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从市场寻找“芯”机遇 多家上市公司论道世界半导体大会

2022-08-20 来源:上海证券报 作者:◎记者 李兴彩

从市场寻找“芯”机遇

多家上市公司论道世界半导体大会

◎记者 李兴彩

8月18日,2022世界半导体大会暨南京国际半导体博览会在南京国际博览中心开幕。中国科学院院士、深圳大学校长毛军发等多位半导体业内人士认为,应用需求驱动半导体技术和产业发展,绕开摩尔定律成为半导体发展的一大新方向。

上海证券报记者采访了解到,应用需求驱动半导体技术发展,也给中国半导体产业及相关上市公司带来新机遇,多家上市公司在碳化硅、氮化镓等材料,以及Chiplet(小芯片)等先进封装技术上取得一系列进展。

应用引领产业绕开摩尔定律

“现在,集成电路有了两个发展方向:一是延续摩尔定律,把晶体管做得更小;二是绕开摩尔定律,集成系统就是绕开摩尔定律的路线之一。”毛军发在大会主题演讲中大胆预测,过去60年是集成电路(IC)的时代,可能未来60年将会是集成系统(IS)的时代。

1965年,戈登·摩尔(Intel创始人之一)提出著名的“摩尔定律”,即每18个月,集成电路上可容纳晶体管数目增加一倍,性能提升一倍。此后,集成电路产业一直沿着摩尔定律发展。不断进步的制程技术是产业发展最大驱动力,贯穿了PC、智能手机时代。

进入智能化时代,万物互联的应用更加多元化,这些全新的、分散化的应用需求不需要最先进的集成电路制造技术,而新材料、新工艺的发展也给集成电路开辟了新的发展路径。这些由应用驱动的、绕开摩尔定律的领域发展势头正旺,成为集成电路发展的一大方向。

“集成系统技术也可以称为异质集成技术。”毛军发认为,集成电路前道芯片工艺设计和后道封装界限越来越模糊。集成系统就是将各种芯片、元器件、天线等通过3D封装等技术集成为一个系统,通过整体设计来提升效率、突破芯片的一些功能极限等,并降低成本、缩短研发周期。

事实上,集成系统不是新概念,最近大热的Chiplet就是典型的异质集成技术。Chiplet将不同工艺节点、不同规格、模块化的裸芯片封装为一颗大芯片(系统芯片),可以得到性能和成本的平衡,在同样制程下实现更高性能。早在2017年,AMD就把这个技术应用到其处理器产品上。

先进封装迎来新机遇

应用驱动异质集成技术的发展,让半导体封装技术在整个产业链中的地位变得更加重要。TSV(硅通孔)技术、3D封装、晶圆级封装、Chiplet等封装技术迎来更大市场,相关上市公司、创业公司也纷纷涌进该赛道。

芯原股份董事长戴伟民在大会演讲中表示,Chiplet 是IP组合和芯片设计能力的综合体现,公司已经为其找到多个落地场景:一是平板电脑,苹果已经在其平板上采用了Chiplet技术;二是自动驾驶。

“封测技术在后摩尔时代会持续推动半导体产业发展,Chiplet是未来方向。”通富微电副总经理胡文龙在大会演讲中介绍,5G、物联网、大数据、云计算、人工智能、汽车电子等是应用端的主要驱动力,引导这个驱动力的一大因素是先进封装。封装技术较好地解决了半导体高性能与性价比问题,将不断推动整个器件向高端应用发展。

通富微电在近期接受机构调研时披露,公司大力开发扇出型(Fan-out)、晶圆级、倒装等封装技术并扩充其产能,积极布局Chiplet、2.5D、3D等顶尖封装技术,多个新项目及产品在2021年进入量产阶段,并已形成新的盈利增长点。

晶方科技在互动易平台表示,Chiplet是行业发展的趋势之一,是多种复杂先进封装技术和标准的综合,晶圆级TSV技术是此技术路径的一个重要部分。公司也在研究该技术路径的走向,并与合作伙伴共同寻找合适的产品应用。

Chiplet技术也对封装设备、材料等提出新的需求,给相关公司带来新机遇。比如,兴森科技在互动易平台表示,FCBGA(倒装芯片球栅格阵列)封装基板是Chiplet技术中需要使用到的封装材料,目前公司FCBGA封装基板项目建设按计划推进中,尚未投产。

此外,Chiplet也受到创业公司和资本的青睐。近日,易卜半导体“落户”上海宝山的上海机器人产业园。易卜半导体具有自主研发的晶圆级扇出型封装、Chiplet和3D芯片等先进封装的技术,其主导的月产能6万片的12英寸先进封装产线启动建设,预计明年底量产。

碳化硅产业链步入快车道

绕开摩尔定律的另外一个分支是新材料在集成电路中的应用,碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)在功率器件中的应用就是典型。

“我们发布的碳化硅产品广受光伏逆变器厂商欢迎。”在本次大会上,华润微副总裁马卫清介绍,光伏是功率器件的一大应用市场,需要大量的IGBT、SiC。在其看来,碳化硅在光伏逆变器一定会大量替代硅器件。

新洁能近日在半年报透露,公司逐步实现对SiC/GaN宽禁带半导体功率器件的研发与产业化,目前已推出1200V 60mohm规格的SiC MOSFET样品,预计下半年向客户送样测试;公司将在第三季度推出SiC MOSFET系列的多个产品,预计今年下半年推向市场,主要目标市场是光伏逆变和汽车。在GaN HEMT方面,公司目前也推出了650V 175mohm的样品,预计今年下半年可以对客户送样评估。

Yole预测,2021年全球碳化硅功率器件的市场规模约10亿美元,预计到2025年将超过37亿美元,年复合增长率超过34%。

电动汽车是碳化硅器件的另外一大“主战场”。斯达半导董事长沈华表示,越来越多的车企开始使用碳化硅MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)模块方案,需求增速非常快。

事实上,在新能源汽车、光伏逆变器、电力电子等市场需求带动下,国内的碳化硅产业链正在快速突破、蓬勃发展。其中,在产业的瓶颈衬底片、外延片领域,多家公司取得新进展。

比如,在导电型碳化硅衬底片领域,露笑科技进展飞快,预计8月衬底片出货量可达到500至1000片,今年年底可达到5000片/月的产能。公司表示,预计2023年4月产能达到1万片/月,2023年能够实现年产20万片的产能规划。

此外,天岳先进也投资25亿元扩产6英寸导电型碳化硅衬底材料。