半导体设备后起之秀 | 中微半导体“杀入”5nm工艺供应链?

半导体设备后起之秀 | 中微半导体“杀入”5nm工艺供应链?,第1张

半导体制造设备和材料是半导体行业最上游的环节。目前来看,集成电路设备制造是中国芯片产业链中最薄弱的环节。经过20多年的追赶,中国与世界在芯片制造领域仍有较大差距。虽然中国在该领域整体落后,但刻蚀机方面已在国际取得一席之地。

全球半导体设备市场的后起之秀

随着近些年 社会 对集成电路的重视和大批海外高端人才的回归,我国的集成电路在这几年出现了飞速的发展。在IC设计(华为海思)、IC制造(中芯国际)、IC封测(长电 科技 )、蚀刻设备(中微半导体)上出现了一批批优秀的企业。

1、半导体设备

我们的主角中微半导体所在的领域就是半导体设备细分行业,这个行业主要有两种半导体设备,一是光刻机,一个是刻蚀机。中微是以刻蚀机为主要设备的供应商,去年12月公司自主研制的5nm等离子体刻蚀机正式通过台积电验证,将用于全球首条5nm制程生产线。

芯片,这个从前被戏称为:除了水和空气,其他都是进口的行业。最近中美贸易战的焦点就是在芯片领域,美国政府对华为的封锁就是下令美国供应商没有经过国会批准不准买给华为芯片。这也是我们非常气愤的地方,为什么中微半导体有了最先进的设备还是会受人制肘呢?

主要是我国的短板在于光刻机,与国外先进技术有非常大的差距。为什么刻蚀机技术那么好,不能弥补这个短板吗?这就是光刻机和蚀刻机的不同,有一部分人把蚀刻机与光刻机搞混。其实两者的区别非常的大,光刻机是芯片制造的灵魂,而蚀刻机是芯片制造的肉体。

光刻机把电路图投影到覆盖有光刻胶的硅片上面,刻蚀机再把刚才画了电路图的硅片上的多余电路图腐蚀掉。光刻机把图案印上去,然后刻蚀机根据印上去的图案刻蚀掉有图案(或者没有图案)的部分,留下剩余的部分就是集成电路。所以说这是两个过程要用到的设备,而且这两个过程是连续的。

我国光刻机的最高水平是上海微电子的90nm制程,世界顶尖的光刻机是ASML的7nm EUV光刻机,ASM已经开始研制5nm制程的光刻机。相对来说,我国在光刻机制造领域与国际先进水平有很大的差距,高端光刻机全部依赖进口。只能说我国的刻蚀机技术领先,中微半导体的介质刻蚀机、硅通孔刻蚀机位于全球前三。但是在整个产业链的产能和技术上,与一些大型的企业差距非常的大,所以在中美贸易战中显得很吃亏。

那我们说完了中微半导体这个单独的行业领域,现在放眼整个行业,来看看半导体设备到底在这个行业中扮演者什么角色?

2、半导体产业

半导体的发展是越来越集成化,越来越小。从早期的电子管到现在的7nm器件,一个小小的芯片上需要有几百个步骤和工艺,显示出高端技术的优越性。也正是这样的行业特点,导致整个行业非常依赖技术的创新。而半导体设备是制作芯片的基石,没有这一块芯片不可能出现。

可以看到虽然产值低,但是缺这个还真的没办法发展下游。这也是贸易战在芯片领域为什么大打出手的原因,没有先进的技术,很难发展非常广大的信息系统。可以说这一行创造的价值并不高,但是不能缺少,是高端技术的积累。

大国重器:7nm芯片刻蚀机龙头

在技术含量极高的高端半导体产业中,能与美欧日韩等国际巨头同台较量的中国企业凤毛麟角,而中微半导体是其中一家。中微半导体是一家以中国为基地、面向全球的高端半导体微观加工设备公司,主要从事半导体设备的研发、生产和销售。而要了解中微这家公司,先不得不介绍一下公司创始人尹志尧。

尹志尧是一个颇具传奇色彩的硅谷技术大拿。

1980年赴美国加州大学洛杉矶分校攻读物理化学博士,毕业后进入英特尔中心研究开发部工作,担任工艺程师;1986年加盟泛林半导体,开发了包括Rainbow介质刻蚀机在内的一系列成功的等离子刻蚀机,使得陷入困境的泛林一举击败应用材料,跃升为全球最大的等离子刻蚀设备制造商,占领了全球40%以上的刻蚀设备市场。

以此同时,泛林与日本东京电子合作,东京电子从泛林这里学会了制造介质等离子体刻蚀机,复制其Rainbow设备在日本销售,后来崛起为介质刻蚀的领先公司。

1991年,泛林遭老对手美国应用材料挖角,尹志尧先后历任应用材料等离子体刻蚀设备产品总部首席技术官、总公司副总裁及等离子体刻蚀事业群总经理、亚洲总部首席技术官。

为了避免知识产权风险,尹志尧从头再来,用不同于泛林时期开发的技术,研发出性能更好的金属刻蚀、硅刻蚀和介质刻蚀设备,应用材料再次击败泛林,重返行业龙头地位,到2000年,应用材料占据了40%以上的国际刻蚀设备市场份额。

目前全球半导体刻蚀设备领域三大巨头——应用材料、泛林、东京电子,都与尹志尧的贡献密切相关。

2004年8月,已年届六旬的尹志尧带领15名硅谷资深华裔技术工程师和管理人员回国,创立了中微半导体,并在短短数年之间崛起为全球半导体设备领域的重要玩家。

中微从2004年创立时,首先着手开发甚高频去耦合的CCP刻蚀设备Primo D-RIE,到目前为止己成功开发了双反应台Primo D-RIE,双反应台Primo AD-RIE和单反应台的Primo AD-RIE三代刻蚀机产品,涵盖65nm、45nm、32nm、28nm、22nm、14nm、7nm到5nm关键尺寸的众多刻蚀应用。

从2012年开始中微开始开发ICP刻蚀设备,到目前为止己成功开发出单反应台的Primo nanova刻蚀设备,同时着手开发双反应台ICP刻蚀设备。公司的ICP刻蚀设备主要是涵盖14nm、7nm到5nm关键尺寸的刻蚀应用。

这里面看起来是几个似乎不起眼的数据,但里面蕴含了满满的技术含量。而中微到底是否掌握了5nm刻蚀技术,一时间众说纷纭。如今,中微半导体与泛林、应用材料、东京电子、日立4家美日企业一起,组成了国际第一梯队,为全球最先进芯片生产线供应刻蚀机。

应该是就封装结构而言

对比传统的平面式封装结构

2.5D/3D 是目前比较先进的立体式结构的封装

主要有:

1、3D stack die 芯片堆叠式封装

2、3D TSV硅通孔(或者称 硅穿孔、硅通道)式封装

半导体封测设备:受益下游扩产、先进封装发展及芯片复杂性提升,景气向上

1) 半导体封测设备2017年全球销售额近60亿美元,增长3.3%。趋势来看,有望启动新一轮景气周期,未来2-3年进一步增长。

2) 除周期因素外,封装设备的增长驱动因素为:a。国内晶圆厂兴建引导封测企业增加产能,加大封测设备投资;b。先进封装发展促进新的封装设备购置;c。 芯片复杂性和下游应用多样性的增加促进测试设备的需求增长。

半导体封测行业:近10年销售额复合增长15%,先进技术+海外并购

1) 近10年全球封测销售额复合增长15%。封测在国内半导体产业链中占比最大(约35%),国产化率最高,是产业链中最具国际竞争力的环节。

2) 通过海外并购整合,中国大陆封测市场迅速壮大,市场份额跃居全球第二。

3) Yole预测中国到2020年先进封装的年复合增长率将达到18%,国内封测企业不断在先进封装技术领域加强研发力度加快布局。

4) 半导体封测技术:封装技术正从传统的引线键合向倒装芯片、硅通孔、扇入/扇出型晶圆级封装等先进封装技术演进,集成度持续提升。

半导体封测设备:受益晶圆扩产规模增加,设备国产化空间巨大

1) 受晶圆厂扩产推动,长电科技与华天科技等封测龙头宣布扩产,封测企业也将进入新一轮资本开支周期,上游封测设备企业将直接受益。

2) 半导体封装设备龙头ASMP(市占率25%);测试设备龙头泰瑞达(市占率48%)、爱德万(市占率39%),中国企业市场份额有很大提升空间

全球封装设备龙头ASMP:近10年来营业收入复合增速17%

1) 全球半导体封装设备龙头,业绩持续增长,盈利能力维持高位:市值近330亿元人民币,近10年营收复合增速17%。2017年ASMP实现销售收入147亿元人民币,同比增加15%;实现净利润23.53亿元,同比增长80%。主营业务中的后工序业务和SMT解决方案业务连续多年全球市占率第一;2017年整体毛利率达到40%新高。

2) 专注半导体封装领域,研发投入规模维持高位:高强度研发投入保障产品巩固市场地位、紧跟前沿需求,2012年来研发费用占营收比例均高于8%。

3) 持续并购获取外部资源保持成长性:2010年和2014年公司先后收购SEAS表面贴装业务和DEK印刷机业务,进入表面贴装SMT领域。2018年,收购NEXX与AMICRA纳入后工序设备业务分部。

4) 顺应半导体产能转移趋势全球布局:ASMP紧盯下游产能转移灵活布局,切入中国市场,2017年在中国大陆的营收占比42.6%,有稳步上升趋势。

重点关注:ASMP、美国泰瑞达、日本爱德万、长川科技、精测电子

1) ASMP(0522.HK):全球半导体封装设备龙头,产品优势明显。

2) 美国泰瑞达(TER.N):全球半导体测试设备龙头,市值约550亿人民币。

3) 日本爱德万(6857.T):日本半导体测试设备龙头。

4) 长川科技(300604):国内测试设备龙头企业,有望率先实现进口替代。

5) 精测电子(300567):面板领域检测设备龙头,成功切入半导体检测设备。

我们战略看好半导体封测设备行业。重点关注ASMP、美国泰瑞达、日本爱德万、长川科技、精测电子。

风险提示:半导体行业扩产进度不及预期 ,设备进口替代进展不及预期。


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