无锡半导体装备产业发展的路径研究
2024-09-19陈国美杜春宽周小红
摘 要:文章阐述了无锡半导体装备产业发展现状,深刻剖析了半导体装备产业面临的机遇与挑战,探讨了无锡半导体装备产业发展的路径,如开展关键核心技术攻关、引进一批国内外半导体装备龙头企业、引进和培养专业人才等。
关键词:无锡 半导体 装备产业 路径研究
1 无锡市半导体装备产业发展现状
无锡是我国半导体产业的南方微电子基地,被业内誉为中国集成电路产业人才的黄埔军校。目前全市集成电路列统规上企业约200家,其中上市企业14家,已形成了一条涵盖芯片设计、晶圆制造、封装测试、支撑配套等领域的完整产业链[1-2]。2022年无锡市集成电路产业总产值2091.52亿元,产值相较2021年增幅达到26.15%,提升显著,其中最为瞩目的是“芯片设计、晶圆制造与封测测试”,产业规模位居全国第二,全省第一。在设计、制造与封测产业比例方面,2022年比例(2∶4∶4)与2021年比例(2∶3∶5)相比,晶圆制造占比有较大的提升。无锡是目前全国最大的6英寸晶圆代加工基地,拥有华虹集团、SK海力士半导体、海辰半导体和华润微电子等重点制造企业,晶圆制造规模日益庞大。半导体装备是半导体产业的基石,是先进制造技术的关键,在晶圆厂资本中总占比达80%。然而半导体装备市场主要被国际龙头垄断,半导体国产自给率仅有5%。本土晶圆制造厂设备采购需求旺盛,推动了半导体装备的国产化。因此,如何有效推进半导体装备产业发展,满足无锡十四五半导体产业发展需要,已成为当前急需解决的重要课题。
2 无锡半导体装备产业面临的机遇与挑战
2.1 发展机遇
2.1.1 市场规模
半导体装备主要包括晶圆制造设备和封装测试设备,如表1所示[3]。2022年,在半导体设备销售中,全球总销售额为1076.5亿美元,中国大陆地区为282.7亿美元。受新能源汽车、5G通信、物联网以及智能家居等全球电子信息产业高速发展以及技术进步的推动,半导体装备市场规模进一步增大。
2.1.2 国产替代
半导体装备是半导体产业的母机,半导体设备国产化是实现半导体产业自主化的关键。美国对半导体技术产品的出口管制,推进了我国半导体装备产业国产化的进程[4-5]。2021年,国产半导体设备销售额约占中国大陆半导体设备销售额的20%,国产率水平具有较大提升空间。
2.1.3 政策支持
2020年8月22日,习近平总书记在推进长三角一体化发展座谈会上指出,长三角地区三省一市要集合科技力量,聚焦集成电路重点领域和关键环节,尽早取得突破。今年来,全国人大、江苏省人民政府及无锡市人民政府相继出台相关政策(表2),在资金、税收、人才等方面支持半导体装备产业的发展。同时,无锡市创新投资集团为推动集成电路产业的发展,提高集成电路产业规模,鼓励各类投资基金进入半导体产业领域,设立了集成电路产业发展引导基金,对投资集成电路企业的投资管理机构进行奖励及补贴,为无锡半导体设备企业创造了良好的投资环境。
2.2 发展挑战
2.2.1 缺乏龙头优势企业
无锡已建成集成电路完整产业链,其中设计业发展迅速,制造业优势明显,封测业处于国内领先地位。无锡半导体装备和零部件企业主要有微导纳米,卓海科技、邑文电子、亚电智能和恩纳基等公司(表3)。然而,相对于其他“三大主业”形成的规模效应而言,在设备和材料方面缺乏龙头优势企业,市场容量有限。
2.2.2 缺少关键核心技术
半导体装备产业属于技术密集型产业,技术更新周期短带来的高技术壁垒,以及长期的国外市场垄断产生的大行业壁垒,再加上半导体产业对加工精度以及稳定性的要求高,导致国产化半导体装备客户认可度不高,市场占有率低。半导体装备技术研发投入高,周期长,技术更新快,导致半导体装备企业研发难度极大。随着芯片尺寸越来越小,精度越来越高,半导体装备也向逐渐智能化、集成化及高精度化发展。目前,无锡半导体装备产业处于快速发展阶段,然而,由于关键核心技术的缺乏,限制了半导体装备产业的发展进程。
2.2.3 人才供给不足
人才是半导体装备产业持续发展的关键,半导体装备技术需要多学科的专业技术人才,对人才的知识背景、技术水平、行业经验等要求较高。无锡半导体装备产业处于快速发展期,需要大量的专业人才以及高水平的研发团队。然而无锡本地的专业人才供给有限,再加上人才流动、技术更新换代、制造业智能化转型升级,导致无锡半导体装备产业供给面临严重不足。
3 无锡市半导体装备产业发展的路径探讨
3.1 开展关键核心技术攻关,推动半导体装备高端化发展
通过政策扶持及资金支持等,加大对半导体装备及关键零部件技术研发投入,引导骨干企业、高校和科研院所联合开展半导体装备关键技术攻关,在高效能装备研发、智能制造与自动化、新材料与新工艺等方面,助力企业提升自主创新,实现企业自主创新发展路径,突破核心技术创新瓶颈,提高企业的市场竞争力。
设立半导体装备核心技术专项资金,鼓励骨干企业整合各领域研发资源,创建高水平联合研发创新中心。鼓励企业申报并承担省级及以上半导体装备技术攻关项目,无锡市、区给予配套支持。促进晶圆企业、封测企业与半导体装备企业开展相关合作,利用本市晶圆制造业和封测业的优势,加强本地半导体设备的测试与验证,加速半导体装备关键技术的攻关。加强知识产权保护并促进专利产权转化,激发企业创新的积极性。
3.2 引进一批国内外半导体装备龙头企业,推进半导体装备规模化发展
在沉积、刻蚀、等离子清洗、薄膜制备等领域,积极引进一批国内外龙头企业。针对集成电路专用装备材料实施全流程扶持、对接活动、打造装备材料特色园区等进行多个方面的支持。
积极推进关键零部件的研制及供给,并借助于龙头优势产业,围绕重点企业、重点项目,打造无锡集成电路装备及其关键零部件硬核产业集群。利用现有装备生产资源,将政策扶持和企业发展二者结合起来,并实现装备产业链上下游企业资源共享、协同发展,积极推进传统装备制造产业转型升级。
3.3 引进和培养专业人才,实现半导体装备产业可持续化发展
多渠道、多方式引进国内外半导体装备技术高层次人才。发挥国家集成电路特色工艺及封装测试中心、无锡国家“芯火”双创基地(平台)、长三角集成电路工业应用技术创新中心、清华大学无锡应用技术研究院集成电路创新服务平台和无锡芯光集成电路互联技术产业服务中心等重大平台优势,引进一批国内外半导体装备技术高层次产业化人才。同时支持企业引进半导体装备技术关键人才,并鼓励创新创业项目人才来锡落户。对引进的高层次人才,在薪酬、住房、子女教育等方面给予一定的扶持。
加强企业与学校之间产教融合,支持本地高校与半导体装备产业龙头企业在人才培养方面开展合作。以市场需求为导向,校企协同制定专业人才培养方案以及人才培养标准。鼓励高校与企业共同参与课程建设,开发实践实训活页式教材。鼓励高校教师对企业员工开展专业知识及技能培养。鼓励企业开展校外实训基地和实习基地建设,提升学生的实践应用能力。
4 结语
半导体装备产业是半导体产业的母机,对半导体产品的质量和性能有着重大的影响。国家政策在资金、税收、人才等方面大力支持半导体装备技术的发展。无锡作为国内集成电路产业的高地,半导体装备产业正处于快速发展期。本文阐述了无锡半导体装备产业发展现状,从市场规模、政策支持及国产替代方面剖析了无锡半导体装备产业的发展机遇,并在优势企业发展、核心技术以及人才供给方面指出了产业发展挑战,并针对开展关键核心技术攻关、引进一批国内外半导体装备龙头企业和引进和培养专业人才等方面探讨了无锡半导体装备产业发展的路径。
基金项目:2023年无锡市科协软科学研究课题(编号:KX-23-C116,KX-23-C115)。
参考文献:
[1]孙丽娜,吴凯.无锡集成电路产业发展现状及自主可控对策研究[J].电脑与电信,2019(3):29-31.
[2]翟斌,陈盛龙,曹文清.国家信创背景下无锡打造世界级集成电路产业集群的发展路径研究[J].产业创新研究,2023(7):23-25.
[3]谢于柳,何远湘,赵瓛,等.半导体装备工程化批产脉动生产线技术应用与研究[J].电子工业专用设备,2023,52(4):11-13.
[4]范福全.中国半导体装备制造业的创新崛起[J].管理学家,2023(1):4-6.
[5]张丞廷,金飞,刘恩廷.国际半导体装备产业主要发展模式及对我国的启示[J].未来与发展,2014(11):15-18.