【智库研报】电子化学品产业迎来十年黄金发展期

  市场风口 国家使命

  最近,中国刮起一股强劲的“华为旋风”,再次将芯片产业推上了风口浪尖。作为芯片制造环节不可或缺的关键原材料,电子化学品因其高技术含量、高性能参数而被业界誉为“精细化工皇冠上的明珠”。作为化工行业的“皇冠明珠”与“国之精器”,电子化学品正随着“中国芯”事业的历史性升腾,站上了政策和市场风口。此前已有研究机构称,中国电子化学品产业有望迎来为期十年的黄金发展期。针对这一问题,中国化工报社产业发展研究中心进行了调研。

  “华为旋风”吹散芯片自主化阴霾

  近期,作为超级大国的美国政府,欲以一国之力掐断一家企业的供应链、扼杀华为在全球5G产业的领导权。华为随即宣示,对今日的危局早就有准备,随着美国政府的遏制落下实锤,华为芯片“备胎”计划一夜“转正”。

  这一切其实早就有端倪,且不论美国政府和部分美国企业针对华为的刁难缠斗已持续20多年,单从去年美国政府“点杀”中兴公司事件,国人就应该能嗅到血腥与危机已经迫近。遏制一国崛起,阻击一国产业升级追赶,从来没有比“掐头斩首”龙头企业,进而击溃其国民的信心意志更狠辣也更务实的了。

  不同于去年中兴事件,此次的“华为旋风”不仅让公正道义遍白于天下,也趁势把中国人骨子里强烈的尊严、骨气、自强乃至信念、信心等爱国主义情绪一股脑地激发了出来。但遗憾的是,在步步升级的中美遏制与反遏制的斗争中,能让美国政府不惜斯文扫地视为竞争对手的中国企业,实在是太少了。

  因此,“华为旋风”与其说是彰显了中国企业的创新能力已经足够强大,整体威胁到了美国竞争对手的领先优势,倒不如看成是华为之于中国及中美博弈的独特性与要害性,牵一发而动全身。斗争从来都需要以实力作支撑,否则容易陷入阿Q式的无趣。如果在斗争的起始阶段,全民情绪化的鼓噪还可以理解为打气加油和鼓舞士气,那么从中长期来看,关键还得靠实力、拼实力。华为在高端芯片研制和产业化方面的底气与实力,不能掩盖中国集成电路乃至整个高精尖产业体系与西方发达国家的巨大差距。小小的一张芯片,折射的却是一个国家高端制造业的系统性水平以及每一个环节、单元、细节的精纯程度。芯片设计、制造、封装、测试等有一个环节掉链子,就很难自主研制生产出高端芯片。

  当前,全球半导体产业的创新升级和竞争赛跑异常激烈,摩尔定律虽然已经逼近极限,但依然有效。无论是弯道超车还是直线追赶,中国在高端芯片领域向“世界一流”晋级,必然过程漫长且充满艰辛。

  2018年10月18日,李克强总理在访问比利时期间,专程从布鲁塞尔驱车半小时来到鲁汶市,参观比利时微电子研究中心。吸引他前来的是这里有目前世界上最先进的芯片。该中心通过精密光刻技术不断缩短芯片上电路与电路之间的距离,目前已经生产出3纳米的芯片。这项技术将会改变整个电脑的运作方式,为人工智能等研究奠定基础,也将使癌症和帕金森病等重大疾病的介入治疗发生革命性变化。李克强接过工作人员递过来的黑胶唱片大小的芯片,近距离端详良久,并细致询问了数个问题。其中深意,不言而喻。

  芯片是高端制造业的大脑,高端芯片落后于人或者受制于人,已经成为制约我国产业升级的一大瓶颈。据中国海关总署统计,2018年,我国进口集成电路4175.7亿块,进口金额3120.6美元,超过石油继续稳居我国第一大进口商品;贸易逆差已突破2000亿美元,达到2274.2亿美元。且出口主要是中低端芯片,进口大都是国内尚不能量产的高端芯片,可见我国对国产芯片的需求旺盛,但供应能力却严重不足。

  目前,中国高端芯片及高精尖技术引进的道路更加崎岖。发展建设强大民族信息产业的征程,已进入新的历史阶段。如果说华为事件除了极大激发全民爱国主义之外还有什么特殊意义的话,就是它让我们清醒地看到了自己的差距,同时也将中国高端芯片自主化上空的阴霾吹散——从此,中国人应没有了犹疑,没有了顾虑,也没有了退路,可以心无旁骛地加快研制攻关和追赶。

  电子化学品迎来政策市场风口

  在近期召开的2019世界半导体大会上,中国半导体行业协会副理事长于燮康透露,2018年中国集成电路产业销售收入达6532亿元,同比增长20.7%。随着国内IT终端产业快速发展和应用领域扩大,集成电路的市场规模还在不断扩增。据统计,我国的移动手机已占据全球40%的市场份额,平板电脑、液晶电视、笔记本电脑占据的全球市场份额也达到35%、35%、25%。从动态角度看,我国集成电路市场在全球份额中的占比仍在不断增加,预计到2020年将达到46%。

  市场庞大且需求持续增长,但在高端芯片领域,国产芯片的市场占有率还不足1%,存在很大的空间。如果按照国产化率30%计算,未来我国半导体市场还将出现800亿~1000亿美元的替代增量空间。行业蕴藏的巨大潜力,也让其成为各方追捧的又一风口。

  近期,独立于A股行情的悲观疲弱,以士兰微为代表的芯片股表现亮眼,充分显示了市场和资本对民族芯片产业价值和发展前景的看好。

  在资金支持方面,国家集成电路产业基金第一期1400亿元已初显成效,带动各级产业资金总计约近5000亿元。第二期2000亿元也有望推出。

  在市场纵深方面,我国存储、汽车及消费电子的巨大市场及后期成长,给国产芯片产业的发展壮大提供了足够想象的空间。

  在政策支持方面,国务院近日再次决定延续集成电路企业所得税优惠政策,财政部、税务总局随即发布了集成电路企业所得税优惠新政细则,明确依法成立且符合条件的集成电路设计企业在2018年年底前自获利年度起计算优惠期,第一年至第二年免征企业所得税,第三年至第五年按照25%的法定税率减半征收企业所得税,并享受至期满为止,支持力度空前。

  随着华为、中兴事件的爆发和中美摩擦的持续升级,国家政策进一步加码支持值得预期。市场分析人士一致认为,国家战略政策聚焦+巨大市场纵深带动+产业资本支持驱动,我国半导体产业正迎来前所未有的黄金发展期,从材料、设备到设计、制造、封装,全产业链上所有的企业都有希望参与进来,共担共享攻关发展大计。

  除了早已盛名远扬、刚刚一夜“转正”的华为海思系列芯片,目前士兰微已在国家集成电路产业基金和地方政府的支持下,搭建了8英寸芯片项目的发展计划,全力推动特殊工艺研发、制造平台的发展。深圳中微半导体公司正在研制7纳米芯片等离子刻蚀机,三安集团旗下多款应用于5G产品的芯片已经量产供货,就连家电龙头格力电器也在董明珠的力主下决意斥资500亿元打造自主芯片……国内整个芯片产业链已经自发地行动起来。政策与资本的外力介入,则为产业发展更添热度。

  电子化学品是芯片制造环节不可或缺的关键原材料,其品种类繁多,包括高纯试剂、电镀化学品、特种电子气体、光刻胶、印刷电路板材料、特种气体硅片磨抛材料以及环氧膜塑封料、抗蚀干膜等十几个大类,单品总数达16000种以上,但单个品种的产量和用量普遍不大,属于非常典型的精细化学品范畴。

  我国已成为全球半导体产业最大的消费市场,那电子化学品的市场空间又有多大呢?2015年,我国电子化学品市场规模约500亿元。按照年均增长率约13%计算,到2020年,我国电子化学品行业产值规模将达到千亿元量级。丰富的原材料、相对低廉的劳动力成本以及靠近下游市场等方面优势明显,全球电子化学品产能向中国转移已成为趋势,陶氏、霍尼韦尔、三菱化学和巴斯夫等公司近年来正陆续将电子化学品业务重点转移到包括中国在内的亚太地区。

  (CFP 供图)

  创新、应用和系统性是三块短板

  我国生产电子化学品的企业数量很多,但专业生产企业则很少,呈高度分散状态,鲜有真正的电子化学品专业化龙头企业。我们调研了几家湿电子化学品和电子特气骨干企业的情况。

  其中,中船重工718所是国内久负盛名的电子特种气体研发和供应商,其三氟化氮、六氟化钨的生产规模全球第一,氟化碳、氟化氢、氯化氢、三氟甲磺酸及电子混合气体等产品的技术基础也很雄厚。

  中国中化数年前就确定了电子化学品值得重点研究的5个子行业,包括电镀化学品、光刻胶、高纯试剂与蚀刻液、清洗与去胶液、电子气体。相关研发生产也快马加鞭地推进:2017年5月,中化国际科技创新中心在上海张江高科技园区揭牌,先后研发出了多款媲美国外先进技术的电子化学产品。另外,中化国际下属企业江苏瑞兆科电子材料公司总投资约30亿元,正在连云港中化精细化工循环经济产业园建设电子化学品生产基地。

  尽管发展势头良好,但总体来看,目前国内电子化学品还突出地存在着创新能力不强、系统性不足、应用支撑不力等短板。

  从创新性来看,目前国际上高端电子化学品的更新迭代很快,其生产和研发处于高度保密和垄断阶段。而我国起步较晚,缺技术,缺资金,更缺高端人才,一些隐性的基础性工作也严重滞后,这是目前中国高端芯片研制的真实写照。

  而电子化学品质量的好坏关键是精纯的程度,对于芯片等电子器件的性能有着决定性的影响。比如,硅是制造半导体芯片的关键材料,但其实硅元素是地球上最为常见的一种非金属元素,随便抓一把沙子,里面就含有大量的硅元素。但就是这样一个最不起眼的东西,如果把它做到精纯极致,纯度达到“6个9”以上,即杂质含量小于1×10-6,它就能创造精彩的硅基时代和硅基文明。不仅是硅元素,电子级磷酸和硅烷等特种气体也大多要求纯度在“6个9”以上,就连“野性十足”的硫酸要达到电子级使用要求其纯度也需达到98%以上。

  在系统性方面,我国在局部领域已经达到国际领先水平,但电子化学品只有讲系统性才有意义。从整体水平来看,我国电子化学品参差不齐,有些能够自产,但很多领域尚未涉足。与此同时,企业生产的系统性也有待提升,绝大部分企业只能生产为数甚少的几类电子化学品,企业之间的水平又悬殊很大,这与芯片制造企业所希求的原材料系统性解决方案,存在非常大的差距,这也是造成电子化学品产和需之间长期脱节的重要原因。

  在应用方面,不少电子化学品企业反映,高纯电子化学品国内并非不能生产,而是国内的半导体制造企业不愿意使用国产产品,产需脱节很严重。比如,在研发半导体原材料时,多氟多开发了电子级氢氟酸生产新工艺,并同时建立了万级清洗、千级灌装、百级分析室、电子级氢氟酸自动灌装线,产品质量性能经检测完全可以替代进口。但令人尴尬的是,技术创新虽然成功了,市场开发却掉了链子。经过市场调研,企业了解到原因主要有三方面:一是电子级氢氟酸要求超净高纯,且具有产品批次质量的高稳定性,芯片制造企业压根儿就不相信国内企业能做到进口产品的质量,都不愿意首个吃螃蟹;二是电子级氢氟酸只占芯片制造成本的1.2%,而测试周期却需要1年之久,芯片制造企业不愿意花费大量的财力物力去评估;三是半导体芯片制造工艺有成百上千道工序,对电子级氢氟酸的稳定性要求极高,一旦出现问题损失太大,所以没人愿意打破成熟稳定的供应体系,冒险换成国产产品。

  为国产芯片发展建功立业

  在半导体行业有句俗话:入门要5年,10年磨半剑。高端芯片的自主化,讲起来容易,要实现绝非易事。此前国家已经开展过多次集成电路的国产化攻关,比较突出的有“909工程”等,借鉴“两弹一星”集中攻关模式,但最终效果并不太理想。究其原因,在于半导体产业技术更新迭代非常快,而且发展有其自身的规律和模式,国家舍得投入只是一个因素,基础研究、尖端人才、原材料和设备乃至体制机制等,缺一不可。

  但现在,随着国内外形势的重大变化,国家政策理念的重大调整以及产业界的自发觉醒与行动,高端芯片的自主化攻关有望进入一个新的阶段,并最终真正实现突破。而电子化学品也将顺应这一历史潮流,直挂云帆济沧海,为国产高端芯片发展事业建功立业。

  之所以我们有如此信念和信心,基于以下几方面的最新观察:

  第一,芯片国产化的理念有了巨大升华,机制更加灵活和现代化、国际化。从对国产化的理解来说,善于集成利用世界一切创新文明成果,而不是事事都得自己来研制攻关,已成为越来越多业界人士的普遍认知。

  半导体芯片作为高技术产业的集成,是人类科技和智慧的共同结晶,没有哪一个国家能包打天下,也没有什么“孤家寡人”存在,即便强大如美国,也仅擅长半导体产业链的某些领域和环节。既然如此,以海纳百川的胸怀,集天下英才和创新文明成果为我所用,缩短重复性劳动和研究攻关的周期,就更符合时代精神和中国国情。

  2014年,规模达千亿元的国家集成电路产业基金挂牌,采取了跟往常截然不同的投资方式:一是寻找行业内好公司进行重点扶持,尤其是前三名的龙头企业,都有机会获得国家资金;二是股权投资的方式,一般不干预生产经营,保证企业独立发展;三是广纳天下英才为我所用,而不再是闭门造车。

  高端人才是半导体产业的核心要素。现在,为中国宏大的“造芯”事业所感,或者被国内提供的具有国际竞争力的优厚待遇所吸引,越来越多的台湾甚至韩国等地的资深半导体专家来到中国大陆,参与到蓬勃发展的半导体产业之中。长期以来制约“中国芯”事业取得突破的硬约束和软瓶颈,现在都有了突破的条件和土壤。

  第二,系统化攻关的局面正在形成,国家抓主要矛盾和卡脖子环节、市场协同攻关的格局正在形成。国家集成电路产业基金重点支持半导体和原材料龙头企业,并以市场化机制带动整个产业链参与协同攻关。

  我国半导体设计水平已经达到7纳米,接近世界先进水平,但在制造环节却被光刻机和光刻胶卡住了脖子。据不完全统计,作为电子化学品中技术含量最高的材料,光刻胶国产化率还不到5%,成为高端芯片制造的最大掣肘。为此,工信部等部门正在组织产业集成攻关,将其列为国家“02专项”的重要攻关内容,研制攻关正在有条不紊地推进。

  另外,为破解半导体芯片产需脱节的矛盾,2017年国家成立了5亿元的保险资金,对首批次应用在半导体行业的电子化学品等关键原材料进行投保,如果芯片企业用国产原材料出了问题,国家险资可承担80%的损失,企业只需承担20%的损失。这一创新机制的引入,对于降低电子化学品研制应用过程的高风险意义重大。

  第三,电子化学品领域的创新活动非常活跃。除了前文提及的中国中化、中船重工718所等骨干企业,还有越来越多的企业瞄准电子化学品开展研发攻关。

  北京科华微电子材料公司是国内光刻胶技术比较领先的企业,其248纳米产品已通过中芯国际进行认证并获得商业订单,193纳米产品已获国家“02专项”正式立项。

  巨化集团联合国家集成电路产业投资基金公司等共同出资成立中巨芯科技公司,业务涵盖湿电子化学品、高纯电子特气等业务,其部分湿电子化学品已纳入中芯国际、京东方等半导体芯片及液晶面板企业的供应体系中。

  南大光电材料公司副总裁及技术总监许从应博士是国家“02专项”高纯特种电子气体首席科学家,该公司研制生产的高纯磷烷、砷烷纯度已达到6个9级别,产品已经在LED和IC行业得到了高端客户的认可,实现了进口替代。

  广信材料公司与台湾企业廣至新材料公司合作开发的印刷电路板柔性基板用紫外光型正型光刻胶技术项目,正在加快研发进度。

  由北京化工大学、新疆天业集团、北京先锋创新科技公司等共同开发的超高纯度化学品精馏关键技术,也对提高电子化学品等相关行业的科技进步具有显著推动作用。

  这样的案例还有很多,围绕电子化学品研发的创新活动一直保持比较高的热度,现在随着“中国芯”攻关的提速,电子化学品领域的自主创新只会更加热起来。

  第四,整个产业的使命感和能动性已经被充分激发出来,为国效力蔚然成风。

  针对电子化学品产学研用长期严重脱节的问题,2015年11月,中国电子化工新材料产业联盟在京成立。联盟整合了国内电子化工新材料与产业应用链上的相关研发、生产、应用企业等优势资源,实现跨界、上下游、产学研合作,打破了隔阂壁垒,贯通了产业链,实现了多方协同。这是市场自发自觉的行动,有利于加快电子化学品创新应用的进程。

  发展壮大“中国芯”必须打造良好的技术创新生态系统,为此,多氟多董事长李世江、江阴澄星实业集团副总裁李岐霞等企业家以拳拳之心多方奔走呼吁:应探索出台一些奖励性措施,引导下游半导体客户主动地去评估国产电子化学品材料,尽快把国产材料导入到半导体的芯片制造体系中去;将更多电子化学品新材料纳入各层级的产业基金中,发挥好示范引领作用;加快建设国家级的测试、检测和验证平台,向国内外的电子化学品企业开放,也为下游用户采用国产新材料提供权威可靠的指引;放宽投资规模限制,设立电子化学品专业园区,同时在项目审批时,应对照电子信息产业进行审批,而不再视为化工项目,探索设“绿色通道”降低审批的时间和门槛……

  “中国芯”事业所依赖的天时、地利、人和已经叠加在一起,这是前所未有的。好好抓住这个历史契机,突破高端芯片乃至高科技产业多年悬而未决的瓶颈问题,最终跻身全球半导体产业强国和科技创新强国之列,这一天一定会到来!

  (智库研报由中国化工报社产业发展研究中心原创出品,本期研报由刘全昌、张香执笔。报告版权归中国化工报社所有,未经许可和授权不得擅自商业目的转载使用,否则本报社将依法追究法律责任。)


相关推荐

中国磷复肥工业协会倡议:尽快复工复产、组织发运保障春耕用肥

  农时不等人,2020年中央一号文件明确提出,粮食生产要稳字当头。眼下,是疫情防控的关键时期,也是春耕生产的重要节点。中国磷复肥工业协会2月17日发出倡议,号召全行业尽快复工复产、组织发运保障春耕用...

2020-02-17     中化新网

战疫情 稳生产 探班复工后的舟山绿色石化基地

探班复工后的舟山绿色石化基地

2020-02-17     浙江石油和化工新闻

滨州市高端化工寻求寻求全球合作

炼化一体化、化工新材料、碳三碳四综合利用等领域寻求全球合作

辽宁省化工学会召开疫情防控视频会议

2月14日下午,辽宁省化工学会党支部通过网络视频召开工作会议。辽宁省化工学会理事长、学会党支部书记孙云,中石化大连石油化工研究院院长、学会党支部副书记方向晨等成员参加了视频会议。

2020-02-17     辽宁石化新闻

氧化铁行业复工复产保运行

  中化新网讯面对突发新型冠状病毒感染的肺炎疫情,氧化铁行业全力以赴,密切关注,并主动担当作为,积极履行社会责任,开展爱心捐赠,驰援疫情防控!  近期,随着国家和各省市一系列政策保障措施逐步发力,.....

2020-02-17     中国化工报