半导体设备后起之秀 | 中微半导体“杀入”5nm工艺供应链?

半导体设备后起之秀 | 中微半导体“杀入”5nm工艺供应链?,第1张

半导体制造设备和材料是半导体行业最上游的环节。目前来看,集成电路设备制造是中国芯片产业链中最薄弱的环节。经过20多年的追赶,中国与世界在芯片制造领域仍有较大差距。虽然中国在该领域整体落后,但刻蚀机方面已在国际取得一席之地。

全球半导体设备市场的后起之秀

随着近些年 社会 对集成电路的重视和大批海外高端人才的回归,我国的集成电路在这几年出现了飞速的发展。在IC设计(华为海思)、IC制造(中芯国际)、IC封测(长电 科技 )、蚀刻设备(中微半导体)上出现了一批批优秀的企业。

1、半导体设备

我们的主角中微半导体所在的领域就是半导体设备细分行业,这个行业主要有两种半导体设备,一是光刻机,一个是刻蚀机。中微是以刻蚀机为主要设备的供应商,去年12月公司自主研制的5nm等离子体刻蚀机正式通过台积电验证,将用于全球首条5nm制程生产线。

芯片,这个从前被戏称为:除了水和空气,其他都是进口的行业。最近中美贸易战的焦点就是在芯片领域,美国政府对华为的封锁就是下令美国供应商没有经过国会批准不准买给华为芯片。这也是我们非常气愤的地方,为什么中微半导体有了最先进的设备还是会受人制肘呢?

主要是我国的短板在于光刻机,与国外先进技术有非常大的差距。为什么刻蚀机技术那么好,不能弥补这个短板吗?这就是光刻机和蚀刻机的不同,有一部分人把蚀刻机与光刻机搞混。其实两者的区别非常的大,光刻机是芯片制造的灵魂,而蚀刻机是芯片制造的肉体。

光刻机把电路图投影到覆盖有光刻胶的硅片上面,刻蚀机再把刚才画了电路图的硅片上的多余电路图腐蚀掉。光刻机把图案印上去,然后刻蚀机根据印上去的图案刻蚀掉有图案(或者没有图案)的部分,留下剩余的部分就是集成电路。所以说这是两个过程要用到的设备,而且这两个过程是连续的。

我国光刻机的最高水平是上海微电子的90nm制程,世界顶尖的光刻机是ASML的7nm EUV光刻机,ASM已经开始研制5nm制程的光刻机。相对来说,我国在光刻机制造领域与国际先进水平有很大的差距,高端光刻机全部依赖进口。只能说我国的刻蚀机技术领先,中微半导体的介质刻蚀机、硅通孔刻蚀机位于全球前三。但是在整个产业链的产能和技术上,与一些大型的企业差距非常的大,所以在中美贸易战中显得很吃亏。

那我们说完了中微半导体这个单独的行业领域,现在放眼整个行业,来看看半导体设备到底在这个行业中扮演者什么角色?

2、半导体产业

半导体的发展是越来越集成化,越来越小。从早期的电子管到现在的7nm器件,一个小小的芯片上需要有几百个步骤和工艺,显示出高端技术的优越性。也正是这样的行业特点,导致整个行业非常依赖技术的创新。而半导体设备是制作芯片的基石,没有这一块芯片不可能出现。

可以看到虽然产值低,但是缺这个还真的没办法发展下游。这也是贸易战在芯片领域为什么大打出手的原因,没有先进的技术,很难发展非常广大的信息系统。可以说这一行创造的价值并不高,但是不能缺少,是高端技术的积累。

大国重器:7nm芯片刻蚀机龙头

在技术含量极高的高端半导体产业中,能与美欧日韩等国际巨头同台较量的中国企业凤毛麟角,而中微半导体是其中一家。中微半导体是一家以中国为基地、面向全球的高端半导体微观加工设备公司,主要从事半导体设备的研发、生产和销售。而要了解中微这家公司,先不得不介绍一下公司创始人尹志尧。

尹志尧是一个颇具传奇色彩的硅谷技术大拿。

1980年赴美国加州大学洛杉矶分校攻读物理化学博士,毕业后进入英特尔中心研究开发部工作,担任工艺程师;1986年加盟泛林半导体,开发了包括Rainbow介质刻蚀机在内的一系列成功的等离子刻蚀机,使得陷入困境的泛林一举击败应用材料,跃升为全球最大的等离子刻蚀设备制造商,占领了全球40%以上的刻蚀设备市场。

以此同时,泛林与日本东京电子合作,东京电子从泛林这里学会了制造介质等离子体刻蚀机,复制其Rainbow设备在日本销售,后来崛起为介质刻蚀的领先公司。

1991年,泛林遭老对手美国应用材料挖角,尹志尧先后历任应用材料等离子体刻蚀设备产品总部首席技术官、总公司副总裁及等离子体刻蚀事业群总经理、亚洲总部首席技术官。

为了避免知识产权风险,尹志尧从头再来,用不同于泛林时期开发的技术,研发出性能更好的金属刻蚀、硅刻蚀和介质刻蚀设备,应用材料再次击败泛林,重返行业龙头地位,到2000年,应用材料占据了40%以上的国际刻蚀设备市场份额。

目前全球半导体刻蚀设备领域三大巨头——应用材料、泛林、东京电子,都与尹志尧的贡献密切相关。

2004年8月,已年届六旬的尹志尧带领15名硅谷资深华裔技术工程师和管理人员回国,创立了中微半导体,并在短短数年之间崛起为全球半导体设备领域的重要玩家。

中微从2004年创立时,首先着手开发甚高频去耦合的CCP刻蚀设备Primo D-RIE,到目前为止己成功开发了双反应台Primo D-RIE,双反应台Primo AD-RIE和单反应台的Primo AD-RIE三代刻蚀机产品,涵盖65nm、45nm、32nm、28nm、22nm、14nm、7nm到5nm关键尺寸的众多刻蚀应用。

从2012年开始中微开始开发ICP刻蚀设备,到目前为止己成功开发出单反应台的Primo nanova刻蚀设备,同时着手开发双反应台ICP刻蚀设备。公司的ICP刻蚀设备主要是涵盖14nm、7nm到5nm关键尺寸的刻蚀应用。

这里面看起来是几个似乎不起眼的数据,但里面蕴含了满满的技术含量。而中微到底是否掌握了5nm刻蚀技术,一时间众说纷纭。如今,中微半导体与泛林、应用材料、东京电子、日立4家美日企业一起,组成了国际第一梯队,为全球最先进芯片生产线供应刻蚀机。

2019年华为实体名单事件以来,核心技术自主可控成为共识。从上游的半导体材料、设备,到中游设计、制造及封测领域,都成为政策和资本培养与扶持的对象。

2020年国务院印发的《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》指出,中国芯片自给率要在2025年达到70%,而目前我国半导体自给率仅36%,任重而道远。

综合各家机构研报的分析,可梳理出国内半导体行业的各大龙头:

{1}沪硅产业:国内半导体硅片龙头

公司主营业务为半导体硅片的研发、生产和销售,是我国大陆地区规模最大和技术最先进的半导体硅片制造企业之一,也是我国大陆地区率先实现SOI硅片和300mm硅片规模化销售的企业。公司拥有众多国内外知名客户,包括台积电、台联电、格罗方德、意法半导体、Towerjazz 等国际芯片厂商以及中芯国际、华虹宏力、华力微电子、长江存储、武汉新芯、长鑫存储、华润微等国内所有主要芯片制造企业,客户遍布北美、欧洲、中国、亚洲其他国家或地区。

{2}南大光电:光刻胶国产替代龙头

半导体光刻胶目前国内自给率极低,供给端基本被日美企业垄断,行业前五市占率达87%。其中g线/i线光刻胶自给率约为20%,KrF光刻胶自给率不足5%,而ArF光刻胶完全依赖进口,对我国芯片制造形成“卡脖子”风险。公司继去年12月通过50nm闪存平台认证通过后,近日又再次获得55nm逻辑电路平台认证,成为国内通过产品验证的第一只国产ArF光刻胶,打破了国内先进光刻胶受制于人的局面。公司目前已完成两条光刻胶生产线的建设,预计未来光刻胶年产能达25吨(干式5吨和浸没式20吨)。

{3}华特气体:国内特种气体龙头企业

公司作为国内特种气体龙头企业, 已实现了高纯四氟化碳、高纯六氟乙烷、高纯八氟环丁烷、高纯三氟甲烷、稀混光刻气等 20 多个产品的国产替代。公司在集成电路领域,对 8 寸芯片厂商的覆盖率达 80%以上, 2020 年年内也已基本覆盖了内资 12 寸芯片厂商,同时有多个产品实现了 14 纳米先进工艺的批量工艺, 其中高纯三氟甲烷产品已进入台积电 7 纳米工艺的供应链体系,部分氟碳类产品已进入目前最为先进的 5 nm 工艺产线中。

{4}安集科技:国内抛光液龙头企业

公司主要产品是化学机械抛光液和光刻胶去除剂,应用于集成电路制造,是国内抛光液龙头企业,主要客户包括中芯国际、长江存储,台积电、联电等。

{5}鼎龙股份:国内抛光垫产品和技术布局最完善的供应商

公司已通过 28nm 产品全制程验证并获得订单,市场布局方面已形成了北方(北京,天津) -武汉-合肥-上海(无锡) -重庆(成都) -广东-厦门的完整销售链体系,目前公司 CMP 抛光垫已全面进入国内主流晶圆厂的供应链体系,产品型号覆盖率接近 100%。受益于公司技术、市场布局等优势, 21 年抛光垫产品在多个客户开始稳步放量,市场份额不断扩大。

{6}江丰电子:国产溅射靶材龙头

公司是国内最大的半导体芯片用高纯溅射靶材生产商。公司主要产品为各种高纯溅射靶材,包括铝靶、钛靶、钽靶、钨钛靶等,这些产品主要应用于超大规模集成电路芯片、液晶面板、薄膜太阳能电池制造的物理气相沉积(PVD)工艺,用于制备电子薄膜材料。目前,公司产品主要应用于半导体、平板显示器及太阳能电池等领域。在超大规模集成电路用高纯金属靶材领域,公司成功打破美国、日本跨国公司的垄断格局,填补了国内电子材料行业的空白。公司已经逐步建立了高品质、高纯度溅射靶材专业生产商的良好品牌形象。

{7}康强电子:国内半导体封装材料龙头

公司主营半导体封装材料行业。公司是我国规模最大引线框架生产企业,有32台高精度自动高速冲床、17条引线框架高速全自动选择性连续电镀生产线,连续多年在引线框架产量、销量和市场占有率等指标方面国内同行排名居前。

{8}北方华创:半导体国产设备龙头

公司多款产品如硅刻蚀机、金属刻蚀机、PVD/CVD/ALD、氧化扩散炉、清洗机均具备28nm国产替代的能力,主攻的刻蚀机和薄膜沉积设备(PVD、CVD)占半导体设备总体市场规模的近一半,具备较强的核心竞争力。近年公司多款产品不断导入多个晶圆厂的产线,市占率有望不断提升。

{9}中芯国际:大陆晶圆代工龙头

公司是中国大陆技术最先进、产能规模最大的晶圆代工厂商。在技术领域,公司在大陆率先实现14nmFinFET量产,代表集成电路国产替代的最先进制造水平,并拥有24nmNAND、40nmCIS等特色工艺。在产能方面,公司目前有3个8英寸晶圆和4个12英寸晶圆生产基地,合计产能超过50万片/月。

{10}长电科技:国产半导体封测龙头

公司可为客户提供从设计仿真到中后道封测、系统级封测的全流程技术解决方案,已成为中国第一大和全球第三大封测企业。

{11}兆易创新:存储&MCU双龙头

公司作为全球 NOR Flash 的龙头公司之一,市场占有率已跃居全球第三。 随着市场空间与市场份额的同步提升,公司的 NOR Flash销量未来仍有较大的提升空间。

公司作为国内 MCU 市场的龙头公司,2020 年销售接近 2 亿颗, 2021 年公司业绩将伴随着工控等领域的快速放量,迎来快速发展的时期。

{12}景嘉微:GPU国产化龙头

公司图显、雷达产品主要应用于军事装备,在国内机载图显领域占据大部分市场份额,GPU芯片产品正由军用向信创及民用市场拓展。

{13}圣邦股份:模拟电路芯片龙头

公司作为国内模拟 IC 领先企业,通过持续加大研发投入,获得持续快速发展。公司致力于高品质、高性能模拟芯片研发设计与销售,主营业务涵盖信号链和电源管理两大领域,迄今已拥有 25 大类、超过 1600 款在售产品,消费电子、通讯设备、工业控制、医疗仪器、汽车电子等多个领域。

{14}斯达半导:IGBT龙头

公司深耕IGBT模块的研发和销售,作为国内IGBT行业的领军企业,不仅具备先进的模块设计及制造工艺,亦拥有自主研发设计的IGBT芯片和快恢复二极管芯片的能力。在IGBT模块供应商全球市场份额排名中,公司排名第7位,在中国企业中排名第1位,成为世界排名前十中唯一一家中国企业,市场优势地位显著。

[温馨提示]

本文所述观点整合梳理自各大研究报告,仅供参考,不承诺投资收益,不作任何投资依据,投资者应自主作出决策并自行承担投资风险。

半导体材料龙头股票有哪些?

半导体材料龙头股票主要有以下几只:

1、万业企业(股票代码600641),万业企业股份有限公司是一家房地产企业,公司主要从事实业投资、资产经营、房地产开发经营、国内贸易(除专项规定外)、钢材、木材、建筑材料、建筑五金。

2、晶盛机电(股票代码300316),浙江晶盛机电股份有限公司是晶体硅生产设备供应商。公司自设立以来专注于拥有自主品牌的晶体硅生长设备及其控制系统的研发、制造和销售。

3、北方华创(股票代码002371),北方华创科技集团股份有限公司主要从事基础电子产品的研发、生产、销售和技术服务,主要产品为电子工艺装备和电子元器件。

4、精测电子(股票代码300567),经过多年的发展,公司中后道制程检测系统的产品技术已处于行业领先水平,技术优势明显,为公司的快速发展奠定了基础。

5、长川科技(股票代码300604),公司主要产品包括集成电路测试机、分选机。公司掌握集成电路测试设备的相关核心技术,是国内为数不多的可以自主研发、生产集成电路测试设备的企业。

6、中微公司(股票代码688012),中微半导体设备(上海)股份有限公司的主营业务是聚焦用于集成电路、LED芯片等微观器件领域的等离子体刻蚀设备、深硅刻蚀设备和MOCVD设备等关键设备的研发、生产和销售。

7、至纯科技(股票代码603690),上海至纯洁净系统科技股份有限公司的主营业务主要包括高纯工艺系统的设计、制造和安装调试半导体湿法清洗设备研发、生产和销售。

8、芯源微(股票代码688037),沈阳芯源微电子设备股份有限公司主要从事半导体专用设备的研发、生产和销售,产品包括光刻工序涂胶显影设备(涂胶/显影机、喷胶机)和单片式湿法设备(清洗机、去胶机、湿法刻蚀机)。

9、华峰测控(股票代码688200),北京华峰测控技术股份有限公司主营业务为半导体自动化测试系统的研发,生产和销售公司的主要产品为半导体自动化测试系统及测试系统配件。


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