全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)處于迭代升級(jí)的關(guān)鍵期，新技術(shù),、新領(lǐng)域不斷加速拓展,，供需關(guān)系等關(guān)鍵因素進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)，全球市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)機(jī)遇并存,。

文︱郭紫文

圖︱現(xiàn)場(chǎng)拍攝

任何一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都離不開創(chuàng)新,，可以說(shuō)創(chuàng)新是一切新技術(shù)的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)力。依托于技術(shù)不斷創(chuàng)新迭代，半導(dǎo)體行業(yè)逐漸成為應(yīng)用滲透最強(qiáng),、行業(yè)影響最廣的戰(zhàn)略性,、先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。

6月9日至11日,，2021世界半導(dǎo)體大會(huì)暨南京國(guó)際半導(dǎo)體博覽會(huì)在南京國(guó)際博覽中心舉辦,。以“創(chuàng)新求變，同‘芯’共贏”為主題,，共同探討世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新與合作,、發(fā)展與共贏。

隨著人工智能,、5G,、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)不斷融合發(fā)展，全球數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速,，給半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展上了發(fā)條,。作為未來(lái)經(jīng)濟(jì)的支柱，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)迎來(lái)一次又一次重大突破,。

后摩爾時(shí)代的新方向

摩爾定律發(fā)展至今,，已經(jīng)到達(dá)了物理極限，芯片性能和功耗都已遭遇瓶頸,。另一方面,，技術(shù)手段和經(jīng)濟(jì)成本也是制約摩爾定律發(fā)展的原因。中國(guó)工程院院士,、浙江大學(xué)微納電子學(xué)院院長(zhǎng)吳漢明表示,，后摩爾時(shí)代下，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨緩,，創(chuàng)新空間和追趕機(jī)會(huì)也隨之?dāng)U大,，高性能計(jì)算、移動(dòng)計(jì)算,、自主感知成為芯片技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)方向,。為了提升芯片PPAC（性能、功率,、面積,、成本），芯片在制造工藝上將面臨三大挑戰(zhàn),。

第一是精密圖形,。以光刻機(jī)為主要裝備的工藝，現(xiàn)今主要用波長(zhǎng)193納米形成20納米,、30納米的圖形,，技術(shù)上具有很大難度,。

第二是新材料?？s小尺寸帶來(lái)的性能提升有限,，需要尋求新的材料支撐日益增長(zhǎng)的性能要求。新材料,、新工藝是集成電路芯片制造的主旋律,。

第三是提升良率。良率是檢驗(yàn)工藝是否真正成熟的標(biāo)準(zhǔn),，也是芯片制造企業(yè)面臨的最艱難的挑戰(zhàn),。

據(jù)中國(guó)科學(xué)院院士、上海交通大學(xué)黨委常委,、副校長(zhǎng)毛軍發(fā)所言,，半導(dǎo)體芯片未來(lái)的發(fā)展路線有兩條，一是延續(xù)摩爾定律,，二是繞道摩爾定律,。繞道摩爾定律的途徑很多，異構(gòu)集成便是其中一種,。

異構(gòu)集成可以融合不同半導(dǎo)體材料,、工藝、結(jié)構(gòu)和元器件或芯片的優(yōu)點(diǎn),，能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)大復(fù)雜的功能，具有優(yōu)異的綜合性能,，突破了單一半導(dǎo)體工藝的性能極限,，具有靈活性大、可靠性高,、研發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn),。毛軍發(fā)表示，異構(gòu)集成的研究意義顯著,，集成電路的發(fā)展從單一同質(zhì)工藝轉(zhuǎn)向多種異質(zhì)工藝集成,、從二維平面集成轉(zhuǎn)向三維立體集成、從TOP－DOWN轉(zhuǎn)到BOTTOM－UP,。

中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng),、長(zhǎng)電科技董事兼首席執(zhí)行長(zhǎng)鄭力表示，后摩爾時(shí)代,，芯片的密度和集成度越來(lái)越復(fù)雜,，先進(jìn)封裝已經(jīng)不僅僅是“封”和“裝”，而是走向了“集”和“連”,。AMD,、臺(tái)積電,、英特爾等國(guó)際巨頭都在積極布局異構(gòu)集成，發(fā)力半導(dǎo)體后道技術(shù),，實(shí)現(xiàn)芯片高度集成與高度互連,。

然而光有制造工藝和高密度的互連集成工藝還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須在芯片前期規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí),，就把晶圓制造和后道成品制造聯(lián)系起來(lái),，才能保證良率、提高性能,。

缺芯危機(jī)中的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

摩爾定律式微,，半導(dǎo)體芯片技術(shù)亟待以創(chuàng)新破局，而半導(dǎo)體市場(chǎng)卻面臨著百年未有之大變局,。2020年始,，疫情的爆發(fā)讓芯片短缺問題席卷全球半導(dǎo)體市場(chǎng)，汽車電子首當(dāng)其沖,。截至目前,，包括現(xiàn)代、起亞,、通用,、福特在內(nèi)的車企因芯片供應(yīng)不足紛紛停產(chǎn)，造成的損失不計(jì)其數(shù),。

而根據(jù)高盛研究報(bào)告顯示,，全球有多達(dá)169個(gè)行業(yè)在一定程度上受到了芯片短缺的影響，從汽車電子到消費(fèi)電子,，甚至蔓延至啤酒肥皂的生產(chǎn),。芯片短缺的影響遲遲沒有消退，反而愈演愈烈,。

賽迪顧問股份有限公司副總裁李珂認(rèn)為芯片短缺無(wú)外乎三個(gè)原因,，市場(chǎng)需求因素、供給原因和供需銜接問題,。按照市場(chǎng)規(guī)模統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,，2010年、2017年半導(dǎo)體市場(chǎng)增速高達(dá)31．9％和22％,，而這兩年中半導(dǎo)體市場(chǎng)并未出現(xiàn)缺芯現(xiàn)象,。顯而易見，2020年的缺芯并非市場(chǎng)突然爆發(fā)式增長(zhǎng),、需求放大,，而是供給、供需銜接出現(xiàn)了問題,。

SEMI全球副總裁,、中國(guó)區(qū)總裁居龍也表示缺芯是產(chǎn)能不足的體現(xiàn),，而產(chǎn)能不足時(shí)全面性的。從先進(jìn)節(jié)點(diǎn)到材料,，甚至封裝測(cè)試關(guān)鍵的基板都已陷入缺芯恐慌,。單說(shuō)汽車缺芯，除需求旺盛和產(chǎn)能不足外,，車企對(duì)供應(yīng)鏈的管理能力欠缺也是造成當(dāng)前“芯荒”局面的原因之一,。

從芯片制造、封測(cè),、設(shè)計(jì)到汽車,、網(wǎng)絡(luò)、消費(fèi)電子等全產(chǎn)業(yè)鏈上下游廠商均受到缺芯影響,，并有所行動(dòng),。臺(tái)積電、三星,、德州儀器,、中芯國(guó)際等頭部廠商積極擴(kuò)充產(chǎn)能，尋求新的突破口,。AMD等無(wú)晶圓廠,、下游車企等也在積極尋求合作，保證產(chǎn)能供應(yīng),。

據(jù)業(yè)界諸多言論稱,，芯片短缺仍將持續(xù)一至兩年時(shí)間。上下游市場(chǎng)哄抬市價(jià),，芯片仍然處于有市無(wú)價(jià)的狀態(tài),。對(duì)于中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)，2020年必然是艱難的一年,。頭部廠商也亟需作出改變,，適應(yīng)市場(chǎng)新的發(fā)展趨勢(shì),。

創(chuàng)新求變中謀發(fā)展

綜合各個(gè)機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè),，2021年半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模基本上就是“漲漲漲”,。預(yù)計(jì)2021年將會(huì)有15％至20％的增長(zhǎng)率,，市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)5000億美元，達(dá)到一個(gè)新的里程碑,。

2020年至今,，基于市場(chǎng)需求，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)都在加緊布局,，以應(yīng)對(duì)變化,，謀求發(fā)展,。中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)為首的12英寸晶圓廠在不斷擴(kuò)建,，中國(guó)8英寸產(chǎn)能也在持續(xù)上升,。半導(dǎo)體器件制造商不斷加大投資力度，增加研發(fā)資本,。三星,、英特爾等廠商在全球內(nèi)增加投資額，擴(kuò)建芯片廠,。

面對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)局勢(shì),，對(duì)于國(guó)內(nèi)廠商來(lái)說(shuō)，是機(jī)遇也是挑戰(zhàn),。2020年,，我國(guó)芯片制造行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模2560億，封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模2509億,，這意味著中國(guó)芯片制造行業(yè)有史以來(lái)第一次超過(guò)封裝測(cè)試行業(yè),，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在持續(xù)優(yōu)化。芯片制造行業(yè)的迅速發(fā)展,，有力支撐了中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,，也為供應(yīng)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈安全提供了堅(jiān)實(shí)的保障,。

5G,、人工智能、自動(dòng)駕駛等新賽道融入市場(chǎng),，半導(dǎo)體材料,、技術(shù)、工藝等也都在迅速更新迭代,，未來(lái)市場(chǎng)格局將會(huì)重新協(xié)同整合,。李珂表示，全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)應(yīng)該對(duì)未來(lái)市場(chǎng)趨勢(shì)有清醒的認(rèn)知,，積極主動(dòng)尋求新的機(jī)遇,。

總結(jié)

全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)處于迭代升級(jí)的關(guān)鍵期，新技術(shù),、新領(lǐng)域不斷加速拓展,，供需關(guān)系等關(guān)鍵因素進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)，全球市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)機(jī)遇并存,。在過(guò)去幾年,，國(guó)產(chǎn)化替代的話題熱潮不斷。2021年作為十四五開局之年,，各企業(yè)應(yīng)以自身為主體,，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化布局,，技術(shù)創(chuàng)新迭代，夯實(shí)技術(shù)硬實(shí)力,，支撐國(guó)產(chǎn)應(yīng)用落地,。