芯片設(shè)備大爆發(fā)！

芯師爺|Core master|

2022-03-10 11:28:16 10

從去年開始缺芯現(xiàn)象，延續(xù)到現(xiàn)在，絲毫不見好轉(zhuǎn)。

上個月發(fā)生的香港500萬芯片被*、深圳千萬芯片被偷事件，告訴我們事情大有愈演愈烈之勢。

各類芯片終端需求持續(xù)*盛，導(dǎo)致晶圓代工各制程產(chǎn)能嚴(yán)重不足。

國內(nèi)的晶圓廠，因?yàn)楫a(chǎn)能緊張，只能優(yōu)先滿足長期合作伙伴，中小客戶就算預(yù)先付款，也未必能按時(shí)拿到貨。

為了應(yīng)對這個情況，各大廠商從3月份開始就紛紛公告擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。

臺積電、三星計(jì)劃投資金額均超過1000億美元，國內(nèi)中芯國際、華虹半導(dǎo)體等企業(yè)也紛紛加大資本開支。

缺芯事件，也讓老美意識到芯片產(chǎn)能的重要性，從去年開始陸續(xù)推出跟半導(dǎo)體有關(guān)的法案，其中還包括520億美元的投資計(jì)劃。

根據(jù)SEMI6月份發(fā)布的最新報(bào)告，今年全球?qū)⑿陆ㄔO(shè)19座晶圓廠，而明年將會增加10座。

其中，中國大陸和臺灣地區(qū)將各新建8個晶圓廠，其次是北美，將新建6個。

一直以來，許多對半導(dǎo)體行業(yè)不太了解的朋友們都有一個嚴(yán)重的認(rèn)知誤區(qū)，那就是覺得中國芯片的主要問題在于制造工藝落后。

比如，看到臺積電、三星的5nm芯片已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，正在聚焦3nm制程，就認(rèn)為中芯國際的14nm、28nm工藝很落后。

因此，會覺得國內(nèi)的當(dāng)務(wù)之急是趕緊發(fā)展先進(jìn)工藝，盡快向7nm、5nm沖擊。

而事實(shí)是，中芯國際制造工藝雖然能達(dá)到14nm，但占收入比重極小，2020年為2%，2021年預(yù)期提升到4%。

28nm占營收的比重也僅為6%，大部分收入還是依賴成熟工藝，即90~45nm。

相比于制造工藝落后，國內(nèi)芯片產(chǎn)能過低才是更大的問題。

造芯片，不是只需要光刻機(jī)就行了，還要經(jīng)過刻蝕、沉積、離子注入、清洗、氧化、檢測等環(huán)節(jié)，缺一不可。

目前中國最不缺光刻機(jī)，DUV光刻機(jī)可以正常購買，真正缺的是其他環(huán)節(jié)被美國把持的設(shè)備。

最近，美國又開始限制28nm設(shè)備對我國的出口，企圖在成熟工藝上限制我們的產(chǎn)能。

除了手機(jī)芯片對工藝要求較高，其他智能設(shè)備需要的芯片，國內(nèi)企業(yè)的成熟工藝基本都可以達(dá)到。

比如，汽車芯片、顯示驅(qū)動IC、電源管理芯片、物聯(lián)網(wǎng)連接IC、Wi-Fi6等芯片都需要28nm工藝制造。

比起高端芯片，國內(nèi)更缺成熟工藝，8寸比12寸緊缺，90/55/28nm比7/5nm緊缺。

以等效8英寸產(chǎn)能計(jì)算，中芯國際的產(chǎn)能僅有臺積電的10%~15%，根本無法滿足國內(nèi)需求。

制造產(chǎn)能不足，極大制約國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，2020年我國集成電路供給量為227億美元，需求量為1430億美元，自給率僅為15.9%。

進(jìn)出口上，2020年我國集成電路進(jìn)口3500億美元，出口1166億美元，貿(mào)易逆差高達(dá)2334億美元，進(jìn)口芯片中，多為45nm以上的成熟工藝。

“自研”雖然振奮人心，但并不能解決當(dāng)前的產(chǎn)能不足的問題，與其追求7nm、5nm，不如先做好成熟工藝。

韋爾股份的CIS、PMIC、Driver，兆易創(chuàng)新的NOR、MCU，匯頂科技的指紋識別，圣邦股份的模擬IC，卓勝微的射頻芯片。

這些公司的芯片都屬于12寸成熟工藝（90~45nm），并非所謂的先進(jìn)工藝（14~5nm），但即便如此，國內(nèi)也缺乏相應(yīng)的成熟代工產(chǎn)能與其配套。

根據(jù)各公司一季報(bào)披露信息，中芯國際產(chǎn)能利用率為98.7%，華虹半導(dǎo)體利用率為104.2%，繼續(xù)維持高位狀態(tài)。

2021年*半導(dǎo)體大會上，工程院院士吳漢明談到國內(nèi)芯片產(chǎn)能問題，就認(rèn)為國內(nèi)還需要再建設(shè)8個中芯國際的產(chǎn)能。

目前，以中芯、長江存儲、合肥長鑫為代表的國內(nèi)廠商都在積極擴(kuò)產(chǎn)，此輪新建晶圓廠和擴(kuò)產(chǎn)完成后，能很大程度上緩解我國芯片產(chǎn)能問題。

新建晶圓廠的最大投資項(xiàng)是半導(dǎo)體設(shè)備，占總投資額的近80%，各大廠擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目建設(shè)，會帶來大量的設(shè)備需求。

在美國出口限制越來越強(qiáng)的背景下，半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)替代的趨勢不可阻擋。

“國產(chǎn)化”、“去美化”一直是半導(dǎo)體領(lǐng)域的熱門話題，凡是涉及國內(nèi)半導(dǎo)體技術(shù)突破、重大進(jìn)展的新聞，熱度總是居高不下。

比如前陣子，電子信息研究所所長溫曉君接受環(huán)球網(wǎng)采訪的文章就引起了爭議。

文中先是表示國產(chǎn)14nm芯片有望到明年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但這一表述明顯有問題，因?yàn)閺牟牧系皆O(shè)備，14nm工藝明年全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，根本不現(xiàn)實(shí)。

隨后，環(huán)球網(wǎng)就修改了關(guān)于明年量產(chǎn)14nm國產(chǎn)芯片的話，避免了誤會。

其實(shí)，對于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，我們需要有一個清醒的認(rèn)識，那就是想實(shí)現(xiàn)“國產(chǎn)化”非常困難。

完全“國產(chǎn)化”難度究竟有多高呢？

這么說吧，半導(dǎo)體是一個深度全球化的產(chǎn)業(yè)，理論上沒有任何一個*可以實(shí)現(xiàn)“國產(chǎn)化”。

半導(dǎo)體設(shè)備美國為主，日歐為輔；

半導(dǎo)體材料日本為主，歐美為輔；

芯片代工臺灣省為主，韓國為輔；

芯片設(shè)計(jì)美國為主，中國大陸為輔；

封測臺灣省為主，中國大陸為輔。

日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)曾經(jīng)占領(lǐng)全球50%的市場，后期卻在芯片設(shè)計(jì)、制造等領(lǐng)域失勢。

韓國在儲存芯片領(lǐng)域一家獨(dú)大，但原材料始終無法“去日本化”。

強(qiáng)如美國，光刻機(jī)、半導(dǎo)體材料等也得靠進(jìn)口。

所以，芯片“國產(chǎn)化”雖然聽上去振奮人心，但路子并不好走。

對現(xiàn)在的中國半導(dǎo)體來說，比“國產(chǎn)化”更迫切的是“去美化”，即與美國脫鉤，對其強(qiáng)勢領(lǐng)域進(jìn)行國產(chǎn)替代。

半導(dǎo)體設(shè)備這邊，美國除了光刻機(jī)之外，在薄膜沉積、檢測、刻蝕機(jī)、清洗機(jī)、離子注入等設(shè)備上都有很強(qiáng)的優(yōu)勢，全球前十大半導(dǎo)體設(shè)備公司中，美國占據(jù)了四席。

2020年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額711.8億美元，其中，中國大陸為187.3億美元，占全球市場26.3%。

中國大陸超越臺灣省，成為全球*大市場，但國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備自制率仍較低，2020年國產(chǎn)化率約為16%。

半導(dǎo)體設(shè)備中，光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備、質(zhì)量檢測設(shè)備價(jià)值最高。

2020年這四類設(shè)備市場規(guī)模分別為132億美元、123億美元、138億美元、72億美元，占比分別為21%、20%、22%、11%。

從國產(chǎn)化率來看，清洗設(shè)備、CMP設(shè)備國產(chǎn)化率相對較高，最有可能率先國產(chǎn)化。

刻蝕、薄膜沉積、檢測設(shè)備國產(chǎn)滲透較快，同時(shí)市場規(guī)模也足夠大，賽道更好。

其他環(huán)節(jié)，要么是國內(nèi)企業(yè)競爭力太弱，如光刻機(jī)，要么市場太小，目前不用過于關(guān)注。

綜合考慮國產(chǎn)化率、市場規(guī)模、是否上市等因素，刻蝕、薄膜沉積、檢測、清洗這四大設(shè)備存在投資價(jià)值。

（1）北方華創(chuàng)VS中微公司

北方華創(chuàng)和中微公司是國內(nèi)少有的兩家平臺型設(shè)備公司，共同點(diǎn)是體量大、產(chǎn)品線豐富、研發(fā)實(shí)力強(qiáng)。

北方華創(chuàng)布局更加*，涵蓋刻蝕、薄膜沉積、熱處理、清洗等設(shè)備；

中微公司刻蝕設(shè)備為主，包含部分薄膜沉積設(shè)備（MOCVD）。

單論刻蝕設(shè)備，中微明顯強(qiáng)于北方華創(chuàng)。

全球刻蝕設(shè)備市場呈現(xiàn)壟斷格局，泛林半導(dǎo)體、東京電子和應(yīng)用材料公司排前三，CR3超過90%。

而在本土晶圓廠的刻蝕設(shè)備市場中，國際三家龍頭占據(jù)78%市場，中微公司市占率13%，北方華創(chuàng)市占率6%。

技術(shù)上，中微同時(shí)開發(fā)了CCP刻蝕（市場規(guī)模48億美元）、ICP刻蝕（市場規(guī)模76億美元），而北方華創(chuàng)僅包含ICP刻蝕。

中微的CCP刻蝕工藝可以覆蓋65nm~5nm的微觀器件，在國內(nèi)28nm晶圓廠的市占率為39%，已進(jìn)入臺積電最新工藝產(chǎn)線。

以長江存儲18~20年刻蝕設(shè)備招標(biāo)情況為例，中微公司排名第二，占比15%，明顯強(qiáng)過北方華創(chuàng)。

但從整體看，北方華創(chuàng)產(chǎn)品基本具備28nm國產(chǎn)替代能力，是國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的*龍頭。

北方華創(chuàng)在刻蝕機(jī)、薄膜設(shè)備（PVD、CVD）、清洗機(jī)、氧化爐等設(shè)備上都屬于國內(nèi)一線，技術(shù)、市占率*。

如果說中微公司是單科成績拔尖，刻蝕機(jī)技術(shù)可以接近*級水準(zhǔn)，那北方華創(chuàng)就是全科平衡，基本都屬于國內(nèi)*水平，平臺屬性更強(qiáng)。

目前，市場對北方華創(chuàng)更加認(rèn)可，3月份股價(jià)觸底后，一路向上，不斷創(chuàng)出新高；而中微公司拉胯嚴(yán)重，目前仍然處于低位反彈階段。

從“國產(chǎn)化”角度來探討，想要實(shí)現(xiàn)28nm工藝完全國產(chǎn)化，北方華創(chuàng)或許是中間最重要的一環(huán)。

多產(chǎn)品布局，使得在國產(chǎn)替代的過程中，北方華創(chuàng)擁有的市場空間大大高于中微公司，這也是兩家公司股價(jià)走勢截然不同的原因。

（2）檢測設(shè)備

檢測設(shè)備主要用于檢測芯片性能與缺陷，貫穿于半導(dǎo)體制造過程中的每一步主要工藝，按不同環(huán)節(jié)分為前道測試和后道測試設(shè)備。

前道測試設(shè)備（規(guī)模86億美元）主要用于晶圓加工環(huán)節(jié)，屬于質(zhì)量檢測，代表為精測電子。

后道測試設(shè)備（規(guī)模61億美元）主要用于晶圓加工后的封測環(huán)節(jié)，主要為電學(xué)檢測，與封測產(chǎn)能擴(kuò)張緊密相關(guān)，代表為長川科技、華峰測控。

精測電子2018年7月份成立了上海精測，開始布局半導(dǎo)體前道測試，目前推出了膜厚檢測設(shè)備、OCD檢測設(shè)備等多款產(chǎn)品。

前道測試設(shè)備中，膜厚測量、OCD檢測占比分別為12%、10%，精測電子的膜厚測量設(shè)備已經(jīng)成功小批量生產(chǎn)并進(jìn)入長江存儲生產(chǎn)線，OCD量測設(shè)備已取得訂單并已實(shí)現(xiàn)交付。

在前道測試設(shè)備上，國內(nèi)企業(yè)目前的競爭力較弱，處于技術(shù)、產(chǎn)品突破階段。

國內(nèi)三家廠商上海精測、中科飛測、上海睿勵雖能拿到訂單并交付，但都沒有形成規(guī)模化，放量很少。

精測電子雖然能蹭上半導(dǎo)體設(shè)備的概念，但相比其他領(lǐng)域的一線廠商，技術(shù)、產(chǎn)品都沒有明顯優(yōu)勢，因此市場給予估值也一直不高。

與之相反，后道測試設(shè)備賽道的兩家上市公司，長川科技、華峰測控就明顯有競爭力的多。

后道測試依附于封測廠，而我國正好是封測大國，擁有 “封測三杰”——長電科技、通富微電、華天科技，因此格局比前道好很多。

隨著三大封測廠商宣布擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，合計(jì)投資150億元擴(kuò)充原有產(chǎn)線，會直接增加對國產(chǎn)后道測試設(shè)備的需求。

后道測試設(shè)備主要分為探針臺、分選機(jī)、測試機(jī)（ATE），三者中，測試機(jī)市場最大，價(jià)值量更高。

華峰測控聚焦測試機(jī)，長川科技分選機(jī)為主、測試機(jī)為輔。

華峰測控的測試機(jī)國內(nèi)*，接近**水平，進(jìn)入了日月光、意法半導(dǎo)體、長電科技等封測龍頭供應(yīng)鏈。

測試機(jī)業(yè)務(wù)上，華峰2020年?duì)I收近4億元，是長川科技的4倍左右，公司整體毛利率為80%，也高于長川科技的50%。

由于測試機(jī)賽道好于分選機(jī)，也導(dǎo)致華峰測控的盈利能力明顯強(qiáng)于長川科技，但受制于單一賽道，成長速度不如多賽道布局的長川。

（3）清洗設(shè)備

前面提到，清洗設(shè)備是目前國產(chǎn)化率最高的半導(dǎo)體設(shè)備，由于技術(shù)難度較低，是最有可能率先完成國產(chǎn)替代的領(lǐng)域。

清洗的目標(biāo)是去除所有表面沾污，包括顆粒、有機(jī)物、金屬和自然氧化層。

隨著工藝流程延長且復(fù)雜，每個晶片在整個制造過程中需要至少超過200道清洗步驟，這也是為啥晶圓廠都這么耗水的原因。

清洗設(shè)備市場規(guī)模在35.6億美元左右，前三名迪恩士、東京電子和泛林半導(dǎo)體市場率超過90%。

盛美股份還沒上市，A股中只有北方華創(chuàng)、至純科技有清洗機(jī)業(yè)務(wù)，

盛美股份是龍頭，國內(nèi)企業(yè)中市占率最高，產(chǎn)品進(jìn)入中芯國際、長江存儲、SK海力士等企業(yè)供應(yīng)鏈，目前正在申報(bào)科創(chuàng)板IPO。

至純科技從2017年開始進(jìn)入清洗設(shè)備，隨后逐漸加大研發(fā)，即將進(jìn)入放量階段。

2020年，至純科技濕法清洗設(shè)備全年出貨超30臺，實(shí)現(xiàn)收入2.18億元，客戶包括華潤微、楚微、中車、燕東科技、臺灣力機(jī)電等企業(yè)。

公司目前訂單充足，2020年新簽訂單5.3億元，排產(chǎn)計(jì)劃已經(jīng)到了2022年。

至純目前的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)28nm濕法工藝全覆蓋，可以滿足國內(nèi)絕大部分晶圓廠的要求，單片清洗設(shè)備預(yù)計(jì)會在下半年批量交付，公司毛利率和凈利潤應(yīng)該會有不小的提升。

為了緩解當(dāng)下的缺芯危機(jī)，各大晶圓廠都在醞釀著一大波擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，直接利好上游半導(dǎo)體設(shè)備公司。

美國不斷的限制和打壓，也堅(jiān)定了國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)完成“去美化”、實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代的決心。

在國內(nèi)設(shè)計(jì)、制造、封測都在快速擴(kuò)張的時(shí)候，作為上游賣鏟子的設(shè)備廠商們，肯定也會迎來高速發(fā)展。

市場更加偏好平臺型的北方華創(chuàng)，以及產(chǎn)品有競爭力并實(shí)現(xiàn)放量的長川科技、華峰測控、中微公司等企業(yè)，給了很高的估值。

而至純科技、精測電子由于產(chǎn)品放量不多，目前估值較低，存在一定的預(yù)期差，未來隨著產(chǎn)品不斷量產(chǎn)，很可能會經(jīng)歷估值重塑。

考慮到大部分晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目會持續(xù)到22、23年，對設(shè)備的需求也會同步持續(xù)，設(shè)備廠商的業(yè)績也有相應(yīng)保證，景氣程度或許還將繼續(xù)蔓延。

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