日本半导体材料行业带来我们什么样的启发?

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官产结合造就行业巨头

信越化学的成功离不开以下几个方面的努力。

 

一方面,是强大的研发力度和研发能力,是研发内生增长的典范。信越化学通过自行生产金属硅,保障了主原料的稳定性,确立了从原料开始的一贯式生产体制。目前,信越公司共设有七家研发中心:有机硅-电子材料研究中心、先进功能材料研究中心、磁性材料研究中心、新型功能材料研究中心、半导体材料研究中心、特种化工材料研究中心和 PVC 研究中心。

 

目前除了竞争优势明显的硅产品,信越在稀土磁体 (从混合动力汽车到磁悬浮列车的重要部件) 、光刻胶、原子共振荧光刻胶、三层材料、 LED 封装以及砷化镓半导体等其他重要而发展迅猛的高科技领域,都具有行业领先地位。

 

另一方面,是国家的大力支持。日本政府除了在行业发展前期给予多种优惠政策及补贴外,通产省 1989 年再次制定了投资 160 亿日元的“硅类高分子材料研究开发基本计划”,计划分三期,目的为确定有机硅单体及聚合物的合成及加工技术。这一计划再次为以信越化学为首的有机硅生产企业提供了资金和技术的大力支持。

 


日本的“硅类高分子材料研究开发基本计划”进度表

全球最大的光罩生产商——凸版印刷株式会社

凸版印刷株式会社 1900 年依靠“电铸凸版印刷法”起家,是一家光罩生产公司。

 

光罩又称掩膜版、光掩膜等,是制造液晶显示器、半导体时图形“底片”转移用的高精密工具,是下游电子元器件制造业流程衔接的关键部分,影响着下游产品的精度和质量。光罩生产具有资本密集、技术密集的特点。目前凸版印刷是全球最大的光罩生产企业,光罩生产及研发水平全球领先,产品线完整,占据了全球超过30%的光罩市场份额。

 


全球主要光罩生产商产品布局

 

在传统印刷业务取得领先后,凸版印刷多元化发展,目前公司的业务主要包括信息与网络技术 (包括证券与卡片部门、商业印刷部门、出版印刷部门) 、生活环境领域 (包括包装部门、高功能元件部门、建筑装修材料部门) 、电子领域 (显示器相关部门、半导体相关部门) 三大领域。

 


半导体材料份额对比

 


全球硅片市场份额

 

凸版印刷在长达 100 多年的发展历程中,经历多次行业兴衰始终屹立不倒并保持行业领先,主要依靠以下几个方面:

 

1. 通过并购巩固行业龙头的地位并进行业务拓展

2005 年凸版印刷 6.5 亿美元的价格,并购了全球三大光罩厂之一的 DuPont Photomasks,取代了大日本印刷 (Dainippon) 的龙头地位,完成了一次重要的行业洗牌,大幅度提升了公司的市场占有率,巩固了企业的行业地位。随后凸版印刷继续通过不断并购,扩张自身的印刷业务市场份额。

 

2010 年,为尽早实现 OLED 显示器的批量生产,凸版印刷收购了卡西欧旗下的中小尺寸显示器业务新公司“ ORTUS TECHNOLOGY”,从卡西欧手中接过了中小尺寸 TFT 液晶面板业务、 OLED 开发设备和人员,大幅度提高了公司在 OLED 方面的竞争力。 2012 年公司再次收购夏普液晶面板子公司部分股权,进一步布局显示相关领域。依靠不断的行业并购来扩大自身市场份额以及业务领域,是凸版印刷扩张的主要方式。

 


近年凸版印刷的主要并购事件

 

2. 积极进行合作研发

开明的合作理念是凸版印刷的另一特点。 2000 年凸版印刷与中国故宫博物馆合作将业务拓展至信息网络领域; 2002与 NEC联合成立生产印刷电路板的新公司――株式会社凸版 NEC 电路解决方案; 2005 年凸版印刷与 IBM 公司签订协议,共投入200 亿日元 (约 1.869 亿美元) 合作研发 42nm 光罩,并于 2010 年开始量产; 2008年与与美国杜邦公司签订关于太阳能电池背膜的合同。

 

通过不断地与不同企业进行合作研发,在双方的交叉和碰撞中凸版印刷得以不断累积自身技术优势。值得一提的是,排名第二的大日本印刷也与英特尔合作,共同研发 45 纳米芯片用光罩,由此可见,日本半导体材料企业都在积极寻求跨国合作研发的机会。

 

3. 未雨绸缪,不断寻找新的风口

在以光罩为代表的印刷领域取得绝对优势后,凸版印刷又不断锐意进取,不断发掘新的具有增长潜力的市场,将业务扩大到了“信息与网络领域”“生活环境领域”“电子领域”“个人服务领域”及“新一代商品领域”等其他多种领域。

 

OLED 触控面板市场是凸版印刷新的布局点之一。 OLED 是目前最新的平板显示技术,不同于之前 CRT、 PDP 显示屏的真空技术, LCD 显示屏的液态技术, OLED是一种纯固体的显示技术,容纳了 CRT 和 LCD 两种显示屏的优势。据 IHS 预计,到 2019 年 OLED 面板产量有望从 2014 年的不到 200 万平方米增长到 1200 万平方米。

 


全球OLED市场份额预测

 

而凸版印刷自身业务和 OLED 业务还能够形成协同效应。依靠公司半导体相关事业培育出的细微化加工技术,并将触控感测器主流生产材料 ITO 或银改用为铜,凸版印刷生产的产品应答速度可达市场上普通产品的 3 倍,在着重应答速度差异性的中大尺寸面板市场有竞争优势。

 

另一方面, AMOLED 制作过程中最主要成本来源是材料和设备,凸版印刷是 CF 彩色滤光片的主要提供商,具有材料与设备优势,在行业内具有较强的竞争力。同时,凸版印刷利用其生产半导体光罩的滋贺工厂生产触控面板产品,活用现有设备,设备投资额较低 (仅为约 2 亿~3 亿日圆) ,实现了资源的有效利用。

 

全球最大的光刻胶生产商——日本合成橡胶公司 JSR

JSR 是全球最大的光刻胶生产商。 光刻胶又称光致抗蚀剂,是由感光树脂、增感剂和溶剂三种主要原料组成的对光敏感的混合液体 ,主要功能是通过光化学感应曝光、显影、刻蚀等工艺将所需要的微细图形从光罩转移到代加工的介质上,应用于微电子领域的精细线路图形加工。

 

随着固体器件的高水平发展,采用光刻工艺的微细加工技术,在各种半导体瘫和集成电路的制造中的地位也日益提高。目前,光刻胶已经是代表整个半导体产业发展水平的核心材料,具有指标性功能。

 


2015 年全球半导体光刻胶市场分布

 

日本半导体材料行业发展给予中国的启示

1. 通过“产官学”一体化进行国家级基础攻关研究

我国半导体材料行业在发展初期,可以通过引进国外先进技术进行赶超,但从长远发展来看,还是需要学习日本半导体企业的自主研发、自主生产的原则。以官方为主导,各企业与研究机构共同联合研究,攻关大型基础研究项目,开发关键技术,扩大具有自主知识产权的半导体材料产品的比例,为产业中企业的发展提供平台。各企业先合作开发好关键技术后,各企业再各自进行商业化。

 

2. 找准具有高附加值的核心产品,避免产品分散

就目前全球半导体产业来看,韩国主打 DRAM,美国公司着重于 MPU、 DSP或 MCU 产品,而日本公司一般都生产 4 种~6 种主要产品,缺少具有竞争力的核心产品。但日本发展较好的半导体材料企业基本都是属于自己的拳头产品,这些产品经过多年来不断地投入的研发,技术水平行业领先,保障了各企业的市场占有率和市场地位。

 

3. 积极进行海外研发、合作研发

上世纪 80 年代,日本半导体厂商纷纷在国外建立研发基地,通过进行联合开发而与美国的大用户建立了良好的信任关系。但上世纪 90 年代后期,随着行业景气度下降,日本半导体企业开始对国外的研发基地进行整合与撤销, 一方面技术水平开始被新兴市场赶超,另一方面和美国大客户的信任关系也受到破坏,更加降低了日本半导体企业的国际市场份额 。

 

而日本半导体材料企业一直维持海外研发、合作研发的优良传统,保持了技术上的领先性和这种信任关系,因此日本半导体材料企业迄今依然占领着国际市场较大的份额。

 

4. 经营模式的及时转型

日本半导体公司过去一直采用的 IDM 模式,但进入上世纪 90 年代后,Fabless+Foundry 模式更适应世界半导体产业的发展,而日本未及时从传统的 IDM 模式向轻型化转型。

 


半导体企业经营模式发展历程

 

日本公司半导体企业产业链均较长,既包括了整机生产与设备生产,也涉及到了配套元器件、零部件的生产。虽然这种模式具有生产配套优势,满足客户多样化的需求开始成为竞争重点,半导体产业的专业化分工成为发展趋势,但进入 90 年代后, 传统的 IDM 无法对客户需求进行快速反应,呈现出了竞争劣势 。

 

因此,中国半导体企业应充分借鉴日本当年经验,找到适宜的经营模式,跟随时代的发展及时进行彻底而有力的企业经营模式转型。

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