Trong trường hợp có mâu thuẫn giữa chính sách hỗ trợ ngành mạch tích hợp và các ý kiến ​​này thì ý kiến ​​này sẽ được ưu tiên áp dụng. Nếu dự án “một vụ, một bàn” cần thực hiện các chính sách liên quan của ý kiến ​​này thì được thể hiện thống nhất trong thỏa thuận ký kết và không được hưởng nhiều lần.

Tóm tắt: Công nghiệp bán dẫn là ngành công nghiệp hỗ trợ cốt lõi để xây dựng sức mạnh khoa học và công nghệ chiến lược của Trung Quốc, và linh kiện bán dẫn là lĩnh vực then chốt quyết định sự phát triển chất lượng cao của ngành bán dẫn Trung Quốc. Mặc dù ngành bán dẫn Trung Quốc đang trong giai đoạn tăng tốc phát triển nhưng ngành linh kiện bán dẫn trong nước vẫn đang gặp nhiều vấn đề như tỷ lệ nội địa hóa thấp, hỗ trợ và đầu tư dài hạn không đủ, khả năng đổi mới độc lập của doanh nghiệp yếu, hợp tác thượng nguồn và hạ nguồn kém. ngành, thiếu đào tạo nhân tài và cơ chế khuyến khích. Bài viết này sẽ tóm tắt một cách toàn diện các đặc điểm phát triển và các doanh nghiệp chủ chốt của ngành linh kiện bán dẫn toàn cầu, nghiên cứu quy mô thị trường và mô hình phát triển trong và ngoài nước, đồng thời đưa ra các đề xuất phát triển phù hợp cho các vấn đề chính mà ngành linh kiện bán dẫn trong nước hiện nay đang phải đối mặt.

Giới thiệu 01

Linh kiện bán dẫn là những linh kiện đáp ứng được các yêu cầu về vật liệu, cấu trúc, quy trình, chất lượng và độ chính xác, độ tin cậy và tính ổn định của thiết bị và công nghệ bán dẫn. Chẳng hạn như Vòng đệm kín O-Ring, EFEM (mô-đun truyền động), nguồn điện RF Gen RF, cốc hút tĩnh điện ESC, Vòng silicon Si và các linh kiện kết cấu khác, Bơm chân không Bơm, lưu lượng kế khí MFC, ổ trục chính xác, đầu phun khí ShowerHead. Thiết bị bán dẫn bao gồm hàng nghìn linh kiện, hiệu suất, chất lượng và độ chính xác của các linh kiện quyết định trực tiếp đến độ tin cậy và tính ổn định của thiết bị, cũng là những yếu tố cơ bản quan trọng trong năng lực sản xuất chất bán dẫn của Trung Quốc để nhảy vọt lên hàng cao cấp. Ngành công nghiệp linh kiện bán dẫn trong nước bắt đầu muộn, trình độ chung của ngành công nghiệp linh kiện bán dẫn tại Trung Quốc còn thấp, năng lực cung cấp các sản phẩm cao cấp không đủ, vấn đề về độ tin cậy, tính ổn định và tính nhất quán của sản phẩm kém ngày càng nổi cộm. Trong bối cảnh kinh tế chính trị vĩ mô toàn cầu ngày càng phức tạp, việc đàn áp chiến lược ngăn chặn trong bối cảnh ngành công nghiệp công nghệ cao trỗi dậy ở Trung Quốc chính là "hiện tượng nổi bật hơn cả", không chỉ hạn chế sự phát triển của ngành công nghiệp bán dẫn cao cấp ở Trung Quốc, mà còn đối với nền kinh tế số ở Trung Quốc, nền kinh tế và an ninh sinh kế của người dân cũng mang đến rủi ro không thể xem nhẹ.

02 Phân loại chính và đặc điểm chính của các bộ phận bán dẫn

(1) Phân loại chính các bộ phận bán dẫn

Các bộ phận bán dẫn là thành phần chính của thiết bị bán dẫn. Theo thống kê chưa đầy đủ, việc phân loại các bộ phận bán dẫn trong ngành vẫn chưa hình thành một tiêu chuẩn nào và chủ yếu có các phương pháp phân loại sau.

Theo quy trình nội bộ của khoang thiết bị IC điển hình, các bộ phận có thể được chia thành năm loại: nguồn điện và điều khiển tần số vô tuyến, vận chuyển khí, điều khiển chân không, điều khiển nhiệt độ, thiết bị truyền dẫn. Danh mục nguồn điện và điều khiển rf bao gồm máy phát và bộ kết nối RF, nguồn điện DC/AC, v.v. Vận chuyển khí chủ yếu bao gồm bộ điều khiển dòng chảy, linh kiện khí nén, bộ lọc khí, v.v. Loại điều khiển chân không bao gồm bơm khô/bơm lạnh/bơm phân tử và máy bơm chân không khác, van điều khiển/van con lắc và các loại van khác, đồng hồ đo áp suất và vòng đệm chữ O. Kiểm soát nhiệt độ bao gồm tấm gia nhiệt/cốc tĩnh, bộ trao đổi nhiệt và các bộ phận nâng. Các thiết bị truyền động bao gồm cánh tay cơ khí, EFEM, ổ trục, đường ray chính xác, động cơ bước, v.v.

Theo vật liệu chính và chức năng của các bộ phận bán dẫn, chúng có thể được chia thành mười hai loại, bao gồm các bộ phận silicon/silicon cacbua, bộ phận thạch anh, bộ phận gốm, bộ phận kim loại, bộ phận than chì, bộ phận nhựa, bộ phận chân không, con dấu, bộ phận lọc, bộ phận chuyển động. bộ phận, bộ phận điều khiển điện tử và các bộ phận khác. Trong số đó, nhiều loại bộ phận khác nhau cũng bao gồm một số sản phẩm được chia nhỏ, chẳng hạn như bộ phận chân không, bao gồm máy đo chân không (đo quá trình chân không), máy đo áp suất chân không, máy đo lưu lượng khí (MFC), van chân không, bơm chân không và các bộ phận quan trọng khác.

Theo đối tượng dịch vụ của các bộ phận bán dẫn, các bộ phận lõi bán dẫn có thể được chia thành hai loại, đó là bộ phận máy chính xác và bộ phận mua chung [1]. Các bộ phận máy chính xác thường được thiết kế bởi các kỹ sư của từng công ty thiết bị bán dẫn, sau đó gia công bên ngoài, sẽ chỉ được sử dụng cho các thiết bị của chính công ty họ, như buồng xử lý, buồng truyền động, v.v., tương đối dễ thuần hóa, nói chung là trên bề mặt của nó yêu cầu xử lý, gia công chính xác và các công nghệ khác cao; Phụ tùng mua chung là một số phụ tùng chung đã được kiểm chứng từ lâu và được nhiều nhà máy, nhà sản xuất thiết bị công nhận rộng rãi. Chúng được tiêu chuẩn hóa hơn và sẽ được các công ty thiết bị khác nhau sử dụng, đồng thời cũng được sử dụng làm phụ tùng và vật tư tiêu hao trong dây chuyền sản xuất. Ví dụ: các bộ phận kết cấu silicon, Vòng đệm chữ O, van, đồng hồ đo, máy bơm, Tấm mặt, Đầu vòi sen gas, v.v., rất khó định vị do tính linh hoạt và nhất quán mạnh mẽ của chúng và cần được chứng nhận bởi thiết bị và dây chuyền sản xuất.

Bảng 1-1 tóm tắt các sản phẩm linh kiện chính và thiết bị bán dẫn được sử dụng trong một số lượng lớn thiết bị và dây chuyền sản xuất.

Bảng 1-1. Các linh kiện chính và thiết bị bán dẫn phục vụ các dịch vụ chính

(Nguồn dữ liệu: Đối chiếu thông tin mạng)

(2) Đặc điểm chính của ngành sản xuất linh kiện bán dẫn

Ngành công nghiệp linh kiện bán dẫn thường có đặc điểm là thâm dụng công nghệ cao, tích hợp liên ngành, quy mô thị trường nhỏ và phân tán nhưng lại đóng vai trò quan trọng trong chuỗi giá trị. Nhìn chung, linh kiện thiết bị chiếm khoảng 70% tổng chi phí thiết bị. Lấy máy khắc làm ví dụ, mười bộ phận chính chiếm 85% tổng chi phí thiết bị. Nó là sự hỗ trợ chính cho sự tồn tại và phát triển của ngành bán dẫn, và trình độ của nó quyết định trực tiếp đến trình độ cơ bản trong đổi mới ngành bán dẫn của Trung Quốc.

A. Công nghệ chuyên sâu, yêu cầu cao về độ chính xác và độ tin cậy.

So với các bộ phận cơ bản của các ngành công nghiệp khác, các bộ phận bán dẫn do được sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn chính xác nên có đặc điểm là độ chính xác cao, lô nhỏ, nhiều chủng loại, kích thước đặc biệt, quy trình phức tạp, yêu cầu cực kỳ khắt khe, v.v. Do đặc thù của các bộ phận bán dẫn, doanh nghiệp thường tính đến các yêu cầu chức năng tổng hợp như độ bền, độ biến dạng, khả năng chống ăn mòn, đặc tính điện tử, đặc tính điện từ và độ tinh khiết của vật liệu. Các bộ phận tương tự, nếu có thể, được sử dụng trong các ngành công nghiệp truyền thống, nhưng trong ngành công nghiệp bán dẫn, các bộ phận quan trọng là độ tinh khiết của nguyên liệu thô, tính nhất quán của lô nguyên liệu thô, độ ổn định chất lượng, độ chính xác của điều khiển, vát cạnh, làm mờ, độ nhám bề mặt và kiểm soát, xử lý bề mặt đặc biệt, giặt sạch, đóng gói chân không không bụi, yêu cầu thời gian thực hiện cao hơn, Nó tạo ra rào cản kỹ thuật rất cao. Ví dụ, khi độ rộng đường xử lý chất bán dẫn ngày càng nhỏ hơn, quy trình quang khắc cực kỳ nghiêm ngặt trong việc kiểm soát các chất ô nhiễm tối thiểu. Nó không chỉ kiểm soát chặt chẽ các hạt mà còn cả sự kết tủa ion kim loại của các sản phẩm lọc, điều này đặt ra yêu cầu cao cho việc sản xuất và chế tạo các bộ phận của bộ lọc bán dẫn. Hiện tại, độ chính xác của phần tử lọc bán dẫn được yêu cầu phải đạt 1 nanomet hoặc thậm chí thấp hơn, trong khi độ chính xác trong các ngành công nghiệp khác bắt buộc phải ở mức micron. Đồng thời, bộ lọc bán dẫn cũng cần đảm bảo tính nhất quán, cũng như khả năng chịu hóa chất và nhiệt, khả năng chống bong tróc mạnh, để đạt được yêu cầu sản xuất chất bán dẫn cần hiệu suất cao lặp lại, chất lượng ổn định và độ sạch của sản phẩm siêu tinh khiết và các yêu cầu khác yêu cầu cao.

B. Tích hợp liên ngành, yêu cầu cao về năng khiếu kỹ thuật tổng hợp.

Có nhiều loại bộ phận bán dẫn, bao gồm phạm vi rộng và chuỗi công nghiệp dài. Hoạt động R&D, thiết kế, sản xuất và ứng dụng của nó liên quan đến sự tích hợp liên ngành và đa ngành của vật liệu, máy móc, vật lý, điện tử và dụng cụ chính xác, do đó có nhu cầu lớn về nhân tài liên ngành. Lấy mâm cặp tĩnh điện dùng để cố định tấm bán dẫn trong sản xuất chất bán dẫn làm ví dụ. Gốm Alumina hoặc gốm nhôm nitrit được sử dụng làm vật liệu chính, nhưng các vật liệu dẫn điện khác cần được bổ sung đồng thời để làm cho điện trở suất tổng thể đáp ứng các yêu cầu chức năng, đòi hỏi sự hiểu biết tốt về tính dẫn nhiệt, khả năng chống mài mòn và độ cứng của vật liệu gốm sứ. Để có được nguồn nguyên liệu cơ bản đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của sản xuất chất bán dẫn; Thứ hai, cấu trúc xử lý hữu cơ bên trong của gốm đòi hỏi độ chính xác cao, sự kết hợp giữa lớp gốm và đế kim loại cần đáp ứng yêu cầu về tính đồng nhất và độ bền cao. Vì vậy, việc thiết kế kết cấu và gia công mâm cặp tĩnh điện đòi hỏi phải có kỹ năng và kiến ​​thức về gia công chính xác. Và việc xử lý bề mặt của mâm cặp tĩnh điện để đạt lớp phủ khoảng 0.01 micron, đồng thời chịu được nhiệt độ cao, chống mài mòn, tuổi thọ hơn ba năm, do đó, yêu cầu ứng dụng và công nghệ xử lý bề mặt tương đối cao. Có thể thấy rằng tài năng kỹ thuật tổng hợp và loại chéo là sự đảm bảo cơ bản cho ngành công nghiệp linh kiện bán dẫn.

C. Sự phân mảnh là hiển nhiên. Các doanh nghiệp hàng đầu quốc tế chủ yếu áp dụng chiến lược M&A và phát triển dòng sản phẩm đa ngành.

So với thị trường thiết bị bán dẫn, thị trường linh kiện bán dẫn có nhiều phân khúc và phân mảnh hơn. Không gian thị trường cho một sản phẩm nhỏ và ngưỡng kỹ thuật cao nên có rất ít công ty sản xuất linh kiện bán dẫn thuần túy. Các doanh nghiệp linh kiện bán dẫn hàng đầu quốc tế thường thực hiện chiến lược phát triển nhiều dòng sản phẩm xuyên ngành và linh kiện bán dẫn thường chỉ là một trong những hoạt động kinh doanh của các nhà sản xuất linh kiện lớn này. Ví dụ, MKS Instruments có thị phần lớn về áp kế/lò phản ứng khí, nguồn điện RF/DC, sản phẩm chân không và cánh tay robot. Ngoài các ứng dụng bán dẫn, dụng cụ MKS còn được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp và khoa học đời sống và sức khỏe. Việc sáp nhập, mua lại và tích hợp liên tục cũng là phương tiện chính để các công ty linh kiện bán dẫn hàng đầu quốc tế mở rộng quy mô. Ví dụ, Atlas (Atlas Copco, Thụy Điển), một công ty thiết bị công nghiệp hàng đầu quốc tế, đã liên tục mở rộng hoạt động kinh doanh máy bơm chân không bán dẫn sau khi mua lại Edwards vào năm 2014. Năm 2016, Atlas mua lại Leybold Germany, một công ty hàng đầu khác trong lĩnh vực công nghệ chân không và thành lập bộ phận công nghệ chân không riêng biệt vào năm 2017. Vào tháng 2019 năm XNUMX, Atlas lại mua lại mảng kinh doanh đông lạnh của Brooks. Việc mua lại, bao gồm công ty vận hành máy bơm lạnh và 50% cổ phần của Brooks trong Ulvac Cryogenics, càng củng cố thêm khả năng cạnh tranh toàn cầu của hoạt động kinh doanh chân không trong lĩnh vực bán dẫn.

03 Quy mô thị trường và mô hình phát triển của linh kiện bán dẫn

(1) Quy mô và mô hình thị trường linh kiện bán dẫn toàn cầu

Thị trường linh kiện bán dẫn toàn cầu chủ yếu bao gồm hai phần theo các đối tượng dịch vụ khác nhau. Thứ nhất, các bộ phận và dịch vụ liên quan được các nhà sản xuất thiết bị bán dẫn toàn cầu tùy chỉnh hoặc mua. Theo VLSI, thị trường hệ thống con dành cho thiết bị bán dẫn có doanh thu gần 10 tỷ USD vào năm 2020, với dịch vụ bảo trì và hỗ trợ chiếm 46%, doanh số bán sản phẩm linh kiện chiếm 32%, thay thế và nâng cấp chiếm 22%. Thứ hai, các bộ phận và dịch vụ liên quan được các nhà sản xuất chất bán dẫn toàn cầu trực tiếp mua dưới dạng vật tư tiêu hao hoặc phụ tùng thay thế. Theo dữ liệu của Xinmou [2], vào năm 2020, số tiền mua linh kiện thiết bị hàng đầu cho các dòng wafer 8 inch và 12 inch ở Trung Quốc đại lục đã vượt quá 1 tỷ USD. Năng lực sản xuất của Trung Quốc chiếm khoảng 12-15% thế giới. Xem xét nhu cầu mua sắm các linh kiện có giá trị gia tăng cao do công nghệ tiên tiến mang lại, số lượng linh kiện mua sắm toàn cầu cho thiết bị tuyến đầu dòng wafer 8 inch và 12 inch ít nhất là hơn 10 tỷ USD. Do đó, khi hai phần này được kết hợp lại, thị trường linh kiện bán dẫn toàn cầu có thể ước tính khoảng 20 tỷ USD đến 25 tỷ USD trở lên.

Mặc dù quy mô tổng thể của thị trường linh kiện bán dẫn chỉ bằng 5% so với quy mô thị trường bán dẫn toàn cầu gần 500 tỷ USD, giá trị của các bộ phận thường gấp hàng chục lần giá của chính nó, có khả năng và ảnh hưởng bức xạ công nghiệp mạnh mẽ. Ngoài ra, công nghệ chủ chốt của linh kiện bán dẫn phản ánh trình độ công nghệ của ngành công nghiệp và thiết bị bán dẫn của một quốc gia và có vị trí chiến lược rất quan trọng. Tiến bộ công nghệ của nó là điều kiện tiên quyết cho đổi mới công nghệ trong nền kinh tế kỹ thuật số và ứng dụng thông tin hạ nguồn.

Theo dữ liệu VLSI [3], ZEISS (Ống kính quang học), thiết bị MKS (MFC, nguồn điện RF, sản phẩm chân không), Edwards (bơm chân không), Advanced Energy (nguồn điện RF), Horiba (MFC), VAT (van chân không), Ichor (hệ thống phân phối khí mô-đun và các bộ phận khác), Ultra Clean Tech (hệ thống bịt kín), ASML (bộ phận quang học) và EBARA (bơm khô).

Bảng 2-1. Bảng xếp hạng 10 nhà sản xuất linh kiện bán dẫn hàng đầu thế giới

(Nguồn dữ liệu: báo cáo thường niên của từng công ty, đối chiếu thông tin mạng)

Theo số liệu VLSI ở Hình 2-1, tổng thị phần của 50 nhà cung cấp hàng đầu có xu hướng ổn định ở mức khoảng 10% trong 50 năm qua. Nhưng do yêu cầu khắt khe của linh kiện bán dẫn về độ chính xác và chất lượng nên xét về một linh kiện bán dẫn duy nhất, trên thế giới chỉ có một số nhà cung cấp có thể cung cấp sản phẩm, điều đó cũng dẫn đến mặc dù tỷ lệ tập trung linh kiện bán dẫn xung quanh ngành chỉ là 80%. , nhưng nồng độ phân khúc danh mục thường trên 90% đến 2%, hiệu ứng độc quyền là rõ ràng. Ví dụ, trong lĩnh vực hút tĩnh điện, về cơ bản bị chi phối bởi các doanh nghiệp bán dẫn của Mỹ và Nhật Bản (xem Bảng 2-95), chiếm hơn XNUMX% thị phần, chủ yếu bao gồm AMAT (Vật liệu ứng dụng), LAM (Panlin Group), Shinko (Nippon Electric), TOTO và NTK (doanh nghiệp Nhật Bản).

Hình 2-1. Thị phần của 10 nhà sản xuất linh kiện bán dẫn hàng đầu thế giới vẫn ổn định ở mức khoảng 50% (nguồn dữ liệu: VLSI)

Bảng 2-2. Danh sách các công ty dẫn đầu thế giới về các sản phẩm linh kiện chính

(Nguồn dữ liệu: Jiangfeng Electronics, đối chiếu thông tin mạng)

(2) Quy mô thị trường và mô hình linh kiện bán dẫn tại Trung Quốc

Hiện tại, ngành công nghiệp linh kiện bán dẫn của Trung Quốc vẫn còn ở giai đoạn sơ khai và quy mô tổng thể còn nhỏ. Theo dữ liệu của Xinmou [2], vào năm 2020, các nhà sản xuất wafer địa phương của Trung Quốc (chủ yếu bao gồm SMIC, Huahong Group, China Resources Microelectronics, Changjiang Storage, v.v.) đã mua các bộ phận của thiết bị kênh trước 8 inch và 12 inch với chi phí khoảng 430 triệu USD. Nhưng nhu cầu về linh kiện bán dẫn dự kiến ​​vẫn mạnh do năng lực sản xuất tấm bán dẫn nội địa của Trung Quốc mở rộng nhanh chóng, dự kiến ​​sẽ bổ sung thêm 50% công suất mới vào năm 2023. Người ta ước tính quy mô thị trường linh kiện bán dẫn ở Trung Quốc sẽ vượt 8 tỷ nhân dân tệ vào năm 2023 và 12 tỷ nhân dân tệ vào năm 2025, theo nhu cầu mua sắm thiết bị và linh kiện trong dây chuyền sản xuất.

Bất chấp sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường linh kiện bán dẫn trong nước, năng lực kỹ thuật, trình độ quy trình, độ chính xác và độ tin cậy của sản phẩm của các doanh nghiệp linh kiện trong nước vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu của các nhà sản xuất thiết bị và wafer trong nước, đồng thời tỷ lệ nội địa hóa chung vẫn ở mức thấp. . Nói chung, đối với việc sử dụng thiết kế tùy chỉnh để sản xuất các bộ phận máy chính xác, tỷ lệ nội địa hóa của Trung Quốc tương đối cao. Bởi vì thiết bị bán dẫn trong nước ở giai đoạn đầu, để đạt được sản xuất hàng loạt càng sớm càng tốt để bắt kịp trình độ tiên tiến, họ thường sử dụng thiết kế của riêng họ và sau đó để các bộ vi xử lý nước ngoài (chủ yếu là Nhật Bản, một số ít Hàn Quốc) xử lý. cách thức. Do các thiết bị bán dẫn gia công chính xác các nguyên liệu thô nên phương pháp xử lý, xử lý bề mặt và làm sạch bao bì có những yêu cầu đặc biệt nên các bộ xử lý trong nước không thể đáp ứng được, ngoài ra, do các nhà cung cấp công nghệ xử lý Nhật Bản với các loại hình xử lý bộ phận có kinh nghiệm phong phú, có thể Trong quá trình gia công có thể phát hiện một số sai sót trong thiết kế và điều chỉnh. Sau đó, với sự mở rộng dần dần của thị trường trong nước, để giảm chi phí và đảm bảo an ninh chuỗi cung ứng, một số ít nhà sản xuất thiết bị bán dẫn trong nước bắt đầu dần dần phát triển bộ vi xử lý trong các ngành công nghiệp khác bắt đầu cống hiến hết mình cho việc xử lý các bộ phận chính xác của thiết bị bán dẫn. Vì vậy, trong lĩnh vực linh kiện máy chính xác vốn do các nhà sản xuất thiết bị thống trị, các nhà sản xuất linh kiện trong nước đã có những bước tiến nhanh chóng. Nhưng đối với những sản phẩm được tiêu chuẩn hóa nhiều hơn, phụ thuộc nhiều vào sự cạnh tranh của thị trường đối với các linh kiện mua thông thường thì tỷ lệ nội địa hóa nhìn chung là rất thấp. Lý do chính là yêu cầu thiết kế và sản xuất của những bộ phận mua chung này rất cao. Ngay cả khi bộ phận mẫu của sản phẩm trong nước có thể đạt trình độ tương đương thì họ vẫn cần nỗ lực để đảm bảo sự ổn định của sản xuất hàng loạt. Đồng thời, do các doanh nghiệp thiết bị trong nước mới đạt được tiến bộ trong nội địa hóa nên vẫn còn thụ động trong việc mua sắm linh kiện tổng hợp, chủ yếu tập trung vào các sản phẩm đã trưởng thành trong nước, chưa sẵn sàng mạnh dạn thử nghiệm các sản phẩm mới sản xuất trong nước [1].

Đây là những nguyên nhân chính khiến Trung Quốc vẫn chưa thể đạt được “quyền tự chủ và kiểm soát” trong các sản phẩm cốt lõi là linh kiện bán dẫn. Theo dữ liệu OEM chính thống trong nước, hoạt động hàng ngày của các bộ phận nhận được (bao gồm các bộ phận thay thế bảo trì và thay thế khi hỏng hóc) đạt hơn 2,000, nhưng thị phần trong nước chỉ khoảng 8%. Mỹ và Nhật Bản lần lượt có 59.7% và 26.7%. Trên thực tế, thị trường linh kiện cao cấp chủ yếu do các nhà cung cấp Mỹ, Nhật Bản và Châu Âu chiếm giữ; Thị trường linh kiện cấp thấp chủ yếu do các nhà cung cấp từ Hàn Quốc và Đài Loan của Trung Quốc chiếm lĩnh. Máy hút tĩnh điện là bộ phận quan trọng không tiêu hao của nhà máy sản xuất bánh bán dẫn, đơn giá lên tới hàng chục, thậm chí hàng trăm nghìn ĐÔ LA. Hiện tại, chưa có doanh nghiệp trong nước nào có thể sản xuất ra các sản phẩm trưởng thành phù hợp, ngay cả nguyên liệu gốm nhôm nitrit dùng cho máy hút tĩnh điện cũng không đạt các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu và tỷ lệ phụ thuộc vào bên ngoài là hơn 99%. Ngoài ra, mặc dù quy mô ngành bơm chân không ở Trung Quốc đã đạt gần 200 tỷ nhân dân tệ nhưng các sản phẩm cao cấp của Edwards và các doanh nghiệp khác vẫn phải nhập khẩu máy bơm chân không khô dùng cho chất bán dẫn. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, với sự tăng tốc của công suất mới và sự mở rộng của ngành bán dẫn trong nước, đồng thời việc giao linh kiện nước ngoài liên tục bị trì hoãn do dịch vụ hậu cần và vận tải bị cản trở do đại dịch COVID-19, một số linh kiện bán dẫn trong nước các công ty có tiềm năng tăng trưởng cao có cơ hội đẩy nhanh việc thay thế linh kiện bán dẫn trong nước. Ví dụ: Hoạt động kinh doanh Đầu vòi hoa sen và xử lý khoang của JIANGfeng Electronics, hoạt động kinh doanh bộ lọc của Cobetter và hoạt động kinh doanh máy bơm chân không khô của Tongjia Hongrui. Bảng 2-3 tóm tắt một số doanh nghiệp Trung Quốc trong các lĩnh vực linh kiện bán dẫn khác nhau.

Bảng 2-3. Các công ty sản xuất linh kiện bán dẫn chính trong nước

(Nguồn dữ liệu: Đối chiếu thông tin mạng)

04 Những vấn đề chính của nội địa hóa linh kiện bán dẫn

(1) Thiếu quan tâm đến linh kiện, chính sách hỗ trợ công nghiệp chưa đúng chỗ

Tổng quy mô của ngành công nghiệp linh kiện bán dẫn lên tới hàng tỷ. So với chuỗi công nghiệp bán dẫn cốt lõi, khối lượng nhỏ hơn, chủng loại sản phẩm và thông số kỹ thuật đa dạng, ít doanh nghiệp dẫn đầu, mức độ tập trung công nghiệp thấp và các vấn đề kỹ thuật hiện có còn rải rác nên chưa được quan tâm đúng mức. trong một khoảng thời gian dài. Kể từ năm 2014 ở nước ta sẽ thúc đẩy phát triển ngành bán dẫn đã trở thành chiến lược quốc gia, sau đó ít nhất hơn 30 chính quyền địa phương đưa ra chính sách hỗ trợ nhằm thúc đẩy phát triển ngành bán dẫn [9], nhưng ở cả cấp quốc gia và địa phương, chính sách đều tập trung nhiều hơn về ngành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm, thiết bị, vật liệu, bộ phận bán dẫn hiếm khi được đề cập. Về vốn, doanh nghiệp linh kiện, phụ tùng hiếm khi được ưu đãi về vốn. Quỹ đầu tư công nghiệp vi mạch quốc gia hiện đầu tư dưới 100 triệu nhân dân tệ vào các bộ phận bán dẫn. Đến cuối năm 2020, tổng giá trị thị trường của các công ty niêm yết chủ yếu kinh doanh linh kiện bán dẫn (dưới 30 tỷ nhân dân tệ) chỉ chiếm 1% tổng giá trị thị trường của tất cả các doanh nghiệp chuỗi ngành bán dẫn (hơn 3 nghìn tỷ nhân dân tệ).

(2) Khả năng đổi mới tương đối lạc hậu và khoảng cách rõ ràng về công nghệ cốt lõi

Bởi vì ngành công nghiệp linh kiện đã lâu không nhận được sự chú ý nên chỉ có thể tăng trưởng ở mức khiêm tốn nên hầu hết các doanh nghiệp linh kiện trong nước tham gia vào ngành bán dẫn chủ yếu cung cấp dịch vụ sửa chữa và thay thế, dịch vụ vệ sinh được ưu tiên, R&D tổng thể, khả năng đổi mới tương đối lạc hậu, tồn tại lâu dài ở mức tiêu chuẩn sản xuất cấp thấp và sao chép sản phẩm nước ngoài, khoảng cách công nghệ cốt lõi là rõ ràng. Theo bản cáo bạch của một công ty sản xuất linh kiện bán dẫn niêm yết ở Trung Quốc, chỉ có 15 nhân viên R&D, tổng đầu tư R&D từ năm 2016 đến 2018 chưa đến 20 triệu nhân dân tệ, cường độ đầu tư R&D trung bình hàng năm là dưới 5%. Ngoài ra, sự thiếu khả năng đổi mới của ngành công nghiệp linh kiện bán dẫn của Trung Quốc còn được thể hiện ở hệ thống tiêu chuẩn ngành không hoàn hảo, thiếu đầu tư nghiêm trọng cho nghiên cứu quy trình cơ bản, thiếu khả năng tiếp cận công nghệ xử lý, thiếu sự kết hợp chặt chẽ giữa nghiên cứu khoa học và thực tiễn sản xuất và nhiều vấn đề khác. Nó hạn chế sự phát triển đổi mới của công nghệ thiết kế kết cấu, công nghệ độ tin cậy, công nghệ và quy trình sản xuất cũng như nghiên cứu hiệu suất vật liệu cơ bản của các thành phần bán dẫn.

Bảng 2-4 khó khăn kỹ thuật chính của linh kiện bán dẫn trong nước

(Nguồn dữ liệu: SMIC [4], Jiangfeng Electronics [6], xử lý thông tin mạng)

(3) Thiếu nguồn cung thợ thủ công và thiếu cơ chế khuyến khích hiệu quả

Hiện tại, khoảng cách nhân tài trong ngành bán dẫn của Trung Quốc đã lên tới hàng trăm nghìn người. Mặc dù Trung Quốc đã đưa ra hàng loạt biện pháp hỗ trợ trong việc đào tạo nhân tài bán dẫn trong những năm gần đây, nhưng một số lượng lớn đào tạo nhân tài bán dẫn chủ yếu tập trung vào thiết kế, sản xuất, thiết bị và vật liệu, còn thiếu sự quan tâm đến việc đào tạo nhân tài trong các bộ phận bán dẫn. và các ngành công nghiệp cơ bản khác. Trong các môn cơ bản của cải cách hệ thống giáo dục, Cài đặt chuyên môn, kiểm định tại chỗ về giáo dục kỹ thuật, công nghệ, v.v., việc thiếu kế hoạch và thực thi tổng thể, các bộ phận và thành phần dẫn đến sự thiếu hụt nghiêm trọng chương trình giảng dạy các kỹ năng chuyên môn và cơ bản chuyên nghiệp, nhưng cũng thiếu chủ trương trau chuốt, tìm kiếm chân lý, đổi mới, giỏi thiết kế, giỏi hướng dẫn tinh thần thợ thủ công quan trọng [5]. Ngoài ra, ngành công nghiệp linh kiện bán dẫn đang phải đối mặt với việc chưa có cơ chế khuyến khích nhân tài nghiêm túc. Mặc dù mức lương chung của nhân sự ngành bán dẫn trong nước đã được cải thiện đáng kể so với trước đây, nhưng đối với ngành gia công cơ khí, dụng cụ chính xác, xử lý bề mặt và các ngành khác mà các doanh nghiệp linh kiện và phụ tùng yêu cầu, lương của nhân viên nhìn chung thấp hơn đáng kể so với mức lương của nhân viên ngành bán dẫn trong nước. mức trung bình của ngành công nghiệp bán dẫn. Theo bản cáo bạch của một công ty sản xuất linh kiện bán dẫn ở Trung Quốc, công ty này chỉ có 15 nhân viên R&D trước khi IPO, lương hàng năm của nhân viên kỹ thuật cốt lõi chỉ là 75,000 nhân dân tệ và lương nhân viên R&D thông thường chỉ là 30,000 nhân dân tệ. Mức lương thấp dẫn đến tình trạng chảy máu chất xám nghiêm trọng của các công ty sản xuất linh kiện bán dẫn, dẫn đến vòng luẩn quẩn thiếu người kế thừa trong ngành linh kiện cơ bản.

(4) Chuỗi liên kết công nghiệp rời rạc và năng lực hỗ trợ từ thượng nguồn không đủ

Các thành phần bán dẫn cần phải trải qua các quy trình xác minh nghiêm ngặt và phức tạp trước khi chúng có thể được xác minh trên dây chuyền sản xuất quy mô lớn và được bán với quy mô lớn. Vì vậy, các nhà sản xuất linh kiện cần hợp tác toàn diện với các nhà sản xuất và thiết bị hạ nguồn. Hiện tại, quy trình xác minh trực tuyến các bộ phận bán dẫn ở Trung Quốc rất phức tạp và kéo dài. Mức độ phối hợp giữa nhà sản xuất, nhà sản xuất thiết bị và nhà sản xuất linh kiện bán dẫn trong nước chưa cao, thiếu sự giao tiếp, tương tác hiệu quả. Kết quả là cả hai bên không nắm vững các thông số quy trình và khả năng phù hợp của nhau và nguồn điện thay thế trong nước không đủ. Ngoài ra, trong quá trình lặp lại sản phẩm lâu dài, các nhà sản xuất linh kiện nước ngoài hiện có đã hình thành một số lượng lớn bí quyết. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất hàng nhái và thử nghiệm sau đó, các nhà sản xuất trong nước chỉ có thể đạt được hình dáng tương tự. Do thiếu kinh nghiệm và công nghệ chủ chốt nên bị loại trong quá trình xác minh ban đầu và không thể đưa vào ứng dụng quy mô lớn [5]. Ngoài ra, các nhà sản xuất linh kiện bán dẫn trong nước không thể nhận được sự hỗ trợ từ nguyên liệu, thiết bị sản xuất và các liên kết hỗ trợ khác, điều này cũng ảnh hưởng đến khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Các bộ phận bán dẫn nói chung là nhiều loại sản phẩm có yêu cầu độ chính xác xử lý cao, đòi hỏi nguyên liệu thô và thiết bị xử lý cao để sản xuất các bộ phận này và đắt tiền. Do ảnh hưởng của ý tưởng lâu đời về "máy tính lớn nặng, hỗ trợ nhẹ", ngành công nghiệp Trung Quốc đã không đầu tư đủ nghiêm trọng vào các lĩnh vực hỗ trợ thượng nguồn và hạ nguồn, dẫn đến khoảng cách giữa Trung Quốc và nước ngoài về nguyên liệu thô và sản xuất. thiết bị của các bộ phận. Ví dụ, trung tâm gia công có độ chính xác cao thường được sử dụng trong các bộ phận kim loại bán dẫn ở Trung Quốc tụt hậu so với nước ngoài về độ chính xác gia công, độ ổn định gia công, tính linh hoạt hình học và các khía cạnh khác. Ví dụ, hợp kim nhôm, vonfram và molypden, cũng như cát thạch anh có độ tinh khiết cao, nguyên liệu thô để sản xuất các bộ phận kim loại cao cấp, về cơ bản là do các công ty Mỹ và Nhật Bản độc quyền. Việc cung cấp nguyên liệu thô độc quyền khiến các nhà cung cấp/chế biến/người sử dụng nguyên liệu ở hạ nguồn bị hạn chế ở thế bị động. Nguyên liệu thủy tinh thạch anh chính (ống/que/neo) cũng của các công ty Mỹ, Đức, Nhật Bản. Trong một thời gian dài, việc thiếu thiết bị xử lý thượng nguồn và nguyên liệu thô đã khiến hầu hết các doanh nghiệp sản xuất linh kiện bán dẫn tại Trung Quốc hoạt động ở trình độ kỹ thuật thấp. Trình độ nguyên liệu, thiết bị chế biến chưa cao, thiết bị tiên tiến còn thiếu và chưa phù hợp, không đảm bảo được tính đồng nhất của chất lượng sản phẩm và ảnh hưởng đến việc nâng cao chất lượng sản phẩm.

(5) Điều kiện sản xuất hạn chế ảnh hưởng đến việc nâng cấp cao cấp

Do quá trình sản xuất chất bán dẫn thường ở nhiệt độ cao, môi trường ăn mòn mạnh nên khoảng một nửa số bộ phận bán dẫn cần được xử lý bề mặt để nâng cao khả năng chống ăn mòn. Ví dụ, buồng khắc plasma của thiết bị khắc bán dẫn ở trong môi trường plasma mật độ cao, độ ăn mòn cao và hoạt động cao. Buồng và các thành phần của nó dễ bị ăn mòn bởi plasma. Để kéo dài tuổi thọ của các bộ phận này, quá trình oxy hóa anốt thường được sử dụng trên bề mặt vật liệu nền nhôm (nhôm và hợp kim nhôm). Plasma có thể làm giảm hiệu quả sự ăn mòn của khoang và các vật liệu nền nhôm khác. Và các yêu cầu về môi trường ngày càng nghiêm ngặt của Trung Quốc, đối với phần lớn công nghệ xử lý bề mặt như phun cát, phun, mạ điện, oxy hóa cực dương, v.v., đã phát triển có kiểm soát, dẫn đến một số công nghệ xử lý bề mặt cao cấp, ví dụ như oxy hóa hồ quang vi mô, cao- phun cuối, phủ gốm Y2O3, v.v., khoảng cách trong nước luôn lớn hơn, cũng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của các bộ phận và chất lượng sản phẩm, Mặc dù các nhà sản xuất Trung Quốc có thể định hình các bộ phận Van, đầu phun khí vòi hoa sen, bộ phận gốm và các bộ phận khác theo bản vẽ , sự phát triển của chúng bị hạn chế bởi nền móng vì không thể giải quyết được các vấn đề về vật liệu và xử lý bề mặt. Ngoài ra, một số công nghệ tiên tiến của linh kiện bán dẫn bị hạn chế bởi "lệnh cấm vận", đồng thời các doanh nghiệp trong nước thiếu bản vẽ và dữ liệu chính xác khiến họ không thể phát triển sang các công nghệ cao cấp. Đơn cử như máy đo chân không hạ thế do MKS sản xuất luôn phải xin giấy phép xuất khẩu mới mua được [6].

05 Gợi ý phát triển ngành linh kiện bán dẫn tại Trung Quốc

(1) Chú trọng thiết kế cấp cao và định hướng phát triển công nghiệp

Lĩnh vực linh kiện bán dẫn vốn từ lâu phụ thuộc nhiều vào các nước tiên tiến như Hoa Kỳ và Nhật Bản, cần chú ý hơn đến thiết kế cấp cao. Đề xuất bằng cách lập kế hoạch, kế hoạch hoặc lộ trình phát triển ngành linh kiện bán dẫn đặc biệt, xác định khung chiến lược phát triển ngành dài hạn và trong các giai đoạn khác nhau tùy theo tình hình phát triển trong và ngoài nước để thiết lập các chính sách và chương trình phù hợp để có trật tự hướng dẫn phát triển ngành công nghiệp, cũng khiến toàn xã hội đặc biệt chú ý đến việc thị trường hóa vốn của ngành linh kiện bán dẫn.

(2) Thiết lập các dự án công nghiệp đặc biệt để kích thích đổi mới

Để hiện thực hóa sự phát triển nhanh chóng và thịnh vượng của ngành công nghiệp linh kiện bán dẫn, điều cơ bản nhất là nâng cao khả năng đổi mới độc lập. Hiện tại, ngành công nghiệp linh kiện bán dẫn của Trung Quốc không thể đạt được sự đảm bảo toàn diện về chuỗi cung ứng chất bán dẫn chỉ bằng công nghệ bắt chước và theo dõi, mà chỉ thông qua đổi mới độc lập. Mặc dù một số doanh nghiệp linh kiện đã được hỗ trợ đặc biệt 02 [7] nhưng vẫn cần nỗ lực hơn nữa. Khuyến nghị trong kế hoạch khoa học và công nghệ quốc gia riêng biệt thành lập một ngành công nghiệp linh kiện bán dẫn đặc biệt, các doanh nghiệp hàng đầu linh kiện bán dẫn trong nước, các bộ phận của viện nền tảng đổi mới công nghệ quốc gia hoặc chuẩn bị xây dựng, tập hợp thế mạnh nhắm vào điểm đột phá và hướng đi chính, tuân thủ độc lập nghiên cứu và phát triển đổi mới, phấn đấu vượt qua hàng loạt cơ sở công nghiệp công nghệ cốt lõi quan trọng, Chúng tôi sẽ thiết lập một hệ thống đổi mới công nghệ trong đó doanh nghiệp đóng vai trò chủ đạo và các doanh nghiệp, trường đại học, viện nghiên cứu và ứng dụng được kết hợp, đồng thời hướng dẫn nghiên cứu và phát triển công nghệ tiên tiến, công nghệ cơ bản, công nghệ tổng hợp trọng điểm trong lĩnh vực linh kiện bán dẫn cấp quốc gia.

(3) Khắc phục những bất cập về chính sách và tăng cường hướng dẫn đầu tư

Ngành công nghiệp linh kiện bán dẫn là một ngành có thị trường cạnh tranh đầy đủ. Do quy mô nhỏ, số lượng lớn và lợi nhuận sản phẩm mỏng của các doanh nghiệp linh kiện trong nước nên việc đầu tư vào R&D cho sản phẩm, công nghệ mới không thể so sánh với các doanh nghiệp lớn quốc tế nên chỉ dựa vào cạnh tranh thị trường khó có thể giành chiến thắng. Tuy nhiên, trong bối cảnh địa chính trị quốc tế hiện nay, Chính phủ cần thực hiện các chính sách đặc biệt liên quan để hướng dẫn, hỗ trợ, giúp các doanh nghiệp sản xuất linh kiện bán dẫn trong nước phát triển nhanh chóng. Có ý kiến ​​​​cho rằng các sản phẩm chính do các doanh nghiệp linh kiện bán dẫn trong nước phát triển độc lập nên được trợ cấp và hỗ trợ bởi tài chính quốc gia và địa phương, cần tăng cường bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ đối với các sản phẩm được thiết kế độc lập và các bộ phận bán dẫn phải được đưa vào danh mục mua sắm của chính phủ lần đầu tiên. bộ. Khuyến khích các loại quỹ công nghiệp trong nước và vốn xã hội tích cực đầu tư vào các doanh nghiệp linh kiện bán dẫn, đồng thời hỗ trợ phát triển các doanh nghiệp linh kiện bán dẫn trong nước thông qua thị trường vốn.

4) Tăng cường giới thiệu, đào tạo nhân tài và tăng cường cung ứng nhân tài

Tăng cường toàn diện việc bồi dưỡng và giới thiệu các tài năng kỹ thuật, nghiên cứu và tổng hợp trong các lĩnh vực liên quan đến bộ phận bán dẫn [8]. Các tổ chức nghiên cứu lớn được khuyến khích thành lập các cơ sở giáo dục sau đại học và sau tiến sĩ trong lĩnh vực bộ phận và linh kiện bán dẫn, đồng thời dựa vào các dự án kỹ thuật lớn của quốc gia và các dự án khoa học và công nghệ lớn để đào tạo những nhân tài hàng đầu về kỹ thuật và công nghệ bộ phận và linh kiện bán dẫn. Chúng tôi chủ trương các doanh nghiệp, trường học và cơ quan nghiên cứu khoa học cùng thực hiện giáo dục nghề nghiệp và đào tạo tại chỗ, tích cực thúc đẩy phương thức hợp tác nhà trường-doanh nghiệp để cùng đào tạo nhân lực có tay nghề, thông qua giáo dục trật tự nhà trường-doanh nghiệp, đào tạo tập trung, đào tạo định hướng hoặc ủy thác đào tạo, một số lượng lớn nhân sự có tay nghề cao về bộ phận bán dẫn, tăng cường cung cấp nhân tài. Chúng tôi sẽ tích cực giới thiệu các nhà lãnh đạo công nghệ kỹ thuật và nhân tài đang thiếu hụt ở nước ngoài thông qua nhiều phương tiện khác nhau, khuyến khích chính quyền địa phương đưa ra các chính sách nhân tài cho xương sống công nghệ cốt lõi và các doanh nhân hàng đầu trong lĩnh vực linh kiện bán dẫn, không ngừng cải tiến cơ chế khuyến khích nhân tài và kích thích sức sống của phát triển công nghiệp.

(5) Thúc đẩy sự liên kết giữa các bộ phận và đảm bảo nguồn cung độc lập

Thúc đẩy "liên kết" bộ phận chuỗi cung ứng dựa trên chất bán dẫn và đảo ngược hoàn toàn việc ngắt kết nối các sản phẩm và thiết bị bộ phận, sản xuất, thông qua hướng dẫn của chính phủ, khuyến khích các nhà máy và nhà máy sản xuất thiết bị trong nước phát huy vai trò tổ chức và điều phối dây chuyền sản xuất lớn, hợp tác với các nhà sản xuất bộ phận địa phương thông qua JieBang 1, đua ngựa, nghiên cứu định hướng theo nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như tăng cường sự hợp tác của chuỗi ngành, Hiện thực hóa sự phát triển phối hợp của máy tính lớn và các bộ phận cơ bản. Hỗ trợ các dự án sản xuất chất bán dẫn hoặc kỹ thuật thiết bị do chính quyền quốc gia hoặc địa phương chủ trì, ưu tiên các cơ hội xác minh sản phẩm bộ phận bán dẫn trong nước và trợ cấp một số rủi ro nhất định. Khuyến khích các nhà sản xuất máy móc, điện tử, hóa chất và linh kiện thiết bị khác tích cực mở rộng và mở rộng hoạt động kinh doanh chất bán dẫn, dựa trên cơ sở kỹ thuật của mình, phát triển các sản phẩm cao cấp hơn để đáp ứng nhu cầu của thiết bị bán dẫn, củng cố và cải tiến hơn nữa cách bố trí sản phẩm, đồng thời nâng cao tính độc lập cung cấp linh kiện trong nước.

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Bài viết này được in lại từ "Zhu Jing", bài viết này chỉ thể hiện quan điểm cá nhân của tác giả, không thể hiện quan điểm của Sakwei và ngành, chỉ in lại và chia sẻ, ủng hộ việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ, vui lòng ghi rõ bản gốc nguồn và tác giả, nếu có vi phạm vui lòng liên hệ để xóa.