發(fā)布時間：2023-11-08 10:17:41
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的半導體芯片制造技術樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
和手機、液晶行業(yè)的情形一樣，日本芯片制造商們也走上了集體突圍之路。
9月16日，NEC電子與瑞薩科技(RenesasTeehnology)宣布，雙方將于明年4月合并，組建全球第三大芯片制造商。iSuppli的數(shù)據(jù)顯示，瑞薩科技與NEC電子合并后將成為全球第三大芯片制造商，僅次于英特爾和三星電子。
上一財年，瑞薩科技、NEC均出現(xiàn)不同程度的虧損。并且，由于NEC電子壓縮生產、研發(fā)和勞動力成本的幅度不及銷售額降幅，因此將連續(xù)第五年出現(xiàn)虧損。該公司曾于今年7月表示，在截至6月30日的季度內，共計削減250億日元生產和研發(fā)費用，并計劃在本財年內將凈虧損額削減89％，至90億日元。
NEC電子與瑞薩科技合并僅僅是日本芯片生產商尋找合力的一個縮影。9月10日，日本媒體報道，日本幾大電子和芯片制造巨頭正在開展合作，努力開發(fā)出應用于消費電子設備的新型低功率處理器。小組成員包括富士通、東芝、索尼、松下、瑞薩科技、NEC、日立和佳能等。日本經濟產業(yè)省將提供30至404L日元以支持該項目。
日本芯片生產商在經濟震蕩時期的抱團取暖，這已不是第一次。不過，類似行為的次數(shù)多了就不禁讓人懷疑，日本芯片行業(yè)是否進人了持續(xù)衰退期。
失去的“十年”
20世紀80年代，世界上最大的三個半導體公司都在日本，全球PC所用的日本芯片一度占到全部芯片數(shù)量的60％，以致日本有些政治家盲目自大，認為日本到了全面挑戰(zhàn)美國的時候，全世界也都在懷疑美國在半導體技術上是否會落后于日本。
但就當時全世界半導體市場而言，日本的半導體工業(yè)集中在技術含量低的業(yè)務上，如存儲器等芯片，而高端的芯片工業(yè)，如計算機處理器和通信的數(shù)字信號處理器則全部在美國。上世紀80年代，英特爾甚至停掉了內存業(yè)務，將這個市場完全讓給了日本人。當時，日本半導體公司在全球市場大賺特賺，日本人一片歡呼，認為它們打敗了美國人。
好景不長，新舊世紀之交，日本芯片的“體弱多病”逐漸顯現(xiàn)，即便是全球經濟打了個噴嚏，對日本也不啻為一次寒流。2001年，日本五大芯片制造商業(yè)績滑坡的狀況相繼浮出水面，在季報虧損的風暴中，日本大型芯片企業(yè)幾乎無一幸免。專家指出，移動電話、個人電腦等信息技術關聯(lián)產業(yè)出現(xiàn)的世界范圍內的結構性衰退，是把日本大公司擊落下馬的主要原因。
隨后，芯片生產商進行了新一輪結構調整、裁員。日本芯片生產商抱團取暖的消息也傳出來。據(jù)當時《日本經濟新聞》報道，包括NEC、三菱電機、東芝和富士通在內的日本11家大型電子企業(yè)決定，共同出資設立生產下一代芯片的合資公司，以便在國際市場上與咄咄逼人的美韓等國同行進行競爭。
類似的情況也出現(xiàn)在2005年。此時的日本芯片業(yè)不僅增長速度慢于全球水平，其市場份額也不斷下滑。用“跳水”來形容日本芯片業(yè)績的下滑也并無不妥。繼松下、三洋相繼宣布大規(guī)模裁減半導體部門員工后，日本第三大半導體生產商NEC電子公司也難逃厄運，股價曾一度創(chuàng)歷史新低。
不久，東芝、日立以及瑞薩科技三家日本公司又宣布成立芯片聯(lián)盟，三家公司共享半導體生產資源。據(jù)當時官方文件透露：聯(lián)盟研究了如何通過合作提高芯片產量，并且更為合理配置旗下的工廠資源。另外，三家公司考慮了建立一家新合資半導體公司的可能性。
應急措施沒有幫助日本芯片生產商從困境中走出來。2008年，全球金融風暴對日本芯片公司又是一次嚴厲的“摧殘”，日本人對芯片業(yè)務更加小心謹慎。
鑒于半導體長期受到的挑戰(zhàn)，日前富士通已表示將減少微芯部門的研發(fā)費用，并將次世代28納米芯片制程外包給臺積電。澳大利亞麥格理銀行的研究報告稱，富士通此舉將節(jié)省近8.8億美元的開支。
今年8月，東芝新上任的CEO佐佐木則夫也發(fā)表類似的申明，公司的財務預算將更加保守，同時芯片業(yè)務將拓展到電腦之外的領域。9月8日，東芝在提交給東京證交所的聲明中稱，公司正考慮外包一些超出產能的超大規(guī)模集成電子電路(LSI)生產業(yè)務。
日前，Gartner了最新的全球半導體行業(yè)研究報告總算讓備受壓抑的日本芯片業(yè)舒了口氣。報告預測，2009年下半年，全球半導體設備支出將增長47.3％，但是鑒于上半年下降的幅度較大，2009年全年半導體市場將同比下降47.9％。預計半導體行業(yè)的反彈出現(xiàn)在2010年，屆時可實現(xiàn)34.3％的增長。
結合IDC的樂觀預期，業(yè)內人士認為，日本芯片廠商近期的合縱連橫就是搶在經濟復蘇之前提前布局，意圖一舉走出長期被動的局面。
而日本當局撐腰，或許讓日本芯片制造商聯(lián)手出征的底氣更足。日前，路透社報道，日本新組建的政府或將出臺一系列措施，以刺激日本經濟復蘇。半導體作為日本的支柱產業(yè)之一，勢必得到當局的財政補貼。
聯(lián)手開辟新市場
9月10日，《日本經濟新聞》報道，富士通、東芝、索尼、瑞薩科技、NEE、日立、佳能等幾大巨頭同意集中各自的資源，開發(fā)一種新型的標準化低功率處理器。日本經濟產業(yè)省將提供30至40億日元支持該項目，旨在幫助日本芯片商在美國市場上與英特爾抗衡。
參與這一計劃的早稻田大學教授笠原博德介紹說，在項目的初級階段，各公司獨自生產能夠兼容節(jié)能軟件的CPU。在此后的過程中，這些公司將使用來自早稻田大學、日立等研發(fā)的處理器原型，該原型可以使用太陽能電池，能耗比普通CPU低30％。該芯片標準有望在2012年推出，屆時這些CPU將用于電視、數(shù)碼相機和其它電子產品，如用于汽車、服務器、機器人等。
日本廠商的新舉措符合市場發(fā)展趨勢。美國《福布斯》近日撰文指出，由于生產標準化的芯片，不僅可以減少各芯片制造商的研發(fā)費用，這種節(jié)能芯片還延伸至電子消費品、汽車、服務器、機器人等更廣泛的領域。
此前，業(yè)內人士就指出了日本芯片商的“軟肋”：過度龐大的芯片廠商一般擁有過多的員工和產品組合，而許多產品都是“沉睡”產品或者是薄利產品。
日本芯片制造商能否借此走出去仍是未知之數(shù)，不過，在擁擠的世界市場，縱然是新領域也不會是一馬平川。盡管日本芯片軍團開發(fā)的這種節(jié)能芯片可以避免與X86芯片的直接競爭，但隨著英特爾全面布局嵌入設備市場，英特爾與日本芯片商在這一領域的競爭不可避免。
7月14日，英特爾在北京舉辦了嵌入式策略溝通會。英特爾公司數(shù)字企業(yè)事業(yè)部副總裁、嵌入式與通信事業(yè)部總經理道格?戴維斯介紹說，英特爾的芯片架構將超出Pc和服務器領域，面向嵌入式的芯片將為涉及30個領域的近3500家客戶提供服務。針對打印成像、工業(yè)、車載等應用領域，英特爾可以提供小體積、功耗小于5～75W的英特爾凌動處理器及相關芯片組。
關鍵詞:節(jié)能;減排;功率半導體
Foundational Technology of Energy-Saving & Emission Reduction ――Power Semiconductor Devices and IC’s
ZHANG Bo
(State key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices,
University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054,China)
Abstract: Power semiconductor devices and IC’s, an important branch of semiconductor technology, are a key and basic technology for energy-saving and emission reduction with the wide spread use of electronics in the consumer, industrial and military sectors. The development,challengeand market of power semiconductor devices are discussed in this paper. The future perspectives and key development areas of power semiconductor devices and IC’s in China are also described.
Keywords: Energy-saving; Emission reduction; Power semiconductor device
1引言
功率半導體芯片包括功率二極管、功率開關器件與功率集成電路。近年來,隨著功率MOS技術的迅速發(fā)展,功率半導體的應用范圍已從傳統(tǒng)的工業(yè)控制擴展到4C產業(yè)(計算機、通信、消費類電子產品和汽車電子),滲透到國民經濟與國防建設的各個領域。
功率半導體器件是進行電能處理的半導體產品。在可預見的將來,電能將一直是人類消耗的最大能源,從手機、電視、洗衣機、到高速列車,均離不開電能。無論是水電、核電、火電還是風電,甚至各種電池提供的化學電能,大部分均無法直接使用,75%以上的電能應用需由功率半導體進行變換以后才能供設備使用。每個電子產品均離不開功率半導體器件。使用功率半導體的目的是使用電能更高效、更節(jié)能、更環(huán)保并給使用者提供更多的方便。如通過變頻來調速,使變頻空調在節(jié)能70%的同時,更安靜、讓人更舒適。手機的功能越來越多,同時更加輕巧,很大程度上得益于超大規(guī)模集成電路的發(fā)展和功率半導體的進步。同時,人們希望一次充電后有更長的使用時間,在電池沒有革命性進步以前,需要更高性能的功率半導體器件進行高效的電源管理。正是由于功率半導體能將 ‘粗電’變?yōu)椤姟?因此它是節(jié)能減排的基礎技術和核心技術。
隨著綠色環(huán)保在國際上的確立與推進,功率半導體的發(fā)展應用前景更加廣闊。據(jù)國際權威機構預測,2011年功率半導體在中國市場的銷售量將占全球的50%,接近200億美元。與微處理器、存儲器等數(shù)字集成半導體相比,功率半導體不追求特征尺寸的快速縮小,它的產品壽命周期可為幾年甚至十幾年。同時,功率半導體也不要求最先進的生產工藝,其生產線成本遠低于Moore定律制約下的超大規(guī)模集成電路。因此,功率半導體非常適合我國的產業(yè)現(xiàn)狀以及我國能源緊張和構建和諧社會的國情。
目前,國內功率半導體高端產品與國際大公司相比還存在很大差距,高端器件的進口替代才剛剛開始。因此國內半導體企業(yè)在提升工藝水平的同時,應不斷提高國內功率半導體技術的創(chuàng)新力度和產品性能,以滿足高端市場的需求,促進功率半導體市場的健康發(fā)展以及國內電子信息產業(yè)的技術進步與產業(yè)升級。
2需求分析
消費電子、工業(yè)控制、照明等傳統(tǒng)領域市場需求的穩(wěn)定增長,以及汽車電子產品逐漸增加,通信和電子玩具市場的火爆,都使功率半導體市場繼續(xù)保持穩(wěn)步的增長速度。同時,高效節(jié)能、保護環(huán)境已成為當今全世界的共識,提高效率與減小待機功耗已成為消費電子與家電產品的兩個非常關鍵的指標。中國目前已經開始針對某些產品提出能效要求,對冰箱、空調、洗衣機等產品進行了能效標識,這些提高能效的要求又成為功率半導體迅速發(fā)展的另一個重要驅動力。
根據(jù)CCID的統(tǒng)計,從2004年到2008年,中國功率器件市場復合增長率達到17.0%,2008年中國功率器件市場規(guī)模達到828億元,在嚴重的金融危機下仍然同比增長7.8%,預計未來幾年的增長將保持在10%左右。隨著整機產品更加重視節(jié)能、高效,電源管理IC、功率驅動IC、MOSFET和IGBT仍是未來功率半導體市場中的發(fā)展亮點。
在政策方面,國家中長期重大發(fā)展規(guī)劃、重大科技專項、國家863計劃、973計劃、國家自然科學基金等都明確提出要加快集成電路、軟件、關鍵元器件等重點產業(yè)的發(fā)展,在國家剛剛出臺的“電子信息產業(yè)調整和振興規(guī)劃”中,強調著重從集成電路和新型元器件技術的基礎研究方面開展系統(tǒng)深入的研究,為我國信息產業(yè)的跨越式發(fā)展奠定堅實的理論和技術基礎。在國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)中明確提出,功率器件及模塊技術、半導體功率器件技術、電力電子技術是未來5～15年15個重點領域發(fā)展的重點技術。在目前國家重大科技專項的“核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件產品”和“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”兩個專項中,也將大屏幕PDP驅動集成電路產業(yè)化、數(shù)字輔助功率集成技術研究、0.13微米SOI通用CMOS與高壓工藝開發(fā)與產業(yè)化等功率半導體相關課題列入支持計劃。在國家973計劃和國家自然科學基金重點和重大項目中,屬于功率半導體領域的寬禁帶半導體材料與器件的基礎研究一直是受到大力支持的研究方向。
總體而言,從功率半導體的市場需求和國家政策分析來看,我國功率半導體的發(fā)展呈現(xiàn)以下三個方面的趨勢:① 硅基功率器件以實現(xiàn)高端產品的產業(yè)化為發(fā)展目標;② 高壓集成工藝和功率IC以應用研究為主導方向;③ 第三代寬禁帶半導體功率器件、系統(tǒng)功率集成芯片PSoC以基礎研究為重點。
3功率半導體技術發(fā)展趨勢
四十多年來,半導體技術沿著“摩爾定律”的路線不斷縮小芯片特征尺寸。然而目前國際半導體技術已經發(fā)展到一個瓶頸:隨著線寬的越來越小,制造成本成指數(shù)上升;而且隨著線寬接近納米尺度,量子效應越來越明顯,同時芯片的泄漏電流也越來越大。因此半導體技術的發(fā)展必須考慮“后摩爾時代”問題,2005年國際半導體技術發(fā)展路線圖(The International Technology Roadmap for Semiconductors,ITRS)就提出了另外一條半導體技術發(fā)展路線,即“More than Moore-超摩爾定律”, 如圖1所示。
從路線圖可以清楚看到,未來半導體技術主要沿著“More Moore”與“More Than Moore”兩個維度的方向不斷發(fā)展,同時又交叉融合,最終以3D集成的形式得到價值優(yōu)先的多功能集成系統(tǒng)。“More Moore”是指繼續(xù)遵循Moore定律,芯片特征尺寸不斷縮小(Scaling down),以滿足處理器和內存對增加性能/容量和降低價格的要求。這種縮小除了包括在晶圓水平和垂直方向上的幾何特征尺寸的繼續(xù)縮小,還包括與此關聯(lián)的三維結構改善等非幾何學工藝技術和新材料的運用等。而“More Than Moore”強調功能多樣化,更注重所做器件除了運算和存儲之外的新功能,如各種傳感功能、通訊功能、高壓功能等,以給最終用戶提供更多的附加價值。以價值優(yōu)先和功能多樣化為目的的“More Than Moore”不強調縮小特征尺寸,但注重系統(tǒng)集成,在增加功能的同時,將系統(tǒng)組件級向更小型、更可靠的封裝級(SiP)或芯片級(SoC)轉移。日本Rohm公司提出的“Si+α”集成技術即是“More Than Moore”思想的一種實現(xiàn)方式,它是以硅材料為基礎的,跨領域(包括電子、光學、力學、熱學、生物、醫(yī)藥等等)的復合型集成技術,其核心理念是電性能(“Si”)與光、力、熱、磁、生化(“α”)性能的組合,包括:顯示器/發(fā)光體(LCD、EL、LD、LED)+LSI的組合感光體、(PD、CCD、CMOS傳感器)+LSI的形式、MEMS/生化(傳感器、傳動器)+LSI等的結合。
在功能多樣化的“More Than Moore”領域,功率半導體是其重要組成部分。雖然在不同應用領域,對功率半導體技術的要求有所不同,但從其發(fā)展趨勢來看,功率半導體技術的目標始終是提高功率集成密度,減少功率損耗。因此功率半導體技術研發(fā)的重點是圍繞提高效率、增加功能、減小體積,不斷發(fā)展新的器件理論和結構,促進各種新型器件的發(fā)明和應用。下面我們對功率半導體技術的功率半導體器件、功率集成電路和功率系統(tǒng)集成三個方面的發(fā)展趨勢進行梳理和分析。
1) 功率半導體(分立)器件
功率半導體(分立)器件國內也稱為電力電子器件,包括:功率二極管、功率MOSFET以及IGBT等。為了使現(xiàn)有功率半導體(分立)器件能適應市場需求的快速變化,需要大量融合超大規(guī)模集成電路制造工藝,不斷改進材料性能或開發(fā)新的應用材料、繼續(xù)優(yōu)化完善結構設計、制造工藝和封裝技術等,提高器件功率集成密度,減少功率損耗。目前,國際上在功率半導體(分立)器件領域的熱點研究方向主要為器件新結構和器件新材料。
在器件新結構方面,超結(Super-Junction)概念的提出,打破了傳統(tǒng)功率MOS器件理論極限,即擊穿電壓與比導通電阻2.5次方關系,被國際上譽為“功率MOS器件領域里程碑”。超結結構已經成為半導體功率器件發(fā)展的一個重要方向,目前國際上多家半導體廠商,如Infineon、IR、Toshiba等都在采用該技術生產低功耗MOS器件。對于IGBT器件,其功率損耗和結構發(fā)展如圖2所示。從圖中可以看到,基于薄片加工工藝的場阻(Field Stop)結構是高壓IGBT的主流工藝;相比于平面結結構(Planar),槽柵結構(Trench)IGBT能夠獲得更好的器件優(yōu)值,同時通過IGBT的版圖和柵極優(yōu)化,還可以進一步提高器件的抗雪崩能力、減小終端電容和抑制EMI特性。
功率半導體(分立)器件發(fā)展的另外一個重要方向是新材料技術,如以SiC和GaN為代表的第三代寬禁帶半導體材料。寬禁帶半導體材料具有禁帶寬度大、臨界擊穿電場強度高、飽和電子漂移速度高、抗輻射能力強等特點,是高壓、高溫、高頻、大功率應用場合下極為理想的半導體材料。寬禁帶半導體SiC和GaN功率器件技術是一項戰(zhàn)略性的高新技術,具有極其重要的軍用和民用價值,因此得到國內外眾多半導體公司和研究結構的廣泛關注和深入研究,成為國際上新材料、微電子和光電子領域的研究熱點。
2) 功率集成電路(PIC)
功率集成電路是指將高壓功率器件與信號處理系統(tǒng)及接口電路、保護電路、檢測診斷電路等集成在同一芯片的集成電路,又稱為智能功率集成電路(SPIC)。智能功率集成作為現(xiàn)代功率電子技術的核心技術之一,隨著微電子技術的發(fā)展,一方面向高壓高功率集成(包括基于單晶材料、外延材料和SOI材料的高壓集成技術)發(fā)展,同時也向集成更多的控制(包括時序邏輯、DSP及其固化算法等)和保護電路的高密度功率集成發(fā)展,以實現(xiàn)功能更強的智能控制能力。
3)功率系統(tǒng)集成
功率系統(tǒng)集成技術在向低功耗高密度功率集成技術發(fā)展的同時,也逐漸進入傳統(tǒng)SoC和CPU、DSP等領域。目前,SoC的低功耗問題已經成為制約其發(fā)展的瓶頸,研發(fā)新的功率集成技術是解決系統(tǒng)低功耗的重要途徑,同時,隨著線寬的進一步縮小,內核電壓降低,對電源系統(tǒng)提出了更高要求。為了在標準CMOS工藝下實現(xiàn)包括功率管理的低功耗SoC,功率管理單元需要借助數(shù)字輔助的手段,即數(shù)字輔助功率集成技術(Digitally Assisted Power Integration,DAPI)。DAPI技術是近幾年數(shù)字輔助模擬設計在功率集成方面的深化與應用,即采用更多數(shù)字的手段,輔助常規(guī)的模擬范疇的集成電路在更小線寬的先進工藝線上得到更好性能的電路。
4我國功率半導體發(fā)展現(xiàn)狀、
問題及發(fā)展建議
在中國半導體行業(yè)中,功率半導體器件的作用長期以來都沒有引起人們足夠的重視,發(fā)展速度滯后于大規(guī)模集成電路。國內功率半導體器件廠商的主要產品還是以硅基二極管、三極管和晶閘管為主,目前國際功率半導體器件的主流產品功率MOS器件只是近年才有所涉及,且最先進的超結低功耗功率MOS尚無法生產,另一主流產品IGBT尚處于研發(fā)階段。寬禁帶半導體器件主要以微波功率器件(SiC MESFET和GaN HEMT)為主,尚未有針對市場應用的寬禁帶半導體功率器件(電力電子器件)的產品研發(fā)。目前市場熱點的高壓BCD集成技術雖然引起了從功率半導體器件IDM廠家到集成電路代工廠的高度關注,但目前尚未有成熟穩(wěn)定的高壓BCD工藝平臺可供高性能智能功率集成電路的批量生產。
由于高性能功率半導體器件技術含量高,制造難度大,目前國內生產技術與國外先進水平存在較大差距,很多中高端功率半導體器件必須依賴進口。技術差距主要表現(xiàn)在:(1)產品落后。國外以功率MOS為代表的新型功率半導體器件已經占據(jù)主要市場,而國內功率器件生產還以傳統(tǒng)雙極器件為主,功率MOS以平面工藝的VDMOS為主,缺乏高元胞密度、低功耗、高器件優(yōu)值的功率MOS器件產品,國際上熱門的以超結(Super junction)為基礎的低功耗MOS器件國內尚處于研發(fā)階段;IGBT只能研發(fā)基于穿通型PT工藝的600V產品或者NPT型1200V低端產品,遠遠落后于國際水平。(2)工藝技術水平較低。功率半導體分立器件的生產,國內大部分廠商仍采用IDM方式,采用自身微米級工藝線,主流技術水平和國際水平相差至少2代以上,產品以中低端為主。但近年來隨著集成電路的迅速發(fā)展,國內半導體工藝條件已大大改善,已擁有進行一些高端產品如槽柵功率MOS、IGBT甚至超結器件的生產能力。(3)高端人才資源匱乏,尤其是高端設計人才和工藝開發(fā)人才非常缺乏。現(xiàn)有研發(fā)人員的設計水平有待提高,特別是具有國際化視野的高端設計人才非常缺乏。(4)國內市場前十大廠商中無一本土廠商,半導體功率器件產業(yè)仍處在國際產業(yè)鏈分工的中低端,對于附加值高的產品如IGBT、AC-DC功率集成電路,現(xiàn)階段國內僅有封裝能力,不但附加值極低,還形成了持續(xù)的技術依賴。
筆者認為,功率半導體是最適合中國發(fā)展的半導體產業(yè),相對于超大規(guī)模集成電路而言,其資金投入較低,產品周期較長,市場關聯(lián)度更高,且還沒有形成如英特爾和三星那樣的壟斷企業(yè)。但中國功率半導體的發(fā)展必須改變目前封裝強于芯片、芯片強于設計的局面,應大力發(fā)展設計技術,以市場帶動設計、以設計促進芯片,以芯片壯大產業(yè)。
功率半導體芯片不同于以數(shù)字集成電路為基礎的超大規(guī)模集成電路,功率半導體芯片屬于模擬器件的范疇。功率器件和功率集成電路的設計與工藝制造密切相關,因此國際上著名的功率器件和功率集成電路提供商均屬于IDM企業(yè)。但隨著代工線的迅速發(fā)展,國內如華虹NEC、成芯8英寸線、無錫華潤上華6英寸線均提供功率半導體器件的代工服務,并正積極開發(fā)高壓功率集成電路制造平臺。功率半導體生產企業(yè)也應借鑒集成電路設計公司的成功經驗,成立獨立的功率半導體器件設計公司,充分利用代工線先進的制造手段,依托自身的銷售網絡,生產高附加值的高端功率半導體器件產品。
設計弱于芯片的局面起源于設計力量的薄弱。雖然國內一些功率半導體生產企業(yè)新近建設了6英寸功率半導體器件生產線,但生產能力還遠未達到設計要求。筆者認為其中的關鍵是技術人員特別是具有國際視野和豐富生產經驗的高級人才的不足。企業(yè)應加強技術人才的培養(yǎng)與引進,積極開展產學研協(xié)作,以雄厚的技術實力支撐企業(yè)的發(fā)展。
我國功率半導體行業(yè)的發(fā)展最終還應依靠功率半導體IDM企業(yè),在目前自身生產條件落后于國際先進水平的狀況下,IDM企業(yè)不能局限于自身產品線的生產能力,應充分依托國內功率半導體器件龐大的市場空間,用技術去開拓市場,逐漸從替代產品向產品創(chuàng)新、牽引整機發(fā)展轉變;大力發(fā)展設計能力,一方面依靠自身工藝線進行生產,加強技術改造和具有自身工藝特色的產品創(chuàng)新,另一方面借用先進代工線的生產能力,壯大自身產品線,加速企業(yè)發(fā)展。
5結束語
總之,功率半導體技術自新型功率MOS器件問世以來得到長足進展,已深入到工業(yè)生產與人民生活的各個方面。與國外相比,我國在功率半導體技術方面的研究存在著一定差距,但同時日益走向成熟。總體而言,功率半導體的趨勢正朝著提高效率、多功能、集成化以及智能化、系統(tǒng)化方向發(fā)展;伴隨制造技術已進入深亞微米時代,新結構、新工藝硅基功率器件正不斷出現(xiàn)并逼近硅材料的理論極限,以SiC和GaN為代表的寬禁帶半導體器件也正不斷走向成熟。
我國擁有國際上最大的功率半導體市場,擁有迅速發(fā)展的半導體代工線,擁有國際上最大規(guī)模的人才培養(yǎng)能力,但中國功率半導體的發(fā)展必須改變目前封裝強于芯片、芯片強于設計的局面。功率半導體行業(yè)應加強技術力量的引進和培養(yǎng),大力發(fā)展設計技術,以市場帶動設計、以設計促進芯片,以芯片壯大產業(yè)。
光子芯片和量子芯片是兩個維度的概念，沒有強弱之分。光子芯片運用的是半導體發(fā)光技術，產生持續(xù)的激光束，驅動其他的硅光子器件；量子芯片就是將量子線路集成在基片上，進而承載量子信息處理的功能。
光子芯片可以將磷化銦的發(fā)光屬性和硅的光路由能力整合到單一混合芯片中，當給磷化銦施加電壓的時候，光進入硅片的波導，產生持續(xù)的激光束，這種激光束可驅動其他的硅光子器件。這種基于硅片的激光技術可使光子學更廣泛地應用于計算機中，因為采用大規(guī)模硅基制造技術能夠大幅度降低成本。
量子芯片的出現(xiàn)得益于量子計算機的發(fā)展。要想實現(xiàn)商品化和產業(yè)升級，量子計算機需要走集成化的道路。超導系統(tǒng)、半導體量子點系統(tǒng)、微納光子學系統(tǒng)、甚至是原子和離子系統(tǒng)，都想走芯片化的道路。從發(fā)展看，超導量子芯片系統(tǒng)從技術上走在了其它物理系統(tǒng)的前面；傳統(tǒng)的半導體量子點系統(tǒng)也是人們努力探索的目標，因為畢竟傳統(tǒng)的半導體工業(yè)發(fā)展已經很成熟，如半導體量子芯片在退相干時間和操控精度上一旦突破容錯量子計算的閾值，有望集成傳統(tǒng)半導體工業(yè)的現(xiàn)有成果，大大節(jié)省開發(fā)成本。
（來源：文章屋網 ）
目前全球初步形成以亞洲、北美、歐洲三大區(qū)域為中心的LED 產業(yè)格局,以日本日亞、豐田合成、美國Cree、Lumileds 和Osram等為專利核心的技術競爭格局,幾大大企業(yè)之間通過交互授權避免專利糾紛,其它企業(yè)則通過獲得這些企業(yè)的單邊授權避免專利糾紛,幾大企業(yè)各具優(yōu)勢,但都專注于各自領域的高端市場,其它企業(yè)則角逐中高端、中低端乃至低端市場,構成產業(yè)的中心格局。
半導體照明的世界布局
近年來,世界各國在半導體照明產業(yè)領域躍躍欲試、劍拔弩張,巨大的跨國商機相繼誘發(fā)催生了日本的“21世紀照明”計劃、美國的“下一代照明計劃”、歐盟的“彩虹計劃”、韓國的“固態(tài)照明計劃”、中國臺灣的“新世紀照明光源開發(fā)計劃”和中國大陸的“國家半導體照明工程”計劃等國家級照明規(guī)劃,促使日本、美國、歐盟、韓國、中國臺灣和中國大陸等國家或地區(qū)攜巨資前赴后繼地在上游的襯底制作、外延晶片生長,中游的光刻、腐蝕、金屬蒸鍍、芯片切割和測試分選以及下游的器件封裝、集成應用等各個環(huán)節(jié)展開了激烈地競爭。
LED 照明產生的效益顯而易見,世界各國都在政府的大力資助下加快推進LED 照明取代傳統(tǒng)照明的步伐,日本、美國、歐盟、韓國、東南亞、我國臺灣和中國政府都制定了相應的發(fā)展計劃。
美國:取代白熾燈熒光燈正在路上
美國政府尤其制定了詳細的中長期半導體照明戰(zhàn)略計劃。根據(jù)美國固態(tài)照明 LED 發(fā)展路線圖計劃,從2002 年到2011 年,美國政府計劃每年投入0.5 億美元,來資助企業(yè)、國家實驗室和大學三方共同推動LED 照明技術的加速發(fā)展。LED 照明技術的發(fā)展目標是:發(fā)光效率將分階段從2002 年的25lm/w提高到2007 年75lm/w、2012 年的150lm/w和2020 年的200lm/w,發(fā)光成本將從2002 的200 美元/千流明降低到2007 年的20 美元/千流明、2012 年的5 美元/千流明和2020 年的2 美元/千流明。LED 照明在2007 年開始滲透進入白熾燈照明市場、2012 年進入熒光燈照明市場,而大量取代白熾燈和熒光燈將分別在2012年和2020 年。
日本:“二十一世紀照明”發(fā)展計劃二期計劃今年實現(xiàn)
日本21世紀照明計劃是由日本金屬研發(fā)中心(The Japan Research and Development Center of Metals)和新能源產業(yè)技術綜合開發(fā)機構(NEDO)發(fā)起和組織的為期5年(1998-2004)的一個國家計劃。這項計劃的參與機構包括4所大學、13家公司和一個協(xié)會,目標旨在通過使用長壽命、更薄更輕的GaN高效藍光和紫外LED技術使得照明的能量效率提高為傳統(tǒng)熒光燈的兩倍,減少CO2的產生。整個計劃的財政預算為60億日元。整個計劃分為5個主要領域進行,即在襯底、外延片、制造裝置、LED光源和LED光源的應用。該計劃的技術路線圖,其核心在于高質量材料的生長,高功率管芯的制備以及高效率白光熒光粉的獲得。計劃解決的問題包括:GaN基化合物半導體發(fā)光機理研究;UV LEDs的外延生長方法的改進;大尺寸同質襯底生長;開發(fā)近紫外激發(fā)的白光熒光粉,實現(xiàn)使用白光LED的照明光源。
日本已經完成了“二十一世紀照明”發(fā)展計劃的第一期目標,正在組織實施第二期計劃,他們計劃到2010年,LED的發(fā)光效率達到120lm/W。
歐洲:彩虹計劃
歐盟設立了多色光源的“彩虹計劃”(Rainbow Project AlInGaN for Multicolor Sources),成立了執(zhí)行研究總暑,委托6個大公司和2個大學執(zhí)行。
韓國:“固態(tài)照明計劃”
韓國的“固態(tài)照明計劃”經政府審議批準,2004-2008年國家投入1億美元,企業(yè)提供30%的配套資金,近期開始實施,預期2008年達到80 lm/W。
韓國政府組織里有2個產業(yè)相關單位,一是主管工商業(yè)與能源的產業(yè)資源部以及主管財經的財政經濟部。產業(yè)資源部表示,目前產業(yè)資源部光電相關發(fā)展有2 大計劃,一是產業(yè)基礎技術開發(fā)計劃下之「GaN 光半導體開發(fā)子計劃,此一國家型計劃時程自1999年12月起至2004年11月止為期5年,總經費為200億韓元,政府與民間公司出資各占一半。研究項目包括以GaN 為研究材料之白光LED,藍、綠光Laser Diode 及高功率電子組件HEMT三大領域,其中各三大領域之Leader廠商分別由Knowledge*On、Samsung Advanced Institute of Technology 及LG Institute of Technology 負責進度管理。預期效果則期望在2006 年達到替代10 億美元的進口GaN 相關產品。
另一個光電發(fā)展計劃為在光州市設立韓國光產業(yè)振興會(KAPID),韓國光電技術研究院(KPTI)以及若干小型研究計劃,發(fā)展時間自2000年起至2003年止為期4 年,總經費為4,020 億韓元,由產業(yè)資源部與光州市政府及民間企業(yè)共同投資,其中KAPID于2000年5月成立,負責光電產業(yè)之信息研究與推動,而KPTI 則專注在光電技術之研究開發(fā),新建筑物及相關研究設備則預計2003年才能全部完成。
中國臺灣地區(qū):下一代照明光源開發(fā)計劃”
由臺灣政府和工業(yè)技術研究院主導,于2002年9月積極協(xié)助島內十一家LED廠商成立“下一代照明光源研發(fā)聯(lián)盟”,進行高亮度白光LED的研究和開發(fā),并結合照明系統(tǒng)業(yè)界,2002年10 月在臺灣”經濟部”能源委員會與臺灣區(qū)照明燈具輸出同業(yè)公會的進一步支持下成立”半導體照明產業(yè)推動聯(lián)盟”,并在臺灣政府支持下,建立”高亮度白光LED專案計劃”,希望透過半導體和照明產業(yè)之聯(lián)誼活動,整合照明節(jié)能系統(tǒng)產品與元組件技術,同時結合臺灣政府科技發(fā)展資源,利用臺灣在半導體產業(yè)所形成的優(yōu)勢,加速高效率LED照明技術的研發(fā)和普及應用,提升臺灣照明相關技術水準及產業(yè)競爭力,并制定相關LED產業(yè)政策,以創(chuàng)造臺灣半導體照明產業(yè)的競爭優(yōu)勢。
臺灣地區(qū)推動的“下一代照明光源開發(fā)計劃”,投資約6-10億新臺幣,2005年目標是40 lm/W的LED投入生產,而實驗室目標為100 lm/W。
國外LED芯片巨頭壟斷中國照明市場趨勢加強
與中國本土芯片企業(yè)的暗落趨勢形成鮮明對照,以Cree、Osram、Philip等五大LED芯片巨頭為代表的國外企業(yè)進軍中國市場的形勢咄咄逼人,他們欲壟斷中國LED照明市場的意圖明顯加強:
Cree在保持2008年全年增長率達24%的情況下,積極為進軍中國市場布局。2007年并購華剛(COTCO)的LED封裝事業(yè)部,將其產業(yè)鏈延伸至中游的封裝階段,進一步擴大其在芯片方面的優(yōu)勢地位。目前,Cree正在積極推動與韓國顯示器巨頭LG Display在中國合資建造LED封裝廠。
Osram面對未來3年內中國巨大的照明市場,也積極在中國各個照明重鎮(zhèn)設立研發(fā)、生產等分立機構,擴張其在中國的版圖,如在佛山及紹興建立照明應用及封裝子公司,在上海、武漢及深圳等地設立研發(fā)機構等。
Philip旗下的Lumileds則是利用Philip在中國已有的品牌優(yōu)勢及芯片優(yōu)勢在全國各地大力打造大型LED照明工程,積極推廣其LED照明解決方案。
目前,Cree、Nichia、Lumileds、Osram等少數(shù)幾家國外公司是國際上主流的照明級LED芯片及器件制造商,他們具有各自獨特的外延和芯片技術路線,各家所生產的芯片產品封裝白光器件的發(fā)光效率普遍超過100lm/W。
以下是當前各家公司的工藝技術路線和產品現(xiàn)狀。
科銳(CREE)
美國科銳公司是目前世界上采用SiC作為襯底材料制造藍光發(fā)光二極管用外延片和芯片的專業(yè)公司之一,其在不斷改善外延品質及提高內量子效率的同時,采用了薄膜(Thin-film)芯片技術大幅度提升產品亮度,薄膜芯片技術即利用襯底轉移技術將發(fā)光層倒裝在Si襯底上,薄膜芯片技術可以有效地解決芯片的散熱問題和提高取光效率。科銳公司的功率LED芯片產品EZ系列采用薄膜芯片技術已經達到業(yè)界領先的光效水平,據(jù)2009年底的報道顯示,科銳冷白光LED器件研發(fā)水平已經達到186lm/W,這是功率型白光LED有報道以來的最好成績。
科銳公司是市場上領先的革新者與半導體的制造商,以顯著地提高固態(tài)照明,電力及通訊產品的能源效果來提高它們的價值?？其J的市場優(yōu)勢關鍵來源于公司在有氮化鎵(GaN)的碳化硅(SiC)方面上獨一的材料專長知識,來制造芯片及成套的器件。這些芯片及成套的器件可在很小的空間里用更大的功率,同時比別的現(xiàn)有技術,材料及產品放熱更少。
科銳把能源回歸解決方案用于多種用途,包括在更亮及可調節(jié)的發(fā)光二極管光一般照明,更鮮艷的背光顯示,高電流開關電源和變轉速電動機的最佳電力管理,和更為有效的數(shù)據(jù)與聲音通訊的無線基礎設施等方面有令人興奮的可選擇的方案。Cree的顧客有從創(chuàng)新照明燈具制造商到與國防有關的聯(lián)邦機構。
科銳的產品系列包括藍的和綠的發(fā)光二極管芯片,照明發(fā)光二極管,背光發(fā)光二極管,為功率開關器件,無線電頻率設備和無線電設備的發(fā)光二極管。
技術優(yōu)勢:SiC基Ⅲ族氮化物外延、芯片級封裝技術;大功率芯片和封裝技術。
歐司朗(Osram)
德國Osram公司早期的產品是以SiC作為襯底材料,相繼推出了ATON和NOTA系列產品。近期,Osram的產品和研發(fā)方向也是基于薄膜芯片技術,其最新研發(fā)的ThinGaN TOPLED采用藍寶石作為襯底材料,運用鍵合、激光剝離、表面微結構化和使用全反射鏡等技術途徑,芯片出光效率達到75%。據(jù)最新的報道,目前,Osram的功率型白光LED光效已經達到136lm/W。
歐司朗是世界上兩大光源制造商之一,總部設在德國慕尼黑,研發(fā)和制造基地在馬來西亞,是西門子全資子公司。歐司朗在中國共設有三個生產基地,并擁有研發(fā)中心,公司在華員工總數(shù)接近8000人。其中歐司朗(中國)照明有限公司成立于1995年,公司擁有員工約3500人,在全國設有近40個銷售辦事處。歐司朗中國已成為Osram亞太地區(qū)的實力中心,并在Osram全球戰(zhàn)略中扮演重要角色。
Osram的照明產品多達5000多個品種,能夠充分滿足人們在工作、生活及特殊領域的多方面需求。其產品系列包括:熒光燈、緊湊型熒光燈、高強度氣體放電燈、鹵素燈、汽車燈、摩托車燈、特種光源、電子鎮(zhèn)流器和發(fā)光二極管等。先進的電子管理系統(tǒng)及完善的物流配送網絡實現(xiàn)了Osram產品服務中國千家萬戶的愿望。
技術優(yōu)勢:SiC襯底的“Faceting”;在白光LED用熒光材料方面具有領先優(yōu)勢;zz正裝功率型封裝技術及車用燈具技術。
飛利浦(PHILIPS)
美國Philips Lumileds公司的功率型氮化鎵藍光LED芯片采用藍寶石作為外延襯底材料,芯片結構上則一直沿用倒裝結構。隨著薄膜技術的發(fā)展,Lumileds創(chuàng)造性地整合了倒裝技術和薄膜技術,推出了全新的薄膜倒裝芯片(Thin-film Flip-chip,TFFC)技術,集成芯片和封裝工藝,最大限度降低熱阻并提高取光效率。目前,Lumileds功率型白光的研發(fā)水平已經突破140lm/W。
飛利浦照明為所有領域提供先進的高效節(jié)能解決方案,包括:道路、辦公室、工業(yè)、娛樂和家居照明等。在構筑未來的新型照明的應用和技術使用上,Philips也位居領導地位,例如LED技術。公司主要產品包括,氙汽車燈、道路照明、氛圍照明。
飛利浦確立在LED芯片領域的領導地位主要得益于對Lumileds的收購,Lumileds由安捷倫和飛利浦合資組建于1999年,2005年Philips完全收購了該公司。Philips
Lumileds公司是世界領先的大功率LED照明解決方案供應商。該公司一貫致力于推動固態(tài)照明技術的發(fā)展,提高照明解決方案的環(huán)保性,幫助減少二氧化碳排放和減少擴建電廠的需求,而該公司領先的光輸出、功效和熱能管理就是在此方面長期努力的直接結果。PhilipsLumileds公司的LUXEONLED產品為商店、戶外、辦公室、學校和家居照明解決方案提供了新的選擇。Philips Lumileds可提供各種LED晶片和LED封裝,有紅、綠、藍、琥珀、及白光等LED產品。
技術優(yōu)勢:獨特熱沉設計和Si-Submount“Flip-Chip”封裝技術;在大功率白光照明管芯方面具有先發(fā)優(yōu)勢。
日亞(Nichia)
世界上最早的半導體白光生產廠商,技術水平始終處于國際領先的地位。在藍光芯片的技術路線上,Nichia采用圖形化藍寶石襯底外延生長技術結合ITO透明導電層芯片工藝,產品性能表現(xiàn)優(yōu)越,特別是小功率芯片,最新的報道甚至達到245lm/W的性能指標。Nichia的功率型芯片也是基于正裝結構,2008年Nichia公司宣布其功率LED產品光效達到145lm/W,芯片規(guī)格為1mm×1mm。
日亞化學,著名LED芯片制造商,日本公司,成立于1956年,開發(fā)出世界第一顆藍色LED(1993年),世界第一顆純綠LED(1995年),在世界各地建有子公司。
日亞化學公司以“Ever Researching for a Brighter World”為宗旨,迄今致力于制造及銷售以熒光粉(無機熒光粉)為中心的精密化學品。在研制發(fā)光物質的過程中,于1993年發(fā)表了震驚世界的藍色LED以來,相繼實現(xiàn)了紫外、黃色的氮化物LED及白色LED的商品化,大幅度擴大了LED的應用領域。此外,日亞化學公司正大力開發(fā)對于信息媒介的發(fā)展不可缺的紫藍色激光半導體,希望將來氮化物半導體能成為半導體產業(yè)中重要領域的一部分。
特別值得一提的是,2008、2009年間,Nichia與多家企業(yè)簽署了各種形式的交叉許可協(xié)議。其中,2009年2月2日,Nichia與首爾半導體簽署的交叉許可協(xié)議最為引人關注,這標志著兩家公司將正式停止耗時4年,在美國、德國、日本、英國、韓國所進行的所有專利官司案件,該交叉許可協(xié)議涵蓋了LED和LD(激光二極管)技術,這些技術將允許雙方可以無限制地使用對方的專利。此外,Nichia還與夏普、Luminus、AgiLight等公司簽署了交叉許可協(xié)議。
技術優(yōu)勢:第一只商品化的GaN基藍光LED/LD;擁有目前最好的熒光粉技術;藍光激發(fā)黃色熒光粉技術專利;藍寶石襯底外延生長技術。
首爾半導體(Seoul Semiconductor)
首爾半導體近些年增長速度迅速,已榮升世界頂級LED芯片制造商之列。據(jù)英國市場調研公司IMS Research的報告顯示,首爾半導體2007年LED封裝產品的總收入位居世界第四位。
首爾半導體(株)在2006年和2007年分別被Forbes及Business Week兩份雜志選定為“2006年亞洲最具前景企業(yè)”其可能性受到了認可。首爾半導體主力產品交流電源專用半導體光源ACRICHE被歐洲最權威雜志Elektronik選定為“最優(yōu)秀產品獎”,2008年還被知識經濟部授予了“大韓民國技術大獎”而被期待著成為先導國內外未來光源市場的企業(yè)。2008年度總銷售額為2,841億元,確保著5,000多個專利。全世界設有包括3個現(xiàn)地法人的25個海外營業(yè)所,114個店。
首爾半導體的主要業(yè)務乃生產全線LED封裝及定制模塊產品,包括采用交流電驅動的半導體光源產品如:Acriche、高亮度大功率LED、側光LED、頂光LED、貼片LED、插件LED及食人魚(超強光)LED等。產品已廣泛應用于一般照明、顯示屏照明、移動電話背光源、電視、手提電腦、汽車照明、家居用品及交通訊號等范疇之中。
技術優(yōu)勢:受光及發(fā)光體復合化,擁有“MODULE”化技術;擁有“DIGITAL”回路技術;擁有藍光、白光LED在內的解決方案;擁有超迷你型、超薄型技術。
豐田合成(Toyoda Gosei)
豐田合成,總部位于日本愛知,生產汽車部件和LED,LED約占收入10%。
豐田合成與東芝所共同開發(fā)的白光LED,是采用紫外光LED與螢光體組合的方式,與一般藍光LED與螢光體組合的方式不同。如果將LED比喻為汽車,那么可以說,日亞化工提出了車輪和發(fā)動機的概念,而豐田合成則提出了車體和輪胎的概念。1986年,受名譽教授赤崎先生的委托,豐田合成利用自身在汽車零部件薄膜技術方面的積累,開始展開LED方面的研發(fā)工作。1987年,受科學技術振興事業(yè)團的開發(fā)委托,豐田合成成功地在藍寶石上形成了LED電極。因此,把豐田合成譽為“藍色LED的先鋒”并不為過。豐田合成在近年來的發(fā)展速度也相當快。1998年,其銷售額為63億日元,但到2002年,已增長至252億日元。
美國SemiLEDs公司
是繼Osram和Cree之后采用襯底轉移技術商品化生產薄膜GaN垂直結構LED的廠商。他們推出了新型的金屬基板垂直電流激發(fā)式發(fā)光二極管(Metal Vertical Photon Light Emitting Diodes,MvpLEDTM)產品,其封裝成白光器件的發(fā)光效率目前可以達到120lm/W。
Lumination
GELcore 是GE 照明與EMCORE 公司的合資公司,創(chuàng)建于1999 年1 月,總部位于美國新澤西州。公司致力于高亮度LED 產品的研發(fā)和生產。通過把GE 先進的照明技術、品牌優(yōu)勢和全球渠道與EMCORE 權威的半導體技術相結合,GELcore 已經在轉變人們對照明的認識過程中扮演了重要的角色。GELcore 現(xiàn)有的產品包括大功率LED 交通信號燈、大型景觀燈、其它建筑、消費和特殊照明應用等。通過把電子、光學、機械和熱能管理等各個領域的技術相結合,GELcore 加快了LED 技術的應用并創(chuàng)造了世界級的LED 系統(tǒng)。另外,
2007年2月7日,原由GE和Emcore合資成立的公司GELcore現(xiàn)已改名為Lumination。GE(通用)在2006年8月末以現(xiàn)金1億美元購買Emcore所持的GELcore股份,將GELcore變?yōu)槠淙Y子公司,從那時起,GELcore一直努力表現(xiàn)得與以往不同,并與日亞(Nichia)形成戰(zhàn)略聯(lián)盟。為進一步表明公司對通用LED照明的倚重,GELcore將名字改為Lumination。
大洋日酸
隨著2005年的結束，中國第10個五年規(guī)劃(2000―2005年)也進入尾聲，取而代之的十一五規(guī)劃于10月正式出爐，并在3月的中國人大會議中列入討論，關于半導體產業(yè)的優(yōu)惠政策也已列入國務院2006年立法計劃，未來中國半導體產業(yè)將如何發(fā)展，將值得大家仔細去觀察分析。
回顧中國半導體產業(yè)發(fā)展歷程
中國半導體產業(yè)起步甚早，早在50年代末期的二五計劃時期(1958―1962年)中國政府就開始關注半導體技術。并首次將半導體技術納入中國必須發(fā)展的新興技術之一，但是由于當時的政策核心以發(fā)展航空工業(yè)及核工業(yè)為主，半導體產業(yè)只是點綴性質，因此沒有實際的進展。在渡過了二五、三五及五五幾個階段后．中國政府開始正視半導體產業(yè)的重要性，并決定全力扶持．加快中國IC產業(yè)發(fā)展的腳步，因此自1981年開始中國半導體產業(yè)的發(fā)展歷程可分為以下幾個階段。
(一)80年代(1981―1990年，六五及七五計劃)
在此階段中國政府開始正視半導體產業(yè)的發(fā)展，并在七五計劃中提出IC產業(yè)的發(fā)展概念，為了落實七五計劃，1986年中國國務院第122次常務會議決定對，C路等4種電子產品實行4項優(yōu)惠措施．分別為：(1)以IC銷售額10％為限額，提列資金用于技術與產品開發(fā)；(2)重大技術改造項目，經批準進口的設備、儀器、零件．免征進口關稅；(3)企業(yè)免征產品增值稅和減半征收企業(yè)所得稅；(4)每年中國電子發(fā)展基金給予財政支持，用于支持集成電路等電子產品的開發(fā)和生產。
除實行4項優(yōu)惠措施外，中國政府還開放自國外引進半導體設備外，并帶進半導體先進技術、軟件乃至外資及其管理方法．并陸續(xù)出現(xiàn)了華晶4英寸廠、上海先進、上海貝嶺等半導體企業(yè)，正式啟動了中國半導體產業(yè)。
(二)八五，九五計劃(1991―2000年)的“908”“909”專項工程
在經過六五及七五計劃的發(fā)展后，中國半導體產業(yè)陸續(xù)出現(xiàn)上海先進、上海貝嶺等企業(yè)，在80年代末期中國政府再根據(jù)1989年計委會公布的“半導體發(fā)展戰(zhàn)略”進行規(guī)劃．訂定出“908”專項工程。
“908”專項工程算是中國第一項，c發(fā)展工程，也是中國第一次有明確的IC產業(yè)政策及發(fā)展目標，目標是建立一條6英寸生產線．重點扶持中國現(xiàn)有的五大，C制造企業(yè)一上海先進、首網日電、上海貝嶺、中國華晶及紹興華越．并積極引進外來資金與技術來改善中國本土晶圓廠的生產實力，其中華晶即是自朗訊引進的0．9 μm6英寸晶圓生產線。根據(jù)中國政府的規(guī)劃，是期望透過“908”專項工程來改善中國IC產業(yè)結構，由過去的IDM模式，向垂直專業(yè)分工模式轉變。
雖然中國政府在八五計劃中推出“908”專項工程，并建立了一條6英寸生產線及五大匯制造企業(yè)，但中國IC產業(yè)的發(fā)展依舊嚴重落后于國外；有鑒于此，1995年11月中國原電子部向國務院提交了《關于九五期間加快中國集成電路產業(yè)發(fā)展的報告》，并在中央政府的支持下，1996年3月業(yè)界俗稱的“909”工程正式成立。
“909”工程總投資40億人民幣(1996年國務院決定由中央財政再增加撥款1億美元)，由國務院和上海市財政按6：4出資撥款；除延續(xù)過去對IC產業(yè)發(fā)展的支持外，更以建設大規(guī)模集成電路芯片生產線的主要發(fā)展標的．主要是規(guī)劃從事代工的8英寸晶圓廠，及與此8英寸廠配套的IC設計公司與晶圓材料生產線。
在“909”工程中．首先于1996年由上海華虹微電子，與日本NEC公司合資成立上海華虹NEC．并陸續(xù)成立一系列基于此的產業(yè)鏈上下游公司，包括上海虹日國際、上海華虹國際、北京華虹集成電路設計公司等。而華虹NEC也克服了華晶?年漫長建廠的悲劇．于1997年7月31日開工動土，1999年2月完工并開始投產，2000年營收達30.15億元人民幣，并順利獲利5．16億元人民幣，雖然來年就出現(xiàn)13.84億元的虧損，但以當時九五計劃來看，華虹NEC仍是成功的發(fā)展項目。
(三)十五計劃(2001―2005年)
雖然中國過去的經濟成長速度驚人，但在被稱為“工業(yè)之米”的半導體發(fā)展上，卻顯得十分落后，除在晶圓廠方面多半是5英寸及6英寸廠為主外，其國內所產制的芯片僅能供應國內所需的7．5％，顯示中國半導體技術與國際水準的落差相當?shù)拇螅粸榇酥袊槍Π雽w產業(yè)，在十五計劃做了更詳盡的規(guī)劃。
在十五計劃期間，中國半導體產業(yè)的發(fā)展方針是從IC設計業(yè)切入，并以，C制造業(yè)作為發(fā)展重點，繼而帶動封測。支持產業(yè)的發(fā)展；在產業(yè)布局方面，則期望完成長江三角洲、京津環(huán)渤海地區(qū)及珠江三角洲三大重點發(fā)展區(qū)域，并支持西部地區(qū)發(fā)展封裝產業(yè)；至于重點扶持產品則選擇量大面廣的產品，其中首要發(fā)展的IC卡、通信IC、數(shù)字影音視頻IC等。
另外中國政府亦頒布了“18號文件”，從稅收．投融資、進出口、人才等方面提供優(yōu)惠措施，成為中國第一個關于發(fā)展IC產業(yè)的綜合性文件；并給予租稅的優(yōu)惠(在附加價值稅17％中．IC設計給予14％的減免．其它IC廠商則減免11％)外，也提供半導體廠商相當良好的環(huán)境，以吸引國際大廠進駐。
在中國政府大力的推廣下，中國大陸地區(qū)IC產業(yè)在十五期間出現(xiàn)了，無論在設計及制造方面，都有較過去5.6倍甚至10倍以上的成長，在晶圓代工方面更創(chuàng)造出中芯國際。華虹NEC、和艦等世界級廠商，并成為僅次于臺灣地區(qū)的全球第二大晶圓代工市場；而中國也在2005年順利超越美國及日本．成為全球第一大的區(qū)域性半導體市場。針對如此重要的十五計劃，在下一段將針對其發(fā)展策略、目標。方向及成效做更詳盡的說明。
“十五計劃”的具體成效
十五計劃算是中國半導體產業(yè)發(fā)展以來推動的最成功的一項計劃，在計劃結束的2005年，中國已躍升為全球最大區(qū)域性半導體市場，整體市場規(guī)模為4．534．8億元人民幣，較2004年成長28．4％，優(yōu)于全球半導體市場的6．8％成長率，其中，C市場規(guī)模達3，803．7億元人民幣，較2004年成長30．8％，占整體半導體市場比重在83．9％以上。
在產量的表現(xiàn)上，2005年中國IC產量為265．78億塊，成長25．68％，銷售額超過800億元人民幣，完全達成十五計劃的發(fā)展目標。至于在IC產值方面，2005年中國，c產值達到702．1億元人民幣，成長28．8％，自2001―2005年的5 年間，中國IC產量及產值年均成長都超過30％；不過值得注意的是，雖然中國已成為全球最大的區(qū)域性半導體市場，但大部份仰賴的是進口，比重超過80％，中國本土IC產量及營收仍舊偏低。
而在中國IC產業(yè)結構方面，IC設計業(yè)扮演的角色快速提升，占IC總產值比重也逐年增加，2002年時比重僅有8％，至2004年已提升至14.9％．2005年更達到17．7％：IC制造業(yè)則受到全球Foundry市場低迷及芯片代工價格持續(xù)下滑的沖擊．加上2005年新產能擴張的貢獻度大幅減弱，影響中國本土IC制造業(yè)廠商的表現(xiàn)，成長率自2004年的190％大幅下滑至僅成長28，5％，為232．9億元人民幣，不過在市場比重方面，則順利突破3成至33．2％。
至于過去執(zhí)掌中國本土IC市場牛耳的IC封測產業(yè)，2005年依舊維持穩(wěn)定的成長表現(xiàn)，營收為344．9億元人民幣，較2004年成長22．1％．但其占中國本土IC市場比重僅49 1％，首次跌破5成。
IC設計
中國IC設計業(yè)近三年來的產值表現(xiàn)非常驚人，受惠于中國本土IC設計業(yè)者在產品創(chuàng)新上取得了重大進展，如重郵信科成功開發(fā)出中國第一顆0．13微米制程的TD-SCDMA芯片“通信一號”、凱明推出采90納米制程的第二代TD-SCDMA／GSM雙模芯片“火星”，加上新崛起業(yè)者如珠海炬力、中星微電子順利至美國IPO上市，帶動2005年中國IC設計產業(yè)營收首次突破百億元大關，達到124．3億元人民幣，較2004年成長52．5％，更自自2002年的21.6億元人民幣．成長6倍以上，2002年至2005年的年均成長率更高達79．2％，其占整體市場比重也成長至17．7％。
中國政府于2000年―2002年間陸續(xù)成立了7個國家級設計產業(yè)基地，分別為上海、北京、無錫，杭州、深圳、西安及成都，近年來在中央及地方政府的大力推廣下，已逐步形成幾個主要的產業(yè)聚落，其中主要集中在以上海為中心的長三角地區(qū)。及北京為中心的京津環(huán)渤海灣地區(qū)，前者囊括了中國近5成的，C設計業(yè)者，后者則擁有近120家IC設計業(yè)者，除了這兩個區(qū)域外．深圳則是中國最大的，C設計城市，已連續(xù)幾年在產值上遙遙領先其它地區(qū)。
目前中國IC設計企業(yè)數(shù)約479家，較2004年的421家又增加了50幾家，而50人以下的中小企業(yè)仍占大部份，比重超過6成，其中員工人數(shù)在20人以下的企業(yè)數(shù)有171家．比重約35．7％，而員工人數(shù)超過百人的企業(yè)家數(shù)則不到50家．比重僅9．4％，顯示出中國IC設計企業(yè)的規(guī)模仍小。在設計能力上中國IC設計業(yè)者也大幅提升，目前已有超過5成的業(yè)者平均設計能力在0．18μm(含)以下．其中大部份業(yè)者的平均設計能力已達到0．18μm，比重約41．2％，其次則為0．25μm級，比重約21．4％；值得注意的是，具備0．13μm及以下設計能力業(yè)者比重已突破1成．約為10．5％，較2004年的6％大幅成長。
至于廠商排名方面，2005年中國前十大IC設計業(yè)者排名有了與過去不同的變化，最受人矚目的是海歸派企業(yè)的崛起，其中在2003年及2004年位居排行榜前兩大的大唐微電子及杭州士蘭微電子．2005年排名跌落到第四及五名，取而代之的是珠海炬力集成電路及北京中星微電子，這兩家業(yè)者在2004年崛起，當年度營收成長率分別為900％及162％，2005年更以12．57億元人民幣及7．68億元人民幣榮登中國前兩大IC設計業(yè)者寶座，出乎各界的意外。
重要的是，2005年中國IC設計中營收超過億元人民幣的企業(yè)家數(shù)已超過20家．為九五計劃結束時的5倍之多，其中新龍頭老大一珠海炬力，其2005年營收更突破10億元大關，來到12．57億元人民幣．成為中國第一家營收突破億美元關卡的企業(yè)；而珠海炬力及中星微電子于2005年11月相繼赴美IPO上市，也為中國lC設計產業(yè)發(fā)展奠定了新的里程碑。
IC制造
自2002年以來，隨著中芯國際、宏力半導體、和艦科技、上海先進等數(shù)個8英寸晶圓生產線的陸續(xù)建成投產，中國lC制造業(yè)快速的擴大，特別是在2004年．在全球IC市場產能吃緊的情況下，中國務晶圓生產線的產能利用率始終處于90％以上的高水平，代工價格也隨之攀升。在這些因素的帶動下，2004年中國IC制造產值成長率高達190％，為歷年之最。
進入2005年，受到全球Foundry市場低迷的影響，中國IC制造企業(yè)產值成長率大幅回落，部份企業(yè)甚至出現(xiàn)負成長；與此同時，2000年以來的新建項目在2004年均已建成投產，2005年產能擴張對晶圓制造業(yè)規(guī)模成長的貢獻度大大降低；2005年中國IC制造業(yè)產值成長率雖僅28．5％，但卻順利突破200億元關卡，達到232．89億元人民幣。
在晶圓廠及制程技術的發(fā)展上，至2005年底中國共有15座4英寸廠、8座5英寸廠、17座6英寸廠、15座8英寸廠及2座12英寸廠．其中8英寸廠以中芯國際為主，其它如華虹NEC、上海先進、宏力半導體、和艦科技都各自擁有8英寸廠；至于12英寸廠則是中芯國際于北京投資的Fab4及Fab5，其中Fab4已于2004年投片，至2005年底月產能已達2．7萬片，制程技術也達到0．11μm。
值得注意的是，2004年中國大陸晶圓代工產業(yè)營收達19．25億美元規(guī)模，較2003年成長155．6％，占全球比重由2003年的6．57％、大幅躍升到11．53％．成為僅次于臺灣地區(qū)120．22億美元的第二大晶圓代工市場；2005年營收再提升至24億美元，占全球比重也提升至13％。更重要的是，中芯國際成功擠下新加坡的特許半導體，以市占率7％躍居全球晶圓代工排名第三位，而中國晶圓代工廠商在全球20大中也共有5家企業(yè)入榜。
IC封測
與IC設計及IC制造業(yè)的高速發(fā)展相比，中國IC封測產業(yè)在近幾年一直呈現(xiàn)穩(wěn)定成長的態(tài)勢，2005年新建項目建成投產的帶動下成長率微幅上漲，2005年產值超過300億元，達344．91億元人民幣，較2004年成長22．1％。
目前中國IC封裝企業(yè)結構呈現(xiàn)明顯的內外資差別，前10大企業(yè)中僅江蘇長電一家本土企業(yè)入榜．不過年封裝能力過億塊的企業(yè)已有9家，其中江蘇長電年封裝能力已達到20億塊以上；在技術方面，主要仍以低階的DIP、QFP、SOP等傳統(tǒng)封裝形為主，不過江蘇長電已開始朝CSP等級邁進。
分析中國半導體快速成長的原因產業(yè)優(yōu)惠政策的支持
中國政府自1990年代的“908”及“909工程”開始，就將IC訂定為國家發(fā)展的重點產業(yè)，不惜投入龐大的資金進行支持；到了十五時期，更是大力的發(fā)展匯產業(yè)，包括“18號文件”頒布就給予IC企業(yè)相當大的政策及稅賦優(yōu)惠。
國內市場需求持續(xù)成長
近年來NB、數(shù)字相機、PC、LCD顯示器等信息產品廠房陸續(xù)大規(guī)模的向中國轉移，中國已成為全球最大的信息產品生產基地，根據(jù)商務部數(shù)據(jù)，2005年中國計算機類產品出口額首次突破千億大關，達1，048．4億美元，占全國外貿出口總額比重也自十五計劃之初2001年的7．9％提高到13．7％，預期未來中國信息產品的產量仍將大幅成長，加上消費電子及通信產品市場的持續(xù)擴大，可望帶動中國國內IC產品需求持續(xù)成長。
產品設計能力大幅提升
過去中國半導體產業(yè)給人的印象普遍是技術實力的不足，此一情況在近年已有所改善。自2005年以來中國IC設計在產品創(chuàng)新上就取得了多項進展，包括重郵信科開發(fā)出中國第一顆0．13μm制程技術的TD-SCDMA手機核心芯片一一“通信一號”；凱明信息則推出采用90μm技術的第二代TD-SCDMA／GSM／GPRS雙模及多媒體應用芯片――“火星”；青島海信開發(fā)出中國第一款具自主知識產權的數(shù)字音視頻芯片――“信芯”；中科技計算所開發(fā)出中國第一款AVS芯片――“鳳芯1&2號”等，這些都顯示出中國在3G通信、數(shù)字音頻芯片等產品的設計能力已大幅提升。
國際半導體大廠到華投資熱潮不斷
隨著近年來中國市場的陸續(xù)開放，其低廉勞力成本、地方政府優(yōu)惠及龐大后盾市場等誘因吸引著國際大廠前往投資，并于當?shù)卦O立研發(fā)中心、晶圓廠或封裝廠房等，其中尤以封裝測試廠為甚。以近兩年的投資為例．AMD就投資1億美元于蘇州設立微處理器封裝測試廠，并于2005年順利投產；Intel于2003年宣布的成都封裝廠一期工程也于2005年12月落成啟用．將主要負責其自家產品P4 CPU的覆晶封測，第二期投資備忘錄也已在2005年3月簽訂，預計于2007年投產，合計投資額4．5億美元；至于早在深圳布局的STMicro，2006年2月亦宣布投入5億美元．在深圳龍崗寶龍工業(yè)區(qū)興建新的IC封測廠．有別于之前合資的深圳賽意法微電子．此為STMicro完全獨資，計劃年內動工，建成后年產量70億塊。
除了IC封測領域外，在IC制造方面也受到國際大廠的厚愛，其中由韓國Hynix與STMicro合作的無錫8英寸晶圓廠項目，已于2005年9月順利獲得中國工商銀行7．5億美元銀行聯(lián)貸．預計2006年第一季試產，第二季開始量產，初期月產能1．8萬片，產品以DRAM為主：另外美國0C制造商AERO科技也在2006年2月與中國合肥高新區(qū)簽訂協(xié)議，將在合肥投資10億美元分三期建設6英寸及8英寸晶圓生產線，月產能分別為4萬片。
產學合作及人才培養(yǎng)成效浮現(xiàn)
由于半導體產業(yè)是知識密集型的高技術產業(yè)，相對的對于高水平技術人才的需求非常大，之前中國半導體產業(yè)普遍面臨人才匱乏的問題，僅能從其它或臺資企業(yè)挖角，不過近年來此情況已有所改變。2003年中國國務院科技領導小組推行了“國家集成電路人才培養(yǎng)基地計劃”，并批準9所大學為首批人才培養(yǎng)基地，2004年8月再批準6所高校的加入，國家集成電路人才培養(yǎng)基地初步形成， 目標是在6―8年內培養(yǎng)出4萬名IC設計人才及1萬名相關制造技術人才，目前此效益已慢慢浮現(xiàn)。
十一五規(guī)劃的半導體政策及發(fā)展目標
隨著18號文件的取消及十的。有關半導體優(yōu)惠政策已列入國務院2006年立法計劃，并將在人大會議中討論，其中扶持本土大企業(yè)、提高自主研發(fā)創(chuàng)新實力為首要目標，另外并將投資3．000億元人民幣在，C設計及制造產業(yè)上，持續(xù)重點發(fā)展設計及制造(晶圓代工)產業(yè)，其中，c設計將重點發(fā)展5家30～50億元級企業(yè)及10家10～30億元級廠商，制造方面則全力布建10座8英寸晶圓廠及5座12英寸晶圓廠。
另外在租稅優(yōu)惠方面也將有所著墨，除地方政府外，未來重點方向將放在所得稅的優(yōu)惠上，將原來的兩免三減半提高為五免五減半(五年免稅五年收一半稅)或十年全免，雖然短期內其效應并無法顯現(xiàn)，但卻有利于國內外資本投入中國半導體產業(yè)。
另外就在中。美雙方因18號文件中增值稅問題簽署諒解備忘錄，由中國財政部、國家發(fā)改委及信息產業(yè)部共同制訂的《集成電路產業(yè)研究與開發(fā)專項資金管理暫定辦法》正式出爐，其中成立了一近30億元人民幣的研發(fā)基金．并決定自4月23日開始實施，此基金的相關內容如下：
成立宗旨：提高中國半導體研發(fā)能力及產業(yè)化水平。以加快技術創(chuàng)新及產品開發(fā)實力，并促進產學研合作。培養(yǎng)及獎勵半導體產業(yè)的優(yōu)秀人才。
申報條件：根據(jù)此一基金的規(guī)定。只要在中國境內注冊，具有獨立法人資格。經主管單位認定的半導體企業(yè)，并有符合申報指南要求的研發(fā)活動方案，具備所申報研發(fā)活動的能力、內部管理及財務制度健全皆可提出申請。
基金發(fā)放方式；將以無償資助方式發(fā)放，其資助金額不超過該研發(fā)活動成本的50％。
值得注意的是，此半導體研發(fā)基金并不局限于半導體專用儀器。設備費及材料費上，只要是能提高研發(fā)能力的半導體相關方案，即便是人才的培養(yǎng)、引進及獎勵等人事費也在補助范圍之內。至于企業(yè)是否合格的認定工作將于發(fā)改委及信息產業(yè)部共同分擔：其中發(fā)改委負責IC制造及封測業(yè)，信息產業(yè)部則負責IC設計企業(yè)，至于財政部則對發(fā)放基金的總量進行控制。
結語：十一五期間中國IC市場年復合成長率在2成以上
Best Buy Co.首席執(zhí)行官Brad Anderson表示，為了用儲存容量更大的新型光盤取代DVD技術，現(xiàn)已引發(fā)了兩種主要格式之爭，隨之而來的市場競爭對兩大陣營內的公司以及用戶都將非常不利?！靶袠I(yè)內沒有一種標準格式，這給行業(yè)自身帶來的損害是不可估量的。” Brad說，“兩種無法兼容的格式對消費者來說無疑是一個惡夢。”
藍光、HD-DVD與普通的DVD光盤在存儲容量上的區(qū)別是巨大的。盡管這兩種新的格式都有不少優(yōu)點，但是支持它們的公司卻無法對統(tǒng)一的格式標準達成一致，雙方都擺出一副讓消費者決定孰輸孰贏的態(tài)勢，就像上個世紀八十年代VHS和Betamax之間的錄影機之爭一樣。
2005年，贏家與輸家
2005年，對于IT行業(yè)而言，無盡的紛爭和變數(shù)充斥其間，是好是壞，我們都不能枉下定論。PC World讓業(yè)界專家評選出了本年度的贏家和輸家。
Google是其中的一個贏家，在2005年，無論你需要一個巨大的免費郵件賬戶、博客、衛(wèi)星地圖還是檢索圖書，Google都可以提供強大的支持，它提供了一個幾乎無所不能的海量數(shù)據(jù)庫。但Google同時也是一個輸家，作為擁有強大計算能力、智力資源和雄厚資金的企業(yè)，它的發(fā)展開始受到阻礙，例如，它被美國出版人聯(lián)盟，并被黑客當作工具。Google似乎在自己涉足的每一個領域都充滿了野心，并希望成為壟斷巨頭――這曾經被稱為“微軟綜合癥”，并讓很多人感到威脅。
芯片行業(yè)跨入后硅時代？
在日前的國際半導體路線圖報告中，預測芯片行業(yè)將會跨入“后硅時代”，這份報告是由歐洲、日本、韓國、中國臺灣省以及美國的半導體行業(yè)協(xié)會共同參與編寫而成的，被視作為半導體行業(yè)的風向標。
這幾年，半導體行業(yè)不斷找到將傳統(tǒng)晶體管變得更小的方法，這樣就可以在一個芯片上放入更多晶體管，從而增加處理能力和容量。目前，最小的晶體管只是一把分子束，研究人員正在用除硅之外的其它材質（包括有機分子和碳納米管）做實驗，試圖找到更合適的替代物。專家預測，芯片行業(yè)過渡到新納米技術的時間大約在2015年，那時芯片制造商將會竭盡全力縮小計算機、通訊以及消費者電子行業(yè)的處理器、存儲設備線纜的尺寸。
ISMI稱：芯片產業(yè)能源浪費嚴重
【關鍵詞】 中國芯片代工;競爭力;戰(zhàn)略;可持續(xù)發(fā)展
芯片技術能力不僅與各國經濟強弱有關,亦具有科技戰(zhàn)略之重大意義。在此背景下各國政府紛紛采取措施鼓勵和扶持國內芯片制造行業(yè),國內政府也以各種稅收相關優(yōu)惠措施鼓勵國外芯片制造產業(yè)至中國設廠投資,中芯國際及宏力半導體等芯片制造業(yè)就是在此一背景下成立。目前,芯片代工中巨頭以中國臺灣的臺積集成電路及聯(lián)華電子各占前二名,中芯,特許排名其后,由于競爭激烈除了中國臺積電或聯(lián)華電子有盈利外,其他公司皆處于虧損狀態(tài)。行業(yè)年成長率也由20%降低到目前6～8%,此產業(yè)經營可以說已進入成熟產業(yè)。
一、中國芯片代工業(yè)五種競爭力模型分析
哈佛商學院的邁克爾?波特教授充分證明了一個行業(yè)中的五種競爭力量決定了一個行業(yè)中的競爭狀況,中國芯片代工產業(yè)的競爭激烈程度及產業(yè)吸引力也受此五力所影響。分析如下:
(一)潛在入侵者
芯片代工產業(yè)是資金及技術密集型的產業(yè),需要足夠專業(yè)的人才相當一段時間的學習及經驗曲線效應,產出較佳良率芯片及良好的客戶關系和信任度,這些構成了潛在新進入者的進入障礙。近年來,由于新的芯片12廠投資金額動輒數(shù)十億美金且原有的生產廠商擁有的專利壁壘,小型的芯片代工廠商已不可能進入此行業(yè),唯有元件大廠如三星等在景氣不佳時進入芯片代工市場,景氣好時,元件利潤高時又回到元件制造,不構成較大威脅。除了近日成立的擁有相當資金及原有技術的Global foundry尚待觀察,其他較小型公司不構成較大威脅。
(二)供應商
芯片制造行業(yè)供應商可以分為二類:一為設備供應商和芯片廠運營過程供應商如硅片,化學品,特氣,設備零件等,其中設備成本約占一個芯片廠的80%左右,另一類為芯片廠運營過程的硅片,化學品,特氣,設備零件的供應商。由于芯片制造技術及技術資本越來越巨大,能夠投入芯片廠的企業(yè)越來越少,設備商及供應商客戶呈現(xiàn)幾個巨頭壟斷情形且技術事業(yè)性極高及投入資本大的因素,設備商及供應商前向一體化及后的一體化的可能性越小。總體而言,設備供應商的討價還價的競爭壓力對于芯片廠而言已逐漸在縮小。
(三)顧客
芯片代工廠的顧客一般分為IC設計公司及IDM元件大廠,集中度較高,但產品屬于定制化性質,標準化程度低,芯片代工廠必須在時效,成本,滿足顧客的需求,顧客可選擇范圍較少,由于代工產出時間長,其轉向其他代工廠的轉換成本高。 總體而言,由于目前芯片代工行業(yè)已邁入成熟行業(yè),競爭激烈而PC,通訊等產業(yè)任未有較大的殺手及應用出現(xiàn),芯片制造技術不斷精進,由8進展到12甚至16的硅片,芯片產出不段擴大,造成現(xiàn)在產能過剩情況,顧客討價還價的壓力對芯片代工企業(yè)越來越大。
(四)替代品
部分芯片工藝如手機高頻通訊芯片需用砷化鎵材料而非硅材,但此一部分占芯片代工產值較少,替代品競爭力量對硅材為主流的芯片代工廠而言較小。
(五)行業(yè)內的競爭者
1.競爭對手數(shù)量及能力比較。芯片代工廠前幾大分別為臺積電,聯(lián)電,特許,都可算是國際級大企業(yè),其積電占據(jù)了近百分之五十市場份額,中國芯片代工企業(yè)不論在市場占有率,利潤率,技術都無法與之匹敵。
2.市場增長率。芯片代工業(yè)已進入成熟行業(yè),年增長率已由過去20%降至6～8%,在這種情況下,企業(yè)為了尋求發(fā)展,在市場占有率,價格和成本進行競爭,其結果就使競爭力弱和效率比較低下生存異常辛苦。
3.固定成本及庫存成本。芯片代工行業(yè),主要成本在于設備的固定成本,固定成本高的因素造成行業(yè)中企業(yè)降低芯片代工價格以提高設備利用率,也造成利潤下降。另外,由于芯片市場以舊換新甚快的特性,企業(yè)為了盡快銷售回收成本和庫存,也不得不采取降價行為,結果企業(yè)獲利也大大降低。
4.生產能力。芯片行業(yè)固定成本高,在規(guī)模經濟降低單位成本的驅動力下,企業(yè)不段擴大其生產能力以及提高資本支出,芯片代工行業(yè)出現(xiàn)了生產能力過剩與削價競爭的周期循環(huán)。
5.退出障礙高。芯片代工行業(yè)導致退出障礙高,如資金技術密集型的產業(yè)特性,特殊的生產設備,大量的專業(yè)生產及技術人才的就業(yè)壓力,使得芯片代工業(yè)過剩的生產能力和競爭力較差的企業(yè),無法放棄經營,使得整個行業(yè)的獲利能力維持在較低水平。
二、SWOT分析
1.主要優(yōu)勢(S)。(1)中國有大量技術人才,低成本,人力多。(2)政府部門關系融洽。(3)中高層來自歐美臺國際知名企業(yè)的高素質領導團隊。
2.主要劣勢(W)。(1)公司基層員工大都沒有半導體從業(yè)經驗,需要培訓后才有生產力。(2)中國企業(yè)的技術發(fā)展仍遠落后其他國外公司。(3)目前市場不佳,只能以低價格搶訂單,嚴重影響獲利。(4)公司須投入大量資金于建廠及研發(fā)。
3.主要機會(O)。(1)中國經濟增長快速,芯片需求巨大,有利于中國芯片制造業(yè)發(fā)展。(2)政府提供減稅優(yōu)惠措施及資金支持。
4.主要威脅(T)。(1)芯片制造為成熟產業(yè),產業(yè)競爭激烈。(2)中國芯片代工業(yè)發(fā)展較晚,關鍵技術掌握在全球芯片制造業(yè)巨頭手中。
三、中國芯片代工業(yè)戰(zhàn)略選擇
1.繼續(xù)降低成本的活動。為了獲得低成本的優(yōu)勢,公司可以通過許多途徑來降低單位成本,如從促使供應商提供更優(yōu)惠的價格,使用更低廉的零部件,提高機器設備的生產效率,利用管理手段提高產量等。
2.加速創(chuàng)新。芯片代工產業(yè)未來仍是大者恒大的趨勢,創(chuàng)新,研發(fā)的投入仍是未來競爭力強弱的指標,這里所謂創(chuàng)新不單是指產品創(chuàng)新及技術創(chuàng)新,以目前全球芯片代工業(yè)競爭之激烈及中國在技術上仍處于落后之位置的情況下,中國芯片代工業(yè)更必須從其他方面如商業(yè)模式或價值鏈創(chuàng)新來獲得其生存發(fā)展,如目前芯片代工業(yè)老大-臺積電在二十年前由張忠謀以新的“專業(yè)芯片代工”模式開創(chuàng)了一個藍海產業(yè),“張忠謀一手創(chuàng)造了兩個全新的半導體產業(yè),無自有品牌的半導體制造工業(yè)和無制造芯片業(yè)務的半導體設計行業(yè)”。哈佛大學商學院的邁克爾?波特在1998年如此評價張忠謀和臺積電,以及英代爾決定從記憶體制造的紅海,轉向CPU制造的藍海,都說明了中國芯片代工業(yè)與其他原有的競爭激烈的芯片代工產業(yè)中沉浮,若能創(chuàng)新其他發(fā)展模式,也許是一條較好的中國半導體發(fā)展道路。
3.戰(zhàn)略聯(lián)盟或兼并。公司為建戰(zhàn)略聯(lián)盟最為常見的原因就是進行技術合作或合作開發(fā)有前途的新產品,填補它們在技術和制造技能方面的缺口,共同培養(yǎng)新的能力,提高供應鏈的效率,獲得生產和市場營銷方面的規(guī)模經濟。兼并是使所有權聯(lián)系比合作伙伴關系更持久,經營活動之間更加密切聯(lián)系,形成更多的內在控制與自。
在中國芯片代工業(yè)競爭力尚不足同國際巨頭抗衡時,必須先藉由政府政策及資金支持的優(yōu)勢,同國際領先企業(yè)建立戰(zhàn)略聯(lián)盟并購或兼并方式求得生存,進一步藉由利益共享方式在市場分額,技術上產品上形成互補互利的聯(lián)盟或集團,慢慢打造本身的核心競爭力以求未來長遠發(fā)展。
參考文獻
富士通公司(Fujitsu Ltd)露出了徹底斬斷旗下芯片業(yè)務的端倪。
1月21日，富士通表示，不久將剝離其大規(guī)模集成電路芯片業(yè)務，擬于今年3月成立一家子公司，然后將東京的芯片研發(fā)和其他業(yè)務裝進去，并轉移到日本中部三重縣的工廠。富士通估計這項計劃將耗資100億日元，相關工作將于今年9月份完成。而在分析師看來，此乃富士通通過合資或者出售等方式完全剝離芯片業(yè)務的第一步。
與眾多日本同行的情況一樣，半導體業(yè)務激烈的競爭和高昂的成本也向富士通敲響了警鐘，這也不再是公司的核心業(yè)務。半導體業(yè)務在總收入中所占比重在一成左右。雖然該公司也生產包括個人電腦、網絡設備和元器件等硬件產品，但利潤主要還是來自于軟件和咨詢業(yè)務。
受此消息影響，富士通股票當天收盤下跌1.7％，至714日元。
恐無人接手
JP摩根(J.P.Moreanl分析師Izumi也表示，富士通的芯片業(yè)務正面臨虧損，同時又受到產品價格下滑問題的困擾，進而迫使其作出精簡業(yè)務結構的嘗試。此前富士通已從IT業(yè)務中撥出資金注入半導體業(yè)務，而管理層認為這樣的做法行不通。
富士通的系統(tǒng)芯片用于從數(shù)碼相機到超型計算機等產品，盡管該業(yè)務在截至2007年3月份年度銷售額增長3％達到4735億日元，該業(yè)務卻一直受到居高不下的開發(fā)成本和價格下滑的沖擊。富士通高層稱，其芯片業(yè)務占該公司總銷售額的約10％，在2007年4-9月份期間虧損50億-60億日元。
富士通在一份聲明中說，使芯片業(yè)務獨立成一個實體將有助于加快決策進程，并表示將把系統(tǒng)芯片開發(fā)和測試業(yè)務由位于東京的一個技術中心遷移，這一過程需要100億日元。
此舉可能將為其它芯片制造商同富士通開展合作鋪平道路。事實上，兼并潮正在“襲擊”日本芯片廠商，眾廠商急需通過與其它芯片廠商聯(lián)手，來分擔巨額的成本。
但IT咨詢公司J―Star Inc的總裁Yoshihisa Toyosaki指出，由于缺乏有興趣的買家，富士通將在相當長的時間內獨資擁有其芯片業(yè)務部門?！按蠹叶家延泻献鞯姆较?，這使得富士通在這場兼并潮中成為了孤家寡人。”他說。
索尼對芯片業(yè)務說再見
在富士通之前，索尼也剛剛宣布計劃將其芯片制造業(yè)務賣給東芝，以便專注于消費電子產品的開發(fā)和生產，提高公司運營效率。此前，索尼已經在考慮外包PS3 Cell處理器的生產。
2007年9月，索尼宣布計劃以大約1000億日元(8.7億美元的價格把生產微處理器和其他芯片的工廠賣給東芝，而最終協(xié)議有望在幾個月內簽署；與此同時，索尼和東芝還將建立一個合資公司，利用這些生產線制造系統(tǒng)芯片。
而在今年早些時候，索尼結束了與東芝、NEC的開發(fā)芯片合作。事實上，這只是索尼完全放棄芯片制造業(yè)務的一個步驟。為了保住利潤，索尼徹底與代價巨大的芯片制造說再見只是個時間問題。考慮到PS3主機現(xiàn)在的形勢不容樂觀，數(shù)字媒體播放器部門也在掙扎，索尼可能不再需要自己生產高端甚至主流芯片。
一旦雙方完成買賣協(xié)議，東芝就可以利用獲得的半導體生產業(yè)務增加自己的產品實力，而索尼也可以專心制造更具競爭性的消費電子產品，同時不再依賴自家開發(fā)和生產的芯片。
東芝陳前的公司資深副總裁兼東芝半導體公司首席執(zhí)行官ShozoSaito表示，日本芯片產業(yè)可能經歷另一次震蕩。他說：“廠商可能會退出，或者出售給其它廠商?！?/p>
新一輪重組正在上演
由于半導體產業(yè)處于疲軟周期，日本相關產業(yè)正在進入新一輪的重組，其中實力較弱的廠商可能被淘汰。由于傳統(tǒng)的集成器件制造(IDM)模式仍然面臨壓力，許多日本芯片廠商正在悄悄地轉向輕晶圓廠策略，這與美國和歐洲同業(yè)非常相似。
分析師指出，作為日本發(fā)生的這種巨變的一個例子，虧損累累的三洋電機已把自己的芯片部門出售給了一家私募股權投資公司。三洋在其網站上拒絕對這些報道加以評論。分析師認為，其它二線芯片廠商，如愛普生、沖電氣(Oki)、夏普，也可能放棄各自的芯片業(yè)務。
日本廠商的問題很清楚：過度龐大的芯片廠商一般擁有過多的員工和產品組合，而許多產品都是“沉睡”產品或者是薄利產品。日本的芯片生產商“需要收縮產品組合并集中目標”，Saito說，“看看這些企業(yè)，就會發(fā)現(xiàn)它們的管理與支持部門規(guī)模太大?！?/p>
日本的許多電子巨頭繼續(xù)擁有驚人的龐大產品組合。它們涉足手機、顯示器、JC、電視甚至還有核電廠。觀察家們心中有個疑問，這種業(yè)務范圍廣泛的垂直整合型商業(yè)模式是否已經過時了。IDMN式確實在日本面臨極大的壓力。
事實上，這也是全球半導體產業(yè)發(fā)展的重要趨勢之一。幾年來，西門子、摩托羅拉、惠普、飛利浦等歐美巨頭紛紛剝離了自己的半導體業(yè)務。其中，私募基金已經成為活躍的接盤者。大型IDM廠商，意法半導體和德州儀器，已經轉向了輕晶圓廠模式，并與代工廠合作，以降低研發(fā)與生產成本。
但日本的芯片廠商仍然鐘情于IDM模式。許多日本企業(yè)希望把設計與制造保持在一家企業(yè)之中。它們也嚴重依賴自有產品，而這些產品不容易在代工廠商復制。另外，一般來說，保守的日本企業(yè)總想把自己珍視的生產業(yè)務留在企業(yè)內部。在某種程度上，他們不相信代工企業(yè)。