后疫情时代，芯片产业走向何方？

来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自「eetimes.jp」，谢谢。

新冠肺炎（COVID-19）的影响涉及各个方面，当然半导体行业也不例外，如最尖端的细微化技术发展停滞、无法采购生产设备，这是半导体行业目前面临的最大问题。本文就为何会出现这种情况、未来如何发展，展开论述。

在全球抗击疫情的大环境下，半导体生产行业将会如何发展？此外，新一代的技术研发、设备投资将会如何发展？同时，与“Before COVID-19 ”相比，疫情结束后，也就是“After COVID-19”，将会产生什么变化？是一切恢复原样？还是发生颠覆性的变化？

接下来，我们来分别看看DRAM、NANA性闪存、Foundry、处理器等各种半导体的生产情况。

存储、晶圆厂和处理器受影响不大

图1是各家DRAM企业的销售额排名及推移。2012年，尔必达（ELPIDA）倒闭、且在2013年被美国Micron Technology（镁光科技）收购，后来DRAM的生产集中在Samsung Electronics（43.5％）、SK Hynix（29.2％）、Micron（22.3％）三家巨头公司，2019年第四季度（Q4）三家公司合计占据了全球85%的份额（括号内为2019年第四季度的市场占比）。

图1：各家DRAM企业的销售额占比。

（图片出自：笔者根据DRAMeXchange; IHS; TrendFocus的数据，制作了此图。）

由于韩国成功控制了新冠肺炎的蔓延，Samsung、SK Hynix的工厂得以顺利生产DRAM。此外，Micron的广岛工厂（原尔必达）、台湾Rexchip Electronics以及Inotera Memories等地区也由于没有发生过激现象（Over Shoot），因此量产工厂正常运营。

以上厂家中最有可能受到新冠肺炎“袭击”的就是SK Hynix的位于中国江苏省无锡市的工厂，但是，此工厂的运营并没有产生问题，反而在4月18日公布说要投资9,500亿韩元将工厂扩大1.5倍。（MK NEWS，4月22日）

另一方面，NAND的情况如何呢（如图2）？从市场占比的高低来看，Samsung（35.5％）、铠侠（原东芝存储半导体，18.7％）、Western Digital（WD、14.7％）、Micron（11.3％）、Intel（9.7％）、SK Hynix（9.6％）（括号内为2019年第四季度的市场占比）。

图2：各家NAND企业的销售额占比。

（图片出自：笔者根据DRAMeXchange; IHS; TrendFocus的数据，制作了此图。）

其中，业界曾普遍认为Samsung的位于中国西安的工厂最危险，然而却没有听说西安工厂的稼动率下降。当然，韩国NAND的量产工厂并未受到影响。SK Hynix一样未受到影响。

此外，铠侠和WD的四日市工厂也在实施远程办公、上班前测量体温等措施的同时，继续保持生产。作为Micron的新加坡主力工厂，有员工感染新冠肺炎而受影响，台湾的工厂由于控制了新冠肺炎，因此NAND工厂正常运营。

从目前来看，虽然发生了新冠肺炎，而DRAM、NAND的生产却比较顺利。

来到晶圆厂方面，图3 是TSMC最近6年的细微化发展推移图。TSMC在2019年顺利地量产了7纳米工艺（N7），将EUV（极紫外光刻，Extreme Ultra-violet）应用于孔径的N7+也顺利地启动，且应用于华为手机的AP（Application Processor）。

图3：TSMC最近6年的细微化推移（按季度计算）。（图片出自：笔者根据TSMC的决算报告制作了此图。）

2020年，TSMC将会量产在孔、排线上都适用EUV的5纳米工艺（N5）。N5的研发已经结束，且没有受到新冠肺炎的影响，按计划量产。Apple的“iPhone”AP（Application Processor）、华为手机的新一代手机AP 应该都会采用N5。

台湾是成功控制疫情、且感染人数较少的地区之一，3月18日TSMC的一名员工感染新冠肺炎，引起了一些骚动（日经新闻3月19日）。此名感染者已经住院接受治疗（据说不是技术人员，是业务相关的员工）。此外，密切接触的约30名员工已经按照台湾当局的指示实施隔离14日。据TSMC表示，这并没有对Foundry的生产产生影响。

图4是英特尔、AMD的销售额推移，英特尔在2016年第三季度的销售额占比最大达到82.5%，后来逐渐减少，与顶峰时相比，2019年第四季减少了14.1%，下滑至68.4%。反而AMD的市场占比上升至31.5%。

图4：英特尔、AMD的销售额占比。（图片出自：笔者根据PassMark（CPU Benchmark）的数据制作了此图。）

英特尔的市场占比之所以下滑并不是新冠肺炎的影响。在2016年英特尔并没有成功从14纳米发展到10纳米，后来，虽然14纳米在“延命”，为了提高处理器的性能，增加了核（Core）的数量。结果，处理器的芯片尺寸增大，而从1个晶圆上获得的芯片数量就减少了，因此处理器的出货数量骤减。

另一方面，AMD将尖端处理器的生产委托给TSMC。而TSMC将AMD的处理器安排在顺利启动的N7工艺中生产，进一步缩短英特尔与AMD的差距。

新冠肺炎的蔓延很可能会加速以上这种倾向的发展。也就是说，英特尔在爱尔兰、以色列、美国三个国家生产处理器，而美国已经宣布进入紧急事态，这很可能对英特尔的生产造成影响。另一方面，AMD的生产委托给了TSMC，因此受新冠肺炎冲击的可能性较低。

换而言之，英特尔正在从处理器霸主的“宝座”上逐步下跌—这绝对不是夸大其词！

至此，我们见证了各种半导体的生产和制造，如今，却没有出现因新冠肺炎导致某某半导体工厂停产的新闻。对各家工厂来说，只要晶圆、光刻胶、溶液、浆料（Slurry）等材料的供给正常，生产都可以正常运营。

那么，新冠肺炎究竟会引起什么问题呢？

疫情引起的问题1：无法采购生产设备

上文中我们提到TSMC顺利启动了N5的量产，后来，TSMC又计划启动N5的优化版—“N5+”。“N5+”的生产设备几乎与N5一样。导入设备、投入晶圆，然后N5+才能启动。

然而，笔者却听说TSMC无法导入N5+的设备，究竟原因何在？

据笔者调查，原因在于美国的加利福尼亚州的封城政令。也就是说，原因在于总部位于加利福尼亚州的设备厂家--Applied Materials、Lam Research、KLA的员工不得不居家办公。如果员工居家办公，设备就无法生产。

此外，ASML旗下曝光设备的光源厂家—Cymer的总部也位于加利福尼亚州的圣地亚哥，他们应该也实施了居家办公。如今，EUV光源采用的是Cymer的产品，因此，TSMC不得不推迟把20多个EUV导入到N5+的计划。

无法导入设备的不仅是TSMC，这是所有半导体厂家面临的严重问题。如果加利福尼亚州不解除封城的禁令，美国就无法生产设备、配件。

疫情引起的问题2：无法研发新一代的技术

笔者从加利福尼亚州的居家办公的某位朋友（系某大型生产设备厂家的员工）处了解到，“由于居家办公、无法做现场演示（Live Demo）”。

所谓现场演示（Live Demo）指的是，半导体厂家为研发新一代产品的工艺流程（Process Flow），通过使用设备厂家的设备，来进行主要工序的加工、讨论。设备厂家根据现场演示的结果，开发最合适的工艺，然后生产适应于此工艺的生产设备。

芯片：中国国产芯片崛起在即，国产芯片后来居上

一提到芯片制造，几乎都被国外垄断了。不过，近些年来，随着我国芯片制造业的不断历练，我国自主芯片的档次也在不断提高。 一． 自行设计的华为麒麟890，990 代表我国芯片设计的华为麒麟980，990，采用的是7nm技术。 这两款芯片先后获得2019年度最佳芯片设计

半导体厂家将试做设备（被称为β机）导入到R&D中心，并与设备厂家协力进行实验，设备厂家依据实验结果，进行量产设备（被称为γ机）的生产。

然而，如今，那些总部位于加利福尼亚州的设备厂家无法进行现场演示。此外，设备厂家的技术人员也无法为了与半导体厂家进行共同研发而跨国出境。因此，新一代设备的研发将会停滞。

如果新冠肺炎持续发展下去，最尖端的细微化技术的发展也会停滞。甚至摩尔定律也有可能停滞。

据相关新闻披露，TSMC原计划于今年（2020年）6月开始的3纳米工艺试做延迟到了今年的10月份，而且，从现状来看，也无法保证能在10月份开始。但台积电已经否认了这个。不过我们认为或多或少都会受到影响。

疫情引起的问题3：日本的中小型企业是“瓶颈”

如果把日本、韩国、中国台湾、中国大陆定义为东亚的话，全球半导体的生产中心就集中在东亚，日本供给生产设备（包括设备的配件、零部件）、原材料，韩国供应存储半导体，TSMC等台湾企业生产逻辑半导体，而以上这些产品都汇集到台湾鸿海的中国工厂里，组装成各种电子设备（如图5）。

图5：东亚各地区的特征、作用。（图片出自：笔者之前的文章《全球大流行之后的半导体制造的“瓶颈”在日本》。）

在笔者之前的文章中曾提到日本有可能成为半导体发展的“瓶颈”，如今日本全国进入紧急状态，情况十分严重。

比方说，干蚀刻（Dry Etching）设备、CVD设备由约3,000个零部件构成，其中，搭载晶圆的静电卡盘（Chuck）、陶瓷加热器（Ceramic Heater）、真空泵、各种电源、有害气体排除设备等基本由东证一部的上市企业生产，虽然由于新冠肺炎的影响，销售额可能会降低，但是不会倒闭。

但是，以上重要的零部件基本由几十个细小的零部件组成的，如果再考虑其他的细小零部件，基本都是由日本的中小型企业生产的。这些中小型企业生产的产品被大部分日本、欧洲、美国的生产设备采用，此外，关于日本的具有压倒性优势的半导体材料而言，很多原料都十分依赖日本的中小型企业。

安倍政权宣布说，针对紧急事态宣言，推出高达108兆日元(约人民币7.01万亿元)的抗击疫情“经济政策”，对中小型企业最多支援约达200万日元（约人民币12万）的现金。但是，申请政府支援的“门槛”很高，中小型企业能否受益，不得而知。

假设一种情况：有的企业虽然规模较小，而生产的零部件、材料的市场占比却较高，又不幸因疫情而倒闭的话，这将会直接与半导体生产设备“挂钩”，也将导致无法供给半导体材料。如果无法生产半导体设备，那么半导体厂家自然无法进行设备投资。而且，如果半导体材料无法供给，工厂自然会停工。这意味着全球半导体行业的崩塌。

疫情后的世界是怎样的？

2001年IT泡沫破裂，2008年发生了“雷曼冲击”，2011年东发生了东日本大地震。而且，2020年发生了新冠肺炎疫情。全球范围内，每十年发生一次重大事件或者灾害。

然而，半导体行业却在持续增长（如图6）.2018年全球半导体出货金额约为4,687亿美元（约人民币32,809亿元），出货数量约为1兆44亿个，两个数字都刷新了历史新高值。全球人口约为77亿，换算下来，几乎每人每年约消耗61美元、130个半导体。

图6：全球半导体的出货金额、数量。（图片出自：笔者根据WSTS的数据制作了此表。）

半导体对人类文明的进步极其重要，而且其重要性逐年提高！半导体行业不会因为新冠肺炎的影响而崩盘。

那么，半导体行业究竟会如何发展呢?

一般情况下，大事件、灾害首先袭击的是弱者！就半导体行业而言，生产半导体设备的零部件、材料的中小型企业属于弱者！位于TOP等级（Hierarchy）的企业应该尽量掌握某些提供不可替代产品的供应商的财务情况。根据需要，有必要对这些供应商实施救援、收购。如果不采取一些对策，企业将无法生产出完整的产品。

另一方面，可能也会有企业把新冠肺炎当成史无前例的“下克上”的绝好机会。就处理器而言，AMD可能会夺取英特尔的一部分市场份额，且英特尔的市场占比在不断下滑。此外，就半导体的生产设备中的干蚀设备而言，东京电子可能会夺取Lam Research的一部分市场份额。就EUV曝光设备而言，可能会有客户采用日本的Gigaphoton株式会社的光源，而不是Cymer。

后记：

FINANCIAL TIMES（英国金融时报）的Chief Economics Commentator（首席经济评论员）Martin Wolf先生给4月1日的日经新闻投了一篇很有意思的文章。摘录如下：

新冠肺炎只是在自我繁殖，我们人类正全力以赴阻止其繁殖。我们人类与病毒不同，人类可以选择。

领导者应该冷静下来，保持理性。我们把对经济的影响控制在最小范围内，同时打击病毒。让最弱的人类和国家也可以抗击疫情。我们不应该怀有敌意、而应该抱有合作精神；不应仅持有民族主义精神、还要有全球性的责任感。全球疫情之后，我们要留下一个更好的世界给后代。

人类与病毒不一样，人类有选择的权利，我们应该利用好这一点。

是的，人类、人类的集合体—企业都有选择的权利，如何保护自己、社会不被新冠肺炎袭击，如何使疫情过后的世界获得飞跃式发展，这关系到我们每个人及我们每个人的公司，笔者真心希望人类可以做出一个可以使全球半导体行业获得增长、使人类获得进步的最优选择。

笔者简介

汤之上隆 细微加工研究所所长

生于1961年，出生于日本静冈县。毕业于京都大学研究生院（硕士课程为原子核工学专业），后就职于日立制作所。此后16年中，先后在中央研究所、半导体事业部、设备研发中心、尔必达（因工作调动）、半导体前沿技术公司研发协会（即Selete，因工作调动）从事精密加工技术研发工作。2000年，被京都大学授予工学博士学位。目前，担任半导体产业和电力机械产业顾问及撰稿人，细微加工研究所所长。著有《日本“半导体”的战败》《“电器、半导体”产业大崩溃的教训》、《日本型制造业的败北，零战·半导体·电视机》。

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