Werden chinesische Chiphersteller von japanischen Zulieferern aus kommerziellen oder politischen Gründen erdrosselt?

Vor Kurzem hat der japanische Wafer-Riese Sumco beschlossen, die Wafer-Bestellungen des chinesischen Speicherchip-Herstellers Yangtze Memory Technologies (ehemals Wuhan Xinxin) zu kürzen und stattdessen vorrangig große Hersteller wie TSMC, Intel und Micron zu beliefern. Während das japanische Unternehmen Sumco vorrangig Hersteller in den USA, Japan und Taiwan beliefert, könnte es bei der chinesischen Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. zu Engpässen bei der Waferversorgung kommen. Für die Tsinghua Unigroup, die versucht, im Inland Speicherchips zu ersetzen, sind das keine guten Nachrichten.

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Die 12-Zoll-Wafer des chinesischen Festlands sind stark von Importen abhängig

In den letzten Jahren sind überall auf dem chinesischen Festland 12-Zoll-Waferfabriken aus dem Boden geschossen und in- und ausländische Unternehmen haben enorme Summen in den Bau von Fabriken auf dem chinesischen Festland investiert. Nachdem SMIC Investitionen vom Big Fund erhalten hatte, erweiterte das Unternehmen seine Fabrik und baute drei neue 12-Zoll-Produktionslinien in Peking und Shanghai. Huali Microelectronics zog nach und begann mit dem Bau einer 12-Zoll-Produktionslinie. Das Unternehmen plant, den 14-nm-Herstellungsprozess um das Jahr 2020 zu beherrschen. Tsinghua Unigroup hat über 100 Milliarden Yuan in den Bau von Speicherfabriken in Nanjing und Wuhan investiert. Hefei baute in Zusammenarbeit mit Yukio Sakamoto, dem ehemaligen Präsidenten des japanischen Konzerns Elpida, außerdem eine Fabrik für Speicherchips.

Unter den ausländischen Unternehmen hat TSMC 19,5 Milliarden Yuan in den Bau einer 12-Zoll-Waferfabrik in Nanjing investiert und plant, in der zweiten Jahreshälfte 2018 mit der Massenproduktion im 16-nm-Prozess zu beginnen. Samsung, Intel und SK Hynix haben in Xi'an, Dalian und Wuxi jeweils 12-Zoll-Wafer-Produktionslinien errichtet, hauptsächlich für die Herstellung von Speicherprodukten, darunter 3D-NAND und DRAM. GlobalFoundries gründete ein Joint Venture in Chengdu und begann mit dem Bau einer Fabrik. UMC hat in Xiamen die Unigroup Integrated Circuit Manufacturing (Xiamen) Co., Ltd. gegründet und plant, die 28-nm-Fertigungstechnologie einzuführen.

Im Jahr 2016 lag Chinas Bedarf an 12-Zoll-Wafern bei über 400.000 Stück pro Monat. Im Jahr 2017 wird die Nachfrage nach 12-Zoll-Wafern 600.000 Stück pro Monat übersteigen. Da die oben genannten Waferfabriken nach und nach die Produktion aufnehmen, wird die Nachfrage chinesischer Unternehmen nach Wafern sprunghaft ansteigen und bis 2020 voraussichtlich die Marke von einer Million Wafer pro Monat überschreiten. Allerdings wird die weltweite Waferversorgung im Wesentlichen von ausländischen Unternehmen monopolisiert. Auch wenn die Nachfrage chinesischer Unternehmen nach Wafern von Jahr zu Jahr steigt, werden sie in der Wafer-Lieferkette von ausländischen Unternehmen erdrückt. Lassen Sie mich hier erklären, dass Hersteller wie TSMC und Intel selbst keine Wafer produzieren, sondern Wafer lediglich zu verschiedenen Chips verarbeiten. Die Wafer als Rohstoffe werden von Herstellern wie Shin-Etsu und Sumco bereitgestellt.

Die weltweit größten Siliziumwafer-Lieferanten sind derzeit Shin-Etsu aus Japan, Sumco aus Japan, Siltronic aus Deutschland, SunEdison aus den USA und LG Siltron aus Südkorea mit Marktanteilen von 27 %, 26 %, 14 %, 11 % bzw. 10 %. Der gemeinsame Marktanteil der fünf größten Giganten beträgt bis zu 88 %.

Die Hersteller auf dem chinesischen Festland produzieren hauptsächlich 6-Zoll-Wafer, und die Autarkierate von 8-Zoll-Wafern liegt bei weniger als 10 %, und die Autarkierate von 12-Zoll-Wafern ist sogar noch niedriger. Daher ist die Stornierung von Wafer-Bestellungen von Sumco bei Yangtze Memory Technologies, einem Speicherchiphersteller vom chinesischen Festland, das Ergebnis der Kontrolle durch andere in der Lieferkette.

Der Hauptgrund für die Stornierung der Bestellungen von Yangtze Memory ist kommerzieller Natur.

Derzeit hat Yangtze Memory Technologies Co., Ltd., eine Tochtergesellschaft der Tsinghua Unigroup, einen im Inland produzierten 32-lagigen gestapelten 3D-NAND-Flash entwickelt, der voraussichtlich nach 2018 in Massenproduktion gehen wird. Im Gegensatz dazu haben ausländische Hersteller wie Samsung bereits 64-lagige gestapelte 3D-NAND-Flash-Speicher entwickelt. Darüber hinaus verfügen Samsung und SK Hynix über einen sehr großen Marktanteil bei Speicherchips und können die Kosten entsprechend ihrem Marktanteil verteilen. Als Nachzügler muss Yangtze Memory nicht nur den technologischen Rückstand aufholen, sondern sich auch mit Problemen hinsichtlich Ertrag und Kosten auseinandersetzen.

Daher stellt Yangtze Memory derzeit keine Bedrohung für ausländische Hersteller wie Samsung, SK Hynix, Toshiba und Micron dar. Der Grund, warum Sumco die Bestellungen von Yangtze Memory Technologies kürzte, war hauptsächlich kommerzieller Natur.

In den letzten Jahren überstieg das weltweite Waferangebot im Allgemeinen die Nachfrage. Beispielsweise produzierten die weltweiten Waferlieferanten im Jahr 2015 insgesamt 76 Millionen 12-Zoll-Siliziumwafer, der Markt verbrauchte jedoch nur 57 Millionen. Aufgrund des harten Wettbewerbs auf dem Markt sind die Lieferanten von Siliziumwafern nach einer Reihe von Fusionen zu den fünf größten Herstellern aufgestiegen. In Verbindung mit dem jüngsten gravierenden weltweiten Mangel an Silizium-Wafern haben große Hersteller wie Intel, Toshiba, TSMC und Micron die Preise für den Kauf von Wafern erhöht (es gibt Gerüchte, dass TSMC die Preise um 10–15 % erhöht hat, um Aufträge zu erhalten). Im Vergleich dazu ist Yangtze Memory Technologies auf dem chinesischen Festland zu klein und hat ein geringes Auftragsvolumen. Für Lieferanten ist es selbstverständlich, hochwertige Kunden mit größeren Bestellvolumina vorrangig zu bedienen. Vor diesem Hintergrund kann Yangtze Memory nur abseits stehen.

Darüber hinaus ist der starke Anstieg der Preise für Speicherchips seit Oktober letzten Jahres auch einer der Gründe, warum japanische Lieferanten bevorzugt Hersteller in den USA, Japan und Taiwan beliefern. Nachdem das Samsung Note 7 spontan in Flammen aufging, schossen die Preise für Speicherchips in die Höhe und der Ausgabewert eines einzelnen 3D-NAND-Chips erreichte einen Höchstwert von 5.000 bis 6.000 US-Dollar. Sowohl Samsung als auch SK Hynix haben davon stark profitiert. Obwohl das Samsung Note 7 einen Selbstentzug erlebte und enorme Verluste erlitt, belief sich der Betriebsgewinn von Samsung Electronics im vierten Quartal 2016 auf 7,8 Milliarden US-Dollar, was einer Steigerung von 50 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Der Umsatz von SK Hynix belief sich im ersten Quartal 2017 auf 38,4 Milliarden RMB, was einer Steigerung von 72 % gegenüber dem Vorjahr entspricht, und der Nettogewinn erreichte 11,6 Milliarden RMB, was einer Steigerung von 324 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Während die Preise für Speicherchips in die Höhe schnellen und mehrere große globale Hersteller um Aufträge ringen, ist das schwache Unternehmen Yangtze Memory Technologies noch weniger in der Lage, mit den internationalen Giganten um Produktionskapazitäten zu konkurrieren.

Das Erreichen der Wafer-Autarkie braucht Zeit

Um eine Substitution von Silizium-Wafern im Inland zu erreichen, müssen zwei Bedingungen erfüllt sein. Einerseits erfordert es enorme Kapitalmengen, andererseits müssen Patentbarrieren durchbrochen werden.

Was die Finanzierung betrifft, so sind für den Bau einer Produktionslinie für polierte 12-Zoll-Siliziumwafer mit einer monatlichen Produktion von 200.000 Stück etwa 400 Millionen US-Dollar erforderlich, während die Gesamtinvestition für eine Produktionslinie für 8-Zoll-Siliziumwafer mit einer monatlichen Produktion von 200.000 Stück etwa 200 Millionen US-Dollar beträgt. Daher besteht ohne staatliche Investitionen kaum die Bereitschaft privater Kapitalgeber, in diese Branche einzusteigen.

Im Hinblick auf die Technologie haben ausländische Waferlieferanten eine große Zahl von Patenten angemeldet, um entsprechende Prozesstechnologien zu schützen. Für chinesische Unternehmen ist es als Nachzügler schwierig, diese Patentbarrieren zu umgehen. Aufgrund wirtschaftlicher Interessen und politischer Faktoren ist die Möglichkeit für chinesische Unternehmen, Technologielizenzen von ausländischen Waferlieferanten zu erhalten, sehr gering, was es für China schwieriger macht, aufzuholen.

Darüber hinaus stellt sich für die neuen Waferlieferanten auf dem chinesischen Festland die Frage, wie sie im harten kommerziellen Wettbewerb bestehen können. Nach Jahrzehnten des kommerziellen Wettbewerbs hat sich ein Monopolmuster mehrerer großer Unternehmen herausgebildet. Da die fünf größten Waferlieferanten eine beherrschende Stellung einnehmen, ist es für Unternehmen vom chinesischen Festland schwierig, ihre Produkte zu vermarkten, selbst wenn ihnen ein technologischer Durchbruch gelingt. Tatsächlich haben einige Unternehmen oder wissenschaftliche Forschungseinrichtungen 12-Zoll-Wafer entwickelt, doch aufgrund der geringen Ausbeute und der Unmöglichkeit, die Kosten über die Produktionskapazität zu verteilen, sind sie im kommerziellen Wettbewerb im Nachteil. Zwischen Shanghai Xinsheng Semiconductor, gegründet von Zhang Rujing, dem ehemaligen Gründer von SMIC, und den japanischen Unternehmen Shin-Etsu und Sumco besteht immer noch eine große Kluft.

Das Vorhandensein einer Kluft bedeutet nicht, dass wir immer von anderen kontrolliert werden. Verglichen mit der Herstellung einiger grundlegender Halbleiterausrüstungen ist der technische Schwierigkeitsgrad bei der Herstellung von Rohstoffen wie Wafern relativ gering. Weitere Probleme bestehen darin, Patentbarrieren zu umgehen, eine Kommerzialisierung zu erreichen und im harten Marktwettbewerb zu überleben.

Da in der Vergangenheit TSMC, Intel, GF, UMC und andere Hersteller zu den Hauptkunden der Waferlieferanten gehörten und die Marktnachfrage nach Wafern von Herstellern wie SMIC, Huali Microelectronics und Wuhan Xinxin auf dem chinesischen Festland relativ gering war, konnten ausländische Waferlieferanten die Oberhand gewinnen. Aufgrund der geringen Marktnachfrage auf dem Festland würden dies jedoch nur wenige Menschen dort tun. Mit dem Bau einer großen Zahl von Fabriken auf dem chinesischen Festland steigt die Marktnachfrage nach Wafern jedoch rapide an und den Waferlieferanten auf dem chinesischen Festland eröffnen sich gute Entwicklungsmöglichkeiten.

Bis zum Gegenangriff bei Speicherchips ist es noch ein weiter Weg

Vor nicht allzu langer Zeit war das Huawei P10 in den Flash-Speicherskandal verwickelt. Dies lag sicherlich an Huawei selbst, lag aber auch daran, dass Huawei bei den Speicherchips der Kontrolle anderer unterlag. Schließlich verfügen ausländische Giganten wie Samsung, Toshiba, SanDisk, Micron und SK Hynix über mehr als 80 % des Marktanteils im NAND-Flash-Markt, der vom ToggleDDR-Lager unter der Führung von Samsung und Toshiba und dem ONFI-Lager unter der Führung von Intel und Micron dominiert wird. Da es für Huawei keine inländischen Lieferanten gibt, zwischen denen er wählen oder die er als Verhandlungsmasse gegenüber internationalen Herstellern einsetzen könnte, ist es für Huawei schwierig, die Lieferkette für Speicherchips vollständig zu kontrollieren.

Die beiden 100 Milliarden Yuan schweren Investitionen der Tsinghua Unigroup in Nanjing und Wuhan geben der chinesischen Bevölkerung Hoffnung, das Monopol der internationalen Giganten im Bereich Speicherchips zu brechen. Öffentlichen Berichten zufolge sagte Gao Qiquan einmal, dass Yangtze Memory 2019 mit der Massenproduktion von 64-lagigem gestapeltem 3D-NAND-Flash-Speicher beginnen werde und bestrebt sei, den Abstand zu großen Herstellern wie Samsung innerhalb von zwei Jahren zu verringern.

(3D NAND)

Doch selbst wenn Yangtze Memory 2019 tatsächlich mit der Massenproduktion von 64-lagigem gestapeltem 3D-NAND-Flash-Speicher beginnen kann, besteht weiterhin die Möglichkeit eines Mangels an Waferlieferanten im Ausland. Die Industrie für integrierte Schaltkreise verfügt über eine lange industrielle Kette, die Rohstoffe, Ausrüstung, Design, Gießerei, Verpackung, Prüfung und andere Aspekte umfasst. Wenn China im Bereich Speicherchips nicht länger von anderen beherrscht werden will, muss es sich nicht mit Samsung, Toshiba, Micron, SK Hynix und einigen wenigen Unternehmen auseinandersetzen, sondern das gesamte von den USA dominierte System der Arbeitsteilung in der Halbleiterindustrie besiegen. Diese Aufgabe ist äußerst mühsam und es ist noch ein langer Weg.

Als Gewinner des Qingyun-Plans von Toutiao und des Bai+-Plans von Baijiahao, des Baidu-Digitalautors des Jahres 2019, des beliebtesten Autors von Baijiahao im Technologiebereich, des Sogou-Autors für Technologie und Kultur 2019 und des einflussreichsten Schöpfers des Baijiahao-Vierteljahrs 2021 hat er viele Auszeichnungen gewonnen, darunter den Sohu Best Industry Media Person 2013, den dritten Platz beim China New Media Entrepreneurship Competition Beijing 2015, den Guangmang Experience Award 2015, den dritten Platz im Finale des China New Media Entrepreneurship Competition 2015 und den Baidu Dynamic Annual Powerful Celebrity 2018.