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【芯观点】为何日本地震,全球半导体产业都要跟着“发抖”?

来源:爱集微

#芯观点#

02-26 18:19

集微网消息,“屋漏偏逢连夜雨”,用来形容现如今全球芯片的境况再合适不过。

在全球芯片紧缺特别是汽车芯片严重告急的情况下,近期,日本发生规模7.3级大地震以及美国得克萨斯州出现冬季严寒风暴都对半导体产业造成了一定的影响。就日本本次地震来看,日本福岛县和宫城县受影响最大。据了解,日本多家半导体企业坐落在这两县,此次地震或影响芯片企业生产,由此也加重了外界对于全球半导体供应的担忧。

车用芯片紧缺雪上加霜

据日本媒体报道,地震发生后日本多地发生大面积停电和断水,东北地区至少10个火力发电机组暂停发电。半导体制造工厂因为其24小时运转的特殊性,一旦遇到事故停机,不仅需要检查设备受损情况,更要确定生产线上的晶圆是否受到影响。此外,半导体生产对于生产环境要求非常的严苛,而大地震不仅可能会造成停电,还可能会造成生产环境污染、机台移位、设备管线内的化学药剂与气体发生渗漏等一系列问题。

业内普遍关注震后对日本半导体产业的影响。据悉,全球车载芯片市场份额排名第三的日本瑞萨电子,在与福岛县相邻的茨城县境内有一家主力工厂,受地震影响一度停电。尽管供电已经恢复,厂区建筑也没有受损,但为了确认无尘车间内的生产设备和芯片产品是否完好无损,瑞萨电子在地震后暂停了这家工厂的生产线。

日本产业人士向媒体透露,瑞萨汽车芯片工厂靠近震源,这次日本地震可能会对汽车半导体造成影响,加剧全球汽车芯片缺货。

除了瑞萨之外,村田在地震之后也暂停了部分厂房的运作。另PCB大厂名幸电子也发布声明称,旗下福岛工厂、石卷工厂在强震发生后,因对部分生产设备进行调整而在2月15日进行停工。

日本是一个地震多发的国家,在2011年,日本同样发生了里氏9.0级的大地震,当时位于距离震中较近的岩手县的东芝的微处理器和图像传感器的(LSI)芯片的工厂受影响停产,瑞萨的8个生产设施也被迫停产。此外富士通半导体厂及摩托罗拉在日本的半导体工厂也均受影响。因此当时也造成了市场上半导体芯片价格的一波上涨。   

从目前看,本次地震影响远小于2011年大地震,但在全球半导体产能紧缺的背景下,此次“天灾”让本不“富裕”的车用芯片雪上加霜。Stiftung Neue Verantwortung分析师Jan-Peter Kleinhans认为,“汽车芯片短缺到了最糟糕的时间,美国得克萨斯州的极端天气和日本大地震两次大灾,再加上本来存在的汽车芯片紧缺,导致汽车芯片供应现状不容乐观,对汽车行业来说是难以想象的黑暗时刻。”

日本半导体实力仍不可撼动

纵观日本的多次大地震,每次全球半导体产业也得跟着“发抖”。同样的事情,假若发生在别的地震多发国家如尼泊尔,半导体产业或许就不需要跟着捏一把汗。而这主要取决于日本在半导体产业的实力。

半导体生产工艺主要分为设计、制造、封测三大环节,在后两个环节中,就需要关键设备和材料,它们也是保障芯片顺利生产的上游基石。而日本半导体的硬核能力就在于此——上游的原材料和硬件设备。

虽然近年来日本电子、半导体产业在全球的领先优势地位不断地被后来者追赶并超越,但日本半导体产业并没有安于现状,而是韬光养晦,凭借长期的技术积累,在半导体设备制造和材料领域保持着强大的研发实力和绝对的领导地位。

根据国际半导体产业协会(SEMI)的数据显示,日本企业在全球半导体材料市场占比份额高达52%,而北美和欧洲仅仅各占才15%左右; 特别是日本企业在全球新购半导体制造设备市场占有率超过了30%,一直稳居在产业链上游。

数据显示,2019年TOP 15半导体生产设备厂商(来源:VLSI Research)中,日本独霸7席之地。

图源:VLSI Research

半导体领域必备的26种设备中,日本企业在10种设备所占的市场份额超过50%,在电子束描画设备、涂布/显影设备、清洗设备、氧化炉、减压CVD设备等重要前端半导体设备几乎垄断市场,在后端半导体设备,日本的划片机和成型器也是世界第一,此外日本还是三款重要后端检测设备的霸主。

日本半导体设备协会(SEAJ)最新的数据显示,2019年日本半导体制造设备销售额达到62亿美元,预计到2020年将达到70亿美元到2021年将达到79亿美元。

在材料方面,日本企业同样深耕多年,在技术上达到了炉火纯青的地步,在硅晶圆材料、光罩、靶材等重要的细分子领域,日本企业所占份额都多达50%以上。

在制造芯片的19种主要材料中,日本有14种位居全球第一。以硅片为例,半导体硅片占半导体制造材料市场规模比重约37%,位于半导体制造三大核心材料之首。据芯思想研究院最新数据表明,2020年全球前五大硅片提供商分别是:日本信越化学(Shin-Etsu),市占率27.53%;日本胜高(SUMCO),市占率21.51%;中国台湾环球晶圆(Global Wafers),市占率14.8%;德国世创(Silitronic)市占率11.46%;韩国鲜京矽特隆(SK Siltron)市占率11.31%。其中日本的信越化学和 SUMCO两家厂商就占据了全球49.04%的市场。

国外对日本半导体的依赖

日本在半导体设备制造和材料领域的研发实力,让自己在半导体产业链有了一定的话语权,也使得国外对日本半导体具有较强的依赖性。

这从2019年日本对韩国半导体材料实施出口限制事件中可见一斑。2019年7月,日本对韩国实行了贸易限制措施,对三种关键化学品——氟化聚酰亚胺、光刻胶、高纯度氟化氢(蚀刻气体)出口实施限制令。面对日本的“卡脖子”举措,韩国三星电子、SK海力士等主要半导体企业立即拉响警报。毕竟在半导体生产必需的光敏抗蚀剂和腐蚀气体领域,韩国对日本依赖度高达90%,一旦限制措施长期化,占韩国出口总额20%的半导体生产都将受到干扰。

图源:一财网

此次事件之后,韩国一直在努力减少对日本的依赖,但从2020年9月韩国国际贸易协会公布的数据来看,韩国从日本进口的半导体设备仍比2019年增长了约80%。此外,处理器和控制器的进口以及光敏半导体器件的进口分别增长了8.6%和3.7%。作为参考,韩国同期从日本的进口总额同比下降了约10%。

从企业维度上看,在限制事件之后韩国方面指出需要新的设备和机械供应商,但三星电子和许多其他韩国公司对日本半导体设备的依赖仍然高达25.7%,与2019年的27.4%几无差距。

除了韩国,美国和中国同样对日本半导体有着较大依赖性。自1960年以来,高科技产品的出口一直是日本经济增长的引擎,出口约占GDP的19%。其中,日本的主要出口伙伴是美国(20%)和中国(19%)。

根据今年2月3日彭博社对官方贸易数据的分析,中国大陆2020年从日本、韩国、中国台湾地区等地购买了近320亿美元的设备,用于芯片生产,比2019年增长了20%。

图:2018-2020年中国大陆半导体设备进口总额以及六大来源地(日本、韩国、中国台湾地区、荷兰、美国和新加坡)额度分布情况(数据来源:中国大陆海关总署)

从上图可以看出,近两年来,中国大陆半导体设备进口最大的来源地便是日本。

另外,从统计数据来看,中国大陆3800亿美元的芯片,约占当年中国进口总额的18%。进口7大来源地包括中国台湾地区、韩国、日本、美国、马来西亚、菲律宾、越南。其中,日本也是排名第三的进口国。

图:2018-2020年中国大陆芯片进口量以及进口来源地(中国台湾地区、韩国、日本、美国、马来西亚菲律宾和越南)分布情况(数据来源:中国大陆海关总署)

美国方面,根据彼得森国际经济研究所(PIIE)的数据,日本公司从20世纪70年代开始通过贸易进入美国市场。从1981年到1984年,美国从日本进口的半导体几乎每年翻一番,只有在1985年的行业低迷期间才出现了部分缩减。

图源:彼得森国际经济研究所(PIIE)

结语:据《世界半导体贸易统计》(WSTS)最新的预测,日本半导体市场将从2020年的3440万美元增长到2021年的3550万美元。即便是此次受到了地震的暂时影响,但从长远来看,受益于长期的技术积累,日本半导体在未来的很长一段时间,仍将在世界范围内占有一席之地。(校对/holly)

责编: Aki

木棉

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关注半导体制造、设计,通信等领域,聚焦中国台湾地区产业的风向与动态。

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