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国产LED设备的五大难点该怎么突破?

2016-07-08 14:10
老猫
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  作为我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领,《中国制造2025》对于半导体设备国产化提出了明确要求:在2020年之前,90~32纳米工艺设备国产化率达到50%,实现90纳米光刻机国产化,封测关键设备国产化率达到50%。在2025年之前,20~14纳米工艺设备国产化率达到30%,实现浸没式光刻机国产化。到2030年,实现18英寸工艺设备、EUV光刻机、封测设备的国产化。

  从产业链各环节国产化的难度来看,设备>制造>封装>设计是不争的事实。不过,近期国内各地已刮起一阵大上半导体晶圆制造产线的东风。我国设备业能否抓住这难得的契机,一举实现《中国制造2025》的既定目标?

  国产设备到底差在哪?

  中国半导体行业要实现从跟踪走向引领的跨越,装备产业将是重要环节。国内半导体设备龙头企业北方微电子副总裁纪安宽认为,发展国产半导体装备具有重要战略意义,半导体设备国产化将大幅降低中国芯片制造商的投资成本,提高中国芯片制造竞争力。

  但由于半导体设备对本土企业存在着很高的进入门槛,目前国产化率较低。“半导体设备研发周期长,投资额大且风险高,而且越先进的制程工艺设备造价越高,比如一台ASML的光刻机动辄就是4千万~5千万美元。”纪安宽表示,“即使研发成功也较难打入国际大厂的供应链。”

  从产业链的角度来看,先不说技术难度,单论各环节在中国的适应性,即是设计<封装<制造<设备和材料。行业专家莫大康认为,发展设备业之所以最为困难,除了资金、人才等问题,最关键是使用量太少。

  莫大康曾在全球最大的半导体设备企业——美国应用材料公司供职多年,他从五个方面总结了半导体设备国产化的难度:

  一是半导体设备市场已日趋专业化和全球化。当下,全球设备业通过兼并、淘汰,在每个细分市场中仅剩下1~2家、至多3~4家企业,竞争十分激烈,如光刻机领域ASML一家独大,且均面向全球市场。反观国内企业,基础较弱,有能力切入海外市场的很少。

  二是半导体设备的独特地位。上世纪80年代末期开始,半导体设备企业开始把工艺能力整合成在设备中,让用户买到设备就能保证使用,并且达到工艺要求。因此有一代器件,一代设备之说。这是半导体设备如此昂贵的原因,也是对国内企业的极大挑战。

  三是由于出货数量少,设备企业难以负担工艺试验线的费用。为此,国内只能采取对下游制造企业进行补贴,利用制造企业的产线帮助设备企业进行试验的办法,这种方式显然多有掣肘。一台设备从研发、样机开始,必须经过大量硅片通过等工艺试验,才能发现问题,并进行改型。这样的过程要重复多次,改型多次,才能最后定型。并且出厂前要经过马拉松试验,测算平均无故障时间等。

  四是韩国和我国台湾地区也曾致力于设备国产化,但成效不大,目前全球市场主要仍被美国和日本企业掌控,这也从侧面体现了难度。

  五是设备业需要产业大环境配合。从成本构成来看,表面上我国设备企业和国外企业相差不大,如关键零部件都是采购而来,人员和管理费用也相仿,但是实际上,产业大环境却十分不同。比方说,西方的股权激励制度更为灵活,员工积极性高;同是采购零部件,我国企业因为是进口,所以要承担税费,而且有些零部件订货需要出口许可证;因为订货量相对小很多,采购价格高;产业配套条件不同,如实现某些设计验证国内企业要花更高的成本;缺乏人才等。

  “实际上,国产设备的设计水平和国际水平相差并不大。” 莫大康强调,“严格来说,真正的差距在于,国产半导体设备尚处在样机阶段就交给客户,这就会导致经常宕机,因此不太可能一上来就用在量产中,否则将会影响生产线运行。”

  实现目标难点在哪?

  “《中国制造2025》目标明确,完成的难度也很大。”行业分析师林建宏表示。

  设备是投资晶圆厂所需金额最高的部分,而光刻机通常被视为晶圆厂最大的产能瓶颈,也就是微缩工艺的核心设备。林建宏认为,对于新设备来说,打入已存在市场的障碍相对较低,这也是《中国制造2025》针对90~40nm做为其首要目标的原因。当然,替代产品除了最基本的性能要求外,包括在空间外型、产能等方面都需要与既有的产品100%替代。如果发生任何意外,就会导致全厂的停产。

  这样一来,通过先取代旧产线的设备,再打入新投入量产的工厂,机会相对更大。但据林建宏分析,尽管目前我国已宣称将投入和已动土的12英寸厂超过10座,但是这些厂预计在2018年都将实现量产,从时间上来看,我国自主的光刻机在时程上要打入这些工厂,存在相当高的难度。

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