突破瓶颈,实现我国集成电路制造业的腾飞

时间:2022-03-18 10:04:52 来源:网友投稿

集成电路产业的产业链非常复杂,简而言之,可分为电路设计、前段制造和后段测试封装三大领域。其中所应用的技术涉及到理工类的各门学科,从原子论、分子论、电子学、量子力学等现代科学理论成果,到材料科学、控制理论、计算机软硬件技术等工程技术的最新进展,在集成电路产业都有着广泛的应用。其中尤以制造工序繁长的前段制造为甚,其水平是体现一个国家高科技制造能力的重要标志。

另一方面,集成电路已经超过石油,成为我国对外贸易中最大的入超项目。 随着我国电子产业的快速发展和海外整机组装厂移入与扩张,这个缺口将继续加大。 要控制这一趋势,则必须实现我国集成电路的设计、前段制造及后段测试封装的全方位快速发展。而由于前段制造须要投入的资金最大,人力最多,而且对设计和后段测试封装更有承先启后的作用。因此我国必须大步发展集成电路的前段制造,已逐渐形成共识。 然而由于经过多年的努力,我国在世界集成电路前段生产的份额虽有成长,但比率仍然很低,而且多数业者呈现亏损,近来成长更略有减缓,在此状态下,未来发展集成电路制造业应该采用何种策略?应用何种模式?的确值得关注与探讨。对此,本文通过分析总结过去近三十年来韩国、中国台湾及中国大陆的发展过程与经验,以探讨我国集成电路产业未来的发展方向。

1、中国台湾和韩国的经验

集成电路前段制造产业是 ”高投资,高技术,高风险,高回报”的产业,其中技术切入的方式,影响投资的回报和风险,可归结为经营模式。经营模式和资金的取得是决定集成电路前段制造企业经营绩效两个最重要的考虑。

在经营模式方面,过去近三十年中,中国台湾是由最低档的铝栅定时器及音乐芯片切入,赚了钱以后再慢慢升级,结果除了发展出全产业首创的晶圆代工业而建立坚强的根基外,以IDM (整合型器件制造商) 形式存在的内存芯片生产也举足轻重。

韩国则由工艺水平要求最高,但量大易销的内存市场以IDM模式切入,经过数度亏盈循环及整合,锻炼出踏实的技术及生产实力后,也终于打下一片天地。领导全球的内存市场,目前更向晶圆代工渗入。

在资金方面,中国台湾企业的资金先由政府领头,政府再创造良好的投资环境,引导民间资金大量投入。韩国则由大的电子整机公司带头,政府以低利贷款配合。 两者模式虽有很大的不同,但都很成功。

2、我国的经验

正因为半导体制造业有着巨大的进入壁垒,同时半导体制造业对于国家经济又是如此的重要,因此发展这一产业,必须有政府力量的推动才能有所成就。

从908的华晶到909的华虹,以及后来的中芯、宏力、和舰等,其背后都有着中国政府不遗余力的推动,从18号文到十一五规划,都可以看出中国政府对这一产业的重视与关注。

正是在这种推动与关注之下,中国的半导体制造业如同在一片广阔的土地上撒下的一把种子,长出了或高或矮的树木,构成了中国科技的防护林,有了这片制造之林,才有设计的栖息之地,才能使这片土地涌出更多的创新之泉。

正因为中国半导体制造业几乎是从无到有迅速发展起来的,相比于发达地区,中国半导体制造企业普遍面临如下问题:

我国集成电路前段制造产业虽然开始很早,但是在改革开放以前,由于缺乏规模经济及市场运作机制,结果和东欧国家一样,无论规模或技术水平均无法和西方先进企业匹敌。而改革开放之后,虽然一直努力追赶,但与同时一样奋起直追的韩国及中国台湾相比,在三十年后的今天来看,其成果有很大的差距。进一步分析,可以总结出一个简单但大致正确的有趣结论:

“尺寸(晶圆)越小,工艺越成熟,绩效越好。 反之亦然”。

通俗来说,便是“成熟的工厂赚钱,先进的工厂亏本”,如何产生这一现象?其中道理非常简单,也能带来很多启发!

(1) 高档工艺方面,无论晶圆加工或内存芯片的生产,相对于业界的先进企业,我们都是以中驷对上驷,且档次越高差距越大,可说没有任何优势。再加上越高档次的工厂,无论资金的需求和取得,技术的取得和完善,设计服务的深度和成本,客户接受的意愿等,都比工艺相对成熟者困难许多,因此不得不大幅度降价以吸引客户,或以昂贵的高档设备生产价格较低的较低档产品以消化产能,大幅亏损是必然的结果。

(2) 工艺层次越低,我国相对于先进地区的优势,即人工成本,越显著(就像传统产业一样)。可以在维持合理利润的原则下,仍能以较低的售价吸引无厂设计公司来投片,甚至造成很多国外IDM公司把自己的工厂关了,将生产转移过来。

其实我们可以把成熟的集成电路前段制造,看成传统劳力密集的手工制造业到同样劳力密集但技术层次及附加价值都较高的整机组装业的延伸(当然技术层次和附加价值又更高)。在整机组装达到相当规模后,很自然地要开始进入像集成电路这类较复杂的零组件生产。

然而,由于八英寸(200毫米,1英寸=25.4毫米)及以上的高端技术受到各方重视,容易获得政府及各方的支持,六英寸以下小厂则受到普遍的误解(误认尺寸越大越有利),难以获得支持。而目前八英寸及十二英寸厂的效益又不太理想,极大的影响了海内外业界及资本市场对我国集成电路前段制造产业的投资信心,进而影响上市公司的股价,和投资新公司的意愿(包括六英寸厂或技术较低档的八英寸厂)。这种状况对于我国集成电路产业的持续快速发展,对我国制造业向高端迈进,对改善我国集成电路依赖进口的局面是极为不利的。

3、近来成长趋缓的原因

照说国内目前集成电路前段生产,因为下游整机组装市场的成长,和生产条件渐趋完善,应该深获投资者垂青而蓬勃发展,但实际上,虽然经过八五计划到十五计划前期的十几年间一番热闹建厂之后,到如今除了部份地方政府为促进产业升级,并得到中央政策的倾斜,仍有能力及意愿给予国内少数特定公司优惠的政策设厂,再就是少数国际跨国公司来设厂外,很多新计划都胎死腹中或半途夭折,并没有如预期的快速成长,仔细分析,其原因可以归结如下:

(1)国内先进的前段制造公司中,上市者股价表现不佳,未上市者业绩也多数不好,比国内其它产业并没有因为是高科技而有较好的回报,因此不但国内的投资者宁可投资自己比较熟悉的传统产业,也不愿投资集成电路前段制造公司,而海外投资者,或被套牢,或被吓到,都对投资中国集成电路制造,特别是前段,失掉信心与兴趣。

2.国家集成电路的产业政策、物流效率、生产配套、社会认知、资本市场等,是复杂的集成电路制造的竞争力很重要的因素,国内与海外先进地区还有相当差距。因此除个别企业因为有独特的营运策略和各级政府特别的支持外,原企业成长多已不易,新企业要开始更是困难。

3.本来中国台湾公司及投资者,因为对集成电路产业有长期参与和成功的经验,知道可以获利,最有兴趣来大陆盖厂,但是由于众所周知的政治因素,致使大家裹足不前。

由以上的分析,我们发现集成电路企业最重要的两大要素,资金和经营模式 (公司定位),都大大地制约了了我国集成电路产业的成长。

4、未来发展的浅见

(1)在资金方面

世界先进地区,在成立新的集成电路制造企业时,其资金的来源,或是大企业因为自己的需要自筹资金启动,或是新企业由民间私募启动,但最后都得到政府强力的支持,提供不同的优惠政策,并协助取得银行巨额的贷款。欧洲、日本、韩国多属前者,美国多属后者。而计划经济色彩浓厚的新加坡及中国大陆,则是由政府通过各种方式来启动新企业。中国台湾则三种都有。目前要在中国大陆启动新的集成电路前段生产企业,除了国内企业, 像北大方正因为自己的需要而在深圳建厂外,要由海内外私募来完成者,则因为前面所述原因,已几乎不可能,因此,唯有靠各级政府,在深切了解到大资本高技术的集成电路前段生产企业对地方经济的意义之余,先牵头投入,并协助取得银行贷款,鼓励大企业及民间资金投入,除此之外别无他途。

(2)经营模式方面

在取得资金之后,企业经营者当以获利回馈投资人及社会作为最基本的诉求。若公司效益长期不佳,当会使投资者气馁,对投资消极而妨碍产业成长。适合自己条件的经营模式是保障公司绩效最重要的考虑。由上述的分析,我们对要新进入集成电路前段制造的企业有如下的建议:

参考中国台湾模式,利用我国人工成本较低的优势,由成熟的工艺切入,在确保利润的原则下,以有竞争力的价格,逐渐取代海外先进企业同一档次的生产,将这类的生产由先进地区搬到我国来,以延袭传统的劳力密集产业和整机组装业的潮流。经营的策略上,以传统产业靠大规模生产来降低成本的模式加强竞争力,大幅提升我国在这些档次的生产份额。在这量变稳当以后,再逐步完善必要的配套服务,提升工艺档次,完成质变的条件,进而踏实地实现再次扩大市场份额的量变。如此以: “提升档次 -->扩大市场”的 “质变 -->量变”循环,在维持营运利润的原则下,稳扎稳打地成长。

若要马上”赶上世界工艺水平”,可参考韩国模式,由量大好卖的标准存储器芯片生产切入,但一定要和渴望获得现成产能的先进企业合作,除做存储器芯片的晶圆代工外,还要共同开发技术,设计产品,开拓市场,以提升营业额及利润。若只做单纯晶圆代工,在竞争激烈的内存市场,所能分到的营业额很有限,这对必须不断投入大量资金来开发最先进技术,和购置昂贵的最先进生产设备,以维持竞争力的内存芯片生产厂压力是很大的(所谓“集成电路产业是无底洞”这是一个例子)。

若企业经营是以尽快达到营运利润和股东投资回报为宗旨, 则目前不宜进入高档次的晶圆代工(比如< 0.13 μm)。因为高档次的生产不但资本的投入以指数比例增加,客户投单的配套,如: IP的验证/设计服务/掩模版的成本/工艺的稳定和持续开发/侦错的能力等等,也越多越复杂越贵,而其完善与否,又大大影响客户投单的意愿,进而影响公司的成长。结果与先进者的绝对差距将越来越大,竞争力越来越落后。因此目前若贸然进入,未来纵使有赚钱的一天,也已经付出极大的代价,是否值得,应深思(所谓“集成电路产业是无底洞”这是另一个例子)。

其实与其要投入巨大的资金,和忍受长期的亏损以进入高档次的晶圆生产,倒不如实事求是也采用第1种模式: 投入较少的资金,由较单纯的成熟工艺切入,稳扎稳打,以获利为导向,积累资金后,再逐步完善必要的配套和工艺的升级,也就是将原本要一蹴而就的目标分段完成。(当无底洞有底了,便成了聚宝盆!)

事实上,长期以来我国在集成电路前段制造的投入从未间断过,尤其九五及十五的十年期间成长最快,至今已经积累了一些产能。这些产能中,固然很多已有不错的绩效,但仍有不少效益不佳,甚至还有不少空余的产能或厂房空间尚未使用,这些都形成浪费,影响公司的经营效益。因此为今之计,应该思考如何使现有的产能产生最好的绩效,以逐渐减少亏损,进而创造利润,这样才能提高股价,吸引投资人的兴趣,愿意投资,扩大规模来获取更多的回报。

改善效益的方法包括:将公司大部份的资源导向例如提升成品率/缩短交货期/降低生产成本等最基本的功夫上,以求在相同的资产上有更多的产出。另外若有多余的产能或厂房,应考虑出租/出售以减少闲置资产。产能若有不足应先考虑承租别人用不到的产能,待规模更扩大后,再投入资金自建。 甚至应考虑互相合并以扩大规模,减少竞争和重复投资。总之,各项生产绩效指标,营运利润及股东的投资报酬率等,应该要优先考虑做到合理水平,以建立投资人的信心及再投资的意愿。

5、结论

基于我国集成电路产业历来发展所积累的成果,在目前现实的状况下,要确保我国集成电路产业的快速发展,在资金方面,必须有政府或大企业的支持,以起带头作用,而企业要以适合自己的经营模式确保获利,回馈政府及投资人,才能使中国集成电路制造业的发展步入良性循环的轨道,实现整个产业的突破性发展。

附. 有关集成电路产业的几个误区

1.尺寸(晶圆)越大越有利,大尺寸出来,小尺寸就要被淘汰。

事实上同时存在的集成电路约有三万种以上,这些集成电路中,组件的数量、性能、种类、组合等都有很大的不同,因此若考虑制造能力及经济效益,不同的产品各自有其最合适的工艺水平,也就是各自有最合适的晶圆尺寸(因为工艺水平和晶圆尺寸的演进是平行的)。图1 总结了各类集成电路的市场规模及最适用的工艺水平。由图可见仍有很多集成电路适合用较成熟的工艺和尺寸较小的晶圆生产。 而且这些类产品的需求与较先进的产品一样市场规模仍在成长。

2. 集成电路前段生产规模的单位并非以“条”计,而是以“片”计。

集成电路的前段生产非常复杂,工序数目因产品而异,由几十个到四百个步骤以上都有。其与大家熟知的流水线最不同的是同一机台常重复来回使用,因此不像一般的流水线,投料以后一直往前走,直到成品完成前,不会回来再用先前的同一机台。 而且在同一工厂内,工艺流程的顺序常常会变,因此无所谓也无法使用生产线的概念。一般是以每月或每周完成完整全部工序的大圆片的数目来定。一座合乎经济规模的量产工厂月产约在两万片以上。

3. 集成电路的前段生产企业是高风险的投资。

由分析海内外的企业,可以发现经营模式的决定,影响经营的风险至巨。正确的经营模式应该是了解并发挥自己的优势,避开劣势,并且时时以最大的利润为经营取向,才能积累资金,以巩固优势,扭转劣势,再扩大规模。这一产业过去由欧美而日本而中国台湾、韩国而我国沿海,成功者各有特色,正是这一写照。

这些成功者另外最大的共同点都是“对本业的专注”。前述的提升成品率、缩短交货期、降低成本等不断完善经营绩效的基本功是公司趋吉避凶的不二法门。

因此公司若能知已知彼的选定最适合自己的经营模式,再专注地经营之,风险当可减到最低。像英特尔、三星、台积电等,长期来都专注地经营自己与众不同,但最适合自己的模式,结果都很赚钱,手上都积累了很多现金,足以承担各种风险,便是很好的例子。

推荐访问:集成电路 腾飞 瓶颈 制造业 突破

版权所有:天海范文网 2010-2024 未经授权禁止复制或建立镜像[天海范文网]所有资源完全免费共享

Powered by 天海范文网 © All Rights Reserved.。鲁ICP备10209932号