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美《芯片法案》落地，半导体产业链自主进入快车道？

2022-08-12 16:21:53 来源: 互联网

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作为美国推动本土芯片产业发展的关键法案，《芯片与科学法案》（下称“芯片法案”）自草案提出以来一直备受各方关注。而随着拜登近期正式签署，《芯片法案》对于全球半导体产业链的影响将逐步显现，重压之下，势必进一步推动中国半导体产业链国产替代与自主可控进程。事实上，这两年来我国半导体产业链的相关进程已呈现出一些新的特点。即使在全球半导体收入远低于预期的背景下，中国半导体产业规模正不断壮大，增速也较快，已连续2年成为全球最大的半导体设备市场。

法案聚焦相对优势，全球半导体市场格局扑朔迷离

咨询公司数据显示，作为传统芯片强国，美国在芯片设计领域占据全球市场份额的70%，但随着制造端外移，目前其半导体制造业市场份额已从1990年的37%下降至12%，芯片生产严重依赖海外晶圆代工厂的制造能力。为此，美国政府计划通过该项法案带来的巨额补贴和税务减免，吸引各芯片企业在美国兴建芯片工厂，提振本土芯片产能规模。

依据该法案，美国政府将在2022至2026年合计提供527亿美元补贴，其中390亿美元用于建设、扩大或更新美国晶圆厂，110亿美元用于半导体研究与开发，20亿美元用于资助教育、国防和创新等相关领域，5亿用于与国外政府建设国际信息、通信技术安全和半导体供应链等。此外，还将为半导体Fab投资提供25％的税收抵免，估计价值240亿美元。另外外，法案还授权在10年内拨款2000亿美元，以促进美国对芯片行业的科研推进。

值得注意的是，法案包含对中国的投资限制。法案明确禁止接受联邦奖励资金的企业，在对美国国家安全构成威胁的特定国家扩建或新建某些先进半导体新产能，并明文指出禁止接受法案资助的公司在中国和其他特别关切国家的扩建某些关键芯片制造。此外，法案还要求接受美国国家科学基金会资助的机构，必须披露对受重点关注的外国（中国、俄罗斯、朝鲜、伊朗）的财政支持，国家科学基金会在某些情况下将减少、暂停或终止资助。

简单来说，《芯片法案》聚焦半导体行业相对优势，一方面计划通过投资补贴吸引半导体企业在美国本土设厂，另一方面又试图通过限制补贴资格阻止企业在中国增产。有国际媒体评论说，这是在逼着半导体企业在中美之间选边站。而头部半导体企业受此影响，很有可能带动芯片投资、人才、产业链上下游的相应波动，为未来竞争态势带来进一步的不确定性。

国产替代、自主可控需求加速走强

由于全球芯片产业战略回流以及美国对中国半导体产业限制已有时日，特别是晋华、中兴等记忆犹在眼前，结合国内晶圆厂持续扩产，我国半导体产业链国产替代、自主可控的需求始终强烈，而随着美国相关法案和动作不断出炉，国产半导体企业的紧迫感愈发强烈，产业发展不断提速、产业规模持续壮大。

数据显示，目前中国主要内资晶圆厂8 寸晶圆产能约为每月90万片每月，按现有规划尚有60万片扩产空间，12 寸晶圆产能约为每月70万片，尚有约 110 万片扩产空间，未来三年晶圆厂扩产幅度占全球新增产能的约40%，连带设备市场复合增速最高可达30%。在晶圆厂加速扩产的大背景下，出于对产业链稳定性和安全性的考虑，行业对材料、设备等各环节的国产化替代需求日益旺盛，自主可控已成为保障中长期业务安全的重要诉求，北方华创、中微、华海清科、长川科技、芯源微等一批设备企业正通过技术创新与突破不断推进国产替代进程。

在最受关注的设备端，目前去胶、清洗、刻蚀设备等国产化替代率已较高，而涂胶显影和光刻设备则主要依赖进口，但已陆续实现技术从0到1的突破。例如上海微电子SSX600系列步进扫描投影光刻机，可满足IC前道制造90nm、110nm、280nm关键层和非关键层的光刻工艺需求，可用于8寸线或12寸线的大规模工业生产。涂胶显影设备虽主要由日本垄断，但国内厂商芯源微的设备已逐步得到验证及应用，实现小批量替代并陆续获得多个前道大客户订单。

尽管如此，国产化替代整体空间依然巨大，面对国际竞争也依然有着较大产局。咨询机构数据显示，2020年中国大陆晶圆设备国产化率仅7.4%，大部分环节不足10%。在材料方面，6英寸及以下硅片国产化率已达50%，8英寸约为20%至30%，12英寸方面总体国产率尚不足10%。SIA数据则指出，2020年国内厂商在封测、设计、晶圆制造、材料、设备的全球市占率分别仅为 38%、16%、16%、13%和2%。

半导体生产制造软件成为新焦点

国内芯片行业国产替代最受关注的有两个关键环节，一个是设备端的光刻机，一个是软件端的EDA。在软件端，华大九天、广立微等正在EDA国产替代方面带来希望，而随着芯片产业不断成熟，特别是更多半导体厂的投产，与半导体生产直接相关的CIM系统等也成为新的焦点——这也是《芯片法案》最为关注的芯片制造环节。越来越多的企业希望在最终生产环节实现自主可控，特别是利用国产系统对新技术的研发应用，以技术先进性实现竞争优势。

在生产制造领域最关键的国产化阵地是CIM系统，其被视为晶圆厂的“中枢大脑”，集成了生产执行、设备管理、先进过程控制、故障侦测和良率管理等一系列关键系统，贯穿芯片生产的执行、运营和控制等关键环节，并对设备与人员进行管控，是保障芯片从晶圆制成集成电路的关键之一。由于其高度的复杂性，外资在该领域的全球占有率达80%以上，并几乎垄断了全球12寸晶圆厂的核心系统市场。

但随着近年来国内半导体产业日益重视生产制造端的自主可控，CIM系统相关的国产化替代进程正不断加速，一批该领域的头部企业如赛美特、上扬软件、格创东智和哥瑞利等均不断实现突破。例如，从工业互联网行业切入半导体软件开发的格创东智，融合工业互联网平台技术底座和一系列新兴技术，构建了高稳定性、高安全可靠的全栈式CIM解决方案，格创东智自研CIM已具备行业领先的核心技术实力，并完成多个国内半导体工厂整厂核心系统国产化建设项目。赛美特以"填补国内相关领域的空白"为目标，在国产替代方面也有多个案例落地。芯享科技聚焦封测领域，其国产化产品已覆盖行业TOP10的三分之一

需要指出的是，相比于EDA的学科交叉与细分领域繁多，包含数十套子系统的CIM同样具有技术密集、知识密集的特点，在多个系统的整合运转方面挑战性极高，其国产替代进程需要大量时间的投入和打磨，因此也需要国产半导体厂商更具长远目光与魄力。

《芯片法案》对我国半导体行业的实际影响还有待观察，但可以预见的是，该方案将进一步加剧全球半导体产业特别是生产制造端的竞争，并加速推动半导体材料、设备和工业软件方面的自主可控需求。

责任编辑：sophie

芯片法案

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: 半导体行业观察

: 摩尔芯闻

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