如何看待先進(jìn)晶圓設(shè)備進(jìn)口難題?半導(dǎo)體遭遇砍單傳遞出哪些信號(hào)?
進(jìn)口晶圓設(shè)備又遭美國(guó)限制,該如何接招
定義集成電路,哪種說(shuō)法更合適
碳化硅VS氮化鎵,誰(shuí)的未來(lái)優(yōu)勢(shì)更明顯
半導(dǎo)體遭遇砍單后,周期變化是什么
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進(jìn)口晶圓設(shè)備又遭美國(guó)限制,該如何接招
幻實(shí)(主播):歡迎大家關(guān)注芯片揭秘,我是主播幻實(shí)。今天我非常開心地請(qǐng)到了我們的老朋友德林師兄參與我們的粉絲互動(dòng)專期,先請(qǐng)您跟大家打個(gè)招呼。
張德林(嘉賓):感謝幻實(shí)的邀請(qǐng),大家好。
幻實(shí)(主播):之前很多人看過(guò)您在專業(yè)知識(shí)方面提問(wèn)的回復(fù),還有人在擇業(yè)的時(shí)候向我們請(qǐng)教,也是德林師兄進(jìn)行了回復(fù)。今天我們挑了一些后臺(tái)粉絲留言中偏技術(shù)性的問(wèn)題,請(qǐng)您來(lái)為我們做一些解答。我們進(jìn)入正題:
第一個(gè)問(wèn)題比較宏觀,來(lái)自我們的一位老粉絲,他說(shuō):消息稱美國(guó)商務(wù)部正研究禁止美國(guó)公司向中國(guó)公司出售先進(jìn)晶圓制造設(shè)備,同時(shí)將限制中國(guó)公司購(gòu)入由美國(guó)生產(chǎn)的工具以制造先進(jìn)晶圓,并指出有關(guān)禁令正處于籌劃的初步階段,或需數(shù)月時(shí)間草議方案。能分析一下這個(gè)形式嗎?
張德林(嘉賓):看得出這位朋友對(duì)國(guó)家形勢(shì)、產(chǎn)業(yè)形勢(shì)比較關(guān)心。其實(shí)這也不是一個(gè)新問(wèn)題了,之前也一直都有。
幻實(shí)(主播):半導(dǎo)體技術(shù)限制禁運(yùn)牽動(dòng)普通大眾的神經(jīng)。
張德林(嘉賓):實(shí)際上從90年代我們就已經(jīng)被針對(duì)了。那時(shí)候還有華約、北約,很多的限制在那時(shí)就已經(jīng)存在。
幻實(shí)(主播):不允許我們發(fā)展太先進(jìn)的制程,其實(shí)這個(gè)事是一直都有。
張德林(嘉賓):當(dāng)然,他們不是只針對(duì)中國(guó),也有其他國(guó)家,只是程度不同而已。美國(guó)有幾個(gè)名單,例如實(shí)體清單(Entity List)、軍事審查名單等,這些名單上的企業(yè)需要商務(wù)部特別審批才可以銷售或者授權(quán),這是一直都有的。剛才幻實(shí)提到代差,之前默認(rèn)是我們要與先進(jìn)水平要有兩代的代差。如果臺(tái)積電是5nm,國(guó)內(nèi)的話最多只能到16nm、12nm這個(gè)節(jié)點(diǎn)。
幻實(shí)(主播):這次新提出來(lái)的禁令有什么新意,我們要去做一些準(zhǔn)備嗎?
張德林(嘉賓):新意就是它逐漸在縮緊。過(guò)去無(wú)論從中興還是華為,是針對(duì)單獨(dú)企業(yè)的,美國(guó)政府會(huì)定期通過(guò)商務(wù)部逐漸把它們加到實(shí)體清單里面,你的采購(gòu)或其他需求,要有特別的申請(qǐng)才能賣,這也確實(shí)給相關(guān)企業(yè)帶來(lái)很多困難。我們一直提倡半導(dǎo)體全球化的分工合作,而這些清單一方面確實(shí)給全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了相關(guān)的阻礙,另一方面也給本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了動(dòng)力。
幻實(shí)(主播):對(duì),局勢(shì)一直都是這樣,大家要發(fā)展確實(shí)很不容易。好消息是中國(guó)近10年一直都在扶持本土的半導(dǎo)體先進(jìn)設(shè)備產(chǎn)業(yè),比如北方華創(chuàng)這些設(shè)備類公司發(fā)展很快。國(guó)產(chǎn)替代的東西越來(lái)越多,我們也覺(jué)得這是大勢(shì)所趨。
張德林(嘉賓):半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈屬于全球化發(fā)展方向,我們不建議由美國(guó)這一個(gè)國(guó)家來(lái)控制。雖然美國(guó)有很多關(guān)鍵工藝和先進(jìn)設(shè)備,但是歐洲、日本、韓國(guó)、臺(tái)灣等其他的地區(qū)也都有自己對(duì)行業(yè)的貢獻(xiàn),我們希望可以深度融合。
定義集成電路,哪種說(shuō)法更合適
幻實(shí)(主播):好的,我們看下一個(gè)問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題很專業(yè):之前看到一種說(shuō)法,混合式集成電路是將大量的無(wú)源元件和連接線同時(shí)形成的方法,做成二維電路,再裝上晶體管,形成-混合集成電路,即 hic。 而《國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類》 GB/T4754-2017,定義集成電路制造“指單片集成電路、混合式集成電路的制造”。哪一種定義更合適?
張德林(嘉賓):混合式集成電路這種說(shuō)法在我們行業(yè)用的不多,更多地叫做單片集成(SoC,英文全稱為System on Chip)。舉個(gè)例子,手機(jī)上原有的基帶、射頻收發(fā)器、藍(lán)牙或者AP(應(yīng)用處理器,做圖像流的處理)等其實(shí)都是分立的,后來(lái)把所有這些都做成了一顆SoC芯片,最開始是7nm,現(xiàn)在能達(dá)到5nm,甚至再往下4nm、3nm也會(huì)迎來(lái)量產(chǎn)。
剛剛說(shuō)到二維,其實(shí)目前很多情況下芯片已經(jīng)不是二維的概念了。先進(jìn)工藝可能都有十幾層以上的金屬層,能形成很強(qiáng)的互聯(lián)結(jié)構(gòu)。這里面會(huì)做很多電容、電感,也會(huì)把晶體管連出來(lái),它已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們剛才說(shuō)的這種混合式集成電路了。
如果再fashion一點(diǎn),我們會(huì)更關(guān)注什么呢?比如chiplet,通過(guò)硅基板或者做深度的立體2.5D、3D封裝,讓幾種芯片之間完成互連。
幻實(shí)(主播):很多行業(yè)可能都不會(huì)像集成電路這樣不停地變化,每幾個(gè)月都有新名詞、新玩法出來(lái),讓規(guī)則和定義都跟不上了。
張德林(嘉賓):如果要關(guān)注,可以看看它是不是一個(gè)SoC,是不是chiplet。因?yàn)閏hiplet是把SoC做更多的集成,那我們就不一定要將工藝追到5nm、7nm,可能停在十幾納米這個(gè)節(jié)點(diǎn),然后將一些存儲(chǔ)和CPU、GPU合封到一起來(lái)做超算。
幻實(shí)(主播):好的,我想提問(wèn)的朋友應(yīng)該也聽明白了,過(guò)往的一些定義可能已經(jīng)不太適合我們現(xiàn)在飛速發(fā)展的集成電路行業(yè)。
碳化硅VS氮化鎵,誰(shuí)的未來(lái)優(yōu)勢(shì)更明顯
幻實(shí)(主播):我們?cè)倏聪乱粋€(gè)問(wèn)題:第三代半導(dǎo)體碳化硅SiC與氮化鎵GaN,它倆誰(shuí)會(huì)在未來(lái)更有優(yōu)勢(shì)呢?這也是行業(yè)內(nèi)現(xiàn)在炒得非常熱的話題,請(qǐng)德林師兄來(lái)談?wù)効捶ā?/span>
張德林(嘉賓):基于硅材料我們能做mos管和IGBT,氮化鎵能做放大器或者電源mos,碳化硅也有二極管和mos。它們是隨著電壓逐漸升高而梯度分布的技術(shù)。其實(shí)無(wú)論是工作電壓還是集成電壓,碳化硅對(duì)電壓的要求相應(yīng)地更高一些,而氮化鎵相對(duì)來(lái)說(shuō)對(duì)工藝的要求會(huì)比碳化硅更簡(jiǎn)單點(diǎn),例如它對(duì)襯底的要求就沒(méi)有那么高。以電源類來(lái)講,現(xiàn)在已經(jīng)能做到8英寸的硅上再長(zhǎng)一層氮化鎵,這樣成本就會(huì)降低。但如果做射頻類,比如****上面的功率放大器還是依托于碳化硅基的氮化鎵,這個(gè)相對(duì)就復(fù)雜一點(diǎn)了。
幻實(shí)(主播):就是說(shuō)工藝上來(lái)疊不同的材料,然后來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的性能。
張德林(嘉賓):如果要求更高要用在車規(guī)芯片上的話,像特斯拉、比亞迪或者其他主流車,都在想把它的電驅(qū)從過(guò)去的IGBT換成碳化硅。這就是要在碳化硅上再生長(zhǎng),做出來(lái)mos或者二極管,然后再做成一個(gè)電驅(qū)模塊,我們叫做碳化硅的模塊。
幻實(shí)(主播):現(xiàn)在很多逆變器的公司股市都在漲,這位提問(wèn)者估計(jì)也是觀察到了這個(gè)情況。
張德林(嘉賓):全球大缺貨。包括硅基IGBT車規(guī)芯片也在缺貨。現(xiàn)在車規(guī)已經(jīng)從原有的24-48V工作電壓逆變到800-1200V的工作電壓,對(duì)氮化鎵來(lái)講,它的電壓顯然不夠了。當(dāng)然氮化鎵的發(fā)展也沒(méi)有止步,最近聽說(shuō)日本一些企業(yè)也在提升它。從650V一路提到800V,甚至說(shuō)要超過(guò)1000V。但是商用可能還需要時(shí)間,目前800V往上的還是以碳化硅為主。
幻實(shí)(主播):不停地突破材料的極限,不停嘗試性能的優(yōu)化,人類真的非常有突破精神。
半導(dǎo)體遭遇砍單后,周期變化是什么
幻實(shí)(主播):我們來(lái)看下一個(gè)問(wèn)題,這正好也是在問(wèn)現(xiàn)狀了:半導(dǎo)體遭遇砍單是階段性的變化,中長(zhǎng)期依然向好,這透露出哪些信號(hào)?德林師兄,首先這個(gè)觀點(diǎn)你認(rèn)同嗎?是不是中期向好?還是仍然會(huì)down turn很久?
張德林(嘉賓):做投資的人都會(huì)特別思考經(jīng)濟(jì)上很多的終極問(wèn)題,人們對(duì)于美好生活的向往是永不止步的。如果讓我們退回到10年前、5年前的樣子,已經(jīng)很難了。比如現(xiàn)在的汽車已不僅僅是傳統(tǒng)的駕駛功能,它已經(jīng)變成了新的交互環(huán)境。我們可以在車?yán)镦溄觭witch,還能進(jìn)行多屏互動(dòng),包括一些車載雷達(dá)、激光,所有的這些都屬于半導(dǎo)體。另外,我們將來(lái)的人工成本會(huì)越來(lái)越貴,愿意干辛苦活的年輕人越來(lái)越少,這都需要自動(dòng)化或提升半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。所以終極目標(biāo)一定是不變的,我非常堅(jiān)信。
幻實(shí)(主播):電子化時(shí)代已經(jīng)到來(lái),再回到?jīng)]有電子的階段是很難的。
張德林(嘉賓):這種產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,無(wú)論是從美國(guó)往日本、韓國(guó)、臺(tái)灣,還是到我們國(guó)內(nèi),趨勢(shì)是不變的。為什么呢?因?yàn)樗枰嫶蟮馁Y金成本,需要訓(xùn)練有素的產(chǎn)業(yè)工人、工程師和不斷迭代的能力。其實(shí)華人,包括整個(gè)東亞的亞裔群體,在半導(dǎo)體領(lǐng)域有非常強(qiáng)的吃苦耐勞精神和韌性、成長(zhǎng)性,能形成一種聚集效應(yīng),而聚集效應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體來(lái)說(shuō)是非常重要的。
我曾在臺(tái)積電工作過(guò),臺(tái)積電的產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑一直都是靠張仲謀對(duì)行業(yè)的判斷。他有一個(gè)論斷,是說(shuō)半導(dǎo)體和期貨一樣有五年周期,會(huì)經(jīng)歷先上升再下降這種波段式的變化。過(guò)去的30年都是這樣走過(guò)來(lái)的,但2020年之后的連續(xù)幾年產(chǎn)能一直在增加,一方面是產(chǎn)業(yè)真實(shí)的需求增長(zhǎng),另一方面是國(guó)內(nèi)的頭部企業(yè)遭遇發(fā)展限制,例如美國(guó)投入預(yù)期限制,于是不得不加速備貨。
幻實(shí)(主播):這也造成了市場(chǎng)上短期的芯片緊缺。
張德林(嘉賓):從2018年開始大家就拼命備貨,一直持續(xù)到到2020年。為什么是2020年呢?因?yàn)檫@一年全球經(jīng)歷過(guò)新冠疫情后,很多原有的IDM生產(chǎn)能力下降了,對(duì)中國(guó)的需求或者在中國(guó)的產(chǎn)出是增加的,因?yàn)槲覀冃枰焖俪隹诮鉀Q供應(yīng)問(wèn)題,所以又把原本的down turn 延后,把很多需求扭曲了。不僅是傳統(tǒng)消費(fèi)類芯片,還包括汽車行業(yè),這些都發(fā)生了缺芯的情況,有的甚至造成停產(chǎn)。居家辦公讓PC、筆記本、平板等電子產(chǎn)品的需求大大增加,于是又把對(duì)芯片的需求提高了。但是這樣也會(huì)造成一種情況,英文叫overbooking,意為“超額下單”,需求扭曲會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)的變化被快速放大。
現(xiàn)在庫(kù)存水位比較高,大家也都形成共識(shí),認(rèn)為已經(jīng)到了一個(gè)該調(diào)整的階段。調(diào)整要分工藝和產(chǎn)品。如果是電動(dòng)車、新能源汽車,例如MCU、IGBT電源管理這些車規(guī)級(jí)芯片,產(chǎn)能增加十分有限,還不足以緩解現(xiàn)狀,有可能2023年底或者更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)等晶圓廠的擴(kuò)產(chǎn)情況,叫做case by case(視情況而定)。
幻實(shí)(主播):就是芯片太多了,不同的芯片受到的待遇是不一樣的,像現(xiàn)在手機(jī)我覺(jué)得就很明顯賣不動(dòng)了,手機(jī)芯片就很難。
張德林(嘉賓):大家都知道,比如以上海為例或者全國(guó)陸續(xù)有疫情封控,無(wú)論手機(jī)的生產(chǎn)、銷售,對(duì)實(shí)體店都有影響,即使是蘋果受到的影響也蠻大的。這個(gè)都抑制了需求,這部分需求過(guò)了再把它補(bǔ)回來(lái),其實(shí)庫(kù)存就很高了,要先把庫(kù)存消耗掉,才能再有新的訂單,所以市場(chǎng)能快速收到反饋。但是傳導(dǎo)到晶圓廠、傳導(dǎo)到芯片設(shè)計(jì)公司投單,中間是有一個(gè)延遲的。
幻實(shí)(主播):不管怎樣,總有人的日子過(guò)得很好的。像剛剛您說(shuō)的新能源汽車,現(xiàn)在真的紅火得不得了。大家不妨理性去看待短缺或者過(guò)剩這種事情,它并不是一刀切的。就像物態(tài)也特別復(fù)雜、多元化,總有一些新的市場(chǎng)需求被刺激出來(lái),那時(shí)候就會(huì)供不應(yīng)求了。
張德林(嘉賓):市場(chǎng)大了之后,就會(huì)讓公司更加直接地去比拼競(jìng)爭(zhēng)力。因?yàn)檫^(guò)去都缺貨,東西稍微差一點(diǎn)大家也能接受,但現(xiàn)在就得拼效率、產(chǎn)品的品質(zhì)服務(wù)和綜合定位。
幻實(shí)(主播):前兩年投資項(xiàng)目的時(shí)候要看這個(gè)老板有沒(méi)有搞定供應(yīng)鏈的能力,能不能拿到產(chǎn)能;現(xiàn)在更多地是看對(duì)方產(chǎn)品做得好不好,能不能馬上搞定終端客戶等等。不同的時(shí)期考察不同項(xiàng)目的能力,不能有太多短板。所以做芯片還是不容易的,要什么都能干得好才行。謝謝德林師兄給我們帶來(lái)了如此精彩的分享。
張德林(嘉賓):謝謝大家。我是張德林,我在芯片揭秘等著你。
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