中國(guó)以芯片為代表的集成電路制造和其背后龐大而神秘的產(chǎn)業(yè)鏈正吸引世界的目光。

在距離泉州市永春縣城1小時(shí)車(chē)程的下洋鎮(zhèn)大榮村，遠(yuǎn)離村落的地方，一座占地80畝的工廠，正在制造世界上最先進(jìn)的半導(dǎo)體離子注入材料。

這是國(guó)內(nèi)特殊化學(xué)品制造商和經(jīng)銷(xiāo)商福建博純材料公司位于泉州的工廠。5個(gè)月前，來(lái)自美國(guó)的特殊材料公司應(yīng)特格（Entegris）與博純簽訂協(xié)議，在博純?nèi)莨S共同擴(kuò)張工廠產(chǎn)能，制造Entegris特殊化學(xué)品。日前，工廠產(chǎn)能到位，從該工廠制造的首批合格氣體產(chǎn)品正在運(yùn)往國(guó)內(nèi)客戶途中。

在同樣由泉州市管轄的晉江，1年前，中國(guó)臺(tái)灣晶圓代工廠聯(lián)電（UMC），在此與福建省晉華集成電路（集成電路）公司簽約合作的12英寸廠奠基。

離晉江1小時(shí)車(chē)程的廈門(mén)，臺(tái)灣聯(lián)華電子和廈門(mén)合建的聯(lián)芯集成12英寸晶圓廠也在去年底試生產(chǎn)。

更多來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)或國(guó)外的產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)在本土落地，同時(shí)中芯國(guó)際等也在崛起。與許多產(chǎn)業(yè)一樣，集成電路產(chǎn)業(yè)正走在一條引進(jìn)、消化吸收與自主研發(fā)并行的路上。

不過(guò)，中國(guó)工程院院士倪光南曾表示，“中國(guó)沒(méi)有一樣先進(jìn)技術(shù)是國(guó)外廠商給我們的，都是在別人的圍堵下自己研發(fā)的。”在圍攻之下，半導(dǎo)體制造的主導(dǎo)權(quán)或許正處于變革前夜。

高階技術(shù)壁壘

電子氣體作為一種非常重要的半導(dǎo)體材料，參與到幾乎每一個(gè)芯片制造環(huán)節(jié)中，廣泛應(yīng)用于薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴(kuò)散等工藝。

除了純氣外的電子特種氣體約占集成電路材料總成本5%-6%。雖然占比不大，但是很大程度上決定了半導(dǎo)體器件的良率。

應(yīng)特格看中了中國(guó)對(duì)于電子氣體不斷上升的需求。據(jù)SEMI的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)未來(lái)全球?qū)⒂?2座新建晶圓廠投產(chǎn)，中國(guó)在2017-2020年將有26座晶圓廠投產(chǎn)，投資計(jì)劃占全球新建晶圓廠數(shù)量的42%。

雖然市場(chǎng)廣闊，但目前國(guó)內(nèi)高純氣體市場(chǎng)幾乎全部依賴進(jìn)口，主要生產(chǎn)供應(yīng)商是美國(guó)氣體化工（APCI）、美國(guó)普萊克斯（Praxair）、日本昭和電工（ShowaDenko）、英國(guó)BOC公司、法國(guó)液化空氣（AirLiquid）、日本酸素公司等。

博純材料董事會(huì)主席兼首席執(zhí)行官陳國(guó)富表示，造成這一狀況的原因是國(guó)外公司不愿意在中國(guó)設(shè)廠，向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移合成氣體技術(shù)，將技術(shù)本地化。所以，應(yīng)特格也是首家在中國(guó)本地化生產(chǎn)特殊氣體產(chǎn)品的國(guó)際材料公司。

另外，中國(guó)本土氣體公司生產(chǎn)工藝、分析純化技術(shù)等很難達(dá)到要求越來(lái)越高的晶圓制造的要求。

“半導(dǎo)體走到10納米節(jié)點(diǎn)，從顆粒和雜質(zhì)來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體特殊氣體的要求比其他高1000倍以上?！碧厥獠牧吓c工程材料事業(yè)部總經(jīng)理暨資深副總StuartTison介紹，“打個(gè)比方，特殊氣體所需要的純度，相當(dāng)于在整個(gè)江蘇省的范圍內(nèi)不能有兩個(gè)硬幣大小的灰塵；或者說(shuō)，相當(dāng)于尼亞加拉大瀑布一天的水量中不能有超過(guò)一滴水大小的金屬雜質(zhì)?！?/p>

StuartTison表示，生產(chǎn)氣體本身不是很難的事情，但非常高純度的氣體要求嚴(yán)格，需要沒(méi)有任何雜質(zhì)。

“半導(dǎo)體氣體生產(chǎn)的瓶頸很多，從原材料純度開(kāi)始，到合成工藝、對(duì)于溫度和壓力的控制，再到提純方法，以及封裝過(guò)程中對(duì)于雜質(zhì)的控制，都會(huì)影響到整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量?！辈┘儾牧袭a(chǎn)品經(jīng)理施宏偉指出，氣體雜質(zhì)分析也是比較大的瓶頸，可能存在一兩項(xiàng)沒(méi)辦法檢測(cè)，導(dǎo)致整個(gè)流程一直卡殼。

“半導(dǎo)體特殊氣體的安全性的問(wèn)題更重要，只要百萬(wàn)分之三的濃度，就可以致人死亡?！盨tuartTison說(shuō)。所以，氣體的包裝和儲(chǔ)運(yùn)也是該行業(yè)的技術(shù)壁壘之一。

在2016年，博純就開(kāi)始代工應(yīng)特格在芯片制造工藝中的壟斷性專利產(chǎn)品——SDS。所謂的SDS指的是用于特殊氣體材料運(yùn)輸?shù)匿撈?，通過(guò)特殊工藝，能夠從根本上消除高危氣體泄漏的可能性。全球半導(dǎo)體離子注入氣體市場(chǎng)80%以上由SDS方式存儲(chǔ)運(yùn)輸。

國(guó)產(chǎn)化契機(jī)

外資繼續(xù)深入中國(guó)市場(chǎng)，也體現(xiàn)了在《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》和國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金的推動(dòng)下，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈向中國(guó)轉(zhuǎn)移。

根據(jù)ICinsights的數(shù)據(jù)，在2007年中國(guó)大陸集成電路制造產(chǎn)值為45.9億美元，僅占全球的份額1.96%，但到2012年，大陸集成電路制造產(chǎn)值迅速上升到89.1億美元，全球份額也提升到3.50%。預(yù)計(jì)至2017年底，大陸集成電路制造占全球的份額有望達(dá)到7.73%。

產(chǎn)線建設(shè)直接帶動(dòng)了設(shè)備市場(chǎng)。根據(jù)上海證券研報(bào)，2018年中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到110.4億美元，同比增長(zhǎng)61.4%，中國(guó)將成為全球第二大的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)。

而從上游的材料市場(chǎng)看，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)信息交流部主任任振川指出，以晶圓產(chǎn)業(yè)為例，在未來(lái)3-5年，可以保持20%左右的增長(zhǎng)。

晶圓是集成電路器件的載體，晶圓尺寸越大，同一圓片上可生產(chǎn)切割的芯片就越多，可以極大的降低產(chǎn)品成本。

近幾年，晶圓制造環(huán)節(jié)加速向大陸轉(zhuǎn)移，特別是隨著12英寸逐漸開(kāi)始成為國(guó)際大廠的主要技術(shù)產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)引進(jìn)和自建了不少12英寸晶圓生產(chǎn)線，還有部分在規(guī)劃中。

全球頂級(jí)的IDM廠商三星、英特爾和SK海力士分別在西安、大連和無(wú)錫建設(shè)各自在中國(guó)的第二條12英寸晶圓生產(chǎn)線，主要用于生產(chǎn)包括3DNAND和DRAM在內(nèi)的存儲(chǔ)器產(chǎn)品。全球最大代工廠臺(tái)積電更是在南京獨(dú)資30億美元建設(shè)12英寸產(chǎn)線。大陸的中芯國(guó)際、華力微電子、上海華虹宏力等也相繼公布新的12英寸晶圓廠建廠計(jì)劃。

其中，合作成為了比較普遍的趨勢(shì)。除了前文提到的聯(lián)芯集成和晉江集成，晶合集成也是合資工廠的代表。除了與中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的晶圓代工大廠合作之外，重慶、江蘇淮安等地就12英寸晶圓生產(chǎn)線相關(guān)事宜分別與格羅方德和德科瑪達(dá)成合作。

外資的引入在一定程度上推進(jìn)了國(guó)內(nèi)材料和設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。對(duì)于此次合作，應(yīng)特格表示希望幫助推動(dòng)中國(guó)電子特殊氣體制造的國(guó)產(chǎn)化，“所有的技術(shù)都會(huì)轉(zhuǎn)移至泉州的新工廠”。

應(yīng)特格企業(yè)市場(chǎng)副總裁楊文革認(rèn)為，現(xiàn)在更多的注意力還是在設(shè)備市場(chǎng)。但不應(yīng)該投入太多，這批晶圓廠建設(shè)完之后，設(shè)備需求會(huì)下降很多，但材料需求會(huì)一直持續(xù)。

任振川也表示，“國(guó)內(nèi)的材料市場(chǎng)非常具有潛力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)的材料只能滿足國(guó)內(nèi)需求的百分之一。我們對(duì)于外資企業(yè)并不排斥，而是本著開(kāi)放共享的原則，和大家一起發(fā)展?！?/p>

楊文革指出，因此，應(yīng)特格目前沒(méi)有考慮在中國(guó)單獨(dú)設(shè)廠，“中國(guó)的制造成本優(yōu)勢(shì)不如之前，現(xiàn)在主要是為了本地化生產(chǎn)，縮短供應(yīng)時(shí)間。同時(shí)，中國(guó)的客戶偏愛(ài)國(guó)產(chǎn)化的產(chǎn)品。在中國(guó)做，如果只是開(kāi)一個(gè)廠對(duì)雙方幫助都不大，還不如和中國(guó)公司合作，幫助他們國(guó)產(chǎn)化。開(kāi)廠不是很難的事情?！?/p>

雖然目前的建廠主力還是國(guó)外企業(yè)或臺(tái)資代工廠，但海通證券電子元器件行業(yè)分析師陳平預(yù)計(jì)，由外資主導(dǎo)中國(guó)半導(dǎo)體晶圓制造業(yè)發(fā)展的格局會(huì)很快轉(zhuǎn)換。2017年后，內(nèi)資廠商將主導(dǎo)大陸晶圓廠的建設(shè)，在這種主導(dǎo)權(quán)的切換下，大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈將深度受益。