美国已经成为CPU芯片的大国,韩国在存储芯片领域占有重要席位,中国芯片产业不能与这些国家正面冲突,需要另辟蹊径。

三、封装测试:“大”而不“强”

    被中国半导体行业协会会长徐小田形容为“给芯片穿上衣服”的封装测试,是半导体产业链上的“后道”,这个板块是中国芯片业目前生产规模最大的一块,2003年所占比重高达70%,今年上半年因设计与制造板块发展太快,封装测试的比重降为58.7%,但占据了大半壁江山的封装业多为低档终端芯片的封装。

结构失衡

    “中国已是封装大国,但不是强国,封装测试集中于低端,主要是三级管、二级管以及各种各样的低档终端芯片的封装。”徐小田说。“我们的低档封装是世界一流的,量大,效率也高,缺的是高档封装,境内的外资企业也才刚刚起步。”上海华岭总经理张志勇的看法与徐小田接近。

    国内现有封装测试企业180余家,重点企业20家,以三资为主。全球最大的封装测试企业Amkor、日月光、矽品科技、金朋等都已在中国落户,从事封装测试的外资及合资企业还有摩托罗拉(天津)、英特尔(上海)、三星(苏州)、超微(苏州)、日立(苏州)、赛意法(深圳)、富士通(南通)、阿法泰克(上海)、三菱四通(北京)等。本土企业则有江阴长电、天水永红、中国华晶(无锡)等。前10大企业的产值占该板块总产值的70%。
 
    今年上半年这一板块的扩张速度虽不及制造和设计,但仍然增长了24.8%,继续处在高速增长期。跨国公司来华设立封装测试工厂的热情不减,安森美、AMD、飞兆半导体等公司正在运作,英特尔继上海的封装测试工厂成功后又追加投资,在成都设厂,美国微芯也表示了设厂的意向。本土企业纷纷扩容,江阴长电与新加坡先进公司合资创建江阴长电先进封装公司,项目建成后凸块晶片年产能力将达24万片,倒装晶片10亿个。专家分析,封装在中国内地的发展得益于两个因素,一是大制造的拉动,众多封装测试跨国公司遵循“就近原则”来华设厂。二是上游板块的拉动,“设计与IC制造发展了,后道也一定会发展起来”。

  弱项主要在设计能力和工艺设备上。现有的工艺技术仍以直插式塑料封装(PDIP)为主,主要生产100PIN以下的低端消费性产品,且产能已然过剩。而先进的“倒装芯片封装”等技术仅仅在少数几家外商独资封装厂中使用,多数封装厂还停留在研究开发阶段。

    专家认为,封装测试板块这种强在低端、弱在高端的现状,与中国大制造目前的档次倒是基本吻合的,中国大制造往高端发展了,封装测试也会朝高端走,但这不应当是一个消极跟随的过程,中国大制造的高端化更需要芯片产业的高端化牵引。

专业测试崛起

    近年国内封装测试板块涌现出了一支新军,这就是专业芯片测试企业,目前这类企业只有5家,长三角和华南各两家,北京一家。数量偏少的原因,主要是中国早期集成电路走的是IDM的垂直集成体制,缺乏专业化分工,对公共测试的需求到上世纪90年代末才随着芯片代工和设计产业的发展显现出来。

    但也正因为测试业发展得最迟也最弱小,潜力才最大。“今后长三角绝对不会是两三家,而会出现一群专业测试企业。”上海华岭总经理张志勇告诉记者,目前上海华岭和无锡泰思特等专业测试公司都是满负荷运转,“华岭创办3年,每年成长率300%”,扩产成了迫在眉睫的事情。安捷伦、恩浦、 Credence 、泰瑞达、爱德万等国际知名测试公司已开始在国内建立测试中心。

     “到2005年,内地集成电路辅助测试(CAT)必须面对每年约500个集成电路新产品上市以及每年超过约100亿只集成电路成品的测试需求,这是产业快速发展对测试产业的严峻挑战,也是测试产业的机遇。”北京自动化测试技术研究所所长张东说。他还提示,我国台湾省半导体测试业在1995年前也是附属于制造业或封装业,产业发展到一定程度后才出现了专业测试公司,目前测试公司超过30家。

“芯片强国”始于封装?

    有人认为,内地的集成电路产业可能首先从封装上突破,拉出一道“封装强国”→“制造和设计强国” →“集成电路强国”的阳线。究其原由,一是境外半导体产业向内地转移本来就是从封装开始的,英特尔、摩托罗拉、三星、日立、AMD、东芝莫不如此;二是境外对封装测试技术控制不严,且这一板块的投入和技术难度相对较小。

    台湾走过的道路无意中为内地提供了一个发展标本。上世纪60年代中期起步的台湾省集成电路产业,前15年的主轴便是封装测试,从1966年美国通用仪器(GI)在高雄市设厂开始,德州仪器、飞利浦建元电子等公司在台设立的都是封装测试企业。之后15年,才开始转向前道工序,陆续建立晶圆厂,上世纪90年代初是6英寸工厂,1993年~1995年间是8英寸厂。IC制造业起来后,IC设计及外围随之快速跟进,整个半导体业随之发展起来。

    然而,不容忽视的是目前的产业政策环境。如受访者抱怨最多的依然是那个人所共知的芯片“境外游”怪圈:明明是内地设计的芯片在内地卖,却要到境外下单,游一圈再回来,目的是获取出口退税。曹效忠抱怨:“我们生产的芯片不能直接拿到隔壁的封装厂做,必须做完一个出口与进口的动作才能拿去做后道的封装测试,既浪费了时间,又积压了资金,而半导体最重要的就是时效。这个问题不解决,我就傍不住客户,在这里设厂的意义就不大了。”

    今年5月国家海关总署批准在苏州工业园区建立海关保税物流中心,这对相关企业虽然是个利好消息,但具体运作起来还是有问题。

    “如果环境方面的这些问题不解决,其他地方会取代你的。”熊修圆分析,境外厂商看好的是市场,如果你这里生产成本高,就算他一时不走,投资的速度也会慢下来。他反复向记者强调,政策和环境对发展集成电路产业太重要了。

苏州中科集成电路设计中心有限公司 1997-2008 版权所有
Add:江苏省苏州市工业园区金鸡湖大道1355号国际科技园一期6栋162
Tel:86-512-62889000 Fax:86-512-62889111 E-mail:szicc@szicc.com.cn