廣東是我國信息產業第一大省,2020年全省電子信息產業營業收入約5萬億元,連續30年居全國第一,在消費電子、通信、人工智能、汽車電子等領域擁有國內最大的半導體及集成電路應用市場,芯片消耗量相當驚人,集成電路進口金額占全國的40%左右,達1400億美元。
2020年廣東省集成電路和半導體產業主營收入約1700億元,僅僅滿足本省需求的20%,對外依存度高,迫切需要提升產業鏈、供應鏈的安全可控性。
2021年10月,廣東省發布的《廣東省科技創新“十四五”規劃》提出,培育發展半導體和集成電路產業集群,推動芯片設計與架構、特色工藝制程、先進封裝測試工藝、化合物半導體、EDA工具、特種裝備及零部件的研發應用,從制造、設計、封測、材料、裝備、零部件、工具、應用構建產業“八柱”,把廣東打造成我國集成電路產業發展的第三極。
一、廣東集成電路發展現狀
2020年廣東省集成電路和半導體產業主營收入約1700億元,約占全國的19%;其中設計業約1500億元,制造和封測是廣東明顯的短板。
目前廣東集成電路產業發展分布非常不均衡,深圳集成電路和半導體產業主營收入約為1500億元,約占廣東省的88%;包括珠海、廣州等城市在內的集成電路和半導體產業主營收入占比只有12%。
2020年廣東省設計企業營收過億元企業的超過50家,是擁有設計企業收入過億元最多的省份,其中深圳35家。2020年廣東省設計企業收入約1400億元,其中海思高達963億元。拋開海思,廣東的設計企業總體還是規模偏小,高水平設計能力還有待提升。
2020年廣東省晶圓制造產業約25億元,實現規模化量產僅有一條12英寸生產線(廣州粵芯)和一條8英寸生產線(中芯國際深圳)。晶圓制造環節是廣東明顯的短板。
2020年廣東省封測產業約270億元,在存儲封裝、3D封裝等高端封裝領域具有一定的特色。
2020年廣東省裝備材料產業實現營收約300億元,主要包括封裝基板、檢測裝備等。
廣東雖然形成了芯片設計、晶圓制造、封裝測試、裝備材料等較為完善的產業鏈,但制造封測環節短板明顯。封裝用材料在國內占有重要地位,深南電路、越亞半導體是國產封裝基板的核心供應商。
二、廣東省集成電路產業規劃
2020年10月,廣東省發布的《廣東省培育半導體及集成電路戰略性新興產業集群行動計劃(2021-2025年)》(粵府函[2020]82號)提出,到2025年,半導體和集成電路主營業務收入突破4000億元。其中,集成電路設計業超2000億元;集成電路制造業超1000億元。
2021年7月30日,廣東省發布的《廣東省制造業高質量發展“十四五”規劃》(粵府〔2021〕53號)提出,到2025年,半導體及集成電路產業營業收入突破4000億元。
根據芯思想研究院整理的全國十四五各地集成電路產業規劃來看,廣東省4000億元的營收繼續排在江蘇省、上海市之后,維持全國第三的位置。
芯思想研究院認為,理想太豐滿,現實太骨感。晶圓制造業從2020年的25億元到2025年的1000億元目標,要達到年均增幅110%,這不是容易達成的目標。上海擁有中芯國際、華虹集團、積塔半導體等大型晶圓制造企業,到2020年晶圓制造產業營收也不足500億元。
三、廣東集成電路發展吹響發展號角
2021年11月2日,以“新開局、新挑戰、芯生機、芯活力”為主題的第24屆中國集成電路制造年會暨供應鏈創新發展大會(CICD 2021)在廣州召開,會上正式發布廣東省半導體及集成電路產業投資基金設計子基金、生態子基金、風險子基金、粵港澳大灣區科技創新產業投資基金,正式成立灣區半導體產業集團、廣大融智產業集團、智能傳感器產業集團。
廣東省半導體及集成電路產業投資基金下的設計子基金、生態子基金、風險子基金則分別由武岳峰、中芯聚源和華登國際管理。武岳峰投資的前十家上市芯片設計公司市值超過了1萬億;中芯聚源旗下資金規模達240億元,平均收益率達35%;華登國際則在全球投資了130多家半導體公司,其中119家公司已經上市。
大灣區科創基金主要聚焦于集成電路、雙碳等領域,專注粵港澳大灣區科技創新關鍵領域的戰略投資基金,兼具戰略性基金和市場化基金的雙重特點,采取“直投+母基金”的投資策略,重點投向新一代信息技術、集成電路等科創關鍵領域。基金總規模為1000億元,首期規模200億元。
灣區半導體產業集團則注重打通和強化灣區半導體供應鏈的整體發展,整合資本、技術、人才等資源,構建半導體和集成電路生態圈,首期注冊資本160億元,注冊目標300億元。
廣大融智產業集團主要專注于半導體價值供應鏈、移動通信、汽車電子、智慧制造、物聯網等領域,一期注冊資本100億元,二期200億元。
灣區智能傳感器產業集團由興橙資本主導發起并控股,與福建金盛蘭科創、山西新民能源共同完成首期投資60億元,計劃注冊資本100億元,將在國內與上海工研院、智能傳感器中心進行戰略合作。
四支集成電路基金和三大半導體產業集團的成立,標志著廣東省正在加速打造我國集成電路產業發展第三極。
四、十四五廣東如何發展集成電路產業
2020年廣東省首次提出實施“廣東強芯”行動,聚焦“底層工具軟件培育工程、芯片設計領航工程、制造能力提升工程、高端封裝測試趕超工程、化合物半導體搶占工程、材料及關鍵電子元器件補鏈工程、特種裝備及零部件配套工程、人才集聚工程”等八柱工程。
本文僅涉及晶圓制造和封裝測試環節。
1、晶圓制造補鏈
《廣東省培育半導體及集成電路戰略性新興產業集群行動計劃(2021-2025年)》提出,十四五期間,廣東將實施制造能力提升工程,大力支持技術先進的IDM企業和晶圓代工企業布局研發、生產,在重點推動12英寸特色工藝晶圓制造線及8英寸硅基氮化鎵晶圓制造線等項目建設,補齊集成電路制造環節短板。具體來說就是,鼓勵探索CIDM模式,優先發展特色工藝制程芯片制造,重點推進模擬及數模混合芯片生產制造,支持先進制程芯片制造,縮小與國際先進水平的差距;支持加快FDSOI核心技術攻關,推動建設MOSFET、IGBT、高端傳感器、MEMS、半導體激光器、光電器件等產線。
晶圓制造依托廣州、深圳、珠海做大做強特色工藝制造,廣州以硅基特色工藝晶圓代工線為核心,布局建設12英寸集成電路制造生產線;深圳定位28納米及以下先進制造工藝和射頻、功率、傳感器、顯示驅動等高端特色工藝,推動現有生產線產能和技術水平提升。珠海重點建設第三代半導體生產線,推動8英寸硅基氮化鎵晶圓線及電子元器件等擴產建設。
廣州按照“一核兩極”布局發展,圍繞廣東省唯一量產的12英寸晶圓廠,培育了一批芯片設計細分領域龍頭企業,封測材料等支撐性領域也在不斷完善。廣州粵芯目前月產能2萬片12英寸晶圓制造線的基礎上,進行產能擴張,加快二期的機臺安裝調試,積極推動三期、四期建設,預計到2025年,實現12英寸晶圓月產能12萬片的規模。據悉,粵芯半導體未來將聚焦關鍵特色工藝,提升產品技術升級,在支撐國產芯片自主創新、國產替代工藝及產能需求多方面構建堅實的競爭壁壘,并致力于在高端模擬芯片的工業級、車規級芯片市場取得顯著突破。同時廣州黃埔區還力爭到2025年建成一條月產能4萬片12英寸28納米晶圓制造線、建設一條12英寸FDSOI中試生產線。
2019年《深圳市人民政府關于印發進一步推動集成電路產業發展行動計劃(2019—2023 年)的通知》發布,提出加強與全球集成電路制造龍頭企業的合作,投資建設1-2條8/12英寸生產線,定位28納米及以下先進制造工藝和射頻、功率、傳感器、顯示驅動等高端特色工藝。深圳中芯國際在8英寸晶圓制造線的基礎上,積極推動月產能4萬片12英寸28nm及以上工藝生產線的建設,預計2022年開始投產,目標定位于顯示驅動芯片及電源管理芯片等。
珠海英諾賽科將積極推動8英寸硅基氮化鎵(GaN-on-Si)晶圓制造線的擴張建設,迅速形成規模生產能力,擴大產品市場占有率。
2、封裝測試延鏈
《廣東省培育半導體及集成電路戰略性新興產業集群行動計劃(2021-2025年)》提出,十四五期間,廣東將實施高端封裝測試趕超工程,大力發展晶圓級、系統級、凸塊、倒裝、硅通孔、面板級扇出型、三維、真空等先進封裝技術,以及脈沖序列測試、MEMS探針、IC集成探針卡等先進晶圓級測試技術,做大做強高端封裝測試業。
廣東省的封測產業具有一定的基礎,主流封測廠商包括沛頓科技、天芯互聯、杰群電子、氣派科技、佰維存儲等,在存儲封裝、3D封裝等先進封裝領域具有一定的特色。
沛頓科技一直專注于高端存儲芯片(DRAM、NAND FLASH)封測服務,是國內最大的高端存儲器封測企業,具備動態存儲顆粒DDR5、DDR4、DDR3以及LPDDR5、LPDDR4、LPDDR3和固態硬盤SSD的封裝測試量產能力。
天芯互聯科技有限公司依托系統級封裝(SiP)和板級扇出封裝(FOPLP)平臺,為客戶提供高集成小型化的半導體器件模組封裝解決方案和半導體測試接口解決方案,產品廣泛應用于高端醫療、工控、通信、半導體測試等領域。
2021年,中國封測三巨頭之一的華天科技落戶廣東韶關,必將成為大灣區封測產業的主力兵團。
未來廣東省的封測產業發展將以廣州、深圳、東莞為依托,做大做強半導體與集成電路封裝測試,廣州發展器件級、晶圓級MEMS封裝和系統級測試技術,鼓勵封裝測試企業向產業鏈的設計環節延伸;深圳集中優勢力量,增強封測、設備和材料環節配套能力;東莞重點發展先進封測平臺及工藝。
五、十四五廣東集成電路產業城市布局
未來廣東省將形成以廣州、深圳、珠海三地為核心,帶動佛山、東莞、中山、惠州等地協同發展的產業格局,打造涵蓋設計、制造、封測等環節的半導體及集成電路全產業鏈。
廣州
2020年9月,廣州市發布的《廣州市加快發展集成電路產業的若干措施》提出,到2022年,爭取納入國家集成電路重大生產力布局規劃,建設國內先進的晶圓生產線,引進一批、培育一批、壯大一批集成電路設計、封裝、測試、分析以及深耕智能傳感器系統方案的企業,爭取打造出千億級的集成電路產業集群,建成全國集成電路產業集聚區、人才匯聚地、創新示范區。
重大項目:粵芯半導體12英寸晶圓制造線續建工程、新銳光掩膜項目、深南電路封裝基板項目、興森快捷封裝基板項目
深圳
2019年5月發布的《深圳市進一步推動集成電路產業發展行動計劃(2019-2023年)》指出,到2023年,深圳集成電路產業整體銷售收入突破2000億元。其中設計業銷售收入突破1600億元,制造業及相關環節銷售收入達到400億元。
《深圳市國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標綱要》提出,建設世界級新一代信息技術產業發展高地。強化集成電路設計能力,優化提升芯片制造生產線,加快推進中芯國際12英寸晶圓代工生產線建設,積極布局先進制程集成電路制造項目,增強封測、設備和材料環節配套能力,前瞻布局化合物半導體產業,高水平建設若干專業集成電路產業園區。
深圳未來將重點圍繞芯片架構等開展技術攻關,發展絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、微機電系統(MEMS)等特色工藝,發展碳化硅等化合物半導體。
重大工程:中芯國際4萬片12英寸28納米晶圓制造項目
珠海
2020年10月,珠海市發布的《珠海市大力支持集成電路產業發展的意見》提出,到2025年,珠海集成電路產業集群規模達到1000億元。
珠海市曾經是廣東發展集成電路產業發展環境最好的城市。1990年代臺資進入珠海,開創了珠海的集成電路新時代。憑心而論,進入21世紀,珠海的產業政策環境正在弱化。引以為傲的芯片設計業也被深圳快速超過。
2019年珠海痛定思痛后提出,緊抓集成電路設計環節,集中力量引進集成電路全產業鏈項目,建設集成電路高端設計與制造基地。2020年提出要培育集成電路千億級產業集群。
惠州
2020年12月8日發布的《惠州市貫徹落實<廣東省培育半導體及集成電路戰略性新興產業集群行動計劃(2021-2025年)工作方案》指出,到2025年,全市半導體及集成電路戰略性新興產業產值突破200億元。
《工作方案》指出,做大做強封裝測試產業,加快推動在建項目建設,支持已投產項目擴大生產規模,提升封裝測試產能;以光刻膠、高端純濺射靶材、濕電子化學品等高性能材料為主要發展方向,以現有的相關產業項目和惠州新材料產業園等重大平臺為依托,大力發展半導體材料產業;以封裝設備、檢測設備、測試設備為主要發展方向,培育發展半導體設備產業。惠城區、仲愷高新區等縣區帶動能力逐步增強,惠州成為珠三角地區半導體及集成電路產業集聚區的重要組成部分。
佛山
2021年2月發布的《佛山三龍灣高端創新集聚區發展總體規劃(2020—2035年)》提出,圍繞企業需求布局核心技術攻關項目,掌握一批高端制造工藝和裝備的核心技術。建設中國(廣東)機器人集成創新中心等創新平臺,重點攻關機器人專用減速器、控制器、傳感器等核心零部件,突破控制與驅動技術、傳感技術等機器人關鍵技術。重點加強高精高速、智能復合型數控工作母機技術研發,提升高檔數控技術的系統集成能力。發揮家居家電領域的骨干企業研發優勢,推動變頻芯片等基礎材料與核心部件研究,突破國外相關領域的技術壟斷。
《廣東省制造業高質量發展“十四五”規劃》要求佛山推動建設12英寸全國產半導體裝備芯片實驗驗證生產線。
東莞
2021年2月發布的《東莞市戰略性新興產業基地規劃建設實施方案》提出,建設國內富有競爭力的集成電路產業基地。突出以應用為牽引,提升集成電路封裝測試環節對大灣區的支撐能力,補齊集成電路制造環節短板,強化集成電路設計環節競爭優勢。重點實施封裝測試躍升工程、芯片制造補鏈工程、芯片設計強鏈工程,打造集成電路與芯片集聚特色發展高地。
東莞是國家繼北京順義基地之后在全國設立的第二個化合物半導體產業基地。東莞被稱為“世界工廠”,擁有配套完整、規模龐大的電子信息產業集群,東莞及周邊集聚了一批有影響力的終端廠商。為發展第三代半導體產業打下了堅實基礎。建設半導體材料研究中心,圍繞晶片制造與芯片制造,重點發展氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)等第三代半導體材料,推進功率器件、射頻器件與光電器件等第三代半導體器件的產業化,推動大尺寸藍寶石圖形襯底低成本化制造關鍵技術開發及產業化。
中山
2018年8月發布的《中山市新一代信息技術產業發展行動計劃(2018-2022年)》提出,在集成電路領域,重點發展傳感器、3D傳感器、光通信、新型顯示、物聯網、高端裝備等產業所需的芯片,加快核心芯片的設計、開發和產業化,推動集成電路設計、軟件開發、系統集成、內容與服務聚集與協同創新。加快引進和大力發展芯片封裝、測試等生產線建設,引進和培育一批具有自主知識產權的集成電路設計、生產、封裝、測試的企業,加快引進和大力培育硅片、封裝膠等集成電路配套材料生產企業,重點推動傳感器芯片、IC封裝等集成電路相關企業落戶。
六、小結
廣東擁有巨大的應用和消費市場,足以支撐灣區發展特色定制化代工服務,堅持以市場需求驅動、以產品為中心,定義差異化技術平臺,致力滿足灣區企業的需求,就足以產生良好的經濟和社會效益。