事 項(xiàng)
在半導(dǎo)體行業(yè)迎來(lái)新周期,行業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移的背景下,中國(guó)大陸將迎來(lái)晶圓產(chǎn)線的投建大潮,并隨之迎來(lái)半導(dǎo)體設(shè)備的需求高峰。本文梳理了全球半導(dǎo)體行業(yè)的格局,半導(dǎo)體制造全流程中涉及的各類核心設(shè)備,以及設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)格局,力圖為您展現(xiàn)清晰的半導(dǎo)體設(shè)備投資脈絡(luò)。
主要觀點(diǎn)
1. 大陸迎來(lái)晶圓廠投建大潮,帶來(lái)巨量半導(dǎo)體設(shè)備需求
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2016年下半年開(kāi)始,全球半導(dǎo)體行業(yè)迎來(lái)新一輪景氣周期,行業(yè)銷售同比增長(zhǎng)20%,全年大概率突破4000億美元。疊加半導(dǎo)體行業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì),中國(guó)大陸將迎來(lái)晶圓廠的投建大潮,預(yù)計(jì)2017-2020年將至少新建26座晶圓廠,帶來(lái)龐大的半導(dǎo)體設(shè)備需求。
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半導(dǎo)體生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜,涉及上百種各類設(shè)備。因此設(shè)備是晶圓產(chǎn)線最大的投資項(xiàng),占到總投資的70%,目前已開(kāi)建的17座晶圓廠已帶來(lái)超4000億的設(shè)備空間,后續(xù)產(chǎn)線的落地將進(jìn)一步提升半導(dǎo)體設(shè)備需求,預(yù)計(jì)18、19年都將是設(shè)備的需求高峰年。
2. 國(guó)家展現(xiàn)強(qiáng)大支持意志,國(guó)產(chǎn)設(shè)備迎來(lái)發(fā)展黃金時(shí)期
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目前半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)主要被美國(guó)、日本、荷蘭的廠商所占據(jù),大陸半導(dǎo)體廠商中,國(guó)產(chǎn)設(shè)備僅占11.5%,具有廣闊的進(jìn)口替代空間。
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國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)展現(xiàn)出了空前的支持力度,《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》的發(fā)布為行業(yè)的發(fā)展描繪了明確的目標(biāo),集成電路產(chǎn)業(yè)大基金的成立則為行業(yè)的發(fā)展提供了急需的資金支持,我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展正處于歷史最好的環(huán)境。國(guó)家的強(qiáng)力支持與廣闊的市場(chǎng)空間將使國(guó)產(chǎn)設(shè)備迎來(lái)發(fā)展的黃金時(shí)期。
3.國(guó)產(chǎn)設(shè)備已獲突破,關(guān)注各細(xì)分設(shè)備領(lǐng)域龍頭
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多年的行業(yè)發(fā)展已經(jīng)培育出了一批國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備龍頭,這些龍頭公司在包括刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備、清洗機(jī)等在內(nèi)的關(guān)鍵半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備上取得了一系列的突破,65-28nm產(chǎn)品已成為中芯國(guó)際baseline機(jī)臺(tái),參與產(chǎn)品的量產(chǎn),14nm制程設(shè)備也開(kāi)始進(jìn)入生產(chǎn)線進(jìn)行工藝驗(yàn)證,有望在未來(lái)兩年內(nèi)進(jìn)入產(chǎn)線。
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建議關(guān)注各細(xì)分設(shè)備領(lǐng)域龍頭:北方華創(chuàng)(前道半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備龍頭)、長(zhǎng)川科技(檢測(cè)設(shè)備龍頭)、晶盛機(jī)電(半導(dǎo)體硅材料生長(zhǎng)設(shè)備龍頭)、至純科技(高純工藝系統(tǒng)龍頭)。
4.風(fēng)險(xiǎn)提示
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行業(yè)發(fā)展不及預(yù)期,公司業(yè)務(wù)拓展不及預(yù)期。
報(bào)告正文:
一、半導(dǎo)體行業(yè)格局:垂直分工模式不斷深化,中國(guó)已成重要下游市場(chǎng)
(一)半導(dǎo)體產(chǎn)品:集成電路占主要份額
半導(dǎo)體是一類常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體間的物質(zhì),常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料包括硅、鍺、砷化鎵等,其中硅是目前最主要的半導(dǎo)體材料。由于半導(dǎo)體可以通過(guò)摻入雜質(zhì)來(lái)改變其導(dǎo)電性能,并具有熱敏性、光敏性等特性,因此廣泛用于集成電路、光電器件、傳感器等產(chǎn)品制造。
半導(dǎo)體產(chǎn)品包括集成電路(IC))、分立器件(discretes)、光電器件(optoelectronic)、傳感器(sensors/actuators),其中集成電路又包含模擬電路和數(shù)字電路,數(shù)字電路可在細(xì)分為微器件、儲(chǔ)存器和邏輯電路。
集成電路占據(jù)半導(dǎo)體產(chǎn)品80%以上市場(chǎng)份額。2016年全球集成電路銷售額為2767億美元,份額占比達(dá)到81.6%,光電器件、分立器件、傳感器的份額則分別為9.4%、5.7%、3.2%。近年來(lái)由于光電器件市場(chǎng)的快速增長(zhǎng),集成電路所占份額有所下降,但仍占到80%以上。
由于集成電路(IC)占半導(dǎo)體產(chǎn)品份額巨大,最具有代表性,因此本文主要通過(guò)集成電路來(lái)分析半導(dǎo)體行業(yè),若無(wú)特殊說(shuō)明,半導(dǎo)體行業(yè)專指集成電路行業(yè)。
(二)半導(dǎo)體不斷向小制程發(fā)展,摩爾定律已近物理極限
半導(dǎo)體制程指的是半導(dǎo)體芯片中各個(gè)硅晶體管連接導(dǎo)線的寬度,制程越小意味著同樣的面積可以布局更多的半導(dǎo)體元器件,芯片的體積可以變得更小,功耗可以更低,同時(shí)相同面積的晶圓上可以生產(chǎn)更多的芯片,單個(gè)芯片的成本也會(huì)更低。
目前28nm制程芯片產(chǎn)品銷售占比最高:半導(dǎo)體芯片的制程在2003年從微米時(shí)代進(jìn)入了納米時(shí)代,并每?jī)赡曜笥覝p小30%,目前主流的芯片制程包括90nm、65nm、40nm、28nm、16nm。由于28nm制程芯片制造工藝成熟,且具有高性價(jià)比,因此也成為生產(chǎn)最多的芯片,銷售占比近30%。
半導(dǎo)體芯片向更低制程方向發(fā)展:隨著16nm及更低制程芯片的生產(chǎn)工藝不斷成熟,生產(chǎn)成本不斷降低,以及下游產(chǎn)業(yè)對(duì)更小體積、更低功耗、運(yùn)算能力更強(qiáng)的半導(dǎo)體芯片需求不斷提升,20/16nm制程的芯片銷售占比也在快速提升,未來(lái)有望超過(guò)28nm芯片。從技術(shù)的發(fā)展路徑來(lái)看,更低制程的芯片是發(fā)展的必然方向。目前全球晶圓廠領(lǐng)先者正在積極布局10/7nm工藝,預(yù)計(jì)2-3年能夠量產(chǎn),下一代5/3nm工藝預(yù)計(jì)2022年量產(chǎn)。
摩爾定律近年來(lái)不斷放緩,且已逼近其物理極限:到目前為止,半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展基本符合摩爾定律,即當(dāng)價(jià)格不變時(shí),集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍,性能也將提升一倍。然而隨著半導(dǎo)體制程的不斷縮小,芯片生產(chǎn)的工藝愈加復(fù)雜、生產(chǎn)成本不斷提高,摩爾定律放緩趨勢(shì)變得明顯,如英特爾的產(chǎn)品更新周期已從一年半延長(zhǎng)至三年,產(chǎn)品量產(chǎn)也多次跳票。另外制程的縮小伴隨著愈加明顯的量子隧穿效應(yīng)和熱效應(yīng),使得芯片的性能收到明顯影響,目前主流觀點(diǎn)認(rèn)為硅基材料的摩爾定律物理極限為5nm,再往下摩爾定律將不再適用。
(三)產(chǎn)業(yè)模式:產(chǎn)業(yè)分工趨勢(shì)明顯,垂直模式不斷深化
1.Foundry、Fabless模式誕生打破IDM模式壟斷
在1987年臺(tái)積電成立以前,半導(dǎo)體行業(yè)只有一種IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件制造)模式,即從設(shè)計(jì),到制造、封裝測(cè)試以及投向消費(fèi)市場(chǎng)一條龍全包的模式,傳統(tǒng)的半導(dǎo)體巨頭如英特爾、三星、德州儀器、瑞薩等都是采用的IDM模式。
IDM模式的優(yōu)勢(shì)在于其具有資源的內(nèi)部整合優(yōu)勢(shì),以及具有較高的利潤(rùn)率。由于IDM模式貫穿半導(dǎo)體生產(chǎn)流程的始終,不存在工藝流程對(duì)接問(wèn)題,新產(chǎn)品從開(kāi)發(fā)到面市的時(shí)間較短,且因?yàn)楦采w前端的IC設(shè)計(jì)和末端的品牌營(yíng)銷環(huán)節(jié),具有較高的利潤(rùn)率水平。
Foundry模式誕生,行業(yè)出現(xiàn)明顯的垂直分工:隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展,行業(yè)內(nèi)的分工越來(lái)越深化,首先是EDA等工具類業(yè)務(wù)率先獨(dú)立出來(lái),隨后臺(tái)積電的成立標(biāo)志著IC設(shè)計(jì)和IC制造業(yè)務(wù)分離的Foundry模式正式誕生,也進(jìn)一步深化了半導(dǎo)體行業(yè)的垂直分工。Foundry模式指的是專門負(fù)責(zé)半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)制造,并不涉及設(shè)計(jì)、封測(cè)的其他領(lǐng)域,其出現(xiàn)的原因主要是:
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半導(dǎo)體制造業(yè)具有明顯的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng),擴(kuò)大規(guī)模可以顯著降低單位產(chǎn)品的成本,提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,降低產(chǎn)品價(jià)格。
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半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所需的投資極高,設(shè)備投資又占據(jù)最大的份額,技術(shù)的進(jìn)步和工藝的改進(jìn)要求半導(dǎo)體生產(chǎn)商不斷更新生產(chǎn)設(shè)備,除了少數(shù)實(shí)力強(qiáng)大的IDM廠商有能力不斷擴(kuò)張外,其他的廠商根本無(wú)力擴(kuò)張。而且只有Foundry模式才能最大化的利用產(chǎn)能。
與Foundry模式一同誕生的還有Fabless模式,即專業(yè)從事IC芯片設(shè)計(jì)的公司,此后IP商和封測(cè)商也不斷獨(dú)立壯大,半導(dǎo)體行業(yè)的垂直分工模式得到進(jìn)一步的深化。
2. IDM逐步走向Fab Lite模式,垂直分工模式持續(xù)深化
垂直分工模式下的Fabless公司營(yíng)收增長(zhǎng)顯著高于IDM公司:隨著晶圓廠不斷向大晶圓、小制程的方向發(fā)展,資本投入也在快速增加,垂直分工模式的優(yōu)勢(shì)和趨勢(shì)更加明顯。過(guò)去十年中IDM公司的收入規(guī)模保持在2000億美元左右,基本沒(méi)有增長(zhǎng),而Fabless公司的收入從2006年的411億美元增長(zhǎng)到了2016年的861億美元,規(guī)模實(shí)現(xiàn)了翻倍增長(zhǎng),在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的收入規(guī)模也占到了30%以上。
IDM公司開(kāi)始向Fab-lite模式轉(zhuǎn)變,參與行業(yè)的垂直分工:IDM公司也意識(shí)到了行業(yè)的垂直分工模式具有的顯著優(yōu)勢(shì),開(kāi)始進(jìn)行自身模式的轉(zhuǎn)型。部分IDM公司逐漸演變?yōu)镕abless公司,例如AMD剝離了旗下的晶圓廠變成目前的Global Foundry代工廠,自身則成為Fabless公司。其他IDM公司則向Fab-lite模式轉(zhuǎn)變。其中英特爾、三星開(kāi)始用旗下的晶圓廠向第三方提供代工服務(wù),不再是純粹的IDM公司,而 Freescale、NXP等則把一部分芯片生產(chǎn)業(yè)務(wù)外包給其他代工廠,自身將資源和精力集中于優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品上。
(四)產(chǎn)業(yè)變遷:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)兩次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)源于美國(guó),此后經(jīng)歷過(guò)兩次大的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。一次是20世紀(jì)70-80年代,日本借助在工業(yè)級(jí)PC DRAM上的高產(chǎn)品可靠性及美國(guó)的技術(shù)支持,實(shí)現(xiàn)了對(duì)美國(guó)市場(chǎng)的反超,在DRAM市場(chǎng)市占率近80%,在半導(dǎo)體市場(chǎng)市占率近50%。第二次是20世紀(jì)80-90年代,韓國(guó)借助PC發(fā)展的東風(fēng),通過(guò)技術(shù)引進(jìn)與消化吸收成為PC端DRAM的主要生產(chǎn)者,而臺(tái)灣則通過(guò)在晶圓代工、芯片封測(cè)領(lǐng)域的垂直分工奠定了半導(dǎo)體代工領(lǐng)域的龍頭地位。
目前歐美日韓臺(tái)主導(dǎo)著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局,半導(dǎo)體產(chǎn)值方面,根據(jù)美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),2015年美國(guó)、韓國(guó)、日本、歐洲、臺(tái)灣分別占50%、17%、11%、9%、6%的產(chǎn)值份額,而中國(guó)大陸僅占4%。
1. 日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)崛起:家電產(chǎn)業(yè)和工業(yè)級(jí)PC機(jī)遇+美國(guó)和政府扶持
日本集成電路技術(shù)來(lái)源于美國(guó)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在上世紀(jì)50年代起源于美國(guó),至70年代硅谷的形成,美國(guó)當(dāng)之無(wú)愧的成為了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)興起時(shí)代的領(lǐng)跑者。集成電路最初被應(yīng)用在軍事領(lǐng)域,美國(guó)從自身人力成本和扶持日本發(fā)展角度,率先將勞動(dòng)力密集型的裝配環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到日本進(jìn)行。日本半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展始于1963年,日本電氣公司(NEC)自美國(guó)Fairchild公司取得planar technology的授權(quán)。日本政府要求NEC將取得的技術(shù)和國(guó)內(nèi)其他廠商分享。由此項(xiàng)技術(shù)的引進(jìn),日本的NEC、三菱、京都電氣等乃開(kāi)始進(jìn)入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。1966年,NEC、三菱等企業(yè)開(kāi)始生產(chǎn)IC。1968年,TI以構(gòu)造專利為條件與索尼合資辦廠。
依托巨大的家電市場(chǎng),日本半導(dǎo)體開(kāi)始崛起。到了60年代后期,軍事領(lǐng)域需求趨于穩(wěn)定,以家電為代表的民用半導(dǎo)體市場(chǎng)份額逐漸擴(kuò)大。日本從裝配起家消化吸收美國(guó)半導(dǎo)體技術(shù),作為二戰(zhàn)戰(zhàn)敗國(guó)日本無(wú)法復(fù)制美國(guó)軍事半導(dǎo)體崛起路徑,將半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用在家電領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)崛起 。
為工業(yè)級(jí)PC提供可靠的DRAM,日本反超美國(guó)。80年代以后,PC的出現(xiàn)和普及帶動(dòng)了DRAM的發(fā)展。日本在美國(guó)扶持的大背景下,政府和產(chǎn)業(yè)界共同努力,開(kāi)發(fā)基于DRAM的IDM商業(yè)模式,為大型計(jì)算機(jī)提供高可靠性的DRAM,開(kāi)始在全球半導(dǎo)體市場(chǎng)處于領(lǐng)先地位,全盛期甚至占據(jù)了全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的半壁江山,在DRAM市場(chǎng)市占率接近80%,讓半導(dǎo)體行業(yè)一直以來(lái)的老大美國(guó)黯然失色。
日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的崛起離不開(kāi)日本政府的大力支持。同時(shí)充分利用各種經(jīng)濟(jì)手段,比如稅收優(yōu)惠等促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,以稅收為例,日本有研發(fā)支出的租稅優(yōu)惠和特定研究的優(yōu)惠,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)投資,保障行業(yè)均衡發(fā)展。
受美國(guó)抑制政策和韓國(guó)DRAM崛起的沖擊,日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開(kāi)始走向衰落。日本半導(dǎo)體產(chǎn)品的成功主要在于制造上的精益求精使得半導(dǎo)體生產(chǎn)具有高生產(chǎn)效率、高良品率,進(jìn)而可以低價(jià)銷售。然而日本沒(méi)有積極應(yīng)對(duì)個(gè)人計(jì)算機(jī)DRAM產(chǎn)品的新需求,使得DRAM市場(chǎng)被韓國(guó)搶占。此外,美國(guó)對(duì)日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的政策也從最初的扶持轉(zhuǎn)向抑制,極大地影響了日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)地發(fā)展。
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1986年,第一次《美日半導(dǎo)體協(xié)議》簽訂,對(duì)日本產(chǎn)品進(jìn)行最低價(jià)格限制,使日本半導(dǎo)體產(chǎn)品失去了價(jià)格優(yōu)勢(shì);
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1985年,《廣場(chǎng)協(xié)議》簽訂,日元大幅升值,僅僅3年的時(shí)間,日元就由原來(lái)的1美元=240日元變?yōu)?美元=120日元, 使得日本半導(dǎo)體產(chǎn)品價(jià)格進(jìn)一步高于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手;
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1991年,第二次《美日半導(dǎo)體協(xié)議》簽訂,要求到1995前,日本提高外國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)品在日本國(guó)內(nèi)市場(chǎng)所占的份額,這一比例要求達(dá)到20%。
2、韓國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)崛起:消費(fèi)級(jí)PC機(jī)遇+政府和財(cái)團(tuán)支持
韓國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)受益PC終端崛起迎來(lái)發(fā)展春天:80年代PC的普及使得面向PC端的DRAM產(chǎn)品成為下游主要的需求,與工業(yè)計(jì)算機(jī)DRAM產(chǎn)品相比,PC端的DRAM核心競(jìng)爭(zhēng)力為高性價(jià)比,而不是高可靠性。韓國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)敏銳地抓住了這一市場(chǎng)機(jī)會(huì),積極調(diào)整產(chǎn)品,搶占了市場(chǎng)先機(jī),并在競(jìng)爭(zhēng)中很快超過(guò)了日本半導(dǎo)體企業(yè),在DRAM市場(chǎng)地占有率最高達(dá)到了80%。時(shí)至今日,韓國(guó)三星、海力士依然占據(jù)70%以上的DRAM市場(chǎng)份額。
韓國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的崛起離不開(kāi)政府和大財(cái)團(tuán)的支持。韓國(guó)政府始終支持國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并且將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上升到國(guó)家級(jí)項(xiàng)目,推出了租稅獎(jiǎng)勵(lì)及低融資政策以及一系列的行業(yè)振興與共同研發(fā)計(jì)劃。
DRAM產(chǎn)品周期性強(qiáng),在行業(yè)低谷時(shí)期虧損嚴(yán)重,需要大量的資金支持才能度過(guò)難關(guān)。此外,產(chǎn)品更新迭代速度快,需要長(zhǎng)期足夠的資金才能實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)。韓國(guó)政府和財(cái)團(tuán)在此期間為其提供了大量的資金支持,而日本由于國(guó)內(nèi)泡沫經(jīng)濟(jì),已不能夠維持在DRAM領(lǐng)域的研發(fā)支出,被韓國(guó)趕超。
3、臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)崛起:“垂直分工”模式機(jī)遇+政府支持
臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)幾乎與韓國(guó)同時(shí)起步,初期主要進(jìn)行封測(cè)服務(wù)。下游需求從家電拓展到PC之后,對(duì)芯片的定制化要求提高,催生了一大批專業(yè)從事IC設(shè)計(jì)的公司(Fabless),此后隨著產(chǎn)業(yè)垂直分工趨勢(shì)的深化,臺(tái)積電于1987年成立,開(kāi)創(chuàng)了專業(yè)從事晶圓加工的Foundry模式。
臺(tái)積電成立后,由于承接大量晶圓代工訂單,臺(tái)積電具有很快的設(shè)備折舊速度,能及時(shí)更新生產(chǎn)設(shè)備,此外臺(tái)積電于大量生產(chǎn)設(shè)備制造商都有著密切的合作關(guān)系,得以共同研發(fā)下一代設(shè)備和生產(chǎn)工藝,保持公司在晶圓代工領(lǐng)域的絕對(duì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
臺(tái)積電的Foundry模式取得了巨大的成功,2016年臺(tái)積電營(yíng)業(yè)收入高達(dá)9479億新臺(tái)幣,利潤(rùn)則達(dá)到3317億新臺(tái)幣,是全球第一大Foundry工廠,市占率超過(guò)50%,蘋果、英偉達(dá)等全球龍頭都是其大客戶。
受益垂直分工,臺(tái)灣實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈的騰飛。臺(tái)灣半導(dǎo)體以封測(cè)起家,靠晶圓代工走向騰飛,由于臺(tái)灣成為了全球最大的晶圓代工地區(qū),吸引和培育了一大批優(yōu)秀的IC設(shè)計(jì)和IC封測(cè)公司,全產(chǎn)業(yè)鏈得以實(shí)現(xiàn)共同騰飛。目前臺(tái)灣在晶圓代工和IC封測(cè)方面位居全球第一,IC設(shè)計(jì)位居全球第二。
臺(tái)灣政府從政策和資金角度保證半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。政策方面臺(tái)灣政府成立工研院引進(jìn)技術(shù),發(fā)展成熟后轉(zhuǎn)給企業(yè),并在新竹科學(xué)園區(qū)建立了集成電路產(chǎn)業(yè)化基地,為企業(yè)發(fā)展提供了良好的技術(shù)支撐、服務(wù)平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)配套服務(wù)環(huán)境。資金方面臺(tái)灣政府成立了“國(guó)發(fā)基金”,對(duì)重點(diǎn)企業(yè)發(fā)放政策性投資。此外還對(duì)高科技公司實(shí)施投資獎(jiǎng)勵(lì)和稅收優(yōu)惠。比如,臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不僅可以享受“免稅五年”,還可以享受“投資抵減”優(yōu)惠等。
(五)產(chǎn)業(yè)格局:產(chǎn)業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移,中國(guó)已成最大下游市場(chǎng)
在半導(dǎo)體行業(yè)的第三次景氣周期中,手機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品取代PC成為行業(yè)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)因素,中國(guó)是全球第一大消費(fèi)電子生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó),對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求逐年快速提升。在消費(fèi)電子產(chǎn)品需求的驅(qū)動(dòng)下,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開(kāi)始向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移。
如今中國(guó)已是全球半導(dǎo)體最大的銷售市場(chǎng)。半導(dǎo)體的銷售市場(chǎng)主要集中在亞太、北美和歐洲地區(qū),其中中國(guó)2016年半導(dǎo)體銷售額達(dá)到1075億美元,占全球市場(chǎng)份額的31.7%,其中集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額4335.5億元,占全球份額的23.6%,已成全球最大的銷售市場(chǎng)。在產(chǎn)業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移的背景下,中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)在國(guó)際市場(chǎng)中的分量和占比將進(jìn)一步提升。
中國(guó)市場(chǎng)供需錯(cuò)配嚴(yán)重,集成電路已成最大進(jìn)口商品。由于我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步晚,生產(chǎn)水平和生產(chǎn)能力難以滿足下游巨大的需求,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的供需存在嚴(yán)重的供需錯(cuò)配情況,高度依賴進(jìn)口。以集成電路為例,2016年我國(guó)集成電路產(chǎn)品需求達(dá)到1.20萬(wàn)億元,而國(guó)內(nèi)供給量?jī)H為4335.5萬(wàn)億元,自給率僅為36%,大量集成電路產(chǎn)品依靠進(jìn)口。當(dāng)年集成電路產(chǎn)品進(jìn)口金額達(dá)到2296億美元,已經(jīng)替代原油成為我國(guó)第一大進(jìn)口商品。
二、半導(dǎo)體設(shè)備是產(chǎn)線最大投資項(xiàng),市場(chǎng)被海外廠商主導(dǎo)
(一)半導(dǎo)體生產(chǎn)涉及設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)三大環(huán)節(jié),對(duì)應(yīng)眾多生產(chǎn)設(shè)備
半導(dǎo)體生產(chǎn)流程涉及數(shù)百個(gè),甚至上千個(gè)工藝流程,生產(chǎn)過(guò)程十分復(fù)雜,所需的設(shè)備種類、數(shù)量也很多。以集成電路為例,其生產(chǎn)流程主要分為IC設(shè)計(jì)、IC制造(前道)、IC封測(cè)(后道)三個(gè)環(huán)節(jié),設(shè)備需求主要集中在IC制造環(huán)節(jié),其次是IC封測(cè)環(huán)節(jié),IC設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)涉及的設(shè)備較少。
我們對(duì)IC芯片制造的核心工藝流程和核心設(shè)備進(jìn)行了梳理,得到如下全景圖,我們將基于此圖詳解IC芯片的關(guān)鍵生產(chǎn)流程和核心設(shè)備。
1.IC設(shè)計(jì):根據(jù)產(chǎn)品要求設(shè)計(jì)電路圖,完成光罩制作
IC芯片生產(chǎn)的第一步是根據(jù)下游客戶的需求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì),首先是制定IC芯片的規(guī)格,保證芯片產(chǎn)品能與相關(guān)的設(shè)備連線。然后是根據(jù)芯片的設(shè)計(jì)目的進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì),再通過(guò)相關(guān)的EDA軟件,將邏輯設(shè)計(jì)圖(圖4)轉(zhuǎn)化為電路設(shè)計(jì)圖(圖5),再通過(guò)電路布局與繞線處理,得到復(fù)雜的芯片電路圖(圖6)。IC芯片內(nèi)部分為數(shù)十層,每種顏色代表一層電路圖,對(duì)應(yīng)一張光罩。
設(shè)計(jì)完成后,IC設(shè)計(jì)公司會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)制作出若干張光罩,光罩將是晶圓制造過(guò)程中的重要物件。
2.IC制造:將電路圖轉(zhuǎn)移至硅片上,光刻、刻蝕、薄膜沉積是關(guān)鍵步驟
IC制造的第一部是制造高純度的硅晶圓,硅晶圓是制造IC芯片的基礎(chǔ)材料。得到高純硅的第一步是通過(guò)碳與二氧化硅進(jìn)行氧化還原反應(yīng)得到冶金級(jí)純化的硅,純度約為98%。第二步是通過(guò)西門子制程進(jìn)行硅的純化,得到電子級(jí)純度的多晶硅,純度可以達(dá)到99.999999999%(9個(gè)9)。隨后是拉晶的步驟,將得到的高純多晶硅融化后得到液態(tài)硅,再以單晶硅的硅種與液體表面接觸,一邊旋轉(zhuǎn)一邊向上拉起,凝固后即可獲得排列整齊的單晶硅柱。將硅柱進(jìn)行切割、打磨即可獲得硅晶圓。
單晶爐是拉晶工藝所需的設(shè)備,通過(guò)在惰性氣體(氮?dú)?、氦氣為主)環(huán)境中,用石墨加熱器將多晶硅等多晶材料熔化,直拉法生長(zhǎng)出單晶硅柱。目前我國(guó)已具備自主生產(chǎn)單晶爐的技術(shù)和能力,國(guó)內(nèi)主要供應(yīng)商包括晶盛機(jī)電、北方華創(chuàng)、京運(yùn)通等。
12英寸晶圓占主流,18英寸晶圓2020年后有望量產(chǎn)。晶圓的尺寸直接影響單個(gè)芯片(晶片)的生產(chǎn)成本,尺寸越大單個(gè)晶片的成本越低。硅片的尺寸基本上每十年上一個(gè)臺(tái)階,1980年代、1990年代、2000年年代分別是4英寸、6英寸、8英寸晶圓占據(jù)主流。如今12英寸(300mm)晶圓已經(jīng)成為新的主流,占比超過(guò)70%。新一代的18英寸晶圓目前也已實(shí)現(xiàn)小規(guī)模生產(chǎn),預(yù)計(jì)2020年后可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
IC制造的第二步是晶圓加工,工藝流程和涉及的設(shè)備眾多,其中主要的步驟包括光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積。
光刻:光刻環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)的是將電路設(shè)計(jì)圖轉(zhuǎn)移至硅片上,是IC芯片制造最關(guān)鍵的步驟。首先在薄膜表面均勻覆蓋一層光刻膠,再用紫外線等光線通過(guò)光罩照射到硅片表面,在光線照射下,沒(méi)有光罩掩蓋部分的光刻膠會(huì)發(fā)生反應(yīng)被破壞,再通過(guò)特殊材料洗去被破壞的光刻膠,電路設(shè)計(jì)就被成功轉(zhuǎn)移到了硅片上。
光刻環(huán)節(jié)所需的設(shè)備光刻機(jī)是晶圓加工過(guò)程中最核心的設(shè)備,價(jià)值量巨大,當(dāng)前最為先進(jìn)EUV光刻機(jī)單臺(tái)價(jià)值在1億美元以上。目前高端光刻機(jī)被荷蘭公司ASML所壟斷,其占到光刻機(jī)市場(chǎng)的份額近80%。除ASML外,尼康和佳能可以提供中低端的光刻機(jī)設(shè)備,國(guó)內(nèi)上海微電子的光刻機(jī)產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)90nm制程,和ASML相比技術(shù)上仍有巨大差距。
刻蝕:光刻之后是刻蝕環(huán)節(jié),通過(guò)化學(xué)藥劑或是等離子等微粒將沒(méi)有光刻膠保護(hù)的部分刻蝕掉,再將剩余的光刻膠清洗掉,電路圖案就制作完成。
刻蝕機(jī)是刻蝕環(huán)節(jié)所需的設(shè)備,可以分為干法刻蝕和濕法刻蝕兩種。干法刻蝕是通過(guò)等離子體等粒子撞擊濺射實(shí)現(xiàn)刻蝕,濕法刻蝕則是通過(guò)化學(xué)藥劑的反應(yīng)實(shí)現(xiàn)刻蝕。美國(guó)的泛林集團(tuán)、應(yīng)用材料,日本的東京電子是全球主要的刻蝕設(shè)備提供商,國(guó)內(nèi)則有北方華創(chuàng)、中微半導(dǎo)體、上海中微提供刻蝕設(shè)備,其中部分設(shè)備已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
離子注入:離子注入是在真空中、低溫下,把雜質(zhì)離子經(jīng)加速后直接射入半導(dǎo)體中,與材料中的原子或分子將發(fā)生一系列物理的和化學(xué)的相互作用,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)材料表面成分、結(jié)構(gòu)和性能的變化。通過(guò)離子注入,可以使半導(dǎo)體芯片的不同部位具有不同的電性能。
離子注入機(jī)是實(shí)現(xiàn)離子注入環(huán)節(jié)的設(shè)備,美國(guó)應(yīng)用材料公司是離子注入機(jī)領(lǐng)域龍頭,市場(chǎng)份額達(dá)到70%,國(guó)內(nèi)中電科、中電48所等已有離子注入機(jī)產(chǎn)品供應(yīng)。
薄膜沉積:半導(dǎo)體芯片內(nèi)部呈現(xiàn)層次結(jié)構(gòu),每一層都需經(jīng)過(guò)一次光刻、刻蝕、離子注入來(lái)形成電路。薄膜沉積實(shí)現(xiàn)的就是在芯片表面沉積薄膜以供再次光刻使用,以及沉積隔離層、保護(hù)層,和沉積銅、鋁等金屬,實(shí)現(xiàn)各半導(dǎo)體器件間的電路互通。薄膜沉積可以分為化學(xué)氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD),CVD通過(guò)氣體在芯片表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)形成薄膜,PVD則通過(guò)實(shí)用等離子體轟擊靶材,使靶材材料在硅片表面沉積來(lái)形成薄膜。
薄膜沉積設(shè)備包括PVD設(shè)備和CVD設(shè)備,美國(guó)的應(yīng)用材料和泛林集團(tuán)都是國(guó)際上主要的薄膜沉積設(shè)備提供商。北方華創(chuàng)是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的薄膜沉積設(shè)備提供商,產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入中芯國(guó)際28nm生產(chǎn)線,14nm設(shè)備則在工藝驗(yàn)證過(guò)程中。
3.封裝測(cè)試:產(chǎn)品的包裝與質(zhì)量保障
在完成前道工藝加工后,即獲得載有晶粒的整塊晶圓片。這時(shí),工藝的流程開(kāi)始進(jìn)入后道工藝。后道工藝主要為封裝、測(cè)試環(huán)節(jié)。由于一片IC芯片體積小而薄,且易被破壞,需要安裝較大的尺寸外殼施加保護(hù),并便于人工安裝在集成電路板上,因此必須進(jìn)行封裝,封裝的步驟主要包括晶片切割、黏晶、焊線、封膠、剪切成形、印字、檢驗(yàn)等。
封裝工序完成后,芯片還需通過(guò)設(shè)計(jì)目的和工作性能的測(cè)試,測(cè)試項(xiàng)目包括芯片目檢、芯片粘貼測(cè)試、壓焊強(qiáng)度測(cè)試、穩(wěn)定性烘焙、溫度循環(huán)測(cè)試、離心測(cè)試、滲漏測(cè)試、高低溫電測(cè)試、高溫老化測(cè)試、及老化后測(cè)試等一系列測(cè)試。通過(guò)測(cè)試的產(chǎn)品將在包裝后交付給下游客戶。
封裝測(cè)試環(huán)節(jié)設(shè)備包括減薄機(jī)、劃片機(jī)、探針臺(tái)、引線鍵合機(jī)、測(cè)試機(jī)等。國(guó)外生產(chǎn)商包括KLA-Tencor、應(yīng)用材料、日本 Hitachi,國(guó)內(nèi)廠商包括長(zhǎng)川科技、格蘭達(dá)等。
(二)設(shè)備是半導(dǎo)體產(chǎn)線最大投資項(xiàng)
隨著半導(dǎo)體制程的縮小以及集成度的提高,晶圓生產(chǎn)線的建設(shè)成本迅速提高。一條90nm制程芯片的晶圓生產(chǎn)線建設(shè)成本為20億美元,到20nm時(shí)成本達(dá)到67億美元,翻了三番之多。未來(lái)到5nm制程時(shí),一條生產(chǎn)線的建設(shè)成本將達(dá)到160億美元。
半導(dǎo)體設(shè)備是半導(dǎo)體產(chǎn)線投資的主要投入項(xiàng)。半導(dǎo)體設(shè)備不僅種類繁多,且因?yàn)樾枰跇O小的制程下實(shí)現(xiàn)高精度的操作,具有非常高的技術(shù)要求,也導(dǎo)致設(shè)備的價(jià)格非常昂貴,設(shè)備在生產(chǎn)線的資本支出占比也逐漸提高。在90nm制程中設(shè)備支出占比為70%,到了20nm制程占比達(dá)到85%,從14億美元提高到57億美元,提高了4倍。
IC制造設(shè)備是價(jià)值占比最大的半導(dǎo)體設(shè)備,占到設(shè)備投資比例的80%。2015年全球半導(dǎo)體設(shè)備支出387億美元,其中晶圓制造設(shè)備315億美元,占比81.4%,封裝設(shè)備49億美元,占比12.7%,測(cè)試設(shè)備23億美元,占比5.9%。過(guò)去十年間晶圓制造設(shè)備的占比也在80%左右小幅浮動(dòng)。
IC制造設(shè)備的高價(jià)值占比主要體現(xiàn)在光刻機(jī)、刻蝕機(jī)和薄膜沉積設(shè)備三類設(shè)備上,三類設(shè)備價(jià)值量合計(jì)可達(dá)設(shè)備總價(jià)值的50%-70%。一條產(chǎn)線光刻機(jī)根據(jù)產(chǎn)能只需要幾臺(tái)光刻機(jī),但由于光刻機(jī)價(jià)值量巨大,仍在IC制造設(shè)備中占據(jù)最大價(jià)值量??涛g機(jī)和薄膜沉積設(shè)備單價(jià)值量在200-300萬(wàn)美元左右,但數(shù)量需求較大,因此價(jià)值占比也居前。
根據(jù)IC insights的預(yù)計(jì),隨著半導(dǎo)體制程的逐漸縮小,對(duì)于光刻機(jī)設(shè)備的要求將大大提高,目前10nm及以下制程的半導(dǎo)體產(chǎn)品生產(chǎn)必須使用ASML的EUV光刻機(jī),單價(jià)超過(guò)1億美元,因此未來(lái)光刻機(jī)在半導(dǎo)體制造設(shè)備中的成本占比講進(jìn)一步提升。
(三)設(shè)備市場(chǎng)被國(guó)外廠商主導(dǎo)
半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)呈現(xiàn)高集中度格局:半導(dǎo)體設(shè)備制造行業(yè)具有很高的技術(shù)壁壘、需要大量資金和人力投入,是典型的資本密集、技術(shù)密集型行業(yè),“馬太效應(yīng)”顯著。如今半導(dǎo)體設(shè)備制造行業(yè)已經(jīng)呈現(xiàn)出高市場(chǎng)集中度的格局,2016年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為412億美元,其中前十大設(shè)備商占據(jù)71.4%的市場(chǎng)份額,前五大設(shè)備上占據(jù)61.4%的市場(chǎng)份額。前十大公司中除ASML來(lái)自荷蘭以外,其余九家分屬美日兩國(guó)。
從公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看,前十大設(shè)備公司業(yè)務(wù)都以IC制造設(shè)備為主,且均為某一細(xì)分產(chǎn)品領(lǐng)域寡頭。ASML占據(jù)了超過(guò)70%的光刻機(jī)市場(chǎng),訂單已經(jīng)排到了2018年;美國(guó)應(yīng)用材料在離子注入機(jī)上占據(jù)70%市場(chǎng)份額,在PVD設(shè)備上占據(jù)85%市場(chǎng)份額;在涂膠顯影機(jī)市場(chǎng),東京電子占據(jù)90%的市場(chǎng)份額。
從各類產(chǎn)品角度看,各產(chǎn)品領(lǐng)域均呈現(xiàn)出非常高的行業(yè)集中度。光刻設(shè)備、PVD、刻蝕設(shè)備、氧化設(shè)備及擴(kuò)散爐的Top3參與者市占率均超過(guò)90%,集中度較低的CVD設(shè)備也有70%的行業(yè)前三集中度,且位居各領(lǐng)域前三的公司基本上都屬于前十大設(shè)備公司之一。
中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率僅為11.5%,國(guó)產(chǎn)設(shè)備占全球份額僅2%。2016年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額412億美元,中國(guó)大陸市場(chǎng)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為64.6億美元,占比15.7%,是僅次于臺(tái)灣和韓國(guó)的第三大市場(chǎng)。然而國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備與國(guó)外產(chǎn)品相比在技術(shù)水平上仍有巨大差距,品牌知名度也尚缺,缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力,在市場(chǎng)中所占的份額很小。我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備公司中2016年銷售額最大的僅為9.08億元,與國(guó)外龍頭企業(yè)相比有巨大差距。另根據(jù)中國(guó)電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2016年35家國(guó)內(nèi)主要半導(dǎo)體設(shè)備制造商完成半導(dǎo)體設(shè)備銷售收入57.33億元,出口7.84億元,以1美元=6.65元人民幣的匯率計(jì)算,2016年中國(guó)大陸半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化設(shè)備銷售額為7.44億美元,國(guó)產(chǎn)化率僅為11.5%,呈略微下降趨勢(shì);而國(guó)產(chǎn)設(shè)備在全球市場(chǎng)所占份額僅為2.1%,相較幾年前有小幅提升。
三、中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)迎來(lái)發(fā)展黃金機(jī)會(huì)
(一)半導(dǎo)體行業(yè)迎來(lái)新一輪景氣周期,設(shè)備需求重回高增長(zhǎng)區(qū)間
自半導(dǎo)體誕生以來(lái),半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)歷了三輪完整的發(fā)展周期:
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第一輪周期發(fā)生在20世紀(jì)70年代-90年代,彼時(shí)半導(dǎo)體已經(jīng)具有大規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ),在工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)、PC的先后推動(dòng)下,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額呈現(xiàn)出指數(shù)級(jí)別的增長(zhǎng),并于1995年突破了1000億美元大關(guān),這輪周期中電子、計(jì)算機(jī)等系統(tǒng)中半導(dǎo)體產(chǎn)品價(jià)值占比超過(guò)了20%。
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第二輪周期從2001年延續(xù)至2008年,主要的下游驅(qū)動(dòng)因素是筆記本電腦、2G、3G無(wú)線通信對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求,這一階段全球半導(dǎo)體銷售額從1472億美元增長(zhǎng)到了2553億美元,增長(zhǎng)了73.4%。
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第三輪周期從2010年開(kāi)始,到2014年結(jié)束,這一輪周期中半導(dǎo)體的銷售額從2953億美元增長(zhǎng)到了 3344億美元,首次突破了3000億美元大關(guān)。這輪周期的主要下游需求推動(dòng)來(lái)自于以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。
2014年后,智能手機(jī)出貨量趨于平穩(wěn),全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額也進(jìn)入了穩(wěn)定期,2015、2016年銷售額分別為3373億美元、3347億美元,同比分別增長(zhǎng)1.1%、-0.8%。
2017年半導(dǎo)體銷售額同比增長(zhǎng)超20%,全年銷售額將超4000億美元,迎來(lái)新一輪景氣周期。從2016年8月開(kāi)始,全球半導(dǎo)體銷售額開(kāi)始重回增長(zhǎng)軌道,月度銷售額同比增速開(kāi)始由負(fù)轉(zhuǎn)正。從2016年10月到2017年10月,半導(dǎo)體銷售額已連續(xù)13個(gè)月超過(guò)300億美元,已經(jīng)超過(guò)歷史上的最好水平,不斷創(chuàng)下歷史新高。2017年1-10月全球半導(dǎo)體銷售總額已經(jīng)達(dá)到3294億美元,同比增長(zhǎng)21%,且月度同比增速呈現(xiàn)上升趨勢(shì),我們預(yù)計(jì)9-12月的銷售增速有望繼續(xù)提升。2016年全球半導(dǎo)體銷售額為全年半導(dǎo)體銷售額為3389億美元,今年突破4000億美元基本已成定局。
行業(yè)景氣向好帶動(dòng)半導(dǎo)體設(shè)備需求重回高增長(zhǎng)區(qū)間。半導(dǎo)體銷售額與設(shè)備銷售額存在高度同步性,此次半導(dǎo)體行業(yè)的復(fù)蘇伴隨著半導(dǎo)體設(shè)備需求的提升。從2016年10月開(kāi)始,北美半導(dǎo)體設(shè)備商出貨額開(kāi)始進(jìn)入高增長(zhǎng)區(qū)間,2017年1-10月總出貨額達(dá)到211億美元,同比增長(zhǎng)41%,1-6月同比增長(zhǎng)更是達(dá)到150%,并且連續(xù)8個(gè)月銷售額均超過(guò)20億美元,為歷史上的最高水平。
(二)政策支持力度空前,半導(dǎo)體行業(yè)迎來(lái)發(fā)展良機(jī)
國(guó)家不斷出臺(tái)相關(guān)政策,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)支持力度空前。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),尤其是集成電路產(chǎn)業(yè),是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心,是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國(guó)家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè),一直受到國(guó)家的關(guān)注和重點(diǎn)扶持。從21世紀(jì)初至今,國(guó)家頒布了一系列的政策來(lái)支持和引導(dǎo)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,支持力度不斷加大,引導(dǎo)路徑逐漸清晰。
(1)4號(hào)文延續(xù)10年行業(yè)支持政策,展現(xiàn)國(guó)家扶持決心。2000年6月,國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策的通知》(18號(hào)文),在審批程序、稅收支持、進(jìn)出口、投融資、人才培養(yǎng)等各方面給予了集成電路行業(yè)重點(diǎn)扶持。該通知在2011年到期,隨即國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》(4號(hào)文)延續(xù)了各扶持措施,并修正了原 18 號(hào)文中因外力影響導(dǎo)致的 2005 年后集成電路行業(yè)優(yōu)惠力度減小。4號(hào)文對(duì)18號(hào)文的延續(xù)說(shuō)明國(guó)家對(duì)于集成電路產(chǎn)業(yè)的支持的一貫的,展現(xiàn)了國(guó)家支持的決心。
(2)02專項(xiàng)扶持國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)領(lǐng)軍者。2008年,科技部和信產(chǎn)部啟動(dòng)了“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”項(xiàng)目(02專項(xiàng)),以專項(xiàng)的形式組織了一批國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備公司進(jìn)行了一系列重點(diǎn)工藝和技術(shù)的攻關(guān),包括45-22納米關(guān)鍵制造裝備攻關(guān),開(kāi)發(fā) 32-22 納米 CMOS 工藝、90-65 納米特色工藝,開(kāi)展 20-14 納米前瞻性研究等。通過(guò)02專項(xiàng)的扶持國(guó)內(nèi)誕生了北方華創(chuàng)、中微半導(dǎo)體、上海微電子等一批半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)領(lǐng)軍者,并形成了 65-45 納米裝備、材料、工藝配套能力及集成電路制造產(chǎn)業(yè)鏈。
(3)《綱要》發(fā)布,帶來(lái)最大支持力度和最清晰發(fā)展路徑。2014年6 月,國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》,為集成電路行業(yè)在重要戰(zhàn)略機(jī)遇期和攻堅(jiān)期的發(fā)展描繪了明確的發(fā)展目標(biāo)?!毒V要》提出,到2020年集成電路行業(yè)銷售收入要實(shí)現(xiàn)20%的復(fù)合增長(zhǎng)率;IC設(shè)計(jì)和IC封測(cè)領(lǐng)域技術(shù)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平;16/14nm制程工藝實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn);關(guān)鍵裝備和材料進(jìn)入國(guó)際采購(gòu)體系。并在資金、稅收、人才等各領(lǐng)域提供支持。《綱要》是目前國(guó)家發(fā)布的最詳細(xì)、力度最大的支持政策,再次展現(xiàn)了國(guó)家發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的意志。
(三)大基金展現(xiàn)國(guó)家意志,巨額資金支持行業(yè)發(fā)展
大基金籌資超千億支持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展?!秶?guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》提出建立國(guó)家產(chǎn)業(yè)投資基金,吸引大型企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)以及社會(huì)資金,重點(diǎn)支持集成電路等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2014年9月,國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(大基金)正式成立,計(jì)劃籌資1000億元,實(shí)際籌資1387億元。大基金的投資總期限將達(dá)十五年,投資期(2014-2019)、回收期(2019-2024)、展期(2024-2029)各五年。
不同于國(guó)家直接對(duì)半導(dǎo)體企業(yè)進(jìn)行補(bǔ)貼的模式,大基金通過(guò)資金入股的方式對(duì)企業(yè)進(jìn)行資金支持,雖不直接參與公司運(yùn)作,但仍起到監(jiān)督和監(jiān)管的作用,促使企業(yè)合理使用投資金額,將資金用于技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新,產(chǎn)品的研發(fā)和推廣上,相對(duì)于傳統(tǒng)的補(bǔ)貼模式,大基金模式勢(shì)必使資金具有更高的使用效率。
截止2017年9月底,大基金已累計(jì)決策投資55個(gè)項(xiàng)目,涉及40家集成電路企業(yè),共承諾出資1003億元,實(shí)際出資653億元。大基金的投資涵蓋集成電路產(chǎn)業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié),其中IC制造是投資額最高、最為集中的環(huán)節(jié),占到承諾投資的65%。IC設(shè)計(jì)、IC封測(cè)、裝備材料領(lǐng)域則分別占17%、10%、8%。雖然設(shè)備企業(yè)占投資比例較少,但是行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的設(shè)備企業(yè),包括北方華創(chuàng)、長(zhǎng)川科技、中微半導(dǎo)體、沈陽(yáng)拓荊等都得到了大基金的投資。
大基金的成立同時(shí)撬動(dòng)了一批地方產(chǎn)業(yè)基金,截止到2017年上半年,全國(guó)成立了二十余支集成電路地方產(chǎn)業(yè)基金,主要用于支持地方集成電路企業(yè)的發(fā)展,培育一批符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的標(biāo)桿企業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),集成電路地方產(chǎn)業(yè)基金募資總規(guī)模已經(jīng)達(dá)到3600億,加上大基金,全國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)基金規(guī)模達(dá)到5000億。
目前第二期的大基金正在籌劃中,預(yù)計(jì)籌資額將達(dá)到1500-2000億元,加上對(duì)地方產(chǎn)業(yè)基金的撬動(dòng),全國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)基金總規(guī)模有望超過(guò)1億美元。第二期的大基金預(yù)計(jì)會(huì)將投資重點(diǎn)轉(zhuǎn)移至IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域,并加大IC封測(cè)、裝備材料領(lǐng)域的投資力度。
(四)中國(guó)將迎來(lái)晶圓產(chǎn)線建設(shè)高峰期,帶來(lái)巨大設(shè)備需求空間
中國(guó)大陸將迎來(lái)晶圓產(chǎn)線建設(shè)高峰期。根據(jù)SEMI(國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì))的預(yù)測(cè),2017-2020年間,全球?qū)⒂?2座新建晶圓廠投入營(yíng)運(yùn)。這62座晶圓廠中,只有7座是研發(fā)用的晶圓廠,其他晶圓廠都是量產(chǎn)型廠房。以地理區(qū)來(lái)看,中國(guó)大陸在這段期間將有26座新的晶圓廠投入營(yíng)運(yùn),占新增晶圓廠的比重高達(dá)42%。美國(guó)則有10座,臺(tái)灣為9座。按照晶圓廠生產(chǎn)的產(chǎn)品型態(tài)來(lái)看,32%的新增晶圓產(chǎn)能將用做晶圓代工、21%為存儲(chǔ)。
已開(kāi)工產(chǎn)線帶來(lái)超4000億元設(shè)備需求,2018、2019是需求高峰年。目前已統(tǒng)計(jì)到有17座晶圓廠已經(jīng)開(kāi)工建設(shè),晶圓廠的建設(shè)周期達(dá)到2-3年,其中廠房封頂需要約1.5年時(shí)間,生產(chǎn)設(shè)備在廠房封頂后開(kāi)始進(jìn)入。根據(jù)已開(kāi)工晶圓廠的建設(shè)周期和投資額,我們預(yù)計(jì)這17座晶圓廠將在2017-2019年間帶來(lái)4121億元的半導(dǎo)體設(shè)備投資需求,需求主要集中在2018年,達(dá)到2274億,2019年則達(dá)到1059億。隨著其余規(guī)劃中晶圓廠的陸續(xù)投建,2018-2020年間的半導(dǎo)體設(shè)備需求將進(jìn)一步提升,我們預(yù)計(jì)半導(dǎo)體設(shè)備的需求高峰將集中在2018、2019年。
各類設(shè)備中,光刻機(jī)所占份額最大,預(yù)計(jì)達(dá)30%,對(duì)應(yīng)1264億的市場(chǎng)空間??涛g設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備占比約20%,均對(duì)應(yīng)843億空間,以上三類設(shè)備占到總設(shè)備需求的70%。檢測(cè)設(shè)備、清洗設(shè)備、其他設(shè)備各自對(duì)應(yīng)421、337、506億空間。
(五)中國(guó)浮現(xiàn)了一批優(yōu)秀的國(guó)產(chǎn)設(shè)備企業(yè),產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用
02專項(xiàng)培育了一批國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)軍者。02專項(xiàng)組織了一批國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備公司進(jìn)行了一系列重點(diǎn)工藝和技術(shù)的攻關(guān),攻關(guān)領(lǐng)域涵蓋光刻機(jī)、PVD、CVD、離子注入機(jī)、清洗機(jī)、檢測(cè)設(shè)備等各類半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備,并以此培育了一批具有先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè),包括北方華創(chuàng)、中電科、沈陽(yáng)拓荊、上海微電子、中微半導(dǎo)體等。
國(guó)產(chǎn)設(shè)備已在8、12英寸產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用。在02專項(xiàng)、產(chǎn)業(yè)大基金的支持和培育下,我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)取得了一系列技術(shù)和產(chǎn)品的突破,多項(xiàng)專項(xiàng)項(xiàng)目結(jié)項(xiàng),多種類、多型號(hào)半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)成功,且包括刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備、清洗機(jī)等在內(nèi)的關(guān)鍵半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備已在65-28nm制程晶圓產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)了批量應(yīng)用,成為中芯國(guó)際等晶圓生產(chǎn)廠商的baseline機(jī)臺(tái),說(shuō)明國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備已有進(jìn)入主流晶圓生產(chǎn)線供貨體系的能力。此外多項(xiàng)14nm制程設(shè)備也開(kāi)始進(jìn)入生產(chǎn)線進(jìn)行工藝驗(yàn)證,有望在未來(lái)兩年內(nèi)進(jìn)入產(chǎn)線。
對(duì)于大陸半導(dǎo)體設(shè)備廠商來(lái)說(shuō),除光刻機(jī)目前只能滿足90nm制程芯片生產(chǎn),難以進(jìn)入新建產(chǎn)線設(shè)備需求外,其他設(shè)備基本都已滿足晶圓產(chǎn)線的量產(chǎn)需求。由于地理上的優(yōu)勢(shì),國(guó)產(chǎn)設(shè)備商在與晶圓生產(chǎn)商在合作進(jìn)行設(shè)備的開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證上有巨大的便利性,且國(guó)產(chǎn)設(shè)備在性價(jià)比和售后服務(wù)上有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),疊加國(guó)家對(duì)于半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的政策指引,國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商有望借助中國(guó)大陸晶圓產(chǎn)線的密集投建實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)設(shè)備滲透率的快速提升,同時(shí)迎來(lái)自身業(yè)績(jī)的高速爆發(fā)期。
四、砥礪前行中的國(guó)產(chǎn)設(shè)備公司
(一)北方華創(chuàng):國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體前道生產(chǎn)設(shè)備龍頭
北方華創(chuàng)前身七星電子,2001年9月由北京電控整合原國(guó)營(yíng)700廠、706廠、707廠、718廠、797廠、798廠的優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)和業(yè)務(wù)成立,主營(yíng)清洗、擴(kuò)散設(shè)備等半導(dǎo)體設(shè)備以及精密電子元器件,2010年在深圳交易所上市。
整合北方微電子,產(chǎn)品體系國(guó)內(nèi)最豐富。2016年,公司通過(guò)非公開(kāi)發(fā)行股份完成了與北方微電子的戰(zhàn)略重組,并引入了大基金成為公司股東。此后公司改名為北方華創(chuàng)。重組后公司的半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)品系列得到極大豐富,新增了刻蝕設(shè)備、物理氣相沉積設(shè)備(PVD)、化學(xué)氣相沉積設(shè)備(CVD),基本涵蓋了除光刻機(jī)外的各類前道半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備,是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、產(chǎn)品體系最豐富、涉及領(lǐng)域最廣的高端半導(dǎo)體工藝設(shè)備供應(yīng)商。
此外公司還將業(yè)務(wù)拓展至光伏單晶爐等真空設(shè)備,以及涂布機(jī)等鋰電設(shè)備。四大業(yè)務(wù)中,半導(dǎo)體設(shè)備以及電子元器件仍然是最主要的業(yè)務(wù),占到2017上半年?duì)I收的56%、33%。
公司產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用,技術(shù)不斷突破發(fā)展?jié)摿薮?/span>。公司承接了12個(gè)國(guó)家02重大科技專項(xiàng)子課題,已先后完成了12寸90-28nm刻蝕機(jī)、PVD、立式氧化爐、清洗機(jī)、LPCVD等設(shè)備的研發(fā)工作,并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,02專項(xiàng)在研課題16/14nm工藝制程設(shè)備也在加速研發(fā)中。目前公司的14nm等離子硅刻蝕機(jī)已交付客戶,28nm單片銅清洗機(jī)已進(jìn)入中芯國(guó)際生產(chǎn)線,退火設(shè)備也進(jìn)入了中芯國(guó)際、華力微, 28nm Hardmask PVD、Al-Pad PVD設(shè)備已率先進(jìn)入國(guó)際供應(yīng)鏈體系,12英寸清洗機(jī)累計(jì)流片量已突破60萬(wàn)片大關(guān),化學(xué)氣相沉積(CVD)進(jìn)入14nm工藝驗(yàn)證階段。在先進(jìn)封裝領(lǐng)域,公司刻蝕機(jī)和PVD設(shè)備已在全球主要企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,其中PVD機(jī)臺(tái)已成為全球排名前三的CIS封裝企業(yè)的首選機(jī)臺(tái)。公司半導(dǎo)體領(lǐng)域下游客戶包括中芯國(guó)際、武漢新芯、華力微電子、華進(jìn)半導(dǎo)體等國(guó)內(nèi)主要晶圓生產(chǎn)商,業(yè)績(jī)有望深度受益半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化,迎來(lái)高速發(fā)展。
公司每年投入巨額的研發(fā)費(fèi)用來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)和工藝上的不斷追趕和突破,2016年共投入研發(fā)費(fèi)用7.6億元,占到營(yíng)業(yè)收入的46.7%。高額的研發(fā)投入是公司產(chǎn)品不斷獲得突破以及客戶認(rèn)可的關(guān)鍵。
(二)長(zhǎng)川科技:集成電路檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)軍者
檢測(cè)是半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),在IC設(shè)計(jì)、晶圓制造和封裝測(cè)試三大環(huán)節(jié)中均需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè),以保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。檢測(cè)設(shè)備主要包括測(cè)試機(jī)、分選機(jī)和探針臺(tái)。測(cè)試機(jī)的作用是將芯片的引腳與測(cè)試機(jī)的功能模塊連接起來(lái),并通過(guò)施加輸入信號(hào)和檢測(cè)輸出信號(hào),判斷芯片功能和性能指標(biāo)的有效性。分選機(jī)和探針臺(tái)是將芯片的引腳與測(cè)試機(jī)的功能模塊連接起來(lái)并實(shí)現(xiàn)批量自動(dòng)化測(cè)試的專用設(shè)備。在設(shè)計(jì)驗(yàn)證和成品測(cè)試環(huán)節(jié),測(cè)試機(jī)需要和分選機(jī)配合使用;在晶圓檢測(cè)環(huán)節(jié),測(cè)試機(jī)需要和探針臺(tái)配合使用。
公司成立于2008年,自成立以來(lái)一致專注于集成電路測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造和銷售,是國(guó)內(nèi)稀缺的可以生產(chǎn)集成電路測(cè)試設(shè)備的公司。目前公司產(chǎn)品涵蓋測(cè)試設(shè)備中的測(cè)試機(jī)(包括大功率測(cè)試機(jī)、模擬/數(shù)?;旌蠝y(cè)試機(jī)等),分選機(jī)(包括重力下滑式分選機(jī)、平移式分選機(jī)等),測(cè)試機(jī)和分選機(jī)兩種產(chǎn)品占到公司營(yíng)業(yè)收入的95%以上。
自上市以來(lái),公司業(yè)績(jī)快速增長(zhǎng),2016年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入1.24億元,五年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到58%。
我國(guó)集成電路封測(cè)行業(yè)快速成長(zhǎng)。在《綱要》和大基金的推動(dòng)下,我國(guó)加快了集成電路產(chǎn)業(yè)的布局,由于集成電路的封測(cè)環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘較低,屬于勞動(dòng)密集型行業(yè),因此近年來(lái)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。2016年我國(guó)集成電路封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1564億元,同比增長(zhǎng)13%。在國(guó)內(nèi)密集投建晶圓廠的背景下,集成電路封測(cè)市場(chǎng)規(guī)模有望保持每年10%以上的增長(zhǎng)率。
大陸集成電路封測(cè)公司已占據(jù)重要市場(chǎng)地位,份額達(dá)23%。通過(guò)自主研發(fā)和并購(gòu),中國(guó)大陸的集成電路封測(cè)公司也在快速成長(zhǎng),并在國(guó)際市場(chǎng)上占據(jù)了重要的地位。全球前十的封測(cè)廠商中,大陸公司占據(jù)三席,分別是長(zhǎng)電科技、華天科技、通富微電,三者合計(jì)占到2016全球集成電路封測(cè)市場(chǎng)份額的22.7%。其中長(zhǎng)電科技在“蛇吞象”收購(gòu)星科金朋后一舉成為全球第三大封測(cè)廠,市占率達(dá)到15%。
公司與國(guó)內(nèi)封測(cè)龍頭均有密切的業(yè)務(wù)合作,長(zhǎng)電科技、華天科技、通富微電均是公司前五大客戶之一,三者占到公司銷售收入的60%-70%。與國(guó)內(nèi)封測(cè)龍頭的密切業(yè)務(wù)合作為公司業(yè)績(jī)的穩(wěn)定增長(zhǎng)提供了保障,但也存在客戶集中度較高的風(fēng)險(xiǎn)。
(三)晶盛機(jī)電:國(guó)內(nèi)稀缺的晶體硅生長(zhǎng)設(shè)備龍頭
晶盛機(jī)電前身是上虞晶盛機(jī)電工程有限公司,成立于2006年,2010年改制為股份有限公司,并于2012年5月登陸創(chuàng)業(yè)板上市。通過(guò)并購(gòu)與自身的外延發(fā)展,公司實(shí)現(xiàn)了多元化的業(yè)務(wù)布局,覆蓋了光伏、半導(dǎo)體、LED、藍(lán)寶石四個(gè)領(lǐng)域。
晶體硅生長(zhǎng)設(shè)備仍是公司最主要業(yè)務(wù)。公司的晶體硅生長(zhǎng)設(shè)備可應(yīng)用于光伏、半導(dǎo)體等下游領(lǐng)域,一直是公司的最主要業(yè)務(wù),公司業(yè)務(wù)多元化之后晶體硅生長(zhǎng)設(shè)備的營(yíng)收占比有所下滑,但仍占到70%以上。2017年由于光伏行業(yè)對(duì)于晶體硅生長(zhǎng)設(shè)備的需求出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng),晶體硅生長(zhǎng)設(shè)備的營(yíng)收占比達(dá)到了82%。
受益光伏行業(yè)回暖,公司業(yè)績(jī)顯著回升。2006-2011年間光伏行業(yè)粗放式、野蠻式的發(fā)展致使行業(yè)整體呈現(xiàn)嚴(yán)重的產(chǎn)能過(guò)剩、價(jià)格戰(zhàn)激烈的格局,加上全球經(jīng)濟(jì)衰退,美國(guó)“雙反”、歐洲“反傾銷”等因素,我國(guó)光伏行業(yè)迎來(lái)了寒冬,公司業(yè)績(jī)受行業(yè)影響也進(jìn)入谷底。2015年起,受益于領(lǐng)跑者計(jì)劃、分布式光伏發(fā)展、光伏扶貧等因素的推動(dòng),國(guó)內(nèi)光伏行業(yè)出現(xiàn)了明顯的復(fù)蘇。各大光伏廠商紛紛擴(kuò)產(chǎn),公司業(yè)績(jī)隨之顯著回升。2017年前三季度公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入12.57億元,同比增長(zhǎng)87%,實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn)2.53億元,同比增長(zhǎng)95%,前三季度業(yè)績(jī)已經(jīng)超過(guò)2016全年。其中2017Q3單季度實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入4.49億元、歸母凈利潤(rùn)1.11億元,是單季度業(yè)績(jī)的歷史最好水平。
公司是國(guó)內(nèi)稀缺的半導(dǎo)體硅生長(zhǎng)設(shè)備龍頭,已突破12寸硅片生產(chǎn)技術(shù)。硅片是半導(dǎo)體行業(yè)最重要的材料之一,目前半導(dǎo)體硅片的市場(chǎng)被海外公司壟斷,前五大硅片供應(yīng)商占據(jù)92%的市場(chǎng)份額,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片存在巨大的供需缺口,倒逼半導(dǎo)體硅片國(guó)產(chǎn)化。單晶爐是半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)的重要設(shè)備,公司是國(guó)內(nèi)稀缺的半導(dǎo)體硅生長(zhǎng)設(shè)備提供商,公司承擔(dān)了02專項(xiàng)中的“300mm硅單晶直拉生長(zhǎng)設(shè)備的開(kāi)發(fā)”、“8英寸區(qū)熔硅單晶爐國(guó)產(chǎn)設(shè)備研制”兩大項(xiàng)目,均已通過(guò)專家組驗(yàn)收。8英寸區(qū)融單晶爐已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,12寸設(shè)備也已滿足了工業(yè)化量產(chǎn)的需求。
國(guó)產(chǎn)硅片項(xiàng)目陸續(xù)投建,帶來(lái)巨大單晶爐設(shè)備需求。目前已有統(tǒng)計(jì)的國(guó)內(nèi)硅片商規(guī)劃產(chǎn)能達(dá)到每月330萬(wàn)片,以單臺(tái)單晶爐每月產(chǎn)出8000-10000片硅片計(jì)算,330萬(wàn)片的月產(chǎn)能將帶來(lái)330-410臺(tái)的單晶爐需求,未來(lái)隨著其他國(guó)產(chǎn)硅片項(xiàng)目的持續(xù)上馬和落地,對(duì)單晶爐的需求仍將有進(jìn)一步的提升,預(yù)計(jì)可達(dá)600-1000臺(tái)。
公司產(chǎn)品已經(jīng)批量供貨,獲國(guó)際一線廠商認(rèn)可。公司半導(dǎo)體硅生長(zhǎng)設(shè)備產(chǎn)品已經(jīng)成功為有研半導(dǎo)體、環(huán)歐半導(dǎo)體、金瑞泓等國(guó)內(nèi)知名半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)商供貨,累計(jì)銷售了幾十臺(tái)設(shè)備,并建立了穩(wěn)定的合作關(guān)系。2017年7月公司獲得臺(tái)灣合晶科技子公司900萬(wàn)美元的設(shè)備訂單,標(biāo)志公司產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)獲得國(guó)際一線廠商的認(rèn)同。
強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,公司切入國(guó)產(chǎn)大硅片生產(chǎn)領(lǐng)域。2017年10月,公司發(fā)布公告,與無(wú)錫市人民政府、中環(huán)股份簽署了《戰(zhàn)略合作協(xié)議》,將共同在宜興市開(kāi)展建設(shè)集成電路用大硅片生產(chǎn)與制造項(xiàng)目。11月公司與中環(huán)股份、中環(huán)香港、無(wú)錫產(chǎn)業(yè)發(fā)展集團(tuán)共同出資50億元成立中環(huán)領(lǐng)先半導(dǎo)體公司,共同進(jìn)行大硅片的研發(fā)和生產(chǎn),公司出資5億元占10%股權(quán)。本次的合作對(duì)象中,中環(huán)股份是國(guó)內(nèi)最大、全球第三大的區(qū)熔硅片供應(yīng)商,在半導(dǎo)體領(lǐng)域有多年的技術(shù)積累,無(wú)錫市則是我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)源地之一。本次合作集合了三家的各自優(yōu)勢(shì),將在技術(shù)、市場(chǎng)、稅收、人才等領(lǐng)域具有獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。公司也借此舉切入國(guó)產(chǎn)大硅片生產(chǎn)領(lǐng)域,并加強(qiáng)在設(shè)備領(lǐng)域的市場(chǎng)開(kāi)拓和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
(四)至純科技:高純工藝系統(tǒng)龍頭
公司主要為電子、生物醫(yī)藥及食品飲料等行業(yè)的先進(jìn)制造業(yè)企業(yè)提供高純工藝系統(tǒng)的整體解決方案,以上行業(yè)均對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中原材料的純凈程度有極高的要求,極少量的不純物都會(huì)影響產(chǎn)品的性能,甚至導(dǎo)致產(chǎn)品的報(bào)廢。公司在高純工藝系統(tǒng)領(lǐng)域的長(zhǎng)期積累使得公司的產(chǎn)品已經(jīng)可以將不純物含量控制到ppb(十億分之一)及一下,可以滿足集成電路等對(duì)不純物含量要求最為嚴(yán)苛的行業(yè)。
公司在創(chuàng)立之初客戶主要集中在醫(yī)藥行業(yè),2008年公司將業(yè)務(wù)重心轉(zhuǎn)致光伏領(lǐng)域,并前瞻布局了半導(dǎo)體行業(yè),隨著國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展,半導(dǎo)體領(lǐng)域已經(jīng)成為公司主要的下游客戶領(lǐng)域,占比超過(guò)50%,公司業(yè)績(jī)也隨之出現(xiàn)了高速增長(zhǎng),2017上半年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入1.58億,同比增長(zhǎng)46%,實(shí)現(xiàn)扣非后凈利潤(rùn)1.96億,同比增長(zhǎng)47%。
作為國(guó)內(nèi)高純工藝系統(tǒng)行業(yè)的先行者,公司在國(guó)內(nèi)同行業(yè)企業(yè)中具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),公司客戶均為行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè),如電子行業(yè)的中國(guó)電子科技集團(tuán)48所,光伏的晶澳太陽(yáng)能、英利能源,LED的上海和輝,半導(dǎo)體領(lǐng)域的上海新進(jìn)芯微電子有限公司、海力士半導(dǎo)體(重慶)等。在優(yōu)質(zhì)客戶群獲得的廣泛認(rèn)同,使公司擁有較強(qiáng)銷售定價(jià)能力。
(五)中微半導(dǎo)體:介質(zhì)刻蝕設(shè)備國(guó)內(nèi)王者
中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司是一家致力于微觀制程設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)一體化的高科技創(chuàng)業(yè)公司;
刻蝕機(jī)技術(shù)達(dá)到全球先進(jìn)水平,產(chǎn)品已進(jìn)入國(guó)際大廠生產(chǎn)線。中微半導(dǎo)體介質(zhì)刻蝕設(shè)備技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位,高端介質(zhì)刻蝕設(shè)備市占率全球第三,國(guó)內(nèi)份額超過(guò)50%,刻蝕機(jī)在線臺(tái)數(shù)年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到48.44%。目前中微半導(dǎo)體產(chǎn)品具備45-14nm量產(chǎn)能力,7納米制程設(shè)備已進(jìn)入臺(tái)積電供應(yīng)鏈。中微半導(dǎo)體即將進(jìn)入下一世代5納米、甚至3.5納米工藝??蛻舭↖ntel、三星、臺(tái)積電、聯(lián)電、海力士、意法半導(dǎo)體和博士半導(dǎo)體等國(guó)際大廠。公司已將核心業(yè)務(wù)由半導(dǎo)體前工序的高端刻蝕,拓展到包括 3D 的先進(jìn)封裝, MEMS在內(nèi)硅通孔刻蝕。
入股沈陽(yáng)拓荊,布局PECVD。沈陽(yáng)拓荊致力于研究和生產(chǎn)世界領(lǐng)先的極大規(guī)模集成電路行業(yè)專用薄膜設(shè)備,兩次承擔(dān)國(guó)家科技重大專項(xiàng)。公司是國(guó)內(nèi)唯一能夠生產(chǎn)適用于大規(guī)模集成電路生產(chǎn)線的PECVD設(shè)備供應(yīng)商,自主研發(fā)的12英寸PECVD設(shè)備,擁有100%知識(shí)產(chǎn)權(quán)。其用于90-40納米集成電路的生產(chǎn),具備14-10納米技術(shù)的延伸性,性能指標(biāo),達(dá)到世界領(lǐng)先水平。設(shè)備已在近10家國(guó)內(nèi)及臺(tái)灣企業(yè)的大估摸集成電路及先進(jìn)封裝生產(chǎn)線實(shí)施量產(chǎn),累積超過(guò)50萬(wàn)片。
產(chǎn)品市場(chǎng)空間巨大,未來(lái)成長(zhǎng)可期。半導(dǎo)體前段刻蝕和薄膜設(shè)備,每年將有超過(guò)80億美元的市場(chǎng),先進(jìn)封裝MEMS刻蝕,將有20億美元的市場(chǎng),公司產(chǎn)品市場(chǎng)空間較大。中微2017年銷售將達(dá)11億元人民幣,中微目標(biāo)2020年實(shí)現(xiàn)20億元銷售,力爭(zhēng)2050年達(dá)到50億元躋身國(guó)際前五大半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商。
(六)上海微電子:國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的希望
光刻機(jī)技術(shù)受到國(guó)外封鎖。光刻機(jī)是所有半導(dǎo)體設(shè)備中技術(shù)含量最高,涉及系統(tǒng)集成、精密光學(xué)、精密運(yùn)動(dòng)、精密物料傳輸、高精度微環(huán)境控制等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù),是整個(gè)半導(dǎo)體制造環(huán)節(jié)最為關(guān)鍵的設(shè)備。正是由于光刻機(jī)的技術(shù)含量如此之高,歐美國(guó)家一直對(duì)我國(guó)采取禁運(yùn)措施,最先進(jìn)的幾代光刻機(jī)對(duì)華禁售。
光刻機(jī)是半導(dǎo)體設(shè)備中最大的一個(gè)行業(yè),2015年市場(chǎng)總規(guī)模約100億美元(設(shè)備總規(guī)模367億美元),光刻機(jī)分別應(yīng)用在晶圓制造的前道以及先進(jìn)封裝環(huán)節(jié)。目前我國(guó)光刻機(jī)處于技術(shù)追趕階段,尤其是前道光刻機(jī),最先進(jìn)的設(shè)備由上海微電子制造,目前量產(chǎn)能力可達(dá)到90nm,國(guó)家“02“專項(xiàng)的65nm光刻機(jī)研制成功,目前正在進(jìn)行整機(jī)考核,光刻機(jī)技術(shù)在90納米是一個(gè)技術(shù)臺(tái)階,邁過(guò)90納米很容易做到65納米,對(duì)65納米的進(jìn)行升級(jí)就可以做到45納米。02專項(xiàng)提出光刻機(jī)到2020年出22納米的光科技設(shè)備。
深耕光科技領(lǐng)域,先進(jìn)封裝光刻機(jī)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率80%。上海微電子裝備(集團(tuán))股份有限公司(簡(jiǎn)稱SMEE)主要致力于半導(dǎo)體裝備、泛半導(dǎo)體裝備、高端智能裝備的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、銷售及技術(shù)服務(wù)。公司設(shè)備廣泛應(yīng)用于集成電路前道、先進(jìn)封裝、FPD面板、MEMS、LED、Power Devices等制造領(lǐng)域。;
SMEE致力于高端投影光刻機(jī)的研發(fā)和量產(chǎn),目前已有四大系列光刻機(jī)產(chǎn)品,截至目前公司光刻機(jī)領(lǐng)域直接持有專利近1500項(xiàng),產(chǎn)品技術(shù)逼近世界先進(jìn)水平,躋身世界前四行列,正在突破國(guó)際廠商的壟斷格局。公司前道光刻機(jī)最先進(jìn)量產(chǎn)制程達(dá)到90nm,先進(jìn)封裝光刻機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)出口,國(guó)內(nèi)市占率為80%,全球市場(chǎng)份額為40%。2015年先進(jìn)封裝光刻機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為1.5億美元,未來(lái)隨著先進(jìn)封裝光刻技術(shù)的大量應(yīng)用,市場(chǎng)空間將進(jìn)一步擴(kuò)大,公司作為該領(lǐng)域龍頭企業(yè)將率先受益。
五.風(fēng)險(xiǎn)提示
行業(yè)發(fā)展不及預(yù)期,公司業(yè)務(wù)拓展不及預(yù)期。