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半导体存储器芯片大投入待突破

发布时间:2017-04-01



 

 

存储芯片作为集成电路的三大品类之一,目前广泛应用于内存、消费电子、智能终端和固态存储硬盘等领域,其销售额占整个芯片产业的比重超过25%,反映了一个国家或地区的半导体发展水平。巨大的市场需求是存储器发展的最大动力,信息安全和产业安全则是实施存储器战略的需求。

2014年中国存储芯片市场规模达到2465.5亿元,占国内集成电路市场份额的23.7%。但存储芯片基本依靠进口,每年进口存储芯片的金额高达600亿美元。中国半导体集成电路芯片的自主率非常低,过去三年只维持在20%左右的水平。如果要做到自主率到40%以上,还要提高一倍的成长空间,那么中国半导体集成电路芯片国内产值至少要增加到1万亿以上。无论是NAND Flash还是DRAM,国产存储芯片市场比例较小。国内存储芯片已经取得了一些进展,但总体看仍处于起步阶段。无论是DRAM还是NAND Flash等领域,核心技术、专利等仍主要掌握在三星、东芝、SK海力士、美光、SanDiskIntel等海外厂商手中。中国必须发展自己的存储器,也有这个能力,否则永远依赖于人、受制于人

通信行业能够跨越“工程师红利陷进”,进入“科技红利”的关键要素是“有效研发投入转换系数”。它是综合考虑行业整体科研投入、专利,高素质教育等数据进行二次算法处理的一个数值。半导体集成电路芯片行业的“有效研发投入”非常低,长时间内几乎没有增长。从本质而言,半导体集成电路芯片的“有效研发投入”是电子行业“有效研发投入转换系数”的最关键要素。在1997—2000年,2013—2016年,半导体集成电路芯片和电子行业的“有效研发投入”呈现明显关联关系,这两个时期是中国半导体集成电路芯片产业的两次大投入时期,2013—2016年这一时期,相信不用说大家都很清楚,是国家大基金为代表的中国半导体集成电路领域大扩张。那么1995-2000年的大投入时期,是中国半导体历史上赫赫有名、为中国军工、航天航空半导体建功立勋的“九零工程”。半导体集成电路芯片行业的“有效研发投入”决定了中国电子科技行业“有效研发投入”,半导体集成电路芯片领域的突破,将直接决定中国电子科技领域“有效研发投入转换系数”的突破。不仅如此,半导体集成电路芯片行业还决定了通信行业能否再上一个新台阶。可以说,半导体集成电路芯片行业是中国科技产业不得不寻求突破的“上甘岭”!

2013—2016年半导体集成电路芯片领域的大投入,才仅仅是大扩张的序章而已,这一次的大投入将远超当年的“九零工程”,我们可以发挥想象力,2014年国家大基金成立而拉开中国半导体集成电路芯片领域第二次大投入序章,将使得“有效研发投入”快速提升,如果提升到电子和通信行业平均水平,那么半导体集成电路行业“有效研发投入”,2017—2020年,将提高5-10倍。

2013-2016年,中国进口半导体存储器金额逐年提升,从2013年占比进口总金额比例的19.96%,提升到2016年占比30%2016年进口半导体存储器超过680亿美金。2013-2016年,中国半导体集成电路进口金额保持平稳,四年时间下滑-1.8%,而半导体存储器,四年时间增长了47.5%,进口金额从461.7亿元,增长到681.3亿元美金。半导体存储器芯片是中国半导体集成电路的“痛点”。2016年,韩国对华出口半导体将近占比对华出口金额的60%,出口金额超过360亿美金,其中绝大部分主要是存储器芯片,占据中国进口存储器芯片680亿美金的52%

韩国半导体月出口额在20167月以前,维持在40-55亿美金左右水平,不过自去年8月起开始大幅度提升,2017 1月份提高到64亿美元,20172月提高到65亿美金,同比增长了57%,金额连续第2个月创下历史新高纪录,其中最主要贡献是来自对华的出口。从出口项目看,2月份韩国DRAMNAND FLASH等存储器产品出口额达42亿美元、较去年同期增长超过80%,存储器芯片占据出口产品比例超过65%。从出口国别来看,韩国出口至中国的半导体金额达43亿美元、占总体出口比重高达近70%

即使不考虑国家战略,单从经济利益看,每年超过680亿美金的存储器芯片进口,超过4500亿人民币的市场空间,难道我们就甘心将巨大蛋糕拱手让于他人?如果一旦萨德入韩,局势不可预期,存储器如果禁运对中国国防、科技行业的影响是不可估量的,就像当年“巴统组织”对中国国防和高科技领域的封锁一样。这不是危言耸听!储存器就是一个国家科技战略的命脉,2015年国内紫光集团230亿美元收购美国企业Micron被否,侧面证明美国对存储信息安全的重视程度(Micron是美国本土唯一的存储芯片公司)。

半导体集成电路芯片是科技领域的基石!通过“九零工程”中国建立了自己的6寸、8寸硅片和晶圆产线,初步实现半导体集成电路的自主化,对国防军工的意义是重大的,资本市场对于“九零工程”是陌生而遥远,过于抽象。那么,我们可以说的具体一点,神舟飞船等2000年至今以来一系列的国家重大工程项目就是“九零工程”的具体贡献的体现。

2014年国家大基金成立开启的第二次大投入序章。2014924号,国家大基金成立是具有标志性意义的,我们统计了2014—2016年三年以来,中央和各省市合计预期投入的金额规模超过4650亿人民币,而2016年中国国内半导体集成电路产值也才4300亿,第二次大投入的力度远超过当年的第一次大投入。本轮大投入参与范围之广,也不是第一次可以相比较的,从中央到地方政府,到全社会各个企业,就如同今天许多上市公司张口闭嘴,言必称集成电路芯片,否则你都不好意思出去见人。我们采用“科技红利”分析方法看第二次大投入,2004年之后,到2014年,中国半导体集成电路芯片行业的“有效研发投入”基本是“零增长”,体现在“有效研发投入产值”上,是快速下滑。而2004—2014年这十年时间,也正是中国半导体集成电路芯片进口快速提升的时期,芯片的进口超过石油,每年2200-2300亿美金进口额,折合人民币是1.5万亿。2004—2014年的十年时间,中国半导体集成电路芯片产业几乎是“零增长”的“有效研发投入”,不仅严重制约了产业的发展,也严重制约了中国电子制造、通信行业的进一步发展。这一切在2014年得到了改变,国家大基金成立后,2014—2016年,中国半导体集成电路产业开始大比例“有效研发投入”,由2014年的系数1.25,提升到5.63,提升了3.5倍,期间“有效研发投入产值”增长了1.26倍。已经呈现明显的“科技红利”扩张趋势。这一时期,中国国内半导体集成电路产值从3015亿元提升到4335亿元,增长了43.7%。可以说,第二次大投入所初步取得的经济效益是有目共睹的。2017-2018年中国大陆预计新增12寸产能89.5万片/月,是现有产能31万片/月的288%。其中大陆产商,武汉新芯、长江存储、合肥长鑫、晋华集成、中芯国际等合计产能是75.5万片/月,占比2017-2018年新增产能的84.3%。其中中国三大存储器产商,合肥长鑫、长江存储、晋华集成,合计产能是48.5万片/月,占比新增产能的54.2%

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中国半导体集成电路芯片领域的2014年开启的第二次大投入是党中央十年布局的厚积薄发,最关键的指标就是高素质的科技人才培养。十年时间,452万研究生,如果我们按照一级学科电子科学与技术,二级学科微电子学与固体电子学进行预计,半导体集成电路芯片领域研究生占比10-15%,就是45.2—67.8万人,已经基本具备“科技红利”转型的人才基础,这也是中国半导体集成电路芯片产业开启2014—2024年十年大投入、大扩张的最关键生产力。

以兆易创新为例,公司拟以发行股份及支付现金的方式收购北京矽成100%股权。北京矽成100%股权的交易价格暂定为65亿元。公司表示,上市公司与标的公司均主要从事集成电路存储芯片及其衍生产品的研发、技术支持和销售,交易完成后可以形成良好的规模效应。本次交易将为上市公司引进存储芯片研发设计领域的优秀研发人员以及国际化管理团队,为上市公司国际化纵深发展注入动力。

长江存储和中科院微电子研究所联合承担的3D NAND Flash存储器研发项目取得新进展,323D NAND Flash芯片顺利通过电学特性等各项指标测试,达到预期要求,实现了工艺器件和电路设计的整套技术验证,向产业化道路迈出关键一步。

紫光集团宣布投资约2063亿元在南京建设半导体产业基地,一期建成后,将是中国规模最大的芯片制造工厂,月产量将达10万片。  据悉,紫光南京半导体产业基地已于近日开工建设,主要产品为3D NAND FlashDRAM存储芯片等,占地面积约1500亩。项目一期投资约687.67亿元。

国产存储芯片发展面临巨大的机遇与挑战。国内厂商积极开展存储芯片相关研发和产业化工作,并取得了阶段性进展。随着资金、政策、人员等各种条件的成熟,行业发展拐点已经来临。以2014年国家大基金开启的中国半导体集成电路芯片领域的第二次大投入为开端,中国半导体集成电路芯片产业可能将迎来“超白金时代”!