半導體崛起的必由之路——國產替代進口

2020-11-30 道科創
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5月15日,美國商務部工業與安全局(BIS)官方宣布,將嚴格限制華為使用美國的技術、軟體設計和製造半導體晶片進而保護美國國家安全。

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毫無疑問,這是美方對中國高端製造領域的再一次全力壓制。之前,華為雖被列入「實體清單」成員,但仍可以利用美國技術、軟體來設計半導體晶片並通過使用美國設備的海外代工廠來生產自己所需要的零部件。而現在,美國加大對華為的限制措施,這將從源頭上遏制華為在半導體領域的自主研發生產。

以華為自主研發的麒麟晶片為例,最新的麒麟990 5G的性能與行業競品相比毫不遜色。麒麟晶片與蘋果A系列晶片一樣,都是在ARM公版架構的基礎上再創新設計後交由晶片代工廠批量生產。

在這個過程中,明顯有兩個被限制的對象:1、ARM架構的使用權。2、批量生產的晶片代工廠。

ARM架構是全世界超過95%的智慧型手機和平板電腦都採用核心技術架構。ARM公司原先是一家英國晶片設計公司,後來被日本軟銀公司收購變成一家日本企業。

而華為麒麟晶片的批量生產代工製造商先前一直是臺積電,但隨著近日臺積電宣布將耗資120億美金在美國建立5nm晶片加工廠,華為也開始脫離臺積電代工,而選擇本土企業中芯國際代工生產。

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目前,華為麒麟990 5G所採用的是7nm+EUV生產工藝。而中芯國際最好的工藝是14nm FinFET生產工藝,也就是說中芯國際需要加大發展,突破技術瓶頸之後才能跟得上最新半導體行業的發展趨勢。

5月15日晚,中芯國際發布公告,國家大基金二期與上海集成電路基金二期同意分別向附屬公司中芯南方公司注資15億美元、7.5億美元。國家層面的加大半導體領域發展的決定再次顯現。

國產替代進口已經到了一個刻不容緩的關鍵時刻,而在眾多本土提供半導體製造設備的上市公司當中,中微公司絕對是一個高點坐標。

高端半導體設備的領軍者

中微公司全稱中微半導體設備(上海)股份有限公司。公司是面向全球的高端半導體設備公司,主要從事半導體設備的研發、生產和銷售,通過向全球集成電路和LED晶片製造商提供極具競爭力的高端設備和高質量服務,為全球半導體製造商及其相關的高科技新興產業公司提供加工設備和工藝技術解決方案。公司主要產品包括:刻蝕設備、MOCVD設備、VOC設備等。

半導體設備是半導體產業的基石,其投資總額佔半導體產線總投資的75%,是典型的高壟斷、高技術,高附加值的行業。中國大陸半導體設備需求量約佔全球總量的21%,已成為全球第二大半導體設備需求市場。全球半導體設備前五大生產廠商佔據著全部市場65%的份額,而國產半導體設備僅佔據1-2%的市場份額,國產替代進口的潛力巨大。另外,由於美國對華高科技企業的再次全力打壓,半導體晶片領域的國產替代進口的已經踩上了時代改革的步伐。

公司主營產品為等離子體刻蝕設備和MOCVD設備。

刻蝕設備部分技術水平和應用領域已達到國際同類產品的標準,並已應用於全球最先進的7納米和5納米生產線,正逐步打破國際領先企業在國內市場的壟斷。

MOCVD設備用途向MiniLED、MicroLED、功率器件等諸多新興領域拓展。公司MOCVD產品優勢明顯,在2018年下半年,佔據了全球新增氮化鎵基LEDMOCVD設備市場的60%以上。

中微公司的核心競爭力

1、領先的高端半導體設備

作為國產高端半導體設備領軍者,公司CCP、ICP和深矽刻蝕設備技術已經可以比肩國際大廠設備,已被廣泛應用於國際一線客戶65納米到5納米工藝。CCP刻蝕設備已達到國際先進水平,ICP刻蝕設備正加速技術追趕國際先進水平。

公司電容式(CCP)刻蝕設備已用於臺積電7nm/5nm邏輯製程,可望進入長江存儲128層3DNAND存儲產線。A、邏輯晶片領域:公司刻蝕設備已運用在國際知名客戶65納米到7納米的晶片生產線上;同時,也已開發出5納米刻蝕設備用於若干關鍵步驟的加工,並已獲得行業領先客戶的批量訂單。公司目前正在配合客戶需求,開發新一代刻蝕設備和包括更先進大馬士革在內的刻蝕工藝,能夠涵蓋5納米以下刻蝕需求和更多不同關鍵應用的設備。B、存儲晶片領域:公司刻蝕設備在3DNAND晶片製造環節,公司的電容性等離子體刻蝕設備可應用於64層的量產,同時公司根據存儲器廠商的需求正在開發新一代能夠涵蓋128層關鍵刻蝕應用以及相對應的極高深寬比的刻蝕設備和工藝。

刻蝕設備分為溼法刻蝕和幹法刻蝕,後者為當前主流,且不斷向低壓、高密度等離子濃度的ICP方向演進。薄膜沉積設備與刻蝕作用機理相反,受光刻機EUV波長限制,3DNAND極高深寬比和邏輯晶片的先進位程工藝需要靠刻蝕和薄膜沉積的多重掩膜版技術突破。

公司電感式(ICP)刻蝕設備正在加速技術提升:公司的電感性等離子刻蝕設備已經在多個邏輯晶片、存儲晶片廠商的生產線上量產,根據客戶的技術發展需求,正在進行下一代產品的技術研發,以滿足7納米以下的邏輯晶片、1X納米的DRAM晶片和128層以上的3DNAND晶片等產品的ICP刻蝕需求,並進行高產出的ICP刻蝕設備的研發。

2、國產替代進口周期的全面爆發

隨著中美在先進高端製造領域的摩擦不斷,中國將半導體行業聚焦國內的基本策略也將逐步顯現,這將加快本土半導體設備需求強勁增長。國內半導體行業正處於晶圓產能擴張的歷史機遇期,逆周期投資為本土設備需求提供了較強成長韌性。目前中芯國際、長江存儲、合肥長鑫等本土領軍企業正分別在邏輯電路晶片、3DNAND、DRAM存儲晶片領域布局先進位程產能且技術逐步成熟,為國產設備替代進口提供了良好的時間窗口。

以長江存儲為例,公司2020年Q1在長江存儲刻蝕設備中市佔率22%,較19年提升9.7pp。19年國內刻蝕設備市場規模達226億元,UVLED、Micro/MiniLED等新需求推動用MOCVD增長。隨著公司在邏輯晶片大馬士革和3DNAND極高深寬比刻蝕工藝以及UVLED、Micro/MiniLED用MOCVD的研發不斷推進,隨著公司產品市佔率有望繼續提升,公司業績有望在本次國產替代進口的過程中充分受益。

3、不斷加強的研發創新能力

公司積累了深厚的技術儲備和豐富的研發經驗,這一優勢保證了公司產品和服務的不斷進步。公司擁有多項自主智慧財產權和核心技術,截至2019年末,公司已申請1,467項專利,其中發明專利1,297項;已獲授權專利1,015項,其中發明專利859項。

2019年公司研發經費投入達4.25億元,同比增長50.74%,佔營業收入比例為22%。;研發人員數量為276人,同比增長15%,佔公司員工總人數的比例為38%。報告期內公司產品研發持續推進,獲得較多進展:

A、邏輯集成電路製造環節:公司刻蝕設備已運用在國際知名客戶65nm到7nm的晶片生產線上;同時已開發出5nm刻蝕設備用於若干關鍵步驟的加工,並已獲得行業領先客戶的批量訂單。

B、3DNAND晶片製造環節:公司CCP刻蝕設備可應用於64層的量產,同時正在開發新一代能夠涵蓋128層關鍵刻蝕應用以及相對應的極高深寬比的刻蝕設備和工藝。

C、ICP刻蝕設備:已經在多個邏輯晶片和存儲晶片廠商的生產線上量產,並在進行下一代產品的技術研發,以滿足7納米以下的邏輯晶片、1X納米的DRAM晶片和128層以上的3DNAND晶片等產品的ICP刻蝕需求,並進行高產出的ICP刻蝕設備的研發。

新基建有望帶動公司業績增長

2019年公司營收19.47億元,同比增長18.77元;其中專用設備收入15.87億元,同比增長13.55%;公司依託在刻蝕設備、MOCVD設備及其他設備領域領先的技術優勢以及良好客戶基礎,在邏輯晶片、3DNAND、DRAM等領域均有較好的業務拓展,業務規模不斷擴大,銷售收入不斷增長。公司淨利潤增長主要來自政府對於前道刻蝕設備的高強度支持,政府補助大幅增加,推動2019年度公司歸屬於上市公司股東淨利潤0.59億元,同比增長334.02%。

結束

雖然短期公司業績的增長依舊得益於政府對行業的大力扶持。但國產替代進口的大趨勢在可以預見的時間周期內將不會改變,在落後就要挨打的半導體領域,奮起直追才是中國工業向先進高端製造業轉變的必由之路,而作為國產半導體行業中為數不多,能和世界先進技術在同一起跑線上的中微公司值得投資長期持續關注。

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作者:毅林

來源:道科創

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