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(dāng)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(guān)聯(lián),因?yàn)樗莆罩豁?xiàng)芯片生產(chǎn)過(guò)程中的重要材料,時(shí)至今日,全球幾乎 100% 的芯片制造都離不開(kāi)這種材料。
消息一出,眾人一片嘩然,紛紛感嘆這堪稱現(xiàn)實(shí)版的“蝴蝶效應(yīng)”。
文章陳述的事件有據(jù)可依,讀后著實(shí)令人感到不可思議,但若深度分析揣摩,其實(shí)文章存在一個(gè)巨大的漏洞,即就該事件得出的最終結(jié)論是完全錯(cuò)誤的。
對(duì)于這個(gè)事件,印芯科技 CEO 傅旭文告訴 DeepTech,“芯片制造是一個(gè)非常成熟的全球分工的產(chǎn)業(yè)鏈,各個(gè)國(guó)家都有獨(dú)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(gè)因素,但不是決定性因素?!?/p>
既然 ABF 不是主要因素,那造成當(dāng)今全球大規(guī)模芯片短缺的原因是什么?對(duì)此,清微智能產(chǎn)品工程副總裁李秀冬總結(jié)概括出以下 5 個(gè)方面:
市場(chǎng)的真實(shí)需求。隨著 5G 技術(shù)發(fā)展,5G 手機(jī)內(nèi) PA 芯片數(shù)量比 4G 手機(jī)更多;自動(dòng)駕駛所帶來(lái)的汽車芯片的廣泛需求;由于疫情原因需要線上辦公,這對(duì)服務(wù)器芯片和 PC 芯片有強(qiáng)烈需求。
供應(yīng)鏈太長(zhǎng),部分環(huán)境擴(kuò)產(chǎn)不足。
國(guó)產(chǎn)替代。由于國(guó)產(chǎn)替代加快,很多芯片提前量產(chǎn),系統(tǒng)方案廠商也給了機(jī)會(huì)測(cè)試或者試用,從客觀上造成了供應(yīng)鏈的緊張。
恐慌性的預(yù)定下單。當(dāng)企業(yè)感覺(jué)資源緊張的時(shí)候都會(huì)提前多備貨,盡管自身需求并沒(méi)有明顯增加,更多是一個(gè)心理因素。
中美半導(dǎo)體摩擦的影響。
接下來(lái),本文將站在產(chǎn)業(yè)鏈高度來(lái)看待和剖析整個(gè)事件,力求回歸理性,并為大家還原一個(gè)客觀公正的事件真相。
ABF 是什么,為什么芯片行業(yè)離開(kāi)它不行?
ABF(Ajinomoto Build-up Film)是日本味之素公司在生產(chǎn)味精時(shí)的一種副產(chǎn)物,又稱“味之素堆積膜”,是一種用合成樹(shù)脂類材料做成的薄膜,具有很好的絕緣性。
講 ABF 之前,先來(lái)講講芯片加工流程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
芯片內(nèi)部有數(shù)十億個(gè)晶體管通過(guò)電路進(jìn)行連接,電路之間還需要進(jìn)行絕緣處理,用來(lái)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(jìn)行噴涂和晾曬,此外還要考慮到噴涂均勻性問(wèn)題,所以要等徹底干燥后才能進(jìn)行下一步流程工序。這種噴涂晾曬操作非常繁雜,如此往復(fù)循環(huán)消耗掉大量時(shí)間、人力、物力。
隨著芯片制程工藝的不斷進(jìn)步,芯片產(chǎn)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(jìn)去,這對(duì)絕緣材料要求也就越高。”
對(duì)此,芯謀研究市場(chǎng)研究總監(jiān)宋長(zhǎng)庚也表達(dá)了類似的觀點(diǎn),他說(shuō):“半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)使用電子材料種類繁多,比如電子級(jí)特氣、光刻膠等電子材料都包括數(shù)十個(gè)子類別,雖然每一個(gè)子類的全球消耗量都不大,但對(duì)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(shí),味之素公司發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)味精時(shí)的一種副產(chǎn)物擁有非常好的絕緣性,他們認(rèn)為這或許可以用作半導(dǎo)體行業(yè)的絕緣涂層劑,于是便對(duì)該材料展開(kāi)技術(shù)攻關(guān),最終研發(fā)出這種薄膜狀的絕緣材料—— ABF。
ABF 用于芯片內(nèi)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(chǎn)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(xì),精度極高,半導(dǎo)體的先進(jìn)制程更需要這種精度極高的絕緣材料。”傅旭文說(shuō)。

圖 | 味之素的 ABF 用于芯片(來(lái)源:味之素官網(wǎng)紀(jì)錄片)
自從使用 ABF 這種絕緣材料之后,芯片制備在降低生產(chǎn)成本的同時(shí),還可大幅提高生產(chǎn)效率,而且質(zhì)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(gòu) ABF,于是 ABF 開(kāi)始出現(xiàn)在各類半導(dǎo)體芯片制造環(huán)節(jié),并逐漸被整個(gè)半導(dǎo)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(shuō),在這個(gè)領(lǐng)域里 ABF 幾乎沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。”
為什么沒(méi)有其他企業(yè)與味之素競(jìng)爭(zhēng)?
十年前,智能手機(jī)猶如雨后春筍般崛起,隨著高端芯片需求逐年攀升,ABF 開(kāi)始變得供不應(yīng)求。據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈人士透露,從去年年底開(kāi)始,ABF 供應(yīng)鏈就出了問(wèn)題,ABF 的交付周期已經(jīng)長(zhǎng)達(dá) 30 周,而今年全年 ABF 依然會(huì)持續(xù)供貨不足。
正所謂“巧婦難為無(wú)米之炊”,ABF 的供應(yīng)出了問(wèn)題必然導(dǎo)致芯片的制造受到影響。
既然味之素產(chǎn)能跟不上,那其他企業(yè)為何不去生產(chǎn)類似材料與之競(jìng)爭(zhēng)呢?主要原因可以歸結(jié)為以下兩點(diǎn):
其一,成本。味之素把 ABF 的利潤(rùn)壓得足夠低,做到量大利薄,其他企業(yè)插足進(jìn)來(lái)很難實(shí)現(xiàn)盈利,因此也就沒(méi)有企業(yè)愿意去競(jìng)爭(zhēng)。
當(dāng)時(shí)確實(shí)也有一些企業(yè)看到這片藍(lán)海,投入資金去研發(fā)這種絕緣材料與味之素競(jìng)爭(zhēng),但最終因?yàn)檠邪l(fā)成本或?qū)@M(fèi)等因素放棄。這也給了味之素“可乘之機(jī)”,借著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的東風(fēng)打下屬于自己的一片天地。
舉個(gè)例子,全球生產(chǎn)可樂(lè)的巨頭公司就兩家——可口可樂(lè)和百事可樂(lè),為何一直沒(méi)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(wèn)題。這兩家可樂(lè)公司已經(jīng)把價(jià)格壓得非常低了,其他企業(yè)做可樂(lè)的利潤(rùn)很薄甚至?xí)澅尽?/p>
其二,技術(shù)。味之素的這種 ABF 材料擁有數(shù)十年的技術(shù)沉淀(包括秘密配方),其他企業(yè)進(jìn)行技術(shù)研發(fā)雖然也能生產(chǎn)出來(lái),但是品質(zhì)不一定能夠達(dá)到 ABF 的級(jí)別,性能不一定能夠滿足芯片對(duì)材料的苛刻需求。
圖 | ABF 是一種獨(dú)特的絕緣材料(來(lái)源:味之素官網(wǎng)紀(jì)錄片)
“對(duì)于 ABF 這種材料,其他企業(yè)想要做出來(lái)應(yīng)該不難,但難的是要達(dá)到和 ABF 一樣的超高標(biāo)準(zhǔn),達(dá)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(chǎn) 99% 硫酸和 99.9% 的硫酸,兩者在一般的使用場(chǎng)合下可能察覺(jué)不到兩者的差別,而在芯片領(lǐng)域就顯得尤為關(guān)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(shù)領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)所在。
“ABF 的市占比達(dá)到 70-80% 甚至以上。事實(shí)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(chǔ)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(dāng)然也能做,但是做出來(lái)的產(chǎn)品還是存在細(xì)微差別的?!备敌裎恼f(shuō)道。
芯片歸根結(jié)底還是一種商品,既然是商品,企業(yè)就會(huì)在保證質(zhì)量性能的前提下,想方設(shè)法地壓低成本、提高利潤(rùn)。而 ABF 這種材料幾乎完美地契合了這兩點(diǎn)——技術(shù)足夠好、成本足夠低,這才是導(dǎo)致 ABF“無(wú)法替代”的根本原因。
ABF 供貨持續(xù)短缺,接下來(lái)將會(huì)如何?
未來(lái),會(huì)不會(huì)有企業(yè)開(kāi)發(fā)出新材料取代 ABF 呢?傅旭文表示短期內(nèi)不太可能,芯片原材料的更換并非易事?!鞍雽?dǎo)體產(chǎn)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(mào)然嘗試,因?yàn)檫@需要長(zhǎng)時(shí)間的反復(fù)驗(yàn)證和觀察,比如穩(wěn)定性、可靠性等等一系列因素,關(guān)鍵是驗(yàn)證新材料的時(shí)間周期比較長(zhǎng)?!彼f(shuō)。
對(duì)此,宋長(zhǎng)庚也表示,“由于使用的材料與晶圓制造工藝、芯片產(chǎn)品良率等息息相關(guān),造成替換難度非常大,流程復(fù)雜,耗時(shí)較長(zhǎng),而最終帶來(lái)的收益卻不大。”
ABF 在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用“歷史悠久”,加之驗(yàn)證新絕緣材料的時(shí)間代價(jià)太長(zhǎng),所以說(shuō),短期內(nèi) 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(wèn)題如何破局?對(duì)此,傅旭文表示:“我認(rèn)為,接下來(lái)味之素公司會(huì)進(jìn)行規(guī)?;瘮U(kuò)產(chǎn),但也不會(huì)擴(kuò)產(chǎn)到滿足市場(chǎng)需求的程度,因?yàn)槿丈痰淖龇ㄍǔ1容^保守,通常不會(huì)去主動(dòng)擴(kuò)產(chǎn),一般是等到有大量需求的時(shí)候才會(huì)去擴(kuò)產(chǎn),而擴(kuò)產(chǎn)之后一般得等到 3 年之后才能有效果,這個(gè)周期很長(zhǎng)。”
這也就意味著,即便是擴(kuò)產(chǎn)之后,產(chǎn)能一時(shí)半會(huì)還不能緩解芯片大規(guī)模短缺的現(xiàn)狀,未來(lái)芯片短缺的現(xiàn)象還將會(huì)持續(xù)下去。
面對(duì)芯片短缺問(wèn)題,李秀冬指出:“對(duì)于中國(guó)而言,對(duì)內(nèi)要進(jìn)一步完善芯片供應(yīng)鏈布局,著力解決關(guān)鍵核心問(wèn)題;對(duì)外要尋求全球的資源合作?!?/p>
關(guān)于未來(lái)如何破局,宋長(zhǎng)庚表達(dá)了自己的看法,他認(rèn)為,“種類多、要求高、用量少,這些因素造成進(jìn)入電子材料領(lǐng)域的新企業(yè)并不多,只有中國(guó),出于產(chǎn)業(yè)鏈安全的考慮,有很多新的企業(yè)進(jìn)入這些領(lǐng)域。所以,我認(rèn)為電子材料供應(yīng)格局的突破也將發(fā)生在中國(guó)?!?/p>
ABF 雖是尖端技術(shù),但沒(méi)有形成技術(shù)壁壘
芯片制造是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)化產(chǎn)業(yè),任何一種材料能夠成功投產(chǎn),前期都需要經(jīng)歷長(zhǎng)期的成本投入、技術(shù)研發(fā)和循環(huán)驗(yàn)證,味之素的 ABF 材料也不例外。
由于起步早,味之素?fù)碛猩詈竦募夹g(shù)沉淀,不論從技術(shù)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(guān)重要的一點(diǎn)—— ABF 尚未形成技術(shù)壁壘。
對(duì)于其他競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)來(lái)講,“能不能造出來(lái)”和“想不想去造”是兩碼事兒,顯然,ABF 屬于后者。
舉個(gè)例子,圓珠筆頭球座體的加工制造對(duì)于原材料要求極為嚴(yán)苛,需要具備極高耐磨度同時(shí)還易于切削加工等,長(zhǎng)期以來(lái)一直都掌握在瑞士、日本等國(guó)家手中。
然而,這項(xiàng)“尖端技術(shù)”并沒(méi)有導(dǎo)致圓珠筆成為稀缺物品,圓珠筆價(jià)格也并沒(méi)有高高在上,反而非?!坝H民”,這是為何?
第一,少數(shù)幾家企業(yè)的產(chǎn)能基本已經(jīng)滿足了全球市場(chǎng)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(rèn),ABF 的確是芯片制造中至關(guān)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(shù),但還沒(méi)有達(dá)到“技術(shù)壁壘”的程度。只有技術(shù)壁壘才會(huì)“卡脖子”,除此之外的常規(guī)產(chǎn)品和普通技術(shù)是卡不住的,往大了說(shuō)頂多也就影響一陣子而已。
那什么是技術(shù)壁壘?對(duì)于中國(guó)而言,諸如航空發(fā)動(dòng)機(jī)、光刻機(jī)、高端芯片、操作系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)影像設(shè)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(shù)壁壘,是需要集中科技力量去攻關(guān)的核心技術(shù)。
既然 ABF 不是技術(shù)壁壘,自然也就談不上“卡脖子”。所以,整個(gè)事件屬于“小題大做”,將芯片制造中的一種重要原材料無(wú)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(jié)論。
最后總結(jié)一句話:ABF 卡不住全球芯片制造產(chǎn)業(yè)的脖子。
原文標(biāo)題:一家日本味精廠真的卡住了全球芯片產(chǎn)業(yè)的脖子?業(yè)內(nèi)人士:ABF是尖端技術(shù)但不是壁壘 | 專訪
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