半导体巨头并购提速,大硅片寡头垄断加剧,国产替代亟需突围

半导体巨头并购提速,大硅片寡头垄断加剧,国产替代亟需突围,第1张

硅片是生产芯片、分立器件、传感器等半导体产品的关键材料,目前90%以上的半导体产品均使用硅基材料制造,硅片占半导体材料市场规模比重约为37%,位居半导体三大核心材料之首,因此,半导体硅片被誉为半导体行业的“粮食”,虽然全球市场总规模不大,但至关重要。

近20年以来,半导体硅片长期被日本信越、日本胜高(SUMCO)、环球晶圆、德国Siltronic、韩国SK Siltron等少数寡头企业垄断。2019年,行业前五大企业合计销售额占全球半导体硅片行业销售额比重高达92%,我国90%以上的硅片需求依赖进口,基本不在国内生产,目前,硅片垄断局面还在加剧。

11月30日,德国硅片制造商Siltronic AG表示,正与环球晶圆开展深入谈判,后者拟以37.5亿欧元(约合45亿美元)将其收购,双方预期在12月第二周,取得Siltronic监事会及环球晶圆董事会核准后,进行BCA签署。

环球晶董事长徐秀兰指出,双方都认为结合后的事业体会有很好的成效,将更能互补地有效投资,进而扩充产能。

并购前,德国Siltronic为全球第四大硅晶圆厂,市占率约为7%,环球晶则为全球第三大厂,市占率达18%,收购完成后,环球晶在全球硅晶圆市场占有率有望一举跃升至25%,逼近日本胜高的28%,同时意味着全球晶圆市场将呈现日本信越、胜高、环球晶圆、SK Siltron四强争霸的格局,进一步垄断市场。

根据IC Insights的报告,今年仅ADI收购Maxim、英伟达收购ARM、SK海力士收购英特尔存储业务、AMD收购赛灵思四起收购案的交易额就高达1050亿美元,外加Marvell100亿美元收购Inphi、环球晶45亿美元收购德国Siltronic,2020年半导体并购金额已经创下 历史 新高。

去年,韩国SK Siltron为防止日本出口限制,收购杜邦碳化硅晶圆事业部,在区域全球化抬头的当下,各巨头抱团取暖,通过并购来加强各自的优势,以应对快速变化和复杂的局面。

以半导体设备巨头应用材料为例,在2018年之前的几十年内,应用材料长期稳坐全球半导体设备第一供应商的位置,凭借的就是全面且强大的产品线,特别是在具有高技术含量的半导体制造前道设备,该公司具有相当深厚的技术功底。

但从 历史 来看,应用材料正是通过一系列的并购,来加强自己实力的,虽然从1967年-1996年的30年间,应用材料只有一次核心业务相关的并购,但在1997年-2007年十年间,先后发起了14起并购案,不断完善自己的产品构成。

截至目前,应用材料的产品线涵盖了半导体制造的数十种设备,包括原子沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、离子注入机、刻蚀机、化学抛光及晶圆检测设备等,预计2020年,应用材料半导体设备的市场份额将从去年的15.9%提高至18.8%。

查阅了近几年的国内半导体海外并购案例,主要有五起:

2013年紫光集团17.8亿美元收购展讯,2014年9.07亿美元收购锐迪科,后合并成为紫光展锐;2015年合肥瑞成18亿美元收购高性能射频功率放大器厂商AMPLEON;2016年中信资本、北京清芯华创投资与金石投资19亿美元收购CMOS传感器厂商豪威 科技 ;

2016年长电 科技 以7.8亿美元收购新加坡封测厂金科星朋;2017年建广资产27.5亿美元收购恩智浦标准件业务,今年6月安世半导体正式注入闻泰 科技 。

其他的海外收购基本都在5亿美元以下,特别是国产替代加速的最近三年,鲜有海外并购的大案例,想着国内半导体厂不差钱,但为何还是买不来?

实际上,国内企业海外并购,特别是半导体海外并购还真不是钱多就能解决的问题,早在1996年,西方42国就签署了集团性限制出口控制机制——《瓦森纳协定》,简单来说,就是成员国内技术转让或出口无需上报,但向非成员国转让需要上报,以此达到技术转让监管和控制的目的。

并且这份协定很与时俱进,以大硅片为例,2019年底修订的《瓦森纳协定》,就新增了一条关于12英寸大硅片技术的出口管制内容,直指中国集成电路14纳米制程工艺,以及上游适用于14纳米工艺的大硅片。

封锁的还不止拉高纯度单晶硅锭的设备和材料,更是从切割抛光好的硅片具体参数上进行了限制,专门针对适用于14纳米制程工艺的各种硅片。所以说,小到具体产品参数都能安排的明明白白,更别说直接并购先进企业,基本没有可能。

如果说美国单方面打压华为是凭借自身实力,那么通过《瓦森纳协定》限制技术出口,就相当于是在全球拉圈子,限制圈内技术出口,圈外想用,就只能用廉价劳动换取圈内输出的高附加值成品,《瓦森纳协定》相当于“金钟罩”。所以并购不来的公司,只有自己造。

实际上,光伏用硅片已经被国内的厂家玩出白菜价,半导体用的硅片之所以被国外垄断,难度在于单晶硅的纯度和内部缺陷的控制,我们做的不好。

在纯度上,光伏用的硅片6个9就够了,但半导体硅片需要11个9,也就是99.999999999%,问题就在这个纯度上面,拉出来的单晶硅锭纯度不够,内部缺陷、应力、翘曲度也跟国外有差距,做出来的芯片良品率就比较低。

所以为了良品率,晶圆厂都愿意愿意花高价买更高质量的硅片,而不愿意花低价买低质量的硅圆片,因为会导致最终芯片的良率,我国生产的硅圆片打不开国际市场就是凭证。

对于单晶硅的提纯和晶体缺陷控制,需要基于长期实践经验的积累和现场错误的总结,这是各个厂商的高度保密的技术,因为这方面的因素,国外硅片厂都没有在国内设厂。

目前,沪硅产业打破了我国12英寸(300mm)半导体硅片国产化率几乎为0的局面,推进了我国半导体关键材料生产技术自主可控的进程;中环股份现也已具备3-12英寸全尺寸半导体硅片产品的量产能力。

总的来说,当下全球市场主流的产品是12英寸,使用比例超过70%,主要应用在智能手机、计算机、人工智能、固态硬盘等高端芯片上。目前4-6英寸的硅片已可以满足国内需求,8英寸也日渐成熟,进入大规模国产替代阶段,但12英寸才刚刚进入初级阶段,还面临EPI、位错等诸多难题待解决,替代之路仍任重道远。

半导体芯片作为新一代信息技术的核心,它不仅是现代数字经济时代的基石,而且是能更快抓住新一轮产业和 科技 革命机遇的重要构件。 无论是日常生活的需要,还是国家 科技 水平的发展,都离不开指甲盖大小的芯片。 而半导体行业的发展高低,一定程度决定了国与国之间的竞争结果。

正是因为半导体芯片的重要性,美国一直在想方设法地遏制我国半导体芯片行业的发展。例如华为被无故制裁事件,例如光刻机被针对限制购买事件。 面对美国在芯片方面的“卡脖子”,我国一直深入科研,加大投入,追赶抢先。 眼看着我国半导体芯片的国产替代事业蒸蒸日上,美国方面又坐不住了,开始出来“作妖”。

据路透社消息,美国总统拜登于当地时间8月9日签署《芯片与科学法案》,用于补贴美国的半导体产业。值得注意的是,该法案明确要求 获得补贴的半导体企业,要在未来10年内禁止在大陆投资和新建或者扩建先进制程的半导体工厂。 这是美国针对我国特意制定的禁令,毫不夸张地说,该法案对我国半导体芯片行业的发展是充满了恶意。

不仅如此,早在今年3月份,美国就 以“牵制大陆半导体崛起”为目的,向韩国、日本和中国台湾地区提议出加入“芯片四方联盟”的半导体同盟构想 。不过让人意外的是,韩国方面这次并不想再为虎作祟。

韩国方面8月7号表示,韩国将 把“不刺激中国”作为协商原则与美国讨论半导体合作的必要性。 美国对此很不满意,已经要求韩国方面在8月31号之前答复是否加入该同盟。

值得一提的是,对于美国在半导体行业的无理修改规则,韩国并不是第一个不妥协的人,上一个明确拒绝美国的是ASML公司。

作为光刻机领域的佼佼者,ASML公司有着垄断行业的地位。受于华为事件的影响,美国对该公司有明令限制,就是最先进的EUV光刻机是不能卖给我们的。因为公司核心技术来自于美国,ASML也不得不从。但低端一点的DUV光刻机是可以自由正常出货。

据了解,仅仅是2022年的第一季度,我们就购买了20多台DUV光刻机, 中国市场成为了ASML公司在海外的最大客户。 这美国当然看不下去了,就想进一步让ASML公司限制DUV光刻机出货给我们。这相当于切断了ASML公司的赚钱财路,这一次 ASML对美国的无理要求也是直接表示了反对的态度。

无论是韩国方面,还是ASML公司,敢公然违背美国的意思,无不是看上了国内最大的市场,这也是我们半导体芯片行业最大的底气。 毕竟没了市场,产品再好也没有销路。

目前美国的半导体市场,就已经出现了堆压货物的情况。因为美国多次修改了芯片规则,美国芯片不能正常出货给大陆,导致了像 英特尔、高通这样的大厂商出现了严重的库存积压。 甚至一些厂商已经在折价处理,并呼吁我们能够帮助他们消耗一部分库存。

而在国内市场,除了7纳米以上的高端芯片仍需要购买,其它工艺的芯片早已经可以实现国产替代。面对国内这庞大的市场,国产替代因为成本低的优势,往往供不应求。

根据市场研究机构发布的《2022年第一季度全球十大晶圆厂营收排名及市场份额》显示, 中国三家芯片代工企业的营收增速最快。

这主要原因就在于国内市场需求十分大,而且国产替代的成本比较低,因此实现了较快营收增速。目前国内能量产的成熟工艺制程, 晶合集成的最先进工艺是65nm,上海华虹最先进也就28nm,而中芯国际能做到14nm。

而更先进工艺的芯片,国内最近也取得可观的成果。就在8月7日,芯原股份披露了其有可能成为全球第一批面向客户推出Chiplet商用产品的企业。让人欣慰的是,基于该技术的5nm系统级芯片,目前已经成功流片。这足以证明成功攻破5nm的难关也只是时间问题。

不过,最先进工艺的芯片,主要应用在日常生活中的智能手机、平板电脑等消费电子产品,目前在这方面的需求并不是很大。国内市场在 汽车 芯片上的需求更大,毕竟一台 汽车 包含了上千个精密芯片,而在这方面 我们国内的芯片厂商的成熟工艺完全有能力自给自足。

现在美国只能卡我们在先进工艺上的芯片,但这种伤敌一千自损八百的“卡脖子”方案,只会让美国更快失去它盟友对它的信心。例如韩国的犹豫不决和ASML公司的明确拒绝,以后这样的反对声音只会越来越多。

中西方在半导体行业的竞争已经趋于白热化,美国在这方面的权威日渐下降,而我们的市场让我们赢得更多的合作机会。彼 消此涨,我们的半导体行业得到了空前的快速发展。

正是我们在成熟工艺方面的高速发展让美国害怕了,让它把仅有的先进工艺芯片这一张牌握得越来越紧。 频繁出台针对我国半导体行业发展的相关文件,更加证明了 美国在半导体行业的黔驴技穷 。

虽然美帝打压我国半导体是吃了秤砣,铁了心肠的,但国内半导体芯片的发展已经势不可挡,坐拥着全球最大的市场,我们有底气有信心弯道超车。总的来说,未来可期。

让我们拭目以待。


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