美國對華爲的制裁升級,再次給國內科技廠商們敲響警鐘:經濟全球化背景之下,技術還是有國界的,我們需要掌握更多、更精尖的自主能力防範極端不確定性。
一方面,美國 5 月 15 日宣佈的新一輪制裁策略如果強制執行,那麼全球範圍內只要使用美國軟硬件技術或專利的半導體產業鏈廠商在爲華爲提供服務之前,都需要獲得美國政府的許可,華爲與全球芯片重點供應商之間的合作面臨被卡脖子的窘境,包括世界最大的半導體代工企業,可以處理最先進製程芯片的頭部代工廠商臺積電(TSMC),都很難預測未來能否順利承接來自華爲的鉅額訂單需求。
與此相對應的是,中國大陸規模最大的集成電路晶圓代工企業中芯國際很快宣佈,旗下的中芯南方獲得了來自國家集成電路基金二期以及上海集成電路基金二期的共計 22.5 億美元增資,此舉被普遍解讀爲中國在進一步加大對本土芯片製造廠商的扶植力度,推動半導體代工國產化追趕世界先進水平。

圖|半導體硅晶片加工(來源:TSMC)

中芯國際近年來已可以提供成熟的 0.35 微米到 28 納米晶圓代工與技術服務,14 納米也已經進入到客戶風險量產階段,但 14 納米以下比如 10 納米、7 納米乃至 5 納米的芯片製造工藝尚未完成突破,而 14 納米以下芯片工藝也是主流高端芯片的必要水準。
作爲中國本土晶圓代工龍頭企業,中芯國際自 2019 年 5 月從美國紐交所退市後,迴歸 A 股在科創板上市也於今年 5 月份正式提上日程,接下來在承接國產芯片製造訂單方面勢必起到關鍵作用,其在科創板上市也有望帶動整個國產半導體大盤升溫。
近期,我們透過掃描科創板半導體企業也觀察到,隨着近年來美國在半導體領域不斷加強制裁,危機與壓力之下其實正在倒逼一批國內廠商逆勢崛起,國產替代的趨勢正在漸成氣候。
新一輪半導體國產化紅利窗口被打開
在目前共計 280 餘家申報科創板的企業中,除去申請終止 / 中止的企業,我們共統計到 22 家半導體公司;在已發行上市的 108 家企業中,半導體企業數量佔到 13 家,比例約在 12% 左右,半導體企業是科創板的硬核擔當,他們的技術領先性如何?
從市值規模來看,其中突破千億市值的已有 2 家,分別是中微半導體和瀾起科技,8 家市值在 100-600 億元區間,3 家市值在 100 億元以下,國內資本市場給予了國產半導體廠商相對充分的認可。受這次華爲事件的影響,科創板半導體企業的市值近期再次獲得了明顯的增幅。
從 2019 年的營收基本面來看,13 家已在科創板上市的半導體企業大部分都展示出了較好的增長態勢,4 家企業的經營有些受挫。例如晶辰半導體和瀾起科技分別出現了 - 0.48% 和 - 1.13% 的微跌,晶辰半導體所在的領域爲多媒體智能終端 SoC 芯片,設計水平已達到 12 納米工藝,而瀾起科技主要是在爲雲計算和人工智能領域提供芯片解決方案,是全球可提供從 DDR2 到 DDR4 內存全緩衝 / 半緩衝完整解決方案的主要供應商之一。
神工半導體 2019 年的營收出現了 - 33.25% 的較大跌幅,該公司研發主攻在無磁場大直徑、單晶硅製造技術,固液共存界面控制技術以及熱場尺寸優化工藝等方向,這算是國內技術比較領先的半導體級單晶硅材料供應商,目前,該公司可實現最大 19 英寸的量產尺寸,可滿足 7 納米制程芯片製造刻蝕環節對硅材料的工藝要求,財報數據顯示,公司在 2018 年海外銷售佔比達 99.6%,2016-2018 年的神工半導體的營收復合年均增長率其實高達 153%,不過 2019 年貿易摩擦升級對半導體行業的影響,還是讓這家企業喫了虧。
2019 年營收同比增幅最大的企業是睿創微納(78.25%)、樂鑫科技(59.49%)、滬硅產業(47.71%)。睿創微納和樂鑫科技都是受益於智能終端產品的激增,在紅外探測器芯片、MEMS 傳感器、Wi-Fi 射頻和藍牙通信芯片、低功耗 MCU 芯片等方向已經形成了不錯的市場競爭力。
值得關注的是滬硅產業,該公司目前在 300mm 拋光片與外延片技術指標已達到業界領先水平,半導體硅片尺寸越大,對半導體硅片的生產工藝、設備、材料等的要求越高,目前,全球市場主流的產品是 200mm、300mm 直徑的半導體硅片。
據國際半導體產業協會(SEMI)的數據統計,前 5 大廠商在半導體硅片市場幾乎已形成壟斷局面,包括日本的信越化學和 Sumco、德國 Siltronic、韓國 Siltron、總部位於中國臺灣的環球晶圓等,合計行業銷售額比重高達 90%,滬硅產業雖然在全球市場份額上遠不及這些龍頭,但在工藝水平上並不落後,已經形成了可把控的國產替代優勢。
圖|荷蘭 ASML(阿斯麥)公司最尖端的 EUV(極紫外線)光刻機構造圖(來源:ASML)
工藝環節已有積累,尖端能力道阻且長
在半導體生產製造環節,科創板企業技術水平多處於技術空白填補階段,在細分環節上正努力打破國外絕對壟斷的局面。
芯源微是一個比較典型的企業,旗下光刻工序塗膠顯影設備(塗膠 / 顯影機、噴膠機)和單片式溼法設備(清洗機、去膠機、溼法刻蝕機)在國內已形成一定的規模。據中銀證券統計,中國本土晶圓產線上,塗膠顯影設備 95% 仍依賴進口,作爲光刻工藝中不可或缺的重要設備,國產化趨勢也勢在必行,芯源微是唯一一家有希望形成市場突破的本土企業,但技術差距也很明顯,芯源微光刻工藝膠膜均勻塗敷技術和內部微環境精確控制技術已覆蓋 28nm 及以上技術節點,與國際知名企業持平,但 28nm 以下技術節點暫無應用。
還有一家正在科創板受理階段的企業芯碁微裝,其在微納直寫光刻爲技術核心的直接成像設備及直寫光刻設備方面形成了初步的市場優勢,自主研發推出了適用於 500nm 及以上線寬的掩膜版製版光刻設備及 IC 製造直寫光刻設備,目前已成功實現該產品的進口替代能力。
中微半導體的離子體刻蝕設備、深硅刻蝕設備和 MOCVD 設備等關鍵設備正在讓國產高端刻蝕設備的技術水平更進一步,目前在 65nm、45nm、32nm、28nm、22nm、14nm、7nm 以及 5nm 微觀器件的多種刻蝕生產線上已有應用,聚焦用於集成電路、LED 芯片(包括先進封裝、MEMS)等微觀器件領域,部分技術水平和應用領域已達到國際同類產品標準。
整體來看,在爲數不多的科創板半導體企業中,細分功能的專用芯片已形成了較強的國產替代優勢,尤其是隨着近年來智能手機、IOT 設備、智能穿戴的量級增長和較快的迭代,國內相關半導體廠商的發展勢能有望進一步增強。
這些方向不限於多媒體智能終端 SoC 芯片、紅外探測器芯片、MEMS 傳感器、大規模數模混合 SoC 芯片、LED 照明驅動芯片以及存儲、模擬和混合信號集成電路、Wi-Fi 和藍牙雙模通信芯片、MCU 和 AI-IoT 芯片、電源管理芯片、高精度 ADC、信號鏈模擬芯片等等諸多細分領域。
此外,我們也必須客觀地認識到,芯片的生產製造是一套工藝複雜且精細化程度極高的流程,即便我們不計成本地投入技術研發,在高端芯片生產的諸多核心環節也難以完全由一個國家掌控,全球半導體產業鏈的信任合作機制仍是產業良性發展的保障。
值得欣慰的是,目前國內廠商已在半導體材料領域和部分關鍵生產設備環節上,正一點點進行技術積累和突破,比如化學機械拋光液、光刻膠去除劑、300mm 及以下的主流半導體硅片量產、單晶硅製造、光刻工序塗膠顯影設備、單片式溼法設備和泛半導體直寫光刻設備等方面有望挺進更高端的水平。
但是長期的技術鴻溝和壁壘並不能通過短促的研發投入和資本助力就能解決,我們在 14nm 及以下的先進半導體制造工藝上仍與國際一流廠商存在數代差距,加上最先進光刻機的重重進口阻礙,半導體國產替代方案其實是一件既讓人有信心,又讓人備感無奈的事情,國內廠商需要少一些自吹自擂和自嗨,多積累一些技術深耕和產業鏈核心技術話語權。
結語
宏觀層面來看,美國對華爲乃至擴大對其他中國科技企業的限制策略,或許意味着過去數十年中美在半導體、互聯網等領域的強關聯技術紐帶被日漸磨損,相關供應鏈和貿易進入了 “新紀元”,只不過這個“新紀元” 並沒有讓人產生美好的想象空間,儘管一方咄咄逼人,一方早有準備,但對整個產業生態來講仍是破壞性的。
例如,全球如今已有 170 多個國家的通信網絡基礎設施在使用華爲的蜂窩基站、服務器產品和服務等,美國強制切斷華爲的半導體供應鏈一定程度上也會波及很多其他國家和地區被迫尋找新的解決方案,而且,中國在許多美國半導體公司(例如高通)的收入中佔了最大份額,互相的鉗制和產業割裂只會造成兩國企業更大的經濟損傷,更無益於全球技術的協同進步。
從古至今,技術高地之爭一直是一個國家強弱的具體體現,也是全球格局變化的核心催化劑。對於中國企業來說,或許這只是 “新紀元” 試煉的開始,一方面,還是需要多方努力讓全球一體化協作回到正軌;另一方面,本土化的供應鏈體系要看清差距蓄勢發力,爲大國競爭提供 PlanB 方案。
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