W przypadku sprzeczności pomiędzy politykami wspierającymi przemysł układów scalonych a tymi opiniami, opinie te będą miały pierwszeństwo. Jeżeli projekt „jedna sprawa, jedna dyskusja” wymaga wdrożenia odpowiednich zasad niniejszej opinii, zostanie to jednoznacznie wskazane w podpisanej umowie i nie będzie wykorzystywane wielokrotnie.

Streszczenie: Przemysł półprzewodników jest głównym przemysłem wspierającym budowanie strategicznej siły naukowej i technologicznej Chin, a części półprzewodnikowe są kluczowym obszarem determinującym wysokiej jakości rozwój chińskiego przemysłu półprzewodników. Chociaż chiński przemysł półprzewodników znajduje się na etapie przyspieszania rozwoju, krajowy przemysł części półprzewodnikowych nadal boryka się z wieloma problemami, takimi jak niski wskaźnik lokalizacji, niewystarczające długoterminowe wsparcie i inwestycje, słaba niezależna zdolność innowacyjna przedsiębiorstw, słaba współpraca na wczesnym i niższym szczeblu łańcucha dostaw branży, brak szkolenia talentów i mechanizmu motywacyjnego. W artykule kompleksowo podsumujemy charakterystykę rozwoju i kluczowe przedsiębiorstwa światowego przemysłu części półprzewodnikowych, przeanalizujemy wielkość rynku i schemat rozwoju w kraju i za granicą, a także przedstawimy odpowiednie sugestie rozwojowe dotyczące głównych problemów stojących obecnie przed krajowym przemysłem części półprzewodnikowych.

Wprowadzenie do 01

Części półprzewodnikowe odnoszą się do tych części, które spełniają wymagania sprzętu półprzewodnikowego i technologii pod względem materiału, struktury, procesu, jakości i dokładności, niezawodności i stabilności. Takie jak pierścień uszczelniający O-Ring, EFEM (moduł transmisyjny), zasilacz RF Gen RF, przyssawka elektrostatyczna ESC, pierścień krzemowy Si i inne części konstrukcyjne, pompa próżniowa, przepływomierz gazu MFC, łożyska precyzyjne, głowica natryskowa ShowerHead. Sprzęt półprzewodnikowy składa się z tysięcy części, wydajność, jakość i precyzja części bezpośrednio decydują o niezawodności i stabilności sprzętu, jest również kluczowymi podstawowymi elementami chińskiej zdolności produkcyjnej półprzewodników do skoku w górę. Krajowy przemysł części półprzewodnikowych rozpoczął się późno, ogólny poziom przemysłu części półprzewodnikowych w Chinach jest niski, zdolność dostaw produktów wysokiej klasy jest niewystarczająca, a problem niskiej niezawodności, stabilności i spójności produktu jest coraz bardziej widoczny. W coraz bardziej złożonej globalnej polityce makroekonomicznej i gospodarczej, tłumienie strategii powstrzymywania na tle rozwoju przemysłu zaawansowanych technologii w Chinach to zjawisko, które jest coraz bardziej widoczne, nie ograniczając się tylko do rozwoju przemysłu półprzewodników wysokiej jakości w Chinach, ale także do gospodarki cyfrowej w Chinach, środków utrzymania i bezpieczeństwa ludzi, co również niesie ze sobą ryzyko, którego nie można nie doceniać.

02 Główna klasyfikacja i główne cechy części półprzewodnikowych

(1) Główna klasyfikacja części półprzewodnikowych

Części półprzewodnikowe są kluczowymi elementami sprzętu półprzewodnikowego. Według niepełnych statystyk klasyfikacja części półprzewodnikowych w branży nie stworzyła jeszcze standardu i istnieją głównie następujące metody klasyfikacji.

Zgodnie z wewnętrznym procesem panującym w typowej wnęce sprzętu IC, części można podzielić na pięć kategorii: zasilanie i sterowanie częstotliwością radiową, transport gazu, kontrola próżni, kontrola temperatury, urządzenie transmisyjne. Kategoria zasilania i sterowania RF obejmuje generator i urządzenie dopasowujące RF, zasilacz DC/AC itp. Transport gazu obejmuje głównie regulatory przepływu, komponenty pneumatyczne, filtry gazu i tak dalej. Kategoria kontroli próżni obejmuje pompę suchą/zimną pompę/pompę molekularną i inne pompy próżniowe, zawór sterujący/zawór wahadłowy i inne zawory, manometr i pierścień uszczelniający typu O-ring. Kontrola temperatury obejmuje płyty grzewcze/kubki statyczne, wymienniki ciepła i elementy podnoszące. Urządzenia transmisyjne obejmują ramię mechaniczne, EFEM, łożysko, precyzyjną gąsienicę, silnik krokowy itp.

Według głównych materiałów i funkcji części półprzewodnikowych można je podzielić na dwanaście kategorii, w tym części z węglika krzemu/krzemu, części kwarcowe, części ceramiczne, części metalowe, części grafitowe, części z tworzyw sztucznych, części próżniowe, uszczelki, części filtracyjne, części ruchome części, elektroniczne części sterujące i inne części. Wśród nich różne kategorie części obejmują również szereg podzielonych produktów, takich jak części próżniowe, w tym wakuometr (pomiar próżni procesowej), manometr podciśnienia, przepływomierz gazu (MFC), zawór próżniowy, pompa próżniowa i inne kluczowe części.

Ze względu na przedmiot usług części półprzewodnikowych, części rdzenia półprzewodnikowego można podzielić na dwa typy, a mianowicie precyzyjne części maszyn i części nabywane ogólnie [1]. Precyzyjne części maszyn są zwykle projektowane przez inżynierów każdej firmy produkującej sprzęt półprzewodnikowy, a następnie zlecane przetwarzanie na zewnątrz będzie wykorzystywane wyłącznie w sprzęcie własnej firmy, takim jak komora procesowa, komora transmisyjna itp., Stosunkowo łatwe do udomowienia, zazwyczaj na jego powierzchni obróbka, precyzyjna obróbka i inne wymagania technologiczne są wysokie; Części kupowane ogólnie to pewne części ogólne, które zostały sprawdzone przez długi czas i powszechnie uznawane przez wiele fabryk i producentów sprzętu. Są bardziej znormalizowane i będą używane przez różnych producentów sprzętu, a także jako części zamienne i materiały eksploatacyjne na linii produkcyjnej. Na przykład silikonowe części konstrukcyjne, pierścień uszczelniający typu O-ring, zawory, manometry, pompy, płyta czołowa, głowica prysznicowa gazowa itp. są trudne do zlokalizowania ze względu na ich dużą wszechstronność i konsystencję i muszą być certyfikowane na podstawie sprzętu i linia produkcyjna.

Tabela 1-1 podsumowuje główne produkty składowe i urządzenia półprzewodnikowe stosowane w dużej liczbie urządzeń i linii produkcyjnych.

Tabela 1-1. Główne komponenty i sprzęt półprzewodnikowy dla głównych usług

(Źródło danych: zestawienie informacji o sieci)

(2) Główne cechy przemysłu części półprzewodnikowych

Przemysł części półprzewodnikowych charakteryzuje się zazwyczaj wysoką intensywną technologią, interdyscyplinarną integracją, małą i rozproszoną wielkością rynku, ale odgrywa ważną rolę w łańcuchu wartości. Ogólnie rzecz biorąc, części sprzętu stanowią około 70% całkowitych wydatków na sprzęt. Weźmy na przykład maszynę do trawienia. Dziesięć kluczowych komponentów stanowi 85% całkowitego kosztu sprzętu. Jest to kluczowe wsparcie dla przetrwania i rozwoju przemysłu półprzewodników, a jego poziom bezpośrednio determinuje podstawowy poziom innowacyjności chińskiego przemysłu półprzewodników.

A. Intensywna technologia, wysokie wymagania dotyczące dokładności i niezawodności.

W porównaniu z podstawowymi częściami innych gałęzi przemysłu, części półprzewodnikowe, ponieważ są stosowane w precyzyjnej produkcji półprzewodników, charakteryzują się wysoką precyzją, małymi partiami, wieloma odmianami, specjalnymi rozmiarami, złożonym procesem, niezwykle wymagającymi wymaganiami itp. Ze względu na specyfikę części półprzewodnikowych przedsiębiorstwa często biorą pod uwagę złożone wymagania funkcjonalne, takie jak wytrzymałość, odkształcenie, odporność na korozję, właściwości elektroniczne, właściwości elektromagnetyczne i czystość materiału. Te same części, jeśli to możliwe, stosowane w tradycyjnych gałęziach przemysłu, ale w przemyśle półprzewodników, kluczowe części dotyczące czystości surowców, konsystencji partii surowców, stabilności jakości, dokładności kontroli, fazowania krawędzi, gratowania, chropowatości i kontroli powierzchni, specjalna obróbka powierzchni, czyste mycie, próżniowe pakowanie bezpyłowe, wymagany czas realizacji jest wyższy, Tworzy bardzo wysoką barierę techniczną. Na przykład, w miarę jak szerokość linii przetwarzania półprzewodników staje się coraz mniejsza, proces fotolitografii jest niezwykle rygorystyczny w zakresie kontroli minimalnych zanieczyszczeń. Nie tylko ściśle kontroluje cząstki, ale także wytrącanie jonów metali z produktów filtracyjnych, co stawia wysokie wymagania w zakresie produkcji i wytwarzania półprzewodnikowych części filtrów. Obecnie wymagana jest dokładność półprzewodnikowego elementu filtrującego rzędu 1 nanometra lub nawet poniżej, podczas gdy w innych gałęziach przemysłu wymagana jest precyzja rzędu mikronów. Jednocześnie filtr półprzewodnikowy musi również zapewniać konsystencję, a także odporność chemiczną i cieplną, dużą odporność na zrzucanie, aby osiągnąć potrzeby produkcji półprzewodników powtarzalnej wysokiej wydajności, stałej jakości i ultraczystej czystości produktu i innych wysokie wymagania.

B. Integracja interdyscyplinarna, wysokie wymagania wobec złożonych talentów technicznych.

Istnieje wiele rodzajów części półprzewodnikowych, obejmujących szeroki zakres i długi łańcuch przemysłowy. Jej prace badawczo-rozwojowe, projektowanie, produkcja i zastosowanie obejmują interdyscyplinarną i multidyscyplinarną integrację materiałów, maszyn, fizyki, elektroniki i precyzyjnych instrumentów, dlatego istnieje duże zapotrzebowanie na talenty interdyscyplinarne. Weźmy jako przykład uchwyt elektrostatyczny używany do mocowania płytki w produkcji półprzewodników. Jako główny materiał stosuje się ceramikę z tlenku glinu lub ceramikę z azotku glinu, ale jednocześnie należy dodać inne materiały przewodzące, aby ogólna rezystywność spełniała wymagania funkcjonalne, co wymaga dobrego zrozumienia przewodności cieplnej, odporności na zużycie i twardości materiały ceramiczne. W celu uzyskania podstawowych surowców spełniających specyfikacje techniczne produkcji półprzewodników; Po drugie, wewnętrzna struktura przetwarzania organicznego ceramiki wymaga dużej precyzji, a połączenie warstwy ceramicznej i podstawy metalowej musi spełniać wymagania jednorodności i wysokiej wytrzymałości. Dlatego projektowanie konstrukcyjne i obróbka uchwytu elektrostatycznego wymaga umiejętności i wiedzy w zakresie precyzyjnej obróbki. A obróbka powierzchni uchwytu elektrostatycznego osiąga powłokę o grubości około 0.01 mikrona, jednocześnie odporność na wysoką temperaturę, odporność na zużycie, żywotność przekracza trzy lata, dlatego mistrz technologii obróbki powierzchni i wymagania dotyczące aplikacji są stosunkowo wysokie. Można zauważyć, że talenty techniczne typu kompozytowego i krzyżowego są podstawową gwarancją przemysłu części półprzewodnikowych.

C. Fragmentacja jest oczywista. Wiodące przedsiębiorstwa międzynarodowe przyjmują głównie strategię rozwoju linii wielu produktów międzybranżowych oraz strategię fuzji i przejęć.

W porównaniu z rynkiem sprzętu półprzewodnikowego rynek części półprzewodnikowych jest bardziej podzielony i rozdrobniony. Przestrzeń rynkowa dla pojedynczego produktu jest niewielka, a próg techniczny wysoki, dlatego istnieje niewiele firm produkujących wyłącznie części półprzewodnikowe. Wiodące międzynarodowe przedsiębiorstwa produkujące komponenty półprzewodnikowe zazwyczaj przyjmują międzybranżową strategię rozwoju linii wielu produktów, a komponenty półprzewodnikowe są często tylko jednym z obszarów działalności tych dużych producentów komponentów. Na przykład MKS Instruments ma duży udział w rynku manometrów/reaktorów gazowych, zasilaczy RF/DC, produktów próżniowych i ramion robotycznych. Oprócz zastosowań półprzewodnikowych, przyrządy MKS są szeroko stosowane w produkcji przemysłowej oraz naukach o życiu i zdrowiu. Ciągłe fuzje, przejęcia i integracja to także główne sposoby zwiększania skali działalności wiodących międzynarodowych firm zajmujących się komponentami półprzewodnikowymi. Na przykład Atlas (Atlas Copco, Szwecja), wiodący międzynarodowy producent sprzętu przemysłowego, po przejęciu firmy Edwards w 2014 roku stale rozwija swoją działalność związaną z półprzewodnikowymi pompami próżniowymi. W 2016 roku Atlas przejął firmę Leybold Germany, kolejnego lidera w dziedzinie technologii próżniowej, a w 2017 roku utworzył oddzielny dział technologii próżniowej. W lipcu 2019 roku Atlas ponownie przejął działalność kriogeniczną firmy Brooks. Przejęcie, które obejmuje spółkę obsługującą pompy kriogeniczne i 50% udziałów Brooksa w Ulvac Cryogenics, jeszcze bardziej wzmacnia globalną konkurencyjność jej działalności próżniowej w sektorze półprzewodników.

03 Wielkość rynku i schemat rozwoju komponentów półprzewodnikowych

(1) Skala i struktura światowego rynku komponentów półprzewodnikowych

Globalny rynek części półprzewodnikowych składa się głównie z dwóch części w zależności od różnych obiektów usługowych. Po pierwsze, części i powiązane usługi dostosowane lub zakupione przez światowych producentów sprzętu półprzewodnikowego. Według VLSI sprzedaż na rynku podsystemów sprzętu półprzewodnikowego w 10 r. wyniosła prawie 2020 miliardów dolarów, przy czym usługi konserwacji i wsparcia stanowiły 46%, sprzedaż komponentów – 32%, a wymiana i modernizacja – 22%. Po drugie, części i powiązane usługi kupowane bezpośrednio przez światowych producentów półprzewodników jako materiały eksploatacyjne lub części zamienne. Według danych Xinmou [2] w 2020 r. wartość zakupu podstawowych komponentów wyposażenia do linii płytek 8-calowych i 12-calowych w Chinach kontynentalnych przekroczyła 1 miliard dolarów. Zdolność produkcyjna Chin stanowi około 12-15% świata. Biorąc pod uwagę zapotrzebowanie na komponenty o wysokiej wartości dodanej wynikające z zaawansowanej technologii, globalna kwota zamówień na komponenty do podstawowego sprzętu 8-calowego i 12-calowego z płytkami półprzewodnikowymi wynosi co najmniej ponad 10 miliardów dolarów. Dlatego po połączeniu obu części światowy rynek części półprzewodnikowych można oszacować na 20–25 miliardów dolarów lub więcej.

Chociaż całkowita wielkość rynku części półprzewodnikowych wynosi tylko mniej niż 5% światowej wielkości rynku półprzewodników wynoszącej prawie 500 miliardów dolarów, wartość części jest zwykle dziesiątki razy większa od ich ceny, co ma dużą zdolność i wpływ na promieniowanie przemysłowe. Ponadto kluczowa technologia elementów półprzewodnikowych odzwierciedla poziom technologiczny krajowego przemysłu i sprzętu półprzewodnikowego i ma bardzo ważną pozycję strategiczną. Postęp technologiczny jest warunkiem wstępnym innowacji technologicznych w dalszej części gospodarki cyfrowej i branży aplikacji informacyjnych.

Według danych VLSI [3], ZEISS (soczewka optyczna), instrumenty MKS (MFC, zasilacz RF, produkty próżniowe), Edwards (pompa próżniowa), Advanced Energy (zasilacze RF), Horiba (MFC), VAT (zawory próżniowe), Ichor (modułowe systemy dostarczania gazu i inne komponenty), Ultra Clean Tech (systemy uszczelniające), ASML (elementy optyczne) i EBARA (suche pompy).

Tabela 2-1. Ranking 10 największych na świecie producentów komponentów półprzewodnikowych

(Źródło danych: raport roczny każdej spółki, zestawienie informacji o sieci)

Według danych VLSI przedstawionych na rysunku 2-1, całkowity udział w rynku dziesięciu największych dostawców w ciągu ostatnich 50 lat utrzymuje się na stabilnym poziomie około 10%. Jednak ze względu na rygorystyczne wymagania dotyczące komponentów półprzewodnikowych dotyczące precyzji i jakości, w odniesieniu do pojedynczych komponentów półprzewodnikowych, na świecie tylko kilku dostawców może dostarczyć produkty, doprowadziło to również do tego, że chociaż komponenty półprzewodnikowe w całym przemyśle współczynnik koncentracji wynosi tylko 50% , ale koncentracja w segmencie kategorii często przekracza 80% do 90%, efekt monopolu jest oczywisty. Na przykład w dziedzinie przyssawek elektrostatycznych są w zasadzie zdominowane przez amerykańskie i japońskie przedsiębiorstwa półprzewodnikowe (patrz tabela 2-2), posiadające ponad 95% udziału w rynku, do których zaliczają się głównie AMAT (Applied Materials), LAM (Panlin Group) oraz Shinko (Nippon Electric), TOTO i NTK (przedsiębiorstwa japońskie).

Rysunek 2-1. Udział w rynku 10 największych producentów komponentów półprzewodnikowych na świecie utrzymuje się na stabilnym poziomie około 50% (źródło danych: VLSI)

Tabela 2-2. Lista światowych liderów w dziedzinie głównych produktów składowych

(Źródło danych: Jiangfeng Electronics, zestawienie informacji o sieci)

(2) Skala i struktura rynku komponentów półprzewodnikowych w Chinach

Obecnie chiński przemysł części półprzewodnikowych jest wciąż w powijakach, a jego ogólna skala jest niewielka. Według danych Xinmou [2], w 2020 roku chińscy lokalni producenci płytek (w tym głównie SMIC, Huahong Group, China Resources Microelectronics, Changjiang Storage itp.) zakupili po kosztach części 8-calowego i 12-calowego sprzętu z kanałem przednim około 430 milionów dolarów. Oczekuje się jednak, że popyt na komponenty półprzewodnikowe pozostanie duży ze względu na szybki rozwój krajowych mocy produkcyjnych płytek w Chinach, który ma zwiększyć o 50% nowych mocy produkcyjnych do 2023 r. Szacuje się, że wielkość rynku części półprzewodnikowych w Chinach przekroczy 8 miliardów juanów w 2023 r. i 12 miliardów juanów w 2025 r., zgodnie z zapotrzebowaniem na sprzęt i części na liniach produkcyjnych.

Pomimo szybkiego rozwoju krajowego rynku części półprzewodnikowych, możliwości techniczne, poziom procesu, dokładność produktów i niezawodność przedsiębiorstw zajmujących się częściami krajowymi są dalekie od zaspokojenia potrzeb producentów sprzętu domowego i płytek, a ogólny wskaźnik lokalizacji jest nadal na niskim poziomie . Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku stosowania niestandardowych projektów precyzyjnych części maszyn wskaźnik lokalizacji w Chinach jest stosunkowo wysoki. Ponieważ krajowy sprzęt półprzewodnikowy w początkowej fazie, aby jak najszybciej osiągnąć masową produkcję, aby dogonić zaawansowany poziom, często korzysta z własnej konstrukcji, a następnie pozwala na przetwarzanie zagranicznym (głównie Japonii, niewielkiej liczbie Korei Południowej) procesorom tryb. Ze względu na sprzęt półprzewodnikowy precyzyjną obróbkę surowców, metody przetwarzania, obróbkę powierzchni i czyszczenie opakowań mają specjalne wymagania, których krajowi przetwórcy nie są w stanie spełnić, dodatkowo ponieważ japońscy dostawcy technologii przetwarzania zajmujący się rodzajami przetwarzania części mają bogate doświadczenie, mogą można znaleźć w procesie obróbki pewne błędy w projektowaniu i dostosowaniu. Później, wraz ze stopniową ekspansją rynku krajowego, w celu obniżenia kosztów i zapewnienia bezpieczeństwa łańcucha dostaw, niewielka liczba krajowych producentów sprzętu półprzewodnikowego zaczęła stopniowo kultywować procesory w innych branżach, które zaczęły poświęcać się precyzyjnemu przetwarzaniu części sprzętu półprzewodnikowego. Dlatego też w dziedzinie precyzyjnych części maszyn, w której dominują producenci sprzętu, krajowi producenci komponentów poczynili szybki postęp. Jednak w przypadku bardziej standardowych, w dużym stopniu zależnych od konkurencji rynkowej w zakresie ogólnie kupowanych części, wskaźnik lokalizacji jest zazwyczaj bardzo niski. Głównym powodem jest to, że wymagania projektowe i produkcyjne tych ogólnie kupowanych części są bardzo wysokie. Nawet jeśli przykładowe części produktów krajowych mogą osiągnąć ten sam poziom, nadal muszą dołożyć starań, aby zapewnić stabilność masowej produkcji. Jednocześnie, ponieważ przedsiębiorstwa produkujące sprzęt gospodarstwa domowego poczyniły właśnie postępy w lokalizacji, w dalszym ciągu pozostają bierne w zakupach części ogólnych, koncentrując się głównie na rodzimych dojrzałych produktach i niechętnie odważnie wypróbowują krajowe nowo wyprodukowane produkty [1].

Są to główne powody, dla których Chiny nadal nie mogą osiągnąć „autonomii i kontroli” w podstawowych produktach składających się z części półprzewodnikowych. Według krajowych danych głównego nurtu OEM, roczna dzienna eksploatacja otrzymanych części (w tym części zamiennych w ramach konserwacji i części zamiennych po awarii) osiągnęła ponad 2,000, ale udział w rynku krajowym wynosi tylko około 8%. USA i Japonia miały odpowiednio 59.7 proc. i 26.7 proc. W rzeczywistości rynek części z najwyższej półki jest zajęty głównie przez dostawców amerykańskich, japońskich i europejskich; Rynek części z niższej półki zajęty jest głównie przez Dostawców z Korei Południowej i chińskiego Tajwanu. Przyssawka elektrostatyczna jest kluczową, niezużywalną częścią fabryki płytek, a cena jednostkowa sięga dziesiątek, a nawet setek tysięcy dolarów. Obecnie żadne przedsiębiorstwo krajowe nie jest w stanie wytwarzać odpowiednich dojrzałych produktów, nawet surowce ceramiczne z azotku glinu stosowane do przyssawki elektrostatycznej są dalekie od wymaganych wskaźników technicznych, a zależność zewnętrzna przekracza 99%. Ponadto, chociaż skala przemysłu pomp próżniowych w Chinach osiągnęła prawie 200 miliardów juanów, wysokiej klasy produkty Edwardsa i innych przedsiębiorstw w dalszym ciągu muszą być importowane do suchych pomp próżniowych do półprzewodników. Jednakże w ostatnich latach, wraz z przyspieszeniem nowych mocy produkcyjnych i rozwojem krajowego przemysłu półprzewodników oraz ciągłymi opóźnieniami w dostawach zagranicznych części z powodu utrudnień w usługach logistycznych i transportowych spowodowanych pandemią COVID-19, niektóre krajowe części półprzewodnikowe firmy o dużym potencjale wzrostu mają szansę przyspieszyć wymianę krajowych części półprzewodnikowych. Na przykład dział ShowerHead i przetwarzanie wnęk firmy JIANGfeng Electronics, dział filtrów firmy Cobetter oraz dział suchych pomp próżniowych firmy Tongjia Hongrui. Tabela 2-3 podsumowuje niektóre chińskie przedsiębiorstwa z różnych dziedzin komponentów półprzewodnikowych.

Tabela 2-3. Główne krajowe firmy produkujące komponenty półprzewodnikowe

(Źródło danych: zestawienie informacji o sieci)

04 Główne problemy lokalizacji części półprzewodnikowych

(1) Brak uwagi na części i komponenty, nie na miejscu polityka wsparcia przemysłowego

Całkowita skala przemysłu części półprzewodnikowych liczy się w miliardach. W porównaniu z głównym łańcuchem przemysłowym półprzewodników objętość jest mniejsza, odmiany produktów i specyfikacje są różne, wiodące przedsiębiorstwa są nieliczne, koncentracja przemysłowa jest niska, a istniejące problemy techniczne są rozproszone, więc nie poświęcono im wystarczającej uwagi przez długi czas. Od 2014 roku w naszym kraju promowany będzie rozwój przemysłu półprzewodników, zgodnie ze strategią krajową, wówczas co najmniej ponad 30 samorządów lokalnych wprowadziło politykę wsparcia promującą rozwój przemysłu półprzewodników [9], ale zarówno na poziomie krajowym, jak i lokalnym, polityka koncentruje się więcej na temat projektowania, produkcji, testowania, sprzętu, materiałów, branży części półprzewodnikowych, rzadko omawianych. Jeśli chodzi o kapitał, przedsiębiorstwa produkujące części i komponenty rzadko są faworyzowane przez kapitał. Krajowy fundusz inwestycyjny IC Industry Investment Fund inwestuje obecnie mniej niż 100 milionów juanów w części półprzewodnikowe. Do końca 2020 r. całkowita wartość rynkowa spółek giełdowych zajmujących się głównie częściami półprzewodnikowymi (mniej niż 30 miliardów juanów) stanowi zaledwie 1% całkowitej wartości rynkowej wszystkich przedsiębiorstw należących do sieci branży półprzewodników (ponad 3 biliony juanów).

(2) Stosunkowo zacofane możliwości innowacyjne i oczywista luka w podstawowej technologii

Ponieważ przemysł części nie przyciągał uwagi przez długi czas, może jedynie wulgarny rozwój, więc większość krajowych przedsiębiorstw zajmujących się częściami w branży półprzewodników ma głównie świadczyć usługi naprawy i wymiany, priorytetem są usługi sprzątania, ogólna działalność badawczo-rozwojowa, zdolność innowacyjna jest stosunkowo zacofany, długo utrzymuje się na poziomie najniższego standardu produkcji i kopiuje produkty zagraniczne, podstawowa luka technologiczna jest oczywista. Zgodnie z prospektem emisyjnym notowanej na giełdzie firmy produkującej części półprzewodnikowe w Chinach zatrudnionych jest tylko 15 pracowników badawczo-rozwojowych, a całkowite inwestycje w prace badawczo-rozwojowe w latach 2016–2018 wyniosły niecałe 20 milionów juanów, a średnia roczna intensywność inwestycji w prace badawczo-rozwojowe wynosi mniej niż 5%. Ponadto brak zdolności innowacyjnych chińskiego przemysłu części półprzewodnikowych znajduje również odzwierciedlenie w niedoskonałym systemie standardów branżowych, poważnym niedoborze inwestycji w podstawowe badania nad procesami, braku dostępu do technologii procesowej, braku ścisłego połączenia badań naukowych i praktyka produkcyjna i wiele innych problemów. Ogranicza innowacyjny rozwój technologii projektowania strukturalnego, technologii niezawodności, technologii i procesu produkcyjnego oraz podstawowych badań wydajności materiałów elementów półprzewodnikowych.

Tabela 2-4 główne problemy techniczne krajowych elementów półprzewodnikowych

(Źródło danych: SMIC [4], Jiangfeng Electronics [6], przetwarzanie informacji sieciowych)

(3) Niewystarczająca podaż rzemieślników i brak skutecznego mechanizmu motywacyjnego

Obecnie luka talentów w chińskim przemyśle półprzewodników sięga setek tysięcy ludzi. Chociaż Chiny wprowadziły w ostatnich latach szereg środków wsparcia w szkoleniu talentów w zakresie półprzewodników, duża liczba szkoleń dla talentów w zakresie półprzewodników koncentruje się głównie na projektowaniu, produkcji, sprzęcie i materiałach, a nadal brakuje uwagi szkoleniu talentów w zakresie części półprzewodnikowych i inne podstawowe gałęzie przemysłu. W przypadku podstawowych przedmiotów, takich jak reforma systemu edukacji, ustawienia zawodowe, akredytacja kształcenia inżynierskiego, technologia itp. w miejscu pracy, brak ogólnego planowania i egzekwowania, części i elementów prowadzących do poważnych niedoborów w programie nauczania podstawowych i zawodowych umiejętności zawodowych, ale także brak zwolenników wyrafinowania, poszukiwania prawdy, innowacyjności, dobrego projektowania, dobrego rzemieślnika, dobrego przewodnika duchowego [5]. Ponadto branża części półprzewodnikowych stoi przed poważnym problemem, nie istnieje mechanizm motywowania talentów. Chociaż ogólny poziom wynagrodzeń personelu krajowego przemysłu półprzewodników został znacznie poprawiony w porównaniu z poprzednim rokiem, ale w przypadku obróbki mechanicznej, instrumentów precyzyjnych, obróbki powierzchni i innych gałęzi przemysłu wymaganych przez przedsiębiorstwa zajmujące się częściami i komponentami, wynagrodzenie pracowników jest na ogół znacznie niższe niż średni poziom przemysłu półprzewodników. Zgodnie z prospektem emisyjnym chińskiej firmy produkującej części półprzewodnikowe przed wejściem na giełdę zatrudniała ona jedynie 15 pracowników badawczo-rozwojowych, a roczne wynagrodzenie podstawowego personelu technicznego wynosiło zaledwie 75,000 30,000 juanów, a zwykłego personelu badawczo-rozwojowego – tylko XNUMX XNUMX juanów. Niski poziom wynagrodzeń prowadzi do poważnego drenażu mózgów w firmach produkujących części półprzewodnikowe, co skutkuje błędnym kołem braku następców w branży podstawowych części.

(4) Rozłączne ogniwa łańcucha przemysłowego i niewystarczająca zdolność wsparcia na wyższym szczeblu łańcucha dostaw

Komponenty półprzewodnikowe muszą przejść rygorystyczne i złożone procedury weryfikacji, zanim będą mogły zostać zweryfikowane na liniach produkcyjnych na dużą skalę i sprzedane na dużą skalę. Dlatego producenci komponentów muszą w pełni współpracować z urządzeniami i producentami działającymi na późniejszym etapie łańcucha dostaw. Obecnie procedura weryfikacji on-line części półprzewodnikowych w Chinach jest skomplikowana i długotrwały. Stopień koordynacji pomiędzy producentami, producentami sprzętu i krajowymi producentami części półprzewodnikowych nie jest wysoki, brakuje też skutecznej komunikacji i interakcji. W rezultacie obie strony nie kontrolują wzajemnie parametrów procesu i możliwości dopasowania, a krajowa moc zastępcza jest niewystarczająca. Ponadto w procesie długoterminowej iteracji produktu obecni zagraniczni producenci komponentów zgromadzili dużą liczbę know-how. Jednak w późniejszym procesie imitacji i próbnej produkcji krajowi producenci mogą osiągnąć jedynie podobny wygląd. Ze względu na brak doświadczenia i kluczowych technologii są one eliminowane przy wstępnej weryfikacji i nie mogą wejść do zastosowań na dużą skalę [5]. Ponadto krajowi producenci komponentów półprzewodnikowych nie mogą uzyskać wsparcia w postaci surowców i urządzeń produkcyjnych oraz innych ogniw pomocniczych, co również wpływa na konkurencyjność ich produktów. Części półprzewodnikowe to na ogół różnorodne produkty o wysokich wymaganiach dotyczących dokładności przetwarzania, które wymagają wysokich surowców i sprzętu przetwarzającego do produkcji tych części i są drogie. Ze względu na wpływ ukształtowanej od dawna koncepcji „ciężkiego komputera typu mainframe i lekkiego podparcia” chiński przemysł poważnie niedostatecznie inwestuje w górne i dolne obszary części pomocniczych, co prowadzi do luki między Chinami a innymi krajami w zakresie surowców i produkcji wyposażenie części. Na przykład wysoce precyzyjne centrum obróbcze powszechnie stosowane w półprzewodnikowych częściach metalowych w Chinach pozostaje w tyle za innymi krajami pod względem dokładności obróbki, stabilności obróbki, elastyczności geometrycznej i innych aspektów. Na przykład stop aluminium, wolfram i molibden, a także piasek kwarcowy o wysokiej czystości, surowce do produkcji wysokiej klasy części metalowych, są w zasadzie zmonopolizowane przez firmy amerykańskie i japońskie. Monopolistyczna podaż surowców sprawia, że ​​dalsi dostawcy/przetwórcy/użytkownicy materiałów ograniczają się do bierności. Główny materiał ze szkła kwarcowego (rura/pręt/kotwiczenie) pochodzi również z firm ze Stanów Zjednoczonych, Niemiec i Japonii. Przez długi czas brak sprzętu i surowców do przetwarzania wyższego szczebla doprowadził do funkcjonowania większości przedsiębiorstw produkujących części półprzewodnikowe w Chinach na niskim poziomie technicznym. Poziom surowców i urządzeń technologicznych nie jest wysoki, brakuje zaawansowanego sprzętu i jest on niedopasowany, co nie gwarantuje stałej jakości produktu i wpływa na poprawę jakości produktu.

(5) Ograniczone warunki produkcyjne wpływają na modernizację z najwyższej półki

Ponieważ proces produkcji półprzewodników często odbywa się w wysokiej temperaturze i środowisku silnie korozyjnym, około połowa części półprzewodnikowych musi zostać poddana obróbce powierzchniowej, aby poprawić ich odporność na korozję. Na przykład komora do trawienia plazmowego sprzętu do trawienia półprzewodników znajduje się w środowisku plazmy o dużej gęstości, wysokiej korozji i wysokiej aktywności. Komora i jej elementy łatwo ulegają korozji pod wpływem plazmy. Aby przedłużyć żywotność tych elementów, często stosuje się utlenianie anodowe na powierzchni materiałów bazowych aluminium (aluminium i stop aluminium). Plazma może skutecznie zmniejszyć korozję wnęki i innych materiałów na bazie aluminium. Coraz bardziej rygorystyczne wymagania środowiskowe Chin dotyczące większości technologii obróbki powierzchni, takich jak piaskowanie, natryskiwanie, galwanizacja, utlenianie anod itd., podlegają kontrolowanemu rozwojowi, w wyniku czego powstają zaawansowane technologie obróbki powierzchni, na przykład utlenianie mikrołukiem, wysokiej jakości natryskiwanie końcowe, powłoki ceramiczne Y2O3 itp., szczelina domowa stale większa, również bezpośrednio wpływa na wydajność części i jakość produktów, chociaż chińscy producenci mogą kształtować części zaworów, głowice natryskowe gazowe, części ceramiczne i inne części zgodnie z rysunkami , ich rozwój jest ograniczony przez fundament, ponieważ nie są w stanie rozwiązać problemów materiałów i obróbki powierzchni. Ponadto niektóre najnowocześniejsze technologie elementów półprzewodnikowych są ograniczone „embargiem”, a krajowym przedsiębiorstwom brakuje rysunków i precyzyjnych danych, co uniemożliwia im ewolucję w stronę technologii high-end. Przykładowo, wakuometr niskiego napięcia produkcji MKS zawsze musiał ubiegać się o pozwolenie na zakup na eksport [6].

05 Sugestie dotyczące rozwoju przemysłu części półprzewodnikowych w Chinach

(1) Przywiązuj wagę do projektowania na najwyższym poziomie i kieruj rozwojem przemysłowym

Sektor części półprzewodnikowych, który od dawna w dużym stopniu opiera się na krajach rozwiniętych, takich jak Stany Zjednoczone i Japonia, musi zwracać większą uwagę na projektowanie na najwyższym poziomie. Sugerowane poprzez sporządzenie specjalnego planu rozwoju branży komponentów półprzewodnikowych, planu lub planu działania, określenie długoterminowych ram strategicznych rozwoju branży oraz w różnych okresach, w zależności od sytuacji rozwojowej w kraju i za granicą, ustalenie odpowiednich polityk i programów w celu uporządkowania kierować rozwojem przemysłu, spowodował także uwagę całego społeczeństwa, zwłaszcza urynkowienie kapitału komponentów półprzewodnikowych.

(2) Utworzenie specjalnych projektów przemysłowych w celu stymulowania innowacji

Aby zapewnić szybki rozwój i dobrobyt branży części półprzewodnikowych, najważniejsze jest zwiększenie zdolności do niezależnych innowacji. Obecnie chiński przemysł części półprzewodnikowych nie może zapewnić kompleksowej gwarancji łańcucha dostaw półprzewodników jedynie poprzez technologię imitacji i śledzenia, jedynie poprzez niezależne innowacje. Chociaż niektóre przedsiębiorstwa zajmujące się częściami otrzymały specjalne wsparcie 02 [7], należy podjąć dalsze wysiłki. Zalecane w krajowym planie nauki i technologii oddzielnie ustanowiło specjalny przemysł części półprzewodnikowych, wspólne krajowe komponenty półprzewodnikowe wiodące przedsiębiorstwa, części platformy innowacji technologicznych krajowych instytutów lub przygotowujące się do budowy, gromadzą mocne strony ukierunkowane na punkt przełomowy i główny kierunek, przestrzegają niezależnych badania i rozwój w zakresie innowacji, dążymy do przezwyciężenia partii kluczowej bazy przemysłowej technologii. Ustanowimy system innowacji technologicznych, w którym przedsiębiorstwa odgrywają wiodącą rolę, a przedsiębiorstwa, uniwersytety, instytuty badawcze i aplikacje są połączone oraz będą kierować badaniami i rozwojem technologii najnowocześniejszych, technologii podstawowych i kluczowych technologii generycznych w zakresie elementów półprzewodnikowych na poziomie krajowym.

(3) Uzupełnianie luk w polityce i wzmocnienie wytycznych inwestycyjnych

Przemysł części półprzewodnikowych to branża charakteryzująca się pełną konkurencją rynkową. Ze względu na małą skalę, dużą ilość i zysk z cienkich produktów krajowych przedsiębiorstw zajmujących się częściami, inwestycji w badania i rozwój w nowe produkty i technologie nie można porównywać z inwestycjami dużych międzynarodowych przedsiębiorstw, dlatego trudno jest wygrać samą konkurencją rynkową. Jednakże w obecnym międzynarodowym kontekście geopolitycznym konieczne jest, aby rząd wdrożył odpowiednią specjalną politykę, która będzie wyznaczać kierunki, wspierać i pomagać w szybkim rozwoju krajowych przedsiębiorstw zajmujących się częściami półprzewodnikowymi. Sugeruje się, że główne produkty opracowane niezależnie przez krajowe przedsiębiorstwa produkujące części półprzewodnikowe powinny być dotowane i wspierane przez finanse krajowe i lokalne, należy wzmocnić ochronę praw własności intelektualnej niezależnie zaprojektowanych produktów, a części półprzewodnikowe powinny po raz pierwszy zostać włączone do rządowego katalogu zamówień ustawić. Zachęcaj wszelkiego rodzaju krajowe fundusze przemysłowe i kapitał społeczny do aktywnego inwestowania w przedsiębiorstwa produkujące części półprzewodnikowe oraz pomagaj w rozwoju krajowych przedsiębiorstw zajmujących się częściami półprzewodnikowymi za pośrednictwem rynku kapitałowego.

4) Zwiększenie liczby wprowadzanych talentów i szkoleń oraz wzmocnienie podaży talentów

Kompleksowe wzmocnienie kultywacji i wprowadzenia talentów inżynieryjnych, badawczych i złożonych w dziedzinach związanych z częściami półprzewodnikowymi [8]. Duże instytucje badawcze zachęca się do tworzenia stanowisk podyplomowych i stacji roboczych podoktorskich w dziedzinie części i komponentów półprzewodnikowych oraz polegają na dużych krajowych projektach inżynieryjnych oraz dużych projektach naukowo-technologicznych w celu szkolenia wiodących talentów w dziedzinie inżynierii i technologii części i komponentów półprzewodnikowych. Opowiadamy się za wspólnym prowadzeniem przez przedsiębiorstwa, szkoły i instytucje naukowo-badawcze kształcenia zawodowego i doskonalenia zawodowego, aktywnie promujemy model współpracy szkoła-przedsiębiorstwo w celu wspólnego kształtowania wykwalifikowanej kadry, poprzez kształcenie na zlecenie szkoła-przedsiębiorstwo, szkolenia scentralizowane, szkolenia kierunkowe lub powierzone szkolenia, duża liczba wykwalifikowanych pracowników zajmujących się częściami półprzewodnikowymi, wzmacniają podaż talentów. Będziemy aktywnie wprowadzać na różne sposoby zagranicznych liderów technologii inżynieryjnych i brakujące talenty, zachęcać samorządy lokalne do wprowadzenia polityki w zakresie talentów dla rdzenia technologii podstawowych i wiodących przedsiębiorców w dziedzinie komponentów półprzewodnikowych, stale ulepszać mechanizm motywowania talentów i stymulować żywotność rozwój przemysłowy.

(5) Promuj łączenie części i zapewniaj niezależne dostawy

Promowanie „połączenia” części łańcucha dostaw opartego na półprzewodnikach oraz całkowite odwrotne rozłączanie części produktów i sprzętu, produkcja, zgodnie z wytycznymi rządowymi, zachęcanie krajowych fabryk i fabryk sprzętu do odgrywania roli organizacji i koordynacji dużej linii produkcyjnej, współpracy lokalnych producentów części poprzez JieBang 1, wyścigi konne, badania kierunkowe na różne sposoby, takie jak wzmocnienie współpracy łańcucha branżowego, realizacja skoordynowanego rozwoju komputerów mainframe i podstawowych części. Wspieraj projekty dotyczące produkcji półprzewodników lub inżynierii sprzętu prowadzone przez władze krajowe lub lokalne, traktuj priorytetowo możliwości weryfikacji produktów w zakresie krajowych części półprzewodnikowych i zapewniaj określone dotacje na ryzyko. Zachęcanie producentów maszyn, elektroniki, części sprzętu chemicznego i innego sprzętu do aktywnego rozwijania i rozszerzania działalności w zakresie półprzewodników w oparciu o własną bazę techniczną, opracowywania produktów wyższej klasy w celu zaspokojenia potrzeb sprzętu półprzewodnikowego, dalszej konsolidacji i ulepszania układu produktów oraz wzmacniania niezależnych dostawa części krajowych.

Zastrzeżenie: ten artykuł został przedrukowany z „Zhu Jing”, artykuł ten przedstawia jedynie osobiste poglądy autora, nie reprezentuje poglądów Sakwei i branży, można go jedynie przedrukować i udostępnić, wspierać ochronę praw własności intelektualnej, proszę wskazać oryginał źródło i autor, w przypadku naruszenia prosimy o kontakt w celu usunięcia.