前不久,一篇名為《一家味精工廠,卡住了全世界芯片企業(yè)的脖子》的文章刷屏。
文章指出,當今芯片大規(guī)模短缺竟和日本一家名為“味之素”的味精企業(yè)有著莫大的關聯(lián),因為它掌握著一項芯片生產過程中的重要材料,時至今日,全球幾乎100% 的芯片制造都離不開這種材料。
消息一出,眾人一片嘩然,紛紛感嘆這堪稱現(xiàn)實版的“蝴蝶效應”。
文章陳述的事件有據(jù)可依,讀后著實令人感到不可思議,但若深度分析揣摩,其實文章存在一個巨大的漏洞,即就該事件得出的最終結論是完全錯誤的。
對于這個事件,印芯科技CEO傅旭文說:“芯片制造是一個非常成熟的全球分工的產業(yè)鏈,各個國家都有獨到的一面。而造成全球范圍芯片短缺現(xiàn)象,日本味之素的ABF只是其中的一個因素,但不是決定性因素?!?/p>
既然ABF不是主要因素,那造成當今全球大規(guī)模芯片短缺的原因是什么?對此,清微智能產品工程副總裁李秀冬總結概括出以下5個方面:
1 市場的真實需求
隨著5G技術發(fā)展,5G手機內PA芯片數(shù)量比4G手機更多;自動駕駛所帶來的汽車芯片的廣泛需求;由于疫情原因需要線上辦公,這對服務器芯片和 PC芯片有強烈需求。
2 供應鏈太長,部分環(huán)境擴產不足。
3 國產替代
由于國產替代加快,很多芯片提前量產,系統(tǒng)方案廠商也給了機會測試或者試用,從客觀上造成了供應鏈的緊張。的廣泛需求;由于疫情原因需要線上辦公,這對服務器芯片和 PC芯片有強烈需求。
4 恐慌性的預定下單
當企業(yè)感覺資源緊張的時候都會提前多備貨,盡管自身需求并沒有明顯增加,更多是一個心理因素。
5 中美半導體摩擦的影響
接下來,本文將站在產業(yè)鏈高度來看待和剖析整個事件,力求回歸理性,并為大家還原一個客觀公正的事件真相。
ABF(Ajinomoto Build-up Film)是日本味之素公司在生產味精時的一種副產物,又稱“味之素堆積膜”,是一種用合成樹脂類材料做成的薄膜,具有很好的絕緣性。
講ABF之前,先來講講芯片加工流程中的一個重要環(huán)節(jié)。
芯片內部有數(shù)十億個晶體管通過電路進行連接, 電路之間還需要進行絕緣處理,用來保障每一層的晶體管電路互不干擾。傳統(tǒng)工藝使用的絕緣材料是液態(tài)的,因此需要進行噴涂和晾曬,此外還要考慮到噴涂均勻性問題,所以要等徹底干燥后才能進行下一步流程工序。這種噴涂晾曬操作非常繁雜,如此往復循環(huán)消耗掉大量時間、人力、物力。
隨著芯片制程工藝的不斷進步,芯片產業(yè)亟待一種兼具極好絕緣性、耐熱性和易用性的全新材料。傅旭文指出:“在芯片制造的IC電路中,尤其是比較高端的芯片,電路線寬越小,絕緣材料原有的間隙就越小,還需要能夠填充進去,這對絕緣材料要求也就越高?!?/p>
對此,芯謀研究市場研究總監(jiān)宋長庚也表達了類似的觀點,他說:“半導體集成電路產業(yè)使用電子材料種類繁多,比如電子級特氣、光刻膠等電子材料都包括數(shù)十個子類別,雖然每一個子類的全球消耗量都不大,但對于材料的要求卻特別高,比如電子特氣的純度要在5N~6N以上?!?/p>
彼時,味之素公司發(fā)現(xiàn)生產味精時的一種副產物擁有非常好的絕緣性,他們認為這或許可以用作半導體行業(yè)的絕緣涂層劑,于是便對該材料展開技術攻關,最終研發(fā)出這種薄膜狀的絕緣材料—ABF。
ABF用于芯片內部的絕緣填充材料,相較于傳統(tǒng)的液體絕緣材料,ABF采用薄膜的形式更便于使用,覆蓋壓合即可完成操作,可極大提升生產效率?!癆BF這種絕緣材料填充在芯片電路層與層之間,線寬很細,精度極高,半導體的先進制程更需要這種精度極高的絕緣材料?!备敌裎恼f。
自從使用ABF這種絕緣材料之后,芯片制備在降低生產成本的同時,還可大幅提高生產效率, 而且質量、性能都有保證。
隨后,全球眾多芯片企業(yè)向味之素拋出橄欖枝, 紛紛大量采購ABF , 于是ABF開始出現(xiàn)在各類半導體芯片制造環(huán)節(jié),并逐漸被整個半導體行業(yè)所使用。
傅旭文表示:“味之素做的ABF材料很好地滿足了芯片制造極為苛刻的要求,可以說,在這個領域里ABF幾乎沒有競爭對手。”
十年前,智能手機猶如雨后春筍般崛起,隨著高端芯片需求逐年攀升,ABF開始變得供不應求。據(jù)產業(yè)鏈人士透露,從去年年底開始,ABF供應鏈就出了問題,ABF的交付周期已經(jīng)長達30周,而今年全年ABF依然會持續(xù)供貨不足。
正所謂“ 巧婦難為無米之炊” ,ABF的供應出了問題必然導致芯片的制造受到影響。
既然味之素產能跟不上,那其他企業(yè)為何不去生產類似材料與之競爭呢?主要原因可以歸結為以下兩點:
其一,成本。味之素把ABF的利潤壓得足夠低,做到量大利薄,其他企業(yè)插足進來很難實現(xiàn)盈利,因此也就沒有企業(yè)愿意去競爭。
當時確實也有一些企業(yè)看到這片藍海,投入資金去研發(fā)這種絕緣材料與味之素競爭,但最終因為研發(fā)成本或專利費等因素放棄。這也給了味之素"可乘之機",借著半導體產業(yè)發(fā)展的東風打下屬于自己的一片天地。
舉個例子,全球生產可樂的巨頭公司就兩家—可口可樂和百事可樂,為何一直沒有其他企業(yè)涉足?其中,秘密的配方是一方面,但更多的因素還是成本問題。這兩家可樂公司已經(jīng)把價格壓得非常低了,其他企業(yè)做可樂的利潤很薄甚至會虧本。
其二,技術。味之素的這種ABF材料擁有數(shù)十年的技術沉淀( 包括秘密配方),其他企業(yè)進行技術研發(fā)雖然也能生產出來,但是品質不一定能夠達到ABF的級別,性能不一定能夠滿足芯片對材料的苛刻需求。
“對于ABF這種材料,其他企業(yè)想要做出來應該不難, 但難的是要達到和ABF一樣的超高標準,達到這么好的絕緣效果,在極小的線寬下還能用,這就很難了?!备敌裎闹赋?。
以高濃度硫酸為例,比如有A、B兩家企業(yè)分別生產99%硫酸和99.9%的硫酸,兩者在一般的使用場合下可能察覺不到兩者的差別,而在芯片領域就顯得尤為關鍵了,B企業(yè)高出的那0.9%可能直接影響芯片加工制造,而這也正是B企業(yè)技術領先的優(yōu)勢所在。
“ABF的市占比達到70-80%甚至以上。事實上,很多芯片原材料都掌握在日本企業(yè)手中,不止是味之素的ABF,很多日本的基礎材料,比如高濃度的氫氟酸、硫酸,或者是光刻膠等等,這些材料都起到舉足輕重的地位。日本企業(yè)能做的,其他企業(yè)當然也能做,但是做出來的產品還是存在細微差別的。”傅旭文說道。
芯片歸根結底還是一種商品,既然是商品, 企業(yè)就會在保證質量性能的前提下,想方設法地壓低成本、提高利潤。而ABF這種材料幾乎完美地契合了這兩點—技術足夠好、成本足夠低, 這才是導致ABF“無法替代”的根本原因。
未來,會不會有企業(yè)開發(fā)出新材料取代A B F呢?傅旭文表示短期內不太可能,芯片原材料的更換并非易事?!鞍雽w產業(yè)鏈如果要使用一種全新材料的話比較困難,芯片企業(yè)不敢貿然嘗試,因為這需要長時間的反復驗證和觀察,比如穩(wěn)定性、可靠性等等一系列因素,關鍵是驗證新材料的時間周期比較長?!彼f。
對此,宋長庚也表示,“由于使用的材料與晶圓制造工藝、芯片產品良率等息息相關,造成替換難度非常大,流程復雜,耗時較長,而最終帶來的收益卻不大?!?/p>
ABF在半導體領域的應用“歷史悠久”,加之驗證新絕緣材料的時間代價太長,所以說,短期內ABF依然是芯片企業(yè)的首選材料。
如果ABF 一直缺貨,芯片短缺問題如何破局?對此,傅旭文表示:“我認為,接下來味之素公司會進行規(guī)?;瘮U產,但也不會擴產到滿足市場需求的程度,因為日商的做法通常比較保守,通常不會去主動擴產,一般是等到有大量需求的時候才會去擴產,而擴產之后一般得等到3年之后才能有效果,這個周期很長。”
這也就意味著,即便是擴產之后,產能一時半會還不能緩解芯片大規(guī)模短缺的現(xiàn)狀,未來芯片短缺的現(xiàn)象還將會持續(xù)下去。
面對芯片短缺問題,李秀冬指出:“對于中國而言,對內要進一步完善芯片供應鏈布局, 著力解決關鍵核心問題;對外要尋求全球的資源合作?!?/p>
關于未來如何破局,宋長庚表達了自己的看法,他認為,“種類多、要求高、用量少,這些因素造成進入電子材料領域的新企業(yè)并不多,只有中國,出于產業(yè)鏈安全的考慮,有很多新的企業(yè)進入這些領域。所以,我認為電子材料供應格局的突破也將發(fā)生在中國。”
芯片制造是一項龐大的系統(tǒng)化產業(yè),任何一種材料能夠成功投產,前期都需要經(jīng)歷長期的成本投入、技術研發(fā)和循環(huán)驗證,味之素的ABF材料也不例外。
由于起步早,味之素擁有深厚的技術沉淀,不論從技術還是商業(yè)角度出發(fā),ABF都是目前全球芯片企業(yè)的最佳選擇,但是,至關重要的一點— ABF尚未形成技術壁壘。
對于其他競爭企業(yè)來講,“能不能造出來”和“想不想去造”是兩碼事兒,顯然,ABF屬于后者。
舉個例子,圓珠筆頭球座體的加工制造對于原材料要求極為嚴苛,需要具備極高耐磨度同時還易于切削加工等,長期以來一直都掌握在瑞士、日本等國家手中。
然而,這項“尖端技術”并沒有導致圓珠筆成為稀缺物品,圓珠筆價格也并沒有高高在上,反而非常“親民”,這是為何?
第一,少數(shù)幾家企業(yè)的產能基本已經(jīng)滿足了全球市場需求。
第二, 研發(fā)投入太大而最終收益甚微,企業(yè)不愿意涉足。
不可否認,ABF的確是芯片制造中至關重要的絕緣材料,但它和圓珠筆頭球座體的“境地”基本類似,屬于尖端技術,但還沒有達到“技術壁壘”的程度。只有技術壁壘才會“卡脖子”,除此之外的常規(guī)產品和普通技術是卡不住的,往大了說頂多也就影響一陣子而已。
那什么是技術壁壘?對于中國而言,諸如航空發(fā)動機、光刻機、高端芯片、操作系統(tǒng)、醫(yī)學影像設備元器件、核心工業(yè)軟件、超精密拋光工藝等等,這些才能稱之為技術壁壘,是需要集中科技力量去攻關的核心技術。
既然ABF不是技術壁壘,自然也就談不上“卡脖子”。所以,整個事件屬于“小題大做”,將芯片制造中的一種重要原材料無限放大,最終才得出“一家味精工廠卡住了全世界芯片企業(yè)的脖子”的荒謬結論。
最后總結一句話:ABF卡不住全球芯片制造產業(yè)的脖子。