
市场空间逼仄,激发手机厂商们开展更多的技术创新。它们仍在焦灼地等待着,等待中国自研芯片的突破,带来更广袤的博弈空间。
文 《中国企业家》程璐
编辑 李薇
头图摄影 邓攀
2020年,或许是中国手机行业经历过的最为跌宕起伏的一年。
从年初一场新冠肺炎疫情让整个商业 社会 都笼罩着悲观与不确定的情绪,到国际形势的纷繁变化,手机乃至半导体厂商们共同经受着严酷的芯片“围剿”。当人口红利逐渐消失,低端制造向东南亚等地转移已是大势所趋,5G似乎成了手机行业黎明前的第一道曙光。
战斗成为唯一的选择。手机厂商们短兵相接,性能、系统、屏幕、影像、续航等等,每一个赛道的技术竞争都越发激烈。
中国信息通信研究院发布的最新报告显示,2020年1~11月,国内手机市场总体出货量累计2.81亿部,同比下降21.5%。出货量走势在这一年里呈现出了跌宕起伏的曲折变化,手机厂商们绝处逢生,又满怀希望,展现出了旺盛的生命力。
2020年,由求生、繁荣、争夺、创新交织而成的手机江湖故事,在我们眼前徐徐展开。
翻开中国手机行业30多年的 历史 ,可能没有任何一个其他的行业像手机行业如此充满戏剧性,泥坑与黄金遍布满地,创业仅两年的公司可以在一夜之间功成名就,全球登顶的巨头也可以在一夜之间轰然倒塌。
过去十年,是电子产品空前繁荣的黄金十年。直到2016年,国内手机市场格局逐步稳定为“华米Ov”,头部品牌集中度超过八成,中国手机厂商步入全球手机舞台,拥有与三星、苹果相抗衡的能力。
不过,2019年开始的“实体清单”事件让国人意识到,芯片把握着中国手机产业的命门。华为曾代表了中国冲击行业关键技术的一股重要的力量,华为创始人任正非对海思芯片的期望是:“一定要站起来,减少对美国的依赖。”
断供,让华为高端芯片的生产制造彻底成了纸上谈兵,无奈之下,任正非调整华为经营策略,忍痛割“荣耀”。这一切都是为了让华为这架像是二战中被炮火打得千疮百孔的伊尔-2战斗机,继续飞行并能顺利返航。
“我们处在一个伟大的时代,也处在一个最艰难的时期,我们本来是一棵小草,这两年的狂风暴雨没有把我们打垮,艰难困苦的锻炼,过几年也许会使我们变成一棵小铁树。铁树终会开花的。”任正非在荣耀送别会上动情地说,一旦“离婚”就不要再藕断丝连,要各自实现各自的奋斗目标。
断供事件,让包括华为在内的中国手机行业都清醒地认识到了卡脖子问题。手机厂商们意识到:国产芯片的自研之路不得不走。台积电花了近20年才走到今天的位置,短时间内华为要想实现突破确实不容易,但中国芯必须要国产化,必须要建立起上下游供应链。我们现在就是在跟时间赛跑,现在不做的话,未来时间只会拖得更长。
过去十年,也是中国半导体行业腾空建高楼的十年。在落后几十年的背景下,中国持续 探索 半导体产业,设计、封装、测试、设备等半导体企业近两年尤其在2020年在神州大地如雨后春笋般生长。这其中,有国家“909工程”、国家集成电路产业投资基金的决心,也有各种泡沫,如不断曝光明星芯片项目烂尾收场,只留下一地鸡毛。
2020年12月,中芯国际的一场“辞职风暴”,把中国造芯的艰难苦涩再次摆到台面上。中芯国际联席CEO梁孟松在辞职信中表示,中芯国际正面临着美国的种种打压,先进工艺的发展受到严重威胁,一般公司需要花费数十年才能完成的任务,中芯国际已经完成了28nm、14nm、12nm、及n+1等技术飞跃。但国际上早已实现的7nm,甚至5nm和3nm,中芯国际还需要等待EUV光刻机的到来。
半导体产业,从生产工序上分为IP开发、设计、代工、封测等环节,如今行业分工精细、内容繁帙。造芯为何如此之难?通俗来说,中国最缺的是高端芯片的生产能力。像芯片这样的高复杂系统能力的建设,通常投资周期长、投资成本巨大,而中国的短板——材料限制、器件物理限制、光刻工艺等,都掌握在其他国家手里。
造芯道路注定艰难,但必须走。好在国产芯片领域投资热情高涨。据统计,截至2020年9月1日,全国已新建半导体企业7021家,2019年新建半导体企业超过1万家。清科私募通数据显示,2020年1月~10月,中国VC/PE投资半导体的项目345个,比2019年同期少一成,但融资规模大增,前10月达711.3亿元,为2019年同期的2.5倍。
中国手机厂商同样在产业投资上有所动作。小米与长江产业基金共同发起募集总规模为120亿元的长江小米产业基金,主要投资小米相关的制造业上游技术和核心元器件,目前已投资近80家企业。
弘信资本合伙人郑俊彦在接受《中国企业家》采访时表示:“我们看好未来三年,整个中国半导体产业的升级。在当前的国际形势下,政府很多大基金都在支持硬核 科技 和芯片行业,另外科创板的注册制,也体现了国家对高 科技 企业的支持力度,未来三年中国半导体产业都将迎来较快发展,甚至出现一批IPO企业。”
尽管短期内芯片“断供”将带来负面影响,但只有在面对生死存亡的时候,中国半导体产业链、中国手机行业才会在华为事件的带动下进一步发展。手机厂商们或投资、或投入技术研发,期望通过自己的力量,打破当下国家的芯片困境。
受芯片等多重因素影响,2020年国内手机行业格局正经历着一场前所未有的变局。
疫情引发供应链危机,演变成全球的供给需求问题,连带断供事件影响,复杂形势之下,华为、小米、Ov在内的手机厂商纷纷做出调整,一场全国手机厂商争夺战就此拉开。
研究机构Canalys的数据显示,华为在2020年第一季度手机出货量大跌17%之后,得益于库存储备,第二季度迎来反d,在全球市场夺冠。但与此同时,第三季度,小米手机出货量同比增长46%,闯进全球前三,OPPO、vivo也逐渐从疫情中缓过气来,中国手机厂商在全球市场站稳脚跟。
不过,华为市场份额已经从第一季度的18%降至第三季度的14%。面对断供危机,华为全面收缩战线,有意识地控制出货量。在外界看来,华为此举意在能让芯片库存将华为手机支撑得更久一点,以期找到更多的自救方法,毕竟生存下来才是华为的第一要务。
另一边,小米、OPPO、vivo等手机厂商蓄势待发。小米频繁地调整组织架构,vivo围绕产品线、系统和芯片,OPPO同样从人事、产品线到其擅长的渠道运营策略上,做出了一系列主动的战前调整。上述三家手机厂商都不约而同地将2021年的出货预期调高了50%。
“高端树品牌,中低端走量”的玩法依然得到践行。Redmi牢牢掌握着小米出货量的基本盘,Ov旗下主打性价比的realme和IQOO的声量也逐渐有了起色。对国产手机品牌而言,高端市场成为树立品牌调性的必经之路。
2020年,一向以性价比著称的小米先后发布小米10系列、小米10至尊纪念版,高端旗舰机的价格一路上探至5000元大关。得高端者得天下,小米努力突破高端的极致 科技 ,再将技术下沉到Redmi系列,让千元机用户也能享受到技术突破带来的体验。反过来,千万级的Redmi用户,也因此能够体验高端 科技 ,慢慢成长出一批高端用户,形成良性循环。”
线下渠道同样不断洗牌。由于华为手机因芯片断供持续缺货,Ov、小米对经销商的态度开始有所转变。小米号称要将小米之家开到中国的每一个县城里去,Ov也重新梳理了渠道布局。OPPO中国区总裁刘波此前对《中国企业家》表示,OPPO的阵地是往人群集中的地方去的,对于一些条件有限的旧、小、偏远门店,重点是提升门店形象和效率。
如今,整个手机行业面临的问题也是共通的,例如人口红利的消失、市场持续萎缩、供应链缺货严重等等。2020年的全球手机市场进入存量时代,4G到5G的过渡,大家似乎没有感觉到3G到4G那样的巨大变化。
不过,疫情让供应链踩了一脚刹车,但疫情过去,需求量一下子起来了。包括芯片在内的很多电子元器件,在供应链端都出现了紧缺,供应链缺货成为行业最棘手的问题,而这个缺货可能会延续到2021年年初。
市场空间逼仄,激发厂商们开展更多的技术创新,留给二线手机品牌的时间已经不多了。而在芯片领域,手机厂商们仍在焦灼地等待着,等待中国自研芯片的突破,带来更广袤的博弈空间。
昨天下午外媒的一万亿美金的消息点爆了半导体,半导体归根结底,是要实现国产替代,不再被别人卡脖子,落到实处,就是要自己生产,所以肯定要自己建设芯片生产线。目前按照我们的上、下游水平,我们最有可能攻克的是28nm制程的芯片生产线,市场关于华为自建28nm生产线的消息一直在传。
很多人觉得国外都7nm了,28nm是不是太落后了。
其实不是。
28nm仍然是目前芯片领域的主流制程,占当前芯片市场规模六成以上,能满足除高端商用领域外,大部分基础领域、基础业务的需求。
7nm的技术是好,但是短期我们实现,有很大的难度,饭总要一口一口吃。
即使再28nm的生产设备领域,我们国产化率也仅仅20%不到,国产替代的路还仍然很长。
不过今年以来,芯片设备领域各种攻克技术难题的好消息不断传来,28nm生产线也隐隐能够看到希望了。
下面我们以自建一条28nm生产线为例,来看看哪些是核心受益的标的。
产线从上游到下游:
1,硅片制造
代表企业:
沪硅产业:
12英寸大硅片已可用于28nm制程的芯片制造。
2、热处理
北方华创
已能生产28nm及以上制程的热处理设备
3、刻蚀
主要玩家是北方华创、中微公司、屹唐半导体,生产的刻蚀机已普遍应用在28-3nm的生产线上,这里主要说说中微公司。
4、离子注入
北京中科信覆盖28nm、万业企业突破3nm
5、薄膜沉积
北方华创、沈阳拓荆
6、抛光
华海清科
华海清科28nm制程的抛光机已实现产业化应用,14nm正在验证。
7、清洗
北方华创、至纯 科技 、芯源微
8、前道检测
赛腾股份、精测电子
赛腾收购日本先进半导体检测设备企业optima后,导入三星、海力士、台积电等优质客户资源。
9、光刻
主要使用光刻机和涂胶显影机,大家熟悉的荷兰ASML和卡脖子环节就在这里
上海微电子,国内目前最先进的光刻机厂商,只能量产90nm,据说下半年将会突破28nm国产光刻机,并交付。
涂胶显影机方面,芯源微的前道barc涂胶设备可以满足28nm工艺。
以上,这仅仅是以生产线为例,说一说国产替代趋势下,可能核心受益的标的。具体材料端(例如第三代半导体)还可能存在超车机会,下一篇文章再详聊。点关注,不迷路!
日前,华为旗下哈勃投资入股山东天岳的消息,以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料再次走入大众视野,引起业界重点关注。
事实上,随着半导体技术不断进步,对半导体器件性能、效率、小型化要求的越来越高,传统硅半导体材料逐渐无法满足性能需求,碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料凭借着优异的性能,早已成为当前世界各国竞相布局的焦点,我国在加速发展集成电路产业的同时,把发展第三代半导体技术列入国家战略。
如今5G时代到来,将推动半导体材料实现革命性变化。其中,氮化镓器件以高性能特点广泛应用于通信、国防等领域,其市场需求有望在5G时代迎来爆发式增长。风口来临,我国目前有哪些企业在布局?下面将从衬底、外延片、制造及IDM几大分类盘点国内氮化镓主要企业。
GaN衬底企业
东莞市中稼半导体 科技 有限公司
东莞市中镓半导体 科技 有限公司成立于2009年1月,总部设于广东东莞,总注册资本为1.3亿元人民币,总部设立厂房办公区等共17000多平方米,并在北京有大型研发中心,为中国国内一家专业生产氮化镓衬底材料的企业。
官网显示,中镓半导体已建成国内首家专业的氮化镓衬底材料生产线,制备出厚度达1100微米的自支撑GaN衬底,并能够稳定生产。2018年2月,中镓半导体实现4英寸GaN自支撑衬底的试量产。
东莞市中晶半导体 科技 有限公司
东莞市中晶半导体 科技 有限公司成立于2010年,是广东光大企业集团在半导体领域继中镓半导体、中图半导体后布局的第三个重点产业化项目。
中晶半导体主要以HVPE设备等系列精密半导体设备制造技术为支撑,以GaN衬底为基础,重点发展Mini/MicroLED外延、芯片技术,并向新型显示模组方向延展;同时,中晶半导体将以GaN衬底材料技术为基础,孵化VCSEL、电力电子器件、化合物半导体射频器件、车灯封装模组、激光器封装模组等国际前沿技术,并进行全球产业布局。
苏州纳维 科技 有限公司
苏州纳维 科技 有限公司成立于2007年,致力于氮化镓单晶衬底的研发与产业化,实现了2英寸氮化镓单晶衬底的生产、完成了4英寸产品的工程化技术开发、突破了6英寸的关键技术,现在是国际上少数几家能够批量提供2英寸氮化镓单晶产品的单位之一。
据官网介绍,目前纳维 科技 GaN单晶衬底产品已提供给300余家客户使用,正在提升产能向企业应用市场发展,重点突破方向是蓝绿光半导体激光器、高功率电力电子器件、高可靠性高功率微波器件等重大领域。
镓特半导体 科技 (上海)有限公司
镓特半导体 科技 (上海)有限公司成立于2015年4月,主要从事大尺寸的高质量、低成本氮化镓衬底的生长,以推动诸多半导体企业能够以合理价来购买并使用氮化镓衬底。镓特半导体已自主研发出HVPE设备,并用以生长高质量的氮化镓衬底。
官网显示,借助自主研发的HVPE设备,镓特半导体已成功生长出4英寸的自支撑氮化镓衬底。镓特半导体表示,未来几年内将建成全球最大的氮化镓衬底生长基地,以此进一步推广氮化镓衬底在半导体材料市场上的广泛应用,并将依托自支撑GaN衬底进行中下游的高端LED、电力电子及其他器件的研发和制造。
GaN外延片企业
苏州晶湛半导体有限公司
苏州晶湛半导体有限公司成立于2012年3月,致力于氮化镓(GaN)外延材料的研发和产业化。2013年8月,晶湛半导体开始在苏州纳米城建设GaN外延材料生产线,可年产150mm氮化镓外延片2万片;2014年底,晶湛半导体发布其商品化8英寸硅基氮化镓外延片产品。
官网介绍称,截至目前,晶湛半导体已完成B轮融资用于扩大生产规模,其150mm的GaN-on-Si外延片的月产能达1万片。晶湛半导体现已拥有全球超过150家的著名半导体公司、研究院所客户。
聚能晶源(青岛)半导体材料有限公司
聚能晶源(青岛)半导体材料有限公司成立于2018年6月,专注于电力电子应用的外延材料增长。针对外延材料市场,聚能晶源正在开发硅基氮化镓材料生长技术并销售硅基氮化镓外延材料作为产品。
2018年12月,聚能晶源成功研制了达到全球业界领先水平的8英寸硅基氮化镓(GaN-on-Si)外延晶圆。该型外延晶圆在实现了650V/700V高耐压能力的同时,保持了外延材料的高晶体质量、高均匀性与高可靠性,可以完全满足产业界中高压功率电子器件的应用需求。
北京世纪金光半导体有限公司
北京世纪金光半导体有限公司成立于2010年12月,经过多年发展,世纪金光已成为集半导体单晶材料、外延、器件、模块的研发、设计、生产与销售于一体的、贯通第三代半导体全产业链的企业。
在碳化硅领域,世纪金光已实现碳化硅全产业链贯通,氮化镓方面,官网显示其目前则以氮化镓基外延片为主。
聚力成半导体(重庆)有限公司
聚力成半导体(重庆)有限公司成立于2018年9月,是重庆捷舜 科技 有限公司在大足区设立的公司。2018年9月,重庆大足区政府与重庆捷舜 科技 有限公司签约,拟在重庆建设“聚力成外延片和芯片产线项目”。
2018年11月,聚力成半导体(重庆)有限公司举行奠基仪式,项目正式开工。该项目占地500亩,计划投资50亿元,将在大足高新区建设集氮化镓外延片、氮化镓芯片的研发与生产、封装测试、产品设计应用为一体的全产业链基地。2019年6月5日,该项目一期厂房正式启用,预计将于今年10月开始外延片的量产。
GaN制造企业
成都海威华芯 科技 有限公司
成都海威华芯 科技 有限公司成立于2010年,是国内首家提供6英寸砷化镓/氮化镓微波集成电路的纯晶圆代工企业。据了解,海威华芯由海特高新和央企中电科29所合资组建,2015年1月,海特高新以5.55亿元收购海威华芯原股东股权,并以增资的方式取得海威华芯52.91%的股权成为其控股股东,从而涉足高端化合物半导体集成电路芯片研制领域。
海威华芯6英寸第二代/第三代半导体集成电路芯片生产线已于2016年8月投入试生产。官网显示,海威华芯已开发了5G中频段小于6GHz的基站用氮化镓代工工艺、手机用砷化镓代工工艺,发布了毫米波频段用0.15um砷化镓工艺。砷化镓VCSEL激光器工艺、电力电子用硅基氮化镓制造工艺在2019年也取得了较大的进展。
厦门市三安集成电路有限公司
厦门市三安集成电路有限公司成立于2014年,是LED芯片制造公司三安光电下属子公司,基于氮化镓和砷化镓技术经营业务,是一家专门从事化合物半导体制造的代工厂,服务于射频、毫米波、功率电子和光学市场,具备衬底材料、外延生长以及芯片制造的产业整合能力。
三安集成项目总规划用地281 亩,总投资额30亿元,规划产能为30万片/年GaAs高速半导体外延片、30万片/年GaAs高速半导体芯片、6万片/年GaN高功率半导体外延片、6万片/年GaN高功率半导体芯片。官网显示,三安集成在微波射频领域已建成专业化、规模化的4英寸、6英寸化合物晶圆制造产线,在电子电路领域已推出高可靠性、高功率密度的SiC功率二极管及硅基氮化镓功率器件。
华润微电子有限公司
华润微电子有限公司是华润集团旗下负责微电子业务投资、发展和经营管理的企业,亦是中国本土具有重要影响力的综合性微电子企业,其聚焦于模拟与功率半导体等领域,业务包括集成电路设计、掩模制造、晶圆制造、封装测试及分立器件,目前拥有6-8英寸晶圆生产线5条、封装生产线2条、掩模生产线1条、设计公司3家,为国内拥有完整半导体产业链的企业。
2017年12月,华润微电子完成对中航(重庆)微电子有限公司(后更名为“华润微电子(重庆)有限公司”)的收购,重庆华润微电子采用8英寸0.18微米工艺技术进行芯片生产,并在主生产线外建有独立的MEMS和化合物半导体工艺线,具备氮化镓功率器件规模化生产制造能力。
杭州士兰微电子股份有限公司
杭州士兰微电子股份有限公司成立于成立于1997年,专业从事集成电路芯片设计以及半导体相关产品制造,2001年开始在杭州建了第一条5英寸芯片生产线,现已成为国内集成电路芯片设计与制造一体(IDM)企业。
近年来,士兰微逐步布局第三代化合物功率半导体。2017年,士兰微打通一条6英寸的硅基氮化镓功率器件中试线。2018年10月,士兰微厦门12英寸芯片生产线暨先进化合物半导体生产线开工,其中4/6英寸兼容先进化合物半导体器件生产线总投资50亿元,定位为第三代功率半导体、光通讯器件、高端LED芯片等。
GaN IDM企业
苏州能讯高能半导体公司
苏州能讯高能半导体有限公司成立于2011年,致力于宽禁带半导体氮化镓电子器件技术与产业化,为5G移动通讯、宽频带通信等射频微波领域和工业控制、电源、电动 汽车 等电力电子领域等两大领域提供高效率的半导体产品与服务。
能讯半导体采用整合设计与制造(IDM)的模式,自主开发了氮化镓材料生长、芯片设计、晶圆工艺、封装测试、可靠性与应用电路技术,目前公司拥有专利256项。该公司在江苏建有一座氮化镓(GaN)电子器件工厂,厂区占地55亩,累计投资10亿元。
江苏能华微电子 科技 发展有限公司
江苏能华微电子 科技 发展有限公司成立于2010年6月,是由国家千人计划专家朱廷刚博士领衔的、由留美留澳留日归国团队创办的一家专业设计、研发、生产、制造和销售以氮化镓为代表的复合半导体高性能晶圆、以及用其做成的功率器件、芯片和模块的高 科技 公司。
能华微电子先后承担了国家电子信息产业振兴和技术改造专项的大功率GaN功率电子器件及其材料的产业化项目、国家重点研发计划战略性先进电子材料重点专项的GaN基新型电力电子器件关键技术项目等。2017年,能华微电子建成8英寸氮化镓芯片生产线并正式启用。
英诺赛科(珠海) 科技 有限公司
英诺赛科(珠海) 科技 有限公司成立于2015年12月,该公司采用IDM 全产业链模式,致力于打造一个集研发、设计、外延生长、芯片制造、测试与失效分析为一体的第三代半导体生产平台。2017年11月,英诺赛科的8英寸硅基氮化镓生产线通线投产,成为国内首条实现量产的8英寸硅基氮化镓生产线,主要产品包括30V-650V氮化镓功率与5G射频器件。
2018年6月,总投资60亿元的英诺赛科苏州半导体芯片项目开工,今年8月30日项目主厂房封顶,预计12月底生产设备正式进厂,2020年可实现规模化量产。该项目聚焦在氮化镓和碳化硅等核心产品,将打造将成为集研发、设计、外延生产、芯片制造、分装测试等于一体的第三代半导体全产业链研发生产平台。
大连芯冠 科技 有限公司
大连芯冠 科技 有限公司成立于2016年3月,该公司采用整合设计与制造(IDM)的商业模式,主要从事第三代半导体硅基氮化镓外延材料及电力电子器件的研发、设计、生产和销售,产品应用于电源管理、太阳能逆变器、电动 汽车 及工业马达驱动等领域。
官网介绍称,芯冠 科技 已建成首条6英寸硅基氮化镓外延及功率器件晶圆生产线。2019年3月,芯冠 科技 在国内率先推出符合产业化标准的650伏硅基氮化镓功率器件产品(通过1000小时HTRB可靠性测试),并正式投放市场。
江苏华功半导体有限公司
江苏华功半导体有限公司成立于2016年5月,注册资本为2亿元人民币,一期投入10亿元人民币。官网介绍称,目前公司已全面掌握大尺寸Si衬底高电导、高耐压、高稳定性的GaN外延技术并掌握具有自主知识产权的增强型功率电子器件制造技术。
根据官网显示,华功半导体可提供2英寸、4英寸、6英寸及8英寸GaN-on-Si功率电子器件用外延片产品,并基于华功自有知识产权的GaN-on-Si外延技术设计和制造,提供650V/5A-60A系列化高速功率器件。
关于集邦咨询(TrendForce)
集邦咨询(TrendForce)是一家横跨存储、集成电路与半导体、光电显示、LED、新能源、智能终端、5G与通讯网络、 汽车 电子和人工智能等领域的全球高 科技 产业研究机构。公司在行业研究、政府产业发展规划、项目评估与可行性分析、企业咨询与战略规划、媒体营销等方面积累了多年的丰富经验,是政企客户在高 科技 领域进行产业分析、规划评估、顾问咨询、品牌宣传的最佳合作伙伴。
研究报告咨询: 0755-82838930-2101
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