(2021.5.24)半导体一周要闻－莫大康

半导体一周要闻

2021.5.17- 2021.5.21

1. 月投片4万片，华虹无锡12英寸晶圆产线提前达产

华虹无锡集成电路研发和制造基地项目是华虹集团走出上海、布局全国的第一个制造业项目。一期项目从签约、建设到竣工投产，各时间节点均比原计划提前完成，仅用17个月就建成投片，36个月就实现月投片4万片目标。此前资料显示，华虹无锡集成电路研发和制造基地总投资100亿美元，一期项目（华虹七厂）投资25亿美元，规划建设一条工艺等级90~65/55纳米、月产能4万片的12英寸集成电路生产线，该项目于2018年3月正式开工建设，2019年9月建成投产。

2. 应用材料公司发布2021财年第二季度财务报告

第二季度（2021-2 至2021-4）应用材料公司实现营收55.8亿美元。基于GAAP（一般公认会计原则），公司毛利率为47.5%，营业利润为15.8亿美元，占净销售额的28.3%，每股盈余（EPS）为1.43美元。在调整后的非GAAP基础上，公司毛利率为47.7%，营业利润17.7亿美元，占净销售额的31.7%，每股盈余为1.63美元。公司实现经营活动现金流11.9亿美元，通过2.02亿美元的股息派发和7.5亿美元的股****回购向股东返还9.52亿美元。

3. 绍兴长电先进封装项目预计8月设备搬入年底量产

据新华社报道，长电科技项目总经理梁新夫表示，计划今年8月完成净化厂房装修并开始搬入设备，今年年底要实现量产。”项目产品应用主要面向5G通信、人工智能、高性能计算以及自动驾驶等，2025年预计销售收入近40亿元。2020年6月，长电集成电路（绍兴）有限公司300mm集成电路中道先进封装生产线项目一期厂房开工建设。

4. 芯和半导体凌峰系统级封装SiP趋势给EDA带来巨大挑战

2021年5月21日，中国系统级封装大会在上海正式举行。大会主席、芯和半导体创始人兼CEO凌峰发表主题演讲表示，系统级封装（SiP）是后摩尔时代的关键技术，在5G、数据中心、高性能计算和AI等领域发挥重要作用。但多芯片引发的互连问题、系统问题以及EDA工具等问题都是行业正在面临的挑战。

SiP技术给EDA带来了巨大挑战。一方面，国内EDA行业仍处于早期阶段，如何实现突破是现在及未来的任务之一；另一方面，从SoC发展到SiP，让EDA分析、验证过程变得越来越复杂，如系统级别的分析和多物理场已经必不可少。

设计也面临不小挑战。他举例称，一些公司的产品阵容有时存在内部交互不通畅的问题。比如：数字芯片和Custom芯片之间，芯片与封装之间存在一道“墙”，而EDA工具通常在设计layout与分析上也有一道“墙”，信号、电、热力、应力等效应被独立分析，互操作性较差，缺乏协同设计。因此，EDA工具必须打破这道“墙”实现协同设计。

凌峰直言，EDA在设计上面临非常大的挑战，分析领域的挑战更是巨大的。业内厂商专注于自己的业务范畴，产品延伸较为困难。他指出，针对SiP的市场需求，行业亟需一个统一的EDA分析平台，能够同时满足晶圆厂和封测厂的需求。

在现阶段，针对SiP的新的EDA设计、仿真平台正在形成。包括Synopsys、Mentor在内都已推出自己的解决方案。目前，芯和也推出了Xpeedic SiP联合仿真平台，可以支持多种芯片-封装layout格式，还支持系统仿真，以及Chip-Package-System-aware HBM通道分析平台。未来，芯和也将继续立足国内市场  ，致力于为产业推出独到的解决方案和设计平台。

5. 氮化镓和碳化硅功率半导体市场有望在2027年达45亿美元

新型材料半导体的特点是尺寸小且功率密度高，GlobalMarketInsights预计，到2027年，GaN和SiC功率半导体市场将超过45亿美元。去年GaN和SiC功率半导体器件在光伏逆变器的市场份额超过25%，并有望在五年内以30%的复合年增长率增长。欧洲GaN和SiC功率半导体市场营收在2020年超过1亿美元，欧盟将采取越来越多的积极举措来加速电动汽车的普及，GaN和SiC功率半导体市场中的主要参与者包括富士电机、三菱电机、英飞凌和Diodes等等。

6. 日月光董事长台湾半导体面临三大挑战

封测厂日月光投控董事长张虔生表示，台湾半导体产业未来面临三大挑战，后疫情时代远端连结将成新常态生活；他预期打线封装需求强劲，产能缺口将延续一整年。展望半导体应用市况，张虔生在致股东营运报告书指出，COVID-19疫情带动远距商机、高效能运算、以及医疗应用等，当人类生命与电子产品连接在一起，半导体市场就变成不一样的规模。观察台湾半导体产业，张虔生表示，台湾半导体业未来面临保护主义、平行世界（个人理解它指的是未来美与中实行两套系统）与远端连结等三大挑战，未来在保护主义形成后，投控必须思考在共生循环的价值思维中做出对应。张虔生预期，在中美贸易战和后疫情时代，中国和欧美将走向各自营运的市场，投控也必须因应不同市场研拟策略；在后疫情时代，远端连结将成为新常态生活。

7. 美中争霸韩国半导体必须站队？

南韩总统文在寅即将在本月21日访问美国，参加韩美首脑会谈。有专家预测半导体等四大核心领域的供应链将成为主要议题。对此，记者专门采访了南韩明知大学经济系名誉教授赵东根。根据国际半导体协会（SEMI）发布的报告显示，在世界半导体制造领域上，美国从美国从1990年的37%下降到现在的12%。最近因为半导体供应不足，美国汽车工厂的生产出现短缺，因此美国强调半导体技术同盟。而在半导体存储器领域居世界第一的南韩，与代工半导体生产市场占首位的中国台湾，已成为两大半导体生产基地。

美国在扩大本国半导体生产的同时，也将重点放在了阻止中国大陆半导体霸权挑战上，赵教授认为，中美半导体霸权竞争上是「预见的战争」同时也是宿命的战争。他说，「修昔底德陷阱大家都知道，当大国的霸主地位受到新兴强国的威胁时，两个国家之间就有爆发冲突的可能性。」但与此同时，在半导体行业，中国的致命弱点是尖端技术薄弱。这是美国目前还不是太担心，且能牵扯住中国的原因。

8. IC Insights：内存销量反弹预计2022年将创历史新高

IC Insights最新的预测显示，在2019年急剧下降之后，2020年新冠疫情期间，内存芯片销量反弹15%。在此之后，DRAM定价的提高预计将使今年内存总收入提高23%，达到1552亿美元。今年第一季度DRAM的平均售价环比增长了8％，几乎所有主要的内存供应商在最近的季度财务报告中都表示，预计21年第二季度会有更强劲的需求。

9. 1nm攻坚战打响

台积电和三星都已经实现了7nm和5nm制程的量产，相应的晶体管仍然采用FinFET架构，随着向3nm和2nm的演进，FinFET已经难以满足需求，gate-all-around（GAA）架构应运而生，其也被称为nanosheet，而1nm制程对晶体管架构提出了更高的要求。为了将nanosheet器件的可微缩性延伸到1nm节点处，欧洲研究机构IMEC提出了一种被称为forksheet的架构。在这种架构中，sheet由叉形栅极结构控制，在栅极图案化之前，通过在pMOS和nMOS器件之间引入介电层来实现。这个介电层从物理上隔离了p栅沟槽和n栅沟槽，使得n-to-p间距比FinFET或nanosheet器件更紧密。通过仿真，IMEC预计forksheet具有理想的面积和性能微缩性，以及更低的寄生电容。

最近，台积电取得了一项成果，其与台湾大学和美国麻省理工学院（MIT）合作，发现二维材料结合半金属铋（Bi）能达到极低的电阻，接近量子极限，可以满足1nm制程的需求。过去，半导体使用三维材料，这次改用二维材料，厚度可小于1nm（1~3层原子的厚度），更逼近固态半导体材料厚度的极限。而半金属铋的材料特性，能消除与二维半导体接面的能量障碍，且半金属铋沉积时，也不会破坏二维材料的原子结构。

1nm制程透过仅1 ~3层原子厚度的二维材料，电子从源极（source）走以二硫化钼为材料的电子通道层，上方有栅极（gate）加压电压来控制，再从漏极（drain）流出，用铋作为接触电极的材料，可以大幅降低电阻并提高传输电流，让二维材料成为可取代硅的新型半导体材料。

在2020年底，与ASML有着密切合作关系的IMEC表示，ASML已经完成了作为NXE：5000系列的高NA EUV曝光系统的基本设计，但计划于2022年实现商业化。

ASML一直与IMEC合作开发光刻技术，为了使用高NA EUV光刻工具开发光刻工艺，在IMEC校园内建立了一个新的“ IMEC-ASML高NA EUV实验室”。

10. 半导体竞争白热化，美国520亿美元韩国4500亿美元

最近半年时间，全球半导体格局出现了一些明显变化，主要半导体大国都在砸钱，想要实现本国半导体或者本地区的独立自主能力。先是去年欧盟17国投资1450亿欧元想要冲击2nm，前几天韩国也宣布投资510兆韩元壮大本国半导体产业，美国与日本最近两天也在跟上，半导体大国竞争已经进入白热化阶段。本周二，美国参议院正式批准拨款520亿美元，在今后5年内大力促进美国半导体芯片的生产和研究。在具体目标方面，日本计划到2030年在电动汽车，和下一代功率半导体领域的份额占到全球的40%。为实现这一目标，日本将侧重于促进资本支出，例如邀请美国制造商在日本投资，以加强两国的芯片供应链。本月13日，在三星平泽工厂举行的“K-半导体战略大会”上，文在寅正式公布一项未来10年投资510兆韩元（约4500亿美元，2.9万亿元人民币）的“K半导体战略”。

11. 晶合月产能将扩产10万片驱动芯片短缺Q4能否缓解？

驱动芯片将不再短缺？近日，产业链消息人士向集微网记者透露，晶合原本计划2021年月产能提高4.5万片~5万片，现在看来有可能进一步增加到8万片~10万片，所以下半年TDDI（触控与显示驱动器集成）紧缺的状况可能会获得稍微缓解。

中国大陆拥有全球最大的中游面板以及下游终端产业，正在带动驱动芯片设计厂商以及驱动芯片晶圆代工厂商晶合、中芯国际、华力等的发展。特别在驱动芯片短缺的当下，只有大陆大幅增加驱动芯片晶圆代工产能，将加速全球驱动芯片晶圆代工行业向大陆转移。麦吉洛咨询预计，2021年中国大陆驱动芯片晶圆代工厂市场份额将首次突破20%。

12. TrendForce2021年LED市场产值达165.3亿美元，车用及Mini LED贡献最大

集邦咨询全球LED产业数据库报告显示，2020年LED产业受到新冠肺炎疫情冲击，产值不仅下滑，更出现历年罕见的衰退幅度。2021年上半年随着疫苗问世，长时间受到压抑的需求力道将触底反弹，预估今年全球LED市场产值将受到拉升，达165.3亿美元，年增8.1%，主要成长动能来自车用LED、Mini LED与Micro LED，以及商用相关显示屏及不可见光四大领域。

13. 紫光联席总裁陈南翔出任长江存储执行董事长？回应来了！

近日原华润微常务副董事长、紫光集团联席总裁陈南翔已经出任长江存储执行董事长。该知情人士称，日前他曾到访过紫光集团北京总部北航致真大厦，他从紫光集团工作人员处得知陈南翔已经出任长江存储执行董事长。

14. 三星电子或在第三季度开始建造美国新芯片工厂

根据三星此前向得州政府提交的文件显示，该公司考虑将奥斯丁作为其预计投资170亿美元的芯片工厂的选址之一。三星称，该工厂将创造1800个工作岗位。韩媒援引不愿透露姓名的业内人士话称，三星正计划在这座晶圆厂生产线上应用5纳米EUV光刻工艺。目前，三星在得州奥斯汀运营有一家芯片工厂。但在其竞争对手如台积电和和英特尔等纷纷宣布扩产，三星也开始推进海外投资。

15. 半导体硅片严重供不应求，中环股份8-12英寸大硅片项目产能爬坡顺利

5月19日，中环股份在互动平台上表示，公司集成电路用8-12英寸大硅片项目已实现投产，产能爬坡顺利，公司半导体硅片产销规模持续提升，但整体处于严重供不应求的状态。一季度公司半导体硅片业务营收同比增长约80%，公司预计2021全年将保持快速增长趋势。

中环股份致力于半导体和新能源两大产业，在半导体区熔单晶-硅片综合实力全国第一，国内市场占有率超过80%，国外市场占有率超过18%，位居全球第三，半导体直拉单晶-硅片市场份额全国第一；光伏晶体晶片的综合实力、整体产销规模位列全球前列，高效N型硅片市场占有率全球第一。公司两大产业相互赋能、助力，推动实现技术、成本、效率等行业领先。

16. SEMIQ1全球硅晶圆出货面积创历史新高

17. IBM推出2nm芯片背后

IBM现在的规模仅为2000年代中期的四分之一，但他们在2020年和当时差别不大，IBM多年前将其专属代工业务出售给GlobalFoundries，并利用后者的代工厂生产公司的22nm和14nm芯片。IBM还和三星合作，协助后者开发7nm和5nm工艺。现在他们甚至还与英特尔和三星一起，推动2nm的实现。对于Power Systems客户而言，重要的是IBM正在与三星合作，并且已经在其位于纽约奥尔巴尼的技术中心以标准300毫米硅晶圆交付了7纳米，5纳米和现在2纳米的测试芯片。

18. 刘鹤主持科技体制改革会议讨论后摩尔时代的潜在颠覆性技术

“后摩尔时代”是指集成电路产业的哪一阶段？其对产业一直以来奉行的“摩尔定律”的颠覆，所带来的新技术又有哪些？

近50年来，“摩尔定律”一直被半导体行业奉为金科玉律。然而近年来随着芯片工艺不断演进，硅的工艺发展趋近于其物理极限，晶体管数目增加逐步放缓。以台积电为例，2018年4月，其实现了7纳米工艺量产，2020年三季度实现5纳米工艺量产，预计3纳米工艺将在明年下半年实现量产。有报道称，台积电2纳米工艺预计在2024年量产，1纳米工艺研发亦在推进。中国工程院院士、浙江大学杭州国际科创中心领域首席科学家吴汉明此前就曾指出，“后摩尔时代”来临，中国IC产业面临重大机遇。

吴汉明认为，当前中国IC产业面临两大壁垒。其一是政策壁垒，主要来自巴黎统筹委员会、瓦森纳协议的困锁，先进工艺、装备材料和设计、EDA（电子设计自动化）软件等产业链的三大环节被“卡脖子”。其二则是产业新壁垒。国际集成电路行业的龙头企业提早布局，在发展中掌握了专利核心技术，使得中国相关企业很难“闯”过去。而产业上的难点主要体现在技术上，中国半导体行业必须尽快做强核心专利，甚至要有一些“进攻性”的专利与其抗衡。

材料、架构、制造封装

北京半导体行业协会副秘书长朱晶认为，颠覆性技术要沿着计算、存储、功率、感知、通信、AI、类脑等这些方向去寻找。

特色工艺、异构集成

据Yole的数据，2019年全球先进封装市场规模为290亿美元，预计到2025年达到420亿美元，年均复合增速约6.6%，高于整体封装市场4%的增速和传统封装市场1.9%的增速。

19. 一季度中国集成电路产业销售额达1739.3亿元，同比增长18.1%

根据中国半导体行业协会统计，2021年第一季度中国集成电路产业销售额1739.3亿元，同比增长18.1%，其中：设计业同比增长24.9%，销售额为717.7元；制造业同比增长20.1%，销售额为542.1亿元；封测业同比增长7.3%，销售额479.5亿元。

根据海关统计，2021年第一季度中国进口集成电路1552.7亿块，同比增长33.6%；进口金额936亿美元，同比增长29.9%。出口集成电路737亿块，同比增长42.7%；出口金额314.6亿美元，同比增长31.7%。

另外， 根据美国半导体协会（SIA）发布的数据，2021年第一季度，全球半导体产品销售额1231亿美元，同比增长17.8%，环比增长3.6%。超过了2018年三季度的1227亿美元，创下了新高。

20. ASML赴韩建光刻机再制造厂带来的启示

韩国产业通商资源部日前对外宣布，全球光刻机龙头大厂ASML计划赴韩国打造EUV光刻机再制造工厂及培训中心。据介绍，ASML未来4年将在韩国投资2400亿韩元（约2.1亿美元），于京畿道华城市打造一座EUV光刻设备再制造厂以及一家培训中心。所谓再制造，是指通过必要的拆卸、检修和零部件更换等，将废旧产品恢复如新的过程。对于7NM以下先进制程所必须的EUV光刻机来说，ASML是全球唯一一家能够生产EUV光刻机的半导体设备供应商。但目前ASML的EUV光刻机产能十分有限，一年只能生产30台左右EUV光刻机，台积电已取得了50台EUV设备，而三星仅有10台。此次ASML计划在韩新建EUV再制造厂，就是为韩国当地运行的EUV光刻机维护、升级提供助力，相关设施据称预计在2025年底前落成，未来将在韩国聘用超过300名专业人才。

21. 华为注册麒麟处理器商标曝内部正研发3nm芯片

据企查查显示，华为技术有限公司近日申请注册“麒麟处理器”商标，该商标申请日期为2021年4月22日，国际分类为“9类 科学仪器”，当前状态为“注册申请中”。根据相关爆料显示，华为正在开发下一代手机芯片，命名为麒麟9010，该芯片有望采用3nm工艺打造，并且有望在今年完成设计。

22. 摩尔定律的续命丹来了？

继IBM宣称试产2nm芯片还没“上头条”太久，台积电便联合台大、麻省理工宣布研发出一种新型半导体材料——半金属铋，在1nm以下制程获得重大突破。正如半导体行业人士陈穰所言，IBM的2nm试产是通过改进结构实现，而台积电的1nm更多是采用新材料改进了互联接触点。工艺的进阶历程也可看到这一趋势：平面工艺晶体管的特征尺寸缩小过程持续了数十年，之后难以为继；到了2013年下半年16/14nm节点正式引入FinFET，然而FinFET仅仅维持了10年不到，2020年左右的3nm节点就有可能已转入GAA，三星已推出了改良版环绕型晶体管结构MBCFET。

仔细审视，摩尔定律的核心是物理极限、散热和成本。陈穰进一步介绍，发热来自两个部分，一是晶体管本身工作时带来的热量，第二是金属互联层带来的热量。如今，金属互联层已从6英寸制程的铝互联，进阶到8英寸的钨，到12英寸工艺则大量使用铜互联，14nm以下英特尔则开始尝试用钴。而台积电宣布用“铋”材料来解决金属互联问题或在未来获得成功。陈穰谈及，新材料的实用化还需不断探索，中间会有不小的难度，比如如何将铋沉积等需着力解决。但求新求变金属互联层，也不得不直面被颠覆的“命运”。陈穰着重说，未来可能采用“光互联层”即硅光技术代替金属互联，以解决芯片内部互联问题。因为光子不携带能量，因此其功耗相对于金属互联材料的万分之一都不到，好处不言而喻。而且从更长远来看，光子计算或将替代硅晶体管，其算力将远超目前的传统芯片。

尽管业界对台积电重启28nm战线众说纷纭，是大陆帮手还是美国帮凶的争议不断。但业界知名专家对此说，对于台积电自己的商业决定，恐不能进行太多干涉，毕竟台积电既不是军工企业，也不是商务部黑名单企业，更不是发改委限制的落后产业，只要台积电不搞限制行业竞争的垄断手段，就不能随意阻止台积电投资，守住不提供超国民待遇就行了。但半导体代工业竞争直面全球化，而台积电与中芯国际在历史上已产生了诸多恩怨纷争，竞争从一开始就是硬碰硬，只是如今将更加残酷。可以说，无论台积电等境外公司是否来大陆投资，大陆代工业都应持续自主创新，加快提升竞争力才是王道。

23. 缺货问题将限制2021年全球半导体增长趋势

市场研究机构Semiconductor Intelligence表示，根据世界半导体贸易统计组织（WSTS）数据显示，2021年第一季度全球半导体销售达1231亿美元，环比增长3.6%，同比增长17.8%，环比增幅达2010 Q1以来最高水平，但缺货可能会限制2021年半导体增长。下表显示了2021年第一季度前14家半导体公司的收入变化，与2020年第4季度相比，以及2021年第2季度与第1季度相比的收入增长指引(如果有的话)。在2021年第一季度发布财报的12家公司中，英特尔、高通和意法半导体这三家公司的营收较2020年第四季度有所下降。这三家公司都预计今年第二季度的收入将比第一季度下降约4%。英特尔和高通表示，他们受到供应限制。意法半导体公司将这种下降归因于季节性趋势。