經過10多年的高速發展，如果將IC設計業放在中部，中國半導體的構成由10多年前的啞鈴型，制造和封測各占據兩側的大頭，演變成橄欖球型，IC設計業占據了中間主要部分。
受中美貿易戰以及新冠疫情的雙重影響，兩側的制造業和封測業再度引起熱議，表現之一是成為部分器件缺貨、漲價背后進一步的原因。受8英寸晶圓產能持續緊張影響，MOSFET、驅動IC、電源管理IC等元器件紛紛傳來漲價消息。而自從iPhone12上市后，芯片缺貨風波更是在消費類電源領域大肆擴散，蔓延到了TWS藍牙耳機領域，市場對于TWS耳機的強勁需求也加劇了主控芯片和相關觸控芯片缺貨的情況。
據本社《國際電子商情》報道，全球晶圓代工產能供不應求，包括臺積電、聯電等代工廠2020年4季度訂單滿載；同期，受全球疫情的影響，部分境外封測廠無法提供滿載產能。
中國半導體封測業最近的一大變化是將合一化的封測業細化成封裝以及測試兩個行業。
晶圓代工產能供不應求，部分代工廠也在按照供需關系調漲價格。11月26日，中芯國際回應投資者提問是否對8英寸晶圓代工提價時就曾表示，現有客戶訂單將按已簽訂合同進行，新客戶、新項目則由雙方協商確定價格，該公司也會通過優化產品組合來提升平均晶圓價格。
有分析認為，在晶圓擴產設備先行背景下，明年全球晶圓代工產能擴張確定性高。根據SEMI數據，未來四年晶圓產能擴張將延續，至2024年每月晶圓產能將增長35%。
在2020 ICCAD會議期間，EDN和EETimes采訪了臺積電（中國）副總經理陳平、聯華電子（UMC）旗下和艦芯片制造（蘇州）公司銷售副總經理林偉圣、廣東利揚芯片測試（LEADYO）CEO張亦鋒、摩爾精英（MooreElite）董事長兼CEO張競揚、以及南京集成電路產業服務中心（ICisC）副總經理和南京集成電路大學校長助理呂會軍。
制造篇
臺積電：發力先進工藝，三個因素疊加造成缺貨
臺積電（中國）副總經理陳平
今年在新冠疫情和中美貿易摩擦的雙重壓力下，全球經濟面臨挑戰，但半導體行業卻異常火爆，尤其是晶圓代工廠。以臺積電為例，2020年前九個月的營收相比去年同期有了31%的成長，第四季度也持續了這種景象，預計全年將實現30%以上的成長。
半導體行業已多年未有如此幅度的成長，距離上次是十年前，彼時剛從金融危機中恢復。但對這個幅度的成長，臺積電有所準備，“我司去年做2020年規劃的時候，確實有所預期。”陳平說到。
當前全球對半導體的需求在大幅增加。以智能手機為例，雖然總出貨量并無顯著變化，但每一部手機里用到的芯片數量卻增長了很多。臺積電根據這些科技信息量化了產能預期，但仍無法完全滿足目前火爆的市場需求。在先進工藝上，臺積電也進展不錯，5納米不僅順利量產，而且因5納米而新增的客戶，比7納米剛進入量產的時候還多，預期3納米會更多，。業界對先進工藝的渴望在逐年遞增。
對于2020年下半年以來的嚴重缺貨情況，陳平認為是由三個因素疊加造成的：
第一，即使不發生新冠、禁運這類突發事件，今年的半導體需求也很旺盛。2016年以后移動計算的拉動作用雖有所弱化，但是近年來隨著5G、AI以及IoT的發展，市場對芯片的需求又在迅速提高，一個普及計算（UbiquitousComputing）的時代正在來臨。
第二，上半年因疫情很多地區物流阻斷，OEM在該期間無法正常備貨，另外各類遠程辦公、教育，以及數據中心擴容造成各類終端市場的需求猛增。這導致到下半年，市場的需求在晶圓代工廠這個環節被放大，而缺貨的情形進一步造就了市場恐慌，激進囤貨，以比正常庫存天數1.5倍甚至2倍的規劃來建庫存以尋求供應安全。
第三，是由地緣政治和與之引起的產業鏈移動所造成的。對于數字芯片廠商來說，由于本來就大都在晶圓代工廠生產，即便供應鏈發生平移對全球總產能需求來說不會有太大變化。但是對模擬廠商影響較大，因為傳統模擬IDM大廠多在美國。以往由于模擬器件種類多單價低的特點決定了大部分OEM不輕易冒險更換供應商。但這次由于地緣政治原因許多中國OEM選擇轉向亞洲的fabless，而fabless需要代工進行制造，這在對代工廠產能需求上帶來了較大影響。
陳平表示：“三個因素疊加起來就讓產能缺得很離譜。至于多久水分會擠掉？擠掉以后水位在哪兒？這都是要持續關注的。”但據陳平預測，即便是擠掉了水分，需求仍然旺盛，因為這個水位是在原本就很高的需求上疊加的，所以消除時間會比較長。
臺積電一直基于產品類型進行分類。“例如，幾年前如果要預估IoT類芯片什么時候啟動，可能還估不出來，因為不知道如何發生？在哪里發生？但是今年的市場讓我們看到一些以前預期會啟動的芯片真真實實地起來了。”陳平提到，“今年的訂單產品分布跟以前不一樣，智能手機芯片的量沒有減少，比例卻在下降，原因是其他類型的芯片訂單增加了。這也印證了對即將會進入普及計算時代的預期。”
2020年的美國制裁華為事件，令大家都想知道，要建立一條不含美國技術的產線，難度在哪里？究竟有多難？
陳平曾經是工藝工程師，在美國頂尖的實驗室做工藝研發多年。他認為半導體工藝是一門非常強調實驗的科學。“一個科學家一輩子可能也搞不清楚里面所有的科學原理，需要很多人共同配合做產品、做實驗、分析數據。”
他認為，工藝工程師都有一個共同的經驗，即選對了設備，你離成功就近了；選錯了設備，你就會很辛苦。因此選擇生產設備是工藝研發中很重要的一環，但由于設備是設備廠商基于全球最頂尖的技術研發生產的，其中不少確實來自美國，所以要建一個完全不含美國技術的高質量產線，具相當的挑戰。
針對半導體技術依賴人才的培養，陳平表示不太同意國內大學沒有培養足夠半導體人才的說法。以他的個人經歷為例，他在國內大學本科就讀電子系，碩士攻讀射頻，在美國讀博士才進入半導體相關專業。“半導體是一門綜合性的學科，除了微電子專業學生外，國內大學培養的化工、材料、物理、機械專業的學生都可以成為半導體人才。即便做芯片設計的，也不一定要在大學里就是學設計，只要有好的基本素養且愿意學習，成為專業的人才也很快。”
和艦：解決產能問題，8英寸和12英寸策略不同
和艦芯片制造（蘇州）公司銷售副總經理林偉圣
聯華電子創立于 1980 年，是中國臺灣第一家集成電路公司，1995年轉型為晶圓代工服務。今年是聯華電子成立40周年，該公司在2017年宣布了一個重大的業務決策，不追逐12納米以下先進工藝投資，專注特色工藝。據悉，今明兩年聯華電子會繼續擴增28與22納米產能，作為聯華電子子公司，聯芯與和艦也將很大程度上承擔起產能擴增的任務。
談到今年的缺貨潮，林偉圣認為主要原因是：第一，供應鏈安全。過去兩年美國方面的技術封鎖，為了保證未來很長一段時間有芯片可用，國內系統廠商在2020年下半年備貨時把供應鏈安全放在了第一位，在操作庫存時采取了比較積極的做法。
第二是新冠肺炎的影響，令整個東南亞和印度等地加工鏈條變得不穩定，而這時中國大陸的加工鏈條最健全，海外加工訂單也在今年回流。這塊的需求很大，但回流的訂單給晶圓代工環節造成了壓力，產能擴充無法及時跟進。
第三個點是終端應用驅動，5G，智能家居，與居家上班上課，最明顯就是被5G的手機。由于華為高端芯片制造受阻，國內其他手機廠商們都認為有機會獲得市場領導地位，在下單備貨上也甚是積極。
從目前客戶的下單狀況看，林偉圣預測需求會延續到明年，明年上半年還將持續比較緊張的狀態。各個不同工藝節點都有不同應用需求，比如8英寸的電源管理芯片和MCU芯片，尤其是MCU產能短缺嚴重，“我們也感受到終端系統廠商給的壓力，”他表示，“12英寸產能短缺的狀況和今年疫情有關。大家久居家中，需要更新的電子設備多，智能家居、電視、手機、平板電腦的需求都得以提升。這一波換機潮還在延續，尤其是針對NB/PC的需求仍在增長。海外方面，圣誕節的備貨已經完畢，國內市場目前的備貨主要是為了春節市場，在備貨力度上也比往年強得多。”
如何擴產以解燃眉之急？林偉圣認為要分8英寸和12英寸來看：8英寸的晶圓廠如果有機會，并合整個工廠更合適。8英寸既有工廠擴充產線，一是設備取得不易，二是目前8寸平均售價，無法反映新建八英寸廠的投資報酬率；12英寸線，以增加28納米和22納米等急需且成熟的產能為主。
另外將8英寸產品迭代到12寸，也可以緩解8英寸的緊缺。以電源管理芯片的發展為例，發展分三個檔次：從低壓到30V、30-100V以及100-700V。對應市場的規模，低壓到30V占60%，30-100V接近22%，100-700V接近18%。在工藝節點上也分三個檔次，第一個是目前采用最多的8英寸的0.25微米或0.35微米，第二個是0.11到0.18微米，第三個是90納米或50納米。如何迭代？可參考芯片數字部分所占的面積：如果小于30%，0.25-0.35微米可行，30-60%可用0.11-0.18微米，增加到60%就需要12英寸。目前，國內大部分電源管理芯片均采用8英寸0.25-0.35微米工藝，部分已經做到0.11-0.18微米，而海外歐美公司已經在研發12英寸的55納米BCD工藝，面向高端的電源數字化芯片。
封測篇
IC封測業是中國國內整個半導體產業中發展最早的，隨著國家大基金一、二期的陸續投入，封測的價值將得到更大提升，一些本土廠商規模已不輸國際大廠。從2009-2019年十年間的前十大封測廠商排名變化，可以發現全球封測產業在近年來垂直、水平整合的速度正在加劇，而大陸廠商已占三成，足以證明大陸封測業這些年來的飛速發展。
中國半導體封測業最近的一大變化是將合一的封測業細化成封裝以及測試兩個行業。封裝是保護芯片免受物理、化學等環境因素造成的損傷，增強芯片的散熱性能，實現電氣連接，確保電路正常工作；測試主要是對芯片產品的功能、性能測試等，將功能、性能不符合要求的產品篩選出來。
利揚芯片：測試細分是未來趨勢
利揚芯片（688135.SH）CEO張亦鋒
利揚芯片是國內的獨立第三方集成電路測試服務商，主營業務包括集成電路測試方案開發、晶圓測試服務、芯片成品測試服務以及與集成電路測試相關的配套服務。與傳統封測公司不同，利揚芯片專注于芯片測試服務，進入了國內封測企業前十排名，且是唯一一家以專業集成電路測試服務進入前十強的公司。今年11月11日，利揚芯片在上交所成功登陸科創版。
以往的消費類電子或者玩具類產品的芯片，對品質要求不高，對專業測試服務依賴程度也不高。但隨著芯片功能越來越復雜，尤其是高端芯片的出現，專業測試服務在芯片整體成本的占比也會越來越高，張亦鋒預估會達到6-8%。當前芯片測試的功能分布很散，基本上由全產業鏈來共同承擔。晶圓代工廠有測試，封裝廠有測試，甚至部分設計公司也自建測試能力，抑或是外包給中國臺灣和東南亞的專業測試工廠。
但張亦鋒認為，第三方測試服務是一個更專業的分工，且不同于封裝廠提供的測試服務，專業的事交給專業的人做，對產業發展會更加有利。近期國務院出臺的8號文，第一次把“封測”分成了“封裝”和“測試”，過去設計、封裝、測試都屬于制造業，現在晶圓制造和封裝屬于制造業，而芯片測試則劃分為了高端技術服務類。“所以跟傳統的封測一體公司相比，封測公司更專注于封裝的物理加工過程，會更多的投入先進封裝技術的研發，而測試服務更專注于芯片電性能的量測，屬于截然不同的兩個領域。”
在芯片設計復雜度不斷提升的今天，新型芯片需要新的測試方法。張亦鋒舉了兩個例子，國內某指紋識別芯片龍頭前期做芯片成品的FT測試時，按傳統的測試方法是用Handler機械手抓取芯片擺放到測試機上做測試，但由于產品是帶條狀的，國內找不到合適的Handler，也沒有相應的產能滿足需求，于是利揚芯片急客戶所急，用三十幾臺Prober探針臺設備，采用測晶圓的方式，在晶圓上挖一個孔露出條帶芯片來測試。正因為這樣不惜成本的把產品測出來，從而幫助客戶在第一時間投放市場，并占據了該高端市場的領先地位。
另一個例子是一款三星8納米工藝的礦機用算力芯片，芯片以數字為主，設計雖然不難，但在測試篩選上卻有很大難點，需將300顆芯片串聯并聯在一起工作，從而實現最高算力。“這里面涉及到木桶效應，如果某一個芯片差一點，可能整體性能就差了一大截。” 張亦鋒解釋道，“通過我們定制專用設備，并設計創造性的設計全套測試解決方案，把性能指標完全一致的管芯都篩選出來，這樣性能最佳的礦機成品可賣2萬元，只有一半性能的一批組裝起來可能賣5000元，但是如果所有芯片都混在一起就只能賣7000，甚至都沒人買。如何幫客戶把一些本來都應該報廢的芯片撿回來，變廢為寶，是最能體現測試增值服務的地方。”
利揚芯片成立十年以來，專注于測試方案的研發，已獲得100多項專利。但國內某大型封測廠申請了1500多項專利，其中只有4項與測試相關，且都是實用新型專利。“半導體行業里面最成功的商業模式就是專業分工，產業的規模決定了分工的深度。原來因為國內測試產業發展不均衡，占比也小，不得已由產業鏈上下游共同承擔，沒得選擇只好順帶著做了。但是隨著產業規模的加大，未來這個專業分工也會分得更細一些。”張亦鋒說到。
目前利揚芯片著眼于服務國內新興的IC設計公司，更多的專注于數字類和大數小模芯片的測試，這類產品對測試服務的依賴程度相對更大，測試服務才能發揮最大作用，更能提供額外附加價值的芯片測試服務。利揚芯片是登陸科創板的第28家集成電路企業。此次的募集資金將主要用于研發中心建設及設備購買、擴充產能。利揚芯片未來將專注傳感器、存儲器以及人工智能高算力芯片產品三大新興領域，加大測試研發投入。張亦鋒表示：“目前我們擁有33大類測試方案，量產測試的芯片超過3000多種，服務了超過150家國內芯片設計客戶，包括國內的匯頂科技、全志科技、比特微、西南集成等知名企業。”
摩爾精英：一站式芯片服務平臺已成型
摩爾精英（MooreElite）董事長兼 CEO張競揚
成立于五年前的摩爾精英，定位是“一站式芯片設計和供應鏈平臺”，主要是為中小芯片公司提供全流程配套服務。當前中國2200多家芯片公司中，87%公司不到100人，不到1億人民幣營收，這些公司想構建完整團隊自己做完芯片的設計、制造、封裝、測試是有困難的。張競揚表示，“摩爾精英平臺可以服務于這些芯片公司，以客戶需求為中心，用解決方案整合供應商資源，為客戶提供省心的一站式解決方案，讓芯片公司專注自己的設計。”
據張競楊介紹，2020年摩爾精英主要的有三大動作：
第一，收購了海外ATE測試設備項目，十多位資深國際專家也隨之加入。ATE測試設備目前是國內短板，通過這項收購摩爾精英成為了國內領先的ATE測試設備廠商之一，基于自主設備的芯片測試服務能夠帶來更靈活的產能和更低的單位測試成本。張競揚透露，根據某國內前三的芯片公司客戶1000多萬顆產品實測數據，芯片單位測試成本可下降50%。
第二，自建封裝廠和工程中心。摩爾精英從2018年開始自建快速封裝基地，首期快封工程中心自2019年開業后就一直滿產。2021年將會陸續開展二期、三期的建設，主要幫助中小公司提供芯片的封裝打樣、小批量量產和系統級封裝（SiP）服務。“今年包括封裝測試在內的芯片產能都很緊張，中小客戶很難爭取到產能，摩爾精英封裝工程中心明年有1億顆的左右的SiP量產和測試產能，能幫助這些中小企業走過產品驗證的階段。”張競揚說到。
第三，與各公有云廠商合作芯片設計上云，構建數字化EDA生態系統。傳統的芯片設計模式，是由企業自己采購設備，自己配備專門的CAD團隊，進行環境部署和維護，但中小型或者初創芯片設計企業，難以承受高額的設備采購支出和CAD團隊構建及維護的成本，也缺乏靈活性和適配性。摩爾精英與云服務商一起，共同構建數字化的EDA生態系統，加速客戶數字化轉型，助力眾多中小芯片設計企業獲取更多資源，提升設計效率。
據介紹，二期、三期封裝基地建好以后，會跟物聯網應用緊密結合，以SiP封裝為主。物聯網很多垂直應用就是一兩百萬的量，以前用分離的芯片做很容易被抄襲，用SiP封裝可以建立防抄襲的產品護城河，但是訂單量太小封裝大廠又不愿意接單（一般要求是1千萬顆以上）。“所以我們接到了大量需求，現在最復雜的一顆芯片封裝中有200多個元器件。”張競揚說到。
“采用我們的服務，客戶做產品切換會更加方便，因為它不需要考慮學習成本、使用成本，只要把產品給我，我就開發產品的方案和后面的量產測試，無縫銜接。”摩爾精英希望通過引進自主可控的ATE測試設備，在封裝測試領域給初創芯片公司提供更加靈活的產能和差異化服務。
對于今年整個行業的缺貨現象，以及疫情和中美關系造成的供應鏈重組，張競揚認為現在缺貨和大家瘋狂搶產能里確實有泡沫，主要有三個原因：
第一，海外疫情原因導致開工不足，所以很多產能不能全部釋放，所以封裝測試大部分轉移到了大陸。
第二，華為的波動給市場造成了一定過分樂觀的情緒，2億部手機市場的空間空出來，三星、小米、OPPO、Vivo都覺得自己能拿下來一半，拼命下單，“有傳一些上游廠商接到的訂單，明年甚至是今年的4倍，這是不正常的，這個產業鏈的泡沫注定要被擠掉。”
最后是物聯網市場開始成熟，越來越多的小物聯網器件開始出現，比如床頭柜里面加上無線充電器，咖啡桌、杯子里也嵌入芯片。這次疫情也讓大家升級了一遍家中的攝像頭、電話會議設備，這些都帶來了更多的半導體需求。
他認為，未來的十年，聯網的設備數量會增長20倍，新增高達7萬億美元的市場。這些智能聯網設備的背后是大量的芯片機會。中國芯片公司會更幸運，物聯網一定只有在中國先發生了，才可能在世界各地發生。為什么這么說？因為中國是最大的制造業集群，最大的消費市場，有最強烈的智能升級需求，同時中國又有最高密度的城市，最好的基礎設施，最快的經濟發展速度，最完善的5G網絡，而最關鍵的是，我們還有全球接近一半的應屆畢業生，豐富的工程師資源。有了這些基礎，物聯網的應用和普及才有機會，通過中國市場驗證和完善的物聯網產品會隨著一帶一路和中國制造走向世界。
“中小公司面對碎片化市場有優勢，他們很敏銳，可以比大公司早很多年，提前一個數量級的時候就進入市場，積累優勢，整合資源，當市場達到一定體量，大公司想要進入的時候，會遇到小公司的精準狙擊，”張競揚認為，“未來10年這些中小芯片公司里會誕生很多物聯網細分領域龍頭，大公司要么放棄這些細分市場，要么收購細分龍頭公司完成市場覆蓋。”
南京集成電路大學：銜接高校和企業，推進產教融合
南京集成電路產業服務中心（ICisC）副總經理，南京集成電路大學校長助理呂會軍
集成電路產業最缺什么？人才！今年6月發布的《中國集成電路產業人才白皮書 2019-2020》，報告中指出，截至2019年底，我國直接從事集成電路產業的人員規模在51.19萬人左右，預計到2022年前后全行業人才需求將達到74.45萬人左右，這意味著將有20多萬集成電路人才缺口。
日前，國務院將集成電路設為一級學科，同時期發布了《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》。2020年10月22日，由南京江北新區聯合企業、高校共同成立的南京集成電路大學正式成立，引發行業熱議。
關于南京集成電路產業服務中心（ICisC），呂會軍表示，這是一個以公共技術服務為基礎的平臺，以開放創新和人才培養為特色，打造產業生態助推集成電路產業發展。從2016年開始，ICisC就培養集成電路產業人才，2019年南京市將集成電路產業作為地標產業來打造，希望將當時的南京集成電路產業協同創新學院建設成一所大學，推進產教融合來培養產業需要人才。
產教融合有兩種做法，一種是把高校往產業端推，是從人才供給側進行發力。而南京集成電路大學用的是另一種方法，從需求側發力，讓產業端向高校端靠攏。這是基于目前整個國家對集成電路人才需求緊迫性的要求，是產教融合方面的一種新探索和嘗試。
這所大學跟普通高校在人才培養方面有什么區別？集成電路大學更強調個性化，針對薄弱環節進行有針對性的訓練，而且以案例課程和項目實踐課程為主。師資更多來源于資深工程師，還有行業的專家。不同于傳統高校發放的畢業證和學位證，大學頒發經過實踐考核認定的證書。同時生源也不相同，學校生源不再是高中生通過高考等方式考入，而是源于高校已具備基本專業知識的學生、來源于跨學科的有志于從事集成電路相關工作的學生、來源于企業招聘的尚在培養期的初級職員，按照崗位分類依據學員專業基礎和就業興趣進行招生，招生規模以企業需求為準……
綜上所述，南京集成電路大學不是一所傳統意義上的大學，更像一個銜接高校和企業，推進產教融合的一個開放性的平臺。“我們是高校教育的重要補充，同時也是企業選才的主要來源，”呂會軍說到，“我們是一個開放的平臺，通過開放為未來想從事集成電路工作的人員提供多學科、交叉融合的學習機會。另外強調對學生的工程驗證能力培養，通過這種方式為助推國產替代和集成電路產業儲備必要人才。”
南京在集成電路產業上起步相對比較晚，但起點比較高，動力比較足。呂會軍認為，南京發展集成電路要打好兩張牌，其中一個是南京的人才優勢牌，另一個是南京的科教優勢牌，進一步搶占技術制高點。具體可以從三個方面去做，第一是發揮國際龍頭企業的帶動引領作用，包括通過臺積電落戶江北新區來做強產業鏈，基于臺積電的生態環境，來布局推動IDM的發展。第二是推動信創工程，通過芯機聯動，實現良性發展，比如江北區在EDA方面擁有華大九天、芯華章等相關企業，這些優質企業集聚，就類似于EDA集中發展區，即在區域中聯動互助發展。第三是通過技術驅動，對企業創新進行賦能，無論EDA還是其他相關技術，都可依此為工具打造生態。