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上游材料供應受限 半導體與OLED面板本土化制造優勢或將喪失
2018年07月02日 10:36 電子產業網

  2018年6月25日,環球晶的新竹股東會議披露的內容詳情,再次引起了中國國內半導體行業的重視。股東會上董事長徐秀蘭表示,目前硅晶圓的主要產能集中在前5家,市占達95以上,該5大廠目前都沒有大幅擴產的動作,只有合理的去瓶頸措施,前5大廠產能至2019到2020年都已經被預訂了。

  環球晶為第三大半導體硅晶圓廠,徐秀蘭認為,半導體硅晶圓供應仍短缺,環球晶的產能至明年止都滿載,2020年的接單已滿一半,市場供應相對緊張。環球晶去年的合并營收為新臺幣462億元,年增151,營業凈利為新臺幣74億元。今年5月營收為新臺幣47.79億元,年增30.2,創下歷史次高,累計前5月營收為新臺幣232.72億元,年增31.8。

  實際上,從上月下旬供應鏈傳出的消息稱,受智能語音音箱、無線充電底座等設備的出貨增長過快,以及in-cell全面屏芯片需求增長,市場上8寸的硅晶圓材料出現較大的供貨缺口,部分上游材料商已通知晶圓廠商將調高價格二到三成。

  由于此次漲價幅度是前兩年的二到三倍,加上年前又多收了各晶圓廠約一到二成的產能訂金,8寸晶圓廠也表示一定要調高芯片出廠價格,漲價幅度將在原來的基礎上調高10~15左右。另外,由于上游8寸硅晶圓材料供應短缺,芯片的交期也將延遲25天到45天左右。

  而相對來說,12寸的硅晶圓則由于新建晶圓廠的產能與硅晶圓材料新建產能,目前還沒有明顯的時間沖突,不管是材料供應和價格都相對要平緩一些。但隨著中國國內的新建晶圓廠建設起來,這個平衡的局面或將還會打破。同時如何應對中國國內廠商的就近配套服務需求,也將成為行業需要解決的現實問題。

  在推行了近四十年的改革開放政策之后,中國境內的經濟快速發展,不但為帶來一個龐大的消費市場,也為民生工業制造業積累了大量的生產線工人,同時也吸納了的資本注入到中國市場,在消費類電子產業鏈下游的零組件加工和整機組裝部分,復制出了大的廉價產能出來。

  特別是近十年來,隨著中國民生制造業的產能繼續向產業鏈中游的零組件上快速復制,也吸引著越來越多的資本,往中國市場上投放產業鏈上游元件廠商與材料產能,來滿足中國境內市場上零組件產能爆發后的配套需要。

  其作為現代制造業關鍵基礎元件部分中的半導體芯片行業,一直以來是中國境內民生制造業的大宗采購商品,近兩年來也在繼機身材料、線路板、顯示屏成功本土化生產之后,成為第四大涌入中國境內的產能轉移標的。

  為了配合中國境內廠商的產能需求,包括臺積電、聯電、 Global Foundries 等在內的多家海外晶圓代工企業將在中國內地投放新的產線,一來避免老舊產線退役后的新工藝產能更替出現產能缺口,二來也可以充分利用中國內地的產業配套政策,低成本的實現與下游客戶就近配套服務。

  此外,中國內地本土投資的晶圓代工廠包括中芯國際、華力微電子等,也開始利用中國本土制造的低廉制造成本與本土服務優勢,陸續承接來自市場范圍內的訂單,成為高速發展市場行情下新增產能的重要補充部分,在未來 2 年內也將有多條產線投產。 據行業統計,在 2017-2020 之間將新建約62 座晶圓廠,其中 26 座晶圓廠的生產產能設在了中國內地。

  這種情況跟中國發展OLED顯示面板的情況十分相似,有數據顯示,正在運營和已經開建的OLED面板線約有27條,其中韓國有10條,中國臺灣有1條,日本有2條,剩下的14條全在中國內地。

  大量的晶圓廠在中國內地建設起來,肯定就會對未來十年內的中國民生制造業繁榮,起到很好的上游核心元件供給保障作用,同時也將帶動中國內地與芯片相關的配套產業快速發展,全面引導中國的民生制造業技術進步與產業升級。

  不過,半導體芯片行業在中國境內的發展狀況也與OLED面板遇到的情況相似,除了量產技術受限于行業內少部分熟練員工與工程師之外,在上游的關鍵原材料方面,本土化配套能力很低,還需要的資本與技術進行充分合作,才能有效解決。

  以OLED 材料領域為例,中國國內的OLED產能充分釋放以后,中國國內將成為第二大的OLED面板生產基地,但在OLED 材料領域,OLED單體的終端材料生產和有機材料技術掌握在海外公司手中。目前 OLED 單體終端廠商主要是韓國、日本、德國和美國廠商,包括韓國三星 SDI、LG 化學、德山金 屬、斗山、日本出光興產、堡土谷化學、美國 UDC、德國默克等公司。而目前中國國內企業主要從事 OLED 中間體和單體粗品生產,中國國內 OLED 中間體、單體粗品的供應商主要包括萬潤股份、西安瑞聯、濮陽惠成、北京阿格蕾雅、吉林奧來德等,其中萬潤股份、濮陽惠成、西安瑞聯等都已實現規模量產并進入海外OLED 材料供應鏈,得到了OLED單體生產廠商的認可。

  但在OLED單體生產領域,中國境內的材料企業限制新進企業的主要門檻是升華材料的專利,當前主流的有機材料技術大多被海外公司所有,且海外公司給這些技術進行了專利保護。也就是說中國境內的材料企業或OLED面板廠商,如果想要快速獲得相關的量產技術與產能布局,就需要與海外的這些OLED單體專利與量產技術持有公司,進行深度的合作,才能有效解決。

  實際上半導體芯片在中國國內的發展,同樣也遇到了與OLED類似的問題。有數據顯示,目前中國國內的晶圓代工產能位居第二位, 2017 年市占率將近 15,未來中國內地的新產能開始產出后,晶圓代工產能在占比還將快速提升。

  事實上,除了上面提到新建的26座晶圓廠外,中國內地現在已有50 余條晶圓生產線,分布于北京、上海、天津、西安、廈門、 以及合肥等多個城市,僅管都是一些相對低端的產能,產出與效益也不如后期投建的8寸、12 寸晶圓廠高。未來隨著中芯國際、華力微電子、臺積電、聯芯、晶合、萬國 AOS、德科瑪、 以及紫光等持續投入 12 寸晶圓廠生 產線開始量產,加上德科瑪、中芯國際、士蘭微、 以及 Silex 于 8 寸晶圓廠的產能擴充完成后,中國國內晶圓代工產能占的比重,肯定會在現有的基礎上出現較大的增幅。

  然而大量的晶圓廠在中國國內建設了起來,但作為半導體芯片的核心材料部分,中國國內不僅產業配套十分殘缺,而且也遇到了同樣的技術、設備來源、工藝專利和量產經驗等困境。其中以晶圓制造中占比大的基礎材料硅片和硅基材料為例,其比重占半導體制造材料約為 36。但材料與生產材料的制造設備來源,基本上都是海外企業供應。

  硅片的生產過程非常復雜,從硅石到硅片需要經過提純、熔鑄、拉棒、切割、拋光、清洗等多道工序。 一般而言,硅片要經過硅石的三步提純制備出純度為 99.9999999的半導體級硅,而且現在12寸先進制程的晶圓廠,要求的純度早已突破小數點后11們的目標。

  硅石提純后,再通過熔鑄、拉棒等工藝流程生產成適當直徑的硅錠,后被切割、拋光、清洗并通過質檢環節后,才可完成的用于下游生產的薄硅片的制備。而這期間,不管是加工環境、加工設備,還是輔用材料等,都不能對硅石材料有任何的污染,影響硅的純度。

  目前的硅片和硅基材料,主要由日本信越化工、日本 SUMCO、臺灣環球晶圓、德國 Siltronic、韓國 LG Silitron 五家提供,它們的總產能占到了的95以上,可以毫不客戶的說,除了這五家廠商外,其它生產廠商所生產的硅片和硅基材料,基本上都用在了晶圓廠的測試片生產上,基本上沒有用于正常的芯片量產中。

  實際上,中國國內在民生制造業產業鏈中、上游的相對落后,導致了中國材料產業起步較晚,且受到技術、 資金、以及人才的限制,中國國內材料產業總體表現出數量偏少、企業規模偏小、技術水平偏低、以及產業布局分散的特征。

  所以說,中國國內這些新建的晶圓廠要健康發展起來,一個健康而充裕的上游材料配套產業鏈肯定不可或缺。中國國內發展半導體產業也與現在行業發展OLED面板一樣,如果想要快速獲得相關的量產技術與產能布局,就需要與海外的材料專利與量產技術持有公司,以及相關的量產設備與維護企業等進行深度的合作,通過引進資本、人才、技術及管理等方面,才能有效解決。

  否則的話,可能中國國內的元器件產能是上來了,但終的本土化成本與就近配套服務優勢,很容易就被上游原材料的配套成本所傾蝕,不但難以實現優質產能配套服務的目標,甚至還將導致中國國內相關行業的全面虧損。

  所以也只有在與海外企業這些充分的合作基礎上,中國國內企業才有可能在取得了量產技術之后,并真正獲得了一定的量產經驗積累與行業技術沉淀,或許有機會解決好類似半導體芯片與OLED面板等新型先進器件的與材料的原始創新難題,真正的做到上游材料國產化目的完成先進產能的配套服務。

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