中国什么时候能成为生产半导体芯片的世界领先者?

中国什么时候能成为生产半导体芯片的世界领先者?,第1张

中国大陆和台湾将成为2020年芯片和半导体生产增长的主要驱动力。这是国际半导体产业协会(SEMI)报告中的结论。报告指出,明年全球新晶圆厂建设投资总额将达500亿美元。其中,中国大陆将投资240亿美元,台湾将投资130亿美元。

芯片半导体是现代电子产品的基础。没有它们就不能生产电脑、智能手机、电视和许多类型的家用电器。由于中国依然是一个全球工厂,对这些产品的主要需求在中国,也就不足为奇了。根据IC Insights的数据,中国去年占据了全球半导体份额的近60%。而来自美国国际战略研究中心(CSIS)的数据则显示,这些产品中只有16%在中国生产。2018年中国进口了价值3120亿美元的芯片和半导体——超过了中国石油进口总额。

然而这种对进口的依赖对中国的经济繁荣构成威胁。在美国禁止本国公司为中国电信公司中兴通讯提供设备和组件之后,后者一度陷入困境。随后这些对中兴通讯的制裁被解除,但很快另一个中国电信巨头华为又陷入美国类似制裁的大火包围之中。2018年华为从高通公司、英特尔、美光科技公司和博通公司采购了价值130亿美元的高科技组件和产品。

实际上中国已经能生产自己的芯片。例如,华为拥有自己的麒麟和Ascend芯片。第二家中国制造商——Unisoc通信,也准备明年将5G芯片推向市场。小米和阿里巴巴也报道了各自在这方面的发展情况。

大多数分析人士一致认为,中国将能完全依靠自己的技术生产芯片和半导体至少还需要5-10年的时间。由此可见,中国政府制定的到2025年提供70%自己生产的芯片似乎很现实。另一方面,西方的竞争对手也不会原地踏步,他们将不断完善自己的技术。因此未来十年争夺全球生产芯片领导者地位的博弈将会异常激烈

很多人可能知道IBM是全球最大的IT服务商,但鲜有人知,在半导体制造领域,IBM也曾是领跑者。

1988年,IBM搭建了全球第一条200mm晶圆生产线。随后在2002年,IBM又建成了全球最先进的300mm生产线。数据显示,2003年,IBM的晶圆代工业务凭借6.3%的市场份额曾挤进世界前三强,仅次于台积电和联电,IBM在半导体领域一时风光无两。然而, 时过境迁,美国担心的事情正在发生——IBM也开始在芯片生产环节寻求亚洲厂商代工,至此连同AMD和英特尔在内的美国三大芯片巨头都开始依赖亚洲芯片代工厂。

据外媒报道,当地时间8月17日, IBM发布了一款用于新型数据中心的处理器芯片——Power10 ,这款芯片由三星电子生产,采用7nm EUV(极紫外光刻)工艺,其性能将是上一代的3倍。据悉,Power系列是IBM面向企业级用户推出的高性能处理器芯片, 最早由IBM自己生产,然后交给格芯负责代工,后者是一家位于美国的半导体晶圆代工厂商,也是世界第三大晶圆代工厂,现在再交给三星电子。

开头提到,既然IBM拥有半导体制造部门, 曾在半导体制造领域占据一席之地,那么为何今天会依赖外部市场代工呢?IBM是如何走到这一步?

当初,IBM建立晶圆工厂的目的是为自家产品提供生产服务,帮市场代工不是主要考虑。但是, 由于英特尔的强势竞争,IBM的处理器产品在市场逐渐边缘化,导致IBM销售的处理器数量很难填补工厂的庞大产能 ,这意味着制造均摊的成本大幅增加。半导体制造是个需要时刻保持更新的行业, 生产工艺每数年升级一次,动辄耗资数十亿美元,如果没有大量出货,那么很难负担制造成本。

随着制造成本增加,IBM逐渐减少对半导体制造部门的投资。根据Gartner市调公司的调查数据显示, 2004年,IBM公司在半导体制造领域以10亿美元的资本支出位列全球第11位;到2010年,这一排名已跌出20名开外。

同时,研发和生产投资跟不上使IBM的生产工艺落后市场,产品竞争力不足。 2010年,POWER处理器第7代所用的生产工艺是45nm,同时期最先进的已跨入32nm工艺时代。 由于达不到经济规模效应,芯片制造部门成为IBM的"包袱"。 2013年,半导体制造部门占IBM营收为1.4%,但该部门每年亏损最多达到15亿美元。

IBM只能选择将该业务剥离出去,来改善IBM的盈利能力。 2014年10月,IBM宣布将旗下全球半导体制造业务出售给格芯,把业务重点放在核心的芯片设计和系统创新上。

除IBM外,AMD和英特尔也选择将高端芯片业务交由亚洲厂商代工。2018年8月,由于格芯制程工艺落后,其最大客户AMD宣布采用7nm制程工艺的处理器和芯片,全部交由台积电代工;2019年,英特尔将部分14nm订单外包给三星生产; 2020年7月,英特尔与台积电达成协议,从2021年采用台积电的6nm制程工艺量产处理器或显卡。这三大美国半导体供应商都有一个相同的特征——曾经或现在居于全球最大半导体芯片制造商队列。

在这样的背景下,美国越来越担心半导体制造业务过分依赖外部市场,可能存在风险 ,尤其是疫情冲击全球供应链,更加剧这种担忧。最近,美国就计划重振本土半导体行业,在6月提出相关法案斥资370亿美元(约合2600亿元人民币)用于扩大本土研究和制造业务。 那么,为什么美国会在半导体制造领域"式微"、对亚洲的代工厂越来越依赖呢?

美国是半导体芯片的发源地,在经历了成熟的发展阶段后, 美国芯片企业认为半导体制造业务投入成本高昂、技术开发周期快,于是考虑将重心放在芯片设计这个高附加值的环节。 1990年代,美国涌现了一批优秀的Fabless企业,即只负责芯片的电路设计与销售的企业。

随着后来经济全球化进程加快、国际分工理念广泛得到认同,美国一些IDM(集芯片设计、制造、封装和测试等多个环节于一身的运营模式)企业逐渐将芯片制造部门剥离出去, 转型成为Fabless企业,就如今天文章的主人公IBM类似,这推动了美国芯片制造业务大量向亚洲区域转移。

上文提到过,半导体制造部门具有很高的资金和技术壁垒,需要持续研发更优的生产工艺和投入巨资改良生产线,这种行业特点容易造成强者愈强的局面。 亚洲地区的半导体企业专注晶圆代工环节,并紧贴市场需求变化,这意味着它们的生产线迭代速度能够保持行业最快。 伴随着时间的推进,亚洲地区逐渐发展出最成熟的半导体制造业务,并涌现了一批高端代工企业,如台积电、联电、中芯国际等。

此消彼长,不进则退, 随着亚洲的先进制程工艺水平不断提高,美国芯片制造与之的差距也在拉大,而且趋势是越来越难跟上 ,如今美国在全球芯片制造的占比也大幅下降。 英国《金融时报》指出,目前全球仅有12%的芯片在美国制造。

不难看到,虽然美国还是全球半导体行业的霸主,但在芯片制造领域已然面临巨大的挑战,随时还可能被甩到更后,也因此当前美国正出台各种扶持本土芯片产业的政策,以试图扭转这种局面,而全球半导体芯片制造格局或有可能迎来新的变化。

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近年来,半导体芯片产业已成为技术创新的先驱,在世界经济发展中占有越来越重要的地位。完整的半导体芯片行业包括子行业,例如硅片制造,芯片设计和制造以及芯片封装。最上游的是芯片设计公司和硅晶圆制造公司。 芯片设计公司根据客户需求设计电路图,而硅晶片制造公司则以多晶硅为原料来制造硅晶片。 芯片制造公司的中期任务是将由芯片设计公司设计的电路图移植到由硅晶片制造公司制造的晶片上。然后将完成的晶片发送到下游芯片封装和测试工厂进行封装和测试。 半导体芯片材料 是指用于硅晶片制造,芯片制造和封装的电子化学品的总称, 包括硅晶片,光掩模,光刻胶,光刻胶辅助设备,层压基板,引线框架,键合线,模塑化合物,底部填充剂,液体密封剂等等 ,因此,半导体芯片材料是电子工业的广义上游,并在芯片制造和其他下游应用场景中发挥着重要作用。

雅克 科技 最初的主要业务是磷酸酯阻燃剂的研发,生产和销售,上游原料是石油化工产品,例如硝酸盐,环氧丙烷和氯氧化磷。

2016年,公司以收购华飞电子为起点,开始积极转型进军半导体芯片行业;

2017年与韩国Foures成立了雅克·福瑞(Jacques Furui),并扩展到芯片设备方面,生产用于输送前体材料和其他化学品的LDS输送系统;

2018年与江苏(UP Chemical)、科美特合并,开始经营前体/ SOD和氟化特种气体,进军光刻胶行业运营TFT-PR和光刻胶辅助材料,

到2020年,对LG 化学彩胶业务的收购进一步对光刻胶领域发力,并成为覆盖前体/ SOD,氟化特种气体,包装用硅粉和光刻胶的半导体芯片材料平台企业;

公司迄今为止的发展涵盖了半导体芯片薄膜光刻,沉积,蚀刻和清洁的核心领域,下游客户包括世界知名的半导体芯片制造商,如 SK海力士,三星电子,台积电,中芯国际,长江存储等 ,迅速成为了国内半导体材料“平台型”公司。

在半导体芯片材料领域,由于技术壁垒高,长期的研发投入和国内企业的积累不足,我国的半导体芯片材料大多处于国际分工的中低端领域,大部分产品的自给率低于30%,其中绝大多数产品是技术壁垒较低封装材料;在晶圆制造材料领域,国产化的比例较低,主要依靠进口,尤其是高端材料的国产化率小于10%。例如,12英寸大硅片和高端光刻胶基本上都依赖进口,并且进口替代品的空间非常大, 晶圆制造材料的种类很多,其中硅晶圆占37.3%,是最大的类别,其次是电子特殊气体占比13.2%,光掩模12.5%,光刻胶和辅助材料12.2%。

光刻是芯片制造中最重要的部分 ,这是将芯片设计图案从掩模转移到硅晶片,然后执行下一步蚀刻的过程, 成本占芯片制造的30%,时间占50% 。这是集成电路制造中最耗时,最困难的过程。在光刻期间,光刻胶被施加到硅晶片上,紫外线曝光后,光刻胶的化学性质发生变化,然后在显影后去除曝光的光刻胶,以实现从掩模到硅晶片的图形转移, 光刻胶是光刻工艺中的重要消耗品,它的质量和性能直接影响芯片生产线的产量,它是半导体芯片制造的核心材料之一

面板光刻胶可分为LCD胶和OLED胶。其中,用于LCD的光刻胶可分为TFT-PR,彩色光刻胶和触摸屏胶。 2019年,公司参股了江苏科特美新材料有限公司(韩国 Cotem)10%的股份。 Cotem的主要产品是TFT-PR和光刻胶辅助材料显影剂,清洁液,BM 树脂等。雅克 科技 通过参股参与了韩国 Cotem的生产和经营管理,并与之建立了长期的业务合作伙伴关系; 2020年2月公司成功收购LG 化学的彩色光刻胶业务,作为LCD色浆和OLED光刻胶的主要供应商之一,LG 化学在业界享有很高的声誉,技术先进,市场占有率很高 。收购后,公司成为LG Display 的长期供应商。从收入的角度来看,LG化学彩色光刻胶2019年实现收入8.65亿元,以国内LCD光刻胶市场为基准, 雅克 科技 有望成为国内LCD光刻胶的第一梯队的龙头企业,通过收购,LG 化学的量产和先进技术生产的光刻胶将在国内市场上具有很大的竞争力,有利于雅克 科技 迅速抢占国内市场份额。

第三季度,公司将其子公司韩国斯洋和韩国COTEM纳入合并报表范围,从而使公司的光刻胶业务带来营收; 2020年前三季度,营业收入为16.83亿元,同比增长23.72%归属于母公司所有者的净利润3.44亿元,同比增长85.17%;

A股上市公司半导体芯片新材料龙头股雅克 科技 处于中长期上升趋势中,整体涨跌结构趋于稳定,机构阶段性多空运作,据大数据统计,主力筹码约为63.16%,主力控盘比率约为55.25%; 趋势研判方面可以将25日均线与40日均线组合作为多空参考。


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