芯片产业各环节国产率梳理,我们离芯片完全国产还有多远要走?

芯片产业各环节国产率梳理,我们离芯片完全国产还有多远要走?,第1张

半导体芯片产业是一个庞大、复杂的产业链条,产业的各个分支都有很多企业、无数员工不断研发、不断创新支撑着。半导体产业链从大的方向来说分为上游支撑、中游制造下游应用三个环节。上游支撑细分为半导体材料、半导体设备、EDA软件工具等。中游制造可以分为IC设计、晶圆制造、半导体封测三个环节。应用环节可以说渗透到了世界电子产品的方方面面,几乎所有的电子设备都需要用到芯片。

中美事件以来,国人对于芯片的概念已经有了初步的认识,几乎所有人认为中国应该摆脱芯片行业对外国的依赖,每个国人对于中国“缺芯”感到心痛,每个人都在问,中国何时能做到半导体芯片的完全国产化?但是很多人对于中国半导体芯片产业链各环节的国产化情况还不是很了解,现在就来给大家来梳理一下上游支撑环节的国产化情况。

首先介绍下上游支撑环节的国产情况。上游支撑环境可以说是半导体芯片领域最重要的环节,技术壁垒最高,研发复杂程度最大,西方垄断程度最大,也是真正掐我们脖子的地方。

首先是半导体设备这块。半导体设备可以分十一个大块。分别为:

1.去胶设备(国产率80%),这块国产化程度很高,而且已经做到了5nm工艺节点,几乎不用有任何担心。

2.刻蚀设备(国产率20%),这块国产化虽然不高,但是中微公司已经做出了5nm工艺技术,还给台积电供货,国产替代会马上起来,这块也不用担心。

3.热处理(国产率20%),由于国内最先进的制程就是14nm,这块技术已经足够满足中国的需求,但是还需要进一步研发,达到世界先进水平,这一块暂时不用担心。

4.清洗设备(国产率20%),这一块不是很担心,国产化率会起来的比较快。

5.PVD(国产率15%),这一块还得努力,国产化不高,技术水平也不是很好,好在北方华创这家公司比较靠谱,正在突破。

6.CMP(国产率15%),这一块已经有突破,国产化率会提得比较快。

7.CVD(国产率5%),这个技术难度比较大,差距大,国产率低,北方华创承担重任。

8.涂胶显影(国产率1%),技术难度高,国产率很低,差距比较大。

9.光刻机(0%),虽然说目前国产光刻机国产化几乎为0,但是上海微电子已经能量产90nm工艺,28nm的光刻机已经取得进展。但是光刻机是半导体产业链里技术最难的设备,而要达到7nm工艺制程,必须用到EUV光刻机,以目前中国的技术而言,未来几年能突破这一技术难点就很不错了。

10.ALD、离子注入(国产率0%),这一块往往是跟其他设备配套的,目前28nm其实已经够市面上大多数电子产品芯片的制备需求。

从这里可以看出,我们在半导体设备这块的国产化率还不是很高,但是在很多设备上其实已经达到目前主流电子产品芯片的制造要求。但是半导体设备领域里的光刻机是我们的痛点,没有先进的光刻机就不可能制造先进的芯片,关键先进的光刻机不是我们想买就能买到,荷兰为了遵守美国的命令,公然不交付中芯国际已经订下的EUV光刻机,我们对此毫无办法,是我们最应该大力攻破的点。

半导体材料可以细分为硅材料、光刻胶、湿电子化学品、电子特气、光掩模、抛光材料、靶材等。

1.硅材料(高端的国产化不足1%),硅材料是半导体材料里产值最大的一块。目前上海硅产业、中环股份已经能生产12英寸的硅材料,这种材料国产替代起来会很快,估计用不了多久这块的国产化率会显著提升。

2.光刻胶(国产率不足5%),这块是半导体材料里技术含量最高的一种。目前02专项已经重点布局了几个公司攻克,期待有好消息。

3.湿电子化学品(国产率23%),这块还好,稳步进行国产替代。

4.电子特气(国产率不足15%),这一块的产品线很多,不可能有国际所有的气体都是最先进,这种注定需要全球化,不是很担心。

5.光掩模(国产率20%),正在大力推进国产化。

6.抛光材料(国产率5.5%)目前安集 科技 已经突破了先进的抛光液的技术,准备量产,抛光垫由武汉的鼎龙股份突破,马上量产。这块先进的材料会起来,国产化会提升地很快。

7.靶材(产品线多),产品线多,不一而足。

材料这块最重要的是光刻胶的发展。

目前国产率只有0.6%。不过华大九天国产EDA公司将会形成数字全流程化,并且在芯片制造、封装测试系统中不断优化升级,虽然华大九天的技术很好,但是目前华大九天只是解决了产业流程的1/3的最终解决方案,所以完全国产化还任重而道远。

我国各个环节的国产率几乎都很低,但是很多环节技术已经足够,不用很担心。真正让人忧虑的是光刻机和EDA软件这两块,这是真正技术壁垒非常强,我们急需攻破的地方,希望中国芯片完全国产化的一天早日到来。

半导体芯片材料是半导体产业链中细分最广,半导体芯片材料主要分为圆晶制造材料和封装材料,具体而言, 晶圆制造材料包括光刻胶,光刻胶试剂,硅片,SOI,掩模,电子气体,工艺化学品,靶材,CMP材料(抛光液和抛光垫)和其他材料,封装材料包括引线框,包装基板,陶瓷基板,键合线,封装材料,芯片键合材料和其他封装材料 ,每种材料都包含数十种甚至数百种特定产品。

安集 科技 的主要业务是关键半导体芯片材料的研发生产,目前的产品包括不同系列的 半导体芯片化学机械抛光液和光刻胶去除剂 ,主要用于半导体芯片制造和高级半导体芯片封装领域, 公司成功地打破了国外制造商在半导体芯片领域对化学机械抛光液的垄断,实现了国产替代 ,并使中国企业在该领域具有独立的供应能力,公司的10-7nm技术节点产品正在开发中。

化学机械抛光(CMP) 是在半导体芯片制造过程中使晶片表面平坦化的关键过程,与传统的纯机械或纯化学抛光方法不同,CMP工艺将表面化学和机械抛光相结合,以微米/纳米级去除晶片表面上的不同材料,从而达到晶片表面的高度,用以保证平坦化效果使下一个光刻工艺得以进行。 CMP的主要工作原理是,在纳米研磨剂的机械研磨作用和纳米研磨剂的机械研磨作用之间的高度有机结合的情况下,抛光的晶片在一定压力下并在存在抛光液的情况下相对于抛光垫移动,在各种化学试剂的化学作用下,使抛光后的晶片表面满足高平整度,低表面粗糙度和低缺陷的要求。根据不同工艺和技术节点的要求,每个晶片在生产过程中将经历数个甚至数十个CMP抛光工艺步骤。

光刻胶去除剂 是一种高端的湿化学药品,用于在光刻工艺中去除光刻胶残留物,在晶圆光刻工艺结束时,必须使用光刻胶去除剂才能完全去除残留的光刻胶,然后再进入下一个工艺。对于这种工艺,目前只有少数国内供应商具有供应能力,公司的光刻胶去除剂可根据不同的应用领域分为三个主要系列,包括:集成电路制造系列,晶圆级封装系列和LED / OLED系列。

安集 科技 目前的客户主要是中国领先的集成电路制造商,先进的封装制造商和LED / OLED制造商,包括中芯国际,长江存储/武汉新芯,华虹集团,华润微电子,士兰微,长电 科技 、华天 科技 、通富微电、晶方 科技 、三安光电、和辉光电和中国台湾的台积电、联电、升阳 半导体、日月光、硅片等; 按份额比例占比前五的客户分别为中芯国际(约60%)、台积电(约8%)、长江存储(约7%)、华润微电子(约4%)和华虹半导体(约4%)。

长期以来,全球化学机械抛光液市场主要由美国和日本公司垄断,包括CabotMicroelectronics,美国Versum和日本Fujimi。作为一家国内公司, 安集 科技 成功打破了国外垄断,并抢占了一定的市场份额,目前半导体芯片抛光液产品约占全球市场份额的2.5%,尽管与全球巨头的差距仍然很大,但已逐渐开始实现国内替代并建立国际声誉 ;公司布局的另一个产品领域光刻胶去除剂,目前国内同样也主要依赖于进口,除美国的Versum和Entegris外, 光刻胶去除剂的细分主要公司还包括安集科 科技 和上海新阳。

前三季度公司实现营业收入3.09亿元,同比增长50.39%;净利润1.14亿元,同比增长145.49%;第三季度收入为1.17亿,同比增长53.50%。

A股上市公司半导体芯片材料龙头股安集 科技 目前处于震荡走势,据大数据统计主力筹码约为23.5%,主力控盘比率约为27.9%,主力筹码及控盘比率略显不足; 个股趋势股性可以参考5日均线与60日均线组合,当5日均线与60日均线处于多头排列且方向均为向上时,以5日均线作为多空参考。


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