北方华创股份股吧

北方华创股份股吧,第1张

近些年,全球的市场环境中,半导体行业的竞争是越来越激烈了,甚至已经对国家之间的竞争产生了不少的影响,作为发展中国家的我们,对比发达国家在半导体领域还有明显的差距,还是有很多国内都没有攻克和掌握的技术,所以,一定要快速发展半导体行业,今天我们就来好好聊聊国内半导体设备领域的龙头公司——北方华创。

开始了解北方华创以前,我整理了一份半导体行业龙头股名单,大家可以点击链接了解:宝藏资料:半导体行业龙头股一览表

一、从公司角度来看

公司介绍:北方华创是国内半导体设备企业的领头羊,公司目前主营的内容有基础电子产品的研发、生产、销售和技术服务,主要产品有电子工艺装备和电子元器件。

各位把北方华创的公司情况掌握得差不多后,我们来看下北方华创公司有什么亮点,值不值得我们投资?

亮点一:成熟的技术体系

在多年的发展之下,在电子工艺装备及电子元器件领域,北方华创打下了稳固的技术基础,建设了拥有竞争力的产品体系,打造了专业的技术和管理团队,形成了较强的核心竞争能力。公司积累了大量的电子工艺装备及电子元器件核心技术,演变成了由刻蚀技术、薄膜技术、清洗技术、精密气体计量及控制技术等为根基的核心技术体系,行业先进的技术基础更加牢固了,让企业技术创新能力不断取得新突破,让公司在行业技术快速进步的市场竞争环境中,提供了强大的技术保障。

亮点二:富有竞争力的产品体系

公司接连在新产品研发及市场开拓取得斐然战绩,已经建立妥当了产品体系,不光内容丰富而且也有竞争力,大范围的运用于半导体、材料生长及热处理、新能源、航空航天、铁路和船舶等工业领域。此外,公司所产的刻蚀机、氧化/扩散炉、退火炉、清洗机、外延设备等品类,目前都能在集成电路及泛半导体领域里实现量产应用,成为了国内主流半导体设备供应商,具有突出的市场竞争力。

出于篇幅受限的原因,更多与北方华创有关的深度分析报告和风险提示报告,我都整理在下方文章中,欢迎查阅:【深度研报】北方华创点评,建议收藏!

二、从行业角度来看

当前新一轮的半导体行业景气周期已经来临,可是跟如此大的市场需求没办法匹配的是,目前我国半导体设备国产化率整体下降,国产代替市场的空间是很广阔的,这同时行业已经处于产业链的上游了,具备卖铲人效应,业绩兑现性相对较强。在接下来的发展阶段中,公司还能继续充分受益于设备国产替代进程。同时,半导体作为“高、精、尖”产业的核心材料,在经济转型升级过程中的地位愈发重要,是未来政策的倾斜方向,行业里的领头羊企业会有更大的发展空间。

总的来说,我感觉北方华创身为国内半导体设备的龙头企业,在行业趋势的引领下,将有希望提升市场竞争力、持续占据市场份额。但是文章在时间是要滞后一点的,如果想更准确地知道北方华创未来行情,直接点击链接,有专业的投顾给出建议,看下北方华创现在行情是否到买入或卖出的好时机:【免费】测一测北方华创还有机会吗?

应答时间:2021-09-28,最新业务变化以文中链接内展示的数据为准,请点击查看

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近期,硅片尺寸之争再起,硅片龙头隆基股份推出 M6 大硅片产品,并同时发布大硅片组件 Hi-MO4,清楚 表明了力推 M6 的意愿。那么 历史 上硅片尺寸经历过怎样的变化过程?隆基为何要力推 M6?与另一尺寸路线 158.75 方单晶相比,M6 有何优势,二者谁将胜出?M6 之后,是否会有更大尺寸的硅片产品推出?本报告试图 解答这些问题。

光伏硅片尺寸源自半导体,经历了从 125 到 156,从 M0 到 M2 这一不断增大的过程。 光伏硅片尺寸标准源 自半导体硅片,在摊薄成本和提高品质这两大需求的推动下,半导体硅片尺寸不断增大,光伏硅片也随之经历 了从小到大的过程。近年来,光伏硅片尺寸经历了 3 次较大的变革:1)1981 至 2012之间,硅片边距由 100 和 125 大幅度增大为156,成本大幅摊薄2)2013 至 2017年,硅片规格从 M0(边距 156,直径 200)变革为 M1 (边距 156.75,直径 205)与 M2(边距 156.75,直径 210),组件尺寸不变,硅片尺寸增大,从而摊薄成本3) 目前正在进行中的变革是硅片规格从 M2 变革为 158.75 方单晶或者M6大硅片,这次变革增厚了产业链各环节 利润空间,并将硅片尺寸推至当前设备允许的极限。

增大硅片尺寸的驱动力是提高溢价、摊薄成本、拓展利润空间,在这些方面上 M6 比 158.75 方单晶更有优 势。 在电站建设中,使用大硅片高功率组件可以减少支架、汇流箱、电缆等成本,从而摊薄单瓦系统成本,为 组件带来溢价在组件售价端,158.75 方单晶可溢价 2 分钱,M6 可溢价 8 分钱。在制造成本端,大硅片本身可 以摊薄硅片、电池、组件生产环节的非硅成本,从而直接增厚各环节利润在硅片、电池、组件总成本方面: 158.75 方单晶可降低 2 分钱,M6 可降低 5 分钱。因而,总的来看,158.75 方单晶的超额利润为 4 分钱,M6 超 额利润为 13 分钱,M6 的空间更大。在目前的价格水平下,158.75 方单晶所获超额利润基本留在了硅片环节, 而 M6 大部分超额利润流向了组件环节。推广 M6 硅片的原动力在于增厚产业链各环节利润。在定价方面,我 们认为 M6 定价紧跟 M2 即可始终保持竞争优势,使得各环节的摊薄成本内化为本环节的利润,从而使各环节 毛利率均有提高。

M6已达部分设备允许尺寸的极限,短时间内硅片尺寸标准难以再提高。 增大硅片尺寸的限制在于现有设 备的兼容性。通过梳理拉棒切片、电池、组件三个环节用到的主要生产设备,我们发现现有主流设备可以兼容M6硅片,但这一规格已基本达到现有设备允许的尺寸上限,继续增大硅片尺寸则需重新购置部分设备,使得增 大尺寸带来的成本下降被新购设备带来的成本上升所抵消。因而短时间内硅片尺寸标准难以再提高,M6 将在相 当长的一段时间内成为标准上限。

硅片形状分类:方形和准方形

从形状来看,硅片可以分为方形硅片和准方形硅片两大类。方型硅片并非完全正方,而是在四角处也有小 倒角存在,倒角长度 B一般为 2 mm 左右。准方形硅片四角处为圆倒角,尺寸一般比方型硅片的倒角大很多, 在外观上比较明显。

硅片的关键尺寸:边距

对方形硅片来说,因为倒角长度变化不大,所以描述其尺寸的关键在于边距 A。 对准方形硅片来说,由于其制作过程为圆棒切方然后切片,倒角为自然形成,因而其关键尺寸是边距 A 与直径 D。

尺寸标准:源自半导体硅片

光伏硅片与半导体硅片技术本身极为相似,半导体产业规模化发展早于光伏,因而早期光伏硅片尺寸标准 主要源自半导体硅片行业。

半导体硅片尺寸经历了从小到大的过程。60 年代出现了 0.75 英寸的单晶硅片1965 年左右开始出现少量 的 1.5 英寸硅片1975 年左右出现 4 英寸硅片1980 年左右出现 6 寸片1990 年左右出现 8 寸片2000 年左 右出现 12 寸片预计 2020 年左右 18 寸片将开始投入使用。

半导体硅片尺寸不断增大的根本驱动力有两条:1)摊薄成本2)提高品质。硅片尺寸越大,在制成的每 块晶圆上就能切出更多芯片,从而明显摊薄了单位成本。同时随着尺寸的增大,边缘片占比将减少,更多芯片 来自于非边缘区,从而产品质量得到提高。

近年来光伏硅片尺寸经历了3 次变革

光伏硅片尺寸标准的权威是 SEMI(国际半导体产业协会)。跟踪其标准发布 历史 ,可以发现近年来光伏硅片尺寸经历了 3 次主要的变革:

1) 由 100 和 125 大幅度增大为 156此阶段为 1981 至 2012 之间。以 2000 年修改版后的标准 SEMI M6-1000 为例,类原片有 100/125/150 三个尺寸,对应的边距均值分别为 100/125/150 mm,直径分别为 125/150/175 mm,即严格按照半导体硅片尺寸来给定。2012 年,原 SEMI M6 标准被废止,新的 SEMI PV22 标准开始生效,边距 156 被加入到最新标准中

2) 由 156(M0)小幅调整至 156.75(M2)在标准方面,通过修订,新增的 M2 标准尺寸被纳入 SEMI 标 准范围内,获得了业界的认可

3)由 156.75(M2)小幅调整至 158.75 或者大幅增大为 166。此次变革尚在进行中。

第一次尺寸变革:125 到 156

2012 年前,光伏硅片尺寸更多地沿用半导体 6 寸片的规格,但由于电池生产设备的进步和产出量提升的需求,125 mm 硅片逐步被市场淘汰了,产品大多集中到156 mm 上。

从面积上来看,从 125 mm 硅片过渡到 156 mm,使硅片面积增大 50%以上,大大提高了单个组件产品功率,提高了资源开发与利用效率。

相比边距,当时直径的规格较多。边距 125 对应直径 164 mm 为主流,边距 156 对应直径 200 为主流(M0)。

第二次尺寸变革:M0 到 M1 再到 M2

第二次尺寸变革主要是指从 M0(边距 156 mm,直径 200 mm)变革为 M1(边距 156.75 mm,直径 205 mm) 与 M2(边距 156.75 mm,直径 210 mm)。这一变革在组件尺寸不变的情况下增大了硅片面积,从而提高了组件 封装效率。硅片面积的提升主要来自两个方面:1)边距增大使硅片面积增大,主要得益于设备精度不断提高, 可以增大硅片边距、减小组件排版时电池间的冗余留白2)圆角尺寸减小使硅片面积增大,主要得益于拉棒成 本的不断降低,可使用更大直径的硅棒以减小圆角尺寸。

这一变革由中国硅片企业推动,并在 2017 年得到 SEMI 审核通过,成为行业统一的尺寸。2013 年底,隆基、 中环、晶龙、阳光能源、卡姆丹克 5 家企业联合发布 M1 与 M2 硅片标准,在不改变组件尺寸的前提下,M2 通 过提升硅片面积使组件功率提升一档,因而迅速成为行业主流尺寸。

设备无需更改,1 年时间完成切换。此次尺寸改动较小,设备无需做大更改即可生产 M2 硅片,因而切换时 间较短。以隆基为例,在其 2015 年出货产品中,M1 硅片占比 80%,M2 占比仅为 20%2016 年 M2 占比已达 98%2017 年已完全不再生产 M0 与 M1 硅片。

第三次尺寸变革:从 M2 到 M6

M2 尺寸标准并未持续很长时间。由于市场对高功率组件的需求高涨,而已建成的电池产线通过提高效率来 提升功率相对较难,相比之下通过增大电池面积来满足更高的组件功率需求成为了部分厂商的应对之策,使得 硅片尺寸出现了 157.0、157.3、157.5、157.75、158.0 等多样化规格,给产业链的组织管理带来极大的不便。

在此情况下,业内再次考虑尺寸标准化问题,并出现了两种标准化方案:1)158.75 全方片。这一方案在不 改变现有主流组件尺寸的情况下将硅片边距增加到极限 158.75 mm,同时使用方形硅片,以减小倒角处的留白, 从而使得硅片面积增加 3%,对应 60 型组件功率提升约 10W2)166 大硅片(M6)。这一方案是当前主流生产 设备所允许的极限尺寸,统一到这一尺寸后业内企业难以再通过微调尺寸来提升功率,从而使得此方案的持久 性潜力更大。与 M2 硅片相比,其面积增益为 12%,对应 60 型组件功率提升约 40W。

使用大硅片的驱动力有以下两点:

1)在电站建设中,使用大硅片高功率组件可以减少支架、汇流箱、电缆等成本,从而摊薄单瓦系统成本, 为组件带来溢价

2)在制造端,大硅片本身可以摊薄硅片、电池、组件生产环节的非硅成本,从而直接增厚各环节利润

组件售价:158.75 可溢价 2 分钱,M6 可溢价 8 分钱

电站的系统成本由组件成本和非组件成本构成,其中非组件成本可以分为两大类:1)与组件个数相关的成 本,主要包括支架、汇流箱、电缆、桩基和支架安装成本等2)与组件个数无关的成本,主要包括逆变器和变 压器等电气设备、并网接入成本、管理费用等,这部分一般与电站容量相关。在电站容量一定的情况下,组件 个数取决于单个组件功率,因而组件个数相关成本也可叫组件功率相关成本。

对于尺寸、重量相近的光伏组件,在其设计允许范围内,支架、汇流箱、电缆等设备与材料的选型可不做 更改。因而对于单个组串,使用 M2、158.75 全方片和 M6 三种组件的成本相同,由此平摊至单瓦则其组件个数 相关的成本被摊薄,158.75 全方片比 M2 便宜 2 分钱,M6 比 M2 便宜 8 分钱。因此在组件售价端,158.75 全方 片的组件最多可比 M2 的组件溢价 2 分钱,M6 的组件最多可比 M2 的组件溢价 8 分钱。在前期推广阶段,组件 厂可能将此部分溢价让利给下游电站,以推动下游客户偏好转向 M6 硅片。

组件成本:158.75 可摊薄 2 分钱,M6 可摊薄 5 分钱

在总成本方面,158.75 方单晶比 M2 低 2 分钱,M6 比 M2 低 5 分钱。这一成本降低是制造端产业链推广 M6 源动力,也是推广 M6 为产业链增厚的利润空间。拆分到各环节来看: 1)硅片单瓦成本方面,158.75 方单晶硅片比 M2 硅片低 0.1 分钱,M6 硅片比 M2 硅片低 1.6 分钱2)电池成本方面,158.75 方单晶比 M2 低 0.3 分钱,M6 比 M2 低 0.9 分钱3)组件成本方面,158.75 方单晶比 M2 低 1.5 分钱,M6 比 M2 低 2.3 分钱。

硅片成本测算

硅片成本可拆分为硅成本、非硅成本、三费。其中:

1)硅成本与方棒面积成正比,即 M6 比 M2 贵 12%(0.122 元/片),158.75 比 M2 贵 3%(0.031 元/片)

2)非硅成本中,在拉棒成本方面,圆棒直径变粗使得拉棒速度降低幅度小于圆棒面积增大幅度,最终 M6 比 M2 便宜 6.7%(2.38 元/kg)158.75 方单晶切方剩余率较低,最终使其比 M2 贵 1.5%(0.53 元/kg)。切片成 本大致与方棒面积成正比,最终使得 M6 非硅成本比 M2 贵 7.2%(0.066 元/片),158.75 比 M2 贵 3.8%(0.036 元/片)

3)三费均以0.40元/片计。

综合来看,在单片成本方面,M6 比 M2 贵 8.1%(0.188 元/片),158.75 比 M2 贵2.9%(0.066 元/片)平摊到单瓦成本,M6 比M2便宜 0.016 元/W,158.75 与 M2 基本持平。

非硅成本由拉棒成本和切片成本两部分组成。在单位重量拉棒成本方面,直径越大则单位重量长晶速度越快,因而M6 比 M2 便宜方单晶切方剩余率低,因而 158.75 方单晶比 M2 贵。

电池成本测算

置成本、非硅成本、三费。其中: 1)硅片购置成本与硅片定价策略有关,这里以 2019-6-20 价格为例,M2/158.75 方单晶/M6 三种硅片含税价格分别为 3.07/3.47/3.47元/片,摊薄到单瓦后,M6 与 M2 相近,158.75 比 M2 贵 0.049 元/W2)非硅成本方面,M6 比 M2 降 0.009 元/W,158.75 比 M2 便宜 0.002 元/W3)三费均假设为 0.10 元/W。

综合来看,电池环节的附加成本变化不大。

具体来看,在非硅成本中,银浆、铝浆、TMA 等的用量与电池面积相关,最终单瓦成本不变折旧、人工 等与容量产能相关的成本会被摊薄。

组件成本测算

组件成本可拆分为电池购置成本、非硅成本、三费。其中:

1)电池购置成本与电池定价策略有关,目前 M2/158.75 方单晶两种电池含税价格为 1.20/1.24 元/W,M6 电池尚无公开报价,考虑到目前 M6 与 M2 硅片单瓦定价相同,且电池成本变化不大,因而假设定价与 M2 相同

2)非硅成本方面,M6 比 M2 便宜 0.024 元/W,158.75 比 M2 便宜 0.015 元/W

3)三费均假设为 0.20 元/W。

综合来看,电池环节的附加成本降低幅度大于电池环节,但依然变化不大。

具体来看,在非硅成本中,EVA、背板、光伏玻璃等主要组成部分随本来就以面积计价,但 M6 与 158.75 产品提高了面积利用率,成本会有小幅摊薄同时产线的产能节拍不变,但容量产能增加。从而接线盒、折旧、 人工等成本会被摊薄。

各环节利润分配:158.75 超额利润在硅片,M6 超额利润在电池和组件

158.75 超额利润 4 分钱,M6 超额利润 13 分钱,M6 利润空间比 158.75 方单晶大约高 4 个百分点。在组件 售价端,158.75 可溢价 2 分钱,M6 可溢价 8 分钱在成本端,158.75 可降低 2 分钱,M6 可降低 5 分钱,因而 158.75 超额利润为 4 分钱,M6 超额利润为 13 分钱。在所有环节均自产的情况下,158.75 可提高净利率 1.7 个 百分点,M6 可提高净利率 5.2 个百分点。

在利润分配方面,在目前的价格水平下,158.75 方单晶所获超额利润基本留在了硅片环节。M6 电池和组件 尚无公开报价,按照假设电池售价 1.20 元/W、组件售价 2.28 元/W 来计算,超额利润在硅片/电池/组件环节的 分配大致为 0.02/0.01/0.10 元/W,大部分超额利润流向了组件环节。

推广 M6 硅片的原动力在于增厚产业链各环节利润。由于目前硅片尺寸的另一选择是158.75,所以推广 M6 需要在产业链各环节利润空间上同时大于 M2 和 158.75 方单晶。

静态情景:M6 组件定价与 M2 相同,让利下游电站,推动渗透率提升

最直接的推广方式是将 M6 组件价格设定为与 M2 相同,从而将电站端的系统成本摊薄让利给下游电站, 快速提升下游电站对 M6 组件的认可度。

目前 M2 组件价格为 2.20 元/W,若 M6 组件价格同样定为 2.20 元/W,则相应的 M6 电池价格需要下调为 1.20 元/W,与 M2 电池价格相同,以保证组件环节 M6 净利率大于 M2硅片价格可以维持 3.47 元/片不变,此 时电池净利率可保持在 18.3%,依旧高于 M2 电池的净利率 17.8%。在此情境下,M6 各环节净利率均超过 M2, 有利于 M6 推广。

与 158.75 方单晶相比,此时 M6 各环节超额利润为 5 分钱,而 158.75 方单晶超额利润为 4 分钱,M6 更有 优势。具体到各环节来看,M6 硅片环节净利率稍低,但电池和组件环节净利率高,更有利于全产业链共同发展。

动态情景:M6 定价紧跟 M2 即可始终保持竞争优势

在组件价格方面,M6 与 M2 定价保持一致,即可使 M6 组件保持在下游电站选型中的竞争优势。

在电池价格方面,M6 与 M2 定价保持一致,则可使组件环节的成本摊薄沉淀为组件环节的利润,使得对下 游组件厂来说生产 M6 组件时的毛利率始终高于 M2,因而 M6 组件更有吸引力。

在硅片价格方面,保持 M6 与 M2 单位面积的价格相同,则可使电池环节的成本摊薄沉淀为电池环节的利润,使得对电池厂来说生产M6 电池时的毛利率始终高于 M2,因而 M6 电池更有吸引力。

对硅片环节来说,保持 M6 与 M2 单位面积的价格相同则 M6 净利率比 M2 高 4 个点,硅片环节亦有推广动 力。这也为后续继续降价让利给电池、组件、电站留出了更多空间。

增大硅片尺寸的限制在于现有设备的兼容性。通过梳理拉棒切片、电池、组件三个环节用到的主要生产设 备,我们发现现有主流设备可以兼容 M6 硅片,但这一规格已基本达到现有设备允许的尺寸上限,继续增大硅 片尺寸则需重新购置部分设备,使得增大尺寸带来的成本下降被新购设备带来的成本上升所抵消。

拉棒与切片环节:单晶炉等关键设备裕度大,部分设备接近尺寸上限

在拉棒与切片环节,生产工艺主要分为拉棒、切方、切片三步,分别用到了单晶炉、截断机与开方机、切 片机等 4 种设备。总的来看,对于 M6 硅片来说,单晶炉与开方机尺寸尚有较大余量,截断机已接近部分厂家 设备尺寸的上限。

单晶炉:热屏尺寸尚有较大余量。当前主流单晶厂家热屏内径均留有较大余量。M2 硅片外径为 210 mm, 对应的圆棒直径为 214 mm 左右M6 硅片外径为 223 mm,对应的圆棒直径为 228 mm。当前主流单晶炉热屏内 径在 270 mm 左右,拉制直径 228 mm 硅棒完全可行,且无须重大改造。

截断机:M6 尺寸在目前设备加工规格范围内,但已接近设备加工规格上限。切断机用于将硅棒切成小段, 其加工规格较难调整。以连城数控官网提供的多线切断机主要参数来看,其适用的单晶硅棒直径为 155-230 mm。 而 M6 硅片对应的圆棒直径是 228 mm,在该设备加工规格范围内,已接近设备加工规格上限。

开方机:加工尺寸裕度较大。开方机用于将圆棒切成方棒。以高测股份单棒四线开方机为例,其切割棒料 直径为 200-300 mm,开方尺寸为 157-210 mm。M6 硅片对应的方棒直径为 223 mm,开方尺寸为 166 mm,现有 设备裕度较大。

电池环节:扩散炉内径最关键,目前可满足要求

目前主流 PERC 电池的生产工艺分为清洗制绒、扩散、刻蚀、镀膜、激光刻划、印刷栅线、烧结等工序,涉 及的关键设备有扩散炉、PECVD、激光刻槽机、丝网印刷机、烧结炉等。其中扩散炉、PECVD、烧结炉等管式加 热或真空设备尺寸难以调整,因而是硅片加大尺寸的瓶颈环节。若硅片尺寸超出现有设备极限,则只能购置新 设备,成本较高。目前常见的管式设备内径最小 290 mm。

扩散炉:圆棒直径需小于扩散炉炉管直径。在扩散工序中,一般使用石英舟承载硅片,然后将石英舟放置 于扩散炉炉管中。在扩散炉中,硅片轴线方向一般与扩散炉轴线方向平行,因而硅片尺寸需在扩散炉炉管截面 之内,即硅棒的圆棒直径需小于扩散炉炉管直径,且需要留有一定的 *** 作空间。将硅片边距由 156.75 mm 提高 到 166 mm 的同时,硅片外径将由 210 mm 增大到 223 mm,对于内径 290 mm 的扩散炉来说尚可行。在石英舟 方面,其尺寸经过合理设计一般可以满足M6 硅片进出炉体的要求。

PECVD:硅片边距需小于 PECVD 炉管内径。PECVD 与扩散炉的情况有以下两点不同:1)在 PECVD 中,使 用石墨舟装载硅片2)硅片轴线与 PECVD 炉管轴线垂直放置,因而只需硅片边距小于 PECVD 炉管内径即可。 为了提高 PECVD 产能,炉管内径一般较大,以叠放更多硅片。将硅片边距由 156.75 mm 提高到 166 mm 对于内 径 450 mm 的 PECVD 来说无障碍。

丝网印刷机:M6 硅片可兼容。丝网印刷机的传输系统、旋转平台、刮刀头、视觉系统均与硅片尺寸相关。

以科隆威为例,其官网挂出的唯一一款全自动视觉印刷机PV-SP910D 可兼容 M6 硅片。

组件环节:排版串焊与层压设备均近极限

组件环节主要分为排版串焊、叠层、层压、装框、装接线盒、固化清洗、测试包装等工序,主要需要用到 排版机、串焊机、层压机等设备。

排版串焊:可兼容,问题不大。排版串焊机的关键尺寸是组件长和宽,若组件尺寸在设备允许范围内,则 只需更改设置即可适用于大硅片组件若超出设备允许的最大组件尺寸,则很难通过小技改来兼容。以金辰的 高速电池串自动敷设机为例,其适用玻璃组件范围为长 1580-2200 mm、宽 800-1100 mm。预计使用 M6 硅片的 72 型组件长 2120 mm、宽 1052 mm,在排版串焊设备允许范围内。

层压:层压机尺寸已达极限。层压机的层压面积较大,一般一次可以处理多个组件。以金辰 JCCY2336-T 层 压机为例,其层压面积为 2300 mm×3600 mm。在使用 M2 硅片时,该层压机一次可处理 4 块 60 型组件,或 3 块 72 型组件。在使用 M6 硅片时,该层压机同样可以一次处理 4 块 60 型组件或 3 块 72 型组件。对于 60 型组 件来说,处理 M2 硅片组件时,该层压机长度方向的余量为 240 mm,较为宽裕但处理M6 硅片组件时,由于 单片电池尺寸增大 9.25 mm,60 型组件长度将加长 92.5mm,层压机长度方向的余量仅剩 55 mm,较为紧张。

辅材尺寸易调整。组件辅材主要包括光伏玻璃、EVA、背板、接线盒等。其中光伏玻璃、EVA、背板目前幅 宽可生产 166 及更大尺寸材料,仅需调整切割尺寸即可。接线盒不涉及尺寸问题,仅需考虑组件功率提高后接 线盒内部线缆材料可能需要使用更高等级材料。

……

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2019年5月,美国商务部将华为列入实体清单,禁止美国企业向华为出口技术和零部件;2020年5月,美国进一步升级对华为贸易禁令,要求凡使用了美国技术或设计的半导体芯片出口华为时,必须得到美国政府的许可证,进一步切断华为通过第三方获取芯片或代工生产的渠道。

此前,高通、英特尔和博通等美国公司都向华为提供芯片,用于华为智能手机和其他电信设备,华为手机使用谷歌的安卓 *** 作系统。华为自研的麒麟高端手机芯片,也依赖台积电代工。随着美国芯片禁令实施,华为手机业务遭遇重创,消费者业务收入大幅下滑,海外市场拓展也受到影响。

美国凭借芯片技术优势对中国企业“卡脖子”,使半导体产业陡然成为中美 科技 竞争的风暴眼。“缺芯”之痛,突显了中国半导体产业的技术短板。它如一记振聋发聩的警钟,惊醒国人看清国际 科技 竞争的残酷现实。

半导体产业是 科技 创新的龙头和先导,在信息 科技 和高端制造中占据核心地位。攻克半导体核心技术难题,解决高端芯片受制于人的现状,成为中国高 科技 发展和产业升级的当务之急。

全球半导体版图

半导体产业很典型地体现了供应链的全球化,各国在半导体产业链上分工协作,相互依赖。美国、韩国、日本、中国、欧洲等国家或地区发挥各自优势,共同组成了紧密协作的全球半导体产业链。

根据美国半导体行业协会发布的最新数据,美国的半导体企业销售额占据全球的47%,排名第二的是韩国,占比为19%,日本和欧盟半导体企业销售额占比均为10%,并列第三。中国台湾和中国大陆半导体企业销售额占比分别为6%和5%。

具体来看,美国牢牢控制半导体产业链的头部,包括最前端EDA/IP、芯片设计和关键设备等。具体而言,在全球产业链总增加值中,美国在EDA/IP上,占据74%份额;在逻辑芯片设计上,占据67%;在存储芯片设计上,占据29%;在半导体制造设备上,占据41%。

日本在芯片设计、半导体制造设备、半导体材料等重要环节掌握核心技术;韩国在存储芯片设计、半导体材料上发挥关键作用;欧洲在芯片设计、半导体制造设备和半导体材料上贡献突出;中国则在晶圆制造上发挥重要作用。

中国大陆在全球晶圆制造(后道封装、测试)增加值占比高达38%;中国台湾在全球半导体材料、晶圆制造(前道制造、后道封装、测试)增加值占比分别达到22%和47%。

以上国家和地区构成了全球半导体产业供应链的主体。

芯片是人类智慧的结晶,芯片制造是全球顶尖的高端制造产业之一,是典型的资本密集和技术密集行业。制造的过程之复杂、技术之尖端、对制造设备的苛刻要求,决定了芯片产业链的复杂性。半导体制造中的大部分设备,包含了数百家不同供应商提供的模块、激光、机电组件、控制芯片、光学、电源等,均需依托高度专业化的复杂供应链。每一个单一制造链条都可能汇集了成千上万的产品,凝聚着数十万人多年研发的积累。

芯片技术也涉及广泛的学科,需要长时期的基础研究和应用技术创新的成果累积。举例来说,一项半导体新技术方法从发布论文,到规模化量产,至少需要10-15年的时间。作为全球最先进的半导体光刻技术基础的极紫外线EUV应用,从早期的概念演示到如今的商业化花费了将近40年的时间,而EUV生产所需要的光刻机设备的10万个零部件来自全球5000多家供应商。

芯片制造的复杂性,创造了一个由无数细分专业方向组成的全球化产业链。在半导体市场中,专业的世界级公司通过几十年有针对性的研发,在自己擅长的领域建立了牢固的市场地位。比如,荷兰ASML垄断着世界光刻机的生产;美国高通、英特尔、韩国三星、中国台湾的台积电等也都形成了各自的技术优势。目前全世界最先进制程的高端芯片几乎都由台积电和三星生产。

中美芯片供应链各有软肋

“缺芯”,不仅困扰着中国企业。

自去年下半年以来,受新冠疫情及美国贸易禁令干扰,芯片产能及供应不足,全球信息产业和智能制造都遭遇了严重的“芯片荒”。

随着新一轮新冠疫情在东南亚蔓延, 汽车 行业芯片短缺进一步加剧,全球三家最大的 汽车 制造商装配线均出现中断。丰田称 9 月全球减产 40%。美国车企也不能幸免,福特 汽车 旗下一家工厂暂停组装 F-150 皮卡,通用 汽车 北美地区生产线停工时间也被迫延长。

蔓延全球的芯片荒,迫使各国对全球半导体供应链的安全性、可靠性进行重新审视和评估。中美两个大国在半导体供应链上各有优势,也各有软肋。

中国芯片产业起步较晚,但近年来加速追赶。根据中国半导体行业协会统计,2020年中国集成电路产业销售额为8848亿元,同比增长17%,5年增长了超过一倍。其中,设计业销售额为3778.4亿元,同比增长23.3%;制造业销售额为2560.1亿元,同比增长19.1%;封装测试业销售额2509.5亿元,同比增长6.8%。中国2020年出口集成电路2598亿块,出口金额1166亿美元,同比增长14.8%。

中国芯片核心技术与美国有较大差距,主要突破在芯片设计领域,芯片设计水平位列全球第二。在制造的封测环节也不是我们的短板。中国芯片制造的短板主要在三方面:核心原材料不能自己自足、芯片制造工艺与国际领先水平有较大差距、关键制造设备依赖进口。

由于不能独立完成先进制程芯片的生产制造,大量高端芯片依赖进口。2020年中国进口芯片5435亿块,进口金额3500.4亿美元。

美国是世界芯片头号强国,拥有世界领先的半导体公司,但其核心能力是主导芯片产业链的前端,包括设计、制造设备的关键技术等,但上游资源和制造能力也依赖国外。美国在全球半导体制造市场的市占率急速下降,从 1990 年 37% 滑落至目前 12%左右。

波士顿咨询公司和美国半导体行业协会在今年4月联合发布的《在不确定的时代加强全球半导体产业链》的报告显示,若按设备制造/组装所在地统计,2019年中国大陆半导体企业销售额占比高达35%;美国则排名第二,销售额占比为19%。

世界芯片的主要制造产能集中在亚洲, 2020 年中国台湾半导体产能全球占比为 22%,其次是韩国 21%,日本和中国大陆皆为 15%。这意味着美国在芯片的制造和生产环节,也存在很大的脆弱性。这也是伴随东南亚疫情爆发导致芯片产业链产能受限,美国同样遭遇“芯片荒”的原因。

对半导体产业链脆弱性的担忧,推动美国加大对半导体产业的投资和政策扶持。今年5月美国参议院通过一项两党一致同意的芯片投资法案,批准了520亿美元的紧急拨款,用以支持美国半导体芯片的生产和研发,以提升美国国内半导体产业链的韧性和竞争力。今年2月24日,美国总统拜登签署一项行政命令,推动美国加强与日本、韩国及中国台湾等盟国/地区合作,加速建立不依赖中国大陆的半导体供应链。

除了产能问题,美国在全球半导体竞争中的另一个软肋就是对中国市场的依赖。中国是全球最大的半导体需求市场,每年中国半导体的进口额都超过3000亿美元,大多数美国半导体龙头企业至少有25%的销售额来自中国市场。可以说,中国是美国及全球主要半导体供应商的最大金主。如果失去中国这个最富活力、最具成长性的市场,那么依赖高资本投入的美国各主要芯片供应商的研发成本将难以支撑,影响其研发投入及未来竞争力。

这从另一方面说,恰是中国的优势,中国庞大的市场需求和发展空间,足以支撑芯片产业链的高强度资本投入与技术研发,并推动技术和产品迭代。

“中国芯”提速

随着中国推进《中国制造2025》,芯片制造一直是中国 科技 发展的优先事项。如今,美国在芯片供应和制造上进行霸凌式断供,使中国构建自主可控、安全高效的半导体产业链的目标更加紧迫。

客观上,半导体产业链需要各国协作,这从成本和技术进步角度,对各国都是互利共赢。但美国的断供行为改变了传统的商业与贸易逻辑。在大国竞争的背景下,对具有战略意义的半导体和芯片产业链,安全、可靠成为主导的逻辑。

中国要成为制造强国,实现在全球产业链、价值链的跃升,摆脱关键技术受制于人的困境,芯片制造这道坎儿就必须跨过。

随着越来越多的中国高 科技 企业被列入美国实体清单,迫使半导体产业链中的许多中国企业不得不“抱团取暖”,携手合作,努力寻求供应链的“本土化”。“中国芯”突围,成为中国 科技 界、产业界不得不面对的一场“新的长征”。中国半导体产业进入攻坚期,也由此迎来发展的重大战略机遇期。

在国家“十四五”规划和2035远景目标纲要中,把 科技 自立自强作为创新驱动的战略优先目标,致力打造“自主可控、安全高效”的产业链、供应链;国家将集中资金和优势 科技 力量,打好关键核心技术攻坚战,在卡脖子领域实现更多“由零到一”的突破。国家明确提出到2025年实现芯片自给率70%的目标。

2020年8月,国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,瞄准国产芯片受制于人的短板,在投融资、人才和市场落地等方面进一步加大政策支持,助力打通和拓展企业融资渠道,加快促进集成电路全产业链联动,做大做强人才培养体系等。

全国多地制定半导体产业发展规划和扶持政策,积极打造半导体产业链。长三角地区是我国半导体产业重点聚集区,深圳市则是珠三角地区集成电路产业的龙头,京津冀及中西部地区的半导体产业也正在加快布局。

作为中国创新基地,上海市政府6月21日发布《战略性新兴产业和先导产业发展“十四五”规划》,其中集成电路产业列为第一位的发展项目,提出产业规模年均增速达到20%左右,力争在制造领域有两家企业营收进入世界前列,并在芯片设计、制造设备和材料领域培育一批上市企业。

上海市的规划中,对芯片制造也制定出具体目标和实施路径:加快研制具有国际一流水平的刻蚀机、清洗机、离子注入机、量测设备等高端产品;开展核心装备关键零部件研发;提升12英寸硅片、先进光刻胶研发和产业化能力。到2025年,基本建成具有全球影响力的集成电路产业创新高地,先进制造工艺进一步提升,芯片设计能力国际领先,核心装备和关键材料国产化水平进一步提高,基本形成自主可控的产业体系。

上海联合中科院和产业龙头企业,投资5000亿元,打造世界级芯片产业基地:东方芯港。目前东方芯港项目已引进40余家行业标杆企业,初步形成了覆盖芯片设计、特色工艺制造、新型存储、第三代半导体、封装测试以及装备、材料等环节的集成电路全产业链生态体系。

在国家政策指引和强劲市场的驱动下,国家、企业、科研机构、大学、 社会 资金等集体发力,中国芯片行业正展现出空前的发展动能和势头。

在外部倒逼和内部技术提升的共同作用下,中国芯片产业第一次迎来资金、技术、人才、设备、材料、工艺、设计、软件等各发展要素和环节的整体爆发。国产芯片也在加速试错、改造、提升,正在经历从“不可用”到“基本可用”、再到“好用”的转变。

中国终将重构全球半导体格局

中国芯片制造重大技术突破接踵而至:

中微半导体公司成功研制了5纳米等离子蚀刻机。经过三年的发展,中微公司5纳米蚀刻机的制造技术更加成熟。该设备已交付台积电投入使用。

上海微电子已经成功研发出我国首款28纳米光刻机设备,预计将在2021年交付使用,实现了光刻机技术从无到有的突破。

中芯国际成功推出N+1芯片工艺技术,依托该工艺,中芯国际芯片制程不断向新的高度突破,同时成熟的28纳米制程扩大产能。

7月29日,南大光电承担的国家 科技 重大专项“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”之光刻胶项目通过了专家组验收。

8月2日青岛芯恩公司宣布8寸晶圆投片成功,良率达90%以上,12寸晶圆厂也将于8月15日开始投片。

2017年,合肥晶合集成电路12寸晶圆制造基地建成投产,至2021年合肥集成电路企业数量已发展到近280家。

中国半导体行业集中蓄势发力,在关键技术和设备等瓶颈领域,从无到有,由易入难,积小成而大成,关键技术和工艺水平正在取得整体跃迁。

小成靠朋友,大成靠对手。某种意义上,我们应该感谢美国的遏制与封锁,逼迫我们在芯片和半导体行业加速摆脱对外部的依赖。

回望新中国 科技 发展史,凡是西方封锁和控制的领域,也是中国技术发展最快的领域:远的如两d一星、核潜艇,近的如北斗导航系统以及登月、空间站、火星探测等航天工程。在外部压力的逼迫下,中国 科技 与研发潜能将前所未有地爆发。

实际上,中国的整体 科技 实力与美国的差距正在迅速缩小。在一些尖端领域,比如高温超导、纳米材料、超级计算机、航天技术、量子通讯、5G技术、人工智能、古生物考古、生命科学等领域已经居于世界前沿水平。

英国世界大学新闻网站8月29日刊发分析文章,梳理了中国 科技 水平的颠覆性变化:

在创新领域,中国在全球研发支出排名第二,全球创新指数在中等收入国家中排名第一,正在从创新落伍者转变为创新领导者。

人才方面,拥有庞大的高端理工人才库,中国已是知识资本的重要创造者,美中 科技 关系从高度不对称转变为在能力和实力上更加对等。

技术转让方面,中国从单纯的学习者和技术接收者,转变为技术转让的来源和跨境技术标准的塑造者。

人才回流,中国正在扭转人才流失问题,积极从世界各地招募科学和工程人才。

这些变化表明,中国 科技 整体实力已经从追赶转变为能够与国际前沿竞争,由全球 科技 中的边缘角色转变为具有重要影响力的国家之一。

中国的基础研究水平也在突飞猛进。据《日经新闻》8月10日报道,在统计2017年至2019年间全球被引用次数排名前10%的论文时,中国首次超过美国,位居榜首位置。报道还着重指出中国在人工智能领域相关论文总数占据20.7%,美国为19.8%,显示中国在人工智能领域的研究成果正在超越美国。

另有日本学者在研究2021QS世界大学排名后,发现世界排名前20的理工类大学中,中国有7所上榜,清华大学居于第一位,而美国有5所。如果进一步细分到“机械工程”、“电气与电子工程”,中国大学在排名前20中的数量更是全面碾压美国。

芯片技术反映了一个国家整体 科技 水平和综合研发实力,中国的基础研究、应用研究、人才实力具备了突破芯片核心技术的基础和能力。

正如世界光刻机龙头企业——荷兰ASML总裁温尼克今年4月接受采访时所说:美国不能无限打压中国,对中国实施出口管制,将逼迫中国寻求 科技 自主,现在不把光刻机卖给中国,估计3年后中国就会自己掌握这个技术。“一旦中国被逼急了,不出15年他们就会什么都能自己做。”

温尼克的忧虑,正在一步步变成现实。全球半导体产业正进入重大变革期,中国在芯片制造领域的发愤图强,正在改写世界半导体产业的竞争格局。

中国的市场优势加上国家政策优势、资金优势以及基础研究的深入,打破美国在芯片制造领域的技术垄断和封锁,这一天不会太遥远。


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