科创板最硬核公司即将登场!携手台积电打造最牛芯片生产线,中微半导体过会

文/读懂科创板 杜东 2019/06/21 10:24 中微半导体 科创板 芯片

中微半导体即将登场!

对于市场化发行的科创板来说,过会不意味着上市成功,股票发的出去才算成功。

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但对于中微半导体来说,过会基本意味着已经成功了。

毕竟,鼎鼎大名的中微半导体,是我国为数不多的,在刻蚀设备领域取得突破的硬核公司。

刻蚀设备是晶圆制造中最重要设备之一。从2004年开始研发相关产品以来,中微半导体目前的刻蚀机已经涵盖65纳米、45纳米、32纳米、28纳米、22纳米、14纳米、7纳米到5纳米关键尺寸的众多刻蚀应用。其刻蚀机的工艺水平已达世界先进水平。

2017年7月,台积电宣布,中微半导体被纳入其7nm工艺设备商采购名单。去年12月,中微半导体自主研制的5纳米等离子体刻蚀机正式通过台积电验证,将用于全球首条5纳米制程生产线。

目前,高端刻蚀机仅美国上市公司应用材料、东京电子和中微半导体等少数几家,能通过台积电5nm验证的更少。

这也是国内半导体厂商第一次参与世界最先进的芯片研发生产行列。

今日,中微半导体通过发审会,科创板最硬核企业即将登场。

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刻蚀设备工艺已不输国际先进水平

中微半导体主要产品为MOCVD设备和刻蚀设备,其中最有前景的产品无疑是刻蚀设备。

芯片的“地基”晶圆在制造中有七大类关键工艺:光刻,刻蚀,掺杂,薄膜生长,热处理,抛光和清洗等工艺。需要用到光刻机,刻蚀机,CVD,PVD,CMP抛光机,湿/干法清洗设备,氧化扩散炉,离子注入机,等其中,最核心是光刻、刻蚀,薄膜生长三道工艺。

刻蚀机用来按光刻机刻出的电路结构,在硅片上进行微观雕刻,刻出沟槽或接触孔的设备。其对加工精度的要求非常高。“我们的等离子刻蚀机在芯片上的加工工艺,相当于可以在米粒上刻10亿个字的水平。”中微半导体创始人尹志尧曾如是表示。

刻蚀设备是晶圆制造中最重要设备之一。根据 SEMI 统计,2017 年按全球晶圆制造设备销售金额占比类推,目前刻蚀设备、光刻机和薄膜沉积设备分别占晶圆制造设备价值量约24%、23%和18%。

刻蚀设备市场规模巨大。根据VLSI Research统计,2018年全球半导体设备系统及服务销售额为811亿美元。2018年半导体设备在中国大陆的销售额估计为128亿美元,同比增长56%,约占全球半导体设备市场的21%,得力于国内大规模的投资建设晶圆工厂,中国大陆已成为仅次于韩国的全球第二大半导体设备需求市场。

但由于国外巨头起步较早,凭借资金、技术、客户资源、品牌等方面的优势,前五大半导体设备制造厂商占据了全球半导体设备市场 65%的市场份额。国内半导体设备同样依赖进口,根据中国电子专用设备工业协会的统计数据,2018 年国产半导体设备销售额预计为109亿元,自给率约为13%,大多数集中在6英寸、8英寸产线进入12英寸高端产线的核心设备更是寥寥无几。

目前国内生厂商刻蚀设备主要是2家,一家是北方华创,另一家就是中微半导体。

在刻蚀机领域,按照需要刻蚀的材料来分主要有三种类型的刻蚀机:金属刻蚀机,硅刻蚀机和介质刻蚀机,三种设备并不通用。其中硅刻蚀和金属刻蚀相对容易,而介质刻蚀则是最难的工艺,因此介质刻蚀机也是最难做的刻蚀设备。

北方华创主要侧重于金属刻蚀机,硅刻蚀机,中微半导体侧重于介质刻蚀机。

中微半导体从2004年开始研发电容性等离子体刻蚀设备(CCP),主要做介质刻蚀。目前已经拥有5款产品,涵盖65纳米、45纳米、32纳米、28纳米、22纳米、14纳米、7纳米到5纳米关键尺寸的众多刻蚀应用。

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20nm工艺后,平面的CMOS工艺已经走到极限,集成电路晶体管技术开始进入3D结构,16/14的FinFET ,以及3D NAND FLASH等立体结构的各种芯片不断出现,这对制造环节提出极高的要求。

20nm以下的绝缘层已经非常薄,多层的NAND 芯片,只要有任何一层在工艺中出错,则导致整片晶圆爆发,因此对介质刻蚀提出了近乎苛刻的要求。

中微半导体从2012年开始开发电感性等离子体刻蚀设备(ICP),主要用于刻蚀单晶硅、多晶硅等材料,主要用于封测厂。到目前为止已成功开发出单反应台的 Primo nanova刻蚀设备。ICP较CCP技术要求更高,目前双反应台ICP刻蚀设备正在研发中。公司的ICP刻蚀设备主要是涵盖14纳米、7纳米,5nm技术在和台积电研发阶段。

根据招股书显示,中微半导体的设备基本上都已经达到国际先进水平。

但不可否认,和国际大公司极强的财力和人力,长时间的技术积累带来的产品稳定性和名声,国内公司突围需要时间。

但依靠性价比优势,中微半导体正逐渐进入国内外巨头的视线。2017年7月,台积电宣布中微半导体纳入其7nm工艺设备商采购名单,这是中国蚀刻机厂商第一次出现在台积电供应商采购名单中。

去年12月,中微半导体自主研制的5纳米等离子体刻蚀机正式通过台积电验证,将用于全球首条5纳米制程生产线。目前,通过全球高端刻蚀机玩家仅剩下美国公司应用材料(Lam Research)东京电子和中微半导体,而通过台积电5nm工艺认证的则更少。

近期,国内两家国内知名存储芯片制造企业采购中微半导体的产品。中微半导体在企业A中的采购份额占比已达15%,在企业B中的份额已经达到17%。

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截至 2018 年末,中微半导体的产品已经累计服务国内外40余条先进芯片生产线。

2018年,中微半导体的营业收入16.39亿,净利润0.91亿。

“半导体是一个周期性行业,从行业发展来判断,近三年是一个低潮期。低潮期晶圆工厂的投资肯定会缩水,因此中微的业绩会不太好看,但熬过这几年一旦进入景气周期,巨头投入巨资开始新建晶圆工厂的时候,中微的业绩则会迅速爆发。目前一台刻蚀机的售价在300-400万美金左右。差不多新建一条12英寸晶圆工厂工厂,各类型刻蚀机差不多要采购100台到200台,对应20k-30k的月产能,如果产能更多,则需求量更大,因此一条线基本就有几十亿的刻蚀机设备采购需求,中微拿个几十台订单,这就10亿以上的销售额了,外加中微针对化合物半导体的MOCVD,两者在景气周期营收应该相当可观。”品利基金半导体投资经理陈启对读懂君表示。

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打破国外垄断!一年卖106台MOCVD设备

除了刻蚀机外,中微半导体在LED芯片的MOCVD机台上也取得了突破。

LED产业链主要分为衬底加工、LED外延片生产、芯片制造和器件封装四个领域。其中,外延片的生产是半导体照明产业技术含量最高、对最终产品品质、成本控制影响最大的环节。

关于外延片,通俗点的解释是,把晶圆原材料进行加工,形成的半成品。后续外延片经过多道工序加工后成为芯片。举个例子,晶圆好比土地,芯片好比装修好的新房,外延就是土地上盖的毛坯房。

而MOCVD设备就是用来制造外延片的。与集成电路需要在多种核心设备间循环的制造工艺不同,外延片的生产主要是通过MOCVD单种设备实现。

因此,作为LED制造中最重要的设备,下游LED芯片厂商对MOCVD设备采购金额一般占LED生产线总投入的一半以上。MOCVD设备的数量,成为衡量LED制造商产能的直观指标。

为了吸引投资,各地政府更是直接对企业采购MOCVD进行补贴。2009年,扬州率先出台MOCVD补贴政策,设立25亿元的资金,根据型号不同企业购置MOCVD设备每台至少补贴800万元,最多1000万元。各地政府纷纷效仿,一场MOCVD补贴大战就此拉开。

过去,全球的MOCVD市场基本被维易科和爱思强垄断,肥水都流了外人田。随着国内越来越多的企业涉足MOCVD设备,情况发生了明显改变。其中,中微半导体更是国产MOCVD设备企业中的佼佼者。

招股书显示,2018年中微半导体在MOCVD设备上的销量为106台,较去年同期增长85.96%。同期,销售MOCVD设备的收入在8.32亿,占其总收入的50.76%。

在刻蚀设备尚未发力的阶段,MOCVD设备销售成为公司的主要收入来源。

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106台是什么概念?根据高工LED数据显示,过去两年,整个中国市场每年年预计新增的MOCVD为大约250台,按照中微半导体今年106台的出货量,国内市场占有率可以达到40%以上,这是非常不错的成绩。

截至2016年,LED芯片国产率提升至76%,达到了106亿元,进口仅为33亿元。彻底改变了以往LED芯片100%进口的尴尬局面。要知道,三安光电在2016年前购买的MOCVD,基本不是维易科的,就是爱思强的。

更重要的是,随着国内LED芯片产业的高速发展,全球LED芯片产能逐渐向中国大陆转移,带来三安光电,华灿光电等一批LED芯片厂商脱颖而出,逐鹿全球市场。

数据显示,中国LED芯片占全球比重已经由2013年的27.00%提升至2017年的37.10%。其中,作为中国LED芯片的龙头企业三安光电,更是喊出2018年全球市占率提升到22%的目标,可谓野心勃勃。

关键技术突破和产能转移,进一步带来MOCVD设备需求的增加。根据LED inside统计,中国已经成为全球MOCVD设备最大的需求市场,MOCVD设备保有量占全球比例已超40%。

尽管,维易科和爱思强仍然在全球MOCVD市场占有份额优势,但其地位已经明显不如以往那般稳固。

其中,最先掉队的是爱思强。

2015年,由于爱思强产品的技术不能满足三安光电的需求,导致其丧失了三安光电这一全球最大客户。2016年,一度还被传出要被中国资本收购,后来遭到奥巴马的亲自否决。

而过去几年,维易科也在与中微半导体的各种专利官司上屡屡败诉。

长期来看,由于中国已经逐渐掌握了LED生产各个环节的技术,在芯片,封装等领域均诞生了像中微半导体这样具备极强竞争力的龙头企业。LED产业向中国转移几乎是不可逆转的趋势。

这么看来,VEECO走向衰落也是大势所趋,中微半导体有望在这个领域取得更好的成绩。

不过,受限于市场规模和市场饱和度,中微半导体在MOCVD设备上的表现,或许远没有蚀刻机来的亮眼。

 

 

算上中微半导体,上交所已经受理了近10家业务涉及集成电路的公司。集成电路,也成为目前上交所受理公司最多的行业。

其中不乏一些国内半导体细分领域处于领先的企业。除了本文提到的中微半导体外,安集微电子在CMP研磨液领域也成功打破了外国垄断,澜起科技更是全球内存接口芯片的龙头老大。

此外,复旦微电子等集成电路产业链公司也相继申请科创板上市。

毫不夸张的说,在未来相当长的时间里,集成电路将会是科创板最大的主题之一。

其背后的逻辑在于,设立科创板,除了完善我国的资本市场体系外,还有一个极其的重要任务——帮助中国在核心领域取得突破,彻底完成经济上的产业升级。

在中国经济转型升级的路上,集成电路工业是最核心的阵地。

过去十年,中国在下游制造业和自主品牌上发展迅速。所以你能看到,越来越多的产业向国内转移,比如上文提到LED产业;越来越多的电子零部件厂商取得技术上的突破,比如京东方;越来越多的中国品牌开始在抢占世界市场的份额,比如华为、小米。

令人遗憾的是,在最为核心的集成电路工业上,中国始终没有取得实质性突破。

2018年,我国集成电路行业实现销售收入2519.3亿,但其中自给率仅为15.35%。也就是说,85%——超过2000亿元的芯片要依赖于进口。

根据WSTS统计数据,2017年全球半导体销售额已达4122亿美元,较1987年增长50倍,年复合增速达15%。换言之,这是一个万亿级的市场,且随着信息化程度的提高,市场规模有望持续增加。

集成电路又是一个将丛林法则演绎到了极致的行业——胜者为王。在细分领域内,一位赢家甚至可以拿走整个行业的利润,这是在其他行业不曾看到的。

以核心设备光刻机为例,荷兰ASML已经占据了大约80%的市场份额,其中最先进的EUV光刻机单台售价超过1亿美元。2018年,ASML收入109亿欧元,净利润26亿欧元。

而我们的目标,就要在这个超级产业完成逆袭。未来相当长时间内,我们都要做好战斗的准备。如果我们成功,中国就是真正的超级大国。如果这两个领域我们失败了,中华民族复兴就不能称之为成功。

与其他国家从单一领域突破不同,中国的做法是将人力财力覆盖整个产业链。这是中国PK欧美日整个制造业集团。这样的消耗是极其巨大的。

因此除了国家的支持,更少不了资本市场的帮助。与其说集成电路需要科创板,不如说中国需要科创板。

试想一下,在科创板的帮助下,再用一二十年时间,中国能掌握从最上游的集成电路设备,到集成电路制造,到集成电路设计、封测,到中游的零部件,到下游的消费电子终端的设计、研发、品牌,以及在终端运行的各种软件应用,我国毫无疑问就是顶端国家了。

而这一切,至少从现在往未来看,已经隐约看得见了。

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