中國大陸芯片代工的另一面

發布時間:2019年12月26日 10:12    發布者:eechina
關鍵詞: 半導體代工 , 代工
 文/穆梓

  來源:半導體行業觀察(ID:icbank)

  因為邏輯芯片本身擁有極大的市場份額和市場知名度,所以對于這類產品的代工,很多讀者都如數家珍。而在各大晶圓廠的科普下,大家對10nm、7nm和5nm等工藝也都有了基本的了解。這也讓某些不明就里的人以為芯片代工就是只有這些工藝和企業。

  但其實在芯片代工方面,還有很多其他不同的工藝和廠商。例如硅鍺和SOI等就是其典型代表。另外,還有如MEMS、砷化鎵等第三代半導體等工藝也是市場關注的熱點。尤其是在即將到來的物聯網和5G時代,這些新工藝的關注度正在升溫。

  而國內也正有一些企業正在這些領域默默耕耘。

  為數不多的MEMS傳感器產線

  所謂MEMS,就是Micro-ElectroMechanical System,也就是微機電系統。這是一種可批量制作的,能將微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通信和電源等集成于一塊或多塊芯片上的微型器件或系統。如果將這種工藝用來制造傳感器、執行器或者微結構,可帶來微型化、集成化、智能化、成本低、效能高、產能高和良品率高等優勢。

  這就吸引傳感器廠商轉投到這個市場,而隨著物聯網市場的成長,MEMS傳感器的熱度日益上升。

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MEMS傳感器分類(source:Yole)

  和邏輯芯片一樣,MEMS芯片的生產也分為兩種模式,一種是如博世這樣的自己設計自己生產的IDM;另一種就是沒有工廠的MEMS傳感器芯片公司,他們設計出來的產品最后交付給相關的MEMS代工企業代為生產。值得一提的是,除了那些純晶圓代工廠外,類似ST等IDM也會對外提供MEMS代工服務。因為物聯網的推動,MEMS市場正在快速增長。據MarketsandMarkets預測,到2022年物聯網傳感器市場將達384.1億美元。這就吸引了眾多本土廠商進入這個市場,其中大部分都是使用代工廠的產線來制造產品。而縱觀這個市場,如下圖所示,歐洲的ST、加拿大的Teledyne DALSA和日本的索尼位居前三位,排名第四的則是被國內耐威科技收購的Silex Microsysytems,這也是國內最領先的MEMS代工廠。

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全球領先的MEMS代工企業(source:Yole)

  2000年于瑞典成立的Silex Microsystems一度是世界上最大的MEMS代工廠,公司擁有8英寸與6英寸兩條獨立的MEMS生產線,在加速度計、陀螺儀和其他微型傳感器技術方面有深厚的積累。據微信公眾號MEMS的報道,Silex Microsystems的客戶涵蓋工業、汽車、生物醫療、通訊、消費電子等多個領域,公司對MEMS制造工藝技術也有很深厚的積累。而在收購了之后,耐威科技也開始在國內布局八英寸的MEMS代工產線。

  據天風電子在今年12月初的報告顯示,耐威科技北京“8英寸MEMS國際代工線建設項目”將在2020年投產,6年后達到穩定期。目前計劃實現每月 1 萬片產能,預計滿產后可增加營業收入7-8 億,未來有望實現每月 3 萬片產能。北京產線建設完成后,賽萊克斯北京將與瑞典Silex形成優勢互補。這條產線也將為本土的MEMS傳感器企業提供重要的支持。大基金最近對耐威這條產線的定增,也可以看到國內對他們這條八寸線的期望和信心。

  除了耐威的Silex Microsystems之外,其實國內的中芯國際也是MEMS代工市場的另一個重要玩家。

  漸成規模的化合物半導體代工

  除了MEMS傳感器代工,化合物半導體代工則是國內這幾年又一冉冉升起的 “新星”,而這是在智能手機、5G和新能源汽車等熱門應用的推動下成長起來的市場。

  從概念上看,化合物包括砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)等。這些材料因為其獨特的特性,在通信和功率器件市場擁有領先的優勢,也被越來越多的器件和產品所采用。以砷化鎵為例,作為一種典型的,擁有高頻、抗輻射和耐高溫特性的化合物半導體,它在過去多年里一直是射頻PA和Switch的主流材料,市場規模也接近百億美元。

  而在進入了 5G時代,擁有禁帶寬度大、擊穿電場高、飽和電子速率大、熱導率高、化學性質穩定和抗輻射能力強等優勢的氮化鎵就成為射頻器件材料追逐的目標,這就帶動了包括代工在內的化合物半導體市場的成長。

  Yole方面表示,2017年全球用于PA的GaAs 器件市場規模達到80-90億美元,而這個數字在未來兩年將會正式突破百億美元。而來到GaN射頻方面,Yole數據顯示,這個市場到2023年將增長至13億美元,復合增速為22.9%。而在2017年,這個市場的總值只有3.8億美元,另外還有一些化合物半導體功率器件,可以明顯看到,這是一個快速成長的市場。

  和MEMS傳感器以及很多芯片一樣,化合物半導體市場也存在IDM和晶圓代工廠兩種模式,其中后者的市場主要被中國臺灣的穩懋、宏捷科和全新這些企業拿下。

  成立于1999年穩懋半導體在2003年曾經一度面臨倒閉,但在公司領導層的苦心經營下,穩懋在2010年已成為全球第一大砷化鎵晶圓代工廠。他們在砷化鎵產業中居獨一無二的地位。資料顯示,如果計算所有IDM公司與委外加工的PA供應量,穩懋半導體出貨量占全世界生產量超過20%,但是 如果只計算砷化鎵晶圓代工市場,穩懋的市占率更高達62%。在這個市場還有另兩個大家就是宏捷科和全新,他們同時也還在最近因為3D人臉識別而火起來的VCSEL上面有布局。

  同樣的,在這些市場也鮮有本土廠商的身影,而包括士蘭微和三安集成等多個企業也加快了在化合物半導體的布局。

  據報道,日前,士蘭微旗下的化合物半導體生產線項目主體廠房也即將進入竣工驗收階段,公司的氮化鎵和砷化鎵芯片也都通線點亮。資料顯示,該項目總投資 50 億元,建設4/6 英寸兼容先進化合物半導體器件生產線,主要產品包括下一代光通訊模塊芯片、5G與射頻相關模塊、高端LED芯片等產品。項目分兩期實施,其中,項目一期投資 20 億元,2019 年底投產,2021 年達產;項目二期投資 30 億元,計劃 2021 年啟動,2024 年達產。

  來到三安集成方面,據國信證券的報道披露,從2014年5月起,三安光電延伸其Ⅲ-Ⅴ族化合物(LED 用砷化鎵及氮化鎵芯片)的生產經驗,正式涉足化合物晶圓制造的代工服務,并同期成立了廈門三安集成公司,并實施建設 30 萬片/年砷化鎵(GaAs)和 6 萬片/年氮化鎵(GaN) 外延片生產線。次年十月,三安集成就開始了實施相關的器件試產。2018 年 12 月,三安集成又宣布推出國內第一家 6 英寸 SiC 晶圓代工制程。

  因為這些大廠商過往都對LED芯片等相關產品有深入的研究,也對MOCVD等有深刻的了解,這可以給他們在化合物半導體市場開拓提供重要的支撐。

  從過去兩年美國不按常理出牌看來,盡力發展本土的供應鏈已經成為了產業共識,在晶圓代工這個領域,更是迫在眉睫,因為只有這樣才能在迫不得已的情況下保證國內的供應鏈安全。而在邏輯芯片和模擬芯片代工方面,國內已經取得了不錯的成績,且最近兩年也發展迅速,但之前在MEMS和化合物方面,還沒有太多建樹。

  展望這次的投入能給國內芯片代工帶來一些強而有力的補充。

  *免責聲明:本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點,半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點,不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支持,如果有任何異議,歡迎聯系半導體行業觀察。

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星火源 發表于 2020-1-14 19:03:13
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