In caso di conflitto tra le politiche di sostegno all'industria dei circuiti integrati e questi pareri, prevarranno questi pareri. Se il progetto "un caso, una discussione" necessita di attuare le politiche pertinenti del presente parere, dovrà essere uniformemente indicato nell'accordo firmato e non dovrà essere utilizzato ripetutamente.

Riassunto: L'industria dei semiconduttori è il principale settore di supporto per costruire la forza scientifica e tecnologica strategica della Cina, e le parti dei semiconduttori sono l'area chiave per determinare lo sviluppo di alta qualità dell'industria cinese dei semiconduttori. Sebbene l'industria cinese dei semiconduttori sia in una fase di sviluppo accelerato, l'industria nazionale delle parti di semiconduttori si trova ancora ad affrontare molti problemi, come il basso tasso di localizzazione, il supporto e gli investimenti a lungo termine insufficienti, la debole capacità di innovazione indipendente delle imprese, la scarsa cooperazione a monte e a valle delle imprese. l’industria, la mancanza di formazione dei talenti e di meccanismi di incentivazione. Questo documento riassumerà in modo esauriente le caratteristiche di sviluppo e le imprese chiave dell’industria globale delle parti di semiconduttori, studierà le dimensioni del mercato e il modello di sviluppo in patria e all’estero e presenterà suggerimenti di sviluppo pertinenti per i principali problemi che l’industria nazionale delle parti di semiconduttori deve affrontare attualmente.

Introduzione a 01

I componenti a semiconduttore si riferiscono a quei componenti che soddisfano i requisiti delle apparecchiature e della tecnologia dei semiconduttori in termini di materiale, struttura, processo, qualità, precisione, affidabilità e stabilità. Tra questi, l'anello di tenuta O-Ring, l'EFEM (modulo di trasmissione), l'alimentatore RF Gen, la ventosa elettrostatica ESC, l'anello in silicio e altri componenti strutturali, la pompa per vuoto, il misuratore di portata del gas MFC, i cuscinetti di precisione e il soffione doccia. Le apparecchiature a semiconduttore sono composte da migliaia di componenti; le prestazioni, la qualità e la precisione dei componenti determinano direttamente l'affidabilità e la stabilità dell'apparecchiatura, e sono anche elementi chiave nella capacità produttiva cinese di semiconduttori per il salto di qualità. L'industria nazionale dei componenti a semiconduttore è nata tardi, il livello generale dell'industria dei componenti a semiconduttore in Cina è basso, la capacità di fornitura di prodotti di fascia alta è insufficiente e il problema della scarsa affidabilità, stabilità e coerenza dei prodotti è sempre più evidente. In un contesto macroeconomico e politico globale sempre più complesso, la soppressione della strategia di contenimento sullo sfondo dell'ascesa dell'industria ad alta tecnologia in Cina è un fenomeno sempre più evidente, che non si limita solo allo sviluppo dell'industria dei semiconduttori di fascia alta in Cina, ma riguarda anche l'economia digitale in Cina, il sostentamento economico e la sicurezza della popolazione, comportando anche un rischio che non può essere sottovalutato.

02 Principali classificazioni e principali caratteristiche delle parti semiconduttrici

(1) Classificazione principale delle parti di semiconduttori

Le parti a semiconduttore sono i componenti chiave delle apparecchiature a semiconduttore. Secondo statistiche incomplete, la classificazione delle parti di semiconduttori nel settore non ha ancora formato uno standard e esistono principalmente i seguenti metodi di classificazione.

Secondo il processo interno della tipica cavità delle apparecchiature IC, le parti possono essere suddivise in cinque categorie: alimentazione e controllo della radiofrequenza, trasporto del gas, controllo del vuoto, controllo della temperatura, dispositivo di trasmissione. La categoria di alimentazione e controllo RF comprende generatori e adattatori RF, alimentatori CC/CA, ecc. Il trasporto del gas comprende principalmente regolatori di flusso, componenti pneumatici, filtri del gas e così via. La categoria di controllo del vuoto comprende pompa a secco/pompa fredda/pompa molecolare e altre pompe per vuoto, valvola di controllo/valvola a pendolo e altre valvole, manometro e anello di tenuta O-ring. Il controllo della temperatura comprende piastre riscaldanti/tazze statiche, scambiatori di calore e componenti di sollevamento. I dispositivi di trasmissione includono braccio meccanico, EFEM, cuscinetto, binario di precisione, motore passo-passo, ecc.

In base ai principali materiali e funzioni delle parti a semiconduttore, queste possono essere suddivise in dodici categorie, tra cui parti in silicio/carburo di silicio, parti in quarzo, parti in ceramica, parti metalliche, parti in grafite, parti in plastica, parti sotto vuoto, guarnizioni, parti di filtrazione, parti in movimento parti, parti di controllo elettronico e altre parti. Tra questi, varie categorie di parti includono anche una serie di prodotti suddivisi, come parti per il vuoto, tra cui vacuometro (processo di misurazione del vuoto), manometro per vuoto, misuratore di portata del gas (MFC), valvola per vuoto, pompa per vuoto e altre parti chiave.

In base agli oggetti di servizio delle parti di semiconduttori, le parti centrali dei semiconduttori possono essere suddivise in due tipi, vale a dire parti di macchine di precisione e parti generali acquistate [1]. Le parti di macchine di precisione sono generalmente progettate dagli ingegneri di ciascuna azienda di apparecchiature per semiconduttori e quindi la lavorazione in outsourcing verrà utilizzata solo per le apparecchiature della propria azienda, come camera di processo, camera di trasmissione, ecc., relativamente facile da addomesticare, generalmente sulla sua superficie il trattamento, la lavorazione meccanica di precisione e altri requisiti tecnologici sono elevati; Le parti generali acquistate sono parti generali verificate da molto tempo e ampiamente riconosciute da molte fabbriche e produttori di apparecchiature. Sono più standardizzati e verranno utilizzati da diverse aziende produttrici di apparecchiature e utilizzati anche come pezzi di ricambio e materiali di consumo nella linea di produzione. Ad esempio, parti strutturali in silicone, anelli di tenuta O-Ring, valvole, manometri, pompe, frontalini, soffioni doccia a gas, ecc., sono difficili da localizzare a causa della loro forte versatilità e coerenza e devono essere certificati da apparecchiature e linea di produzione.

La Tabella 1-1 riassume i principali prodotti componenti e dispositivi a semiconduttore utilizzati in un gran numero di dispositivi e linee di produzione.

Tabella 1-1. Componenti principali e apparecchiature a semiconduttore per i principali servizi

(Fonte dati: raccolta delle informazioni di rete)

(2) Principali caratteristiche dell'industria delle parti di semiconduttori

L’industria dei componenti per semiconduttori è solitamente caratterizzata da un’elevata intensità tecnologica, da un’integrazione interdisciplinare e da dimensioni di mercato piccole e sparse, ma svolge un ruolo importante nella catena del valore. In generale, i componenti delle apparecchiature rappresentano circa il 70% della spesa totale per le apparecchiature. Prendiamo ad esempio la macchina per incidere: dieci componenti chiave rappresentano l'85% del costo totale dell'attrezzatura. È il supporto chiave per la sopravvivenza e lo sviluppo dell'industria dei semiconduttori e il suo livello determina direttamente il livello base dell'innovazione dell'industria dei semiconduttori in Cina.

A. Alta tecnologia, requisiti elevati di precisione e affidabilità.

Rispetto alle parti di base di altri settori, le parti di semiconduttori, poiché vengono utilizzate nella produzione di semiconduttori di precisione, hanno le caratteristiche di alta precisione, lotti piccoli, molte varietà, dimensioni speciali, processi complessi, requisiti estremamente esigenti, ecc. A causa della particolarità delle parti dei semiconduttori, le aziende spesso tengono conto dei requisiti funzionali compositi quali robustezza, deformazione, resistenza alla corrosione, caratteristiche elettroniche, caratteristiche elettromagnetiche e purezza del materiale. Le stesse parti, se possibile, utilizzate nelle industrie tradizionali, ma nell'industria dei semiconduttori, le parti chiave in termini di purezza delle materie prime, consistenza dei lotti delle materie prime, stabilità della qualità, precisione di controllo, smussatura dei bordi, sbavatura, ruvidità e controllo della superficie, trattamento superficiale speciale, lavaggio pulito, imballaggio sottovuoto senza polvere, tempi di consegna più elevati, Crea una barriera tecnica molto elevata. Ad esempio, poiché la larghezza della linea di lavorazione dei semiconduttori diventa sempre più piccola, il processo di fotolitografia è estremamente rigoroso nel controllare gli inquinanti minimi. Non solo controlla rigorosamente le particelle, ma anche la precipitazione degli ioni metallici dei prodotti filtranti, il che pone requisiti elevati per la produzione e la fabbricazione di parti filtranti a semiconduttore. Attualmente, la precisione dell'elemento filtrante a semiconduttore deve raggiungere 1 nanometro o anche meno, mentre in altri settori la precisione deve essere al livello del micron. Allo stesso tempo, il filtro a semiconduttore deve anche garantire la consistenza, nonché la resistenza chimica e al calore, una forte resistenza alla perdita, in modo da soddisfare le esigenze di produzione dei semiconduttori con prestazioni elevate ripetibili, qualità costante e pulizia del prodotto ultrapura e altro requisiti elevati.

B. Integrazione interdisciplinare, requisiti elevati per talenti tecnici compositi.

Esistono molti tipi di parti di semiconduttori, che coprono una vasta gamma e una lunga catena industriale. Le sue attività di ricerca e sviluppo, progettazione, produzione e applicazione implicano l'integrazione interdisciplinare e multidisciplinare di materiali, macchinari, fisica, elettronica e strumenti di precisione, quindi c'è una grande richiesta di talenti interdisciplinari. Prendiamo ad esempio il mandrino elettrostatico utilizzato per fissare il wafer nella produzione di semiconduttori. Come materiale principale vengono utilizzate ceramiche di allumina o nitruro di alluminio, ma è necessario aggiungere contemporaneamente altri materiali conduttivi per far sì che la resistività complessiva soddisfi i requisiti funzionali, il che richiede una buona comprensione della conduttività termica, della resistenza all'usura e della durezza di materiali ceramici. Al fine di ottenere le materie prime di base per soddisfare le specifiche tecniche della produzione di semiconduttori; In secondo luogo, la struttura interna di lavorazione organica della ceramica richiede un'elevata precisione e la combinazione di strato ceramico e base metallica deve soddisfare i requisiti di uniformità ed elevata resistenza. Pertanto, la progettazione strutturale e la lavorazione del mandrino elettrostatico richiedono competenze e conoscenze nella lavorazione meccanica di precisione. E il trattamento superficiale del mandrino elettrostatico per raggiungere un rivestimento di circa 0.01 micron, allo stesso tempo resistenza alle alte temperature, resistenza all'usura, durata di servizio è superiore a tre anni, quindi, il maestro della tecnologia di trattamento superficiale e i requisiti applicativi sono relativamente elevati. Si può vedere che i talenti tecnici compositi e di tipo incrociato sono la garanzia di base dell'industria delle parti di semiconduttori.

C. La frammentazione è evidente. Le aziende leader a livello internazionale adottano principalmente lo sviluppo di linee multiprodotto intersettoriali e strategie di fusione e acquisizione.

Rispetto al mercato delle apparecchiature per semiconduttori, il mercato delle parti di semiconduttori è più segmentato e frammentato. Lo spazio di mercato per un singolo prodotto è piccolo e la soglia tecnica è elevata, quindi ci sono poche aziende produttrici di componenti puri di semiconduttori. Le aziende leader a livello internazionale di componenti per semiconduttori di solito adottano strategie di sviluppo di linee multiprodotto intersettoriali e i componenti per semiconduttori sono spesso solo una delle attività di questi grandi produttori di componenti. MKS Instruments, ad esempio, detiene un'importante quota di mercato nei manometri/reattori per gas, alimentatori RF/CC, prodotti per il vuoto e bracci robotici. Oltre alle applicazioni dei semiconduttori, gli strumenti MKS sono ampiamente utilizzati nella produzione industriale e nelle scienze della vita e della salute. Le continue fusioni, acquisizioni e integrazioni sono anche il mezzo principale per le aziende leader a livello internazionale di componenti per semiconduttori per espandere la propria scala. Ad esempio, Atlas (Atlas Copco, Svezia), azienda leader a livello internazionale nel settore delle apparecchiature industriali, ha continuato ad espandere la propria attività nel settore delle pompe per vuoto per semiconduttori dopo aver acquisito Edwards nel 2014. Nel 2016, Atlas ha acquisito Leybold Germany, un altro leader nel campo della tecnologia del vuoto, e nel 2017 ha creato un dipartimento separato per la tecnologia del vuoto. Nel luglio 2019, Atlas ha acquisito nuovamente l'attività criogenica di Brooks. L'acquisizione, che comprende la società operativa di criopompe e la partecipazione del 50% di Brooks in Ulvac Cryogenics, rafforza ulteriormente la competitività globale della sua attività nel settore del vuoto nel settore dei semiconduttori.

03 Dimensioni del mercato e modello di sviluppo dei componenti a semiconduttori

(1) Scala e modello del mercato globale dei componenti per semiconduttori

Il mercato globale delle parti di semiconduttori è costituito principalmente da due parti in base a diversi oggetti di servizio. In primo luogo, parti e servizi correlati personalizzati o acquistati dai produttori globali di apparecchiature per semiconduttori. Secondo VLSI, il mercato dei sottosistemi per apparecchiature a semiconduttore ha registrato vendite pari a quasi 10 miliardi di dollari nel 2020, con servizi di manutenzione e supporto che rappresentano il 46%, vendite di prodotti componenti per il 32% e sostituzione e aggiornamento per il 22%. In secondo luogo, parti e servizi correlati acquistati direttamente dai produttori globali di semiconduttori come materiali di consumo o pezzi di ricambio. Secondo i dati Xinmou [2], nel 2020, l’importo acquistato di componenti di apparecchiature di prima linea per linee di wafer da 8 e 12 pollici nella Cina continentale ha superato il miliardo di dollari. La capacità manifatturiera della Cina rappresenta circa il 12-15% di quella mondiale. Considerando la domanda di approvvigionamento di componenti ad alto valore aggiunto portati dalla tecnologia avanzata, la quantità globale di approvvigionamento di componenti per apparecchiature di prima linea della linea wafer da 8 pollici e 12 pollici è almeno superiore a 10 miliardi di dollari. Pertanto, quando le due parti vengono combinate, il mercato globale delle parti di semiconduttori può essere stimato tra 20 e 25 miliardi di dollari o più.

Sebbene la dimensione complessiva del mercato delle parti di semiconduttori sia solo inferiore al 5% della dimensione del mercato globale dei semiconduttori di quasi 500 miliardi di dollari, il valore delle parti è solitamente decine di volte il proprio prezzo, che ha una forte capacità e influenza di radiazione industriale. Inoltre, la tecnologia chiave dei componenti dei semiconduttori riflette il livello tecnologico dell'industria e delle apparecchiature per semiconduttori di un paese e ha una posizione strategica molto importante. Il suo progresso tecnologico è il prerequisito per l’innovazione tecnologica nell’economia digitale a valle e nel settore delle applicazioni dell’informazione.

Secondo i dati VLSI [3], ZEISS (lente ottica), strumenti MKS (MFC, alimentazione RF, prodotti per il vuoto), Edwards (pompa per il vuoto), Advanced Energy (alimentatori RF), Horiba (MFC), VAT (valvole per vuoto), Ichor (sistemi modulari di erogazione del gas e altri componenti), Ultra Clean Tech (sistemi di tenuta), ASML (componenti ottici) ed EBARA (pompe a secco).

Tabella 2-1. Classifica dei 10 principali produttori mondiali di componenti per semiconduttori

(Fonte dati: report annuale di ciascuna azienda, raccolta delle informazioni di rete)

Secondo i dati VLSI nella Figura 2-1, la quota di mercato totale dei primi dieci fornitori tende a rimanere stabile a circa il 50% negli ultimi 10 anni. Ma a causa dei severi requisiti dei componenti semiconduttori in termini di precisione e qualità, in termini di singoli componenti semiconduttori, solo pochi fornitori al mondo possono fornire prodotti, ciò ha anche portato al fatto che, sebbene il rapporto di concentrazione dei componenti semiconduttori in tutto il settore sia solo del 50% , ma la concentrazione dei segmenti di categoria spesso supera l'80%-90%, l'effetto monopolistico è evidente. Ad esempio, nel campo delle ventose elettrostatiche, è sostanzialmente dominato dalle imprese di semiconduttori americane e giapponesi (vedi Tabella 2-2), che rappresentano oltre il 95% della quota di mercato, tra cui principalmente AMAT (Applied Materials), LAM (Panlin Group) e Shinko (Nippon Electric), TOTO e NTK (imprese giapponesi).

Figura 2-1. La quota di mercato dei 10 principali produttori mondiali di componenti per semiconduttori rimane stabile intorno al 50% (fonte dati: VLSI)

Tabella 2-2. Elenco dei leader globali nei principali prodotti componenti

(Fonte dati: Jiangfeng Electronics, raccolta di informazioni di rete)

(2) Scala di mercato e modello dei componenti a semiconduttore in Cina

Al momento, l'industria cinese dei componenti per semiconduttori è ancora agli inizi e le dimensioni complessive sono ridotte. Secondo i dati Xinmou [2], nel 2020, i produttori locali cinesi di wafer (tra cui principalmente SMIC, Huahong Group, China Resources Microelectronics, Changjiang Storage, ecc.) hanno acquistato parti di apparecchiature a canale anteriore da 8 e 12 pollici a un costo di circa 430 milioni di dollari. Ma si prevede che la domanda di componenti semiconduttori rimarrà forte a causa della rapida espansione della capacità produttiva nazionale di wafer della Cina, che dovrebbe aggiungere il 50% della nuova capacità entro il 2023. Si stima che la dimensione del mercato delle parti di semiconduttori in Cina supererà gli 8 miliardi di yuan nel 2023 e i 12 miliardi di yuan nel 2025, in base alla domanda di approvvigionamento di apparecchiature e parti nella linea di produzione.

Nonostante la rapida crescita del mercato nazionale dei componenti per semiconduttori, la capacità tecnica, il livello dei processi, l'accuratezza del prodotto e l'affidabilità delle imprese nazionali che producono componenti sono ben lungi dal soddisfare le esigenze dei produttori di apparecchiature e wafer nazionali e il tasso di localizzazione complessivo è ancora a un livello basso . In generale, per l'utilizzo della produzione di design personalizzato di parti di macchine di precisione, il tasso di localizzazione della Cina è relativamente alto. Poiché le apparecchiature domestiche per semiconduttori nella fase iniziale, al fine di raggiungere la produzione di massa il prima possibile e raggiungere il livello avanzato, spesso utilizzano la propria progettazione e quindi consentono l'elaborazione a processori stranieri (principalmente Giappone e un piccolo numero di Corea del Sud) modalità. Poiché le apparecchiature per semiconduttori lavorano con precisione pezzi di materie prime, i metodi di lavorazione, il trattamento superficiale e gli imballaggi per la pulizia hanno requisiti speciali, i trasformatori nazionali non possono soddisfarli, inoltre, poiché i fornitori di tecnologia di lavorazione giapponese con i tipi di lavorazione delle parti hanno una ricca esperienza, possono essere trovati nel processo di lavorazione alcuni errori nella progettazione e nella regolazione. Successivamente, con la graduale espansione del mercato interno, al fine di ridurre i costi e garantire la sicurezza della catena di fornitura, un piccolo numero di produttori nazionali di apparecchiature per semiconduttori iniziò gradualmente a coltivare processori in altri settori che iniziarono a dedicarsi alla lavorazione di parti di precisione di apparecchiature per semiconduttori. Pertanto, nel campo dei pezzi meccanici di precisione, dominato dai produttori di apparecchiature, i produttori di componenti nazionali hanno fatto rapidi progressi. Ma per i prodotti più standardizzati, fortemente dipendenti dalla concorrenza di mercato per i componenti generici acquistati, il tasso di localizzazione è generalmente molto basso. Il motivo principale è che i requisiti di progettazione e produzione di queste parti generali acquistate sono molto elevati. Anche se le parti campione dei prodotti nazionali possono raggiungere lo stesso livello, è comunque necessario compiere sforzi per garantire la stabilità della produzione di massa. Allo stesso tempo, poiché le imprese nazionali di apparecchiature hanno appena fatto progressi nella localizzazione, sono ancora passive nell’approvvigionamento di componenti generali, concentrandosi principalmente su prodotti nazionali maturi e non disposte a provare coraggiosamente prodotti nazionali di nuova fabbricazione [1].

Queste sono le ragioni principali per cui la Cina non riesce ancora a raggiungere un livello "autonomo e controllabile" nei prodotti principali delle parti di semiconduttori. Secondo i dati OEM tradizionali nazionali, il funzionamento giornaliero annuale delle parti ricevute (comprese le parti di ricambio per manutenzione e quelle per guasti) ha raggiunto più di 2,000, ma la quota di mercato nazionale è solo dell'8% circa. Gli Stati Uniti e il Giappone avevano rispettivamente il 59.7% e il 26.7%. Il mercato dei ricambi di fascia alta, infatti, è occupato principalmente da fornitori americani, giapponesi ed europei; Il mercato dei componenti di fascia bassa è occupato principalmente da fornitori provenienti dalla Corea del Sud e dalla Cina di Taiwan. La ventosa elettrostatica è una parte fondamentale non consumabile della fabbrica di wafer e il prezzo unitario arriva a decine o addirittura centinaia di migliaia di DOLLARI. Al momento, nessuna impresa nazionale può realizzare prodotti maturi rilevanti, anche le materie prime ceramiche di nitruro di alluminio utilizzate per la ventosa elettrostatica sono lontane dagli indicatori tecnici richiesti e la dipendenza esterna è superiore al 99%. Inoltre, sebbene la dimensione dell'industria delle pompe per vuoto in Cina abbia raggiunto quasi 200 miliardi di yuan, i prodotti di fascia alta di Edwards e di altre imprese devono ancora essere importati per le pompe per vuoto a secco per semiconduttori. Tuttavia, negli ultimi anni, con l’accelerazione della nuova capacità e dell’espansione dell’industria nazionale dei semiconduttori e il continuo ritardo nella consegna di componenti esteri a causa dell’ostruzione dei servizi logistici e di trasporto causata dalla pandemia di COVID-19, alcune parti di semiconduttori nazionali le aziende con un elevato potenziale di crescita hanno l’opportunità di accelerare la sostituzione delle parti di semiconduttori nazionali. Ad esempio, l'attività di lavorazione di soffioni e cavità di JIANGfeng Electronics, l'attività di filtri di Cobetter e l'attività di pompe per vuoto a secco di Tongjia Hongrui. La Tabella 2-3 riassume alcune imprese cinesi in diversi campi dei componenti a semiconduttori.

Tabella 2-3. Principali aziende nazionali di componenti per semiconduttori

(Fonte dati: raccolta delle informazioni di rete)

04 I principali problemi di localizzazione delle parti di semiconduttori

(1) Mancanza di attenzione alle parti e ai componenti, politiche di sostegno industriale fuori luogo

La dimensione totale del settore dei componenti per semiconduttori è di miliardi. Rispetto alla catena industriale principale dei semiconduttori, il volume è inferiore, le varietà e le specifiche dei prodotti sono varie, le imprese leader sono poche, la concentrazione industriale è bassa e i problemi tecnici esistenti sono sparsi, quindi non è stata prestata sufficiente attenzione per molto tempo. Dal 2014 nel nostro paese promuoveremo lo sviluppo dell'industria dei semiconduttori come strategia nazionale, quindi almeno più di 30 governi locali hanno introdotto una politica di sostegno per promuovere lo sviluppo dell'industria dei semiconduttori [9], ma sia a livello nazionale che locale, l'attenzione politica raramente vengono trattati maggiori dettagli sull'industria della progettazione, produzione, test, attrezzature, materiali e parti di semiconduttori. In termini di capitale, le imprese di parti e componenti raramente sono favorite dal capitale. Il Fondo nazionale per gli investimenti nel settore dei circuiti integrati attualmente investe meno di 100 milioni di yuan in parti di semiconduttori. Entro la fine del 2020, il valore di mercato totale delle società quotate impegnate principalmente in parti di semiconduttori (meno di 30 miliardi di yuan) rappresenta solo l’1% del valore di mercato totale di tutte le imprese della catena industriale dei semiconduttori (più di 3 trilioni di yuan).

(2) Capacità di innovazione relativamente arretrata e evidente divario nella tecnologia di base

Poiché l'industria dei componenti non riceve attenzione da molto tempo, può solo una crescita volgare, quindi la maggior parte delle imprese nazionali di componenti nel settore dei semiconduttori fornisce principalmente servizi di riparazione e sostituzione, viene data priorità ai servizi di pulizia, alla ricerca e sviluppo complessiva, alla capacità di innovazione è relativamente arretrato, rimane a lungo ai livelli degli standard di produzione di fascia bassa e copia i prodotti stranieri, il divario tecnologico di base è evidente. Secondo il prospetto di una società quotata in Cina di parti di semiconduttori, ci sono solo 15 addetti alla ricerca e allo sviluppo e l’investimento totale in ricerca e sviluppo dal 2016 al 2018 è inferiore a 20 milioni di yuan e l’intensità media annua degli investimenti in ricerca e sviluppo è inferiore al 5%. Inoltre, la mancanza di capacità di innovazione dell’industria cinese dei componenti per semiconduttori si riflette anche nell’imperfetto sistema di standard industriali, nella grave carenza di investimenti nella ricerca di processo di base, nella mancanza di accesso alla tecnologia di processo, nella mancanza di una stretta combinazione tra ricerca scientifica e pratiche di produzione e molti altri problemi. Limita lo sviluppo innovativo della tecnologia di progettazione strutturale, della tecnologia dell'affidabilità, della tecnologia e del processo di produzione e della ricerca sulle prestazioni dei materiali di base dei componenti dei semiconduttori.

Tabella 2-4 principali difficoltà tecniche dei componenti semiconduttori domestici

(Fonte dati: SMIC [4], Jiangfeng Electronics [6], elaborazione delle informazioni di rete)

(3) Offerta insufficiente di artigiani e mancanza di meccanismi di incentivi efficaci

Attualmente, il divario di talenti nell’industria cinese dei semiconduttori ha raggiunto centinaia di migliaia di persone. Sebbene negli ultimi anni la Cina abbia introdotto una serie di misure di sostegno alla formazione dei talenti nel campo dei semiconduttori, un gran numero di corsi di formazione dei talenti nel settore dei semiconduttori si concentra principalmente su progettazione, produzione, attrezzature e materiali, mentre c'è ancora una mancanza di attenzione alla formazione dei talenti nelle parti dei semiconduttori. e altre industrie di base. Nelle materie fondamentali della riforma del sistema educativo, delle impostazioni professionali, dell'accreditamento sul posto di lavoro della formazione in ingegneria, tecnologia, ecc., la mancanza di pianificazione e applicazione generale, parti e componenti di una grave carenza di curriculum di competenze professionali di base e professionali, ma anche la mancanza di sostegno alla raffinatezza, alla ricerca della verità, all'innovazione, alla bravura nel design, alla guida spirituale dell'artigiano cruciale [5]. Inoltre, l'industria delle parti di semiconduttori si trova ad affrontare la mancanza di un serio meccanismo di incentivazione dei talenti. Sebbene il livello salariale complessivo del personale dell'industria nazionale dei semiconduttori sia stato significativamente migliorato rispetto al precedente, ma per la lavorazione meccanica, gli strumenti di precisione, il trattamento delle superfici e altre industrie richieste dalle imprese di parti e componenti, lo stipendio dei dipendenti è generalmente significativamente inferiore al livello medio dell’industria dei semiconduttori. Secondo il prospetto di un'azienda cinese di componenti di semiconduttori, prima di quotarsi in borsa aveva solo 15 dipendenti di ricerca e sviluppo, e lo stipendio annuo del personale tecnico di base era di soli 75,000 yuan e quello del personale ordinario di ricerca e sviluppo di soli 30,000 yuan. Il basso livello salariale porta ad una grave fuga di cervelli da parte delle aziende produttrici di componenti di semiconduttori, dando vita ad un circolo vizioso di mancanza di successori nel settore dei componenti di base.

(4) Collegamenti discontinui della catena industriale e insufficiente capacità di supporto a monte

I componenti dei semiconduttori devono essere sottoposti a procedure di verifica rigorose e complesse prima di poter essere verificati da linee di produzione su larga scala e venduti su larga scala. Pertanto, i produttori di componenti devono collaborare pienamente con le apparecchiature e i produttori a valle. Al momento, la procedura di verifica online delle parti di semiconduttori in Cina è complicata e il processo è lungo. Il grado di coordinamento tra produttori, produttori di apparecchiature e produttori nazionali di parti di semiconduttori non è elevato e mancano comunicazioni e interazioni efficaci. Di conseguenza, entrambe le parti non padroneggiano i rispettivi parametri di processo e la capacità di abbinamento, e il potere sostitutivo nazionale è insufficiente. Inoltre, nel processo di iterazione del prodotto a lungo termine, i produttori di componenti stranieri esistenti hanno formato un gran numero di know-how. Tuttavia, nel successivo processo di imitazione e produzione di prova, i produttori nazionali possono ottenere solo un aspetto simile. A causa della mancanza di esperienza e di tecnologie chiave, vengono eliminati nella verifica iniziale e non possono entrare in un’applicazione su larga scala [5]. Inoltre, i produttori nazionali di componenti per semiconduttori non possono ottenere sostegno dalle materie prime, dalle attrezzature di produzione e da altri collegamenti di supporto, il che influisce anche sulla competitività dei loro prodotti. Le parti a semiconduttore sono generalmente una varietà di prodotti con elevati requisiti di precisione di lavorazione, che richiedono materie prime e apparecchiature di lavorazione elevate per la produzione di queste parti e sono costose. A causa dell'influenza dell'idea di lunga data di "mainframe pesante, supporto leggero", l'industria cinese ha investimenti gravemente insufficienti nei settori di supporto a monte e a valle delle parti, portando al divario tra la Cina e i paesi stranieri nelle materie prime e nella produzione attrezzatura di parti. Ad esempio, il centro di lavoro ad alta precisione comunemente utilizzato in Cina per le parti metalliche dei semiconduttori è in ritardo rispetto ai paesi stranieri in termini di precisione di lavorazione, stabilità di lavorazione, flessibilità geometrica e altri aspetti. Ad esempio, la lega di alluminio, il tungsteno e il molibdeno, nonché la sabbia di quarzo ad elevata purezza, le materie prime per la produzione di componenti metallici di fascia alta, sono sostanzialmente monopolizzate da aziende americane e giapponesi. La fornitura monopolistica di materie prime rende passivi i fornitori/trasformatori/utilizzatori dei materiali a valle. Anche il principale materiale in vetro al quarzo (tubo/asta/ancoraggio) proviene da aziende di Stati Uniti, Germania e Giappone. Per molto tempo, la mancanza di attrezzature per il trattamento a monte e di materie prime ha portato la maggior parte delle imprese cinesi che producono componenti di semiconduttori a un basso livello tecnico. Il livello delle materie prime e delle apparecchiature di processo non è elevato e mancano e non corrispondono attrezzature avanzate, il che non può garantire la coerenza della qualità del prodotto e influisce sul miglioramento della qualità del prodotto.

(5) Le condizioni di produzione limitate influiscono sull'aggiornamento di fascia alta

Poiché il processo di produzione dei semiconduttori avviene spesso in ambienti ad alta temperatura e fortemente corrosivi, circa la metà delle parti dei semiconduttori deve sottoporsi a un trattamento superficiale per migliorare la resistenza alla corrosione. Ad esempio, la camera di attacco al plasma di un'apparecchiatura di attacco per semiconduttori si trova in un ambiente di plasma ad alta densità, elevata corrosione e ad alta attività. La camera e i suoi componenti vengono facilmente corrosi dal plasma. Per prolungare la durata di questi componenti, sulla superficie dei materiali a base di alluminio (alluminio e leghe di alluminio) viene spesso utilizzata l'ossidazione anodica. Il plasma può ridurre efficacemente la corrosione della cavità e di altri materiali a base di alluminio. E i requisiti ambientali sempre più rigorosi della Cina, per la maggior parte delle tecnologie di trattamento superficiale come sabbiatura, spruzzatura, galvanica, ossidazione anodica e così via, sono controllati per lo sviluppo, con conseguente tecnologia di trattamento superficiale di fascia alta, ad esempio ossidazione a microarco, alta- la spruzzatura finale, i rivestimenti ceramici Y2O3, ecc., il divario domestico sempre più grande, influiscono direttamente anche sulle prestazioni delle parti e sulla qualità dei prodotti, sebbene i produttori cinesi possano modellare parti di valvole, teste di spruzzatura del gas della doccia, parti in ceramica e altre parti secondo i disegni , il loro sviluppo è limitato dalla fondazione perché non possono risolvere i problemi dei materiali e del trattamento delle superfici. Inoltre, alcune tecnologie all'avanguardia dei componenti dei semiconduttori sono limitate dall'embargo e le imprese nazionali non dispongono di disegni e dati precisi, il che impedisce loro di evolversi verso tecnologie di fascia alta. Ad esempio, per acquistare il vacuometro a bassa tensione prodotto da MKS è sempre stato necessario richiedere una licenza di esportazione [6].

05 Suggerimenti sullo sviluppo dell'industria delle parti di semiconduttori in Cina

(1) Attribuire importanza alla progettazione di alto livello e guidare lo sviluppo industriale

Il settore dei componenti per semiconduttori, che da tempo fa molto affidamento su paesi avanzati come gli Stati Uniti e il Giappone, deve prestare maggiore attenzione alla progettazione di alto livello. Si consiglia di elaborare uno speciale piano di sviluppo del settore dei componenti semiconduttori, il piano o la tabella di marcia, determinare il quadro strategico a lungo termine dello sviluppo del settore e, in periodi diversi, a seconda della situazione di sviluppo in patria e all'estero, di impostare le politiche e i programmi appropriati per organizzare in modo ordinato guidare lo sviluppo del settore, ha anche attirato l'attenzione dell'intera società, in particolare la commercializzazione del capitale dell'industria dei componenti dei semiconduttori.

(2) Istituire progetti industriali speciali per stimolare l'innovazione

Per realizzare il rapido sviluppo e la prosperità dell’industria delle parti di semiconduttori, la cosa più importante è migliorare la capacità di innovazione indipendente. Allo stato attuale, l'industria cinese delle parti di semiconduttori non può ottenere una garanzia completa della catena di fornitura dei semiconduttori solo attraverso l'imitazione e la tecnologia di tracciamento, solo attraverso l'innovazione indipendente. Sebbene alcune parti delle imprese siano state sostenute nell'articolo 02 speciale [7], ulteriori sforzi dovrebbero essere compiuti. Raccomandato nel piano nazionale scientifico e tecnologico che istituisce separatamente un'industria speciale di parti di semiconduttori, componenti domestici congiunti di semiconduttori leader di imprese, parti della piattaforma di innovazione tecnologica degli istituti nazionali o che si preparano a costruire, raccogliere forze mirate al punto di svolta e alla direzione principale, aderire a principi indipendenti ricerca e sviluppo dell'innovazione, sforzarsi di superare una serie di basi industriali chiave della tecnologia di base, stabiliremo un sistema di innovazione tecnologica in cui le imprese svolgono il ruolo principale e le imprese, le università, gli istituti di ricerca e le applicazioni sono combinati e guidano la ricerca e lo sviluppo di tecnologie all’avanguardia, tecnologie di base e tecnologie generiche chiave nel campo dei componenti a semiconduttori a livello nazionale.

(3) Colmare le lacune politiche e rafforzare gli orientamenti sugli investimenti

L’industria delle parti di semiconduttori è un settore con piena concorrenza sul mercato. A causa delle dimensioni ridotte, delle grandi quantità e degli scarsi profitti dei prodotti delle imprese nazionali di componentistica, gli investimenti in ricerca e sviluppo di nuovi prodotti e tecnologie non possono essere paragonati a quelli delle grandi imprese internazionali, quindi è difficile vincere solo con la concorrenza di mercato. Tuttavia, nell’attuale contesto geopolitico internazionale, è necessario che il governo attui politiche speciali pertinenti per guidare, sostenere e aiutare le imprese nazionali di componenti di semiconduttori a crescere rapidamente. Si suggerisce che i principali prodotti sviluppati in modo indipendente da imprese nazionali di parti di semiconduttori dovrebbero essere sovvenzionati e sostenuti da finanziamenti nazionali e locali, che la protezione dei diritti di proprietà intellettuale dei prodotti progettati in modo indipendente dovrebbe essere rafforzata e che le parti di semiconduttori dovrebbero essere incluse nel catalogo degli appalti del governo per la prima volta. impostato. Incoraggiare tutti i tipi di fondi industriali nazionali e capitale sociale a investire attivamente in imprese di componenti di semiconduttori e aiutare lo sviluppo delle imprese nazionali di componenti di semiconduttori attraverso il mercato dei capitali.

4) Aumentare l'introduzione e la formazione dei talenti e rafforzare l'offerta di talenti

Rafforzare in modo completo la coltivazione e l'introduzione di talenti di ingegneria, ricerca e composti nei campi relativi alle parti di semiconduttori [8]. I grandi istituti di ricerca sono incoraggiati a creare corsi di formazione post-laurea e postazioni di lavoro post-dottorato nel campo delle parti e dei componenti dei semiconduttori e a fare affidamento su importanti progetti di ingegneria nazionale e su importanti progetti scientifici e tecnologici per formare talenti di spicco nell’ingegneria e nella tecnologia di parti e componenti di semiconduttori. Sosteniamo le imprese, le scuole e gli istituti di ricerca scientifica a svolgere congiuntamente l'istruzione professionale e la formazione sul posto di lavoro, a promuovere attivamente la modalità di cooperazione scuola-impresa per coltivare congiuntamente personale qualificato, attraverso l'istruzione dell'ordine scuola-impresa, la formazione centralizzata, la formazione direzionale o la formazione affidata, un gran numero di personale qualificato di parti di semiconduttori, rafforza l'offerta di talenti. Presenteremo attivamente leader tecnologici d'oltremare e talenti che scarseggiano attraverso vari mezzi, incoraggeremo i governi locali a introdurre politiche sui talenti per la dorsale tecnologica di base e gli imprenditori leader nel campo dei componenti per semiconduttori, miglioreremo costantemente il meccanismo di incentivazione dei talenti e stimoleremo la vitalità di sviluppo industriale.

(5) Promuovere il collegamento delle parti e garantire un approvvigionamento indipendente

Promuovere il "collegamento" di parti della catena di fornitura basato su semiconduttori e invertire completamente la disconnessione di prodotti e apparecchiature di parti, la produzione, attraverso la guida del governo, incoraggiare le fabbriche nazionali e le fabbriche di apparecchiature a svolgere il ruolo di organizzazione e coordinamento della grande linea di produzione, produttori di componenti locali collaborativi attraverso JieBang 1, corse di cavalli, ricerca direzionale in vari modi, come rafforzare la cooperazione della catena industriale, realizzare lo sviluppo coordinato di mainframe e parti di base. Sostenere progetti di produzione di semiconduttori o di ingegneria delle apparecchiature guidati da governi nazionali o locali, dare priorità alle opportunità di verifica dei prodotti di parti di semiconduttori nazionali e concedere determinati sussidi per il rischio. Incoraggiare i produttori di macchinari, componenti elettronici, prodotti chimici e altre parti di apparecchiature a espandere ed espandere attivamente il business dei semiconduttori, sulla base delle proprie basi tecniche, a sviluppare prodotti di fascia alta per soddisfare le esigenze delle apparecchiature a semiconduttori, a consolidare e migliorare ulteriormente il layout del prodotto e a migliorare l'indipendenza fornitura di componenti domestici.

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