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。

2022年度,美国继续坚持长期以来的出口管制及经济制裁既定政策,大幅加强针对对手国家(如中国、俄罗斯)的立法建设和执法力度,并将该类制裁、管制措施多边化,联合盟友对中国、俄罗斯行业企业协同打击措施。本文基于总结美国对中国、俄罗斯等国的制裁和管制措施,分析中国企业可能受到的影响并提出相应的合规建议(本文时间均为当地时间)。

一、出口管制

在出口管制方面,美国以限制半导体为核心,持续通过出口管制新规定限制中国发展半导体、超级计算等先进技术领域;基于俄乌冲突,美国联合盟国持续颁布针对俄罗斯重要领域的出口管制规则,以禁止或限制向俄罗斯出口美国原产物项。

(一)中国方面

1. 通过立法等措施限制中国发展先进半导体,并新增半导体领域管制物项

8月9日,《2022年芯片与科学法》(CHIPS and Science Act of 2022)由美国总统拜登签署生效[1],该法重要内容包括:1)获得半导体激励资助的企业需与美国商务部签署协议,除例外情况,承诺在接受资金起10年内不得从事协议中规定的重大交易,包括不得在中国、俄罗斯或其他受关注国家进行半导体制造能力的实质扩张;2)为投资半导体相关先进制造设施的合格纳税人提供投资金额25%的税收减免,但若合格纳税人在接受税收减免后10年内在中国、俄罗斯其他受关注国家进行半导体制造产能实质扩张等重大交易(传统半导体产能扩张除外),则发生该重大交易的年度,纳税人须补缴全部减免税额,除非在美国财政部通知后45天内证明该重大交易已停止或放弃。该法以联邦拨款的方式促使半导体制造企业(即晶圆制造厂商)选择在美国建厂,并放弃在中国建厂或撤资,以限制中国制造先进半导体。

8月12日,BIS发布公告将四项新兴和基础技术(“《出口管制改革法》第1758节项下的技术”)纳入出口管制范围[2],分别是:氧化镓及金刚石(用于制造更先进的如军事领域的设备)、专为开发具有栅极环绕场效应晶体管(GAAFET)结构的集成电路而设计的电子计算机辅助设计(ECAD)软件(用于在军事、航空航天等领域设计复杂的集成电路设计、分析、优化和验证集成电路或印刷电路板性能的软件工具)、压力增益燃烧(PGC)技术(用于火箭和高超音速系统的技术)。前述四项物项用于支持生产先进半导体及燃气涡轮发动机,若向中国出口、再出口、转让(国内)前述物项均需获得许可证。

8月31日,据美国芯

美国加大制裁力度,恰恰说明中国的半导体产业崛起速度已经远远超出了他们的预期。作为一个科技力量飞速发展的大国,中国对于半导体产业的攻坚之战势在必行。美国的制裁行为只会让他们在国际上愈发地臭名昭著,最终逐渐失去其他国家的信任。

芯片是人类历代研究成果不断累积而成的巅峰之作,代表着现代科技的最高水平。同时,芯片也是未来工业持续向上发展的关键。美国过去享受着科技霸权所带来的丰厚利益,不断地利用巨大的优势收割全球的财富。为了巩固这一霸权地位,美国会不计代价地打压其他国家的半导体产业,而首当其冲的就是中国。

一、这些年中国在相关领域取得了众多成果

在相关技术被严格封锁的情况下,中国的半导体产业一直迎着逆流前进。从低端芯片做起,一步步稳扎稳打,不断完善半导体供应链结构。依托消费电子、新能源汽车等产业对于芯片源源不断的需求,国产的半导体企业得到了充足的订单。

二、美国无视规则一意孤行终会作茧自缚

美国的制裁几乎对全世界的半导体企业都产生了冲击,这一行为已经引起了公愤。虽然碍于美国的实力,许多企业无法正面反抗他们,但这样的局面不会持续太久了。

三、未来中国必将成为世界顶尖的芯片强国

中国是世界上最大的半导体消费国,在这里领域占据着举足轻重的地位。而且随着未来科技的进一步兴起,这一地位的价值会不断地得到凸显。全世界半导体的发展一旦脱离了中国都将成为空中楼阁,这是大部分国家都已经明白的道理。

哪些国内的半导体企业未来有望突破高端芯片制造技术呢?


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