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国内半导体产业链初建 短板尚需弥补

2020-04-03 09:38:29 来源 : 第一财经

“从产业链角度来看,在设计、制造、封装、装备、材料等门类上,中国已经有全世界最全的产业链,接下来重点要补短板、加长板。“我们已有的体系要做实、做强,不追求大,在这个过程中间追求自己的领先产品,有一个杀手锏,不是什么东西都自己做。”

虽然贸易摩擦让科技企业承压,但这也给国内芯片企业带来了更大的发展机会。

近年来,在国家政策引导和产业投资基金支持下,中国半导体产业链取得了一定成绩,已初步建成半导体产业链,但仍有短板待补。

中科院微电子所所长叶甜春表示,从产业链角度来看,在设计、制造、封装、装备、材料等门类上,中国已经有全世界最全的产业链,接下来重点要补短板、加长板。“我们已有的体系要做实、做强,不追求大,在这个过程中间追求自己的领先产品,有一个杀手锏,不是什么东西都自己做。”

根据国盛证券提供的信息,存储方面,国内包括合肥长鑫、长江存储等陆续在推进产品;从FPGA(现场可编程门阵列)来看,产品迭代比较快,有紫光同创、安路信息;模拟芯片及传感器方面有韦尔股份(603501.SH)及子公司豪威科技、圣邦股份(300661.SZ)和矽立杰;功率半导体有闻泰科技(600745.SH)、士兰微(600460.SH)和扬杰科技;代工及封测有中芯国际(00981.HK)、长电科技(600584.SH)、华天科技(002185.SZ)和通富微电(002156.SZ)等。

“如果从2018年下半年看整个国产化替代的情况,很多都是零;到2019年底,至少会提到个位数,2019年下半年导入速度会相当快。同时大基金也在密集推进,已经看到国内有一些在突破了。”国盛证券研究所所长助理、电子行业首席分析师郑震湘此前表示。

设计、封测领域差距渐小

在设计和封测领域,中国企业的差距已经逐步缩小,特别是在封测领域。

据市场调研机构集邦资讯旗下拓墣产业研究院的调查,2019年第三季受惠于存储器价格跌势趋缓及手机销量渐有回升等因素,全球封测产业出现止跌回稳的迹象。全球前十大封测厂商中,中国大陆的长电科技、通富微电和天水华天分列第三、第六和第七。其中,长电科技于2015年花费47.8亿元(约合7.8亿美元)收购当年排名第四的新加坡封测企业星科金朋,通过“蛇吞象”扩大了市场份额。

与CPU、存储器、晶圆代工等多数半导体产业高度垄断不同,封测领域市占率最高的日月光份额为22.0%,而位于第三的长电科技为16.78%。华泰证券称,中国大陆IC封测企业未来有望将重心从通过海外并购取得高端封装技术及市占率,转而聚焦在开发Fan-Out(扇出型)及SiP(系统级)等先进封装技术,并积极通过客户认证来向市场显示自身技术,提高市场竞争力。

方正证券认为,海思加速非美替代是半导体产业链特别是封测产业加速国产化的重要原因。

在供应链安全被高度重视的背景下,大陆封测企业、台积电、日月光都将是海思订单快速增长的受益者。在最高端芯片产品上,台积电提供的跟先进制程搭配的集成型Fan-Out和其他先进封装技术的一条龙服务的模式具有领先优势,大陆企业暂时仍不具备承接能力。而在其他产品上,长电科技将成为海思封测订单转移的最主要受益者。

芯片设计业参与者众。根据中国半导体行业协会数据统计,2019年中国集成电路设计企业达1780家,比2018年又增加了82家。IC设计销售收入预计超3084.9亿元,在全球集成电路产品销售收入占比首次超过10%。

2018年,中国前十大IC设计企业分别为华为海思、紫光展锐、豪威科技、北京智芯微、华大半导体、中兴微电子、汇顶科技(603160.SH)、士兰微、北京矽成和格科微。

目前,在CPU(中央处理器)、GPU(图形处理器)、FPGA通用芯片领域要实现国产替代挑战较大。CPU领域仍然由英特尔、ARM等主导;GPU方面,景嘉微(300474.SZ)是国内成功自主研发国产化图形处理芯片并产业化的企业,产品主要包括图形显控、小型专用化雷达和芯片等,主要应用于军用领域;FPGA也是国内短板,国内厂商主要有紫光国微(002049.SZ)、上海复旦微电子等。

存储器长期由韩国、美国和日本垄断。随着5G、AI等技术发展,数据的存储需求也越来越高,兆易创新(603986.SH)加大在存储器方面的布局,业务涵盖NORFlash、NANDFlash、MCU(微控制单元)、指纹识别等芯片关键技术领域。该公司在市场相对较小的NORFlash具有一定竞争力,NANDFlash小容量产品已小批量出货,同时向主流DRAM(动态随机存取存储器)市场延伸,与合肥长鑫共同研发DRAM产品。

核心技术及部分环节仍有较大差距

与此同时,在半导体产业链中,芯片制造环节对美国依存度极高,国产化比率极低,存在受技术限制的可能性。

2019年12月24日,一则14纳米受限的消息将台积电推向风口浪尖。据外电报道,美国计划将“源自美国技术标准”从25%比重调降至10%,以全力阻断台积电等非美企业供货给华为。消息称,台积电内部评估,7纳米源自美国技术比率不到10%,仍可继续供货,但14纳米将受到限制。

对此,台积电回复第一财经称:“美国目前并没有改变规则,我们也不会对臆测性的问题作答。”

其实,根据台积电的技术路线,20纳米工艺之后是16/12纳米,并没有14纳米。但受消息面影响,在当日港股休市前,包括中芯国际、华虹半导体在内的晶圆代工股价上扬。

中芯国际是中国大陆最大的晶圆代工厂。根据中芯国际2019年第三季度财报,公司FinFET技术进展顺利,14纳米于2019年第四季度开始贡献营收,同时第二代技术平台进入客户导入阶段,规划于2020年风险生产。

不过,按工艺划分,中芯国际第三季度主要收入来源仍然来自40/45纳米和55/65纳米,分别占当季总营收的18.5%和29.3%,28纳米只占其四季度收入的4.3%。与台积电相比,中芯国际还有较大差距。在台积电2019年第三季度财报中,来自16纳米及更先进的制程收入占比51%,28纳米16%。

国信证券认为,大陆芯片设计公司寻求大陆代工是必然趋势。而作为大陆半导体代工龙头,中芯国际产能充足、产线多样,适合众多芯片代工需求。14纳米工艺的流片对于中芯国际是一个良好的开局,从风险量产到规模量产,目前总计已有超过十个客户采用中芯国际的14纳米工艺。

集成电路产业不仅覆盖设计、制造、封测上下产业链,还有EDA软件、设备和材料等产业。近几年,各地此起彼伏的“造芯热”也离不开半导体设备。如果没有光刻机、刻蚀机等生产设备,芯片生产根本无法开展。

赛迪顾问数据显示,从2014年到2018年,全球半导体设备供应商TOP10市占率从78.6%上升到81.0%,主要是日本和美国的企业。中国的设备企业想要进入分一杯羹,挑战非常大,但是一旦国外设备商断供,将会带来巨大隐患。

与半导体其他领域类似,中国半导体设备需求大,但自给率低。在全国各地新建产线的推动下,2018年中国半导体设备需求激增,市场规模达128.2亿美元,同比增长47.1%,是全球设备产业增长速度的近5倍,但是国产设备的自给率只有12%。

在新建晶圆厂中,半导体设备支出占八成左右。其中,晶圆制造设备在半导体设备中占比最大。芯片制造主要包括晶圆片生产、光照光刻、刻蚀与离子注束、沉积与抛光等步骤。

光刻机是晶圆制造最核心的设备,全球最大光刻机厂商ASML占据了八成以上的份额。ASML也是全球最先进极紫外光刻机(EUV)的唯一供应商,一台EUV售价上亿美元,而中芯国际2018年净利润7721万美元。

目前ASML最先进的EUV光刻机投入三星、台积电的7纳米工艺,但国内最好的上海微电子光刻机还停留在90纳米量产水平。

在检测、清洗、硅片制备等领域,国产设备已具备一定替代实力。例如长川科技(300604.SZ)的检测设备,晶盛机电(300316.SZ)的单晶炉,至纯科技(603690.SH)的高纯工艺系统和清洗设备。

中微公司(688012.SH)和北方华创(002371.SZ)是国产半导体设备的领军企业。中微公司被认为是2019年科创板最强芯片股,主要专注于研发等离子体刻蚀设备和MOCVD(化学气相沉积)设备。中微已成功开发7纳米介质刻蚀机,是唯一打入台积电7纳米制程的国产设备商。

北方华创立足泛半导体产业,聚焦集成电路、光伏、面板、LED等细分领域,半导体装备包括刻蚀设备、沉积设备(PVD/CVD/ALD)、氧化炉和清洗设备等产品,是国内主流半导体设备供应商。北方华创不仅通过承担多项02科技专项在28纳米形成批量供货能力,14纳米工艺设备也处于客户工艺验证阶段。受存储器投资复苏和在中国大陆新建及扩建工厂,国际半导体行业协会(SEMI)预计,2020年半导体制造设备的全球销售额为588亿美元,比2019年增长12%,中国大陆将成为半导体制造设备的最大市场。

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