En cas de conflit entre les politiques de soutien à l'industrie des circuits intégrés et ces avis, ces avis prévaudront. Si le projet « un cas, une discussion » doit mettre en œuvre les politiques pertinentes de cette opinion, cela sera uniformément indiqué dans l'accord de signature et ne sera pas apprécié à plusieurs reprises.

Résumé : L'industrie des semi-conducteurs est l'industrie de base qui soutient la construction de la force scientifique et technologique stratégique de la Chine, et les pièces de semi-conducteurs sont le domaine clé pour déterminer le développement de haute qualité de l'industrie chinoise des semi-conducteurs. Bien que l'industrie chinoise des semi-conducteurs soit dans une phase de développement accéléré, l'industrie nationale des pièces de semi-conducteurs est toujours confrontée à de nombreux problèmes, tels qu'un faible taux de localisation, un soutien et des investissements à long terme insuffisants, une faible capacité d'innovation indépendante des entreprises, une mauvaise coopération en amont et en aval des l'industrie, le manque de formation des talents et de mécanismes d'incitation. Ce document résumera de manière exhaustive les caractéristiques de développement et les entreprises clés de l’industrie mondiale des pièces semi-conductrices, étudiera la taille du marché et le modèle de développement au pays et à l’étranger, et proposera des suggestions de développement pertinentes pour les principaux problèmes auxquels l’industrie nationale des pièces semi-conductrices est actuellement confrontée.

Introduction à 01

Les composants semi-conducteurs sont ceux qui répondent aux exigences des équipements et technologies de semi-conducteurs en termes de matériaux, de structure, de processus, de qualité, de précision, de fiabilité et de stabilité. Parmi ces composants figurent les joints toriques, les modules de transmission EFEM (modules de transmission), les alimentations RF Gen RF, les ventouses électrostatiques ESC, les bagues en silicium et autres pièces structurelles, les pompes à vide, les débitmètres à gaz MFC, les roulements de précision et les têtes de pulvérisation de gaz ShowerHead. Les équipements semi-conducteurs sont composés de milliers de pièces. Leurs performances, leur qualité et leur précision déterminent directement leur fiabilité et leur stabilité, et sont également essentielles à l'essor de la production chinoise de semi-conducteurs haut de gamme. L'industrie chinoise des composants semi-conducteurs a démarré tardivement, son niveau global est faible, sa capacité d'approvisionnement en produits haut de gamme est insuffisante et le problème de la fiabilité, de la stabilité et de la régularité des produits est de plus en plus préoccupant. Dans un contexte macroéconomique et politique mondial de plus en plus complexe, la stratégie de confinement et de répression, dans le contexte de l'essor de l'industrie de haute technologie en Chine, est un phénomène de plus en plus important, qui ne se limite pas seulement au développement de l'industrie des semi-conducteurs haut de gamme en Chine, mais aussi à l'économie numérique en Chine, qui comporte également des risques pour la sécurité et les moyens de subsistance de la population.

02 Classification principale et principales caractéristiques des pièces semi-conductrices

(1) Classification principale des pièces semi-conductrices

Les pièces semi-conductrices sont les composants clés des équipements semi-conducteurs. Selon des statistiques incomplètes, la classification des pièces semi-conductrices dans l'industrie n'a pas encore constitué une norme et il existe principalement les méthodes de classification suivantes.

Selon le processus interne de la cavité typique d'un équipement IC, les pièces peuvent être divisées en cinq catégories : alimentation électrique et contrôle par radiofréquence, transport de gaz, contrôle du vide, contrôle de la température, dispositif de transmission. La catégorie d'alimentation électrique et de contrôle RF comprend le générateur et le matcher RF, l'alimentation DC/AC, etc. Le transport de gaz comprend principalement les contrôleurs de débit, les composants pneumatiques, les filtres à gaz, etc. La catégorie de contrôle du vide comprend la pompe sèche/pompe froide/pompe moléculaire et autres pompes à vide, la vanne de régulation/vanne pendulaire et autres vannes, le manomètre et le joint torique. Le contrôle de la température comprend des plaques chauffantes/tasses statiques, des échangeurs de chaleur et des composants de levage. Les dispositifs de transmission comprennent un bras mécanique, un EFEM, un roulement, une piste de précision, un moteur pas à pas, etc.

Selon les principaux matériaux et fonctions des pièces semi-conductrices, elles peuvent être divisées en douze catégories, notamment les pièces en silicium/carbure de silicium, les pièces en quartz, les pièces en céramique, les pièces métalliques, les pièces en graphite, les pièces en plastique, les pièces sous vide, les joints, les pièces de filtration, les pièces mobiles. pièces, pièces de commande électroniques et autres pièces. Parmi elles, diverses catégories de pièces comprennent également un certain nombre de produits subdivisés, tels que les pièces sous vide, notamment le vacuomètre (mesure du vide de processus), le manomètre à vide, le débitmètre de gaz (MFC), la vanne à vide, la pompe à vide et d'autres pièces clés.

Selon les objets de service des pièces semi-conductrices, les pièces de noyau semi-conducteur peuvent être divisées en deux types, à savoir les pièces de machines de précision et les pièces générales achetées [1]. Les pièces de machines de précision sont généralement conçues par les ingénieurs de chaque entreprise d'équipement de semi-conducteurs, puis le traitement sous-traité ne sera utilisé que pour les équipements de leur propre entreprise, tels que la chambre de traitement, la chambre de transmission, etc., relativement faciles à domestiquer, généralement en surface. le traitement, l'usinage de précision et d'autres exigences technologiques sont élevés ; Les pièces générales achetées sont des pièces générales qui ont été vérifiées depuis longtemps et largement reconnues par de nombreuses usines et fabricants d'équipements. Ils sont plus standardisés et seront utilisés par différentes sociétés d'équipement et également utilisés comme pièces de rechange et consommables dans la chaîne de production. Par exemple, les pièces structurelles en silicone, les joints toriques, les vannes, les jauges, les pompes, la plaque frontale, la pomme de douche à gaz, etc., sont difficiles à localiser en raison de leur grande polyvalence et cohérence, et doivent être certifiées par l'équipement et ligne de fabrication.

Le tableau 1-1 résume les principaux composants et dispositifs à semi-conducteurs utilisés dans un grand nombre de dispositifs et de lignes de production.

Tableau 1-1. Principaux composants et équipements semi-conducteurs pour les principaux services

(Source de données : collecte d'informations sur le réseau)

(2) Principales caractéristiques de l'industrie des pièces semi-conductrices

L’industrie des pièces semi-conductrices se caractérise généralement par une intégration interdisciplinaire et à forte intensité de haute technologie, ainsi que par une taille de marché petite et dispersée, mais elle joue un rôle important dans la chaîne de valeur. D'une manière générale, les pièces d'équipement représentent environ 70 % des dépenses totales d'équipement. Prenons l'exemple de la machine de gravure : dix composants clés représentent 85 % du coût total de l'équipement. Il s'agit du soutien clé à la survie et au développement de l'industrie des semi-conducteurs, et son niveau détermine directement le niveau de base de l'innovation de l'industrie chinoise des semi-conducteurs.

A. Exigences technologiques élevées et élevées en matière de précision et de fiabilité.

Par rapport aux pièces de base d'autres industries, les pièces semi-conductrices, parce qu'elles sont utilisées dans la fabrication de semi-conducteurs de précision, présentent les caractéristiques d'une haute précision, de petits lots, de nombreuses variétés, de tailles spéciales, de processus complexes, d'exigences extrêmement exigeantes, etc. En raison de la particularité des pièces semi-conductrices, les entreprises prennent souvent en compte les exigences fonctionnelles des composites telles que la résistance, la déformation, la résistance à la corrosion, les caractéristiques électroniques, les caractéristiques électromagnétiques et la pureté des matériaux. Les mêmes pièces, si possible utilisées dans les industries traditionnelles, mais dans l'industrie des semi-conducteurs, les éléments clés dans la pureté des matières premières, la cohérence des lots de matières premières, la stabilité de la qualité, la précision du contrôle, le chanfreinage des bords, l'ébavurage, la rugosité et le contrôle de la surface, traitement de surface spécial, lavage propre, emballage sous vide sans poussière, délai de livraison plus élevé, Cela crée une barrière technique très élevée. Par exemple, à mesure que la largeur des lignes lors du traitement des semi-conducteurs devient de plus en plus petite, le processus de photolithographie est extrêmement strict pour contrôler un minimum de polluants. Il contrôle non seulement strictement les particules, mais également la précipitation des ions métalliques des produits filtrants, ce qui impose des exigences élevées pour la production et la fabrication de pièces filtrantes semi-conductrices. À l'heure actuelle, la précision de l'élément filtrant semi-conducteur doit atteindre 1 nanomètre ou même moins, alors que dans d'autres industries, la précision doit être de l'ordre du micron. Dans le même temps, le filtre semi-conducteur doit également garantir la cohérence, ainsi que la résistance chimique et thermique, une forte résistance à la perte, afin d'atteindre les besoins de fabrication de semi-conducteurs, des performances élevées reproductibles, une qualité constante et une propreté ultra-pure du produit et autres exigences élevées.

B. Intégration interdisciplinaire, exigences élevées pour les talents techniques composés.

Il existe de nombreux types de pièces semi-conductrices, couvrant une large gamme et une longue chaîne industrielle. Sa R&D, sa conception, sa fabrication et ses applications impliquent l'intégration interdisciplinaire et multidisciplinaire de matériaux, de machines, de physique, d'électronique et d'instruments de précision, il existe donc une forte demande de talents interdisciplinaires. Prenons comme exemple le mandrin électrostatique utilisé pour fixer la plaquette dans la fabrication de semi-conducteurs. La céramique d'alumine ou la céramique de nitrure d'aluminium sont utilisées comme matériau principal, mais d'autres matériaux conducteurs doivent être ajoutés en même temps pour que la résistivité globale réponde aux exigences fonctionnelles, ce qui nécessite une bonne compréhension de la conductivité thermique, de la résistance à l'usure et de la dureté de matériaux céramiques. Afin d'obtenir les matières premières de base pour répondre aux spécifications techniques de la fabrication des semi-conducteurs ; Deuxièmement, la structure de traitement organique interne de la céramique nécessite une haute précision et la combinaison de la couche de céramique et de la base métallique doit répondre aux exigences d'uniformité et de haute résistance. Par conséquent, la conception structurelle et le traitement du mandrin électrostatique nécessitent des compétences et des connaissances en usinage de précision. Et le traitement de surface du mandrin électrostatique pour atteindre un revêtement d'environ 0.01 micron, en même temps une résistance à haute température, une résistance à l'usure, une durée de vie supérieure à trois ans, par conséquent, le maître de la technologie de traitement de surface et les exigences d'application sont relativement élevées. On peut voir que les talents techniques composites et croisés sont la garantie de base de l'industrie des pièces semi-conductrices.

C. La fragmentation est évidente. Les principales entreprises internationales adoptent principalement une stratégie de développement de lignes multi-produits et de fusions-acquisitions intersectorielles.

Comparé au marché des équipements semi-conducteurs, le marché des pièces semi-conductrices est plus segmenté et fragmenté. L'espace de marché pour un seul produit est restreint et le seuil technique est élevé, de sorte qu'il existe peu d'entreprises de pièces purement semi-conductrices. Les principales entreprises internationales de composants semi-conducteurs adoptent généralement une stratégie de développement de lignes multi-produits intersectorielles, et les composants semi-conducteurs ne sont souvent qu'une des activités de ces grands fabricants de composants. MKS Instruments, par exemple, détient une part de marché importante dans les manomètres/réacteurs à gaz, les alimentations RF/DC, les produits sous vide et les bras robotiques. Outre les applications liées aux semi-conducteurs, les instruments MKS sont largement utilisés dans la fabrication industrielle et dans les sciences de la vie et de la santé. Les fusions, acquisitions et intégrations continues sont également le principal moyen permettant aux principales sociétés internationales de composants de semi-conducteurs d'étendre leur taille. Par exemple, Atlas (Atlas Copco, Suède), l'un des principaux fabricants internationaux d'équipements industriels, n'a cessé de développer son activité de pompes à vide à semi-conducteurs après l'acquisition d'Edwards en 2014. En 2016, Atlas a acquis Leybold Germany, un autre leader dans le domaine de la technologie du vide, et a créé un département distinct de technologie du vide en 2017. En juillet 2019, Atlas a de nouveau acquis l'activité cryogénique de Brooks. L'acquisition, qui inclut la société d'exploitation de pompes cryopompes et la participation de 50 % de Brooks dans Ulvac Cryogenics, renforce encore la compétitivité mondiale de son activité de vide dans le secteur des semi-conducteurs.

03 Taille du marché et modèle de développement des composants semi-conducteurs

(1) Échelle et structure du marché mondial des composants semi-conducteurs

Le marché mondial des pièces semi-conductrices se compose principalement de deux parties selon différents objets de service. Premièrement, les pièces et services associés personnalisés ou achetés par les fabricants mondiaux d’équipements semi-conducteurs. Selon VLSI, le marché des sous-systèmes pour équipements semi-conducteurs représentait un chiffre d'affaires de près de 10 milliards de dollars en 2020, les services de maintenance et de support représentant 46 %, les ventes de composants 32 % et le remplacement et la mise à niveau 22 %. Deuxièmement, les pièces et services associés directement achetés par les fabricants mondiaux de semi-conducteurs en tant que consommables ou pièces de rechange. Selon les données de Xinmou [2], en 2020, le montant des achats de composants d'équipement de première ligne pour les lignes de plaquettes de 8 et 12 pouces en Chine continentale a dépassé le milliard de dollars. La capacité manufacturière chinoise représente environ 12 à 15 % de la capacité mondiale. Compte tenu de la demande d'achat de composants à haute valeur ajoutée apportée par les technologies de pointe, le montant mondial des achats de composants pour les équipements de première ligne de la ligne de tranches de 8 et 12 pouces s'élève à au moins plus de 10 milliards de dollars. Par conséquent, lorsque les deux parties sont combinées, le marché mondial des pièces pour semi-conducteurs peut être estimé entre 20 et 25 milliards de dollars, voire plus.

Bien que la taille globale du marché des pièces semi-conductrices ne représente que moins de 5 % de la taille du marché mondial des semi-conducteurs, qui s'élève à près de 500 milliards de dollars, la valeur des pièces est généralement des dizaines de fois supérieure à leur propre prix, ce qui a une forte capacité et influence de rayonnement industriel. En outre, la technologie clé des composants semi-conducteurs reflète le niveau technologique de l'industrie et des équipements semi-conducteurs d'un pays et occupe une position stratégique très importante. Son progrès technologique est la condition préalable à l’innovation technologique dans l’industrie de l’économie numérique et des applications de l’information en aval.

D'après les données VLSI [3], ZEISS (Lentille optique), instruments MKS (MFC, alimentation RF, produits sous vide), Edwards (pompe à vide), Advanced Energy (alimentations RF), Horiba (MFC), TVA (vannes à vide), Ichor (systèmes de distribution de gaz modulaires et autres composants), Ultra Clean Tech (systèmes d'étanchéité), ASML (composants optiques) et EBARA (pompes sèches).

Tableau 2-1. Classement des 10 premiers fabricants mondiaux de composants semi-conducteurs

(Source des données : rapport annuel de chaque entreprise, collecte d'informations sur le réseau)

Selon les données VLSI de la figure 2-1, la part de marché totale des dix principaux fournisseurs a tendance à être stable à environ 50 % au cours des 10 dernières années. Mais en raison des exigences strictes des composants semi-conducteurs en matière de précision et de qualité, en termes de composants semi-conducteurs uniques, seuls quelques fournisseurs dans le monde peuvent fournir des produits, cela a également conduit à un taux de concentration de composants semi-conducteurs autour de l'industrie de seulement 50 %. , mais la concentration des segments de catégories est souvent supérieure à 80 % à 90 %, l'effet de monopole est évident. Par exemple, dans le domaine des ventouses électrostatiques, il est essentiellement dominé par les entreprises américaines et japonaises de semi-conducteurs (voir tableau 2-2), représentant plus de 95 % de la part de marché, comprenant principalement AMAT (Applied Materials), LAM (Panlin Group), et Shinko (Nippon Electric), TOTO et NTK (entreprises japonaises).

Figure 2-1. La part de marché des 10 plus grands fabricants mondiaux de composants semi-conducteurs reste stable à environ 50 % (source de données : VLSI)

Tableau 2-2. Liste des leaders mondiaux des principaux composants

(Source de données : Jiangfeng Electronics, collecte d'informations sur le réseau)

(2) Échelle et structure du marché des composants semi-conducteurs en Chine

À l'heure actuelle, l'industrie chinoise des pièces semi-conductrices en est encore à ses balbutiements et sa taille globale est petite. Selon les données de Xinmou [2], en 2020, les fabricants locaux de plaquettes chinois (dont principalement SMIC, Huahong Group, China Resources Microelectronics, Changjiang Storage, etc.) ont acheté des pièces d'équipements de canal avant de 8 et 12 pouces à un prix élevé. d'environ 430 millions de dollars. Mais la demande de composants semi-conducteurs devrait rester forte en raison de l'expansion rapide de la capacité nationale de fabrication de plaquettes en Chine, qui devrait ajouter 50 % de la nouvelle capacité d'ici 2023. On estime que la taille du marché des pièces semi-conductrices en Chine dépassera 8 milliards de yuans en 2023 et 12 milliards de yuans en 2025, selon la demande d'achat d'équipements et de pièces dans la chaîne de production.

Malgré la croissance rapide du marché national des pièces semi-conductrices, la capacité technique, le niveau de processus, la précision et la fiabilité des produits des entreprises nationales de pièces détachées sont loin de répondre aux besoins des fabricants nationaux d'équipements et de plaquettes, et le taux global de localisation est encore à un faible niveau. . D'une manière générale, pour l'utilisation de la production de conception personnalisée de pièces de machines de précision, le taux de localisation en Chine est relativement élevé. Parce que les équipements nationaux de semi-conducteurs au stade initial, afin d'atteindre une production de masse le plus rapidement possible pour rattraper le niveau avancé, utilisent souvent leur propre conception, puis laissent les processeurs étrangers (principalement le Japon, un petit nombre de Corée du Sud) traiter mode. En raison de l'usinage de précision des pièces de matières premières par les équipements semi-conducteurs, les méthodes de traitement, le traitement de surface et les emballages de nettoyage ont des exigences particulières, les transformateurs nationaux ne peuvent pas y répondre, en outre, parce que les fournisseurs japonais de technologies de traitement avec les types de traitement des pièces ont une riche expérience, peuvent Il y aura des erreurs dans le processus d'usinage dans la conception et l'ajustement. Plus tard, avec l'expansion progressive du marché intérieur, afin de réduire les coûts et d'assurer la sécurité de la chaîne d'approvisionnement, un petit nombre de fabricants nationaux d'équipements à semi-conducteurs ont commencé à cultiver progressivement des processeurs dans d'autres industries qui ont commencé à se consacrer au traitement de pièces de précision d'équipements à semi-conducteurs. Par conséquent, dans le domaine des pièces de machines de précision, dominé par les fabricants d’équipements, les fabricants nationaux de composants ont fait des progrès rapides. Mais pour les secteurs plus standardisés et fortement dépendants de la concurrence sur le marché pour les pièces achetées en général, le taux de localisation est généralement très faible. La raison principale est que les exigences de conception et de production de ces pièces achetées en général sont très élevées. Même si les échantillons de produits nationaux peuvent atteindre le même niveau, ils doivent encore faire des efforts pour assurer la stabilité de la production de masse. Dans le même temps, comme les entreprises d'équipement nationales viennent de progresser dans la localisation, elles restent passives dans l'achat de pièces générales, se concentrant principalement sur les produits nationaux matures et peu disposées à essayer avec audace les produits nationaux nouvellement fabriqués [1].

Ce sont les principales raisons pour lesquelles la Chine ne parvient toujours pas à parvenir à un niveau « autonome et contrôlable » dans les produits de base des pièces semi-conductrices. Selon les données OEM nationales principales, le fonctionnement quotidien annuel des pièces reçues (y compris les pièces de remplacement pour maintenance et de remplacement en cas de panne) a atteint plus de 2,000 8, mais la part de marché intérieur n'est que d'environ XNUMX %. Les États-Unis et le Japon en détenaient respectivement 59.7 pour cent et 26.7 pour cent. En effet, le marché des pièces haut de gamme est principalement occupé par des fournisseurs américains, japonais et européens ; Le marché des pièces bas de gamme est principalement occupé par des fournisseurs de Corée du Sud et de Taiwan en Chine. La ventouse électrostatique est un élément clé non consommable de l'usine de plaquettes, et le prix unitaire peut atteindre des dizaines, voire des centaines de milliers de DOLLARS. À l'heure actuelle, aucune entreprise nationale ne peut fabriquer des produits matures pertinents, même les matières premières céramiques de nitrure d'aluminium utilisées pour la ventouse électrostatique sont loin des indicateurs techniques requis et la dépendance externe est supérieure à 99 %. En outre, bien que l'industrie des pompes à vide en Chine ait atteint près de 200 milliards de yuans, les produits haut de gamme d'Edwards et d'autres entreprises doivent encore être importés pour les pompes à vide sèches pour semi-conducteurs. Cependant, ces dernières années, avec l'accélération de la nouvelle capacité et de l'expansion de l'industrie nationale des semi-conducteurs, et le retard continu de la livraison des pièces étrangères en raison de l'obstruction des services de logistique et de transport causée par la pandémie de COVID-19, certaines pièces de semi-conducteurs nationales les entreprises à fort potentiel de croissance ont la possibilité d’accélérer le remplacement des pièces semi-conductrices nationales. Par exemple, l'activité de traitement des pommes de douche et des cavités de JIANGfeng Electronics, l'activité de filtres de Cobetter et l'activité de pompes à vide sèches de Tongjia Hongrui. Le tableau 2-3 résume certaines entreprises chinoises dans différents domaines de composants semi-conducteurs.

Tableau 2-3. Principales entreprises nationales de composants semi-conducteurs

(Source de données : collecte d'informations sur le réseau)

04 Les principaux problèmes de localisation des pièces semi-conductrices

(1) Manque d’attention aux pièces et composants, politiques de soutien industriel hors de propos

L’ampleur totale de l’industrie des pièces semi-conductrices se chiffre en milliards. Par rapport à la chaîne industrielle de base des semi-conducteurs, le volume est plus petit, les variétés et spécifications de produits sont diverses, les principales entreprises sont peu nombreuses, la concentration industrielle est faible et les problèmes techniques existants sont dispersés, de sorte qu'on n'y a pas prêté suffisamment d'attention. pendant longtemps. Depuis 2014, dans notre pays, la promotion du développement de l'industrie des semi-conducteurs est devenue une stratégie nationale, puis au moins plus de 30 gouvernements locaux ont introduit une politique de soutien pour promouvoir le développement de l'industrie des semi-conducteurs [9], mais tant au niveau national que local, l'orientation politique plus sur la conception, la fabrication, les tests, l'équipement, les matériaux et l'industrie des pièces semi-conductrices rarement couvertes. En termes de capital, les entreprises de pièces et composants sont rarement favorisées par le capital. Le Fonds national d'investissement dans l'industrie des circuits intégrés investit actuellement moins de 100 millions de yuans dans des pièces semi-conductrices. À la fin de 2020, la valeur marchande totale des sociétés cotées principalement actives dans les pièces de semi-conducteurs (moins de 30 milliards de yuans) ne représentait que 1 % de la valeur marchande totale de toutes les entreprises de la chaîne industrielle des semi-conducteurs (plus de 3 XNUMX milliards de yuans).

(2) Capacité d’innovation relativement arriérée et écart évident dans la technologie de base

Parce que l'industrie des pièces détachées n'a pas retenu l'attention depuis longtemps, elle ne peut qu'une croissance vulgaire, de sorte que la plupart des entreprises nationales de pièces détachées dans l'industrie des semi-conducteurs sont principalement destinées à fournir des services de réparation et de remplacement, les services de nettoyage sont prioritaires, la R&D globale et la capacité d'innovation. est relativement arriéré, reste longtemps au niveau des normes de production bas de gamme et copie des produits étrangers, l'écart technologique de base est évident. Selon le prospectus d'une société cotée en bourse de pièces de semi-conducteurs en Chine, il n'y a que 15 employés en R&D, et l'investissement total en R&D entre 2016 et 2018 est inférieur à 20 millions de yuans, et l'intensité annuelle moyenne des investissements en R&D est inférieure à 5 %. En outre, le manque de capacité d'innovation de l'industrie chinoise des pièces semi-conductrices se reflète également dans le système de normes industrielles imparfait, le grave manque d'investissement dans la recherche fondamentale sur les procédés, le manque d'accès à la technologie des procédés, le manque de combinaison étroite entre la recherche scientifique et pratiques de production et bien d’autres problèmes. Il restreint le développement innovant de la technologie de conception structurelle, de la technologie de fiabilité, de la technologie et des processus de fabrication, ainsi que de la recherche fondamentale sur la performance des matériaux des composants semi-conducteurs.

Tableau 2-4 Principales difficultés techniques des composants semi-conducteurs nationaux

(Source de données : SMIC [4], Jiangfeng Electronics [6], traitement de l'information réseau)

(3) Offre insuffisante d’artisans et manque de mécanisme d’incitation efficace

À l'heure actuelle, le manque de talents dans l'industrie chinoise des semi-conducteurs touche des centaines de milliers de personnes. Bien que la Chine ait introduit une série de mesures de soutien à la formation des talents dans le domaine des semi-conducteurs ces dernières années, un grand nombre de formations dans le domaine des semi-conducteurs se concentrent principalement sur la conception, la fabrication, l'équipement et les matériaux, et la formation des talents dans le domaine des pièces semi-conductrices manque encore. et d'autres industries de base. Dans les matières fondamentales de la réforme du système éducatif, du cadre professionnel, de l'accréditation sur le terrain de la formation d'ingénieur, de la technologie, etc., le manque de planification et d'application globales, des éléments et des composants d'une grave pénurie de programmes de compétences professionnelles de base et professionnelles, mais aussi le manque de défenseur du raffinement, de la recherche de la vérité, de l'innovation, du bon design, du bon guide spirituel artisan crucial [5]. En outre, l'industrie des pièces semi-conductrices est confrontée à de sérieux mécanismes d'incitation aux talents qui ne sont pas en place. Bien que le niveau de salaire global du personnel de l'industrie nationale des semi-conducteurs ait été considérablement amélioré par rapport au précédent, mais pour le traitement mécanique, les instruments de précision, le traitement de surface et d'autres industries requises par les entreprises de pièces et de composants, le salaire des employés est généralement nettement inférieur au niveau moyen de l’industrie des semi-conducteurs. Selon le prospectus d'une entreprise chinoise de pièces de semi-conducteurs, elle ne comptait que 15 employés de recherche et développement avant d'être introduite en bourse, et le salaire annuel du personnel technique de base n'était que de 75,000 30,000 yuans et celui du personnel de recherche et développement ordinaire de seulement XNUMX XNUMX yuans. Le faible niveau des salaires entraîne une grave fuite des cerveaux des entreprises de pièces de semi-conducteurs, ce qui entraîne un cercle vicieux de manque de successeurs dans l'industrie des pièces de base.

(4) Maillons disjoints de la chaîne industrielle et capacité de soutien en amont insuffisante

Les composants semi-conducteurs doivent être soumis à des procédures de vérification rigoureuses et complexes avant de pouvoir être vérifiés par des lignes de production à grande échelle et vendus à grande échelle. Par conséquent, les fabricants de composants doivent coopérer pleinement avec les équipements et les fabricants en aval. À l'heure actuelle, la procédure de vérification en ligne des pièces semi-conductrices en Chine est compliquée et longue. Le degré de coordination entre les fabricants, les fabricants d'équipements et les fabricants nationaux de pièces de semi-conducteurs n'est pas élevé, et il y a un manque de communication et d'interaction efficaces. En conséquence, les deux parties ne maîtrisent pas mutuellement les paramètres de processus et la capacité de correspondance, et le pouvoir de substitution national est insuffisant. En outre, dans le processus d'itération de produits à long terme, les fabricants de composants étrangers existants ont acquis un grand nombre de savoir-faire. Cependant, lors du processus de production d'imitation et d'essai ultérieur, les fabricants nationaux ne peuvent obtenir qu'une apparence similaire. En raison du manque d’expérience et de technologies clés, ils sont éliminés lors de la vérification initiale et ne peuvent pas entrer en application à grande échelle [5]. En outre, les fabricants nationaux de composants semi-conducteurs ne peuvent pas obtenir de soutien en matière de matières premières, d'équipements de production et d'autres liens de soutien, ce qui affecte également la compétitivité de leurs produits. Les pièces semi-conductrices sont généralement une variété de produits avec des exigences de précision de traitement élevées, qui nécessitent des matières premières et des équipements de traitement élevés pour la production de ces pièces et sont coûteuses. En raison de l'influence de l'idée de longue date de « ordinateur central lourd, support léger », l'industrie chinoise n'a pas suffisamment investi dans les domaines de support en amont et en aval des pièces, ce qui a entraîné un écart entre la Chine et les pays étrangers en matière de matières premières et de production. équipement de pièces. Par exemple, le centre d'usinage de haute précision couramment utilisé en Chine pour les pièces métalliques semi-conductrices est à la traîne par rapport aux pays étrangers en termes de précision d'usinage, de stabilité d'usinage, de flexibilité géométrique et d'autres aspects. Par exemple, les alliages d'aluminium, le tungstène et le molybdène, ainsi que le sable de quartz de haute pureté, matières premières pour la fabrication de pièces métalliques haut de gamme, sont essentiellement monopolisés par des entreprises américaines et japonaises. L’approvisionnement monopolistique des matières premières rend les fournisseurs/transformateurs/utilisateurs de matières en aval limités à la passivité. Le principal matériau en verre de quartz (tube/tige/ancrage) provient également d’entreprises des États-Unis, d’Allemagne et du Japon. Pendant longtemps, le manque d'équipements de traitement et de matières premières en amont a conduit la plupart des entreprises chinoises de pièces semi-conductrices à fonctionner à un faible niveau technique. Le niveau des matières premières et des équipements de traitement n'est pas élevé, et les équipements de pointe manquent et ne correspondent pas, ce qui ne peut garantir la cohérence de la qualité des produits et affecte l'amélioration de la qualité des produits.

(5) Les conditions de fabrication limitées affectent la mise à niveau haut de gamme

Comme le processus de fabrication des semi-conducteurs se déroule souvent dans un environnement à haute température et fortement corrosif, environ la moitié des pièces semi-conductrices doivent subir un traitement de surface pour améliorer leur résistance à la corrosion. Par exemple, la chambre de gravure au plasma d'un équipement de gravure de semi-conducteurs se trouve dans un environnement plasma à haute densité, à forte corrosion et à haute activité. La chambre et ses composants sont facilement corrodés par le plasma. Afin de prolonger la durée de vie de ces composants, l'oxydation anodique est souvent utilisée à la surface des matériaux à base d'aluminium (aluminium et alliage d'aluminium). Le plasma peut réduire efficacement la corrosion de la cavité et d'autres matériaux à base d'aluminium. Et les exigences environnementales de plus en plus strictes de la Chine, pour la majorité des technologies de traitement de surface telles que le sablage, la pulvérisation, la galvanoplastie, l'oxydation des anodes, etc., ont contrôlé le développement, ce qui a donné lieu à certaines technologies de traitement de surface haut de gamme, par exemple l'oxydation par micro-arc, l'oxydation par micro-arc, la pulvérisation finale, les revêtements céramiques Y2O3, etc., l'écart domestique toujours plus grand, affectent également directement les performances des pièces et la qualité des produits, bien que les fabricants chinois puissent façonner les pièces de valve, les têtes de pulvérisation de gaz de pomme de douche, les pièces en céramique et d'autres pièces selon les dessins , leur développement est limité par la fondation car ils ne peuvent résoudre les problèmes de matériaux et de traitement de surface. En outre, certaines technologies de pointe en matière de composants semi-conducteurs sont limitées par « l'embargo », et les entreprises nationales manquent de dessins et de données précises, ce qui les empêche d'évoluer vers des technologies haut de gamme. Par exemple, les vacuomètres basse tension produits par MKS ont toujours dû demander une licence d'exportation pour pouvoir être achetés [6].

05 Suggestions sur le développement de l'industrie des pièces semi-conductrices en Chine

(1) Attacher de l'importance à la conception de haut niveau et guider le développement industriel

Le secteur des pièces pour semi-conducteurs, qui a longtemps dépendu fortement des pays avancés comme les États-Unis et le Japon, doit accorder davantage d’attention à une conception de haut niveau. Il est suggéré d'élaborer un plan spécial de développement de l'industrie des composants semi-conducteurs, le plan ou la feuille de route, de déterminer le cadre stratégique à long terme du développement de l'industrie et, à différentes périodes, en fonction de la situation de développement au pays et à l'étranger, de mettre en place les politiques et programmes appropriés pour organiser guider le développement de l'industrie, a également attiré l'attention de l'ensemble de la société, en particulier la commercialisation du capital de l'industrie des composants semi-conducteurs.

(2) Mettre en place des projets industriels spéciaux pour stimuler l'innovation

Afin de réaliser le développement rapide et la prospérité de l’industrie des pièces semi-conductrices, le plus fondamental est de renforcer la capacité d’innovation indépendante. À l'heure actuelle, l'industrie chinoise des pièces de semi-conducteurs ne peut pas obtenir une garantie complète de la chaîne d'approvisionnement des semi-conducteurs uniquement par l'imitation et la technologie de suivi, mais uniquement par l'innovation indépendante. Bien que certaines entreprises de pièces détachées aient été soutenues dans le cadre du programme spécial 02 [7], des efforts supplémentaires doivent être déployés. Il est recommandé dans le plan national de science et de technologie d'établir séparément une industrie spéciale de pièces de semi-conducteurs, de diriger les entreprises nationales communes de composants de semi-conducteurs, les parties des instituts nationaux de plate-forme d'innovation technologique ou de se préparer à construire, de rassembler des forces en ciblant le point de percée et la direction principale, d'adhérer à des principes indépendants. recherche et développement en matière d'innovation, nous efforçons de surmonter un lot de bases industrielles technologiques de base clés. Nous établirons un système d'innovation technologique dans lequel les entreprises jouent un rôle de premier plan et les entreprises, les universités, les instituts de recherche et les applications sont combinés et guiderons la recherche et le développement. des technologies de pointe, des technologies de base et des technologies génériques clés dans le domaine des composants semi-conducteurs au niveau national.

(3) Combler les lacunes politiques et renforcer les orientations en matière d’investissement

L’industrie des pièces semi-conductrices est une industrie où la concurrence est totale sur le marché. En raison de la petite échelle, de la grande quantité et du faible profit des entreprises nationales de pièces détachées, les investissements en recherche et développement de nouveaux produits et technologies ne peuvent pas être comparés à ceux des grandes entreprises internationales, il est donc difficile de gagner par la seule concurrence sur le marché. Cependant, dans le contexte géopolitique international actuel, il est nécessaire que le gouvernement mette en œuvre des politiques spéciales pertinentes pour guider, soutenir et aider les entreprises nationales de pièces de semi-conducteurs à se développer rapidement. Il est suggéré que les principaux produits développés indépendamment par les entreprises nationales de pièces de semi-conducteurs soient subventionnés et soutenus par des financements nationaux et locaux, que la protection des droits de propriété intellectuelle des produits conçus indépendamment soit renforcée et que les pièces de semi-conducteurs soient incluses dans le catalogue d'achats du gouvernement pour la première fois. ensemble. Encourager toutes sortes de fonds industriels nationaux et de capital social à investir activement dans les entreprises de pièces de semi-conducteurs et aider au développement des entreprises nationales de pièces de semi-conducteurs via le marché des capitaux.

4) Augmenter l'introduction et la formation des talents et renforcer l'offre de talents

Renforcer globalement la culture et l'introduction de talents en ingénierie, en recherche et en composés dans les domaines liés aux pièces semi-conductrices [8]. Les grands instituts de recherche sont encouragés à créer des postes de formation postuniversitaire et postdoctorale dans le domaine des pièces et composants semi-conducteurs, et à s'appuyer sur les grands projets nationaux d'ingénierie et les grands projets scientifiques et technologiques pour former des talents de premier plan dans l'ingénierie et la technologie des pièces et composants semi-conducteurs. Nous préconisons que les entreprises, les écoles et les instituts de recherche scientifique dispensent conjointement un enseignement professionnel et une formation sur le terrain, promouvons activement le mode de coopération école-entreprise pour former conjointement un personnel qualifié, par le biais d'un enseignement sur ordre école-entreprise, d'une formation centralisée, d'une formation directionnelle. ou une formation confiée, un grand nombre de personnel qualifié de pièces semi-conductrices, renforcent l'offre de talents. Nous présenterons activement les leaders et les talents en matière de technologie d'ingénierie à l'étranger par divers moyens, encouragerons les gouvernements locaux à introduire des politiques de talents pour l'infrastructure technologique de base et les principaux entrepreneurs dans le domaine des composants semi-conducteurs, améliorerons constamment le mécanisme d'incitation aux talents et stimulerons la vitalité de développement industriel.

(5) Promouvoir la liaison des pièces et assurer un approvisionnement indépendant

Promouvoir la « liaison » des pièces de la chaîne d'approvisionnement basée sur les semi-conducteurs et les produits et équipements de pièces à déconnexion complètement inversée, la fabrication, grâce aux directives du gouvernement, encourager les usines de fabrication et d'équipement nationales à jouer le rôle d'organisation et de coordination des grandes lignes de production, les fabricants de pièces locaux collaboratifs à travers JieBang 1, courses de chevaux, recherche directionnelle de diverses manières, telles que renforcer la coopération de la chaîne industrielle, réaliser le développement coordonné de l'ordinateur central et des pièces de base. Soutenir les projets de fabrication de semi-conducteurs ou d'ingénierie d'équipement menés par les gouvernements nationaux ou locaux, donner la priorité aux opportunités nationales de vérification des produits de pièces de semi-conducteurs et accorder certaines subventions de risque. Encourager les fabricants de machines, d'électronique, de produits chimiques et d'autres équipements à développer et développer activement leur activité de semi-conducteurs, sur la base de leur propre base technique, à développer des produits haut de gamme pour répondre aux besoins des équipements à semi-conducteurs, à consolider et à améliorer davantage la présentation des produits et à renforcer l'indépendance. fourniture de pièces domestiques.

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