物联网是新一轮产业变革的重要方向和推动力量,对于深化供给侧改革、推动产业转型升级具有重要意义。200mm(8英寸)晶圆生产线受到欢迎,产能利用率大幅提高。近期美国对华挑起贸易摩擦的可能性上升,所以我们应当做好最不利的情况发生时的应对准备。
“十三五”期间,随着万物互联时代开启,我国物联网产业规模也将保持高速发展势头,预计2017年产业规模将达到万亿元级。
目前,我国已经初步形成包括芯片、元器件、设备、软件、系统集成、运营、应用服务在内的较为完整的物联网产业链,各环节涌现出一批具有较强实力的物联网领军企业。
同时,逐步形成了环渤海、长三角、泛珠三角以及中西部地区四大区域集聚发展的空间格局。从全球物联网产业发展趋势来看,我国物联网产业规模在未来几年有广阔的增长空间,“十三五”末期产业规模将突破1.5万亿元。
今年产业规模将达到万亿元级
物联网正加速渗透到生产、消费和社会管理等各领域,联网设备规模呈现爆发性增长趋势,万物互联时代正在到来。我国高度重视物联网产业发展,《物联网“十二五”发展规划》明确指出物联网发展的九大领域,目标到2015年,我国要初步完成物联网产业体系构建。
在2013年,国家发展改革委、工业和信息化部、科技部、教育部、国家标准委等多部委联合印发《物联网发展专项行动计划(2013-2015)》包含了10个专项行动计划,随后各地组织开展2014~2016年国家物联网重大应用示范工程区域试点。2014年5月,工业和信息化部印发《工业和信息化部2014年物联网工作要点》,为物联网发展提供了有序指引。
2017年1月工业和信息化部发布《信息通信行业发展规划物联网分册(2016-2020年)》(简称《物联网分册》),提出产业规模突破1.5万亿元的发展目标,并制定“强化产业生态布局”等重点任务。
在国家高度重视和推进下,中国的物联网产业将延续良好的发展势头,为经济持续稳定增长提供新的动力。移动互联向万物互联的扩展浪潮,将使我国创造出相比于互联网更大的市场空间和产业机遇。
《物联网分册》指出,2015年年底我国物联网产业规模已达7500亿元,整个“十二五”期间年复合增长率达到25%。我国机器到机器连接数突破1亿个,成为全球最大市场,占全球总量31%。
“十三五”期间,随着万物互联时代开启,我国物联网产业规模也将保持高速发展势头,预计2017年产业规模将达到万亿元级。当前我国物联网企业更多集中在感知层和传输层,随着物联网在各领域融合应用不断深化,产业重心将向软件和数据服务方向转移。
从全球物联网产业总体发展趋势来看,我国物联网产业规模在未来几年有广阔的增长空间,“十三五”末期产业规模将突破1.5万亿元。
多年来,各地方政府也积极营造物联网产业发展环境,以土地优惠、税收优惠、人才优待、专项资金扶持等政策措施推动产业发展,并建立了一系列产业联盟和研究中心。
中国科学院、江苏省和无锡市签署合作协议成立中国物联网研发中心,集聚产业链上40余家机构的中关村物联网产业联盟成立。上海近年来仅市级财政支持物联网技术研发、产业化、应用示范和公共服务平台类项目超过150个,支持金额超过3亿元,通过政策引导,带动社会资金投入50亿元。
物联网时代200mm生产线是热点
全球200mm生产线正处于特殊的历史时期。移动技术催生物联网、5G、云计算、AI等技术的发展,推进了全球物联网市场扩大,上百亿部的智能终端将接入网络,给芯片厂商带来前所未有的机遇,特别是物联网芯片大量采用200mm生产线进行晶圆制造,给200mm厂商带来机遇。
据2016年9月ICInsight对于物联网市场的预测,2015年市场规模154亿美元,增长29%;2016年为184亿美元,增长19%;2017年预测为211亿美元,增长15%;2019年预测为296亿美元,增长17%。那么,为什么物联网芯片对于200mm生产线青睐有加呢?
首先,先进工艺制程的研发投入太高,难以得到大量客户的青睐。
通常一个产品的设计费用(如28nm)需要投入700万美元,其产品未来的销售额至少要达到10倍以上,即7000万美元,才能达到财务平衡。
如果产品的设计费用要3.57亿美元(如10nm),那么产品的销售额要达到35.7亿美元才能做到财务上平衡。显然要寻找如此大规模的应用市场,是非常难的。这导致采用先进工艺制程的客户数量越来越少。
其次,未来物联网市场呈金字塔状的分散形态。
据GSMA预期,到2020年,全球互联设备将突破270亿台,移动互联设备有望达到105亿台,新的市场机遇将进一步增多,主要集中在M2M(机器对机器,即所有增强机器设备通信和网络能力技术的总称)和消费类电子产品领域。
物联网尽管是siliconization of everything(每样东西都能“硅化”,含有半导体),但是与之前的那些市场相比较,它的需求品种多,但量都不大,几乎少有超过10亿部出货量的情况,甚至单一细分市场1亿部的情况都不多见。
IBS估计在2020年时只有少数物联网产品能售出1000万部以上。
最后,物联网器件主要采用模拟及混合信号,并不需要最先进工艺制程。
其中主要的产品类型包括传感器、电源、人机接口或者RF,它们的功能不需要如先进工艺制程的缩小,不需要低阀值及微电流。据此,在2015年最广泛采用的设计是130nm,实际上180nm也用得相当好。未来几年中,可能会采用到65nm、40nm及28nm工艺。
200mm生产线需关注维护成本
现阶段全球200mm生产线用火热来形容并不过分,然而也暴露出许多问题。
由于大部分的200mm生产线建于上世纪末,已经使用了近20年,按生产线的平均寿命约15年计,许多已到报废的阶段,许多二手设备买不到,200mm设备由于零配件的来源少,导致维护困难。
这有可能导致二手设备的价格急剧上升,将使200mm生产线失去该有的吸引力。
据ICInsight的数据,2016年年底全球有8英寸硅片月产能520万片及12英寸(300mm)硅片月产能530万片。另据SEMI的数据,2007年全球有8英寸生产线199条,2015年时只有178条,预测2020年时将增加到191条,相当于2008年水平。SEMI认为在2017年至2021年期间,中国的200mm产能会增加34%。
2015年全球200mm的产能按应用分别是模拟占11%、分立器件占14%、代工占47%、逻辑+MPU占21%、存储器占3%及MEMS与其他占4%。
建一条以国产设备为主的200mm生产线
200mm生产线在物联网中的应用是一次难得的机会,中国半导体业应动用产业链的力量紧紧抓住它。中国半导体设备厂有足够的能力可以做200mm设备,也已经产出不少种类的产品。
目前最大的问题是200mm设备缺乏在生产线中稳定运行的数据及完善的维修与服务体系。其实,这样的过程对于半导体设备企业是不可缺少的。
中科院院士刘明呼吁要给予国产半导体设备试错的机会。进口的半导体设备,它们在产品出厂之前已经进行反复多次的修改,所以产品的可用性更好,而国产设备连实际测试的机会都很少,怎么能马上变成令人可信的优秀产品。
因此建议以国家资金为主,建设一条集中最优秀的国产设备的200mm生产线,进行成熟制程的产品量产,其中有一个主要目的,即全面审视国产设备在大生产中的实战表现,积累国产设备的数据,并不断加以完善。
国产设备厂要全力以赴,把自己的产品真正推向市场。生产线的月产能可从1万片起步,逐渐扩大至5万~6万片,并建议最好选择一家对于国产设备抱有充分信心的200mm芯片制造商,从产业角度要有相应的激励措施。
由于国产半导体设备的品种不全,要联成芯片生产线几乎是不可能的,因此采用“混合模式”在所难免,但是要乘此机会依市场的需求争取突破几项关键的设备。
有人说现在已有“联合实验室”,为什么还要建一条芯片生产线?显然“联合实验室”是一个进步,但是与芯片生产线是无法比较的,因为国产半导体设备必须要通过量产的考核,才能真正达到实用化,并把中国半导体设备水平提到一个新的高度。
如果这条200mm生产线建成,将象征着中国半导体设备制造商由“配角”转换到“主角”的时机到来,是一次质的飞跃。当然,这对于国产半导体设备制造商也是一个严峻的考验。
所以,国产半导体设备制造商要有迎难而上的心态,要有雷厉风行、一干到底的作风,把发现的问题能迅速地与芯片制造专家们合作共同解决,让这条200mm生产线能持续运行下去,提高产能利用率。
这样花上3年至5年时间,将这一关闯过去,中国的半导体设备制造业将有光辉灿烂的明天。
资料来源:莫大康、
中国电子报
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