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一家日本味精厂真的卡住了全球芯片产业的脖子?

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-04-01  来源:江门企业网  浏览次数:2

  前不久,一篇名为《一家味精工厂,卡住了全世界芯片企业的脖子》的文章刷屏。

  文章指出,当今芯片大规模短缺竟和日本一家名为“味之素”的味精企业有着莫大的关联,因为它掌握着一项芯片生产过程中的重要材料,时至今日,全球几乎100% 的芯片制造都离不开这种材料。

  消息一出,众人一片哗然,纷纷感叹这堪称现实版的“蝴蝶效应”。

  文章陈述的事件有据可依,读后着实令人感到不可思议,但若深度分析揣摩,其实文章存在一个巨大的漏洞,即就该事件得出的最终结论是完全错误的。

  对于这个事件,印芯科技CEO傅旭文告诉 DeepTech,“芯片制造是一个非常成熟的全球分工的产业链,各个国家都有独到的一面。而造成全球范围芯片短缺现象,日本味之素的 ABF 只是其中的一个因素,但不是决定性因素。”

  既然 ABF 不是主要因素,那造成当今全球大规模芯片短缺的原因是什么?对此,清微智能产品工程副总裁李秀冬总结概括出以下5个方面:

  

  •   市场的真实需求。随着5G 技术发展,5G 手机内 PA 芯片数量比4G 手机更多;自动驾驶所带来的汽车芯片的广泛需求;由于疫情原因需要线上办公,这对服务器芯片和 PC 芯片有强烈需求。

      

  •   供应链太长,部分环境扩产不足。

      

  •   国产替代。由于国产替代加快,很多芯片提前量产,系统方案厂商也给了机会测试或者试用,从客观上造成了供应链的紧张。

      

  •   恐慌性的预定下单。当企业感觉资源紧张的时候都会提前多备货,尽管自身需求并没有明显增加,更多是一个心理因素。

      

  •   中美半导体摩擦的影响。

      

  接下来,本文将站在产业链高度来看待和剖析整个事件,力求回归理性,并为大家还原一个客观公正的事件真相。

  ABF 是什么,为什么芯片行业离开它不行?

  ABF(Ajinomoto Build-up Film)是日本味之素公司在生产味精时的一种副产物,又称“味之素堆积膜”,是一种用合成树脂类材料做成的薄膜,具有很好的绝缘性。

  讲 ABF 之前,先来讲讲芯片加工流程中的一个重要环节。

  芯片内部有数十亿个晶体管通过电路进行连接,电路之间还需要进行绝缘处理,用来保障每一层的晶体管电路互不干扰。传统工艺使用的绝缘材料是液态的,因此需要进行喷涂和晾晒,此外还要考虑到喷涂均匀性问题,所以要等彻底干燥后才能进行下一步流程工序。这种喷涂晾晒操作非常繁杂,如此往复循环消耗掉大量时间、人力、物力。

  随着芯片制程工艺的不断进步,芯片产业亟待一种兼具极好绝缘性、耐热性和易用性的全新材料。傅旭文指出:“在芯片制造的 IC 电路中,尤其是比较高端的芯片,电路线宽越小,绝缘材料原有的间隙就越小,还需要能够填充进去,这对绝缘材料要求也就越高。”

  对此,芯谋研究市场研究总监宋长庚也表达了类似的观点,他说:“半导体集成电路产业使用电子材料种类繁多,比如电子级特气、光刻胶等电子材料都包括数十个子类别,虽然每一个子类的全球消耗量都不大,但对于材料的要求却特别高,比如电子特气的纯度要在5N~6N 以上。”

  彼时,味之素公司发现生产味精时的一种副产物拥有非常好的绝缘性,他们认为这或许可以用作半导体行业的绝缘涂层剂,于是便对该材料展开技术攻关,最终研发出这种薄膜状的绝缘材料—— ABF。

  ABF 用于芯片内部的绝缘填充材料,相较于传统的液体绝缘材料,ABF 采用薄膜的形式更便于使用,覆盖压合即可完成操作,可极大提升生产效率。“ABF 这种绝缘材料填充在芯片电路层与层之间,线宽很细,精度极高,半导体的先进制程更需要这种精度极高的绝缘材料。”傅旭文说。

  自从使用 ABF 这种绝缘材料之后,芯片制备在降低生产成本的同时,还可大幅提高生产效率,而且质量、性能都有保证。

  随后,全球众多芯片企业向味之素抛出橄榄枝,纷纷大量采购 ABF,于是 ABF 开始出现在各类半导体芯片制造环节,并逐渐被整个半导体行业所使用。

  傅旭文表示:“味之素做的 ABF 材料很好地满足了芯片制造极为苛刻的要求,可以说,在这个领域里 ABF 几乎没有竞争对手。”

  为什么没有其他企业与味之素竞争?

  十年前,智能手机犹如雨后春笋般崛起,随着高端芯片需求逐年攀升,ABF 开始变得供不应求。据产业链人士透露,从去年年底开始,ABF 供应链就出了问题,ABF 的交付周期已经长达30周,而今年全年 ABF 依然会持续供货不足。

  正所谓“巧妇难为无米之炊”,ABF 的供应出了问题必然导致芯片的制造受到影响。

  既然味之素产能跟不上,那其他企业为何不去生产类似材料与之竞争呢?主要原因可以归结为以下两点:

  其一,成本。味之素把 ABF 的利润压得足够低,做到量大利薄,其他企业插足进来很难实现盈利,因此也就没有企业愿意去竞争。

  当时确实也有一些企业看到这片蓝海,投入资金去研发这种绝缘材料与味之素竞争,但最终因为研发成本或专利费等因素放弃。这也给了味之素“可乘之机”,借着半导体产业发展的东风打下属于自己的一片天地。

  举个例子,全球生产可乐的巨头公司就两家——可口可乐和百事可乐,为何一直没有其他企业涉足?其中,秘密的配方是一方面,但更多的因素还是成本问题。这两家可乐公司已经把价格压得非常低了,其他企业做可乐的利润很薄甚至会亏本。

  其二,技术。味之素的这种 ABF 材料拥有数十年的技术沉淀(包括秘密配方),其他企业进行技术研发虽然也能生产出来,但是品质不一定能够达到 ABF 的级别,性能不一定能够满足芯片对材料的苛刻需求。

  “对于 ABF 这种材料,其他企业想要做出来应该不难,但难的是要达到和 ABF 一样的超高标准,达到这么好的绝缘效果,在极小的线宽下还能用,这就很难了。”傅旭文指出。

  以高浓度硫酸为例,比如有 A、B 两家企业分别生产99% 硫酸和99.9% 的硫酸,两者在一般的使用场合下可能察觉不到两者的差别,而在芯片领域就显得尤为关键了,B 企业高出的那0.9% 可能直接影响芯片加工制造,而这也正是 B 企业技术领先的优势所在。

  “ABF 的市占比达到70-80% 甚至以上。事实上,很多芯片原材料都掌握在日本企业手中,不止是味之素的 ABF,很多日本的基础材料,比如高浓度的氢氟酸、硫酸,或者是光刻胶等等,这些材料都起到举足轻重的地位。日本企业能做的,其他企业当然也能做,但是做出来的产品还是存在细微差别的。”傅旭文说道。

  芯片归根结底还是一种商品,既然是商品,企业就会在保证质量性能的前提下,想方设法地压低成本、提高利润。而 ABF 这种材料几乎完美地契合了这两点——技术足够好、成本足够低,这才是导致 ABF“无法替代”的根本原因。

  ABF 供货持续短缺,接下来将会如何?

  未来,会不会有企业开发出新材料取代 ABF 呢?傅旭文表示短期内不太可能,芯片原材料的更换并非易事。“半导体产业链如果要使用一种全新材料的话比较困难,芯片企业不敢贸然尝试,因为这需要长时间的反复验证和观察,比如稳定性、可靠性等等一系列因素,关键是验证新材料的时间周期比较长。”他说。

  对此,宋长庚也表示,“由于使用的材料与晶圆制造工艺、芯片产品良率等息息相关,造成替换难度非常大,流程复杂,耗时较长,而最终带来的收益却不大。”

  ABF 在半导体领域的应用“历史悠久”,加之验证新绝缘材料的时间代价太长,所以说,短期内 ABF 依然是芯片企业的首选材料。

  如果 ABF 一直缺货,芯片短缺问题如何破局?对此,傅旭文表示:“我认为,接下来味之素公司会进行规模化扩产,但也不会扩产到满足市场需求的程度,因为日商的做法通常比较保守,通常不会去主动扩产,一般是等到有大量需求的时候才会去扩产,而扩产之后一般得等到3年之后才能有效果,这个周期很长。”

  这也就意味着,即便是扩产之后,产能一时半会还不能缓解芯片大规模短缺的现状,未来芯片短缺的现象还将会持续下去。

  面对芯片短缺问题,李秀冬指出:“对于中国而言, 对内要进一步完善芯片供应链布局,着力解决关键核心问题; 对 外要 寻求全球的资源合 作。 ”

  关于未来如何破局,宋长庚表达了自己的看法,他认为,“种类多、要求 高、用量少,这些因素造成进入电子材料领域的新企业并不多,只有中国,出于产业链安全的考虑,有很多新的企业进入这些领域。所以,我认为电子材料供应格局的突破也将发生在中国。”

  ABF 虽是尖端技术,但没有形成技术壁垒

  芯片制造是一项庞大的系统化产业,任何一种材料能够成功投产,前期都需要经历长期的成本投入、技术研发和循环验证,味之素的 ABF 材料也不例外。

  由于起步早,味之素拥有深厚的技术沉淀,不论从技术还是商业角度出发,ABF 都是目前全球芯片企业的最佳选择,但是,至关重要的一点——ABF 尚未形成技术壁垒。

  对于其他竞争企业来讲,“能不能造出来”和“想不想去造”是两码事儿,显然,ABF 属于后者。

  举个例子,圆珠笔头球座体的加工制造对于原材料要求极为严苛,需要具备极高耐磨度同时还易于切削加工等,长期以来一直都掌握在瑞士、日本等国家手中。

  然而,这项“尖端技术”并没有导致圆珠笔成为稀缺物品,圆珠笔价格也并没有高高在上,反而非常“亲民”,这是为何?

  第一,少数几家企业的产能基本已经满足了全球市场需求。

  第二,研发投入太大而最终收益甚微,企业不愿意涉足。

  不可否认,ABF 的确是芯片制造中至关重要的绝缘材料,但它和圆珠笔头球座体的“境地”基本类似,属于尖端技术,但还没有达到“技术壁垒”的程度。只有技术壁垒才会“卡脖子”,除此之外的常规产品和普通技术是卡不住的,往大了说顶多也就影响一阵子而已。

  那什么是技术壁垒?对于中国而言,诸如航空发动机、光刻机、高端芯片、操作系统、医学影像设备元器件、核心工业软件、超精密抛光工艺等等,这些才能称之为技术壁垒,是需要集中科技力量去攻关的核心技术。

  既然 ABF 不是技术壁垒,自然也就谈不上“卡脖子”。所以,整个事件属于“小题大做”,将芯片制造中的一种重要原材料无限放大,最终才得出“一家味精工厂卡住了全世界芯片企业的脖子”的荒谬结论。

  最后总结一句话:ABF 卡不住全球芯片制造产业的脖子

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