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基于半導體行業規律:如何重新認知中芯國際?

發布時間:2021-7-28     來源:方正證券研究所    點擊率:290

在百年未有之大變局下,基于半導體行業的客觀規律,和中國面對的條件約束,我們認為中芯國際戰略將有三大轉變:

一、由單純追求先進工藝->回歸成熟工藝(“新90/55nm”遠大于“舊7nm”)。

中芯國際進入實體名單后,完全基于美系設備的7nm其現實意義遠小于基于國產設備的成熟工藝,晶圓代工廠并不是半導體的最底層技術,只是芯片設備、材料、工藝的集成商。中國半導體的主要矛盾已經從缺少先進工藝調教,轉移到缺少國產半導體設備、材料。

中國缺少14/7/5nm先進工藝,但是中國同樣也缺少13um/90/65/55nm成熟工藝,韋爾豪威的CIS芯片(55/45nm)、兆易創新的NOR(55/45nm)、匯頂的指紋識別(55nm)、卓勝微/思瑞浦/圣邦的模擬芯片(90nm上下)都需要成熟工藝產能。從目前產業看,中國能實現光伏、LED、LCD面板的全面國產替代,成熟制程芯片也能依靠國產設備、材料、工藝進行生產。

美系借助根技術優勢將繼續打擊他國并把持高端制程、先進工藝的芯片制造,并且這種局面短期不會發生扭轉。我們預計,低緯度國產替代進程將持續下去,中國將從下而上把持泛半導體技術。在根技術,如設備、材料領域得到長足進步前,先做好成熟工藝回爐再造,再逐步向上攻克先進工藝壁壘,螺旋發展。

回歸基于國產設備的成熟工藝再造,是中國半導體當下最現實的任務,完全基于美系設備的7nm其現實意義遠小于基于國產技術的55nm晶圓廠。服務好國內這些成熟工藝的fabless,其現實意義也大于客戶基礎小的多的FinFET工藝。

二、由單純外循環->內外雙循環(去A化,而不是國產化)。

全球科技格局將重新洗牌,呈現逆全球化的返祖狀態。即使強如美國也只參與了半導體產業的小部分環節,中、歐、日、美、韓、中國臺灣,各自占據了產業鏈不可或缺的部分。

半導體是一個充分全球化分工的行業,沒有哪個國家能單獨實現全部內循環,所以半導體行業沒有所謂的全鏈路國產化,而在部分關鍵領域實現去美化、去A化的基礎就是聯合歐洲、日本的設備和材料以及韓國、中國臺灣省的制造。

而美國以高端制造業為根基,向下補全短板。第三象限指的是日本(材料)、韓國(存儲)、歐洲(設備)、中國臺灣省(代工),依靠在細分行業的領先優勢,獨立在中國、美國內循環外,成為全球硬科技市場外循環的中間介質。

依據自身發展的資源稟賦以及要素分布,將全球硬科技分成三大象限:

第一象限:以美國為主導;

第二象限:以中國大陸為主導;

第三象限:以韓國,日本,中國臺灣省,歐洲為主導(中間介質)。

受到外部環境壓力,中國的本土Fabless、Fab都面臨上游供應鏈危機,但中國自主發展的道路不會因為外部打壓而改變。隨著內循環政策提出,未來中國以成熟Fab為根基,跟第三象限進行外循環。

1、成熟工藝=內循環為主+外循環為輔

2、先進工藝=外循環為主+內循環為輔

基于全球產業客觀規律,我們認為中美在以下環節的科技外循環仍將繼續:

1、設備:與歐洲、日本這些“中間介質”進行設備外循環,但是要在美系的ETCH、PVD、CVD、CLEAN、CMP、ANNEAL等領域進行國產設備內循環(北方華創、屹唐、盛美、華海、萬業、中微、至純、精測等);

我們將設備公司分為:生態級、平臺級、產品級三類。平臺化是全球半導體巨頭的必經之路,全球半導體設備的大部分份額都被少數幾家(應用材料、LAM、TEL等)把持。

通過分析巨頭的成長之路,我們總結出半導體設備的兩大必然趨勢: 1)產品的平臺化:前道工藝設備全覆蓋(除光刻、量測設備外);

2)泛半導體領域全覆蓋:泛半導體技術的同源性導致了產品矩陣必須要擴充到LCD、LED、第三代半導體等多重領域。 基于以上分析,我們將未來國產半導體設備市場的格局定義為:“一超四霸多強”: 1)平臺級:北方華創(刻蝕機、PVD、清洗機、CVD、ALD、氧化、退火、MFC);

2)準平臺級:屹唐半導體、盛美半導體;

3)單產品級:沈陽拓荊、上微、中微、萬業企業、華海清科、中科飛測、中科信、華峰測控、精測電子、至純科技。他們共同構成了整個中國半導體的底層生態。

2、材料:與日本、歐洲這些“中間介質”進行材料外循環(大硅片、光刻膠等),在各種大硅片、電子氣體、電子化學品、濺射靶材等領域進行國產材料內循環(中環、滬硅、立昂、雅克、晶瑞、江豐電子等);

3、IP/EDA:與美國的(ARM、Synopsys、Cadence等)進行軟件生態外循環,但是國內也在各種新場景、新應用的EDA和IP領域進行內循環(華大九天、芯愿景、廣立微、芯禾科技、芯原股份);

4、Fab/IDM:與韓國的存儲芯片、中國臺灣省的晶圓代工進行外循環,在國內依靠自建成熟工藝的晶圓廠和IDM繼續內循環(中芯、華虹、長存、長鑫、華潤微、士蘭微、捷捷、揚杰、格科微、集創)。

所以未來中國將維持最低內循環在成熟工藝進行底層根技術(設備、材料、EDA/IP )的自主創新,回顧中國泛半導體發展之路,未來數年,我們認為中國半導體將在盡可能內循環的基礎上依賴外循環,實現雙循環體系。

三、由技術突破為主導->產能擴充為主導。

中芯國際承擔著三種任務:

1、先進工藝的研發和突破,比如FinFET 14/7nm;

2、存量產能的運營和生產,主要是中芯北京、上海和天津、深圳各個廠區;

3、新增產能的擴張,基于已有量產工藝技術的產能擴張,主要是成熟工藝。

由于種種原因,本應該放在第一優先級的成熟新產能擴張未能得到充分執行。中芯國際北京合資線幾經挫折終于在2020年末正式資金到位,但此時全球已經爆發了以8寸和12寸成熟工藝為主的產能危機。

中國龐大Fabless行業面對全球晶圓廠代工產能的緊張,本土并沒有強力的產能后備軍,根據中芯國際招股說明書以及IC insight數據,中芯國際的折合8寸片月產能約為40萬片,遠低于臺積電約270萬片的月產能,而根據華虹官網數據,國內排名第二的華虹半導體月產能僅有22萬片。

未來中芯國際的三大任務中,通過擴產滿足國產Fabless需求并提供安全可控的代工服務為第一要務,維護存量產能正常運營為第二要務,至于在先進工藝的突破,這不是公司個體所能及,而是要通盤聯合國內半導體設備、材料、IP/EDA廠商一起合作,共同突破的系統性工程。

所以蔣尚義的回歸和中芯國際大幅上修成熟工藝Capex,符合這個產業大趨勢,是中芯國際面對全新國際形式和條件約束(美國設備的制裁)的正確且必然的選擇。

1、產能為王:產能成為這個時期最確定的機會,晶圓廠成為所有下游創新的底盤。

2、設備先行:漲價的背后是缺貨,缺貨的背后是擴產大潮將至,設備將迎來一輪強勁增長。

3、產能本土:與以往基于全球化背景下的產能擴產周期不同,此次產能擴充將會在國產化和去A化的大框架下運行。

我們建議關注三大機會:

1、晶圓廠制造的機會:中芯國際、華潤微、長電科技、聞泰科技、華虹半導體、士蘭微、捷捷微電、揚杰、深科技、晶方科技、通富、華天、TCL、京東方、三安集成;

2、設備擴產的機會:北方華創、屹唐半導體、盛美半導體、萬業、華峰測控、長川、至純、大族、華海、中微、精測、晶盛;

3、材料本土化的機會:中環股份、滬硅產業、立昂微、江豐電子、雅克科技、晶瑞股份、杉杉、三利譜、安集科技、神工股份。


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