国内晶圆制造三足鼎立,北上深谁占上风

2024-09-30 11:28:48



晶圆制造是指将高纯度的硅材料通过一系列复杂的工艺流程,‌最终制成用于集成电路和其他微型电子器件的硅晶圆的过程。近年来,随着下游应用市场需求增加,加上各国贸易的不稳定,全球芯片供需出现失衡,国内晶圆代工企业接连宣布投资建造或规划建设新产线,以扩大晶圆产能。


图:晶圆代工产业链示意图
中国半导体产业协会数据显示,2023年我国集成电路产业销售规模为12276.9亿元,同比增长2.3%。其中,晶圆制造业实现销售额3874亿元,同比增长0.5%。

2022-2023年国内集成电路产业概况(单位:亿元)

数据来源:中国半导体产业协会
芯谋研究院预计,2024年在终端产业恢复向好的影响下,中国大陆晶圆代工行业预计12英寸产能将新增约13.5万片/月晶圆,新增产能主要来自12英寸,且集中在上海和广东两地。在本篇文章中,深芯盟产业研究部将从产业发展、技术水平、产能等角度探讨“北上深”三地的晶圆代工行业现状。


产业发展

以上海为核心的长三角地区系我国集成电路产业基础最扎实、产业链布局最完整、技术积累最丰厚的区域,整体产业规模占全国比约50%。目前,上海已形成完整的集成电路产业链,基本涵盖各类原材料、半导体设备、芯片设计、芯片制造与封装测试,尤以芯片设计、晶圆制造见长,拥有中芯国际、上海华虹、积塔半导体等国内晶圆代工领军企业。

根据《2024年上海集成电路产业发展研究报告》数据显示,2023年上海集成电路产业销售额达3251.9亿元,设计业、制造业、封测业、设备材料业销售规模之比为44:26:15:15,大致推算上海晶圆制造产业规模为845亿元。

以北京为核心的环渤海地区,拥有众多的设计、制造、设备和材料等产业链上下游企业,形成相互支撑、协作发展的格局。北京已形成“北设计、南制造,京津冀协同发展”的产业布局,晶圆制造环节有中芯北方、燕东微等企业。

2022年,北京市经济开发区集成电路产业规模约600亿元,相关集成电路企业约100家。《北京市“十四五”时期高精尖产业发展规划》指出,到2025年,北京集成电路产业将实现营业收入3,000亿元,构建集成电路创新平台、设计、制造、装备四大优势产业。

以深圳为核心的大湾区半导体产业链整体布局不如长三角,尤以芯片设计见长,晶圆制造板块相对薄弱,但最近几年接连投资多个重大项目,正奋力追赶,晶圆制造企业代表有中芯国际深圳、方正微、鹏芯微、比亚迪半导体等企业。

2022年深圳市集成电路产业营收为1608.9亿元,其中晶圆制造业占比仅有1.8%,推算晶圆制造产业规模为29亿元,由于2023年的数据并未公布,难以进一步推算,但近年来,深圳一些集成电路生产线建设项目在不断推进,如华润微等相关项目,对于当地的晶圆制造产业将产生积极的影响。


技术水平

上海的晶圆代工企业在技术研发方面投入较大,中芯国际已实现了14nm制程工艺的量产,并在积极更先进制程的研发;华虹集团在特色工艺反面具有较强优势,提供嵌入式/独立式非易失性存储器、功率器件、模拟与电源管理、逻辑与射频等多元化特色工艺平台的晶圆代工及配套服务。

北京的晶圆代工企业代表,燕东微8英寸晶圆制造能力覆盖90nm及以上工艺节点,并已启动基于成套国产装备的特色工艺12英寸集成电路生产线建设,节点为65nm。赛微电子,聚焦在MEMS(微机电系统)相关的特色工艺晶圆代工,拥有先进完整的MEMS工艺开发技术及晶圆制造技术。

深圳的晶圆代工企业在技术创新方面也取得了一定成果,深圳晶圆代工企业代表,方正微是国内第一批进入6英寸碳化硅器件领域进行制造工艺研究开发的厂商之一,拥有行业领先的工艺制造能力、成熟齐全的工艺品类;鹏芯微向全球客户提供28nm/20nm技术节点的集成电路晶圆代工及配套服务,具备逻辑电路、电源/模拟、混合信号/射频、图像传感器等多个技术平台的量产能力。


产能及分布

江苏省半导体行业协会的数据表明,截至 2023 年,中国 6 英寸及以上的晶圆制造生产线(不包含在建和中试线)共计 163 条。其中,12 英寸的生产线达 40 条,8 英寸的生产线有 49 条,6 英寸的则为 77 条。

在 2023 年,中国 12 英寸晶圆生产线的实际产能约为每月 140 万片(折合 8 英寸为每月 315 万片);8 英寸晶圆生产线的产能约为每月 140 万片;6 英寸晶圆生产线的产能约为每月 180 万片(折合 8 英寸为每月 101 万片)。珠三角区域在晶圆制造领域的起步相对较晚,就产能而言,长三角>京津环渤海>珠三角,随着相关项目投建进程的加快,深圳区域的产能将会得到释放。

表:北上深三地已建晶圆代工产线
数据来源:芯谋研究院、深芯盟产业研究部整理

结语

晶圆制造作为集成电路产业的核心环节,对于一个地区的电子信息产业发展具有至关重要的作用。整体而言,在晶圆制造领域,上海凭借其完整的产业链和领先的技术占据优势地位,北京形成了特色的协同布局,在特定领域有所突破,深圳作为后起之秀正在奋力追赶。未来,随着三地政策的支持、技术创新与市场需求因素的影响下,将对国内集成电路产业的整体发展产生重要影响。