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 楼主| 发表于 2018-3-5 16:54 | 只看该作者
内地迎晶圆代工机遇 具体看看中芯(00981)、华虹(01347)两股
摘要

半导体产业发源于美国,历史上曾先后经历过从美国到日本、从日本到韩国、台湾地区两次产业转移。大陆芯片自给率在25%左右,随着国家政策推动人才、资金加速向半导体产业集中,大陆半导体产业通过技术积累及早布局,具备能力把握潜在需求换代机遇,预计将成为半导体产业第三次迁移地。大陆已率先在微笑曲线底部封测环节完成技术追赶,大陆半导体崛起将沿微笑曲线由底部向两端发展,晶圆代工有望成为下一机会所在。

2.大陆晶圆代工技术相对滞后,但把握现有成熟制程市场仍保持较快增长

全球纯晶圆代工市场增长平稳,2017年同比增速预计为6%,增量空间来自14nm及以下高性能计算市场,28nm及以上旧节点需求稳定。台湾占据绝对主导地位,大陆市占率为10%。大陆代工厂位于二三线阵营,最先进节点为28nm,较国际龙头台积电有两代技术差距,但也具备能力满足绝大多数客户需求。通过聚焦差异化、把握现有制程市场机会,大陆晶圆代工业仍能实现快速成长,预计未来三年复合增速在15%以上。

3.大陆市场快速成长,发挥本地优势为大陆晶圆代工企业突围关键

大陆IC设计市场未来三年CAGR预计达30%,大陆代工厂通过产能保证、资源倾斜等为大陆客户青睐,本地化优势明显。在大陆市场,大陆晶圆代工厂销售份额约35%,出货份额达67%;内资及外资代工厂12寸产能均扩张迅速,2016-2021年CAGR分别为25%、44%。国际厂商在大陆布局加速或在先进制程领域施加竞争压力,但对大陆代工业现有制程业务影响较小,2021年外资12寸产能占比仍仅为21%,产能冲击影响有限。

4.对标台湾晶圆双雄,提升现制程竞争力并攻克先进制程为大陆必然路径

大陆晶圆代工业仍处起步阶段,制程进度相对落后,产品结构低端化导致ASP表现相对弱势。利润率暂受折旧研发拖累,后续提升产能利用率为改善关键。享受跟随者成本优势,研发及资本支出缩减,且资本支出对营收/净利润的转化能力强。期待大陆代工企业提升现有节点竞争力,加速攻克先进节点,依托下游高速成长的代工需求,尽快实现盈利质量提升。

5.首次给予“增持”评级,重点推荐中芯国际及华虹半导体

鉴于下游IC设计业快速成长的代工刚需,大陆代工厂产能规模及本地化优势依旧稳固,未来营收高成长确定性高,但为缩小技术及规模差距仍需巨额资本及研发支出,利润率短期恐难显著改善。我们首次给予大陆晶圆代工业“增持”评级,重点推荐突破28nm技术良率瓶颈、为下阶段高成长蓄势的大陆晶圆代工绝对龙头$中芯国际(00981)$,及受益8寸市场景气度回升,卡位细分市场的大陆第二大晶圆代工企业$华虹半导体(01347)$。


6.风险提示:先进工艺突破不及预期;半导体产业景气度下降;产能过剩压力;龙头挤压中小厂商份额风险;国际厂商加速中国区布局

1、半导体产业第三次转移指向大陆,晶圆代工为大陆机会所在

1.1、下游终端需求换代推动历史上半导体产业两次转移

半导体产业起源地为美国,美国迄今仍在IDM模式(从设计、制造、封装测试以及投向消费市场一条龙全包)及垂直分工模式中的半导体产品设计环节占据绝对主导地位,而存储器、晶圆代工及封测等重资产、附加值相对低的环节陆续外迁。由于半导体属于技术及资本高度密集型行业,只有下游终端需求换代等重大机遇来临时,新兴地区通过技术引进、劳动力成本优势才有机会实现超越,推动产业链迁移。

第一次半导体迁移发生在大型计算机时代,存储器制造环节由美国向日本转移。日本凭借规模化生产技术占据成本和可靠性优势,成为DRAM(动态随机存取存储器)主要供应国。此次迁移对上游带动作用明显,即便后期日本丧失存储器优势,迄今仍在上游原材料、设备领域占据领先地位。

第二次半导体迁移发生在PC时代,PC对DRAM的诉求由可靠性转变为低价,韩国凭借劳动力优势取代日本的地位,至今仍主导存储器市场。

与此同时,台湾首创垂直分工模式,逐步形成IC(集成电路)设计、晶圆代工、封测联动的产业集群。随着全球移动产品盛行、迭代速度更快,垂直分工模式以其更短的产品生命周期及更具竞争性的价格逐渐占据主导地位,长期引领全球圆晶代工、封测等环节。



1.2、大陆具备能力把握机遇,成为半导体产业第三次迁移地

当前为IOT等下一轮终端需求换代酝酿期,为大陆半导体产业崛起创造机遇,并提供技术积累的时间窗口。我们预计未来五年半导体市场仍将由智能手机硅含量增加主导,汽车电子、物联网等新兴领域为高增长亮点。

在手机领域,国产手机终端品牌话语权不断增大,持续推动大陆电子产业向高端零部件拓展,对最为核心的芯片产业的带动作用正逐渐彰显。而IOT、汽车电子等新兴产品对制程要求不高,主要聚焦于成熟制程,大陆半导体各环节厂商已具备相应能力,并与国际厂商同步布局。基于此,我们判断大陆半导体产业在国家政策资金重点扶持下,通过技术积累、及早布局,具备能力把握潜在需求换代机遇,成为半导体产业第三次迁移地。

1.2.1、国内下游市场需求旺盛,IC自给率提升空间大

中国是全球最大的半导体消费市场,半导体需求量全球占比由2000年的7%攀升至2016年的42%,成为全球半导体市场的增长引擎。然而,大陆半导体产业发展与其庞大的市场需求并不匹配,IC仍大程度依赖于进口。据SEMI统计,2016年本土芯片自给率仅为25%,且预计未来三年自给率仍不到30%,国产IC自给率仍有相当大的提升空间。



1.2.2、政策资金已然到位,资源加速集中促成长

半导体产业属高度技术及资金密集型产业,需要国家层面在政策倾斜、资金补贴、技术转让、人才获取等多方位支持。为避免大陆IC产业过度依赖进口,中国政府已将半导体产业发展提升至国家战略高度,并针对设计、制造、封测各环节制定明确计划。



国家集成电路产业投资基金(大基金)首期募资规模达1387.2亿元人民币,截至2017年9月已进行55余笔投资,承诺投资额已达1003亿元,且二期募资正在酝酿中。同时由“大基金”撬动的地方集成电路产业投资基金(包括筹建中)达 5145 亿元,合计基金规模达6531亿元人民币,引导中国大陆半导体业产能建设及研发进程加快,生产资源加速集中最终实现竞争力提升。

1.3、大陆半导体核心产业链逐步规模化

半导体产业链分为核心产业链、支撑产业链。核心产业链包括半导体产品的设计、制造及封装测试。支撑产业链则包括为设计环节服务的EDA(电子设计自动化)工具及IP核供应商、为制造封测环节服务的原材料及设备供应商。

半导体支撑产业链由欧美日本垄断,大陆厂商与国际龙头技术及规模差距甚大。EDA工具环节由美国绝对主导,IP核由英美两国主导,大陆企业在此领域涉足甚少。原材料由日本主导,大陆企业在靶材、抛光液个别领域已达国际水平,但在硅片、光罩、光刻胶等核心领域仍有较大差距。设备环节仍主要由欧美、日本垄断,大陆企业在MOCVD等个别细分领域有所突破。

大陆半导体核心产业链环节正逐步规模化,陆续诞生跻身全球前十的龙头厂商。

大陆芯片设计业:全球市占率已达22%,龙头企业为华为海思、紫光。尽管全球IC设计业已渐趋放缓,但大陆IC设计市场成长迅速,未来三年复合增长预计提速至30%。然而大多数企业仍在盈利线上挣扎,成长质量亟待提升。绝大部分企业聚焦中低端市场,在CPU、存储器等高端通用领域与国际先进水平差距较大。

大陆晶圆代工业:全球市占率为10%,相对薄弱,龙头企业为中芯国际、华虹。下游IC设计业快速成长带来晶圆代工刚需,叠加政策资金重点扶持,预计未来三年复合增速在15%以上。大陆代工厂仍未完全掌握28nm及以下先进工艺,较国际龙头仍有两代技术差距,产品利润率不甚理想。

大陆芯片封测业:全球市占率已达17%,龙头企业为长电、华天、通富微电。在上游晶圆代工业带动下,未来三年复合增速预计维持在10-15%。大陆企业技术逐渐向一线靠齐,预计未来三年利润率逐年改善。




1.4、率先突破微笑曲线底部封测,晶圆代工为下一机会所在

不同于传统产业微笑曲线“产品设计—制造—销售”,半导体产业链中由IC设计商同时负责IC设计及营销服务,由晶圆代工厂负责晶圆工艺研发及制造,因此微笑曲线路径为“IC设计—晶圆代工—封测—IC设计”。

IC设计环节轻资产,同时具备技术壁垒及渠道壁垒,附加值最高;晶圆代工环节重资产,技术壁垒较高,附加值较高;封测环节重资产,技术壁垒相对低,附加值相对低。经我们测算,IC设计、晶圆代工、封测环节全球前十大厂商平均ROE水平与微笑曲线路径基本吻合。微笑曲线底部封测环节ROE最低为12%,曲线中部晶圆代工环节ROE居中为15%,曲线顶部IC设计环节ROE最高达21%。


大陆已率先突破微笑曲线底部封测环节,伴随着封测业盈利质量提升拐点来临。我们判断,大陆半导体崛起将沿着微笑曲线由底部向两端发展,封测之后的下一突破口便是晶圆代工。IC制造为当前国家政策重点支持环节,在一期大基金承诺投资额占比高达63%。期待大陆晶圆代工企业在获取资本支持后,加快缩小与国际领先者的技术差距,依托本土高速成长的IC设计需求,尽快实现盈利质量提升。



2、大陆晶圆代工技术相对滞后,把握现有制程市场机遇

2.1、全球代工市场增长平稳,最先进制程创造增量空间

智能手机、PC等下游应用和产品升级要求高端芯片在性能及功耗指标上进一步提升,目前仍有赖于半导体技术节点的持续缩小来实现。技术节点与晶体管沟道长度相对应,伴随着技术节点缩小,IC信息处理速度提升,单个晶体管尺寸减小实现功耗降低,以及集成度提升实现成本下降。

全球纯晶圆代工市场增长平稳,2017年全球纯晶圆代工市场规模预计达520亿美元,同比增速为6%。在智能手机市场增速放缓、物联网、汽车电子等新兴终端应用尚未放量背景下,当前全球纯晶圆代工市场的增量空间主要来自人工智能、加密货币等高性能计算应用持续向最先进制程迁移(当前采用14nm及以下节点)。据IHS预测,2017年14nm及以下先进制程市场规模预计达110亿美元,同比增长42%;而28nm及以上旧节点市场需求相对稳定,市场规模基本维持在410亿美元。

鉴于10nm已于2H17开始逐步放量,高端AP、加密货币等对10nm需求旺盛,我们预计2018年10nm将继续放量,加之7nm于2H18突破放量,产品迁移有望带动全球纯晶圆代工市场增长提速至9%。




2.2、技术制程决定发展路径,大陆厂商在二三线阵营

晶圆制造属于技术及资本密集型行业,其最关键的技术为制造流程的精细化技术,为攻克最先进制程需巨额资本开支及研发投入。行业寡头竞争特征愈发明显,2016年全球前十大纯晶圆代工企业联合市场份额达94.2%。

台湾占据全球晶圆代工市场绝对主导地位。台积电以58.3%的市占率独占鳌头,联电以9.3%的市占率位居第三,力晶科技、世界先进亦跻身前十,四家市占率合计达71%。

大陆占据全球纯晶圆代工市场10%的份额,市场规模约50亿美元。中芯国际以5.7%的市占率位居全球第四位,占据大陆代工厂的绝对龙头地位。华虹宏力营收以1.6%的市占率位居全球第八位,华力微电子、华润、武汉新芯及上海先进等中小型代工厂跻身前二十。

各晶圆代工厂商市场位势基本由其最先进节点所决定。根据其最先进节点划分为三大阵营,大陆晶圆代工厂仍位于二三线阵营,中芯国际作为大陆先进工艺标杆在二线阵营,华虹、武汉新芯、华润等在三线阵营。台积电垄断地位稳固,技术及规模优势明显,而中芯、华虹等大陆晶圆代工厂战略层面仍处于避免与台积电正面竞争的状态,通过聚焦差异化市场、提供定制化服务以构建自身位势,把握现有制程市场机会。中芯在指纹识别、eNVM、电源管理、MCU等细分领域具备较为深厚的产品及客户基础。而华虹的核心竞争力则在于智能卡及IGBT、超级结等功率器件。



2.2.1、一线阵营:抢占先进制程迁移红利

Intel、三星、台积电、格罗方德四大一线阵营厂商获取增长方式有二:1)通过大规模研发及资本投入,跑在先进制程竞赛前列,抢占产品向先进制程迁移红利,把握高性能计算(14nm及以下制程)市场增长,享受技术溢价;2)行业需求疲软时,在旧节点市场降价抢单施加同业竞争压力,带来后排厂商产能利用率、利润率下行风险。

台积电与三星均于2017Q1实现10nm的量产,Intel预计于2018年量产。格罗方德虽然当前仍处于净亏损状态,在先进制程投入上却仍较为激进,于2015年末量产14nm,并计划跳过10nm直接攻克7nm。





联电:基于先进制程研发不及预期、成本结构拖累利润的困境,联电已选择退居二线阵营,14nm于2017Q1实现量产但产能规模较小,且在10nm、7nm尚未有公开计划。

中芯国际:起步较晚,与前三大主导厂商仍间隔两代的技术差距,于2015年末推出28nm PolySiON,于2016年底实现28nm HKMG小批量生产,目前仍处于良率爬坡阶段。且与华为、高通及比利时微电子中心合作,加紧开发14nm工艺,预计于2019年前实现14nm的量产。

华力微电子:国内华虹集团成员企业,最先进制程为40nm,28nm已成功流片,但营收规模较中芯国际差距明显。

2.2.3、三线厂商:专注8寸特色工艺平台

相较前两大阵营,后排厂商技术差距明显,技术节点大多停留在8寸微米制程级别。由于8寸晶圆厂已基本折旧完毕且制程研发投入甚小,利润率相对较为理想。鉴于8寸市场需求较为稳定,且晶圆厂产能扩张空间有限,8寸晶圆代工厂业绩弹性相对较小,产能利用率提升将带来其盈利水平进一步改善。

TowerJazz与Panasonic合作的日本晶圆厂最先进制程为45nm;台湾厂商力晶科技非存储器工艺制程仍停留在55nm;国内厂商武汉新芯最小技术节点为45nm;而世界先进、Dongbu HiTek、X-Fab以及国内华虹宏力、华润上华、上海先进等均专注于8寸特色工艺平台,最新技术节点为90nm及以上成熟制程。

3、享受大陆市场高成长,本地优势为突围关键

3.1、大陆厂商占据本地优势,包揽大陆代工半壁江山

当前大陆IC设计客户普遍制程要求相对较低,大多仍处于向28nm制程迁移的过程中,对成熟制程需求依然旺盛。大陆晶圆代工厂已掌握28nm及以上节点,具备能力满足大多数大陆客户需求。相较于台积电等海外厂商,大陆代工厂在同等制程上可为大陆客户提供更高的产能保证,配备自身最优质的资源,且基于自身地域优势,产品生产周期得以缩短,因此大陆客户在技术相当的前提下更加倾向于选择本地代工厂。随着大陆半导体虚拟IDM生态不断完善,大陆IC设计与晶圆代工厂之间的优先合作关系将得以升级,带来大陆晶圆代工厂的本地优势持续巩固。

结合国内外晶圆代工厂营收及中国区营收占比,我们预计2017H1大陆纯晶圆代工市场规模约35亿美元。尽管在全球范围内大陆晶圆代工厂销售份额仅为10%,但在大陆市场,大陆晶圆代工厂整体销售份额约达35%,可见大陆晶圆厂本地化优势明显。分厂商而言,台积电依旧占据大陆代工市场的半壁江山,但垄断程度有所减弱,销售份额约46%。中芯国际以20%的份额稳居第二,华虹则以6%的份额位居第五位。



结合各晶圆代工厂中国区营收及晶圆ASP,我们预计2017H1大陆市场晶圆代工出货量合计约4400K。考虑到大陆厂商ASP相对更低,市场出货份额进一步向大陆厂商集中达67%。分厂商而言,台积电占据大陆市场最大出货,但份额收窄至28%。中芯国际以22%的份额紧随其后,华虹则以11%的市占率跻身前三。


4.1、营收增长:中芯有望于2021年赶超联电跻身全球前三

纵观台积电、联电、中芯国际及华虹的历史业绩数据,可以发现:

2005-2007年间,便携式音乐播放器、移动电话等电子消费品的半导体芯片需求旺盛,带动台积电、联电、中芯国际三家公司营收持续增长。2008年美国次贷危机爆发引发全球金融危机,联电及中芯均出现大额净亏损。2009年全球半导体市场全面衰退,联电营收继续下滑,全球代工龙头台积电营收亦同比下滑11%,而中芯因管理层变动影响营收下降更为明显,同比下降21%。

在全球宽松货币政策的驱动下,2010年全球经济强势反弹,刺激半导体需求大幅上扬,台积电、联电及中芯营收同比增速分别为41%、38%、45%。2011年全球GDP增速回落,半导体市场景气度未明,三家公司营收增速均迅速回落,而中芯因经营权之争,营收下滑则更为严重。

2012-2014年间,智能手机、平板等终端设备兴起,半导体市场整体回暖,晶圆代工市场因此受益。三年间台积电营收增速分别高达19%、18%、28%;联电增长已显乏力,同比增长率分别为-1%、7%、13%;中芯2012年及2013年营收增速分别为29%、22%,2014年因武汉业务退出影响而暂时负增长;华虹营收同比增速分别为-6%、2%、14%,逐渐恢复健康增长。

2015年智能手机市场增速骤然放缓,终端电子市场新的增长点还未充分显现,晶圆代工业增速亦开始放缓。基于台积电在全球代工业的霸主地位继续巩固,台积电2015、2016、2017年营收仍然实现11%、10%、9%的同比增长。而中芯国际作为大陆晶圆代工龙头,则得以享受大陆市场的高速增长,2015、2016年营收同比增长率分别为14%、30%,2017年受先进制程迁移影响营收增速骤然放缓至6%。与此同时,联电则处于前后夹击的困境中,论技术制程不及台积电,论大陆市场竞争力则不及中芯国际,2015、2016年营收增长相较前两者依旧疲软,同比增长率仅为3%、0%,2017年受汇率调整影响美元计收入实现同比增长7%,利润率受折旧研发拖累降幅明显。华虹2015年营收亦有所下降,而后迅速回升,受益于8寸需求旺盛,2016、2017年维持11%、12%的稳健增长。



鉴于台积电在先进制程、产能、人才、客户等多维度卡位优势明显,预计台积电在未来五年仍将延续绝对霸主地位,营收规模保持略高于全球代工业的健康增长。格罗方德相比联电在先进制程领域投入更为激进,市占率预计将保持在第二位。基于先进制程研发未及预期、成本结构拖累利润的困境,联电已选择退出先进制程竞赛,停留在14nm节点,营收增长动力略显不足。

随着AP等产品加速向28nm及以下制程迁移,中芯国际营收由前期的高速增长切换至平稳增长阶段,从战略层面由前期的把握现有制程切换至优化28nm工艺及加速14nm先进制程。目前14nm已进入集中研发攻克阶段,与联电的技术差距逐步缩减。

鉴于28nm技术及良率瓶颈期突破,部分产品向40nm及55/65nm迁移带动12寸成熟工艺需求回暖、差异化工艺平台的陆续发布以及中国区优势地位,预计中芯国际未来三年复合增速达15%。我们保守预计中芯国际及联电未来六年营收复合增速分别为15%/5%,中芯国际与联电的规模差距将持续缩减,有望于2023年赶超台联电。

4.2、制程结构:技术节点相对滞后,聚

台积电制程结构高端化明显,主要聚焦于先进制程市场。2017年 65nm及以下制程营收占比为80%,前三大主力制程分别为16/20nm、28nm、40/45nm。其中28nm及以下制程营收占比已达58%。随着苹果A11处理器顺利出货,10nm制程开始放量,营收占比由2017Q2的1%迅速爬升至2017Q4的25%。

联电同时兼顾先进制程及成熟工艺市场。2017年 65nm及以下制程及90nm及以上营收占比分别为57%、43%,前两大主力制程分别为40nm、28nm。28nm及以下先进制程营收占比则为17%,基本由28nm制程贡献。于2017Q1攻克14nm后有效产能仍相当有限,2017年 14nm营收占比仅为1%。

中芯国际与联电制程结构较相似。2017年 65nm及以下制程及90nm及以上营收占比分别为49%、51%,前三大主力制程仍为0.15/0.18μm、40/45nm、55/65nm。公司于2015年末攻克28nm,随着良率逐步改善,28nm于2016年末陆续放量,2017年营收占比达8%。

专注于8寸晶圆代工的华虹宏力制程结构则较为低端化。前两大主力制程为≥0.35μm及0.11/0.13μm,目前正积极推进嵌入式闪存等产品由0.11/0.13μm向90nm迁移。



4.3、下游应用:聚焦消费电子市场,与自身客户需求匹配

根据WSTS统计,全球半导体产业下游应用市场中,2015年通讯、计算机电子应用占比分别为34%、30%,消费电子应用以13%的份额位居第三。

台积电核心应用领域为通讯,占比高达59%;其次为工业,占比约23%,而消费仅占8%。

大陆厂商则更加聚焦于消费电子领域,这与大陆晶圆厂自身的技术能力、市场位势及客户需求相匹配。消费电子应用主要包括智能卡、电视、机顶盒、IoT等,尽管其所需制程技术相对低端,目前仍主要停留在微米级别,但消费电子市场仍需求巨大。中国IC设计公司通过聚焦于该领域而获得较快成长,且目前已占据较高市场份额。基于中国客户营收占据大陆晶圆厂总营收的半壁江山,中芯及华虹来自消费电子的营收占比较大(2017年中芯、华虹来自消费电子的营收占比分别达37%、69%)。



4.4、晶圆价格:ASP表现相对弱势,难享先行者溢价

先进制程与落后制程的单片逻辑晶圆价格相差甚大,制程结构差异直接导致厂商间ASP差距明显。鉴于先进产能的稀缺性,抢先量产者可因此获得苹果、高通等顶级客户的高端订单,且在价格谈判上掌握一定的主动权,台积电便是借此实现每个制程阶段的ASP爬升。

2011-2017年间,台积电凭借持续的制程领先优势及更高端的产品结构,晶圆综合ASP逐渐由2011年的1057美元攀升至2017年的1309美元。



基于联电、中芯相对台积电较为落后的制程进度,两者难以享受先行者的价格溢价,ASP表现相对弱势。2011-2017年间,联电晶圆综合ASP下降趋势明显,由2011年的871美元降至2017年的722美元。

中芯国际晶圆综合ASP由2013年的758美元峰值缓慢下降至2017年的705美元。在自身制程结构较联电相对低端的基础上,中芯ASP仍维持与联电基本相当,由此可见中芯在相同制程工艺平台优势及较高议价能力。

华虹宏力由于其纯8寸晶圆构成,ASP仅约为中芯的二分之一,2017年8寸晶圆供不应求带来其ASP两年来首度上扬,2017年达423美元。



4.5、研发及CAPEX:跟随者成本优势,节省研发及资本开支

随着晶圆制造不断向更精细化的制程演进,晶圆厂商所需要的研发投入及资本支出呈指数型增长态势。就先进制程而言,中芯国际身处第二梯队,有一定的跟随者成本优势,研发投入及资本开支大大缩减。

就资本开支而言,2011年以来台积电资本性支出均维持在70亿美元以上的超高水平,2017年高达109亿美元。2012年以来中芯资本性支出逐年攀升,2016年基于当时产能满载背景迅速扩产,资本支出达27亿美元与联电基本持平,2017年资本支出略有回落至25亿美元。而8寸晶圆厂华虹产能扩张较为有限,2017年资本支出仅为1.4亿美元。



据IEK 2016年数据,晶圆制造领导者相对于跟随者需多付出35%以上的研发投入。为保持制程领先优势,台积电每年均付出巨额的研发投入,2017年研发费用高达27亿美元,联电、中芯的研发费用则分别为4.5亿美元、4.3亿美元,与台积电几近相差一个量级。


从研发费用率看,2013年以来中芯研发费用率逐年攀升,2017年显著提升至14%,尽管从绝对额上看公司研发投入与台积电差距较大,但研发费用率仍高于台积电,足见公司追赶联电、台积电技术制程的决心。而华虹专注于8寸晶圆制造,在技术追赶上积极性不高,近两年研发费用率维持在6%的较低水平。


就具体公司层面,我们重点推荐:

中芯国际(00981),推荐逻辑如下:

1) 先进制程迁移压力致营收增长放缓,陆续发布新的差异化技术平台,短期业绩增长压力有望得到部分缓解。

2) 产能扩张及研发投入加快对利润率的拖累,是下一阶段高成长的必要过渡期。产能扩张步伐放缓,产能利用率企稳将带来利润率改善。

3) 2017年28nm明显放量标志着其技术及良率瓶颈期突破,28nm营收贡献将逐渐增加,未来相当长时间成为公司营收增长的主要来源。

4) 预计公司2017~2019年EPS分别为0.04、0.01和0.03美元,每股净资产分别为1.13、1.07、1.09美元。鉴于未来关键技术若顺利突破将有效提升盈利潜力,认为给予2018年1.5x PB为合理估值水平,对应股价1.6美元(约合港币12.5元),首次给予“增持”评级。

5) 风险提示:中国区晶圆代工竞争加剧;28nm客户拓展不及预期

华虹半导体(01347),推荐逻辑如下:

1) 随着自身产能向MCU、银行卡、IGBT、超级结等高成长高毛利产品占比倾斜,产品结构逐步优化,支撑ASP及毛利率维持高位。

2) 8寸市场仍将维持高景气度,8寸产能谨慎扩张足以保证2018年维持稳健的营收增长,且高产能利用率将保障其利润率维持高位。

3) 获大基金入股兴建12寸晶圆厂打开未来成长空间,发挥卡位市场优势推动现有产品向90/65nm迁移。

4) 预计2017~2019年EPS分别为0.14、0.16和0.18美元,每股净资产分别为1.64、1.79、1.97美元。考虑到8寸晶圆代工业绩增长稳健,新建12寸厂突破产能瓶颈打开上升空间,认为给予公司2018年1.3x的PB为合理估值水平,对应股价为2.3美元(约合港币18.2元),首次给予“增持”评级。

5) 风险提示:8寸晶圆代工市场景气度下降;晶圆产能过剩致竞争加剧


8、风险提示

(1) 先进工艺突破不及预期。全球晶圆代工市场增量空间主要来自于最新的技术节点,成熟技术节点需求相对稳定。倘若大陆晶圆代工厂先进工艺突破不及预期,可能面临无法充分享受产品向先进制程迁移红利及成熟制程市场竞争加剧的双重压力。

(2) 半导体产业景气度下降。当半导体产业因全球经济疲软或缺乏新型终端放量而出现景气度下降时,晶圆代工订单倾向于向全球绝对龙头台积电倾斜,导致大陆晶圆厂产能利用率受景气度影响而下降,最终导致业绩下行。

(3) 晶圆代工业产能过剩及价格竞争加剧。晶圆代工厂倾向于在高需求期间进行扩产,而晶圆厂产能规划建设投产需数年时间,导致容易出现需求缺乏持续增长时产能过剩价格下跌。

(4) 龙头挤压中小厂商份额风险。台积电仍占据绝对主导地位,在先进节点具备技术优势,在成熟节点具备成本优势。倘若台积电实行激进的经营战略,全球中小厂商或将面临客户流失、份额进一步挤占的风险。

(5) 国际厂商加速中国区晶圆厂产能建设风险。倘若台湾当局放开台湾企业在大陆晶圆厂的“N-1”技术落差及单笔投资额限制,台积电及联电等领先厂商或加速在大陆地区的产能建设,提早引入最先进的技术节点,对中芯等12寸晶圆厂的威胁加大
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 楼主| 发表于 2018-3-12 14:49 | 只看该作者
半导体行业专题研报:中国芯,我们的心!

2018 年政府工作报告中,再次将集成电路作为加快制造强国建设的重要维度进行强调。


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本周最新消息,国家集成电路产业投资基金(简称大基金)第二期方案已上报并获批。大基金二期筹资规模超过一期,加上一期,中国大陆集成电路产业投资基金总额将过万亿元。

下面火星君就从设计、原材料、设备、封装四个方面出发,给大家分享经过我们精选的券商研报精华!

1重金砸向核“芯”环节,这个细分领域风越刮越大(平安证券)

芯片设计位于半导体产业的最上游,是半导体产业最核心的基础,拥有极高的技术壁垒,需要大量的人力、物力投入,需要较长时间的技术积累和经验沉淀。

通过平安证券的精心调研,火星君看的出机构充分看好其后市表现。其中有三点核心逻辑,一起来看下:

1.业绩亮,产值强劲增长带动行业景气度爆棚。

据机构此前的研究报告显示,2017年中国IC设计业产值预估为达2006亿元,年增率为22%。预估2018年产值有望突破2400亿元,维持约20%的年增速。



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2. 背景硬,国家大基金加码IC设计领域投入。

AI、5G为首的物联网产业在2018年将进入快速成长期,以及双摄、OLED、人脸识别等新兴应用的放量,带动上游AP、MCU、Nor、传感器等热点芯片产品需求量持续提升。因此,大基金将重点向新兴应用领域的IC设计公司倾斜。


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国家大基金二期投资项目将有所调整,从一期重点投资的IC制造领域转而增加IC设计领域的投资项目,大基金一期对设计业的投资比例是17%,预估大基金二期在IC设计领域的投资比重将增加至20%-25%。

3.动力足,三要素驱动群龙争抢未来大市场。

近日,已经披露最新业绩的IC设计公司超19家,其中有9家上市公司净利润破亿。余下公司也是大步向前,全力争夺未来市场。


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展望2018年,中国IC设计产业在提升自给率、政策支持、规格升级与创新应用三大要素的驱动下,将保持高速成长态势。其中本土市场占有率将持续提升,国产化的趋势也将越加明显。

综合以上的观点,平安证券推荐:紫光国芯(002049)、兆易创新(603986)、中颖电子(300327)。


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2大规模投资拉开序幕,国产设备迎来春天(天风证券)

硅片制备是芯片制造的第一个环节,流程复杂,大尺寸发展趋势明显。由于更新设备投资巨大,升级 300mm硅片的主要方式是新建硅片厂而不是升级改造设备,因此带来了硅片厂巨大的设备投资需求。

天风证券认为在半导体行业高景气态势下,国内设备商值得高度关注,具体逻辑如下:

1. 硅片厂快速扩产,国内投资风起云涌,设备投资需求巨大。

2016 年开始全球半导体行业保持高景气度,预计 2017年-2019 年抛光硅晶圆与外延硅晶圆总出货量将继续增长,2017 年晶圆出货量将创造历史最高纪录,2018-2019 年有望持续突破该数值。

晶圆出货量的大幅增加和晶圆加工技术水平的提高势必在未来几年对半导体加工设备形成持续性的需求,全球半导体设备迎来新一轮投资热潮。2016 年全球半导体设备销售额为 412 亿元,同比增加 13%,为 2012年以来的阶段性新高。


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2. 设备需求巨大,晶圆厂产能向大陆转移趋势明显。

硅片供需紧张,国外寡头扩产缓慢,国内硅片制造商开始大规模投资。近年来主要企业的大硅片项目投资586亿元左右,设备投资为498亿元左右,设备投资占总投资的85%左右。

另外昆山中辰、河北普兴、南京国盛和中电科46所等企业也在积极筹备大硅片扩产项目,最近几年将会有多个大硅片项目投资落地,极大地拉动了硅片设备的投资需求。


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3. 硅片设备投资巨大,进口替代东风已起。

硅片制备环节复杂,使用设备众多。目前硅片设备主要以国外为主,目前国内在拉晶炉、切割、磨削等设备上较大突破,未来有望在外延炉、CMP 等设备上实现进口替代。

4. 重点推荐:

北方华创(002371):国内半导体设备龙头,拥有多套设备产品线。产品已进入中芯国际、华虹宏力、长江存储等国内主流晶圆厂商,将随着下游厂商扩产同步放量。

晶盛机电(300316):国内领先的硅生长设备供应商,承担硅片国产化重任,与天津中环、无锡市政府共同建设大硅片中心,将成为未来国产半导体硅片的主力供应商。

长川科技(300604):检测设备细分行业龙头,是大基金在封测设备领域投资的唯一标的。公司在长电科技、华天科技等主流封测厂订单已有布局,同时渗透到日月光、士兰微、华润微电子等企业,业绩持续快速增。

3补短板!国家重点支持,半导体材料龙头深度受益(光大证券)

芯片是我国贸易逆差的最大来源,在国家政策支持下,国产替代必将加速推进。

光大证券认为:在补短板的路上,材料才是最急缺的。

主要逻辑:

1)大基金一期主要投资在集成电路制造环节,在装备和材料领域的投资较少,然而其实我们在装备和材料领域与国外的差距是最大的,特别是材料,集成电路制造涉及的多种金属和化学耗材,海外企业对我们限制最严,国家在这些方面的支持力度必须加强。

2)预计2017-2020 年间投产的半导体晶圆厂约62 座,其中26 座位于中国,占42%,其中2018 年,中国大陆计划投产的12 寸晶圆厂就达10 座以上。在晶圆厂纷纷投产的情况下,本土化配套半导体材料必然是趋势。

所以光大证券非常看好本土半导体材料行业的发展,特别是那些有可能获得大基金投资的半导体材料细分领域龙头:

上海新阳(参股大硅片项目)、晶瑞股份(G5 等级双氧水有望进入主流晶圆厂供应链)、江化微(光刻胶配套试剂成功进入8.5 代平板产线)、巨化股份(和大基金联合成立中巨芯)、强力新材(光引发剂国内龙头)、鼎龙股份(抛光垫成功通过客户验证)、南大光电(已完成了高纯磷烷、砷烷产品等电子特气的研发和产线建设)等公司。

4千亿市场! IC 封测奏响芯片产业链最强音!(华泰证券)

封装与测试是芯片半导体制造不可或缺的环节。而中国大陆,正加速崛起成为全球的封测领导者!华泰证券就坚定认为:千亿破局奏响芯片制造最强音,价值重构先进封装正加速渗透 !

1、半导体市场亚太持续主导,中国已为核心。

依据全球半导体贸易统计组织数据显示,亚太地区作为半导体销售主导场地的地位愈发明显,销售额占比已由 48%提升至 60%。而中国作为亚太地区主要消费者,半导体销售份额自 2004Q1 以来也持续提升至 53%。

2、对标韩台巨头,封测有望千亿破局。

1)封测往往成为 IC 产业“追赶者”的排头兵。发展历程上看,集聚效应、溢出效应是韩国、台湾能顺利往 IC 高端过渡主要原因。而当前封测产业溢出效明显,中国大陆正赶上类似韩台破局时的千载大机遇。


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2)封测产业增量空间超2千亿。成熟台湾 IC 封测占比约 22%,对标这一指标,预计国内封测产业增量空间将达 2151 亿元,增长近一倍。

3、先进封装重构产业链价值,三要素加速产业渗透。

1)国内三强技术水平已与国际先进水平接轨。


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2)上游前景巨大,下游需求持续推进。

上游产业前景巨大,全球晶圆制造龙头企业争相在中国建厂扩产;下游市场通信与电脑需求占比最大,lOT 设备与汽车电子增速最高。

3)先进封装营收增速更快,潜力更大。

在封装尺寸已近极限情况下,先进封装技术逐渐成为制约芯片性能提升的主要因素。


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4、重点关注封测国内前三强:长电科技(600584)、通富微电(002156)、华天科技(002185)!
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兆易创新:北京兆易创新科技股份有限公司投资者关系活动记录表

2018-03-14

证券代码:603986

北京兆易创新科技股份有限公司投资者关系活动记录表

编号:2018-001

调研日期:2018年3月12日调研时间:14:00-15:00调研地点: 北京市海淀区学院路30号科大天工大厦B座3层第6会议室接待人姓名及职务:副总经理兼董事会秘书、财务负责人李红、财务总监孙桂静、
战略市场总监苏志强来访人员:安信证券、百年保险资产、北京大道兴业投资、北京大数长胜资产、北京鼎薩投
资、北京宏石投资、北京华清紫荆创投、北京江亿资本、北京神龙投资、北京水
印投资、北京天时开元股权基金、北京云程泰投资、北京泽铭投资、博时基金、
大钧资产、大同证券、东北证券、东方证券、东兴证券、方正富邦基金、工银瑞
信、观富资产、光大证券、广发证券、国金基金、国君电子、国开证券、国润资
产、国投泰康信托、国信证券、国元证券、海通证券、汉和资本、禾永投资、华
富基金、华菁证券、华商基金、华夏基金、汇添富基金、交银施罗德基金、凯基
证券、民生加银基金、民生信托、民生证券、民生证券、民信金融、南华基金、
宁波赢向股权投资基金、诺安基金、平安证券、千合资本、上海鼎锋资产、上海
伏明资产、上海宏流投资、上海混沌投资、上海瞰瞻资产、上海理成资产、上海
申银万国证券、上海兴聚投资、上海中金资本、上银基金、深圳菁英时代资本、
深圳展博投资、世纪华中资本、太平洋证券、泰达宏利基金、天安财产保险、天
风证券、通用技术投资公司、五矿集团财务公司、五矿资本、西南证券、溪牛投
资、相聚资本、新华基金、新润通国际融资租赁、新时代证券、鑫润禾投资、信
达证券、兴业证券、兴银基金、兴证资产、阳光资产、益民基金、银河证券、银
华基金、英大保险资产、长安基金、浙商证券、中创前海资本、中国东方资产、
中国民生银行、中国人保资产、中海晟融资本、中金国际金融、中乾资本、中泰
证券、中信建投基金、中信证券、中邮创业基金、中再资产调研形式:
□公司现场接待 □电话接待
√其他场所接待 □公开说明会□定期报告说明会 □重要公告说明会调研活动主要内容:
一、 公司情况说明
(一) 公司主营业务情况
公司主营业务有三大板块:Nor Flash、Nand Flash、MCU,目前经营情况稳
定。
Nor Flash:伴随存储器价格上涨,2017年Nor Flash表现突出,业绩比较好。
产能方面2017年公司与中芯国际签订供货协议,并入股中芯国际,密切战略合
作;产品布局上一是推进大容量、高阶产品,二是低容量产品通过技术创新降低
产品成本;工艺方面不断提升工艺和设计并降低成本。
Nand Flash:2017年Q3自研Nand Flash量产,这是一个里程碑事件,目前
产品性能和可靠性超过一般消费应用。24nm Nand研发不断推进,产品良率不断
提高,未来将持续扩展Nand Flash产能。
MCU:2017年从M3推出M4产品,向工业、智能硬件、物联网扩展应用,
在指纹识别、无线充电应用上取得快速增长。
(二) 收购上海思立微情况
公司目前主营业务主要是存储和处理器。公司在存储业务上的布局是非常清
晰的,非存储业务(MCU)目前在整体业务中的占比还比较小,公司希望将非存
储业务快速发展起来。公司收购上海思立微,除了考虑上海思立微的业绩承诺外,
更看中的是其技术的积累。从IOT四个要素:存储、连接、处理器和传感器看,
处理器方面我们有自己的MCU产品,上海思立微在传感器方面有团队、算法和
产品积累,团队优秀,技术领先。公司并购上海思立微可以补全IOT人机界面重
要环节。公司后续会召开董事会、股东大会审议本次收购事项,并报中国证监会
审核,以最终完成本次收购。
二、 提问环节
问题1、合肥DRAM项目量产规划和良率进度?预计什么时候可以产生盈
利,盈利后能带来多大的收入体量?
回答: 合肥DRAM项目现阶段的主要目标还是2018年底实现10%的良率,
10%的良率就代表研发成功。目前项目还没有明确的可以对外公布的量产和盈利规划。
问题2、公司Nand Flash产品的未来规划?是否有可能在2-3年内营收超过
Nor Flash?
回答:Nand Flash分两类,一是大容量的3D Nand,这个不是我们的产品,
一是嵌入式Nand,其中嵌入式容量一般在1G-32G,工艺使用20nm以上。
公司2017年38nm嵌入式Nand量产,目前24nm产品良率正在爬升。整体
看Nand市场容量大于Nor,具体公司能做到多大的量,需要看公司的产能
和市场推广情况,所以未来2-3年的情况目前难以明确。从目前情况来看,
公司2018年下半年Nand业务会比2017年有提升。
问题3、依据公司2017年度业绩预增公告,公司2017年Q4环比Q3业绩有
下降,请问原因是什么?
回答:通常4季度销售相比3季度要淡一些,而且公司在4季度计提了全年
的年终奖,再加上美元走弱,公司产生了一定的汇兑损失。
问题4、市场有反映目前Nor Flash价格出现松动,公司对Nor Flash价格2018
年展望如何?
回答:不同的市场不同的应用领域价格变动是不一样的。小容量(32M以下)
价格有松动,大容量(128M以上)仍处于缺货状态。未来的价格比较难预
测,公司要做的是不断扩展高容量产品,在小容量产品上通过技术创新降低
成本,提高竞争力。
问题5、从行业角度看,(DRAM项目)研发目标10%良率意味着什么?
回答: 良率10%代表半导体技术从零到一,良率突破10%意味着技术的重
要难点已经攻克,这是最难的一步。但良率10%到量产还有一定的距离,量
产需要良率在60%以上,有竞争力的批量量产良率要在80%以上,但是后续
良率提升是工程问题,一般可以在8~12个月解决。
问题6、Nor Flash产品不同容量出货占比情况?
回答:公司整体出货量呈现正态分布,目前中心点是128M产品,之前中心
点是36M和64M产品。
问题7、公司2017年度存货减值损失在目前市场缺货的情况下是否有可能冲
回?
回答:公司MCP产品需要搭配Nand产品一起销售,由于2017年Nand产品一直缺货,所以对相应的产品做了存货减值计提。目前不确定能否冲回,
要看Nand的研发进度和市场的接受程度,因为产品是在不断更新的。
问题8、2018年Nor Flash的市场增量在哪里?
回答:目前128M以上 Nor还处于缺货状态,预计美光等厂商还会逐步退出。
从应用角度看,汽车市场增长较快,市场空间比较大。未来公司会持续扩展
海外市场,扩大在欧美市场的市场占有率。
问题9、公司SLC Nand Flash客户情况?合肥DRAM项目的盈亏平衡点?
回答:目前SLC Nand持续缺货,大厂都去做大容量,未来小容量Nand生
态和Nor Flash类似。公司原有Nor flash客户是潜在客户群,今明两年应该
销售问题不大,主要是要把产品产能做好。合肥项目现阶段主要是完成10%
良率的目标,在这个目标没达成之前,不好预测盈亏平衡的问题。
问题10、最近传发改委约谈三星,中国政府是否会特意扶持大陆DRAM存
储产业?大陆品牌厂商(如华为、OPPO、VIVO、联想)是否会优先使用国
产DRAM?
回答:最终还是要看市场的力量。我们了解到国内厂商对国产DRAM是非
常感兴趣的,但是否使用国产DRAM,更多还是会基于商业的考虑。
问题11、实际10%良率的目标国外厂商通常要用多长时间?合肥DRAM项
目在2018年底前实际10%良率目标的考虑因素?
回答:每家厂商实现这一目标的时间都不一样。对于合肥项目在2018年底
实现10%良率的目标,公司会尽力促成这个目标的实现。
问题12、公司产品下游客户是否比较分散?公司未来是否会整合下游产业?
回答:公司在存储业务之外会扩展非存储业务。伴随公司产品扩张,大客户
会逐步合作。纵深建立生态很有必要,但是形式不一定是并入上市公司。
问题13、合肥长鑫和公司未来合作形式?关于优先供货怎么解读?
回答:目前还不能确定未来的合作方式和架构,要随着产品、业务发展来确
定。相关重大事项公司会对外发布公告。
问题12、晶圆价格对于公司利润的影响?
回答:公司产品主要原材料是晶圆,所以晶圆价格的变动对公司肯定是有影
响的,但具体产生多大的影响,还要看晶圆在整个成本中所占的比例。晶圆
价格也不是一直都会涨,公司也与多个晶圆厂有合作。作为科技企业,公司成本不仅与晶圆成本有关,还与公司技术有关,公司通过技术革新,能有效
降低产品成本。同时,晶圆对公司毛利率的影响,也与公司产品结构相关。
问题13、公司未来业务扩展?公司在IOT上的布局?
回答:围绕公司目前主营业务,存储业务扩展Nor Flash,Nand Flash,DRAM
产品,非存储业务扩展MCU产品。存储、连接、处理、传感是IOT产业的
四大板块,公司在存储、MCU、传感等有布局,未来产品会向这些方面扩展。
问题14、存储芯片周期问题?
回答:PC时代DRAM具有明显周期性,价格波动较大,主要是因为应用单
一性的原因。
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 楼主| 发表于 2018-3-16 14:20 | 只看该作者
IC封测

强芯之梦005
前两期我们谈了谈对于中国半导体产业来说最需要攻克的两座大山硅晶圆代工和记忆体,大体上这两大市场可以算作IC制造环节,那么本期我们就简要地谈一谈半导体生产的下一个环节,即IC封测。

IC封测是IC封装和IC测试的简称,对于IDM厂商来说IC封测主要由自家的工厂完成,对于无晶圆厂商来说IC封测就需要专业的厂商负责完成。通常IC封装大厂同时进行封装和测试两项业务,但也有仅从事封装业务的IC封装厂和仅从事测试业务的IC测试厂。此外,也有专攻于某一细分应用市场的IC封测厂。

所谓IC封装,就是指把硅片上的电路管脚用导线接引到外部接头处,以便于其他器件连接。封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用,而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的保险与其他器件相连接,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。IC封装的工艺流程如图表1所示,但随着技术的发展,一些先进的封装工艺流程与传统的封装工艺流程相比有很大的区别,在后面会提到。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 1 IC封装流程图


资料来源:百度文库、亨通伟德投资

下面我们依然摘抄《半导体面面观》这本书来介绍一下IC封测中的一些主要环节。

1)晶圆切割。“电学检查完毕的晶圆,需要在磨砂工序中切掉一定的厚度,接着是在切割过程中将晶圆切割成一个一个的芯片。晶圆上纵横排列的芯片之间的距离设成间隔为100um的划线,因为很容易切割,就把硅晶圆的表面显露了出来。在磨砂后的晶圆上,贴上紫外线照射下特性会发生变化的胶带,再把整体用轮状的架子固定。接下来被称作切丁,也就是表面贴有金刚石颗粒的极薄的圆形刀片,在纯水流动的同时沿划线纵横切割。切割后,用特殊的工具拉伸成UV带的话,一个一个的芯片就会被胶带拖着移动,在芯片之间就会出现小缝隙。接着在胶带背面照射紫外线的话,由于光化学反应胶带的黏着性降低,芯片很容易从胶带上脱落下来。在显微镜下对芯片进行一个一个的外观检测,把有缺陷、损伤、污染的芯片除去,选出来的芯片可以送到下一个工序。”

2)晶圆粘结。“通过切割工序从晶圆中切割出来,并被测定为优质品的芯片,要一个一个地被收容在封装材料里,所以要先把封装芯片用的基本的引线框架连接起来。以由树脂制成的塑模封装为例,在塑模封装里,把称作引线框架的金属框固定在包装机上,用称作弹簧夹头的真空夹头把在UV胶带上排列着的优质芯片吸起来,贴在引线框架的岛部,在镀银的岛部放上银膏,在这里把芯片轻轻地压合在一起。另外在封装过程中,也有被称作共晶合金法的方法,这种被用在需要高可靠性的集成电路中,利用金和硅的反应贴上芯片的方法中,有镀金的岛部温度升高插上芯片的直接固着法和把夹着金胶带的芯片贴在镀金的岛部的金片冲压法。封装过程中,除了正确决定芯片在岛上的位置并牢牢地进行物理固定外,取得电路板和芯片的欧姆接触,并且在接触部分的热阻减少方面也有要求。”

3)引线焊接。“为获得IC芯片和外部的电学性接触,把芯片周围配置的约100um拐角焊盘(外部引出的用电极)和引线框架的引线电极(内引线),用金细线一根一根地连接起来,此工序称为金属丝焊接。焊接中,根据所使用引线框架种类的不同,向焊线机输入引线电极的配置等信息。在引线框架上固定的IC芯片的位置和倾斜度,或者是焊盘和引线电极的相对位置等,用CCD照相机光学检验出来,图像处理后对焊接操作做细微调整。一个芯片的全部焊接结束后,焊接机会把引向框架移到下一个芯片所在的位置,不断地进行焊接操作。焊线操作是这样的:一是把从毛细管中垂下来的金细线的前段用高压放电产生的火苗加热,做成融化的小金球;二是把小金球移到焊盘的位置,轻轻地摁压进行热压焊接,此时也会使引线框架的温度上升。有被称作NTC方式的加热到350℃的做法,也有和超声波并用的200~200℃低温化的UNTC方式;三是控制毛细管的轨道,以便控制铁丝环的形状,一边把焊丝移动引线电极的位置,热和超声波并用进行焊接;四是用焊丝扳手在切断焊丝的同时抬起毛细管,从焊点扯掉焊丝。”

4)塑封。“焊接完成的芯片,未来避免与外部的接触,要将其封入封装或密封材料中。IC密封也有多种方法,大体分为气体密封和非气体密封。气体密封法(真空密封)是为了防止微量气体或液体侵入的完全密封型,又被细分为结合法和溶接法。另一种为非气体密封法(非真空密封),和气体密封法相比密封性稍微差一些,特别是在使用模具的转移模具方面,既便宜生产性又好,得到普遍利用。密封的过程首先是把焊接结束的引线框架固定在模具成形机里,再把预热过的树脂片投入模具内,因提升温度而流化的树脂用棒状活塞加压使其流入模具,铸模就成形了。树脂热硬化之前加温固化,从模具中取出成形结束的引线框架,除去多余的树脂或者杂物,整理模具。在转移模具里,由于包着芯片的是树脂,耐蚀性耐热性还有散热性都有问题。为此,为了确保可靠性,芯片的设计或是保护等都需要下功夫,模具树脂材料以及引线框架的形状材质等都要最匹配。树脂密封最大的问题就是由于水分侵入而引起的各种不良现象。”

5)电镀。“IC外部的引线,在随后的过程中会被加工成各种各样的形状,需要对弯曲部分提高强度,另外对IC载板进行实际装配时,为了提高可焊性并防止生锈还会对其实施外部处理。外部处理,一般就是通过Sn和Pb共晶焊锡来实现引线外部涂层。这方面,有在熔融的焊锡槽中浸透引线框架的方法和使用电解电镀的方法。电解电镀的方法是在包含锡和铅的电镀液中,把在阳极的锡板和在阴极的引线框架连接起来,并在两级之间通电。这样,阳极一侧的锡金会有残余电子,变成离子渗透在溶液中。锡和铅的阳离子向阴极一侧移动,附着在引线框架上,在表面会有锡析出。电镀锡结束后,在盖印工艺中会把公司名、产品名、制造批号等刻印在封装的表面。”

6)检查和分类。IC在入库之前,要按照每个产品的规格进行各种各样的检查和分类。和外形相关的检查包括缺陷、污点、长度、形状、电镀的状态、是否存在异物附着、盖印的清晰度等。通电特性的检查,使用内部装有电脑的被称作小型万用表的自动检测机,进行多阶段的测定,参照IC的规格来判断是否合格,从而把优质产品挑选出来。另外在DRAM和MPU等检查工序里,也可以进行速度分类,根据每个IC的速度分成不同级别。通过检查和分类,进行与IC机能和特性相关的实验,在升高温度并施加电压的状态下进行特性变动量的测定“燃烧测定”BT和判定等。这样的检查,对照着产品规格在除去一定差额条件下,进行电源电流、输出电压、输出电流等相关直流特性及机能、开关速度等工作特性的特定和判定。IC的动态工作特性检查,是在把电源电压等相关特性的上下差额除去的状态下测定的。IC的物理测定是对所有可能的工作状态,对与相应的输入输出信号100%的搭配进行网罗,基本上是不可能的。

接下来看一下全球和中国大陆地区的IC封测产业情况,根据Gartner的数据,2017年全球IC封测市场规模约532.6亿美元,同比增长7%左右,这是2016年年底预测的数据。在全球整体IC封测市场中,专业的封测产值占到52%左右,其余为IDM厂的封测产值。将封装和测试分开来看,2017年全球IC封装产值在420.98亿美元,测试为111.62亿美元。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 2全球封装及测试市场规模预测(单位:百万美元)


资料来源:Gartner,2016/12、亨通伟德投资

从市场竞争结构上看,全球IC封测产业的集中程度要小于晶圆代工和记忆体产业,根据TRI的数据,2017年全球前十大IC封测厂商占据了80%的份额,其中龙头老大中国台湾的日月光占据了20%左右的份额,若考虑收购硅品这一因素,日月光的市场份额将达到30%。在全球前十的厂商中,也出现了三家中国大陆地区的厂商,分别是长电通富和华天,三家公司合计占据了20%的份额。相比于IC设计和IC制造,中国大陆本土地区的IC封测领导厂商长电科技与全球第一的IC封测厂商日月光的营业收入差距最小,2017年长电科技的营业收入预计为日月光的60%,而在IC设计领域,海思的2017年预计的营业收入约为高通的27%,在IC制造领域,中芯国际2017年预计的营业收入约为台积电的10%。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 3 2017年全球IC封测产业竞争结构


资料来源:TRI、亨通伟德投资

中国大陆方面,根据CSIA的数据,2016年我国IC封测产值达到1,564.3亿元,同比增长13%,这一数字显著高于全球。2017年前三季度,我国IC封测产值达到1,278.6亿元,同比增长16.5%。近年来,我国大陆地区本土的IC封测厂商进步十分迅速,无论是在高端的技术储备和产出上,还是在海外并购资产上,都取得了不错的成绩。特别是在大基金的助力下,长电科技、通富微电实现了对海外优质IC封测资产的收购,补强了高端IC封测的技术实力。近期,数字货币市场的火爆也利好了我国大陆本土的IC封测厂商,根据集微网的新闻,“2017年大陆封测业从比特大陆一家公司中就能获益30亿元左右,采用Flip-Chip工艺封装,其中通富微电和华天每天的量在1kk左右,长电稍多,每天的封测量总计高达5kk。基板方面,比特大陆主要的基板供应商为珠海越亚,每月在150kk左右”。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 4 我国大陆地区IC封测产值(单位:亿元)


资料来源:CSIA、亨通伟德投资

高端IC封测产品方面,根据公开信息,我国大陆地区中高端IC封测产品约占32%,其中领导厂商这一数字最高能够达到60%。根据Yole Development的数据,中国先进封装产量自2015年开始以超30%的增速增长,预计2019年产量将达到3600万片12英寸晶圆,同比增速将达到38%,其 Flip-chip、WLCSP是主要增长动力。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 5中国先进封装市场预估(单位:百万片,12寸)


资料来源:Yole Development、亨通伟德投资

IC封测这个行业的研究有一个特点,就是需要研究不同IC封测技术的发展和应用,这里有很大的难度,一是需要明白各类IC封测技术的概念,有些封测技术其实是某一种封测技术的延伸和改进,有些封测技术在工序中也需要用到另一种封测技术的工艺,同时这些封测技术也并非对立,而弄懂这些封测技术对于非专业人士来说是很困难的;二是不同IC封测技术的实际应用范围,具体到某类芯片有多少是用了高端的封测技术,这一数据很难查到;三是不同IC封测技术的产值情况、产量情况、各领导厂商的产能情况等数据也很难查到。综上,我们试图从网络上的公开资料搜集了不同IC封测技术的相关概念和市场情况。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 6主要封装形式演进


资料来源:TRI、亨通伟德投资

“最早IC封测技术被称为DIP,即双列直插式引脚封装,这项技术在上世纪70年代非常流行,是第一代封测技术的代表性技术,绝大部分中小规模集成电路均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个,它的引脚从两端引出,需要插入到专用的DIP芯片插座上。后来衍生的DIP封装结构形式有:多层陶瓷双列直插式DIP,单层陶瓷双列直插式DIP,引线框架式DIP。”

“进入80年代后,出现了新一代的封测技术,具有代表性的技术就是芯片载体封装,主要形式包括无线陶瓷芯片载体LCCC、塑料四边引出扁平封装PQFP、小尺寸封装SOP、塑料有线芯片载体PLCC等。其中PQFP的封装形式最为普遍,其芯片引脚之间距离很小,引脚很细,很多大规模或超大集成电路都采用这种封装形式,引脚数量一般都在100个以上。此种封装形式的芯片必须采用SMT技术将芯片与电路板焊接起来,采用SMT技术安装的芯片一般在电路板表面上有设计好的相应引脚的焊点,将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。PLCC封装也是常见的封装形式,外形呈正方形,32脚封装,四周都有管脚,外形尺寸比DIP封装小得多,具有外形尺寸小、可靠性高的优点。随着半导体产业的快速发展,半导体封测时需要的引脚数不断增加,如果再停留在周边排列引线的老模式上,即使把引线间距再缩小,也不能解决引脚增多的困扰,于是提出了面阵排列的新概念,出现了阵列式封装技术,如PGA技术。PGA芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列,根据引脚数目的多少,以芯片为中心在四周围成2-5圈引脚。”

在第三代半导体封测技术中,最具代表性的技术就是BGA。“BGA封装即焊球阵列封装,它是在封装基板的底部制作阵列焊球作为电路的I/O端与PCB互联。与传统的脚型贴装器件相比,BGA封装器件具有如下特点:1)I/O数较多。BGA封装器件的I/O数主要由封装体的尺寸和焊球节距决定,由于BGA封装的焊料球是以阵列形式排布在封装基片下面,因而可及大地提高器件的I/O数,缩小封装体尺寸,节省组装的占位空间。通常,在引线数相同的情况下,封装体尺寸可减小30%以上。2)提高了贴装成品率,潜在地降低了成本。3)BGA的阵列焊球与基板的接触面大、短,有利于散热。4)BGA阵列焊球的引脚很短,缩短了信号的传输路径,减小了引线电感、电阻。5)明显地改善了I/O端的共面性,极大地减小了组装过程中因共面性差而引起的损耗。6)BGA适用于MCM封装,能够实现MCM的高密度、高性能。”

“在BGA技术开始推广的同时,另外一种从BGA发展来的CSP封装技术开始出露端倪,为芯片级封装的意思。CSP封装可以让芯片面积与封装面积之比超过1:1.14,已经非常接近于1:1的理想情况。同等空间下相对于BGA封装,CSP封装可以将存储容量提高三倍。” 此外还有一种封测技术叫FC技术,这是实现晶圆级封装的一种技术。FC的特点是将芯片的有源面朝向基板,不同于点对点的引线键合,通过芯片上的焊凸块提供与基板之间的互连。倒装结构允许整个芯片表面用来作为互连结构,大大增加了I/O数量,与引线键合以及载带自动焊相比,能够提供更高的互连密度、更高的频率、更好的噪声控制、更小的器件外形,因此在BGA技术中,FC BGA取代传统的BGA技术逐渐成为主流。

不同于引线键合,先进封装多为基板类封装,通过凸块与基板或是PCB连接,因此 Bumping(凸块)是FC以及更高阶工艺的重要基础。Bumping利用薄膜、黄光、电镀等主要制程在基板的连接点上长出铅锡凸块、金凸块或铜凸块,缩小芯片与基板之间连接的锡球直径,减少凸块间距,增加密度是Bumping技术发展的主要趋势。从凸块材料上来看,金凸块成本较高,铜柱凸块技术因其优越的电性能和可靠性,逐渐取代了锡铅凸块,应用在高阶封装中如应用处理器、微处理器、基频芯片、绘图芯片等。根据Prismark Partners的报告,2013年所生产的凸块晶圆达到1,400 万片,其中仅有6%使用铜/锡银覆盖。到2018年,生产的凸块晶圆总数将成长近一倍,达到2,700万片,其中35%将使用铜/锡银盖板,这甚至还不包括会进一步增加百分比,用于TSV应用的微型凸块。其目标为应用于包括行动装置、内存及高阶逻辑芯片。目前全球具备12寸晶圆锡银铜凸块产能的厂商约有7家,台积电产能位居第一,日月光、硅品、艾克尔、南茂、长电和耐派斯都具备12 寸晶圆凸块量产能力。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 7 倒装芯片凸点产能预测(单位:wspy)


资料来源:MEMS

IC封测技术进入第四代后,出现了WLP、SIP、POP、WSP等技术。其中,WLP技术是指在晶圆前道工序完成后,直接对晶圆进行封装,再切割分离成单一芯片,相对于传统封装将晶圆切割成单个芯片后再进行封装,WLP技术在封装成本方面具有明显的优势。将WLP与CSP相结合,就出现了WLCSP技术,即晶圆级芯片尺寸封装。WLCSP不仅能明显缩小IC尺寸,符合移动电子产品对高密度体积空间的需求,同时,由于芯片可以以最短的电路路径,通过锡球直接与电路板连接,还能大幅度提升信息传输速度,有效降低杂讯干扰几率。与传统封装技术QFP和BGA封装产品相比,晶圆级芯片尺寸封装的产品比QFP产品小75%、重量轻85%,比BGA尺寸小50%、重量轻40%。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 8 从传统封装至倒装封装及晶圆级封装结构变化示意图


资料来源:TRI、亨通伟德投资

目前晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)主要采用晶圆凸点封装(Wafer Bumping)和Shellcase系列WLCSP两种封装技术。晶圆凸点封装是一种技术难度相对较低的WLCSP封装形式,它的主要特点是在芯片正面直接引出电路及焊垫,而Shellcase系列WLCSP不仅可以在芯片正面直接引出电路及焊垫,也可以将芯片的电路引至芯片的背面后再制作焊垫,Shellcase系列WLCSP封装包括了Wafer Bumping的技术要点,其技术难度要高于晶圆凸点封装,且工艺流程也较晶圆凸点封装复杂。

虽然晶圆凸点封装本身也是一种先进的封装形式,但Shellcase系列WLCSP优势比较明显,其应用领域更广且更符合封装技术的发展趋势:首先,Shellcase系列WLCSP在影像传感器芯片封装领域具有天然优势。由于影像传感芯片的作用主要是光学成像,其功能的实现需要吸纳、反馈物体光线,这势必要求芯片正面无视觉障碍物,即封装的焊垫不能放在芯片正面,否则会阻碍光线成像。Shellcase系列WLCSP在芯片的正反两面黏贴玻璃基板(或其他绝缘材料),将芯片线路、焊垫引至背面,玻璃基板具有透明特性,因此,Shellcase系列WLCSP在影像传感器封装上具有绝佳的优势,而晶圆凸点封装由于在芯片正面引出焊垫,无法应用至影像传感器等领域;其次,Shellcase系列WLCSP技术更符合三维(3D)封装发展趋势。硅通孔(TSV)的三维封装技术被业界认为是超越摩尔定律的主要解决方案,是未来半导体封装技术发展的发展趋势,而Shellcase系列WLCSP技术由于能够在芯片正反面引出电路及焊垫,两者工艺十分相似,掌握Shellcase系列WLCSP技术能快速进入硅通孔技术领域。

晶圆级CSP封装技术制程主要如下:在芯片尚未切割前即进行,整片芯片经由薄膜,黄光及蚀刻等晶圆制程完成封装,最后再切割成单颗的IC,此种制程可视为前段半导体晶圆厂制程的延伸,其基本步骤如下列所述:

a.以黏着剂将一片高透光性的薄玻璃黏贴于芯片的正面以保护晶圆表面不受污染;b.研磨黏有玻璃的芯片背面,使芯片的厚度变薄,借此降低之后的封装厚度,并以蚀刻的方式将芯片切割道背面的硅材料去除,使一颗颗独立IC产生于黏着的玻璃保护片上;c.将玻璃保护层黏贴于芯片背面,以达到完全包覆IC 的保护作用;d.在玻璃表面准备制作焊接点的所在位置覆上一层有机材料作为绝缘缓冲层; e.在个别的IC之间切割露出IC焊垫的截面再溅镀上金属层,再利用三度空间之曝光、显影及蚀刻等制程完成所需的金属线路,使线路与IC焊垫的截面相连通;f.在金属线路上覆盖上一层保护层;g.BGA型式的组件则以印刷的方式将锡膏印在整片芯片上焊接点的所在位置,在经过回焊Reflow形成锡球;h.切割芯片成为单颗封装完成的IC。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 9 WLCSP-Shell3D工艺流程


资料来源:精材科技、亨通伟德投资

SIP也是一种第四代的封装技术,“根据ITRS的定义,SiP为将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件,以及诸如MEMS或者光学器件等其他器件优先组装到一起,实现一定功能的单个标准封装件,形成一个系统或者子系统。从架构上来讲,SiP是将多种功能芯片,包括处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内,从而实现一个基本完整的功能。与SOC(片上系统)相对应。不同的是系统级封装是采用不同芯片进行并排或叠加的封装方式,而SOC则是高度集成的芯片产品。”

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 10 SIP架构


资料来源:电子工程网、亨通伟德投资

相较一般封装技术,SiP具备的优势如下:封装效率提高并减少封装体积、缩短产品上市时程、可将不同制程的芯片进行封装达到异质整合、降低系统成本及提高电性能、可应用于多种领域,如光电、通信、传感器及MEMS等领域、较无专利成本及侵权风险。另外由SiP延伸的3D堆叠式封装技术,通过在垂直方向上增加可放置晶圆的层数来进一步提高SiP的整合能力,可以说作为异质整合的标杆,SiP在超越摩尔定律方面扮演着头号角色。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 11 SiP的基本分类


资料来源:TRI、亨通伟德投资

2016年全球SiP产值约为64.94亿美元,较2015年成长17.40%左右;2017年在智能型手机虽然成长不快,但是以AppleWatch为代表的等其他电子产品也倾向用SIP封装技术来缩小产品的体积,所以有市场人士预计全球SIP增速在2017年为20.36%,2017全球SiP产值估计达到78.16亿美元。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 12 2013—2017SIP市场规模(单位:百万美元)


资料来源:电子工程网、亨通伟德投资

随着台积电InFo制程技术日益成熟,加上国内、外芯片供应商及封测业者争相投入研发,SiP模块解决方案已从早期简单的2D封装方式,快速进展到2.5D,未来发展方向是3D封装。由于芯片可垂直堆叠,大大降低电流损耗及热能产生,且能满足体积缩小趋势。3D封装模式的SiP是通过封装超越摩尔定律最重要的技术手段。

还有一种第四代的封测技术叫POP,这种技术采用两个或两个以上的 BGA堆叠而成,将高密度的数字或混合信号逻辑器件集成 POP封装的底部,这种双层结构节省了基板面积,可以应对逻辑器件和存储器件之间的高速互联。

最后是第五代的封测技术,如FOWLP、eWLB、InFO、TSV等。

FOWLP是WLP技术的一种,WLP技术利用重分布层(RDL)可以直接将芯片与PCB做连接,这样就省去了传统封装DA段的工艺,不仅省去了DA工艺的成本,还降低了整颗封装颗粒的尺寸与厚度,同时也绕过DA工艺对良率造成的诸多影响。起初WLP采用的是Fan-In技术(扇入型晶圆级封装),研究机构Yole Developpement的研究报告指出,由于终端应用对芯片功能整合的需求持续增加,SiP封装将越来越受到欢迎,进而威胁Fan-In封装未来的发展前景。该机构已经将2015~2021年Fan-In封装出货量的复合年增率预估由9%下修到6%。Yole进一步分析,目前Fan-In封装仍是最低成本、最适合用来实现封装微型化的技术选择,因此广获智慧型手机、平板电脑等行动装置芯片采用。截至目前为止,约九成的Fan-In芯片都是应用在手机和平板装置上。然而,随着终端应用制造商更青睐在单一封装内整合更多功能的元件,未来有许多原本独立封装的元件都会改用SiP封装,Fan-In封装的发展前景势必会受到影响。其中,电源管理、射频元件改用SiP封装的趋势将最为明显。

在模拟/混合信号/数字领域,主要的晶圆级应用需求是BT+WiFi+FM组合芯片、RF收发器、音频/视频解码器、直流/交流转换器、ESD/EMI IPD。在MEMS器件领域,主要应用需求来自电子罗盘、RF滤波器、加速度计和陀螺仪。另外,CMOS图像传感器也有强烈的应用需求。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 13 Fan-In封装市场预估(单位:百万颗)


资料来源:Yole Developpemen、亨通伟德投资

尽管存在超过十年,但是FIWLP仍然在不断演进,并吸引新的应用。当前市场数据表明FIWLP制造产能是充足的,并且越来越多的需求在200mm和300mm晶圆。此外,物联网将为FIWLP带来更广泛的应用。

从技术观点来看,持续的创新为了拓展FIWLP能力。当前的量产凸块间距大多为0.4mm,而0.35mm也已准备就绪。目前各厂商正在芯片尺寸和I/O数量上做努力,量产的最大I/O数量正朝着200+发展。最新公告显示已经最大可达800个I/O。芯片尺寸的“甜蜜点”范围可达7mm x 7mm,而8mm x 8mm和9mm x 9mm也已准备就绪。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 14 FIWLP封装器件出货量预测(根据不同器件分类 单位:百万颗)


资料来源:Yole Developpement、亨通伟德投资

理论上,传统的WLP多采用Fan-in型态,应用于低接脚数的IC。但伴随IC讯号输出接脚数目增加,对锡球间距的要求趋于严格,加上印刷电路板构装对于IC封装后尺寸以及讯号输出接脚位置的调整需求,因此变化衍生出扩散型与Fan-in加Fan-out等各式新型WLP封装型态,其制程甚至跳脱传统WLP封装概念,如英飞凌于2006年SEMICON Europe即提出新型态的Fan-out WLP封装技术。

FOWLP就是衍生出的Fan-out WLP(扇出型晶圆级封装),在一个环氧行化合物(EMC)中嵌入每个裸片时,每个裸片间的空隙有一个额外的I/O连接点,这样I/O数会更高并且的对硅利用率也有所提高,使互连密度最大化,同时实现高带宽数据传输。FOWLP基带处理器、射频收发器和电源管理IC等方面的使用实现了最新一代的超薄可穿戴和移动无线设备。因为持续连接和节约的空间,FOWLP有潜力适用于更高性能的设备,包括内存和应用处理器,FOWLP也能够应用到新市场,包括汽车和医疗应用甚至更多。FOWLP并被预测会成为下一代紧凑型、高性能电子设备的基础。根据Yole预测未来四年FOWLP市场规模增速较快,预计到2020年市场规模为24.88亿美元。

相应地,FOWLP市场也包括两个部分,一是单芯片扇出封装,应用于原先Fan-in无法应用的通讯芯片、电源管理IC等大宗应用市场;二是高密度扇出封装,FoWLP可作为多芯片、IPD或无源集成的SiP解决方案,应用于AP以及存储芯片。如Fan-out技术的主要推动者台积电,目前其InFO技术在16nm FinFET上可以实现RF与Wi-Fi、AP与BB、GPU与网络芯片三种组合。未来高密度扇出封装这一市场想象空间更大。 FOWLP封装并不是一个全新的技术,第一代产品为eWLB,不仅能降低成本与厚度,而且能实现高整合性,但因为良率问题使用受限,市场成长较慢。直到台积电InFO技术和制程逐渐成熟,并成功在苹果最新产品中获得应用,FOWLP一跃成为智能手机追捧的热点和封装厂商布局的重点。FOWLP市场潜力大但风险也高,最大的风险在于成本。其他智能手机是否能跟进 FOWLP,最大的变量就是成本。 FOWLP能够集成来自不同技术节点的多个裸片以及一些无源器件,具备低成本、高性能、低功耗等优点,有更好的电气属性和散热性能。 FOWLP的成本低于2.5D,工艺难度低于3D,将在3D IC技术成熟以前得到较为广泛的应用。尤其是大体量的iPhone对该项技术的引入,将迅速催化FOWLP走向成熟,高端手机在用户体验方面的差异化竞争将使三星等高端品牌迅速跟进,同时低成本的特点将使该项技术在中低端智能机市场大受追捧。长远来看,以FOWLP为先进代表的WLP技术将在物联网等终端领域拥有光明的未来。市调机构Yole Developpement预计2016-2021年FOWLP迎来发展的黄金五年,2021年市场规模将从2016年的4.8亿美元上升到25亿美元,年复合成长率达39%。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 15全球FPWLP产值(单位:亿美元)


资料来源:Yole Developpement、亨通伟德投资

随着高阶IC芯片市场需求的不断扩大,3D与2.5D的IC封装市场已经进入成长期。跟据DIGITIMES预估,2020年全球3D与2.5D的IC封装市场规模将达1,705亿美元,合计2016~2020年的年复合成长率为38.30%。Research and Markets 表示,相较于3D晶圆级芯片封装或2.5D等其它封装技术,3D 硅穿孔(Through-silicon via; TSV)技术且有最高的互连密度及更大的空间效率等优点,因此预估3D TSV市场年复合成长率会高于其它封装技术。

TSV是一项高密度封装技术,正在逐渐取代目前工艺比较成熟的引线键合技术。TSV技术通过铜、钨、多晶硅等导电物质的填充,实现硅通孔的垂直电气互连。TSV封装具有电气互连性更好、带宽更宽、互连密度更高、功耗更低、尺寸更小、质量更轻等优点。 3D芯片堆叠技术的实现可分两步走,第一阶段是先采用借助硅中间互连层的2.5D技术,功能芯片通过微型锡球与硅中间层连接,再通过一层TSV衬底连接到3D芯片封装用衬底上;而第二阶段则会将TSV结构直接植入芯片之中,使堆叠的芯片能够实现垂直互联。目前,2.5D扮演着向3D过渡的角色,成本和工艺是制约3D量产普及的最大难题。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 16 TSV制造工艺流程中应用的技术


资料来源:Yole Developpement、亨通伟德投资

TSV的技术步骤如下:a.以黏着剂将一片高透光性的薄玻璃黏贴于芯片的正面,以保护晶圆表面不受污染;b.研磨黏有玻璃的芯片背面,使芯片的厚度变薄,借此降低之后的封装厚度;c.以蚀刻的方式将芯片背面的硅材料去除,作为RDL 线路连接之孔洞;d.在芯片表面覆上一层二氧化硅作为绝缘层;e.在芯片表面溅镀上金属层,再利用三度空间之曝光、显影及蚀刻等制程完成所需的金属线路,使线路与IC 焊垫的截面相连通;f.在金属线路上覆盖上一层保护层;g.BGA 型式的组件则以印刷的方式将锡膏印在整片芯片上焊接点的所在位置,再经过回焊形成锡球。最后切割芯片成为单颗封装完成的IC。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 17 TSV封测技术流程


资料来源:精材科技、亨通伟德投资

3D WLCSP是当前能高效整合小尺寸光电组件如CMOS影像传感器等的首选解决方案。它也是目前最成熟的3D TSV平台,未来几十年内,3DIC都将凭借着更低的成本、更小的体积,以及推动芯片功能进化等优势,成为未来半导体产业的新典范。据Yole Developpement预估,未来五年内,3D堆栈DRAM和3D逻辑SoC应用将成为推动3DIC技术获得大量采用的最主要驱动力,接下来依序是CMOS影像传感器、功率组件和MEMS等。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 18 2016~2022年按领域细分的TSV应用晶圆预测 (单位:百万片12寸晶圆)


资料来源:Yole Developpement、亨通伟德投资

2016年,受BSI CIS应用推动,目前3D TSV应用的设备市场营收超过了1.7亿美元。同时,至2022年,3D TSV应用的材料市场将从目前的1.09亿美元增长至2.32亿美元高峰。3D TSV应用的材料市场将主要受到下一代3D堆栈存储器的推动,它将变得更加复杂,因此需要额外的先进材料,如光阻材料和填充材料,以获得更好的性能。

3D TSV应用的设备市场预计将因为BSI CIS混合堆栈的引入而在2019年出现下跌,混合堆栈无需任何TSV互联,因此不需要专用于TSV制造的设备投资。如果未来3D混合键合被认为是3D堆栈BSI的一种替代技术,那它将会影响并导致整个TSV设备市场下滑。不过,随着3D堆栈存储器的发展,以及TSV在指纹和环境光等传感器领域的渗透率提高,预计3D TSV设备市场到2020年会开始复苏。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 19 3D TSV应用的设备和材料市场预测(单位:百万美元)


资料来源:Yole Developpement、亨通伟德投资

从产业发展角度看,先进的FOWLP、eWLB等技术通常在IC制造的后端完成,因此IC代工厂开始蚕食IC封测厂的市场,一个典型的案例就是全球IC代工老大台积电以集成扇出型封装InFo的优势抢在三星前拿下iPhone7 A10全部订单。但另一方面,SIP技术的发展又使得IC封测厂商向下游抢夺终端组装厂的份额。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 20 WLCSP和SiP封装在制造产业链间的交叉拓展


资料来源:TRI、亨通伟德投资

下面我们讲一下探针卡。探针卡(Probe Card)是一片布满探针的电路板,为测试机台和待测晶圆间测试分析的接口,每一种IC至少需一片相对应之探针卡,应用于晶圆针测阶段,为IC产品的晶圆测试,属半导体产业中相当细微的一环。

IC于晶圆上制造完成,在IC尚未封装前,对裸晶以探针做功能测试,亦即以探针卡上面的探针与待测芯上的焊垫或凸块接触,输入及输出芯片讯号以进行电性量测,再配合周边测试仪器与软件控制达到自动化量测,检验制作完成的晶圆良率;在晶圆针测过程当中,会筛选出不良品(瑕疵或故障的晶粒),并将不良品做标记,晶圆切割后,良品将进行后续的封装制程,不良品则避免继续下阶段的制程。

晶圆针测系属半导体制程当中的后段制程,晶圆针测可避免不良品进入后段封装制程;由于封装的成本在整体IC生产上所占比例较高,故避免不良品进入后段封装制程,可降低构装成本的浪费。另外电子产品越来越向轻薄、高功能及低功耗发展,高阶封装技术成本逐渐提高的趋势下,能减少构装浪费的晶圆针测已经成为IC产业中重要且关键的一环。

国际专业市调机构VLSI Research Inc.的调查报告中指出,2016年全球半导体探针卡产值约1,370百万美元,产值与去年持平;随着未来几年半导体市场被高度看好、成长可期,预估2017年全球半导体探针卡产值年成长率将高达为11%、产值达到1,500百万美元以上。全球半导体探针卡市场长期呈现逐年持续成长趋势,预估2016年到2021年总产值将以年复合成长率(CAGR)6.2%稳定成长,至2021年达到1,852百万美元。

探针卡的发展与IC产业发展有同步关系,如立体堆栈芯片、芯片级封装、覆晶封装、多芯片组合、KGD、铜柱凸块封装、绘图芯片、高频测试需求等,均需仰赖不同的探针测试技术。综合IC的发展趋势与晶圆探针卡的关系,归纳出以下十项发展趋势:a.针距细微化: ITRS于 Metrology Roadmap 2012 Update中揭露半导体整体技术的演进,将持续朝电路间隔微小化前进。配合未来IC制程微缩及芯片面积持续缩小,晶圆探针卡将朝向更细微化的针距发展,以符合IC制程技术的要求。b.防讯号干扰:系统单芯片已成为IC发展主流,未来IC制程、功能将更加复杂,包括逻辑、内存、模拟等各种功能区块将集中于同一颗芯片内,相对地使晶圆针测技术困难度愈来愈高,也使得讯号的防干扰性备受挑战。C. 适用不同半导体材质与技术:对于半导体新制程技术的创新与开发,将衍生对应出不同类型的芯片焊垫及焊垫材质。若待测芯片的接触焊垫材质不同,所需的探针卡技术亦将有所差异。d.高速探针卡:近年来因行动通讯、网络应用需求上扬,使高速通讯芯片需求大幅成长,甚至驱动IC也朝高速讯号传递发展。高速通讯芯片中最重要的设计考虑乃讯号的传递,所以讯号传递路径的阻抗匹配、及讯号完整性都极其重要;如何进行探针卡的线路设计与制造精密度,以确保讯号传递的完整性,亦为探针卡的开发关键。e. 多芯片平行测试:因应12寸晶圆厂快速成长,IC测试厂商为了节省测试时间并提升成本效益,偏好一次接触就能达到多芯片测试的探针卡。要达到此目的,设计芯片同测数要越高,但其DUT与DUT间的一致性也就越难达到,再加上同测面积越大,其平面度也越难控制,必须有更好的探针卡设计制造技术。f.Low k芯片用探针卡:当半导体制程演进至90nm时,其介电层必须使用低介电值的Low k材料以提高组件效能,故低介电系数制程技术的产品已成主流。然一般 Low k材质多属于易脆多孔性材料,在晶圆针测时容易造成芯片的伤害,故如何控制探针卡的针压范围就非常重要。g.少清针:探针卡的针尖接触质量不佳时,将无法达到良好测试功能,必须加以清针才能继续测试;但清针时,针尖会被磨耗,探针寿命会因此缩短。因此开发少清针的探针卡已成产品发展重点。h.高低温测试:由于IC产品须适用于各种不同环境中,故晶圆测试时,必须针对高低温进行测试,以符合产品规格要求。因此,研究温度效应造成的探针卡变异现象,亦为设计开发的要点。i:高功率芯片测试:高功率芯片所需测试的电流,相对于一般芯片要高出许多,此时探针卡探针的电流耐受能力就显得非常重要。故高耐电流探针亦为设计开发要点。g:低接触电阻:为符合手持行动装置减少耗电的需求,其操作电压相对应会降低,而探针卡在测试芯片时的接触电阻就不能太高。因此低接触电阻探针卡,亦为设计开发的要点
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 楼主| 发表于 2018-4-27 14:28 | 只看该作者
下一代存储芯片比现在快千倍 预计明年研发成功

缪向水(左二)与学生们交流 记者康鹏 摄缪向水(左二)与学生们交流 记者康鹏 摄
  本报讯(记者康鹏 通讯员王潇潇 高翔)26日晚10时,夜色渐深,武昌喻家湖东路,武汉光电国家研究中心的一间实验室里仍然灯火通明,100多人的研发团队正挑灯夜战,全力研发“下一代存储芯片”。墙上,贴满了团队在国际知名期刊上发表的论文,以及大批专利证书。

  “我们正在攻关的是基于相变存储器的3D XPOINT存储器技术,预计明年能在实验室研发成功。到时候,芯片的读写速度会比现在快1000倍,可靠性提高1000倍,一旦产业化成功,将颠覆产业格局。目前,英特尔等产业巨头也在研究这一方向。”研发负责人、教育部“长江学者”特聘教授、华中科技大学光电学院副院长缪向水介绍。

  “芯片是信息社会的粮食,其中存储器芯片是应用最广泛的,市场最大的芯片,所有的电子产品,包括手机、相机、电脑都离不开它。当前,我国每年进口额高达2600亿美元,其中四分之一是存储器,95%的存储器芯片依靠进口。”缪向水说。

  53岁的缪向水研究信息存储技术32年,曾在亚洲顶尖的新加坡国立大学任教10年,2007年回国后开始自主研发存储器芯片,同时兼任武汉新芯首席科学家。

  自主研发的道路并不平坦,缪向水介绍,芯片是一个高度复杂的科技产品,5毫米见方的硅片上,电路只有头发的几百分之一粗细,肉眼无法看到,每个存储器加工过程有66步工艺,一步都不能错,且芯片加工设备昂贵,流片出错的成本极高,一不小心损失可达上千万元。
 多年来,缪向水带领科研团队不断攻关克难。25岁的博士生冯金龙进入研发团队已经3年,他和团队成员们整天都泡在实验室里,不是在查阅资料,就是穿着白大褂,在超净间的高倍显微镜下做实验。“我做的是芯片材料机理的研究,生活是单调了一点,但发现新东西让我很有成就感。”他说。

  “芯片是国之重器,信息产业严重依赖芯片,产业命脉应该掌握在自己手上,重大核心技术必须靠自主研发,不能让别人卡着脖子。”缪向水表示,目前,我国的芯片产业离国外还有不少差距,但我们不能自暴自弃,也不能急于求成,要静下心来,坐冷板凳,坚持自力更生,产学研协同,共同攻关,未来我们一定能圆“芯片梦”。

  4月上旬,长江存储武汉基地芯片生产机台正式进场安装,这标志着国家存储器基地从厂房建设阶段进入量产准备阶段,中国首批拥有完全自主知识产权的32层 3D NAND闪存芯片将于年内量产。
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 楼主| 发表于 2018-7-23 15:52 | 只看该作者
中国突破芯片技术垄断第一人:60岁回国创业写下芯片界传奇

半导体芯片“自主研发”已然成为中国科技产业发展的关键共识,但有一家半导体设备企业早从 14 年前就开始为中国科技产业研发实力积累埋头苦干,更在三年前因成功开发“等离子刻蚀机”而声名大噪,让美国商业部将该技术从“国家安全出口管制”名单中剔除,这是中国半导体技术研发史上的一大胜利, 这份成就,来自于中微半导体。

中微半导体是国家集成电路产业基金(大基金)成立后投资的第一家公司。 在 2017 年 1 月美国总统科技专家委员会(PCAST)发布的国情咨文“确保美国在半导体产业的长期领导地位”报告中,分析中国集成电路的芯片设计、制造、设备、材料和封装产业,在 32 页的报告里唯一提到的中国公司名字就是中微(AMEC)。

“国产设备界教父”尹志尧,创业史与“中国半导体之父”张汝京十分相似

身为中微半导体创办人之一,目前担任中微董事长的尹志尧博士在国产半导体设备界创业的过程,与中芯国际创办人张汝京有着非常相似的背景。

张汝京从美国德州仪器到台湾创立世大集成电路(WSMC),又到上海创立中芯国际。 而尹志尧则是在 60 岁从美企应用材料退休后,到上海创立中微, 更在过去 11 年里三次从国际大厂的轮番法律诉讼战中,成功全身而退,创下中国半导体发展史上传奇的一页。

DT 君日前独家采访尹志尧,即使对中国半导体设备技术的贡献成就卓越,他仍是一身谦逊儒雅的文人风范。


图丨尹志尧(来源:DeepTech深科技)

在采访一开始,他“嘱咐”DT 君的第一句话不是别的,是希望这个采访不要着墨太多个人事迹,因为中微不是他一个人创立的,当初从美国回到中国的创业团队有 15 个人,至今都是公司重要骨干,包括全球业务副总朱新萍、资深副总杜志游、副总倪图强等,中微今日的成就,是所有人的共同努力。

尹志尧又强调,中微是从事产业技术发展和商业竞争的事,不希望提高到政治和战略的高度,做过分的渲染。

然而,如果读者知晓尹志尧的一生事迹,可以了解他的职涯、创业过程,为什么会是中国半导体产业发展过程中,无法忽略不提的的重要标竿之一。

半导体发展像举鼎,资金、人才、政策缺一不可

这几年芯片产业正在风口上,很多人说中国半导体发展已有很长时间,但今年是“起风”的一年。

尹志尧语重心长指出,中国半导体产业还非常弱小,最大矛盾是不对称竞争, 中国企业的规模是外商大厂的十分之一到二十分之一,研发投入也只是外企的十分之一到二十分之一,在这种不对称的竞争势态下,如何能发展壮大?

尹志尧形容,发展半导体芯片产业就象是支起一个鼎,鼎有三个腿:资金、人才和政策。只要三个腿坚强有力,而且均衡支撑,产业的鼎就会顺利顶起。近年来芯片投资蜂拥而至,看起来形势很好,但有三个严重的不平衡:资金一头大、人才严重不足、促进产业发展的政策需要进一步改进升级。


图丨中微董事长尹志尧与公司经营团队合影于美西SEMICON West 2018

这一波资金聚集在芯片制造,占总投入资金 90% 以上,然设备和材料领域占芯片制造厂成本 80%,分得的投资占比却不到 5%,是严重不均衡。

根据 SEMI 统计,2017 年中国占全球半导体销售量 15%,排名全球第三,预计在 2019 年可攀升至全球第二,然而中国本土 IC 设备自制率却低于 5%,仍是在巨头间挣扎。

另一个问题是,几乎全部的资金投入都是股本金,但缺乏长期低息贷款和研发项目资助,单纯的股本金投入芯片生产线,是不能达到预期回报的。

在政策上,投融资政策、所得税、进出口、劳动法、产业链本土化、员工期权激励和 IPO 上市政策等都需要做适当的调整,很多相关政策都是从改革开放前期,为促进引进技术、来料加工而拟定的,现在应该要全面重新检视。

尹志尧强调,如果能迅速解决这三个不平衡,国内的半导体芯片产业就会高速、健康、均衡的发展。

半导体关键设备不只“光刻机”,7 纳米以下“等离子刻蚀机”需求量飞速成长

中微半导体是生产芯片过程中最关键的设备: 等离子刻蚀机和化学薄膜设备的供应商。


图丨中微自主研发的300毫米甚高频去耦合反应离子刻蚀设备 Primo D-RIE

观察半导体产业的演进,从上世纪 50 年代的 128K 的电子管计算机,到 80 年代 128K 的存储器件,再到 2015 年 128G Flash,人类微观加工的能力在面积上缩小 1 万亿倍, 这个意思是,如果把今天的手机退回到 50 年前,相当于 200 万栋五层楼里充满了电子管。

微观加工能力实现的关键,来自于芯片制造过程中近十个关键程序,分别为扩散(Thermal process)、光刻(Litho)、等离子刻蚀(Etch)、化学气相薄膜(CVD)、物理溅射膜(PVD)、离子注入(Ion Implant)、化学机械抛光(CMP)、清洗等。分属于这些程序的设备为扩散炉、光刻机、等离子刻蚀机、化学气相沉积设备、物理溅射设备,离子注入机、化学抛光机和清洗机等。

一般人提到半导体设备,首先想到的是光刻机,仿佛有了光刻机,所有芯片制造问题都迎刃而解。然殊不知,芯片制造程序千百道又极度复杂,只有光刻机是无法完成生产一片晶圆的。


图丨蚀刻过程示意简图

在芯片制造中,有三道最关键的程序分别为光刻、等离子刻蚀、化学气相沉积,在晶圆制造的过程中不断循环重复,衍伸出来的设备产值也最高。 若论难度,光刻技术是设备技术障碍最高的,而等离子刻蚀的难度是来自于上千种工艺过程开发的难度。

半导体制程技术到了 14 纳米、 10 纳米的结构,需要走入二重模板(Double Patterning)曝光技术,因此对于刻蚀和薄膜的整合设计需求大量提升,才能符合更小线宽的要求,这样的趋势更让刻蚀机和化学薄膜的组合拳成为芯片制造过程中,更重要的关键步骤。

再者,2D NAND 转进 3D NAND 技术的产业演变,也让光刻技术的需求减少,反而是刻蚀和化学薄膜的需求量大增,使得这两项设备组合拳成为市场增长最快的产品,年增长超过 16%,其中,等离子刻蚀已占整个设备投资比重高达 22%,正式超过光刻机。

中国一座座平地而起的晶圆厂,让尹志尧不甘终生帮外企作嫁

谈起当年投身创立中微为中国半导体产业打造自主技术设备的历程,尹志尧认为进入一个产业,选对市场细分选项很重要,刻蚀机是处于高速成长的市场轨道上,年需求量已超过 70 亿美元,而到 2025 年预计达到 150 亿美元。把该市场做好,中微的成长性自然不断向上。

目前中微已经突破由美商应用材料、泛林研发(Lam Research)、日本 TEL 外商垄断的刻蚀机市场藩篱,挤入全球前五大供应商, 打入众多国际大客户包括台积电、英特尔、联电、 GlobalFoundries、中芯国际、华力、长江存储,博世和意法半导体等 40 条生产线。

中央电视台《大国重器》中的中微半导体

尹志尧致力于物理化学反应器领域已有 50 年,在 1980 年到美国前,就在石油化工和中国科学院从事催化剂和反应器的研究和工业生产。在美国获得博士学位后,先后任职于英特尔、泛林研发、应用材料等国际半导体大厂。

14 年前,已从应材退休的尹志尧看着中国一座座平地而起的晶圆厂,内心不甘于一生所学都是“为人作嫁”,有感于亚洲半导体发展很快,中国变化更大,他们十几个人毅然决心回国,为正兴起的中国集成电路产业做出贡献。

小虾米对大鲸鱼,三次国际大厂专利大刀砍来都奇迹脱身

中微在中国半导体产业的传奇,不单是打破关键技术的垄断,其创业 14 年来,凭“小虾米”之姿,面对三次“大鲸鱼”的专利侵权诉讼大刀砍来,都奇迹似地从被动到主动,一直处于不败之地,也是一页传奇。

时间重回 2007 年,就在那年中微刚研发出来的刻蚀机,即将进入国际最先进的晶圆代工生产线时,他的老东家应材认为有窃密之嫌,因此在美国联邦法院提出诉讼。


图丨应用材料

为了证明自己的清白,中微聘请了美国一流的知识产权诉讼律师,花了两年半的时间,彻查了中微 600 多万件文件和 30 多人的电脑和文件,都没有找到关于应材的图纸,技术数据和商业机密,这个诉讼最终得到和解。

谈到这段历史,以及后来在网上的报导,尹志尧特别跟 DT 君强调, 网上关于当年他和同事从美国回中国创业,被美国当局清查了电脑,没收了所有的 600 万件文件,是被渲染的不实报道,是把商业竞争不必要的提高到其他层面所产生的副作用。

在中微和应材的官司还没和解之前,另一个美国竞争对手:泛林研发又向中微发难。


图丨泛林研发

泛林研发在 2009 年在台湾状告中微的专利侵权。 尹志尧表示,公司创立时就研究过对方的专利,确认其专利无效的,即使对手的专利是有效,中微的设计是不一样的,也未侵犯其专利。

该官司只经过 8 个多月,中微就取得了一审的胜利,对方上诉四次都被法院驳回。而在此过程中,中微更掌握确凿的证据指出对方窃取中微高度机密的技术文件,并在上海法院提出告诉,最后取得诉讼的胜利。

第三起专利诉讼来得凶猛,一度让中微的产品遭禁运

看到这里,可以知道中微的创业过程,是一路被告到大的小孩。而接棒砍下第三刀侵权官司的, 是 2017 年 LED 设备厂商 Veeco 在美国纽约地方法院告 MOCVD 石墨托盘供应厂商给中微提供的石墨托盘侵犯 Veeco 专利,而中微也立即采取反制行动,向中国专利局与其他国家专利主管机构诉请 Veeco 的专利无效进行反击。


但就在美国法院仍在审理 Veeco 专利是否有效、中微设计是否侵权时,美国方面就先宣布对石墨托盘出货禁令,让中微无法获得供货,由于石墨盘是一个消耗件,此一变化让使用中微 MOCVD 设备的 LED 客户几乎停产。

之后中微诉请 Veeco 的专利无效得到批准,且在福建法院状告 Veeco 托盘锁定的设计侵权,最后福建高等法院也对 Veeco 进口中国的 MOCVD 设备实施出货禁令,一连串的动作让 Veeco 不得不妥协,进而与中微进行和解谈判,除了撤销相关诉讼外,更进一步同意与中微共享石墨托盘专利。

仅 18 个月就取下国内 MOCVD 设备 70% 市占,国产设备的另一奇迹

讲到 MOCVD 设备的开发、量产到国内市占率横扫千军,是中微的另一个骄傲。

2009 年时,蓝光 LED 热潮袭卷全球市场,政府大量补贴 LED 公司,鼓励建立 LED 生产线,当时的 MOCVD 设备市场全掌握在美国 Veeco 和德国 Aixtron 两大外企之手。

在 2009 年到 2010 年之间,中国有高达 54 家的公司和研究所计划开发 MOCVD 设备,想要抢搭这一波热潮顺风车,其中至少 25 家已开始开发,但 7 年后,真正量产的只有中微一家。


图丨中微的MOCVD设备

从 2016 年起,中微用仅仅 18 个月的时间就在中国的 MOCVD 设备市场拿下 70% 以上市场, 取代了原本由美、德设备长期掌控的产业,打下不可思议的胜仗!

奇迹是如何被创造的?尹志尧表示,我们用半导体最高水平的技术去做 MOCVD 机台,且这项产品和中微做过的 CVD 技术很类似,其他公司可以做出“样机”,但样机只是完成设备开发的 20 %。

三次深陷国际大厂侵权诉讼的中微,次次全身而退,步步越战越强,尹志尧强调重视知识财产权的重要性。

要做全球生意必须尊重各国法律,尊重知识产权

他早年任职于美商大企业,对待每一次的职业转换都非常严肃认真,绝对不携带任何资料到新公司,绝不侵犯任何专利,也这样要求所有加入中微的员工。他强调,集成电路是国际化产业,要进入这个产业必须要遵守中国,也要遵守美国的法律,才能做全球生意,如果违法而被制裁了,也不能将此无限上纲到政治层面。

尹志尧认为,中国人对集成电路是有一定天赋,只要努力一定做得成,但过程必须要非常尊重知识产权,产业发展几十年下来,很多前人的技术研发成果已在前方,后面加入的人不可能不借鉴前人,但必须尊重别人的智财权,绕道而行,或是付专利费。

从 2012 年开始,中微过去 6 年的每年营收成长率都保持 35% 上下,这两年的年营收增长更是超过 50%。 对于中微未来的期许,尹志尧表示,希望在 2028 年达到营收 100 亿元,在规模上进入国际工艺设备公司的前五强企业。

尹志尧强调,集成电路是全球化产业,不可能把它变成任何单一国家独占的产业,且不可否认地,近几十年来芯片的技术开发和大生产,以及半导体设备产业都往亚洲延伸,中国的集成电路产业兴起,是继日本、韩国和台湾发展后必定要发生的,任何人也阻止不了这趋势。

如尹志尧所言,中国集成电路产业的起飞,是历史的必然,是任何力量也挡不住的趋势,但是,这是一个国际化产业,必须坚持开放的做法,千万不要像某些人那样关起门来搞,同时必须高度重视知识产权,才能保障产业的健康发展,唯有如此,中国的集成电路产业才能真正接轨国际,赶上世界先进水平
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 楼主| 发表于 2019-5-18 16:32 | 只看该作者
中国芯片突围战,是科技史上最悲壮的长征



“我们害怕华为站起来后,举起世界的旗帜反垄断。”多年前,时任微软总裁史蒂夫·鲍尔默、思科CEO约翰·钱伯斯在和华为创始人任正非聊天时都不无担忧。

华为显然不会这么做,“我才不反垄断,我左手打着微软的伞,右手打着CISCO的伞,你们卖高价,我只要卖低一点,也能赚大把的钱。我为什么一定要把伞拿掉,让太阳晒在我脑袋上,脑袋上流着汗,把地上的小草都滋润起来,小草用低价格和我竞争,打得我头破血流。”

这是任正非当时的回答,在他看来,狭隘的自豪感会害死华为,并提醒华为尽可能用美国公司的高端芯片和技术。

但这只是硬币的A面,硬币的B 面是,落后就要挨打,而中国企业在硬件(芯片)和软件层面(操作系统)都受制于美国。

“如果他们突然断了我们的粮食,Android 系统不给我用了,芯片也不给我用了,我们是不是就傻了?”2012年,在华为“2012诺亚方舟实验室”专家座谈会上,任正非在回答时任终端OS开发部部长李金喜提问时说到。

据传,任正非看了美国电影《2012》以后,认为信息爆炸将像数字洪水一样,华为想生存下来就需要造一艘方舟。于是在华为成立了专门负责创新基础研究的“诺亚方舟实验室”。



其实,早在诺亚方舟实验室成立八年前,任正非便已经布下一颗棋子。

“我给你四亿美金每年的研发费用,给你两万人。一定要站立起来,适当减少对美国的依赖。“

仓促受命的华为工程师何庭波当时一听就吓坏了,但公司已经做出了极限生存的假设,预计有一天,所有美国的先进芯片和技术将不可获得,那时华为要如何才能活下去?

为了这个以为永远不会发生的假设,“数千海思儿女,走上了科技史上最为悲壮的长征,为公司的生存打造“备胎”。数千个日夜中,我们星夜兼程,艰苦前行。当我们逐步走出迷茫,看到希望,又难免一丝丝失落和不甘,担心许多芯片永远不会被启用,成为一直压在保密柜里面的备胎。”何庭波回忆。

而任正非的坚持和何庭波团队的负重前行,很可能决定了华为未来的生死存亡。

两天前,美国商务部工业和安全局(BIS)宣布,把华为加入该部门实体名单(entity list)。这意味着什么?在该原则下,若无特殊理由,美国工业安全局基本不会授予名单外企业向名单内实体出口、再出口或(国内)转移受《出口管理条例》管控之货物的许可。

换言之,最严重的情况是,华为无法再向美国公司购买芯片等产品。

“所有我们曾经打造的备胎,一夜之间全部转“正”!多年心血和努力,挽狂澜于既倒,确保了公司大部分产品的战略安全、大部分产品的连续供应。”

在美国公布制裁华为消息后的5月17日凌晨,何庭波在发给海思员工的内部信里写到。这封内部信发出后,迅速引发了无数中国网友的热议。



华为手机掌门人余承东在朋友圈转发评论说:“消费芯片一直就不是备胎,一直在做主胎使用,哪怕早期K3V2竞争力严重不足,早年华为消费者业务品牌和经营都最困难的时期,我们也始终坚持打造自己芯片的核心能力,坚持使用与培养自己的芯片。”

余承东还进一步透露:除了自己的芯片,还有操作系统的核心能力打造。

在操作系统这个领域,不被逼到绝路,我们此前同样很难有所作为。但在硬件的核心-芯片这个领域,这个“绝路”可能先一步到来,并且追赶的机会也并不那么渺茫。

中兴事件和此次美国制裁华为给我们敲响的警钟,早已将芯片产业推至风口浪尖。命运的年轮带来了滔天巨浪,我们能做的,只有正视过去的长期落后和悲壮的前行之路,正视5G和AI时代下的新机遇,警钟长鸣、知耻而后勇。

一、失效的摩尔定律

带给我们新机遇的,不单单是5G和AI时代的到来,还有摩尔定律。

我们要讲的,当然不是“每18-24个月,集成电路上的元器件数目,就会增加一倍,性能和性价比也提升一倍”,而是摩尔定律的消亡。近年来,这个说法几次爆发,虽然很多人不屑一顾,但作为英特尔创始人之一的摩尔本人早已认可。

先解释一下,它为什么失效以及我们的机会在哪里。

1946年,人类社会第一台计算机诞生,重达30吨。形象点,它就是一堆电路。通过无数开关和电线的连接,18000个能通电的电子管和7000个不能通电的电阻,每个电子元器件,都是一个“0”或“1”,计算不再是大脑的专利。



虽然在这个电路中,电子元器件挺少,计算能力很弱,但它开机的那晚,整栋大楼的灯光都瞬间变暗,耗能恐怖。一年后,灯泡大小而易损的电子管迎来颠覆者,晶体管诞生,电子元器件开始微型化。

而这个庞大的电路,也随之被集成到了一块硅片上,它的名字叫芯片。

微不可见的晶体管和电阻器,替代了电路中的电子管和电阻;而线路之间的间距,就是摩尔定律这些年进步的领域。就像在一个广场上,人们排列的越规律越紧密,能挤下的人就越多,而电子元器件的数量又直接决定着计算力。

近年来,芯片线路间距已经突破到了22nm、10nm或7nm(纳米),所以未来能缩小的空间有限。试想下1nm是什么概念,原子可以用它做单位,物理学界的名言说它是“命运”,一张纸的厚度也有100000nm。

当然,把芯片往大里做提高计算能力理论上可行,但成本太高(后文解释),我国的军用和航天芯片就基本靠烧钱实现了自产。但商用芯片,即使天马行空一点,假装不用考虑“设计框架、制造成本、使用能耗”的等等困难,芯片太大的话终端设备也塞不下。

基础科学何时再次进步难以预测,但芯片性能并不仅仅取决于线路间距。以前有的选,产业界都在压缩间距,换个提升计算力的方向研究无疑是吃力不讨好。现在没得选了,间距压缩不了了,芯片性能想提升必须换方向。

不管是尝试新的线路架构,还是直接在晶体管上做文章,甚至换掉硅片的“底盘”角色,新的方向都代表着空白或浅薄,是没有技术壁垒的新机会。穷则变、变则通,况且我们一向擅长集中力量搞基建,很难想象芯片这种核心技术,我们还会再次走偏。

其实,中国芯并不是从一开始就远远落后的。1956年,周恩来总理亲自主持规划了四个急需发展的领域——半导体、计算机、自动化和电子学,在集体的力量下,科研成果遍地开花。1959年,世界上出现了第一块集成电路,此时中国已经弄出了晶体管,并于六年后也成功研制出了第一块集成电路。

但之后这个差距被迅速拉大,并固化成了难以攻克的壁垒,原因实则很复杂:既有几段特殊的历史时期,造成的人才流失和科研阻力;也有企业界选择市场,弃研发而重进口重销售;更有学术造假和腐败问题对产业的致命打击。

今天的落后,不是历史的意外,而是多方共同造就的遗憾。

二、芯片制造

在集成电路出现的头二十年,虽然我们起步落后于美日,但至少是领先韩国和中国台湾地区的。这时的半导体行业,难的是制造,即生产晶体和晶体管,制造加工设备。此时的芯片企业一般是设计、制造、封测都自己做,非常看重资本实力。

首先填坑,把芯片往大里做不现实,这其实跟芯片的材料有关。芯片的原料是这颗星球上最不值钱的二氧化硅,但需要提纯,纯度低的可以用来太阳能发电,不值钱但我们产量足以对外出口;电子级的高纯硅要求纯度极高,不便宜但我们几乎全仰仗进口。

硅提纯的时候,用的是中学生物课常用的提纯方法,旋转。成品自然是圆的,也叫“晶圆”。几何知识告诉我们,使用圆形的材料时,对材料利用率最高的做法,一定是正方形越小,边上浪费的材料就越少,这样就能降低成本。

其次值得说明的是,如今做芯片依然要经历设计、制造、封装、测试这一系列流程,其中的主要环节是设计和制造。但通常情况下,这些环节是分离的,由不同企业负责。

我们今天所说的芯片实力,关注的芯片企业,则更多是指芯片设计。

原因很简单,芯片制造业有了一个遥遥领先的龙头企业,一己之力占据世界芯片代工的半壁江山—中国台湾的台积电。即使是来势汹汹杀入芯片行业的巨头阿里,也只是设计针对自身业务的定制芯片,然后制造环节找台积电和中芯国际代工。

芯片制造需要重资金投入,还得度过非常长期的技术积累阶段。遍观目前全球五大芯片制造地-美国、欧洲、日本、韩国、中国台湾,无一不是在上世纪全球产业分工调整的时期,靠堆积政策和资金崛起的。

当时半导体行业最好的切入点,就是DRAM,也就是电脑里的内存条。因为其设计简单,更看重制造工艺,所以无论在哪都是首选的半导体产品。领先地位的美国和日本中,日本崛起打的美国企业无力招架;落后地位的韩国和中国台湾,三星受益于美日之争,买下了许多破产企业的生产线,台积电则认准芯片行业会产生分工,专心做芯片制造代工厂,也都翻了身。

不高不低的中国,则先是落后于美日,又被韩国和中国台湾赶超。好不容易国家主导了几次工程,但效果也都不明显,最终国家领导人出访韩国参观了三星,回国后总结出四个字:触目惊心。

908工程尚未竣工验收,909立刻上马,国务院动用财政赤字成立了华虹。但华虹刚出点成绩,稍微有了丁点盈利时,就迎来了暴击。2001年,美国互联网泡沫破裂,芯片价格受波动暴跌,华虹巨亏。

幸好这一年,张汝京被台积电排挤到大陆,在上海张江办的中芯国际开始试产,到2003年冲到了全球第四大代工厂。



台积电的分工理念很正确,企业们早就受够了又要设计又要建厂还要不停更新生产线的高昂成本。台积电开创性的转型做芯片代工,降低了芯片设计的技术门槛和资金风险,试水芯片设计的企业越来越多,订单如江河入海般向台积电涌来。

台积电的创立者张忠谋选对了理念,台积电的科学家们则突破了技术。之前说过,过去的芯片进步基本仰仗摩尔定律,通过提升晶体管密度来提高计算能力,而提高密度的关键,就是提升芯片生产时的精度。

芯片制程曾在157nm处卡过壳,当时就有摩尔定律失效的说法。全球头部厂商砸进几十亿美金,技术提升却微乎其微。

这时一位华人出手拯救了产业界,林本坚几乎以一己之力,改变了台积电在芯片制造业的地位。

早年,林本坚效力于蓝色巨人IBM,当时就曾提出IBM与产业界一直追求的“X光”光刻机不是正确的方向。后来他辗转来到专注芯片制造的台积电,继续不走寻常路。

本来光刻机都是干式的,以空气为介质,产业界想在光刻机的“光”上做文章;林却想做浸润式的光刻机,在介质上下功夫,采用液体的水。芯片行业实行分工理念,有专门生产光刻机的企业,例如当时领先的尼康和佳能,还有落后的ASML。

2002年,风暴降临,传统介质的193光刻机走到了末路,几位继承者集体发难。光刻机生产商尼康和佳能终于烧出了一点成绩,做出了157nm干式光刻机。林本坚则出席了一场国际研讨会,抛出了自己的浸润式光刻机理论,业界一片哗然;一种13nm的紫外线光刻机EVU,也被人提出。

这两个不被看好理论,最后都和落后的ASML捆绑在一起。成品实现后,代表了其两个时期的最高水平。先做出产品的是林本坚设计出原型概念的193nm浸润式光刻机,EVU从193nm进步到13nm的步子太大,还要研究。

193nm浸润式光刻机成品出现后,原先订购了157nm干式光刻机的IBM等十多个大厂纷纷退单,改旗易帜。

到2007年,IBM直接放弃了芯片制造业务,专注设计。台积电则靠着芯片代工成为了一家利润率超过苹果,本土利润仅次于ICBC的庞然大物。

到如今,最常用的光刻机依然是193nm浸润式光刻机,但最先进的则是已经实现的EVU光刻机。

2018年5月21日上午,ASML向华虹六厂交付的一台193nm双级沉浸式光刻机入驻上海浦东新区,黄色的大吊车和四根缆绳上的大红花,书写着“中华芯片制造梦”。

几乎同时,中芯国际又向荷兰ASML公司下单了EVU光刻机,预计排队到2019年初交付。遗憾的是今年初一场大火,烧到了ASML荷兰供应工厂,我们想要实现7nm芯片的制造,恐怕还得再等等。

光刻机被誉为人类最精密复杂的机器,站在整个半导体行业食物链的制高点,ASML的成功不是它一家企业的成功,而是西方世界无数寡头和财团用经费鼎力支持烧出来的,其中也包括台积电,但不包括华虹和中芯国际。

芯片行业一年进口超2000亿美金,超过原油。冰箱、电视;汽车、机器人;服务器、电脑、手机;智能音箱、智能安防摄像头。我们都必须取得每个领域芯片设计上进步,但同样重要的是芯片制造,如今总算真正被国内重视起来的中芯国际等代工企业,还得星夜兼程。

即使EVU光刻机交付后,光刻机这样的遏住整个芯片行业喉咙的机器,也值得我们重视。没有制造生产设备和利用设备制造芯片的能力,除了烧得起钱的特殊领域,我们所探讨的一切种类的芯片设计的机会,都是无根之水。

当然,芯片除了设计、制造、还有地位略次的封装(刻蚀机)和测试两个环节。封测逐渐专业化,国内芯片企业倾向于选择大陆封测厂商,是如今的趋势。这两个环节大陆做的不错,在全球第一梯队,基本与台湾、美国三足鼎立。

三、华为与IBM陷阱

并不是所有半导体企业都屈服于资金投入、时间投入,从而选择了芯片分工制造。目前依然有实力强劲的巨头把持着从设计、制造、封装、测试到销售的整个链条,这种模式叫IDM模式,其中最大的是美国的Intel、其次是韩国的三星和SK海力士。

世界前十的IDM厂商中没有中国企业,因为我们基本采用着分工合作的Fabless+Foundry(设计+代工)模式。

前文大篇幅介绍了代工过程中生产技术和设备的重要性、大陆目前的现状及机会,接下来的重心将转为芯片设计。正如前文所述,现在我们谈及的芯片实力多指芯片设计。

所谓的5G芯片、AI芯片,不管是巨头还是独角兽,基本也都是着眼于芯片设计。

我们说国内芯片行业孱弱实际上是有些片面的。经过几十年的不断前行,我们终究还是积累出了近两千家芯片设计公司,位列世界首位。但论及总营收,却只占全球芯片营收的13%左右。

由此可见,国内的芯片企业大多着眼于中低端产品,利润很低。尤其是近年来芯片产业迎来发展,不到十年间数量翻了三倍,可以想象有多少同质化的产品。就中低端市场而言,国内的芯片设计企业不但不缺,反而泛滥,销售难度甚于科研。

而据IC insights 2017年报告,全球营收前十的芯片Fabless(设计)公司中,中国占了三席:联发科、海思、紫光。其中,华为旗下的海思半导体,可谓风头最盛。当然,这份名单排除了欧美日韩那些既设计又生产的IDM企业。



来看看芯片设计有多难。首先,企业要确定芯片种类和用途,在此基础上选用恰当的设计架构。架构这个词,非常关键,之后会大量提及;其次,要付出高昂的成本,来购买设计工具EDA软件,它可以辅助电路设计提高效率。遗憾的是,美国的三家EDA企业几乎垄断了全球EDA市场,据称华为海思每年为此付费在千万级别。

海思,原本是一家相当低调的企业,创建之时华为还远没有今天财大气粗。1996年,海思日后的掌门人何庭波才刚念完北邮硕士加入华为。这一年,华为芯片事业起步,为了让团队用上国外的EDA软件,任正非不惜欠下高利贷。

华为的事业成长很快,何庭波也很快被委以重任,开始带团队。直到2004年,在国内市场选错了技术方向的华为,凭借在欧洲市场的优势成功突围。任正非缓了一口气,思考良久后,决定收回“谁再胡说(做手机),谁下岗”的决定。

但任正非也有顾虑,当时的手机芯片基本都是西方的,华为要做手机就得把心脏攥在西方的手上,海思由此诞生。即使是台湾联发科,直到2006年也都还在做一站式手机解决方案turnkey,跑偏在了中国“山寨机王”的路上。

任正非想起了有3G芯片研发的何庭波,把她找来做手机芯片。

华为手机发展有了起色,虽然国内的3G牌照一直卡着不发,但华为跑到了欧洲给运营商做定制手机,勉强立住了脚跟。2009年,好事儿都赶到了一块:国内3G牌照发放、华为有了第一款安卓手机、海思发布了首款应用处理器K3V1。

最后一件好事儿,以惨败收场。K3V1的制程为110nm,远远落后于人,能耗和兼容表现都很差,被自家手机放弃,只有山寨机愿意用它。

海思刚发出第一声啼哭,就被市场教育得体无完肤。

又过了三年,海思用尽全力做出了K3V2,成功的安在了华为D1四核手机上。2012年是四核ARM的爆发年,K3V2是中国大陆首个四核心智能CPU,市场期待很高,但K3V2的能耗问题依旧堪忧,被失望的用户调侃为“暖手宝”。

之后,两年时间海思没有再出新芯片。于是后来的D2手机也用了这款芯片,结局亦是惨淡,D3手机更是胎死腹中。

等于说海思的K3V2芯片,成功拖死了华为的D系列手机,海思众人几乎心灰意冷,K3系列再无续章。

“做得慢没关系、做得不好也没关系,只要有时间,海思总有出头的一天”,喜欢被称作工程师的何庭波,带着海思熬到2014年,八核芯片麒麟系列问世。以麒麟910为始,麒麟系列一扫K3系列的颓势,掀起了一段波澜壮阔的逆袭。

一直到今天的麒麟980,海思气势如虹,制程达到了全球最领先的7nm,性能与功耗的平衡也堪称业界绝佳。

华为海思芯片,再也不是华为手机嫌弃的对象,而是它的一张王牌。何庭波和她的海思,不仅是“工程师”,也是“攻城狮”。

手机芯片之难,小米也曾碰过钉子。手机芯片的设计,不同于电脑芯片,要考虑的点甚至更多。因为设计架构归属方的不同,手机芯片的市场竞争激烈程度也远高于电脑芯片。手机芯片,真·不好做。

早年,雷军也曾有过芯片梦,他的愿望是未来能按沙子的价格卖芯片,于是有了“澎湃芯片”系列。

澎湃S1,由小米5C搭载,出道即绝唱。发布会上,雷军哽咽的看向身后的黑色荧幕,“大规模量产的中高端芯片”,几个月后匆忙下架了这款手机。澎湃S1也再没能出现在其他小米手机上。

澎湃S2,雷军不敢再冒进,扎扎实实的烧进去了不少经费。芯片终于设计妥了,拿去让台积电小规模试产了一批流片,发现问题很大需要大改;第二第三次试产流片,无法亮机;第四次试产后推到重来;第五次试产后,“仍在研发,请给小米一点时间”。

此后近一年,澎湃一直杳无音信,直至最近传来团队分拆重组的消息。无数经费也没能换回“量产”这两个字,芯片设计真不是门容易活。

再说点时髦的,最近AI热潮带火了AI芯片,也带火了几个比较相似的词。AI最重要的是算力,也就是处理数据的能力,早先用于AI运算的芯片一般为CPU(中央处理器)。后来人们发现GPU(图像处理器)适合并行计算,可以用来训练深度学习;再后来谷歌打造出了TPU,是一种专为机器学习量身定做的处理器;现在,又有了NPU(嵌入式神经网络处理器)这种加速AI落地的特殊芯片。

其中CPU和NPU都比较有聊头。CPU是所有人都很熟悉的,电脑和手机的大脑。谁都想要一颗更聪明的大脑,同样也想要性能更好的CPU,因此芯片上的电子元器件越多越好,也因此必须要按合理的设计架构来设计电路。

Intel占据先机,提出了x86架构,从此几乎垄断了整个电脑芯片市场。装在电脑里的Intel芯片虽然体积稍大一点,用电多了点,但性能极佳。同期一家叫ARM的企业,提出了一种体积小巧又省电的芯片架构,在PC电脑时代芯片这完全是鸡肋,反倒是性能不足的缺点显得致命。

直至移动互联网时代逼近,商务机和智能机横空出世,体积小巧又耗能低的ARM架构成为首选,几乎垄断了手机芯片。ARM公司并没有像Intel一样,借助架构成为垄断地位的行业霸主是因为,在上世纪末,ARM还没等到真正的春天时,为了继续活下去,决定不再自己做芯片,而是授权给其他公司,赚取授权费。

终端的电脑和手机芯片,就这样对应着X86和ARM两种架构,分别诞生出Intel和高通两大芯片霸主。因为ARM的存在,高通在手机芯片领域达不到Intel在电脑芯片领域的成就,至少华为海思和台湾联发科,也都在手机芯片领域走出了自己的路。

但华为并不仅仅有终端,事实上,作为全球五大通信设备商之首,华为最值得骄傲的产品是自家的基站。想要用上5G,既要看用户的手机能否接入5G网络,还得看运营商的基站能否提供5G网络。

华为作为全球最大的通信设备供应商,又独揽着5G标准的1600多项核心专利,早在今年1月24日就发布了首款5G基站芯片—天罡,同时宣布截至当时已获得30份5G商用合同,其中18份来自欧洲。

而手机芯片,大体分为三块:射频芯片、基带芯片、应用处理器。其中基带芯片才是我们常说的5G芯片的真正作用点,其是把信号编译成即将发射的基带码,或把接受到的基带码译为信号。

目前来看,5G芯片TOP 2的玩家,大概率就是高通和华为。

现在即使高通的手机SoC芯片(系统级芯片),也都还没有办法将5G基带芯片集成进去。业界普遍采用的办法是,在原本集成了4G基带的SoC芯片上,外挂5G基带(如麒麟985)。据报道,高通本季度将“流片”首款集成5G基带的SoC芯片,华为可能会迟些。

前段时间,苹果和高通闹别扭,就曾放出风声有意购买华为的5G基带,外挂到苹果自身的A系列芯片上(三星以产能不足为名已经拒绝了苹果)。虽然华为积极回应,对销售5G芯片保持开放态度,但有常识的人都知道这事儿大概率没戏。

紧接着,苹果就服软与高通达成了和解,双方继续合作。苹果随后也重组了自己的5G基带研发团队,据外媒称等苹果亮剑可能要到2025年了。值得注意的是,目前华为着重发力的5G芯片,可能面临着和IBM当年卖服务器是一样的困境。

去IOE行动曾是阿里云发展的强助推力之一,棱镜事件爆发,使国内互联网不再信任以IBM小型机为首的IT基础设施,国内企业普遍具有对自研芯片和自研服务器的渴望。

其实小型机更“高大上”,成本昂贵,只是在金融电信行业较为常见。反而是随着互联网不断推进,因为X86架构在PC端的优势,所以服务器端也几乎是X86架构的天下。X86服务器开源,能生产X86服务器的厂商众多,IBM就曾是其中佼佼者。

但IBM显然有更大的野心,干脆在2014年把自己的X86服务器业务卖给了联想,继而专心开发自家的Power架构。诚然,IBM的Power架构优点很多,性能也很好,但IBM注定无法用它撼动IntelX86服务器的地位。

我把它形容为“IBM陷阱”:IBM野心太大满盘通吃,无论是芯片、系统还是产品都亲自上阵。但有一个问题,IBM既生产服务器芯片,又生产搭载这种芯片的服务器。试问,哪家服务器生产商愿意用Power架构芯片呢?

有道是“无欲则刚”,Intel的X86服务器架构成功垄断市场,恰恰是因为它只钻研服务器芯片,却坚决不生产服务器,留出一部分利润给下游。华为,如果既想卖5G基带芯片,又想卖5G手机,需要警惕IBM陷阱。当然,行业也有全产业链成功的案例——三星。

另外,如今的服务器市场可能还会有新变故。X86架构的电脑大量普及,帮X86架构服务器铺好了生态,身在2019年的我们不应该忘记,智能机的普及也帮ARM架构铺好了生态,做ARM服务器是有希望的。

身为ARM架构手机芯片阵营里的话事人,高通早就意识到了这一点并曾大胆尝试,但很遗憾以失败放弃告终。《经济观察报》指出,由高通和贵州省管企业华芯合作建立的华芯通,经历高调成立、疯狂挖人后,首款产品量产不足半年便迅速倒下,近日进入破产清算流程。

但这并不意味着ARM阵营的全面溃败,毕竟ARM早已被大范围授权,手机芯片不是高通一家的生意。华为,在2016年研发出了首款ARM服务器芯片;软银斥巨资收购ARM后,也表现出对中国市场和中国企业的期待,国内的芯片热潮未必不会波及服务器领域。

能把握5G时代芯片机会的毕竟还是少数,对多数企业而言,机会在于即将到来的AI时代。当然,手机上也需要搭载一些人工智能方案,比如华为海思的麒麟970、麒麟980都集成了寒武纪的人工智能模块。

但华为只是买了寒武纪的人工智能模块集成进自己芯片而已。余承东在国外的发布会上,将AI能力作为麒麟970芯片的核心卖点重点介绍,且在演示时并未点明这一项,只是将其描述为麒麟的NPU(嵌入式神经网络处理器)。

四、AI芯片新机遇

中国最有机会以弱胜强的领域,还在于AI芯片。寒武纪,背景是中科院孵化,目前估值位列全球AI芯片独角兽之首。

在AI芯片这条赛道上狂奔的企业,主要分三类:针对自身业务开发AI芯片的巨头,比如阿里、华为、特斯拉;针对自身业务开发芯片的AI创业企业,比如这两天靠着发布芯片登上新闻联播的依图;还有一类就是寒武纪之类的AI芯片创业公司。

这条赛道能这么火热,既得益于中兴事件引发的对中国“缺芯少魂”的民族情绪,更得益于AI的特殊性。AI至今经历了三次浪潮,之前已经有了两轮铺垫,这一次又爆发于互联网浪潮兴起后,在此基础上引发了激烈的商业和技术革命,因此显得格外剧烈。

AI目前的现状是,落地场景复杂,细分领域繁多,业务差异明显,除了有我们熟知的几家独角兽外,还有许多长尾集中。但偏偏,随着这些企业的算法不断优化,普通芯片已经难以提供满足他们利用的计算力。只有设计针对算法的强耦合的专用芯片,才能充分出芯片的潜力。

波音737max连续坠机悲剧的根源,足以告诉我们,硬件有问题的时候,只想从软件着手修正是多么愚蠢。不管在什么系统里,硬件软件的兼容和谐,都至关重要。如果是用来运算的芯片不给力,优化AI算法,只是空谈而已。

传统的芯片企业们,强在这么多年积累下来的技术经验,强在他们设计出的芯片可以更好地找到性能、成本、功耗之间的平衡点。但这一切都基于我们前文强调的一个词,架构。

服务器、PC、手机等等都有各自合适的架构,在此基础上设计电路的技术壁垒,在需要构建新的体系架构的AI领域,几乎荡然无存。

AI企业在中国遍地开花。如果说AI领域要打仗,AI芯片就是军火。无数人盯上了这门生意,依图这样的AI独角兽打起了自建“军工厂”的念头,更有无数资本闻风而动想分一杯羹。值得反思的是,我们所熟悉的那套融资烧钱打消耗的互联网打法,是正确的吗,适用于芯片行业吗?

从使用设备来看,AI芯片分为终端和云端两种。

终端很好理解,比如手机里除了5G基带芯片,当然也需要一些跑AI算法的芯片当然也会需要一些:华为的AI芯片更多的是服务摄像头拍出更好的照片,苹果的AI是为了更好的图像处理效果。云端芯片也有依图、寒武纪、阿里、百度等等选手参与,一种商业模式是先找好架构,针对自身擅长的业务设计出契合的芯片,再自己使用加强自己的算法,然后对外直接输出服务而不是买芯片。

从算法步骤来看,AI芯片分为训练和推断两类。

机器学习一般就分为这两步:先输入大量数据,训练出网络模型;再利用此模型,推断新数据的结果(比如语音识别说了什么,面部识别此人是谁)。其中训练过程设计海量数据和深度神经网络结构,目前主流选择是适合并行运算的英伟达GPU,但这并不是最优解,谷歌为此设计出了自己的TPU芯片,阿里也有此意向;而推断环节的可用芯片更是五花八门。

从CPU到GPU,再到偏通用的FPGA芯片和针对功能定制的ASIC芯片,其针对特定AI功能的倾向逐渐加深。这意味着从通用芯片年代积累下来的技术少,壁垒低,未来可探索空间高,机会更多。

更何况,这些都只是基于冯·诺依曼架构的芯片,运算器和存储器分离,只能单纯的提升运算速度,却很难压缩数据访问消耗的时间。因此,类脑芯片的构想也逐渐出现在了学术界和产业界。

因此可以说,AI芯片几乎是一个另类的领域。不说是一片空白,但它至少很新,给了AI芯片从业者们“回到过去”重新竞争的机会。其中更有国家队的身影和为科技创新注入新活力的科创板问世,互联网已经诞生了无数的巨头独角兽,下一颗未来之星难保不会是芯片企业。

当然,赛道热领域多并不意味着谁都可以随意蹭热度。国内四大AI独角兽之一依图内部人士的看法是:算法即芯片的时代,相近的算法和应用的需求同样会导致产生相近的芯片设计。由此,也会产生竞争。

比如以人脸识别技术领先著称的依图,和以自动驾驶技术领先的特斯拉,本质上都是要有视觉识别能力,这就导致算法对AI芯片提出了相似的设计需求。“不该说今年是AI芯片爆发的一年,而是AI芯片交卷的一年,AI芯片良莠不齐的乱象即将面临考核。”上述依图内部人士表示。



细数半导体行业,PC时代诞生了英特尔,移动互联网造就了高通和苹果,5G和人工智能时代这个全新的机会,谁又能成为霸主呢?

不管是追精度、还是设计新架构、亦或是给晶体管裹铁皮,甚至是直接追求化学物半导体(泛指各种不以硅为基础的半导体材料),芯片到底该怎么追,很难讲,但可以肯定的是,能不能成为AI时代里的Intel,跟能不能打败现在的Intel基本没有关系。

这已经是一种幸运了,中兴事件给我们敲响的警钟,余音绕梁, 5G时代AI时代我们没有理由不奋起直追。

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 楼主| 发表于 2019-5-18 16:34 | 只看该作者

5月17号热门研报:市场逻辑从反制方向,转向自主可控

写在前面:
A股三大股指全天单边杀跌,多头毫无抵抗,创业板指尾盘一度大跌近4%,两市逾30只个股跌停,燃料电池、工业大麻、知识产权、次新股成杀跌主力军,农业股延续强势,芯片概念逆市涨停潮,市场情绪再陷冰点,市场防御心态较重,耐心等待指数止跌企稳
截至收盘,上证指数跌2.48%,报收2882点;深证成指跌3.15%,报收9000点;创业板指跌3.58%,报收1478点。沪股通净流出32亿,深股通净流出19.5亿。
昨天市场热点是:稀土、农业-农药和大飞机,逻辑还是MYMC大环境下,从反制对手出发的逻辑,今天有持续性的只有农业。
昨天的大洋彼岸对华为的禁令引发全民担忧,不过凌晨海思的一封内部信,让我们见识到了华为的格局。今天盘中国产芯片也成了为数不多的亮点所在。
一.策略研报
策略报告的核心是抓住策略周期内的主要矛盾。
短期来看,5月份市场仍将处于调整、震荡的格局。外部因素存在较大变数,投资者避险情绪加重。
中期角度,超预期规模减税降费使得盈利底部提前到来。2018年四季度可能是盈利周期底部。但考虑到政策出台到财报数据显示存在时滞,底部可能继续停留一段时间。
长期来看,A股历史上第一次“长牛”可能正在慢慢孕育。资本市场定调“牵一发而动全身”,注重间接融资向直接融资倾斜;中长线资金正在进入市场。
1、驱动A股的十大技术进步趋势-招商证券
伴随着5G投资开启,通讯的迅速发展有望推动新一轮产品创新和技术进步;人工智能应用(政务、家居、驾驶、fintech)、新能源技术、智能装备等将引领新一轮的智能革命,由此本文总结了十大技术进步趋势。以上技术进步则是科技公司牛市的基础。

                               
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1.2019年为5G预商用元年。
点评:未来一段时间,科技进步的基础所在。
2.“北斗三号”基本完成,下游迎发展良机。
点评:军民技术融合的典范。
3.智能手机下一轮换机潮将依赖于5G新技术的引进
点评:消费电子行业的新动能,有望带动手机销量回升。
4.大基金和科创板助力半导体国产化。
点评:半导体是需要逆向投资+重资产投入,没有大基建的助力,半导体国产化很难快速发展。
5.新能源汽车正处于新旧动能切换时期。新能源汽车正在经历补贴逐步退坡,未来的增长将更加依赖于消费者需求释放。
6.光伏产业降本提效。光伏行业在经历打压之后的主基调是产业升级、降低成本;国内需求提升空间大,海外需求增长动力强劲。
7.智能制造装备行业发展成为我国制造业转型升级的一大重要方向;其中工业机器人与数控机床是两大重要领域。
8.云计算行业发展所需政策环境、硬件环境和市场环境基本成熟,市场头部效应将会更加明显,私有云将逐渐向公有云过渡。
9.人工智能正在渗透至各个领域,人工智能安防、智能驾驶、智能家居生、可穿戴设备、智能客服等。随着技术不断完善,未来将释放巨大市场空间;金融科技正逐渐渗透改变传统金融服务模式。
10.汽车智能化、网联化。智能驾驶测试标准已出,多车厂已研发出L3或L4级智能驾驶车俩,并制定量产计划;同时政策利好频出,真实场景实验加速。
干货研报注:科技的重要性已经不言而喻,具体到科技个股的投资上常见的有2大难点:成长的不确定性,估值一般偏高。第一个问题可以通过多读研报解决;第二个就是需要把握最近大跌带来的投资性机会。明天会针对该研报的重要内容,单独整理成文,欢迎关注。
2、中美MYMC演绎和相关行业影响分析-长城证券
中美MYMC对相关行业的影响:我们从四个维度进行分析,包括MYMC美加征关税领域中美双方贸易占比较高的行业A股美国营收占比较大行业去年以来MYMC演绎中的行业表现。总体得出:
短期来看MYMC升级相对利好进口替代方向(农产品、大飞机等),此外贵金属、军工等行业也受益;
MYMC利空美国特意针对加收关税的中国制造2-0-2-5相关行业(航空航天、信息及通信技术、机械)、中国对美出口的主要行业(机电、杂项制品、纺织品、金属制品)、美国收入占中国上市公司收入比较高的行业(科技硬件、可选消费、医疗用品)。
中长期来看MYMC将倒逼中国加快内生型国家创新体系建设,自主创新相关行业将具有长期投资机会。
中信一级行业来看:(1)受MYMC影响偏正面的行业主要有国防军工、有色金属(贵金属)、农林牧渔、银行、公用事业、餐饮旅游(免税业)。其中,农林牧渔、餐饮旅游(免税业)将受益于进口替代和通胀上行逻辑;国防军工将受益MYMC演绎下的国际关系紧张逻辑;贵金属、银行、公用事业等行业将受益于避险和防御逻辑。
(2)受MYMC影响短空长多的行业主要是科技创新相关行业。短期将受到美国压制,但中长期来看将受益于自创创新逻辑。持续关注计算机、电子、通信(5G)、医药(创新药)等行业,自下而上精选优质个股。
(3)受MYMC影响相对偏负面的行业有机械(部分行业出口影响偏负面)、轻工制造(部分公司对美出口较大,关注海外产能布局)、交通运输(短期贸易量缩减利空航运)等。

                               
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干货研报注:由于篇幅问题和敏感性问题,本文没有摘录更多内容,这篇研报是我个人看过对MYMC过程介绍、行业影响比较好的一份专业研报,推荐在每日干货研报看详细版或者PDF原文。
二.行业研报
买股票就是买行业,选对行业很重要。行业研报目标是帮大家了解挖掘当下的高景气行业。
3国产芯片-国泰君安
行业景气回升,自主可控迫在眉睫
MYMC背景下,需要加速实现半导体自主可控。中国大陆 2018 年集成电路市场规模达到 2500 亿美金,但其中只有 12%是由中国厂商供应。同时根据海关总署数据,2018 年中国集成电路进口金额达是 3104 亿美元,占当年中国进口金额的 14.5%,已成为第一大进口商品。集成电路和是支撑经济社会发展的战略性,基础性和先导性产业,抓紧研究完善下一步促进集成电路和软件产业向更高层次发展的支持政策。因此MYMC背景下实现自主可控,大力发展集成电路是必然选择。

                               
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反映动态趋势的非产成品在库存中占比指标已经企稳回升,表征全球去库存周期已经落幕。综合博通、台积电、中芯国际、意法半导体等龙头最新季报法说会都指明 1Q19 是全年景气低点,下半年景气恢复。无论数据端还是实业都得出一致结论,因此我们认为本轮去库存周期落幕,行业企稳回升在即。
市场和产能供给皆在中国,集成电路产业转移大势所趋:(1)大陆集成电路正在迎来新一轮的建厂高峰。未来几年大陆晶圆资本支出千亿量级,同时内资占比显著提升,尤其是以长江存储、合肥长鑫等存储器为代表的晶圆厂陆续投产,将显著拉动国产设备厂商技术、业绩突破。(2)5G+AI 时代,大陆话语权提升。在 5G 领域华为已推出基于非独立组网(NSA)的全套 5G 商用网络解决方案,5G 基站核心芯片天罡+终端麒麟 1020基带芯片核心技术自主可控; AI领域海思 7nm昇腾 910 云端运算能力显著超出英伟达 V100,预计 5G+AI 时代大陆芯片企业话语权将显著提升。
投资建议:半导体行业景气度回升,芯片自主可控大势所趋,我们持续看好板块后续机会。具体到选股思路我们认为存在晶圆产线拉动、高科技重大技术突破、自主可控三条主线。推荐韦尔股份、闻泰科技、中芯国际、北方华创、盛美半导体、汇顶科技、纳思达、国科微等,另紫光国微等龙头公司有望受益。
4、通信行业国产替代-国盛证券
mymc造契机,国产替代正当时
通信行业首当其冲,直面“系统强、器件弱”短板。去年以来,全球贸易保护主义抬头,通信行业既是高端制造的代表又是信息安全的基石,从而成为mymc的“前沿阵地”。在 5G 即将来临的大背景下,国内硬科技在底层建设的部分缺失被警醒。
变“危”为“机”,MYMC给国产替代登台良机。2018 年经历了中兴通讯的芯片禁运,国人对于硬科技的缺失更加重视。国家也在政策上不断扶持以硬科技为导向的科创企业发展。华为、中兴等设备商对于上游供应商的选择也势必开始更多倾向于国内的厂商,之前在 PA、FPGA、环形器等器件上国产渗透率远低于 50%,国产上游厂商反而借此迎来一轮发展良机,有望将此前无单无产的“恶性循环”转变为以销促产的“良性循环”。从 1G到 5G,见证了国内通信业的逆袭,高研发支出为国产替代铺路。

                               
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重点关注“环形器、PA、滤波器、FPGA、高频高速材料、连接器、工业交换机”等行业的国产替代进程。“器件弱”的主要根源在于半导体,补足短板非一朝一夕。行业中分别有一些公司正逐步成长为国内优质的上游供应商,在技术、工艺、专利等方面均取得了明显的突破,甚至已经通过下游的认证并稳定供货。我们认为在华为、中兴等巨头企业的扶持下,这些行业有望诞生新的龙头企业。
投资建议:推荐关注国产替代组合,环形器:天和防务(300397); PA:海特高新(002023); 滤波器:东山精密(002384); FPGA:紫光国微(002049);高频高速材料:华正新材(603186);连接器:永贵电器(300351);工业互联网操作系统:东土科技(300353)。
5、华为产业链-华泰证券
为5G而生,华为周期有望开启
历史借鉴:3/4G时代苹果公司和苹果产业链崛起。自2007年苹果发布第一台颠覆性的智能手机以来,苹果凭借其优异的产品性能和用户体验,发展成为全球的消费电子龙头。对于华为产业链来说,虽然也存在压缩供应商利润的问题,但这不是主要矛盾,规模效应才是关键。
以5G为核心全方位战略布局,华为未来的增长潜力或进一步释放。随着5G商用的临近,华为加快了增长的步伐,根据最新财报披露,2019年一季度,华为实现销售收入1,797亿人民币,同比增长39%,相对2018年的19.5%增速进一步加快。而目前华为正围绕5G的前瞻性的布局新场景切入口:智能家居、智能电视、折叠屏手机、VR设备等,我们认为,未来在5G时代,华为增长潜力有望进一步释放。
投资建议:为5G而生,华为周期有望开启。华为凭借在通信领域的技术优势,在物联网时代的重要涉及领域广泛布局,我们认为5G时代是属于华为的重要发展机遇,而华为产业链的公司有望充分受益。在标的选择上,从受益确定性角度考虑,建议长期关注行业格局稳定的核心金牌供应商,如:生益科技(PCB)、立讯精密(连接器)、沪电股份(PCB)、京东方A(面板)等;从股价弹性考虑,建议关注新进入供应链的公司,如:韦尔股份(手机摄像头芯片)、硕贝德(手机天线)等。
干货研报注:华为下半年有望陆续发布系列新品,有望短期对主题估值形成提振,因此,我们认为当前时点是比较好的布局窗口期。
6、安可全图谱-国盛证券
安可产业链可分为四部分:
1)IT基础设施:主要指CPU芯片、服务器、存储、交换机、路由器,这些是信息安全的基础,国产化替代空间巨大;
2)基础软件:主要指操作系统、数据库、中间件,随着基础软件技术逐渐成熟,国内厂商积极抢占国外巨头市场份额;
3)应用软件:主要指为不同行业领域用户需求而提供的软件,比如ERP领域、电力行业、金融行业、政务应用、办公软件,目前国产化替代逐渐从基础软件向高端软件渗透;
4)信息安全:主要指边界安全产品、终端安全产品、安全管理产品,目前国产信息安全产品可基本替代国外同类产品。

                               
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2019年将是安可落地元年,产业前景广阔,推荐投资主线:中国软件、中科曙光、中国长城、北信源、华东电脑、太极股份、中孚信息、用友网络、启明星辰、卫士通、南洋股份等。
7、数字乡村-民生证券
《数字乡村发展战略纲要》发布,农业大数据有望成为发展重点
《 数字乡村发展战略纲要》发布,战略目标明确,从四个角度发展农村数字经济。此次《 纲要》对数字乡村发展提出了十项重点任务,其中发展农村数字经济,将信息技术应用到日常的农业生产,成为重要的任务之一。《 纲要》中提出,发展农业数字经济主要从四个方面着手布局,包括夯实数字农业基础、推进农业数字化转型、创新农村流通服务体系、积极发展乡村新业态等,突出强调了“加快推广云计算、大数据、物联网、人工智能在农业生产经营管理中的运用”,打造科技农业、智慧农业、品牌农业。
政策再次催化,农产品全产业链大数据中心成为建设重点。年内农业信息化已经迎来多个政策利好。此次《纲要》中再次提出推进农业农村大数据中心和重要农产品全产业链大数据建设,推动农业农村基础数据整合共享。针对重要农产品的全产业链大数据中心建设有望成为农业信息化建设的重点。
从两条主线看农业信息化投资机会:一条主线是政策所带来的信息化需求,包括土地确权、两区划定、国土三调等,另一条主线是围绕提升农业生产效率的农业物联网、大数据的建设。在土地确权等业务所带来的红利逐步释放的情况下,提升农业生产效率将成为下一个阶段的发展重点,围绕农业产品搭建的大数据平台已经在部分地区成功试点,未来将进一步推广,提前布局相关领域的公司有望重点受益。
投资建议:建议关注神州信息,新大陆

                               
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上述在每日干货研报研报库中可在线查看或下载,本文不在详细介绍了



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 楼主| 发表于 2020-12-11 17:30 | 只看该作者
老老实实搞制造业,会给中国带来意想不到的回报

观视频工作室  昨天
以下文章来源于宁南山 ,作者深圳宁南山


这一篇,说一下感想。

最近几年,ofo, 蛋壳公寓,e租宝......不管是做房产中介,还是共享单车,还是做纯投资的P2P,一旦涉及到互联网金融模式,只要爆雷就会遇到很大问题,因为互联网延伸到每一个角落,每一个人,它太容易接触到每一个人,我们随手拿起手机就能够接入互联网,并可能成为其用户,那么风险就会放大,一旦爆雷破坏性也很强,波及人数动辄几十万上百万。

这让我思考一个问题,如果有一天,一家规模比上面几家公司还要大的涉及到“互联网金融”的公司,用户规模是几千万人,几亿人,如果一旦爆雷了,那对我们的国家和社会是什么后果?这个破坏性和烈度简直不好想象。

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还是老老实实搞制造业比较好,制造业企业能超过一万人就很了不起了,一家规模一万人的大型制造厂,就算搞破产了,烂尾了,也就影响这家企业的员工,及部分对这家企业依赖性高的供应商,渠道和客户,范围通常也就几千人几万人,而且这这一万名员工至少也曾经拿到了工资。

制造业企业,就算破产了还能留下土地,厂房,生产设备,技术专利,库存产品和原材料,更重要的培养出技术人才,这些人出去还可以继续创造财富。

最近在说半导体盲目投资,武汉弘芯总是被拿出来当案例,跟蛋壳比起来,弘芯烂尾并不影响到消费者,还没有量产,由于还在建设期员工人数也很少估计就几百人,这跟蛋壳公寓波及的人数一比,完全不在一个量级上。

弘芯的投资者当然在资金上有损失,但是制造业的投资,绝大部分是在土地,厂房和设备。

我看的不同券商做的研报,一般认为晶圆制造厂的投资,70%-80%左右是在生产设备上面。券商的数据未必精确,但也能说明设备投资的量级。这种实物投资,和互联网金融拿去搞财务投资不是一个概念。



如果华为这样的国内顶级制造业企业倒下了,华为员工,部分供应商和渠道客户,规模几十万人当然会受到影响,也是中国的重大损失,会损失掉大量税收。

但是作为制造业企业,它至少还能留下一笔很丰厚的遗产,有大量的经验丰富的,掌握了不少全球一流技术的研发工程师和技术人才,以及大批具备海外市场拓展经验的国际化管理和营销人才,他们脑子里面最有价值的知识还在,不仅可以想办法再就业,或许还能打造出不少华为系的创业公司,就跟今天工业自动化和电源领域大批华为员工创办的企业一样。

不仅如此,华为还能留下海量的技术专利和基础研究储备,国际水准的实验室和生产设备…当然了,还有遍布全国的办公基地。

设想一下,如果是一家用户规模同样是几亿人互联网金融公司倒了….能给中国留下什么?



制造业已经发展了几十年上百年,政府监管体系也早已非常完善,不像互联网金融还是个比较新的东西,监管体系还需要发展完善。

我们对制造业的投资,尤其是中高端制造业的投资,不是太多了,而是太少了。

台湾光是一个台积电,10月15日召开的2020年第3季财报法说会,总裁魏哲家表示,台积电2020年的资本支出将会是170亿美元,假设今年平均汇率6.9,那就是1173亿人民币。

这只是台积电,台湾还有联电,力晶,世界先进,稳懋等半导体晶圆制造厂的投资。

而与此同时,2020年11月中国大陆的集成电路制造厂中芯国际发布第三季度财报,由于受美国出口管制的影响,对于2020年资本开支,中芯国际计划从67亿美元下修到59亿美元,大约407亿人民币,差不多只是台积电的三分之一。



国内网上经常是某地某个芯片制造项目又投了几百亿,几千亿,这类新闻非常多,给人一种似乎我国对芯片项目投资金额非常大,碾压全球其他地区的印象。

其实这些项目很多只是一个框架,意向,金额也指的是未来多年的累计金额,真正落地的比例极低。

别的不说,国内芯片工厂,到现在为止也就是中芯国际,华虹(华力,宏力),华润微,士兰微,积塔半导体,粤芯半导体,长江存储,长鑫存储等不到10家企业真正的有能力量产,芯片代工厂产能能够进入全球前十的仅有中芯国际和华虹两家。

如果把IDM厂也算进来,那我们只有中芯国际一家在全球前十位。



当然在2016年之后,中国大陆新成立并且开始量产的有长江存储,长鑫存储,积塔,粤芯四家,积塔预计今年年底开始量产,但是这还远远不够,
国内半导体制造远远不是过剩,相反却是极为稀缺,要知道半导体可是中国现在进口的第一大商品,远远的超过其他任何一种商品种类,比石油进口金额还高。按照当前的投资扩产和技术升级速度,我们到2030年以后依然要大量进口芯片。

我在之前的文章里面写过,目前台湾竟然是中国大陆的第一大进口逆差来源,其背后主要原因之一就是台湾的芯片制造能力极强,是全球芯片产能最高的地区。

同样的还有韩国,是我国第一大进口来源,其中存储器为核心的半导体占了很高的比重。



2014年我国成立了集成电路大基金一期,极大的带动了资本市场对国产半导体产业链核心企业的投入,搞出了长江存储,长鑫存储,也极大的促进了产业链上各企业的大发展。

这也带来了两个意想不到的回报,什么回报呢?

第一是财务上的,国家大基金一期于2014年启动,初始计划投入规模1200亿元,实际投入规模1387亿元,累计投资项目70余个,主要股东来自于国家出钱,如下图。



其中涉及A股市场投入方式有二级市场买入、参与定增、IPO前增资、协议转让等四种。



截至2019年年底,国家大基金共投资购买A股20只,初始投入金额测算为308亿元左右,由于美国政府在2018年对中兴,2019年对华为发动了芯片战争,导致国内半导体资本市场暴热,大基金手里持有的A股市值,以2020年5月底的价格测算,已经超过800亿元,浮盈接近500亿元,浮盈高达1.6倍。

不仅如此,大基金还在港股中芯国际与华宏半导体也有一倍以上的收益。

注意,以上还只是A股和H股的收益,还不算大基金持有的未上市公司的股权的收益。

投资半导体制造,带来了意想不到的高利润,甚至可以说是暴利。

当初大基金大量投资国产半导体产业的时候,谁能想到美国政府后来会以芯片作为科技战武器呢?又怎么能想到中国芯片资本市场因此而大热呢?

如果这笔钱当初是用在了别的领域,还能获得如此惊人的获利回报吗?



第二个是战略上的收益,由于大基金的投资涉及到芯片设计,制造,封测,设备,材料,EDA等所有环节,到2020年中国半导体产业链已经积累了一定了基础,如下图,尤其是制造部分投入了主要的金额(占比67%),而制造恰好是中国半导体产业目前最为薄弱的部分。

我反复强调的一个观点,要想最为上游的国产半导体设备和材料实现国产化,可以说唯一的道路就是要搭建大规模的国产半导体生产线,也就是必须要为国产装备和材料开辟本土市场。要想指望韩国,日本,台湾,美国,欧洲的半导体工厂来大量验证和使用中国大陆的半导体设备和材料,是不现实的,只有在个别领域推进到世界先进水平的极少数厂家才有机会。



在2020年华为受到制裁的今天,国内各界对28nm节点所需要的主要半导体生产设备和材料的反复分析,在2022-2023年内完成28nm产线国产化不再是绝不可能的任务,而是变得有希望了起来,国产28nm工艺节点光刻机有望在2021-2022年完成产线量产验证。


极大在科技战面前夺回了一定的主动权,甚至可以说在一定程度上拯救了华为,增加了华为生存的希望。

如果没有大基金累计投资的1387亿元人民币,及其带动的总计数千亿人民币的投资,大大加速了国产半导体产业的发展,那么今天中国半导体产业链的水平就会再倒退几年,在未来几年内搞出28nm国产化产业链就毫无可能了,华为生存或者说保持技术领先的希望和概率将会大大降低,

要知道华为可是规模达到8000多亿人民币的中国制造巨无霸。

这是大基金带动对国产半导体产业链高强度投资,带来的意想不到的战略收益。

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以上两点回报,我相信都是2014年决定大基金上马的时候想不到的,应该说这个收益绝对的超出了预期。中国制造现在的短板还很多,和国外技术差距大的领域也还有很多,投资到这些领域才会有巨大的机会,并且有超出预期的收益。

集成电路大基金只是一个例子而已,我个人认为集成电路大基金是过去十年我国最为成功最有意义的国家产业投资项目。

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实际上,如果再往上到更为宏观的历史来看,当瓦特造出蒸汽机,英国人在本土大搞制造业开始工业革命的时候,恐怕也远远没有想到搞制造业,能够给盎格鲁萨克森民族在后续的几百年带来如此惊人的红利,掌握着全球最先进和最庞大制造业的盎格鲁萨克森人击败了全球所有的对手。

他们的子孙在今天掌握了如此辽阔的土地和众多的自然资源,享受着极高的生产力,英语成为全球霸权语言,以至于在几百年后坐在电脑前写文章的我,也不得不支付金钱来让我的小孩来学习。

对于现在的中国来说,我们在制造业上相对西方和东亚先进地区都还有不少短板,老老实实搞制造业,尤其是搞中高端制造业,会让中国在未来得到意想不到的回报。
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 楼主| 发表于 2022-8-5 08:49 | 只看该作者
芯片圈刮起反腐风!6人同月被查,两年前已有人“双开”


2022年08月04日 00:02 中新经纬

  中新经纬8月4日电 (王永乐)反腐利剑之下,芯片行业多名高层近期被查。国家集成电路产业投资基金股份有限公司(下称“大基金”)总经理丁文武被查,被认为是针对芯片业的“反腐风暴”正进入高潮。

  丁文武等被查

  7月30日,官方通报,丁文武涉嫌严重违纪违法,经中央纪委国家监委指定管辖,目前正接受中央纪委国家监委驻工业和信息化部纪检监察组纪律审查、北京市监委监察调查。

  公开资料显示,2014年9月24日,国开金融、中国烟草、亦庄国投、中国移动、上海国盛、中国电科、紫光通信、华芯投资等作为发起人共同签署了《国家集成电路产业投资基金股份有限公司发起人协议》和《国家集成电路产业投资基金股份有限公司章程》,标志着大基金正式设立。

  大基金采取股权投资等多种形式,重点投资集成电路芯片制造业,兼顾芯片设计、封装测试、设备和材料等产业。一期募资1387亿元,二期募资2041.5亿元。

  简历显示,丁文武,男,1962年3月出生,1988年毕业于合肥工业大学电子科学与技术专业。曾任信息产业部电子信息产品管理司副司长、工业和信息化部电子信息司副司长、工业和信息化部电子信息司司长。此外,他还先后担任武汉新芯集成电路制造有限公司、长江存储科技有限责任公司等高管。2014年国家大基金成立之后,丁文武先后出任大基金一期、二期总经理和董事。

  公开报道显示,在丁文武之前,已有4名大基金相关人员被查。

  从时间上来看,2021年11月19日,中央纪委国家监委网站通报,华芯投资原副总裁高松涛涉嫌严重违法,目前正在接受监察调查。

  简历信息显示,高松涛,男,1970年6月生,1995年11月加入中国共产党,1991年7月参加工作。2009年12月至2010年9月,任工业和信息化部软件与集成电路促进中心主任助理;2010年9月至2014年10月,任工业和信息化部软件与集成电路促进中心副主任;2014年10月至2019年11月,任华芯投资管理有限责任公司副总裁;2019年11月,任国家制造业转型升级基金股份有限公司总经理。

  公开报道显示,芯投资是大基金的唯一管理人,高松涛履职华芯投资期间负责基金的投资运作。

  2022年7月15日,中央纪委国家监委网站通报,国家开发银行国开发展基金管理部原副主任路军涉嫌严重违纪违法,目前正接受中央纪委国家监委驻国家开发银行纪检监察组纪律审查和吉林省监委监察调查。

  路军出生于1968年,曾任国家开发银行国开发展基金管理部副主任、国开发展基金有限公司副总经理等职。自2014年华芯投资成立,路军就出任董事、经理,参与了大基金的大量投资运作。

  据媒体报道,与路军同日被带走的还有大基金深圳子基金管理人深圳鸿泰基金投资管理有限公司合伙人王文忠。

  鸿泰基金网站显示,王文忠曾任北京恒融焱兴管理顾问有限公司总经理,曾就职于北京正义会计师事务所,北京大学国际经济研究所。拥有北京工业大学无线电技术学士学位,北京大学金融学硕士学位。

  报道提到,王文忠并无大型或知名投资机构任职经历,和路军是同学关系。

  7月30日,有媒体从多个渠道获悉,华芯投资投资三部副总经理杨征帆近日也被带走调查。

  中新经纬注意到,针对“杨征帆被调查”的报道,雅克科技8月3日晚间公告回应称,杨征帆为公司董事会成员。截至目前,公司正积极与各方进一步核实相关事项。

  此外,公开报道还显示,7月,紫光集团有两名前高管被查。先是紫光集团原董事长赵伟国7月上旬被有关部门从北京家中带走,目前仍处于与外界失联的状态。随后,工信部电子信息司原司长、紫光集团前总裁刁石京被查。

  有报道指出,大基金与紫光集团及紫光展锐关联密切。在2020年6月入股紫光展锐,认缴出资额达7亿元,投资占比近14%。2016年,大基金还对湖北紫芯以及长江存储发起两起投资,背后涉及了紫光集团。两起投资规模分别达141.4亿和135.6亿元,持股比例分别为49%和24%,总投资规模接近300亿元。

  另外值得一提的是,两年前,已有人涉芯片腐败等被“双开”。

  2020年5月27日,江苏省淮安市淮阴区纪委、淮阴区监委通报,淮阴区城市资产经营有限公司原总经理董淮陈因严重违纪违法,数额特别巨大,经区纪委常委会区监委会议研究并报区委批准,决定给予董淮陈开除党籍、开除公职处分,其涉嫌犯罪问题已于5月26日移送检察机关依法审查起诉。

  同年,淮阴区人民检察院起诉书显示,董淮陈涉嫌受贿罪共有十项,包括2017年下半年和2018年下半年,利用职务便利,为淮安两投资管理有限公司实际控制人赵某甲,在德淮半导体增资资金和基金管理费拨付方面提供关照,收受赵某甲为感谢其关照并请其继续关照所送的现金合计20万元等。

  天眼查APP显示,董淮陈曾任德淮半导体董事。

  频繁减持


  作为市场上最重要的产业投资基金,大基金的动向在芯片行业占据风向标地位。

  Wind信息显示,大基金一期成立于2014年9月,规模超过1300亿元,共投资项目80个,其中约70个为芯片项目。

  据媒体报道,自2019年开始,一期基金已经进入投资回报阶段,不少A股公司遭遇减持。今年以来,三安光电、安集科技、国科微、华润微都遭遇了大基金一期减持。

  此外,大基金一期减持的同时,2019年成立的大基金二期动作频频。

  2020年4月,大基金二期完成了首次投资,向紫光展锐投资22.5亿元。随后,大基金二期陆续投资了10余家企业,涉及制造环节的华润微、中芯国际以及中芯南方(中芯国际子公司),材料环节的南大光电,设备环节的中微公司、长川科技、至纯科技、北方华创,封测环节的华天科技,设计环节的格科微和功率半导体企业斯达半导。
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