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    光刻膠也被“卡脖子” 中國企業該怎么辦?
    2021-10-12 14:10
      洪詩鴻
      在全球半導體分工體系中,目前主要是由日本企業承擔設備和原料部分的生產,尤其是光刻膠領域,基本為日本企業所壟斷。在高端光刻膠領域,一類是處理起來較為簡單的KrF光刻膠,日本企業約占全球產能的83%;另一類難度更高的ArF光刻膠,則幾乎100%是由日本企業在生產。
      2021年5月,日本信越化學宣布開始對中國大陸的半導體企業斷供光刻膠。信越化學的產能約占全球光刻膠市場份額的20%,其斷供將導致國內半導體企業面臨光刻膠缺貨的困境。
      事件之所以在國內引發關注,一方面是由于國內半導體企業高度依賴對于日本的光刻膠供給。另一方面,此次斷供恰好在美國出臺《2021戰略競爭法》之后不久。
     
      信越化學為何斷供中國企業?
     
      光刻膠其實并非第一次被日本作為“貿易戰”的武器。
      2019年,“日韓貿易戰”拉開序幕。韓日關系惡化的起點并非貿易摩擦,而是地緣政治和歷史遺留問題,而后日本在半導體所用關鍵材料上加強管制,這對韓國而言,不能不說是一次“精準打擊”。
      日本宣布限制本國企業向韓國出口三種化學原料:氟聚酰亞胺、光刻膠和高純度氟化氫,是生產半導體過程中不可或缺的三種原料,而且,日本企業在該產業鏈中皆居于壟斷地位。此前,韓國幾乎要100%從日本進口這三種原料,因此一下子面臨著被“卡脖子”的窘境,三星為首的芯片巨頭紛紛前往日本進行協調,同時韓國也被迫開始自己的國產化生產之路。
      此次信越化學宣布斷供中國企業光刻膠,情況是否也與之相似?
      綜合目前各方信息來看,信越化學的斷供,與市場供需關系顯然更大。在原本產能不足的情況下,最直接的影響因素,便是今年2月在日本東北發生的7.3級地震。
      2月13日,日本本州東岸近海(福島東部海域)發生地震,日本氣象廳認為,這次地震可能是2011年“3·11”大地震的余震。日本東北地區是全球重要的半導體材料生產基地,受余震影響,當地很多半導體產業相關的工廠都因此而停產,其中便包括信越化學在新瀉的光刻膠工廠。
      目前信越化學主要的光刻膠工廠只有兩個,一個是新瀉的直江津工廠,一個是在臺灣地區剛建成一部分的云林信越電子材料工廠,目前都還在擴建當中。由于日本國內工廠受地震2月的地震影響,新廠房預計在2022年2月完成,所以信越化學的光刻膠產能一直遲遲未能恢復。
      一方面,自去年受新冠肺炎疫情影響,全球芯片供應都處于緊缺狀態,市場對遠程網絡終端設備的半導體部件需求激增。各大半導體工廠都在開足馬力擴大生產,臺積電、臺聯電等大客戶對光刻膠的需求也在迅速增加。此外,信越化學也建立了一條半導體生產線,自己也開始需要光刻膠。在臺積電等大客戶和自身的需求都未能完全滿足的情況下,信越化學只能暫時舍棄一些中小客戶。
      目前,部分中國半導體廠商轉而向日本另一家光刻膠生產產家東京應化工業采購,但是據說是杯水車薪,無法解決需求。
      可以看出,這次斷供事件,更主要的是受產能和市場供求的影響;而各方并未透露出是出于政治考量,基本也可以排除是中美或者中日之間的政治因素。
     
      日本企業何以壟斷光刻膠生產?
     
      在日本宣布對韓國斷供的三種半導體原料中,韓國聲稱,三種材料均已可以在國內進行國有化生產,并且可以取代對日本的進口。根據2021年的進出口統計顯示,在氟聚酰亞胺和高純度氟化氫這兩種原料的生產方面,韓國的確已經開始通過國產化替代了對日進口,但是在光刻膠領域,尤其是高端光刻膠,至今仍然無法國產。韓國的對日進口量反而較往年更大,這也說明韓國在光刻膠的國產化方面并未如宣傳的那般順利。
      為什么光刻膠生產這么難?又為什么都集中在日本企業手里?
      實際上,日本企業也并非一開始便處于優勢地位。
      1960年代,日本半導體產業開始起步,當時日本企業所使用的光刻膠,基本都由美國的柯達公司供貨。直到1960年代末期,日本的東京應化工業才開始能夠提供比較簡單的光刻膠;70年代中期,日本半導體開大規模始國產化之后,包括信越化學在內的日本廠家,也紛紛開始介入光刻膠產業。
      一直到1979年,以東京應化工業為主的日本本土企業才開始全面的取代了美國柯達公司,完全實現國產化。日本的光刻膠產業經過了19年的摸索和努力,才一步步地占領自己國內的市場,并在后來的全球產業鏈中占有一席之地。
      1980年代中期之后,日本的半導體產業開始受到來自美國的壓力。美國強迫日本簽訂《日美半導體協定》,對美國芯片進入日本的市場份額做出規定,并禁止日本芯片在美國進行傾銷,使日本企業失去自主定價權。伴隨著一系列的打壓政策,加上日本半導體企業自身的戰略失誤,日本喪失了半導體存儲晶片的規模優勢,日本半導體成品的市場份額也越來越小。韓國和臺灣地區的半導體產業則迅速崛起,取而代之。
      經常有人認為日本半導體產業已經完全衰落,韓國和臺灣地區已經將之趕超。實際上,這種情況只存在于存儲器的封裝領域,如果綜合功能半導體芯片、半導體材料和設備來看的話,日本半導體全產業鏈的綜合營收應該還是世界第一。
      而韓國和臺灣地區半導體產業的崛起,也讓日本的原料和半導體設備有了新的客戶群體。通過這些領域在世界市場的滲透發力,讓日本保存了半導體產業的上游優勢,在半導體原材料方面有很高的市場份額,例如在硅晶圓原料方面,2019年的世界份額,僅僅日本信越化學(32%)和三菱住友合資的SUMCO(25%)兩家,就在世界市場占了超過一半的份額。
      由于光刻膠的屬于細分領域的原料,并不適合大規模生產。與此同時,光刻膠的生產需要長期的技術積累,在生產過程當中,對于溫度和濕度的把控,以及整個車間的質量管控,都需要擁有長期的經驗積累工程師來操作。日本光刻膠生產正是得益于60年代開始和半導體日本國內產家一同研發和生產的長期經驗積累。
      而且由于光刻膠的利潤并不像半導體成品那么高,所以一直也沒有太多的企業加入競爭。類似光刻膠這樣的產品生態,被稱作“NicheTOP”,即“縫隙產品冠軍企業”。日本的化工企業,由于有其他產品作為利潤支撐,也使得它們得以堅持縫隙產品的生產,一步步將之發展成為企業自身的競爭力。
     
      由光刻膠看日本企業的研發特色
     
      日本企業的研發有一個特色,即主廠、大廠會邀請周邊的相關行業來和它們一起配套,進而形成產業集群。筆者將這種企業合作稱之為“垂直整合式創新”:即主廠主導帶領配套企業共同創新,兩者之間不僅技術也是供應鏈上的共生關系;同時各個配套企業將技術留在內部,彼此之間擁有內部模塊,再對外進行磨合,最后形成極具優勢產業集群,這也是日本產業發展中最具競爭力的一塊。
      政府在政策上也鼓勵這種聯合中小企業研發、生產的“組合”,在補助金和工業用地方面給與支持。自20世紀60年代以來,日本的產業扶持政策一直都保留著這個特征。
      在研發伊始,這些相關的配套企業可能對新行業比較陌生,但由于它們原來便具有相關的技術積累,依托經驗技術和主廠的市場支撐可以讓自己能夠實現轉型。
      以信越化學為例,它原來從事化肥生產,擁有一大批化學工程師。信越化學便利用原來生產化肥的化學知識積累和技術積累,和半導體電子廠家進行合作,讓自己轉向半導體材料的研發。1991年開始進入光刻膠研發,直接對標生產高端半導體需要的KrF光刻膠。經過長期磨合,1997年開始生產,慢慢使自己的原材料生產做到世界頂端。
      此類技術的延伸,一些人看來似乎是不可思議,其實日本還有很多成功的例子:在大阪的滕川金屬擅長沖壓技術,先是給松下做馬桶蓋鋁制座圈的配套,后來又將技術延伸到汽車行業,為車企供應高級車的一次成型金屬鑰匙盒、車外感應器金屬外殼等零部件。奈良的高鳥機械原來制造服裝裁剪機器,看家本領是服裝布料切割機;因為有切割技術,后來被同時關西的夏普拉著做半導體晶圓切割機,后來又做液晶板切割的配套,轉型成了知名的半導體設備供應商。
      國內在介紹日本企業的時候,褒貶往往都容易流于極端。日本企業的長處在于市場分割型創新,即對已有市場進行細化,在某一項技術上不斷突破,做得越來越好。而在市場空白型創新方面,日本企業的表現則要遜色于中國和美國的企業。所以,在認識日本產業的優勢的時候,也要考察與自身產業發展的契合度。
      相較于日本,中國的優勢在于有規模龐大的市場,市場可以為技術創造提供充足的環境與養分。另一方面,國內很多領域還不夠細化,市場尚未飽和,技術和產品的質量也不是很成熟。在這些領域,企業還是要堅持技術主導創新。
      包括半導體產業在內,國內有很多領域存在被“卡脖子”的現象,要在這些領域實現趕超,可能不光需要資金、技術或人才,還需要在生產過程中長期的積累和專注。
      國內關于如何促進產業的轉型升級,有“騰籠換鳥”的提法,其實更應提倡“百鳥朝鳳”“百鳥齊鳴”:借鑒日本產業集群內的大中小企業合作的“垂直整合式創新”共生發展的經驗,將具有一定研發實力的本土中小企業組織起來,一起進行配套研發,共同把某種產業或技術國有化,最后實現產業升級和區域經濟的發展。
      作者簡介
      洪詩鴻,日本阪南大學流通學部經濟學教授。
      END
      來源:本刊原創文章
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