上游材料供应受限,本土半导体与OLED面板优势不在

  • 来自:巨世显示      时间:2018-06-27
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  • 据悉,目前全球硅晶圆的主要产能集中在5家手中,市占达95%以上,该5大厂目前都没有大幅扩产的动作,只有合理的去瓶颈措施,全球前5大厂产能至2019到2020年都已经被预订了。


    半导体硅晶圆供应仍短缺,实际上,据5月下旬供应链消息称,受智能音箱、无线充电底座等设备及in-cell全面屏芯片需求增长影响,导致8寸的硅晶圆材料供货紧张,部分上游材料商已通知晶圆厂商将调高价格二到三成。


    由于此次涨价幅度是前两年的二到三倍,加上年前已经多收取2-3成订单,8寸晶圆厂也表示要适当调高芯片价格,涨价幅度将在原来的基础上调高10~15%左右。另外,由于上游8寸硅晶圆材料供应短缺,芯片的交期也将延迟25天到45天左右。


    上游材料供应受限,本土半导体与OLED面板优势不在


    特别是近十年来,随着中国民生制造业的产能继续向产业链中游的零组件上快速复制,也吸引着越来越多的全球资本,投资面板上游领域,来满足大陆市场上零组件产能爆发后的配套需要。


    其作为现代制造业关键基础元件部分中的半导体芯片行业,也是制造业大力采购的材料之一,也是继机身材料、线路板、显示屏成功本土化生产之后,成为第四大涌入大陆的产能转移标的。


    为了配合中国境内厂商的产能需求,包括台积电、联电、Global Foundries等在内的多家海外晶圆代工企业将在中国大陆投放新的产线,一方面避免新旧产能更替产生的空缺,另一方面也可以充分利用中国内地的产业配套政策,低成本的实现与下游客户就近配套服务。


    此外,中国大陆本土投资的晶圆代工厂包括中芯国际、华力微电子等,也开始利用本土制造的低廉制造成本与本土服务优势,承接全球的订单,成为高速发展市场行情下新增产能的重要补充部分,在未来2年内也将有多条产线投产。 据行业统计,在2017-2020之间全球将新建约62座晶圆厂,其中26座晶圆厂的生产产能设在了中国大陆。


    这种情况跟中国发展OLED面板的情况十分相似,有数据显示,全球正在运营和已经开建的OLED面板线约有27条,其中韩国有10条,中国台湾地区有1条,日本有2条,剩下的14条全在中国大陆。


    大量的晶圆厂在中国内地建设起来,可以提高大陆的制造业水平,起到很好的上游核心元件供给保障作用,同时也将带动中国内地与芯片相关的配套产业快速发展,提升我国的制造业水平。


    不过,半导体芯片行业在大陆的发展状况也与OLED面板遇到的情况相似,除了技术和人才短缺以外,在上游的关键原材料方面,本土化配套能力很低,还需要全球的资本与技术进行充分合作,才能有效解决。


    上游材料供应受限,本土半导体与OLED面板优势不在


    以OLED材料领域为例,中国国内的OLED产能充分释放以后,中国国内将成为全球第二大的OLED面板生产基地,但在OLED材料领域,OLED单体的终端材料生产和有机材料技术掌握在海外公司手中。目前OLED单体终端厂商主要是日韩德美厂商,包括韩三星 SDI、LG化学、德山金属、斗山、日本出光兴产、堡土谷化学、美国UDC、德国默克等公司。而目前中国国内企业主要从事OLED中间体和单体粗品生产,中国国内OLED中间体、单体粗品的供应商主要包括万润股份、濮阳惠成、西安瑞联、北京阿格蕾雅、吉林奥来德等,其中万润股份、濮阳惠成、西安瑞联等都已实现规模量产并进入海外OLED材料供应链,得到了OLED单体生产厂商的认可。


    但在OLED单体生产领域,中国大陆的材料企业限制新进企业的主要门槛是升华材料的专利,当前主流的有机材料技术大多被海外公司所有,且海外公司给这些技术进行了专利保护。也就是说中国境内的材料企业或OLED面板厂商,如果想要快速获得相关的量产技术与产能布局,就需要与海外的这些OLED单体专利与量产技术持有公司,进行深度的合作,才能有效解决。


    实际上半导体芯片在中国国内的发展,同样也遇到了与OLED类似的问题。有数据显示,目前中国国内的晶圆代工产能位居全球第二位, 2017年市占率将近15%,未来中国内地的新产能开始产出后,晶圆代工产能在全球占比还将快速提升。


    事实上,除了新建的26座晶圆厂外,中国内地现在已有50余条晶圆生产线,分布于北京、上海、天津、西安、厦门及合肥等多个城市,仅管都是一些相对低端的产能,产出与效益也不如后期投建的8寸、12寸晶圆厂高。未来随着中芯国际、华力微电子、台积电、联芯、晶合、万国 AOS、德科玛及紫光等持续投入12寸晶圆厂生 产线开始量产,加上德科玛、中芯国际、士兰微及Silex于8寸晶圆厂的产能扩充完成后,中国国内晶圆代工产能占全球的比重,肯定会在现有的基础上出现较大的增幅。


    硅片的生产过程非常复杂,从硅石到硅片需要经过提纯、熔铸、拉棒、切割、抛光、清洗等多道工序。 一般而言,硅片要经过硅石的三步提纯制备出纯度为99.9999999%的半导体级硅,而且现在12寸先进制程的晶圆厂,要求的纯度早已突破小数点后11们的目标。


    硅石提纯后,再通过熔铸、拉棒等工艺流程生产成适当直径的硅锭,最后被切割、抛光、清洗并通过质检环节后,才可完成的用于下游生产的薄硅片的制备。而这期间,不管是加工环境、加工设备,还是辅用材料等,都不能对硅石材料有任何的污染,影响硅的纯度。


    目前全球的硅片和硅基材料,主要由日本信越化工、日本SUMCO、台湾环球晶圆、德国Siltronic、韩国LG Silitron五家提供,它们的总产能占到了全球的95%以上,可以毫不客户的说,除了这五家厂商外,其它生产厂商所生产的硅片和硅基材料,基本上都用在了晶圆厂的测试片生产上,基本上没有用于正常的芯片量产中。


    实际上,中国国内在民生制造业产业链中、上游的相对落后,导致了中国材料产业起步较晚,且受到技术、资金及人才的限制,中国国内材料产业总体表现出数量偏少、企业规模偏小、技术水平偏低、以及产业布局分散的特征。


    否则的话,可能中国国内的元器件产能是上来了,但最终的本土化成本与就近配套服务优势,很容易就被上游原材料的配套成本所倾蚀,不但难以实现全球优质产能配套服务的目标,甚至还将导致中国国内相关行业的全面亏损。


    所以也只有在与海外企业这些充分的合作基础上,中国国内企业才有可能在取得了量产技术之后,并真正获得了一定的量产经验积累与行业技术沉淀,或许有机会解决好类似半导体芯片与OLED面板等新型先进器件的与材料的原始创新难题,真正的做到上游材料国产化目的完成全球先进产能的配套服务。

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