芯片產(chǎn)業(yè)鏈主要包括三大環(huán)節(jié):設(shè)計(jì)、制造、封裝與測(cè)試。
芯片設(shè)計(jì)包括工具軟件、設(shè)計(jì)公司。
芯片制造包括制造廠、制造設(shè)備、材料與輔料
芯片封測(cè)包括封測(cè)廠、封測(cè)設(shè)備、輔材
第一節(jié)芯片設(shè)計(jì)
一、EDA軟件
EDA 是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronic Design Automation)的縮寫(xiě),主要用于超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì),位于芯片產(chǎn)業(yè)鏈頂端,是依賴性極強(qiáng)的設(shè)計(jì)工具。
EDA 工具可以分為電子電路設(shè)計(jì)與仿真工具、PCB 設(shè)計(jì)軟件、IC 設(shè)計(jì)軟件、 PLB 設(shè)計(jì)工具等。
電子電路設(shè)計(jì)與仿真工具主要是對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的電路進(jìn)行模擬,設(shè)計(jì)師再通過(guò)分析改進(jìn)優(yōu)化電路設(shè)計(jì),主要工具有 SPICE/PSPICE、EWB、 Matlab等;
PCB 設(shè)計(jì)軟件用于畫(huà)板級(jí)電路圖,以及布局布線和仿真,主要工具有Protel、ORCAD、PowerPCB;
IC 設(shè)計(jì)軟件中包含了設(shè)計(jì)輸入、設(shè)計(jì)仿真、邏輯綜合、布局和布線、物理驗(yàn)證、模擬電路仿真器等一系列子工具,Cadence、 Mentor Graphics、Synopsys 為全球主要的 IC 軟件供應(yīng)商;
PLB 設(shè)計(jì)工具用于根據(jù)需要自行構(gòu)造邏輯功能,主要廠商有 ALTERA、Xilinx、Lattice。
海外三大 EDA 廠商占據(jù)全球主要市場(chǎng)。
全球 EDA 軟件市場(chǎng)規(guī)模約105 億美元,其中Synopsys、Cadence、Mentor Graphics市場(chǎng)份額約分別為 32%、22%、10%,海外三大 EDA軟件廠商全球市場(chǎng)份額超過(guò) 64%,在中國(guó)的市場(chǎng)份額更是超過(guò) 95%。
Synopsys 擁有最為齊全的 EDA 工具產(chǎn)品線,其邏輯綜合工具DC 和時(shí)序分析工具 PT 市占率極高,EDA 軟件是其最重要業(yè)務(wù),Intel 是公司最大客戶;
Cadence 產(chǎn)品涵蓋了電子設(shè)計(jì)的全流程,強(qiáng)項(xiàng)在于模擬或混合信號(hào)的定制化電路和版圖設(shè)計(jì)。Cadence 是三家廠商中在中國(guó)布局最好的,2019 年Cadence 收入 23.4 億美元,其中約 2.42 億美元來(lái)自中國(guó)。
Mentor 主要提供電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化先進(jìn)系統(tǒng)電腦軟件以及模擬硬件系統(tǒng),其產(chǎn)品線沒(méi)有 Synopsys 和 Cadence 齊全,但在有些領(lǐng)域具備優(yōu)勢(shì)。
我國(guó) EDA 廠商開(kāi)始嶄露頭角。我國(guó) EDA 產(chǎn)業(yè)規(guī)模 5.4 億美元。目前國(guó)內(nèi)EDA 軟件公司主要有華大九天、芯愿景、芯禾科技、廣立微電子、博達(dá)微電子、藍(lán)海微科技、奧卡思微電、概倫電子、國(guó)微思爾芯等。
華大九天:成立于 2009 年,前身是華大集團(tuán) EDA 部門,承載了熊貓系統(tǒng)的技術(shù),在 EDA 和 IP 方面擁有多年積累,是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)實(shí)力最強(qiáng)的 EDA 企業(yè)。華大九天能提供全流程FPD 設(shè)計(jì)解決方案,擁有模擬/數(shù)?;旌?IC 設(shè)計(jì)全流程解決方案、數(shù)字 SoC IC 設(shè)計(jì)與優(yōu)化解決方案、晶圓制造專用 EDA 工具等產(chǎn)品。華大九天客戶包括京東方、中天微、MPS、華虹宏力、TowerJazz 等國(guó)內(nèi)外芯片設(shè)計(jì)、制造企業(yè)。截至 2019年 9 月,華大九天擁有員工約 400 人,研發(fā)人員碩、博士比例高達(dá) 80%以上。目前中國(guó)電子持有華大九天 33.45%股權(quán),上海建元股權(quán)投資基金(申通地鐵持股 70%)持有華大九天 17.42%股份。
芯愿景:成立于 2002 年,目前公司已建立 IC 分析服務(wù)、IC 設(shè)計(jì)服務(wù)及EDA 軟件授權(quán)三大業(yè)務(wù)板塊。公司已累計(jì)研發(fā)了 6 套 EDA 系統(tǒng),共 30多個(gè)軟件,覆蓋了集成電路工藝分析、電路分析和知識(shí)產(chǎn)權(quán)分析鑒定的全流程,累計(jì)發(fā)放授權(quán)認(rèn)證超過(guò) 3 萬(wàn)個(gè),EDA 軟件用戶群包括國(guó)內(nèi)外芯片設(shè)計(jì)公司、研究所、高校和知識(shí)產(chǎn)權(quán)服務(wù)機(jī)構(gòu)等。2020年 5 月,芯愿景科創(chuàng)板上市已獲上交所受理。 2019 年芯愿景主營(yíng)業(yè)務(wù)收入 1.55 億元,其中IC 分析服務(wù)收入 1.29 億元(占比 83%),IC 設(shè)計(jì)服務(wù)收入 2177 萬(wàn)元(占比 14%),EDA 軟件授權(quán)收入 442 萬(wàn)元(占比 2.85%),2019 年公司前三大客戶分別為中國(guó)電子科技集團(tuán)、中國(guó)航科集團(tuán)、納思達(dá)股份。
另外,據(jù)稱華為EDA領(lǐng)域積累深厚,也有自己的軟件。
二、芯片設(shè)計(jì)
1、海思半導(dǎo)體:是華為子公司,目前世界排名第七的芯片設(shè)計(jì)公司,5 nm制程的麒麟9000芯片已經(jīng)量產(chǎn),與高通、蘋果、三星并肩為全球四大頂尖手機(jī)芯片企業(yè)。因美國(guó)制裁影響,可能要在5nm制程上停滯數(shù)年。海思今年在射頻芯片領(lǐng)域取得突破,實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口替代。海思已推出SoC網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控芯片、可視電話芯片、DVB芯片、IPTV芯片、通訊基帶芯片巴龍系列、AI處理芯片昇騰系列、服務(wù)器芯片鯤鵬系列、路由器芯片凌霄系列等,華為在安防、手機(jī)處理器、arm架構(gòu)的服務(wù)器處理器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、人工智能、車載導(dǎo)航、多媒體、接口IP、無(wú)線終端、家庭設(shè)備、SSD控制和電源管理等多個(gè)領(lǐng)域有了布局。
2、匯頂科技:在光學(xué)指紋芯片,無(wú)論是技術(shù)水平還是市場(chǎng)占有率,匯頂科技都是世界第一。
3、瀾起科技:內(nèi)存接口芯片世界第一,市占率超四成。
4、韋爾股份:是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的消費(fèi)類模擬芯片龍頭,其中圖像傳感器業(yè)務(wù)位于全球前三,國(guó)內(nèi)第一,下游客戶包括手機(jī)端的HOVM,汽車端的奧迪/奔馳等,安防端的???大華等。公司相繼在2019年6月與2020年2月突破48M/64M像素?cái)z像頭技術(shù),該技術(shù)標(biāo)志豪威躋身手機(jī)CMOS圖像傳感器第一梯隊(duì)的行列。
5、華大半導(dǎo)體:是中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司(CEC)整合旗下集成電路企業(yè)而組建的專業(yè)子集團(tuán)。旗下有三家上市公司資產(chǎn)規(guī)模100 億。在智能卡及安全芯片、智能卡應(yīng)用、模擬電路、新型顯示等領(lǐng)域占有較大的份額。旗下的公司包括積塔半導(dǎo)體、上海貝嶺、晶門科技、華大電子、南京微盟、確安科技和華大智寶。
6、中興微電子:主要為母公司中興通訊配套通訊芯片。
7、博通集成:國(guó)產(chǎn)ETC芯片龍頭,在物聯(lián)網(wǎng)在廣泛布局。
8、北京君正:收購(gòu)了北京矽成,今年上半年智能視頻芯片營(yíng)收8782萬(wàn)元,占比24.7%,微處理器芯片營(yíng)收4953萬(wàn)元,占比13.95%,存儲(chǔ)芯片營(yíng)收1.9億元,占比53.52%;模擬及互聯(lián)芯片2173萬(wàn)元,占比6.12%。
9、斯達(dá)半導(dǎo)體:國(guó)內(nèi)IGBT半導(dǎo)體的龍頭公司,全球IGBT模塊市場(chǎng)排名第八,是國(guó)內(nèi)唯一進(jìn)前十的企業(yè),具備NPT/TrenchFS結(jié)構(gòu)IGBT及FRD全系芯片量產(chǎn)能力。
10、三安光電:國(guó)內(nèi)化合物半導(dǎo)體(第三代半導(dǎo)體材料)龍頭,LED芯片龍頭。
11、全志科技:平板(PAD)芯片龍頭。
12、國(guó)科微:主營(yíng)智能機(jī)頂盒芯片、智能監(jiān)控芯片、固態(tài)存儲(chǔ)芯片、物聯(lián)網(wǎng)芯片及固態(tài)硬盤。
13、寒武紀(jì):AI芯片龍頭
14、依圖科技:AI芯片龍頭,人臉識(shí)別冠軍
15、富滿電子:主營(yíng)電源管理類芯片、LED控制及驅(qū)動(dòng)類芯片
16、芯海科技:橫跨模擬電路、數(shù)字電路兩大領(lǐng)域信號(hào)鏈的芯片設(shè)計(jì)企業(yè);對(duì)標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是TI、ST(即意法半導(dǎo)體)、ADI等國(guó)際一流企業(yè)。
17、力合微:主營(yíng)物聯(lián)網(wǎng)通信芯片、模塊、整機(jī)及系統(tǒng)應(yīng)用方案
18、思瑞浦:華為入股的國(guó)產(chǎn)模擬芯片企業(yè),有產(chǎn)品900余款。
19、圣邦股份:國(guó)產(chǎn)模擬芯片和電源管理芯片龍頭,有產(chǎn)品1400余款。
20、瑞芯微:主營(yíng)SoC、電源管理芯片,公司成功研發(fā)出基于14nmFinFET工藝的新一代智能視覺(jué)應(yīng)用處理器。
21、聞泰科技:收購(gòu)安世半導(dǎo)體,成為功率半導(dǎo)體全球巨頭,安世半導(dǎo)體有產(chǎn)品種類超過(guò)1.5萬(wàn)種,每年新增700-800種產(chǎn)品,每年出貨1000多億顆。安世在多個(gè)細(xì)分市場(chǎng)排名前三。同時(shí)在德國(guó)、英國(guó)擁有晶圓廠,在中國(guó)、菲律賓、馬拉西亞擁有封測(cè)廠。公司將借助海外晶圓廠半導(dǎo)體制造能力助力國(guó)內(nèi)晶圓廠落地,在安世原有的8寸車規(guī)級(jí)產(chǎn)品上建立12寸車規(guī)級(jí)晶圓廠。
22、兆易創(chuàng)新:閃存芯片龍頭。
23、卓勝微:射頻開(kāi)關(guān)及LNA(低噪聲放大器)龍頭,射頻前端芯片的核心器件。
24、敏芯股份:國(guó)產(chǎn)MEMS芯片和ASIC芯片龍頭。
25、四維圖新:2020年上半年芯片實(shí)現(xiàn)收入1.18億元,子公司杰發(fā)科技的汽車電子芯片批量出貨。公司第一代智能駕駛座艙芯片獲得德賽西威訂單,多個(gè)項(xiàng)目開(kāi)始進(jìn)入到designin階段。第二代車聯(lián)網(wǎng)芯片、第一代MCU車身控制芯片,TPMS胎壓監(jiān)測(cè)芯片開(kāi)始量產(chǎn)出貨;第二代MCU的工程樣片驗(yàn)證成功,第二代的AMP和TPMS芯片完成流片。
26、中穎電子:國(guó)產(chǎn)MCU芯片龍頭
27、移遠(yuǎn)通信:物聯(lián)網(wǎng)芯片龍頭
28、歐比特: 國(guó)內(nèi)SoC芯片行業(yè)的引領(lǐng)者和SIP立體封裝的先行者。
29、芯朋微:專注電源管理芯片
30、晶豐明源:LED照明驅(qū)動(dòng)芯片出貨量全球第一
31、聚辰股份(688123):主營(yíng) EEPROM(帶電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)、音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片和智能卡芯片,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、液晶面板、藍(lán)牙模塊、通訊、計(jì)算機(jī)及周邊、醫(yī)療儀器、白色家電、汽車電子、工業(yè)控制等眾多領(lǐng)域。2019年公司上述三類主要產(chǎn)品的銷量分別為17.15億顆、0.57億顆及4.71億顆,同比增長(zhǎng)35.91%、133.62%及65.82%;對(duì)應(yīng)產(chǎn)品銷售收入分別為4.53億元、1221.20萬(wàn)元及4761.10萬(wàn)元,同比增長(zhǎng)17.38%、105.76%及23.30%。
聚辰股份與中芯國(guó)際、江陰長(zhǎng)電、日月光半導(dǎo)體等國(guó)內(nèi)知名的晶圓制造廠、封裝測(cè)試廠建立了長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系。
32、晶晨股份:多媒體智能終端芯片領(lǐng)航者
33、樂(lè)鑫科技: 是全球WiFiMCU領(lǐng)域龍頭企業(yè),主要從事物聯(lián)網(wǎng)WiFiMCU通信芯片及其模組的研發(fā)、設(shè)計(jì)及銷售。
34、立昂微:主攻肖特基二極管芯片、硅外延片、硅拋光片、第二代半導(dǎo)體射頻芯片。
35、新潔能: 專業(yè)從事MOSFET(金屬—氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)等半導(dǎo)體芯片和功率器件的研發(fā)設(shè)計(jì)及銷售。
36、平頭哥半導(dǎo)體:阿里巴巴旗下半導(dǎo)體公司,發(fā)布基于RISC-V的處理器IP核玄鐵910芯片和含光800AI芯片。
37、中科曙光:旗下海光服務(wù)器芯片國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。
38、太極實(shí)業(yè):
39、廣微集成:是民德電子的子公司,主營(yíng)功率半導(dǎo)體。
40、景嘉微:、主營(yíng)GPU、圖形處理芯片
41、富瀚微:主營(yíng)視頻監(jiān)控芯片
42、臺(tái)基股份:主營(yíng)功率半導(dǎo)體,主要是晶閘管。
43、華微電子:主營(yíng)功率半導(dǎo)體。
44、派瑞股份:主營(yíng)功率半導(dǎo)體。
45、芯原股份:是少數(shù)同時(shí)擁有GPUIP、DSP IP、視頻處理 IP和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)IP這四大類關(guān)鍵 IP的供應(yīng)商。并且GPU IP、DSP IP 和視頻處理IP三大領(lǐng)域均排名世界前三。與中芯國(guó)際、華虹宏力、IBM、臺(tái)積電、Global foundries、三星、聯(lián)電、JazzTower等在內(nèi)的幾乎全球所有晶圓廠全面合作的設(shè)計(jì)服務(wù)公司。擁有14nm/10nm/7nmFinFET工藝節(jié)點(diǎn)的成功流片經(jīng)驗(yàn),并已開(kāi)始進(jìn)行 5nmFinFET 芯片的設(shè)計(jì)研發(fā)和新一代 FD-SOI 工藝節(jié)點(diǎn)芯片的設(shè)計(jì)預(yù)研。2016-2019年研發(fā)費(fèi)用率一直在30%以上。公司采取引進(jìn)培養(yǎng)相結(jié)合的人才策略,多途徑引進(jìn)高層次科技人才。目前研發(fā)人員789人,占員工總數(shù)高達(dá)84.29%。
46、和芯星通:北斗導(dǎo)航芯片
47、上海微電子:是東軟載波子公司,國(guó)產(chǎn)MCU芯片龍頭,上海微電子是大陸境內(nèi)率先完成整合eFlash的混合信號(hào)40nm工藝節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)、量產(chǎn)并批量供貨的芯片設(shè)計(jì)廠商之一,在研的基于RISC-V的邊緣計(jì)算芯片采用28nm工藝,處于業(yè)界領(lǐng)先地位。RISC-V的邊緣計(jì)算芯片和面向下一代無(wú)線通信系統(tǒng)或雷達(dá)應(yīng)用的毫米波芯片等,預(yù)計(jì)2021年第四季度進(jìn)入量產(chǎn)。2019年上海微電子營(yíng)收為26923.46萬(wàn)元,凈利潤(rùn)為3239.11萬(wàn)元。
48、和爾泰:5G毫米波射頻芯片,子公司鋮昌科技是國(guó)內(nèi)唯一掌握相控陣?yán)走_(dá)微波毫米波射頻T/R 芯片技術(shù)的民營(yíng)企業(yè)。
49、大豪科技:傳感器芯片,公司投資的興感半導(dǎo)體公司,主要產(chǎn)品為電流傳感器芯片、電流隔離器芯片及解決方案。已成功地開(kāi)發(fā)出全球領(lǐng)先的高精度快響應(yīng)一體化電流傳感器芯片,與英飛凌,TI,Allegro, AKM 等一流半導(dǎo)體公司處于同一的起跑線上。傳感器芯片是腦機(jī)芯片中的關(guān)鍵。
50、光訊科技:光芯片龍頭
51、華工科技:光芯片龍頭
國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)較多,各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域都有布局,以上只是部分比較知名的企業(yè)。
第二節(jié)芯片制造
一、制造廠
1、中芯國(guó)際:無(wú)可爭(zhēng)議的國(guó)產(chǎn)芯片代工龍頭,技術(shù)與規(guī)模均為國(guó)內(nèi)第一,14nm先進(jìn)制程已經(jīng)量產(chǎn),目前正在導(dǎo)入N+1制程(介于14-7nm之間),相當(dāng)于7nm的N+2制程正在研發(fā)中。
中芯國(guó)際在上海建有一座300mm晶圓廠和一座200mm晶圓廠,以及一座擁有實(shí)際控制權(quán)的300mm先進(jìn)制程合資晶圓廠;在北京建有一座300mm晶圓廠和一座控股的300mm合資晶圓廠;在天津和深圳有一座200mm晶圓廠。北京在建一座28nm及以上集成電路項(xiàng)目,首期計(jì)劃投資76億美元。深圳在建一座28納米及以上的12吋晶圓廠,每月約4萬(wàn)片的產(chǎn)能,預(yù)期將于2022年開(kāi)始生產(chǎn),項(xiàng)目的投資額估計(jì)為23.5億美元,折合人民幣約為153億元。
2020上了美國(guó)清單之后,研發(fā)預(yù)計(jì)會(huì)停滯數(shù)年,先進(jìn)制程的生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)張也會(huì)同步停滯(買不到美國(guó)的設(shè)備和零件了),占1/4的美國(guó)客戶大概率會(huì)慢慢流失。張汝京之后的中芯失去了靈魂,陷入內(nèi)哄而錯(cuò)失了戰(zhàn)略機(jī)遇,現(xiàn)在雖然奮力追趕,但在短期投機(jī)資本的壓力下顯得力不從心,正確的做法是完全放棄短期業(yè)績(jī),大力投資于新工藝研發(fā)的同時(shí),全力搭建國(guó)產(chǎn)芯片生產(chǎn)線,在技術(shù)追上臺(tái)積電之前,不追求盈利。這種著眼于長(zhǎng)眼的戰(zhàn)略需要杰出的企業(yè)家才能長(zhǎng)久執(zhí)行下去,中芯目前最缺的就是這個(gè)。
2、華虹集團(tuán):集團(tuán)內(nèi)有上海華虹宏力、上海華力微電子、上海集成電路研發(fā)中心、華虹計(jì)能、虹日國(guó)際、華虹半導(dǎo)體、華虹科技、華虹摯芯等子公司,集團(tuán)有3條8英寸生產(chǎn)線、3條12英寸生產(chǎn)線,并擁有唯一一家國(guó)家級(jí)集成電路研發(fā)中心。華虹集團(tuán)2019年8+12英寸集成電路制造主業(yè)銷售收入超過(guò)110億元。65/55納米節(jié)點(diǎn)的射頻和BCD特色工藝處于國(guó)際先進(jìn)水平,28納米工藝(28LP/28HK/28HKC+)均實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),22-14納米工藝在研發(fā)中,14納米FinFET工藝于2020年1月全線貫通,SRAM良率超過(guò)25%,與中芯差距明顯,這樣的良率肯定不能量產(chǎn)。華虹集團(tuán)的定位是特色芯片的制造,而不是先進(jìn)制程的追趕。
3、西安微電子技術(shù)研究所(航天771所):屬于航天科技集團(tuán)第九研究院,主要是為航天軍工企業(yè)生產(chǎn)芯片,這種芯片工藝不需要很領(lǐng)先,但可靠性要求極高。該所公開(kāi)信息較少,其工藝水平應(yīng)該不會(huì)超過(guò)28納米。該所搞出的一個(gè)“大新聞”是創(chuàng)辦了中興通訊,現(xiàn)持有中興大股東中興新通訊34%的股權(quán),有時(shí)也會(huì)派高管去中興任職,比如現(xiàn)任董事長(zhǎng)李自學(xué)就來(lái)自771所。類似的還有中國(guó)電科14所、38所,都有自己的芯片。
4、三星中國(guó):合資廠
5、英特爾大連:合資廠
6、SK海力士中國(guó):合資廠
7、臺(tái)積電中國(guó):合資廠,南京公司 12 英寸16nm生產(chǎn)線已經(jīng)于2018年量產(chǎn)。
8、和艦芯片:合資廠,目前和艦芯片的最先進(jìn)制程為28納米(在子公司廈門聯(lián)芯)。臺(tái)灣母公司已經(jīng)宣布停止10nm以下技術(shù)投資。
9、賽微電子:2016年賽微通過(guò)收購(gòu)瑞典Silex,獲得全球領(lǐng)先工藝IP,切入MEMS純代工賽道。公司目前可生產(chǎn)微流體、微超聲、微鏡、光開(kāi)關(guān)等多種器件,產(chǎn)品終端覆蓋了通訊、生物醫(yī)療、工業(yè)科學(xué)、消費(fèi)電子等諸多領(lǐng)域,服務(wù)于全球各領(lǐng)域巨頭廠商。截至6月底,公司全資子公司Silex擁有的在手未執(zhí)行合同/訂單金額合計(jì)超過(guò)5億元, 賽微北京8英寸MEMS國(guó)際代工線一期,預(yù)計(jì)將于2020年第三季度建成并投入使用,規(guī)劃的一期產(chǎn)能為1萬(wàn)片/月,目標(biāo)產(chǎn)能3萬(wàn)片/月。達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)值將不低于20億元,年利潤(rùn)不低于3.47億元,作為MEMS全球代工領(lǐng)頭羊的賽微電子,未來(lái)有望令競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手望塵莫及,穩(wěn)坐全球第一把交椅。
10、華潤(rùn)上華:華潤(rùn)集團(tuán)旗下企業(yè),是模擬芯片代工企業(yè),采用0.11微米至0.5微米的生產(chǎn)技術(shù)制造集成電路及功率分立器件,可以代工生產(chǎn)MEMS芯片和ASIC芯片。
二、設(shè)計(jì)制造一體的企業(yè)
全球采取IDM模式的有三星電子、恩智浦、英飛凌、NXP等。國(guó)內(nèi)采取IDM模式的有:
1、紫光集團(tuán):收購(gòu)展訊通信和銳迪科微電子,整合為紫光展銳,成為世界前列的手機(jī)芯片企業(yè);控股上海宏茂微電子公司,布局集成電路封裝測(cè)試;控股武漢長(zhǎng)江存儲(chǔ)(閃存NAND Flash生產(chǎn)商,目前國(guó)際先進(jìn)水平的128層3D閃存已研發(fā)成功),并在成都、南京陸續(xù)簽約落地總投資額近1000億美元的存儲(chǔ)芯片與存儲(chǔ)器制造工廠;控股紫光國(guó)微,除了身份證芯片這類大眾熟知的芯片外,還生產(chǎn)軟硬一體難度極高的FPGA芯片。
2、士蘭微:主要集中于MEMS傳感器、高壓集成電路、半導(dǎo)體功率器件這三個(gè)主要技術(shù)方向。目前已經(jīng)具備芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝等全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)能力。
3、華潤(rùn)微電子:是華潤(rùn)集團(tuán)旗下的功率半導(dǎo)體IDM龍頭,公司擁有從設(shè)計(jì),制造和封裝的全流程集成電路能力,有設(shè)計(jì)公司4家,晶圓生產(chǎn)線4條,封裝生產(chǎn)線2條。其工藝水平為0.5微米到130納米,0.11umBCD技術(shù)已啟動(dòng)預(yù)研。只有低端集成電路設(shè)計(jì)和制造能力,但是可以在半導(dǎo)體照明,MEMS,電源管理等領(lǐng)域應(yīng)用。公司2019年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收57.4億元和歸母凈利潤(rùn)4.0億元,其中產(chǎn)品與方案(自有產(chǎn)品外銷)、制造與服務(wù)(Foundry代工)兩部分收入占比分別為43%和57%。產(chǎn)品與方案板塊中,MOSFET產(chǎn)品占比約62%,功率IC產(chǎn)品占比約14%,傳感器產(chǎn)品占比約6%,IGBT產(chǎn)品及智能控制產(chǎn)品占比約7%。公司是國(guó)內(nèi)擁有全部主流MOSFET器件結(jié)構(gòu)研發(fā)和制造能力的主要企業(yè),產(chǎn)品范圍覆蓋-100V-1500V,是國(guó)內(nèi)營(yíng)業(yè)收入最大,產(chǎn)品系列最全的MOSFET廠商。國(guó)際上對(duì)標(biāo)英飛凌。
4、株洲中車時(shí)代電氣股份有限公司半導(dǎo)體事業(yè)部
我國(guó)唯一一家全面掌握了晶閘管、IGCT、IGBT及功率組件全套技術(shù),能為用戶提供全面系統(tǒng)的半導(dǎo)體解決方案的廠家。產(chǎn)品技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模、市場(chǎng)影響力均處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位,且有很強(qiáng)的國(guó)際影響。2008年,成功并購(gòu)全球知名的半導(dǎo)體器件獨(dú)立供應(yīng)商——加拿大丹尼克斯電力電子股份有限公司,2010年在英國(guó)設(shè)立功率半導(dǎo)體海外研發(fā)中心,形成公司大功率半導(dǎo)體器件產(chǎn)業(yè)化的國(guó)際化布局?;谙冗M(jìn)的技術(shù)和完整的產(chǎn)業(yè)化平臺(tái),公司是世界第一家推出商用HVDC6英寸晶閘管,全球第三家自主擁有IGCT器件,國(guó)內(nèi)首個(gè)研發(fā)出高壓IGBT/FRD芯片與模塊的企業(yè),擁有功率半導(dǎo)體芯片—模塊—裝置—系統(tǒng)完整產(chǎn)業(yè)鏈。
5、比亞迪微電子有限公司
目前產(chǎn)品主要覆蓋功率半導(dǎo)體器件、IGBT功率模塊、電源管理IC、CMOS圖像傳感器、傳感及控制IC、音視頻處理IC等。產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋了對(duì)光、電、磁及聲等信號(hào)的感應(yīng)、處理及控制,提供IC產(chǎn)品及完整的解決方案。相關(guān)產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于汽車、能源、工業(yè)、通訊和消費(fèi)類電子領(lǐng)域,具有廣闊的市場(chǎng)前景。
6、合肥長(zhǎng)鑫:投資1500億,主要業(yè)務(wù)是研發(fā)、生產(chǎn)移動(dòng)存儲(chǔ)芯片,技術(shù)來(lái)源于奇夢(mèng)達(dá),工期技術(shù)到了10nm級(jí),已經(jīng)量產(chǎn),正在穩(wěn)步搶奪市場(chǎng)(被韓國(guó)人壟斷)。
7、捷捷微電: 國(guó)產(chǎn)晶閘管、防護(hù)器件、模塊與組件、MOSFET、IGBT芯片,業(yè)務(wù)范圍涵蓋芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造及封裝測(cè)試等全業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。
8、福建晉華:主要布局普通存儲(chǔ)芯片,因美國(guó)制裁,設(shè)備無(wú)法到位,目前已經(jīng)停滯不前。
9、華為:據(jù)傳華為正在深度參與去美化的45nm和28nm制程芯片生產(chǎn)線建設(shè),個(gè)人預(yù)計(jì)是真的,但華為本身應(yīng)不會(huì)自己建芯片代工廠。
三、制造設(shè)備
包括:硅片設(shè)備-熱處理設(shè)備-光刻設(shè)備-刻蝕設(shè)備-離子注入設(shè)備-薄膜沉積設(shè)備-拋光設(shè)備-清洗設(shè)備-檢測(cè)設(shè)備
1、硅片設(shè)備
制作硅片,是芯片生產(chǎn)的第一道環(huán)節(jié),硅單晶爐是制作硅片的主要裝置。
晶盛機(jī)電是該領(lǐng)域龍頭,承擔(dān)過(guò)2項(xiàng)國(guó)家科技重大專項(xiàng),硅單晶爐技術(shù)領(lǐng)先,國(guó)內(nèi)高端市場(chǎng)占有率第一。
2019 年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 31.09 億元,其中單晶爐實(shí)現(xiàn)營(yíng)收21.73 億元,占比近 70%,毛利 8.29 億元,占比 74.93%。
中環(huán)股份、滬硅產(chǎn)業(yè)、有研硅股等硅片企業(yè)都是其客戶。
今年上半年,公司完成了8英寸硬軸直拉硅單晶爐、6 英寸碳化硅單晶爐外延設(shè)備的開(kāi)發(fā)。
其中碳化硅單晶爐已經(jīng)交付客戶使用,外延設(shè)備、拋光設(shè)備完成技術(shù)驗(yàn)證,12英寸半導(dǎo)體單晶爐已經(jīng)在國(guó)內(nèi)知名客戶中產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
此外,公司增加了半導(dǎo)體拋光液、閥門、磁流體部件、16-32 英寸坩堝等新產(chǎn)品的研發(fā)和市場(chǎng)開(kāi)拓力度,產(chǎn)業(yè)鏈配套優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)。
晶盛機(jī)電早年從光伏設(shè)備行業(yè)起步,逐步進(jìn)入半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域,如今又從單一的硅單晶爐設(shè)備,向切片、拋光、外延設(shè)備等拓展,甚至研發(fā)出了第三代碳化硅半導(dǎo)體設(shè)備。
2、熱處理設(shè)備
熱處理設(shè)備包括臥式爐、立式爐和快速升溫爐(RTP)等,主要是對(duì)硅片進(jìn)行氧化、擴(kuò)散、退火等工藝處理。
北方華創(chuàng)是該領(lǐng)域龍頭,在熱處理設(shè)備的各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域均有成熟的產(chǎn)品線。另外,北方華創(chuàng)在集成電路刻蝕機(jī)、PVD、CVD、ALD、清洗設(shè)備、立式爐、外延爐等設(shè)備也通過(guò)驗(yàn)證。
今年上半年,公司在長(zhǎng)江存儲(chǔ)獲得 3 臺(tái)硅刻蝕、3 臺(tái) PVD、2 臺(tái)爐管及 5臺(tái)退火設(shè)備訂單,其中硅刻蝕設(shè)備市占率達(dá) 27%。
同時(shí)在華虹系獲得 3 臺(tái)硅刻蝕、1 臺(tái) PVD 及 2 臺(tái)退火設(shè)備訂單;在積塔半導(dǎo)體獲得 2 臺(tái)刻蝕、4 臺(tái)氧化設(shè)備及 1 臺(tái)退火設(shè)備訂單。
北方華創(chuàng)不僅是熱處理設(shè)備的龍頭,還是光伏、鋰電、半導(dǎo)體的硅刻蝕、薄膜沉積、清洗設(shè)備,甚至第三代碳化硅半導(dǎo)體設(shè)備的龍頭之一。
今年上半年,公司的碳化硅(SiC)長(zhǎng)晶爐、刻蝕機(jī)、PVD、PECVD 等第三代半導(dǎo)體設(shè)備開(kāi)始批量供應(yīng)市場(chǎng);
12 寸硅刻蝕機(jī)、金屬 PVD、立式氧化/退火爐、濕法清洗機(jī)等多款高端半導(dǎo)體設(shè)備也相繼進(jìn)入量產(chǎn)階段。
3、光刻設(shè)備
1)、光刻是晶圓生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié),包括光刻機(jī)和涂膠顯影機(jī)。
我國(guó)的光刻機(jī)技術(shù)最先進(jìn)的上海微電子裝備集團(tuán)公司,能量產(chǎn)90nm的沉浸式光刻機(jī)。
據(jù)報(bào)道,上海微電子將在2021年完成首臺(tái)28nm國(guó)產(chǎn)DUV光刻機(jī)的交付。
深紫外浸入式光刻機(jī)(DUV):
由上海微電子負(fù)責(zé)總體集成,超精密光柵系統(tǒng)來(lái)自中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所。
光源來(lái)自科益虹源。科益虹源在2018年研發(fā)成功商用的浸沒(méi)式193nm準(zhǔn)分子激光器。
浸液系統(tǒng)來(lái)自浙江啟爾機(jī)電。依托浙江大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的啟爾機(jī)電推出了可用于最高11nm制程浸沒(méi)式光刻機(jī)的浸液系統(tǒng)。
雙工件臺(tái)來(lái)自華卓精科。
光刻機(jī)物鏡組來(lái)自北京國(guó)望光學(xué)。國(guó)望光學(xué)2018年6月落戶北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū),是北京亦莊國(guó)際投資發(fā)展有限公司的全資子公司,注冊(cè)資本20億元,主營(yíng)業(yè)務(wù)為光刻機(jī)核心部件生產(chǎn),國(guó)望光學(xué)的成立就是要推動(dòng)國(guó)產(chǎn)中高端光刻機(jī)整機(jī)研發(fā)和量產(chǎn)。
國(guó)內(nèi)光學(xué)精密元器件領(lǐng)域的龍頭茂萊光學(xué),目前已獲科創(chuàng)板IPO受理,主要產(chǎn)品包括精密光學(xué)器件、高端光學(xué)鏡頭和先進(jìn)光學(xué)系統(tǒng)三大類業(yè)務(wù),覆蓋深紫外DUV、可見(jiàn)光到遠(yuǎn)紅外全譜段。茂萊光學(xué)的深紫外DUV光學(xué)技術(shù)正在研發(fā)中。
茂萊光學(xué)是上海微電子的核心供應(yīng)商之一,2017-2019年,茂萊光學(xué)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入分別為1.52億元、1.84億元及2.22億元,復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)20.82%。
根據(jù)招股書(shū),2019年公司實(shí)現(xiàn)了大視場(chǎng)大數(shù)值孔徑顯微物鏡系列產(chǎn)品、高精度快速半導(dǎo)體制造工藝缺陷檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的量產(chǎn)。
同時(shí),也在不斷突破紫外光學(xué)的加工和鍍膜、大口徑高精度透鏡加工等各類技術(shù),推進(jìn)大口徑干涉系統(tǒng)、光刻機(jī)光學(xué)系統(tǒng)、車載激光雷達(dá)等高端鏡頭和系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化研發(fā)。
除了在半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的開(kāi)拓,公司在AR/VR、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域,也成功進(jìn)入了微軟、臉譜、谷歌旗下自動(dòng)駕駛平臺(tái)的供應(yīng)鏈體系。
極紫外光刻機(jī)(EUV):
長(zhǎng)春光機(jī)所承擔(dān)的“極紫外光刻關(guān)鍵技術(shù)研究”。
長(zhǎng)春光機(jī)所基于哈工大DPP-EUV光源研制EUV曝光機(jī),預(yù)計(jì)兩年內(nèi)可推出。長(zhǎng)春光機(jī)所于2002年研制國(guó)內(nèi)第一套EUV光刻原理裝置,于2016年成功研制了波像差優(yōu)于0.75nmRMS的兩鏡EUV光刻物鏡系統(tǒng),2017年32nm線寬的13.5nm極紫外光EUV光刻曝光系統(tǒng)通過(guò)驗(yàn)收。中科院原計(jì)劃2030年推出EUV光刻機(jī),現(xiàn)在舉全院之力、全國(guó)之力,有望在2025年量產(chǎn)。
此外,中國(guó)的激光技術(shù)其實(shí)在國(guó)際上是處于先進(jìn)地位的,軍用激光器全球領(lǐng)先,已批量裝備在新型坦克上,激光致盲衛(wèi)星我們也是最早的一批玩家。民用激光技術(shù)整體處于全球前列,上市公司有大族激光(規(guī)模大)、銳科激光(技術(shù)先進(jìn))、帝爾激光(專注光伏產(chǎn)業(yè))、杰普特(專注MOPA脈沖光纖激光)。
2)、在涂膠顯影機(jī)領(lǐng)域,芯源微是行業(yè)龍頭。
在國(guó)內(nèi)的涂膠顯影設(shè)備市場(chǎng)上,日本東京電子壟斷了90%的份額,芯源微的市占率為5%左右,是我國(guó)唯一能突破28nm技術(shù)的公司。
公司自2018年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)突破,前道 I-line 涂膠顯影機(jī)在長(zhǎng)江存儲(chǔ)上線進(jìn)行了工藝驗(yàn)證,前道 Barc(抗反射層)涂膠設(shè)備在上海華力通過(guò)了驗(yàn)證。
2019年又陸續(xù)獲得了青島芯恩、上海積塔、中芯國(guó)際、昆明京東方、廈門士蘭等多個(gè)客戶的設(shè)備訂單,截至目前已累計(jì)銷售 800 余臺(tái)套。
近年公司也開(kāi)始切入濕法清洗設(shè)備領(lǐng)域,跟盛美股份,至純科技和北方華創(chuàng)等展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。
中電科電子裝備集團(tuán)有限公司也生產(chǎn)全自動(dòng)勻膠顯影機(jī)。
4、刻蝕設(shè)備
刻蝕是硅片進(jìn)行光刻之后最重要的流程,包括硅刻蝕、金屬刻蝕和介質(zhì)刻蝕設(shè)備等。
目前,我國(guó)的刻蝕設(shè)備是比較先進(jìn)的,中微公司的第二代電介質(zhì)刻蝕設(shè)備已廣泛應(yīng)用于28到7nm后段制程以及10nm前段制程,中微的刻蝕設(shè)備順利通過(guò)臺(tái)積電5nm驗(yàn)證,2020年量產(chǎn)。北方華創(chuàng)的硅刻蝕機(jī)也在14nm工藝上取得了重大進(jìn)展。中電科電子裝備集團(tuán)有限公司。
中微公司是該領(lǐng)域的龍頭,2020 年上半年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入 9.78 億元,同比增 22.14%,實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 1.19 億元,同比增 291.98%。
其中,刻蝕設(shè)備營(yíng)收約 6.13 億元,同比增長(zhǎng)約72.53%,在整體營(yíng)收中占比超過(guò)一半。
公司是國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備研發(fā)投入強(qiáng)度最大的公司之一,最新定增融資約100億元,用于研發(fā)7nm 以下制程的 CCP 刻蝕設(shè)備、介質(zhì)刻蝕設(shè)備、高端MEMS 等離子體刻蝕設(shè)備、先進(jìn)3nm技術(shù)的多晶硅刻蝕、3D NAND 多層臺(tái)階刻蝕、ALE 原子層刻蝕設(shè)備、CVD 設(shè)備等。
5、離子注入設(shè)備
硅片刻蝕后,需要將一些特殊的雜質(zhì)離子注入到硅襯底去,這就是離子注入機(jī)。
離子注入機(jī)是半導(dǎo)體晶圓制造設(shè)備中,難度和單價(jià)僅次于光刻機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備,此前由美國(guó)AMAT 和 Axcelis 兩大公司壟斷約 70%份額。
我國(guó)該領(lǐng)域的龍頭是萬(wàn)業(yè)企業(yè)旗下的凱世通,背后大股東是上海浦東科技投資公司,我國(guó)頂級(jí)的科技創(chuàng)投勢(shì)力之一。
凱世通2009年成立,早期主要從事光伏行業(yè)的離子注入設(shè)備研發(fā),出貨量排名世界第一。
近兩年,公司開(kāi)始切入半導(dǎo)體領(lǐng)域,全力推進(jìn)“高能離子注入機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究及樣機(jī)驗(yàn)證”的研發(fā)工作。
2019年,凱世通的晶圓離子注入機(jī)已獲得國(guó)內(nèi)12英寸晶圓廠和主流存儲(chǔ)器芯片廠的產(chǎn)線驗(yàn)證,產(chǎn)品在束流強(qiáng)度指標(biāo)上表現(xiàn)優(yōu)秀。
另外,中國(guó)電子科技集團(tuán)旗下的電科裝備也已經(jīng)研制出了大束流28nm高能離子注入機(jī),并在中芯國(guó)際12英寸生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行使用。
中電科電子裝備集團(tuán)有限公司的離子注入機(jī)已經(jīng)覆蓋至28nm,旗下?tīng)q科裝備擁有低能大束流離子注入機(jī)、中能大束流離子注入機(jī)、高能離子注入機(jī)、三代半離子注入機(jī),產(chǎn)品已在中芯國(guó)際大批運(yùn)用。
6、薄膜沉積設(shè)備
薄膜沉積工藝,分為物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)和外延三大類。
北方華創(chuàng)的PVD設(shè)備已經(jīng)用于28nm生產(chǎn)線中,14nm工藝設(shè)備也已實(shí)現(xiàn)重大進(jìn)展。
沈陽(yáng)拓荊的PECVD設(shè)備已在中芯國(guó)際40-28nm產(chǎn)線使用,ALD設(shè)備也在14nm工藝產(chǎn)線通過(guò)驗(yàn)證。
7、拋光設(shè)備
晶圓制造的后期,需要對(duì)硅片表面進(jìn)行平坦化處理,這就用到了拋光機(jī)。
該領(lǐng)域的龍頭是華海清科,目前處于科創(chuàng)板上市輔導(dǎo)中。
華海清科成立于2013年,實(shí)際控制人為清華大學(xué),核心團(tuán)隊(duì)成員來(lái)自清華大學(xué)摩擦學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
根據(jù)中國(guó)國(guó)際招標(biāo)網(wǎng)的信息,今年上半年,華海清科在華虹半導(dǎo)體(無(wú)錫)項(xiàng)目獲得3臺(tái)CMP,累計(jì)獲得5臺(tái)CMP訂單,在該產(chǎn)線的CMP 市占率是38%。
此外,華海清科還中標(biāo)上海新昇1臺(tái)CMP設(shè)備,在長(zhǎng)江存儲(chǔ)的CMP設(shè)備份額為14.9%。
華海清科還參與了國(guó)家02專項(xiàng)項(xiàng)目——“28-14nm拋光設(shè)備及工藝、配套材料產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目,是我國(guó)在拋光設(shè)備領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。
8、清洗設(shè)備
幾乎所有工藝流程都需要清洗環(huán)節(jié),這就用到了清洗設(shè)備。
盛美半導(dǎo)體是該領(lǐng)域的龍頭,目前科創(chuàng)板上市申請(qǐng)已獲受理,并已在2017年美國(guó)納斯達(dá)克上市。
在國(guó)內(nèi)的國(guó)產(chǎn)清洗設(shè)備市場(chǎng)中,盛美占據(jù)80%左右的市場(chǎng)份額,其余20%則由北方華創(chuàng)、芯源微和至純科技三家公司瓜分。
除了盛美,北方華創(chuàng)的清洗設(shè)備也能滿足28nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的需求。
作為行業(yè)龍頭,盛美半導(dǎo)體在2009年就研發(fā)出了第一款兆聲波清洗技術(shù)SAPS,并進(jìn)入到SK海力士的無(wú)錫生產(chǎn)線。
此后,陸續(xù)研發(fā)出了TEBO、Tahoe等全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體清洗技術(shù),技術(shù)節(jié)點(diǎn)正向5nm、3nm等先進(jìn)制程工藝不斷突破。
公司的前五大客戶分別是長(zhǎng)江存儲(chǔ)、華虹集團(tuán)、海力士、長(zhǎng)電科技和中芯國(guó)際。
9、檢測(cè)設(shè)備
測(cè)試設(shè)備包括工藝檢測(cè)設(shè)備、硅片測(cè)試設(shè)備和晶圓中測(cè)設(shè)備等,晶圓中測(cè)設(shè)備又包括探針卡、探針臺(tái)和測(cè)試機(jī)等,種類繁多。目前世界芯片檢測(cè)設(shè)備由美國(guó)科磊、應(yīng)用材料、日本日立三家公司壟斷,合計(jì)市占率高達(dá)75%。
1)、我國(guó)的國(guó)產(chǎn)化率在5%以下,該領(lǐng)域的龍頭是賽騰股份,公司通過(guò)收購(gòu)日本Optima進(jìn)入半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域,客戶包括了三星、SK 海力士、臺(tái)積電等頂級(jí)大廠。賽騰股份瞅準(zhǔn)機(jī)會(huì),2019年9月以1.6億元收購(gòu)了日本Optima株式會(huì)社67.53%股份。Optima的規(guī)模雖然不大,2018年實(shí)現(xiàn)收入1.79億元、凈利潤(rùn)3070.55萬(wàn)元。但由于發(fā)展時(shí)間較早,在晶圓邊緣檢測(cè)、晶圓正面/背面檢測(cè)、宏觀檢測(cè)、針孔檢測(cè)等晶圓缺陷檢測(cè)設(shè)備上有成熟的產(chǎn)品線,技術(shù)儲(chǔ)備對(duì)國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)是稀缺的。
通過(guò)母公司的穿針引線,目前其設(shè)備正陸續(xù)進(jìn)入到國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體產(chǎn)線中。截至2020年上半年,Optima的主要國(guó)內(nèi)客戶包括上海新昇、中環(huán)半導(dǎo)體、西安奕斯偉硅片等。
2)、精測(cè)電子:目前公司已基本形成在半導(dǎo)體檢測(cè)前道、后道全領(lǐng)域的布局,公司與韓國(guó)IT&T合資設(shè)立的武漢精鴻主要聚焦自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備(ATE)領(lǐng)域(主要產(chǎn)品是存儲(chǔ)芯片測(cè)試設(shè)備),目前已實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心產(chǎn)品技術(shù)轉(zhuǎn)移、國(guó)產(chǎn)化研發(fā)、制造、核心零部件國(guó)產(chǎn)化,且已在國(guó)內(nèi)一線客戶實(shí)現(xiàn)批量重復(fù)訂單。公司子公司W(wǎng)INTEST以及其在武漢的全資子公司偉恩測(cè)試現(xiàn)階段主要聚焦驅(qū)動(dòng)芯片測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域,目前公司通過(guò)對(duì)WINTEST半導(dǎo)體檢測(cè)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的引進(jìn)、消化和吸收,使公司已具備相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)及生產(chǎn)能力,同時(shí)也進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本,提高相關(guān)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力,目前已取得批量的訂單。同時(shí),上海精測(cè)主要聚焦半導(dǎo)體前道檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域,以橢圓偏振技術(shù)為核心開(kāi)發(fā)了適用于半導(dǎo)體工業(yè)級(jí)應(yīng)用的膜厚量測(cè)以及光學(xué)關(guān)鍵尺寸量測(cè)系統(tǒng)。上海精測(cè)膜厚產(chǎn)品已取得國(guó)內(nèi)一線客戶的批量重復(fù)訂單、OCD測(cè)量機(jī)已取得訂單并已完成交付,且上海精測(cè)供應(yīng)鏈已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化;其他客戶的拓展工作也已取得了較好的成績(jī),電子顯微鏡等相關(guān)設(shè)備的研發(fā)符合預(yù)期,預(yù)計(jì)近期將完成首臺(tái)套的交付,其余儲(chǔ)備的產(chǎn)品目前正處于研發(fā)、認(rèn)證以及拓展的過(guò)程中。
四、硅片
硅片是制作芯片的基底,也是占半導(dǎo)體材料市場(chǎng)比重最大的環(huán)節(jié)。
在國(guó)際市場(chǎng)上,日本的信越化學(xué)、住友勝高、德國(guó)的世創(chuàng)、臺(tái)灣的環(huán)球晶圓為全球四大龍頭,市場(chǎng)合計(jì)占比80%以上。全球12英寸硅片產(chǎn)能為550萬(wàn)片/月,國(guó)內(nèi)產(chǎn)能為46.3萬(wàn)片/月,年底有望達(dá)80-100萬(wàn)片/月。
我國(guó)硅片生產(chǎn)的龍頭是滬硅產(chǎn)業(yè)、中環(huán)股份, 12英寸硅片已能滿足28nm工藝技術(shù)需求,正在研發(fā)14nm工藝技術(shù)的硅片。
其中以滬硅產(chǎn)業(yè)規(guī)模最大,目前已完成了上海新晟、新傲科技、Okmetic三大子公司布局,產(chǎn)品覆蓋中芯國(guó)際、臺(tái)積電等知名企業(yè),預(yù)計(jì)2021-2022年12英寸大硅片產(chǎn)能可達(dá)60萬(wàn)片/月。
在新產(chǎn)品的研發(fā)方面,目前公司已開(kāi)展“20-14nm”的國(guó)家02 專項(xiàng)研發(fā)進(jìn)度,正在認(rèn)證或研發(fā)過(guò)程中的產(chǎn)品規(guī)格超過(guò) 30 種,包括應(yīng)用于 14nm 邏輯芯片、19nm DRAM 芯片及 128 層 3D NAND 產(chǎn)品等。
中環(huán)股份:現(xiàn)有8英寸硅片30萬(wàn)片/月,計(jì)劃擴(kuò)產(chǎn)至105萬(wàn)片/月,現(xiàn)有12英寸大硅片2萬(wàn)片/月,年底達(dá)15萬(wàn)片/月,計(jì)劃擴(kuò)產(chǎn)至60萬(wàn)片/月。
五、輔料
1、電子特種氣體
半導(dǎo)體生產(chǎn)中幾乎每個(gè)環(huán)節(jié)都要用到電子特氣,因此被稱為半導(dǎo)體制造的“血液”和“糧食”。
電子特氣的純度直接決定了產(chǎn)品的性能、集成度和成品率,這是僅次于硅片的第二大晶圓制造材料。
國(guó)際市場(chǎng)上,美國(guó)空氣化工、普萊克斯、德國(guó)林德、法國(guó)液化空氣、日本大陽(yáng)日酸等五大公司控制著全球90%以上的市場(chǎng)份額,形成寡頭壟斷的局面。
在國(guó)內(nèi)市場(chǎng),雖然國(guó)產(chǎn)化率還不高,但國(guó)產(chǎn)替代速度比較快,本土具有競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)包括華特氣體、南大光電、昊華科技、雅克科技、金宏氣體等。
目前,華特氣體的部分產(chǎn)品已批量供應(yīng)7nm、14nm等晶圓產(chǎn)線,部分氟碳類產(chǎn)品已被臺(tái)積電7nm以下工藝使用。
公司研發(fā)出的20種進(jìn)口替代產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),其中Ar/F/Ne混合氣、Kr/Ne混合氣、Ar/Ne混合氣、Kr/F/Ne混合氣4種光刻氣產(chǎn)品2017年在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率位居第一,高達(dá)60%。
華特氣體也通過(guò)了全球最大光刻機(jī)供應(yīng)商ASML公司的產(chǎn)品認(rèn)證,并為中芯國(guó)際、華虹宏力等一線企業(yè)供貨。
相對(duì)來(lái)說(shuō),南大光電的產(chǎn)品以磷烷、砷烷等混合氣體為主,市場(chǎng)集中在LED、面板等行業(yè),半導(dǎo)體特種氣體仍處于開(kāi)拓階段。
昊華科技的產(chǎn)品以含氟電子氣體(三氟化氮、六氟化硫)為主,市場(chǎng)集中在電力、軍工、光伏領(lǐng)域,半導(dǎo)體特種氣體仍處于開(kāi)拓階段。
雅克科技通過(guò)收購(gòu)成都科美特切入氟碳類氣體行業(yè),市場(chǎng)集中在電力行業(yè),并小規(guī)模為臺(tái)積電、美國(guó)intel、美國(guó)TI等企業(yè)供貨。
2、光刻膠
光刻膠是配套光刻機(jī)使用的特殊材料,市場(chǎng)規(guī)模不大,卻是摩爾定律得以不斷推進(jìn)的關(guān)鍵材料之一。
國(guó)際市場(chǎng)上,光刻膠由日本的TOK、JSR、富士膠片、信越化學(xué)、住友化學(xué),美國(guó)的陶氏化學(xué)等六大公司壟斷。
國(guó)內(nèi)的光刻膠企業(yè)包括北京科華、上海新陽(yáng)、晶瑞股份、南大光電、蘇州瑞紅、恒坤股份等,目前技術(shù)進(jìn)步很快,處于你追我趕的階段。
本土龍頭是北京科華,這是國(guó)內(nèi)目前唯一能匹配荷蘭ASML光刻機(jī)產(chǎn)線供貨的光刻膠公司,彤程新材通過(guò)受讓北京科華 33.70%的股權(quán)為其第一大股東。
北京科華的光刻膠產(chǎn)品涵蓋KrF、I-line、G-line、紫外寬譜等各細(xì)分領(lǐng)域,客戶包括中芯國(guó)際、華潤(rùn)上華、杭州士蘭、吉林華微電子、三安光電、華燦光電、德豪光電等。
另外,上海新陽(yáng)也在 IC 制造用 ArF 干法、KrF 厚膜膠、I 線等高端光刻膠領(lǐng)域取得重大突破,在建的19000噸/年ArF(干法)光刻膠項(xiàng)目預(yù)計(jì)2022年達(dá)產(chǎn)。
晶瑞股份的i 線光刻膠已取得了中芯國(guó)際天津、揚(yáng)杰科技的供貨訂單,在上海中芯、深圳中芯、吉林華微等大廠進(jìn)行測(cè)試;KrF 光刻膠完成中試驗(yàn)證。
3、CMP 拋光材料
拋光液和拋光墊是配合拋光設(shè)備使用的,是CMP拋光工藝的關(guān)鍵材料。
國(guó)際市場(chǎng)上,拋光墊由美國(guó)陶氏化學(xué)(約80%份額)、美國(guó)卡博特、日本東麗等三家公司壟斷,拋光液由美國(guó)的卡博特(約36%份額)、陶氏杜邦、VSM、日本日立、富士美等五家公司壟斷。
國(guó)產(chǎn)拋光液領(lǐng)域的龍頭是安集科技,產(chǎn)品已在14nm技術(shù)的芯片產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用,10-7nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)正在研發(fā)中,中芯國(guó)際、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、臺(tái)積電、三安光電均為公司客戶。
公司目前擁有拋光液總產(chǎn)能13314.34噸/年,在建產(chǎn)能16100噸/年,在拋光液中使用的CeO2磨料的專利數(shù)量位居全球第一。
公司 2020 年上半年?duì)I業(yè)收入為 1.92 億元,同比增長(zhǎng) 48.56%,發(fā)展迅猛。
拋光墊領(lǐng)域的龍頭是鼎龍股份,2020年上半年拋光墊營(yíng)收 0.21 億元,同比增加 2145.96%,開(kāi)始進(jìn)入早期放量階段。
公司上半年在國(guó)內(nèi)多個(gè)晶圓廠長(zhǎng)江存儲(chǔ)、武漢新芯、中芯國(guó)際、合肥長(zhǎng)鑫等取得重大進(jìn)展,拋光墊產(chǎn)品已獲得大客戶的量產(chǎn)驗(yàn)證。
就技術(shù)而言,2020 年上半年推出了DH3110/DH3310 等應(yīng)用于先進(jìn)制程的產(chǎn)品,匹配于28nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn)的拋光墊產(chǎn)品已經(jīng)成熟,研發(fā)進(jìn)度已推進(jìn)到 14nm 階段。
4、高純濕電子化學(xué)品
超凈高純?cè)噭┦侵钢黧w成分純度高于99.99%的化學(xué)試劑,主要用于芯片的清洗、蝕刻等制造領(lǐng)域。
這個(gè)領(lǐng)域的集中度相對(duì)較低,歐美、日韓、臺(tái)灣、中國(guó)大陸都有企業(yè)能夠生產(chǎn),我國(guó)的主要廠家包括上海新陽(yáng)、晶瑞股份、江化微、浙江凱圣和江陰潤(rùn)瑪?shù)取?/p>
其中,龍頭是上海新陽(yáng),其超純電鍍硫酸銅電鍍液已成功進(jìn)入中芯國(guó)際、海力士的28nm工藝制造過(guò)程。
晶瑞股份也是重要的供應(yīng)商,超純雙氧水、超純氨水及在建的高純硫酸等主導(dǎo)產(chǎn)品已達(dá)到G5等級(jí),其它高純化學(xué)品均普遍在G3、G4等級(jí)。
5、靶材
在晶圓制造和測(cè)試封裝兩個(gè)環(huán)節(jié)需要使用靶材,目前芯片工藝中,45-28nm主要使用純銅鋁和銅錳合金靶材。
當(dāng)芯片制程在20nm以下,尤其是小于7nm時(shí),鈷靶材在填滿能力、抗阻力和可靠度三方面優(yōu)勢(shì)明顯。
國(guó)際市場(chǎng)上,日本的日礦金屬、東曹和美國(guó)的霍尼韋爾、普萊克斯四家企業(yè)占據(jù)80%的份額。
國(guó)內(nèi)企業(yè)主要有阿石創(chuàng)、隆華科技、有研新材和江豐電子等。
其中,阿石創(chuàng)、隆華科技產(chǎn)品主要用于面板、觸控,江豐電子產(chǎn)品在半導(dǎo)體、太陽(yáng)能光伏和面板領(lǐng)域均有覆蓋,有研新材主要生產(chǎn)半導(dǎo)體靶材。
龍頭是江豐電子,目前已可量產(chǎn)用于90-7nm半導(dǎo)體芯片的鉭、銅、鈦、鋁靶材,其中鉭靶材在臺(tái)積電7nm芯片中已量產(chǎn),5nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品也已進(jìn)入驗(yàn)證階段。
有研新材的靶材營(yíng)收規(guī)模不及江豐電子,但也能生產(chǎn)8-12英寸的鋁、鈦、銅、鈷、鉭半導(dǎo)體用靶材,客戶覆蓋中芯國(guó)際、臺(tái)積電、聯(lián)電等芯片企業(yè)。
第三節(jié)芯片封測(cè)
大陸的芯片封裝、測(cè)試整體上已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,產(chǎn)業(yè)鏈條(封測(cè)廠、裝備、材料)比較完整,但技術(shù)最先進(jìn)、市占率最高的還是臺(tái)資企業(yè),不過(guò),臺(tái)資企業(yè)普遍在大陸設(shè)有工廠。
封測(cè)廠
1、長(zhǎng)電科技:長(zhǎng)電科技并購(gòu)星科金朋,成為全球市占率13%的第三大封測(cè)企業(yè)。長(zhǎng)電有江陰基地、滁州廠、宿遷廠與長(zhǎng)電先進(jìn)四個(gè)生產(chǎn)基地。同時(shí)有子公司星科金朋與長(zhǎng)電韓國(guó)。
客戶覆蓋國(guó)際、國(guó)內(nèi),全球前20大半導(dǎo)體公司中有85%是其客戶。比如:高通、博通、SanDisk、Marvell、海思、展訊、銳迪科等。
2、通富微電:中國(guó)前三大和全球前十大集成電路封測(cè)企業(yè)??蛻糁饕茿MD、聯(lián)發(fā)科。通富3.71億美元收購(gòu)了AMD蘇州和馬來(lái)西亞檳城兩座封測(cè)工廠各85%的股份,雙方成立合資公司。
3、華天科技:封裝能力和銷售收入均位列我國(guó)同行業(yè)上市公司第二位。3大廠區(qū)天水、西安、昆山。定位分別是低端、中端、高端。華天在2019年初,收購(gòu)馬來(lái)西亞封測(cè)廠商Unisem。Unisem歐美市場(chǎng)收入超過(guò) 60%,其主要合作企業(yè)有Broadcom、Qorvo、Skyworks,這幾個(gè)是美國(guó)的射頻前端技術(shù)廠商。
4、晶方科技:高端芯片封裝,主營(yíng)影像傳感芯片晶圓級(jí)封裝,大陸首家,全球第二。晶方主要客戶有Omnivision(豪威科技)、Sony、Galaxycore(格科微電子)、BYD、海力士、思比科、匯頂科技。
5、日月光:臺(tái)資企業(yè),并購(gòu)矽品,合計(jì)占全球30%的市場(chǎng)份額,為世界第一。
6、深科技:存儲(chǔ)領(lǐng)域的封測(cè)。
二、封測(cè)設(shè)備
1、光刻機(jī):上海微電子在封測(cè)環(huán)節(jié)的光刻機(jī)性價(jià)比高,在市場(chǎng)有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),目前市占率第一。
2、封裝設(shè)備:中電科電子裝備集團(tuán)有限公司的減薄機(jī)、劃片機(jī)、空氣靜壓主軸已批量生產(chǎn)。
三、封測(cè)材料
1、引線框架、鍵合絲:康強(qiáng)電子目前國(guó)內(nèi)第一。
2、印制電路板、封裝基板及電子裝聯(lián):深南電路是行業(yè)龍頭,滬電股份、生益科技、鵬鼎控股實(shí)力也不俗。
綜合來(lái)看,中國(guó)在芯片的各個(gè)環(huán)節(jié)都有布局,但整體上離世界頂尖水平尚有差距,在大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的外力刺激下,國(guó)內(nèi)認(rèn)識(shí)空前統(tǒng)一,投入力度加大,我個(gè)人預(yù)測(cè)去美化的國(guó)產(chǎn)芯片生產(chǎn)線進(jìn)度如下:2021年,搭建成功45nm芯片生產(chǎn)線;2022-2023年,搭建成功28nm芯片生產(chǎn)線;2023-2024年,搭建成功14nm芯片生產(chǎn)線;2025-2026年,搭建成功7nm芯片生產(chǎn)線;2027年,搭建成功5nm芯片生產(chǎn)線;(臺(tái)積電是2020年)2028年,搭建成功3nm芯片生產(chǎn)線;(臺(tái)積電是2022年)2029年,搭建成功2nm芯片生產(chǎn)線;(臺(tái)積電是2024年)2030年,搭建成功1nm芯片生產(chǎn)線。(臺(tái)積電已開(kāi)始研發(fā))
硅芯片到達(dá)1nm工藝之后,再往下就比較困難了,臺(tái)積電技術(shù)負(fù)責(zé)人預(yù)計(jì)晶體管會(huì)在2050年到達(dá)氫原子尺度,即0.1nm的半導(dǎo)體工藝極限。未來(lái)的技術(shù)方向:碳納米管(1.2nm尺度)、二維層狀材料可以讓晶體管的運(yùn)算速度變得更快、體型更微?。慌c此同時(shí),PRAM(相變內(nèi)存)、旋轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)移隨機(jī)存取內(nèi)存(STT-RAM)則會(huì)與處理器直接封裝在一起,達(dá)到更小的體積和更快的數(shù)據(jù)傳輸。此外,還有3D堆疊封裝技術(shù)可以使用。我相信,人類對(duì)新技術(shù)、新工藝的探索永遠(yuǎn)都不會(huì)停止,希望中美之間的大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)能促使雙方都全力以赴地投入到科技創(chuàng)新的宏圖偉業(yè),最終雙方都在各自的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域取得重大的科技突破,主觀上是為了自己的利益,客觀上卻將人類社會(huì)引領(lǐng)到一個(gè)全新的高度。