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。

6月中旬,总部位于北京的奕斯伟 科技 在西安高新技术产业开发区二期扩建项目破土动工。ICVIEWS了解到,新工厂将专注于生产具有先进工艺技术的12英寸单晶硅抛光片和硅外延片,将用于逻辑芯片、闪存、DRAM、图像传感器和显示驱动IC,其一期工厂已于 2020 年 7 月开始商业生产,月产能为 500000 件。

投资超百亿的西安奕斯伟硅产业基地项目,主要从事研发生产12英寸电子级硅抛光片和外延片,产品广泛应用于电子通讯、 汽车 制造、人工智能、消费电子等领域,该项目是全国仅有的三个通过国家发改委、工信部“窗口指导”评审的集成电路用大硅片生产项目之一,建成后将有效提高了陕西省西安市半导体产业的国际竞争力,填补我国半导体行业大硅片制造的空白,实现半导体硅片制造的自主可控和国产替代。

除了这一项目,上海硅产业集团股份有限公司(以下简称“沪硅集团”)也公布了扩建计划。5 月 25 日,沪硅集团旗下子公司上海新升将出资 15.5 亿元,与大基金二期等多个出资方共同投资 67.9 亿元,在上海临港建设 30 万片集成电路用12 英寸高端硅片扩产项目。

目前,全球近 90% 的硅片市场由信越化学、Sumco、Globalwafers、Siltronic 和 SK Siltron 等排名前 5 位的供应商主导。 ICVIEWS了解到 ,由于自给率相对较低,虽然中国是硅片的最大出口国,但一直严重依赖外国进口,尤其是 12 英寸产品。

但在两家中国制造商将其新的12英寸硅片产能商业化后,中国硅片供应将在自给自足的道路上加快步伐,帮助国内12英寸晶圆厂确保供应并提高竞争力。 ICVIEWS了解到 ,另一家主要代工厂华虹半导体和IDM的华润微电子和杭州士兰微电子也在加快建设新的晶圆厂以生产12英寸晶圆。

市场研究人员的统计数据显示,到 2026 年,全球将有多达 203 家 12 英寸晶圆厂投入运营。

中国最大的晶圆代工厂商中芯国际正在北京、上海和深圳建设三个 12 英寸晶圆厂,总成本为 1200 亿元人民币。 据了解 ,深圳工厂将于 2021 年 12 月开始试运行,计划于 2022 年底实现量产。

2022年全球晶圆代工产能将每年增长约14%。

根据IC Insights统计,2009年-2019年,全球一共关闭了100座晶圆代工厂,其中8英寸晶圆厂为24座,占比24%,6英寸晶圆厂为42座,占比42%。

目前8英寸晶圆生产设备主要来自二手市场,价格昂贵且数量少,如蚀刻机、光刻机、测量设备,设备的稀缺同样钳制着8英寸晶圆产能的释放。8英寸晶圆通常对应90nm以上制程,在这些制程下生产的功率器件、CIS、PMIC、RF、指纹芯片以及NOR Flash等产品产能被明显限制。随着制程的不断缩小,芯片制造工艺对硅片缺陷密度与缺陷尺寸的容忍度也在不断降低。由于硅片边缘部分存在不平整和大量缺陷,在使用晶圆制造器件时,实际可以利用的是中间部分,由于边缘芯片减少,使用12英寸晶圆的产品成品率将上升。

由于扩大8英寸产能不划算且增速远低于整体行业平均水平,因此8英寸产能将增长约每年 6%,而 12 英寸产能每年将增长 18%。2022年大部分晶圆代工厂将聚焦12英寸晶圆产能,扩产的主要动力来自台积电、联电、中芯国际、华虹集团的华虹宏力、新芯。根据 SUMCO 发布的全球 12 英寸晶圆需求预测数据,2021 年全球 12 英寸晶圆需求将达到每年720 万片,到 2025 年将达每月 910 万片。

中国12英寸硅片厂建设的如火如荼反映了国产半导体制造的发展情况。根据彭博汇编的数据,过去四个季度全球增长最快的 20 家芯片行业公司中,平均有 19 家来自中国大陆。相比之下,去年同期只有八家公司。

一份新报告称,今年第一季度,三家中国大陆芯片制造商在全球晶圆代工收入中的占比首次超过 10%。

其中,中国半导体制造国际公司在 1-3 月季度全球晶圆代工收入前 10 名中排名第五,市场份额为 5.6%。总部位于上海的另一家中国主要半导体制造商华虹集团以 3.2% 的市场份额排名第六。位于安徽省合肥市的晶合半导体排名第九,市场份额为 1.4%。

“新能源材料(硅片)全球TOP1,新能源组件全球TOP3,半导体材料(硅片)全球TOP5”。

8月17日,站在TCL新动能战略发布会演讲台上,63岁的李东生为中环股份(002129.SZ)定下全球新目标。一个月前,他掌舵的TCL 科技 (000100.SZ)以109.7亿元竞购中环集团100%股权,并将后者核心上市公司之一中环股份收入囊中。这也意味着,TCL 科技 将成为中环股份的第一大股东,后者从国企变身民企。

当天,李东生亮出TCL 科技 的三大引擎:智能终端、半导体显示及材料、新能源及半导体。而中环股份便是其发展新能源及半导体的重要主体。

一手新能源,一手半导体。李东生又将带领中环股份驶向何方?“TCL 科技 的业务与中环股份的业务高度契合、互补协同性比较大。另外,我们看好企业的管理基础、实力,特别是经营管理团队。入股中环后,我们将加大资源的投入,助力中环发展。”李东生向《中国经营报》等媒体如是表示。

对垒“光伏一哥”

中环股份要实现在新能源材料(硅片)称雄的目标,就不得不直面与“光伏一哥”隆基股份(601012.SH)的竞争。

有意思的是,2020年3月疫情期间,李东生和隆基股份创始人、总裁李振国还同时出现在由清华大学经管学院中国企业发展与并购重组中心举办的洞见讲堂活动上,探讨疫情下全球供应链新变局。彼时TCL 科技 尚未浮出中环集团混改“水面”,面对李东生,李振国还以“东生大哥”相称。如今,话音刚落,两者转身就变成了“对手”。

事实上,中环股份与隆基股份之间的交锋由来已久。

中环股份与隆基股份并称为单晶硅片龙头。不同的是,隆基股份专注于光伏领域,已经建构了从硅片、电池组件到光伏电站的垂直一体化产业链。而中环股份在光伏领域的垂直一体化尚不明显,当下其硅片业务突出,并不断加码组件环节。

在光伏硅片方面,中环股份与隆基股份基本占据了全球硅片产能的半壁江山。2019年底,隆基股份单晶硅片产能达到42GW,出货65.48亿片;中环股份单晶硅片合计产能33GW,销售量51.44亿片。近几年,两家企业竞相扩产:隆基股份规划硅片产能2020年底达75 GW,中环股份到2023年整体规划硅片产能达85GW。

2019年以来,中环股份觊觎全球组件地位的野心渐显,其参与竞拍东方环晟(后更名环晟光伏)并最终持股77%。据《能源》杂志报道,作为中环股份控股子公司环晟光伏目前拥有2GW叠瓦组件,到明年下半年产能将达到15GW,并有可能在2023年扩张至20GW。

不过,光伏咨询机构PVinfoLink于8月17日发布的2020年上半年全球光伏组件出货排名表明,目前中环股份与其他同行企业相比仍存在差距。从排名上看,位居榜首的仍是晶科能源,隆基股份次之,随后是天合光能、晶澳 科技 等企业,其中晶科能源和隆基股份出货量均超7GW。

显然,在光伏领域,目前隆基股份似乎略胜一筹,这在经营业绩上也进一步得到佐证。截至2019年底,隆基股份营收328.97亿元,净利润55.57亿元;同期,中环股份营收168.87亿元,净利润9亿元,其中,新能源板块营收154.39亿元,占营收比重91.43%。而市值方面,中环股份超700亿元,而隆基股份已破2000亿元大关。

不过,在不少人看来,中环股份和隆基股份的不同或差距似乎更多是体制原因。“从我个人38年的国企半导体行业的经历来看,深刻体会到体制机制是发动机。”中环股份总经理沈浩平认为,TCL将赋能未来的中环半导体,助力中环半导体,就是赋体制机制的能。

李东生也表示,“在原有的地方国有体制下,中环股份能够和各种所有制竞争保持一种竞争力,这非常难得。”

尽管与“光伏一哥”存在差距,但在光伏技术等方面,沈浩平却充满自信。2018年沈浩平曾在接受媒体采访时回忆,“在光伏领域,2002年以来没有什么重大技术,主要围绕单晶的。所有的重大创新全是我们(中环)创造的,没有一个不是。”

这种紧张态势在2020年下半年光伏涨价潮中也有表现。7月以来,光伏上游价凶猛,隆基股份被指“吃相难看”。而形成较大反差的是,中环股份却公开报价比隆基股份低0.22元/片。这被业界解读为两家企业“暗战”。

半导体“全球追赶”

相比光伏新能源板块,中环股份的半导体业务刚迎来黄金发展期。目前中环股份半导体业务占比低,其2019年半导体硅片(营收10.97亿元)占比仅6.5%。

半导体硅片属于半导体产业链的上游环节,是最为关键的半导体材料。不过,从全球竞争布局上看,前五家供应商日本信越半导体、日本胜高 科技 、中国台湾环球晶圆、德国Siltronic和韩国SK Siltron,已占据全球半导体硅片市场90%以上份额。中国大陆硅片制造企业中环股份与沪硅产业U(688126CN)较为靠前,但市场占比仅徘徊在2%上下。

摩尔定律驱动下,目前全球主流半导体硅片尺寸已迭代为8英寸和12英寸。而在中国大陆,仅有少数几家企业具备8英寸半导体硅片的生产能力,12英寸半导体硅片主要依靠进口。

2017年以来,全球半导体迎来5G/AI/IoT所驱动的新一轮增长周期和第三次产业转移浪潮,中国半导体硅片市场需求进一步增长。这一年,我国大陆硅片制造商开始打破垄断,并逐渐建立起可商业化的产品。

彼时,中环股份重点推进半导体硅片产品结构的战略升级。2017年12月,中环股份与无锡市政府下属投资平台、硅片制造设备商晶盛机电共同组建中环领先半导体材料有限公司(以下简称“中环领先半导体”),并在无锡建立8英寸、12英寸大硅片项目,共建半导体大硅片产业链。

事实上,受益于芯片国产化浪潮,国内大硅片市场需求规模将进一步增长。2019~2020年,中环股份也进入快速扩张期。

2019年1月,中环股份拟非公开发行股票不超5.57亿股,募资总额不超过50亿元,用于8~12英寸半导体硅片生产线项目、补充流动资金。截至2020年8月12日,中环股份已完成发行认购。

不仅如此,中环股份还有意在大硅片供应链上进行布局。2020年7月,中环股份出资2亿元参股中芯聚源发起的专项股权基金聚源芯星基金,而后者作为战略投资者认购了中芯国际在科创板首次公开发行的战略配售。

资料显示,目前中环股份半导体8英寸硅片已经量产,并通过大量客户验证,12英寸已经积极送样,正稳步导入量产。按照规划,中环股份的目标为8英寸105万片/月、12英寸62万片/月。

沈浩平公开表示,中环股份希望实现8英寸硅片全球前三,12英寸全球前五的目标。

中环股份的产业战略规划是做全球综合门类最全的半导体材料供应商。沈浩平比喻,“我们要既能给麦当劳提供薯片也能为中国菜提供各式各样的配料。”在他看来,这可能是中环股份走向未来更好的一个捷径,或者风险更小的路径。

这一目标在李东生看来也是现实的。他认为,现阶段要“上坡加油,追赶超越,扩展产业规模竞争力。”同时,TCL 科技 将加大资源投入,助力中环股份发展,总投资超过60亿元,包括建立高端半导体产业园。


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