在剛剛結束的2021年，全球半導體行業(yè)經歷了很多故事。一方面，持續(xù)蔓延的芯片短缺給整個半導體行業(yè)帶來很大困擾，也給全球半導體生態(tài)系統帶來了巨大挑戰(zhàn)。另一方面，受疫情影響，遠程辦公相關的半導體產品需求大增，數據中心、人工智能、5G通信，以及新能源汽車等領域加速發(fā)展，促進了半導體產業(yè)繁榮。
2022年，中國半導體產業(yè)將如何發(fā)展？全球供應鏈短缺何時可以緩解？各國政府會如何推動支持半導體產業(yè)發(fā)展？這些都是行業(yè)非常關心的。近日，廣電計量技術專家李汝冠接受中國半導體行業(yè)專業(yè)媒體《半導體芯科技》雜志的專訪，分享對于這些問題的分析和看法。
廣州廣電計量檢測股份有限公司半導體技術副總監(jiān)
李汝冠
采訪嘉賓
電子科技大學博士，高級工程師，半導體相關領域近10年工作經驗，曾獲工信部“國防科技進步二等獎”，廣東省人社廳“2020年度廣東省百名博士博士后創(chuàng)新人物”，主持省部級科研項目三項、參與重大課題研究六項，授權國家發(fā)明專利7件、實用新型專利1件，發(fā)表學術論文二十余篇，其中SCI收錄15篇。
SiSC：請展望一下2022年全球半導體行業(yè)的發(fā)展前景。
2020年下半年以來，芯片短缺問題一直困擾著全球市場，但全球半導體廠商也在紛紛擴產。美國半導體行業(yè)協會(SIA)發(fā)布的數據顯示，2021年前11個月全球半導體年度累計銷售量達1.05萬億，創(chuàng)下了歷史最高紀錄。這表明全球的芯片制造商已經大幅提高了產量，以滿足日益高漲的高需求。我們認為，雖然伴隨著全球建廠產能逐步釋放，但由于前期芯片短缺嚴重，芯片缺口市場依然存在。如果國內外疫情形勢不出現大的波動，供應緊張的部分，預計在2022年會有所緩和，在 2年左右會趨于平穩(wěn)。
SiSC：您認為中國半導體行業(yè)即將面對怎樣的挑戰(zhàn)？
在市場規(guī)模方面，在全球半導體廠商擴產的情況下，供需缺口將逐漸縮小。中國市場也處于全球市場之下，在國家產業(yè)政策支持下，近年來中國半導體行業(yè)出現了顯著增長態(tài)勢，涌現出許多新的國產半導體企業(yè)，原有半導體企業(yè)也紛紛增加產能。但從產業(yè)自身發(fā)展規(guī)律來看，過去數十年半導體行業(yè)呈現出明顯的周期性規(guī)律，當前投資、擴產火熱，長期來看，當產能快速增長造成產品價格下降、或者需求不景氣，逐漸出現供過于求的情況時，有可能出現半導體產能過剩情況。
在質量技術方面，當前國內半導體市場需求量大，但國產自給率還比較低。近幾年中國市場在IC設計、材料、晶圓制造、封裝測試、設備制造等多個領域都加大投資、擴產力度，國家集成電路產業(yè)投資基金也不斷加快投半導體項目的步伐。但國產化是一項長期工程，國內半導體企業(yè)整體發(fā)展時間較短，在規(guī)模、技術、性能、品質、制程迭代更新等多個方面較海外龍頭企業(yè)仍有一定差距。同時，就廣電計量服務的半導體企業(yè)情況來看，產品質量仍然是廠商打入市場的關鍵。因此，如何提升國產半導體產品質量，成為擺在一眾國產廠商面前的難題，特別是新成立的廠商。如汽車行業(yè)，雖然目前國內出現了很多新的元器件廠商，但真正能獲得主機廠信任、成功裝車的國內元器件仍然屈指可數。其背后的原因就在于車規(guī)電子對可靠性要求極高，芯片廠家需要長時間的技術積累，而國產新晉元器件供應商沒有足夠的驗證數據來證明其可靠性，難以得到汽車廠商的信任。因此，即使是在“缺芯”的背景下，車廠對國產芯片仍然持謹慎觀望態(tài)度。因此，提升車用電子元器件可靠性和產品質量，成為各大芯片廠家突破市場的重中之重。
SiSC：結合貴司所經營的業(yè)務，您認為2022年產品供應鏈將面臨什么問題？
我們認為，2022年半導體產品供應鏈將持續(xù)面臨加速國產化進程帶來的挑戰(zhàn)，以及可能出現的產品質量問題。
廣電計量在半導體產品質量管控上擁有多年技術積累和項目經驗，形成了全壽命周期可靠性設計、分析、評估及試驗技術服務，可提供半導體可靠性驗證與評價解決方案。廣電計量擁有30多名博士，400多名碩士，并設有技術研究院，牽頭承擔了國家工信部“面向集成電路、芯片產業(yè)的公共服務平臺建設項目”，該項目將圍繞關鍵實施目標，開展集成電路應用驗證平臺建設，推動芯片在重點行業(yè)領域規(guī)?；瘧?，建立覆蓋醫(yī)療器械、手機、新能源汽車等領域的芯片測評認證體系，建立芯片測試參數數據庫和芯片應用信息數據庫，為行業(yè)企業(yè)提供綜合服務，推進知識產權申請，以解決國產集成電路“不敢用、不會用、不想用”的難題，為國產集成電路保駕護航。
SiSC：國家出臺半導體行業(yè)扶持政策，您認為如何充分從中受益，這對貴司業(yè)務發(fā)展有何指導作用？
近年來，我國出臺了一系列政策法規(guī)，從產業(yè)定位、戰(zhàn)略目標、稅收等各方面實施鼓勵，來促進半導體行業(yè)的蓬勃發(fā)展。廣電計量不僅是檢測試驗服務供應商，更是科研與咨詢服務提供商，作為國有檢測機構，我們將緊跟國家政策導向，在國內半導體產業(yè)發(fā)展過程中秉承國企擔當，為半導體產業(yè)的高質量發(fā)展提供產品質量與可靠性的檢測服務、檢測技術研究、科研咨詢等專業(yè)技術服務。國家對半導體行業(yè)的扶持，支持我國半導體全產業(yè)鏈的快速、健康發(fā)展，也必將爆發(fā)出大量檢測、認證、科研及咨詢等需求，公司也將從中受益。
在元器件篩選與國產化驗證方面，公司構建了先進的國產化電子元器件的可靠性篩選及量產測試技術能力。元器件篩選是提升電子裝備可靠性的關鍵手段，廣電計量提供電子元器件測試、評估、質量保證的成套方案，幫助企業(yè)及時發(fā)現和剔除有缺陷易發(fā)生早期失效的元器件，提高電子元器件的使用可靠性，保障和支撐電子裝備可靠性提升。在半導體集成電路國產化、小型化、高集成、高性能要求的趨勢下，半導體行業(yè)引進了大量新材料、新工藝和新的器件結構，導致集成電路更高的缺陷密度，廣電計量提供超大規(guī)模集成電路動態(tài)老煉與測試技術服務，協助客戶保證及提高產品的可靠性和質量的一致性。同時，我們還可為應用于半導體制造、通信、智能網聯的芯片和微波通訊生產企業(yè)提供高效、快速的原材料、元器件、PCB等半導體分立器件的微觀結構、材料成分、電性能綜合測試及破壞性物理分析、失效分析根因等技術咨詢、測試及分析評價服務。
在半導體器件及模塊的質量提升工程方面，廣電計量擅長功率器件的可靠性驗證和失效分析。針對這些器件在應用時功率密度大、且應用場景復雜導致的器件可靠性問題，廣電計量可為5G通信、軌道交通、電動汽車、智能電網、家用電器等領域的IGBT和以氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）為代表的第三代半導體器件提供可靠性驗證服務，并對產品的設計和工藝改進提供分析和建議。
在車規(guī)級芯片AEC-Q認證方面，AEC-Q（Automotive Electronics Council-Qualification）作為國際通用的車規(guī)級電子元器件測試規(guī)范，目前已成為車用元器件質量與可靠性的標志。為了保證元器件質量與可靠性，汽車廠和零部件供應商通常會要求電子元器件生產商通過完整的AEC-Q認證。廣電計量作為已完成AEC-Q100（針對集成電路）、AEC-Q101（針對分立半導體器件）、AEC-Q102（針對分立光電子器件）、AEC-Q104（針對多芯片組件）、AEC-Q200（針對無源元件）完整驗證報告的第三方機構，具備豐富的驗證經驗和完整的試驗能力，并可對AEC-Q驗證過程的失效品展開分析，幫助企業(yè)根據失效機理指導產品改進升級。自開展車規(guī)驗證以來，廣電計量充分發(fā)揮汽車工業(yè)供應鏈串聯優(yōu)勢，累計完成近200個型號的車規(guī)電子元器件驗證試驗。
SiSC：貴公司在2022年的技術或產品規(guī)劃是什么？
廣電計量將持續(xù)瞄準我國半導體行業(yè)發(fā)展機遇，持續(xù)加速業(yè)務布局及能力建設，全面提升我們在元器件篩選與國產化驗證、半導體器件與模塊質量提升工程，以及車規(guī)級芯片AEC-Q認證這三大板塊的檢測和科研咨詢技術核心競爭力，并完善半導體材料分析技術及集成電路量產測試技術能力，加大人才引進力度，全方位打造一流的半導體產業(yè)檢測服務平臺。
SiSC：回顧2021年，整個半導體行業(yè)的發(fā)展如何？貴公司又取得了怎樣的成績？
回顧2021年，我國半導體行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，我司作為目前國內覆蓋芯片種類最多、技術能力最全面的第三方檢測機構之一，半導體檢測相關服務訂單也呈現爆發(fā)式增長。無論是集成電路芯片、激光芯片、還是第三代半導體SiC芯片，都涌現出一大批測試驗證需求，以車規(guī)芯片測試驗證為例，2021年我司承接了包括MCU、電源管理、安全芯片、運放芯片、SiC芯片、激光雷達芯片、LED芯片等在內的數十個型號的車規(guī)芯片驗證訂單，訂單量實現快速增長。