《集成电路纲要》解读之石瑛:发展集成电路需完善的材料体系支撑

 中国电子报、电子信息产业网  作者:
发布时间:2014-07-14
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    为推动集成电路产业加快发展,工业和信息化部、国家发改委、科技部、财政部等部门编制了《国家集成电路产业发展推进纲要》,并由国务院正式批准公布实施。中国电子报作为工信部主管的具有机关报性质的行业报,作为集成电路领域最权威的媒体,特邀请行业专家和从业人员解读《纲要》,畅谈中国集成电路发展大计。集成电路材料产业技术创新战略联盟秘书长、中国半导体行业协会支撑业分会秘书长石瑛为本报写来的专稿。

中国半导体行业协会支撑业分会秘书长石瑛

    集成电路材料是产业链不可或缺的重要环节。《国家集成电路产业推进纲要》发布重点强调了产业生态体系的建立。包括材料产业在内的完整产业体系是中国集电路产业发展取得成功的关键。

    建立完善的材料体系是产业发展的必然要求

    从集成电路行业整体发展情况来看,制造业是全行业发展的关键,做大制造业,发展中国集成电路材料产业才有市场空间。但是没有相应的产业生态体系,集成电路制造业很难一枝独秀。产业生态体系可以理解为横、纵两个维度,从横向来看它包括集成电路设计、制造、封装、设备、材料、以及专业的金融和中介服务等,材料是这个生态体系中的重要一环。从集成电路材料纵向来看,既要有大型龙头企业作为产业支柱,也需要一批中小企业的配合,还要有一批专业的高校和研究机构,各环节相互支撑形成合力,才能促进全行业良性发展。

    有一个相对完善的产业生态体系支撑,对于制造业安全可靠发展和持续技术进步致关重要。材料供应链的本土化,不仅有利于制造成本的控制、服务的快速及时响应、技术的安全可控,它所形成的产业协同效应好处更多。在这方面,韩国三星集团的发展就是一个很好的案例。时间后退到20年前,在全球集成电路材料体系中几乎看不到韩国公司的影子,而今天韩国LG-Siltron已成为全球第五大硅片供应商,韩国东进也成为亚太地区具有影响力的光刻胶及相关化学品的主要供应商,而更具显示度的是三星已发展为全球仅次于INTEL的第二大集成电路产品供应商。我国集成电路产业发展要取得成功,从现在开始就应当立足于全产业链的规划、完善与提高。

    产业链协同发展原本也应当成为我国的优势。目前,集成电路制造用硅材料、掩模、电子气体、工艺化学品、光刻胶、抛光材料、靶材、封装材料等在我国有一批相关的企业,我国也拥有生产这些材料的有色金属、有机、无机化工产业基础、以及矿产资源禀赋,基础产业较为完备,这是其他一些国家和地区的集成电路行业所不具备的优势。问题是集成电路制造用材料的技术要求几乎接近其技术发展极限、品质管控要求做到极致、产品价格还要做到具有经济性。这些材料产品无一例外的是各类材料的最高端,而我们的短板就在于通向高端领域的综合实力不足。

    集成电路材料产业向高端领域演进面临困境

    目前,我国集成电路材料企业的数量不少,但大都集中于6英寸及以下生产线用材料的低端环节,8英寸及以上生产线所需材料的供应基本都依靠国际大公司。向高端环节延伸面临的共同挑战除了技术因素之外,首先是资金需求巨大,而且需要持续不断地投入。比如月产10万片90纳米300mm硅片生产线大约需要投资30亿元,而90纳米硅片市场很快就被45纳米所取代,更进一步要求要达到22纳米甚至14纳米,在前期投入还没有收回的情况下,又要对关键工艺设备和检测仪器进行升级及重新配置。光刻胶、工艺化学品、抛光材料等也是如此,虽然投资体量不如硅材料那么大,但与面向普通市场的同类材料相比,其投入强度也有10倍和几十倍的差距。

    比资金问题更难克服的是材料的准入门槛。由于材料对整条制造生产线的稳定运行关系极大,制造厂轻易不愿更换供应商。现在我国高端集成电路生产线应用的都是国际大公司的材料,即使国内制造企业十分重视材料的国产化进程,也能对材料企业的努力给予积极配合,但是漫长的认证流程是材料企业面临的难题。材料进厂检验通过之后,都要经过单机测试、小批量上线考核、和用户产品可靠性认证等环节,顺利通过这个周期的时间通常在1年半到2年,材料企业在这个过程中无法实现产品销售,还必须保持生产线稳定运行并不断向用户供应产品,很多规模小、产品单一的材料公司根本坚持不了这么长的时间。

    另一个问题是材料企业走向高端的意愿不足。小的专业化材料企业由于自身规模和财力有限,不敢冒险开发高端产品,大多集中在低端市场,造成同质化和压价竞争。而传统的大型化工、有色等材料公司拥有基础材料的生产和资金优势,具备向精细产品发展的条件。集成电路材料这类精细化的高端产品利润虽然比基础产品高,但其产品技术难度大、品质控制要求严苛、运行管理精益程度高、客户服务要求细致周全、高端人才依赖度强,对于习惯于大宗商品生产和销售的企业来说难度大、见效慢、市场容量不足,短期内投入产出不成正比。目前的现状是国际大公司从中国低价进口基础原材料,利用其先进的技术和管理生产出精细化高端产品,再以高价出口给中国制造企业。

    我国集成电路制造材料产业突破性发展迎来历史机遇期

    在02专项等国家相关科技计划支持下,部分材料已开始批量进入8英寸制造厂,CMP工艺用抛光液、溅射靶材、铜电镀液及添加剂、高纯三氟化氮和六氟化钨等材料已应用于12英寸生产线,还有一批材料正在进行应用认证考核。相关企业在重视技术开发的同时也加大了质量控制、精益化管理、客户服务等能力的提升,全行业综合能力有所提高。

    《国家集成电路产业发展推进纲要》的发布将引导制造进入新一轮建线高潮。按照《纲要》发展目标,集成电路产业销售收入到2015年超过3500亿,到2020年全行业销售收入年均增速超过20%。这意味着材料市场将在目前基础上扩大50%以上,并且以年均20%的增长速度发展,市场空间巨大,预期发展前景广阔。

    在《纲要》尚未正式出台的酝酿阶段就已经在材料行业中发挥了极大的引导作用。涉足高端材料的民营高科技企业坚定了业务发展信心、民间投资机构也更多地关注成长潜力较好的材料企业,纷纷寻找机会与相关企业合作、一些民营上市公司也将目光投向集成电路材料行业,小企业融资难的状况有所缓解。

    一些资金实力雄厚的大型基础原材料企业也开始关注高端集成电路材料领域,某些化学品公司专门成立了集成电路材料分公司或事业部。这些公司原有的基础原材料产业继续发展面临环境压力、产品升值空间小、同质化竞争严重等问题,企业自身需要产品结构调整和技术升级,同时,其所在地区也有经济转型发展的要求。这些大型企业的进入将极大的改变集成电路材料的行业结构,为行业发展带来动力。

    产业联盟等新型产业组织的出现在材料产业发展中发挥着支撑作用。由国内集成电路制造企业、各类材料生产企业、相关研究机构和大学等联合发起的集成电路材料产业技术创新战略联盟运行1年多来的实践表明,产业联盟在加速产业生态体系形成,促进产业链各环节的协同创新和业务合作,以及未来的国际合作和产业整合等方面已开始发挥作用。

    我国集成电路材料产业正面临向高端发展的战略机遇期。此时,产业基金加以重点扶持、带动和引导社会资本投入,进一步激发企业活力和创造力,加大自主技术开发和国际技术合作力度,促进产业链协同发展,使有条件的材料产品与集成电路制造业发展同步规划、同步认证、同步量产,一定程度上改变先进口再国产替代的被动局面。在国家政策支持、市场需求驱动、企业自身努力、产业链密切合作等共同努力下,我国集成电路材料产业一定能够实现跨越式发展,成为国际集成电路材料业的一支重要力量。

 


来源:中国电子报、电子信息产业网            责任编辑:郭远峰
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