根據(jù)統(tǒng)計,2013 年全球半導體封裝與測試行業(yè)市場規(guī)模為498 億美元,占全球半導體行業(yè)市場規(guī)模比值為
16.4%。過去五年,封裝測試環(huán)節(jié)在整個半導體產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)值占比一直非常穩(wěn)定,始終保持在16%-17%這個
穩(wěn)定區(qū)間。據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2013 年國內(nèi)集成電路封裝與測試市場規(guī)模為1100億,同比增長
6.1%,近十年年復合增長率高達16.3%,遠高于全球半導體封測行業(yè)的增速。2013 年國內(nèi)封測行業(yè)產(chǎn)值
占到半導體行業(yè)產(chǎn)值的44%,并且在過去十年此比例始終保持在40%以上的高水平。
中國的半導體企業(yè)在半導體生產(chǎn)鏈上,整體處于技術(shù)較低的水平,造成這一現(xiàn)象的主要原因是,相對于半導
體生產(chǎn)的其他工序,封裝與測試工序具有技術(shù)壁壘低、勞動力成本要求高和需要巨額投資造成的資本壁壘高
的特點,這些都是中國的優(yōu)勢所在,有長足進步是理所應當之事。
半導體的生產(chǎn)工藝籠統(tǒng)地可以分成:
雖然對于非半導體行業(yè)的讀者來說應該是非常枯燥的,但對于看清半導體行業(yè)的整個格局是十分重要的。芯
片設計、前道工序的晶圓加工和后道工序的封裝測試三個工序。芯片設計是根據(jù)終端產(chǎn)品的需求,從系統(tǒng)、模
塊、門電路等各個層級進行選擇并組合,確定器件結(jié)構(gòu)、工藝方案等,實現(xiàn)相關(guān)的功能和性能要求,最終輸出
電路設計的版圖,提供到生產(chǎn)企業(yè)進行加工生產(chǎn);晶圓加工又稱為前道工序,是根據(jù)設計給出的電路版圖,通過
爐管、濕刻、淀積、光刻、干刻、注入、退火等不同工藝流程在半導體晶圓基板上上形成元器件和互聯(lián)線,最
終輸出整片已經(jīng)完成功能及性能實現(xiàn)的晶圓片;封裝測試又稱為后道工序,是對加工企業(yè)的晶圓片根據(jù)客戶要求
進行封裝加工成獨立的單個芯片,并對電氣功能進行測試確認。
在半導體行業(yè),企業(yè)的專業(yè)化垂直分工已經(jīng)成為主流,專業(yè)從事芯片設計的企業(yè)被稱為Design House,這類企
業(yè)自身一般沒有生產(chǎn)流水線,生產(chǎn)幾乎都是外包,自身沒有生產(chǎn)流水線企業(yè)被稱為無生產(chǎn)線(Fabless)企業(yè),這
在半導體行業(yè)非常普遍。
像最近被日本軟銀公司收購的英國的ARM就是典型的設計工序的企業(yè)且自身沒有生產(chǎn)流水線。高通和博通也是這
類企業(yè)。
像臺灣著名的半導體生產(chǎn)商臺積電(TSMC)就是晶圓加工的專業(yè)生產(chǎn)廠商,它們有的甚至沒有自己的品牌,專職
為其他公司生產(chǎn)半導體元件,這類公司又被稱為代工廠(Foundry),除了臺積電以外,臺聯(lián)電和中芯國際也是此
類企業(yè)。封裝測試的代表企業(yè)有臺灣的日月光、矽品和中國的長電科技。
與垂直分工相對的生產(chǎn)模式是一體化的生產(chǎn)模式,即從芯片設計到測封三道工序完全在同一企業(yè)內(nèi)完成,像半導
體行業(yè)老大的英特爾和老二的三星公司都是一體化生產(chǎn)模式的公司。一體化生產(chǎn)的商業(yè)模式需要強大的技術(shù)積累,
所以對一個新參的后發(fā)企業(yè)來說很少采用。
在半導體生產(chǎn)的三類企業(yè)中,大體上設計工序的企業(yè)技術(shù)含量最高,代工廠居其二,而后道工序的封測企業(yè)屬于
勞動密集型,技術(shù)含量最低。當然,半導體行業(yè)生產(chǎn)鏈中還包括原材料供應商和生產(chǎn)設備供應商,有些供應商,
特別是半導體設備的供應商中有很多技術(shù)含量很高的企業(yè),像日本的佳能和大日本印刷都是世界級的設備供應商,
我們將會在以后的連載中再次提到。
在技術(shù)含量最高的芯片設計環(huán)節(jié)怎樣呢?
和我們想象的恰恰相反,中國的芯片設計一直高速迅猛發(fā)展,是半導體產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)增速最快的一個領(lǐng)域。據(jù)中
國半導體協(xié)會統(tǒng)計,2013年國內(nèi)芯片設計市場規(guī)模已經(jīng)為809億,較2004年增長了近10倍,年復合增長率為29%,
是國內(nèi)半導體行業(yè)增速的2.5倍。在半導體生產(chǎn)的三個工序中,2004年芯片設計占比最少僅有15%,2013年此比例
已經(jīng)上升到了32%。
由此可知
中國半導體行業(yè)的弱點在在前道工序的晶圓加工這一環(huán)節(jié),中國的半導體行業(yè)的現(xiàn)狀形象地說應該是"頭尖、腳粗、
腰極細"的扭曲格局,而且和國內(nèi)需求相比產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)能力完全脫節(jié)。低技術(shù)含量的封測工序我們強完全可以理解,
高技術(shù)的芯片設計不錯我們會感到欣慰,前道工序的加工很落后卻讓我們難以理解。在一般的中國人的意識里,"代
加工"應該是中國人的最強項,難道中國就沒有努力過嗎?政府就沒有政策傾斜過嗎?答案還是NO!只是努力的結(jié)果不
盡人意。下回我們來看一下中國最大的晶圓生產(chǎn)企業(yè)中芯國際這個典型例子,分析一下晶圓加工工序為什么會成為
中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的死結(jié)。