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中国半导体设备,进击的带头大哥
发布时间:2017-11-13

  摘自:半导体行业联盟,由君临团队授权转载。


  今年5月18日,中央高层的一批人马去视察了北方华创(002371)。


  这群人包括:中央政治局委员、国务院副总理、国家集成电路产业发展领导小组组长马凯,国务院副秘书长丁学东,工业和信息化部部长苗圩,国家发改委副主任胡祖才,北京市副市长阴和俊……


  全部都是在半导体产业政策方面,具有极强话语权的一帮人。




  视察的行程细节,和表扬、勉励的官场话语,咱们就按下不表了。


  重要的只有一件事,5月17日,也就是高层视察前一天,北方华创收到了02国家科技重大专项批复的3个项目经费。


  这三个项目分别是:
  "14nm立体栅等离子体刻蚀机研发及产业化"项目,经费资金9423万元;
  "28-14nm原子层沉积系统(ALD)产品研发及产业化" 项目,经费资金4811万元;

  "14-7nm CuBS多工艺腔室集成装备研发及产业化"项目,经费资金4746万元;


  事实上,这三个项目的研发总经费分别是12.35亿元、5.51亿元、6.78亿元,而政府承诺将补贴8亿元、3.6亿元、2.98亿元,占到各自总支出的65%、65%、44%。


  上面收到的研发经费,合计1.898亿元,仅仅是政府补助分摊的一部分而已。


  而在过去的2016年,根据年报的披露,北方华创收到的总政府补助金额,高达6.11亿元!




  这到底是一个什么样的公司,政府巨额补助,领导密切关怀,而一个研究项目动不动就要耗资数亿元,甚至十几亿元?



1


  本届政府有一个愿望,要用一代人的时间,将半导体产业搞上去!


  资金上,上千亿美金的弹药库,要多少给多少,绝对不卡脖子。


  战略布局上,如果说武汉新芯是下游制造领域的国家队队长,北方华创就是上游设备研发领域的国家队队长候选人之一。


  北方华创是何方神圣,能够担此重任?


先说行业格


  半导体设备行业细分领域众多,大致上可以分为沉积设备、光刻设备、刻蚀设备、材料制备设备、表面处理设备、安装设备等几大块。



  晶圆厂设备成本构成,资料来源:IDC,申万宏源

  其中最核心的,技术门槛最高的,是光刻设备,目前被一家荷兰公司垄断——ASML。ASML占据了全球高达80%的市场份额,以及全部的高端市场份额,最先进的EUV光刻机每台售价都超过1亿美元。


  光刻设备占据了半导体设备市场的39%,高端技术壁垒太强,我们玩不过,国内厂商选择从中低端开始切入。

  其中一支,叫中电科电子装备集团,是中国电子科技集团公司2所、45所、48所等几个研究所组建而成。


  这可以说是中央军了,不过光刻机虽有,竞争力却不强,主要的产品集中在离子注入机、CMP、ECD等设备上。


  技术更先进的,是上海微电子,承担了国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备与成套工艺专项”(02专项)的65nm光刻机研制。


  能不能研制出来不清楚,即使研制出来,离ASML的14nm光刻机仍然有着一个珠穆朗玛峰的差距。


  这显然是一条最艰难的道路,但总需要有人去开拓。


  光刻机之外,前端核心设备领域,国内竞争力最强的公司,主要是两家:北方华创和中微半导体。


  先说中微半导体,这家公司的创始人叫尹志尧,曾经担任美国应用材料公司(AMAT)副总裁。


  就行业规模而言,应用材料是全球半导体设备厂商的龙头老大,市值600亿美金,除了光刻机以外的所有设备几乎都是第一。


  尹志尧在应用材料做到了负责研发部门的副总裁,2004年,60岁的尹志尧决定回国创业,还顺道带回来了一支30多人的研发团队。


  这种里程碑式的意义,类似于曾经担任德州仪器副总裁的张忠谋回到台湾,创办了台积电,几乎是以一人之力将一个地区的半导体产业带进了世界最高水平。


  中微以介质刻蚀机为突破口,据传闻中微2017年年底将正式敲定5nm刻蚀机台,比iPhone 8搭配的A11芯片所需要的10nm技术更进一步。


  也因此,台积电、联电等一线半导体大厂都成为了他的客户,2016年营收已超过了10亿,净利润达1亿多。

  二十多年前,中国通信设备行业大爆发,四家领军企业浮出水面,被冠之以“巨大中华”的称号。


  四家企业,巨龙、大唐、中兴、华为,当年实力最强的中央部队,巨龙,已经烟消云散。


  反倒是编制外的华为,和地方部队中兴,成为了具有全球竞争力的行业巨头。


  如果说,在今天的半导体设备风云际会的大时代,尹志尧领衔的中微半导体,有机会成为新一代的“华为”,那么北方华创,则最有可能成为下一个“中兴”。



2


  跟中兴一样,北方华创是地方部队的代表,也是四家中唯一的上市公司。

  

  北方华创的前身,由两家公司重组而成,一家是北方微电子,另一家是七星电子。


  先上市的,是七星电子,前身是原七○○厂、七○六厂、七○七厂、七一八厂、七九七厂、七九八厂六家建于“一五”期间的国家骨干电子企业的基础上,重组、改制而成。


  60多年历史的底蕴足够深厚,并且引入了外部资金,机制相对灵活,这是作为地方部队的七星电子安身立命之本。


  最开始,七星依靠电子元器件业务起步,1990年代进入彩电显像管设备领域,成为这个市场的本土老大。


  2000年代,七星进入光伏设备行业,一跃成为国内最大的单晶炉制造企业之一,是全球最大单晶硅制造商隆基股份的主要设备提供商。


  我们都知道,今天的中国,光伏产业经过十几年的发展,几乎已经将美国、欧洲、日本的同行都挤垮了,差不多是垄断了这个行业。


  而在上游设备领域,国外同行皮之不存,毛将焉附,所以也都几乎都成为了本土设备商的囊中物,这是我国高科技领域唯一一个从上游到下游,全产业链都被本土厂商吃下了的市场。


  北方华创单晶炉经过不断的技术革新,装料量同比提升6 倍。


  今年光伏装机量暴涨,来自光伏的重大合同络绎不绝,前三季度斩获十几亿订单。


  仅与隆基股份签订的单晶炉设备,合同金额就达到8.57亿元。





  在光伏设备获得成功的同时,七星也进入了新能源锂电池装备领域。


  在2013年,七星还创造了一个记录,他的锂电极片制造装备整线输出德国并成功运行,写下了我国成套机械设备第一次出口德国的历史。


  2015年,经过国家集成电路大基金的居中斡旋,和北方微电子实现了重组。


  北方微电子成立于2001年10月,是由北京电控集团联合七星集团、清华大学、北京大学、中科院微电子所和中科院光电技术研究所共同出资成立。


  你可以看出,北方微电子的人才后盾就是中科院、清华北大这些顶级机构,目前光是中组部的千人计划专家就拥有10人之多。


  可谓人才济济,自然目标也放得很高,一开始就瞄准了半导体设备的高端领域。


  重点是刻蚀设备(Etch)、物理气相沉积设备(PVD)和化学气相沉积设备(CVD)三大类,而这三大类正好是除了光刻机以外,市场空间最大的三块。


  至今,北方微电子已经成为了国家02专项承担研发项目最多的机构之一,尤其是关于12吋晶圆制造的刻蚀机、PVD、立式氧化炉、清洗机、LPCVD等设备,已经批量进入了国内主流集成电路生产线。


  2016年8月,七星电子和北方微电子重组的北方华创正式落地,国家集成电路大基金持股7.5%,为第三大股东。


  新旗舰,扬帆起航。



3


  回顾北方华创的历年业绩表现,其实并不能让人满意。


  甚至可以说,寒碜。


  营业收入波动很大,2012年、2013年甚至出现过负增长情况。


  扣非净利润连年徘徊在盈亏线附近,去年甚至出现了2.61亿元的巨额亏损!




  原因何在?


  关键原因还是我国的半导体设备行业仍然处于导入期,积累技术,谋求突破。


  而高昂的技术门槛,势必需要高额的研发投资,仔细分析北方华创的财报就会发现,他的研发费用异乎寻常的高。


  2016年,研发投入7.57亿元,占营收比例46.72%!




  2013年的时候,研发投入是2.19亿元,营收占比为25.54%,已经是A股罕见了,到2016年的7.57亿元,进一步攀升至46.72%。


  即使放眼全球科技界也是稀有动物啊!要知道应用材料(AMAT)的研发占比为14%。


  如此玩命的烧钱搞研发,除却有国家大基金做后盾的北方华创,世界上又有哪一个国家的同行能够吃得消?


  烧钱的回报并不需要等待太久,目前国内各设备商最先进的14nm半导体设备已经成批量出货,送往下游客户处,进行工艺验证。




  可以看到,在主流的9个设备中,北方华创的硅刻蚀机、PVD设备等就占据了6项,是目前本土14nm半导体设备产品线最丰富的一家。


  比如,北方华创生产的硅刻蚀机、PVD、LPCVD、氧化炉等,已经成功进入中芯国际12寸生产线,清洗机和传送设备已经进入京东方8.5代线。


  未来验证成功之后,就将迎来订单的大爆发。



4


  踏入2017年,仅上半年,来自半导体设备的营收就已经超过去年全年。

这,仅仅是一个起点。


  很简单的道理,就市场来说,2017年的半导体设备需求主力,还是来自中芯国际,上海华力,联电厦门,英特尔大连等已经落成的半导体工厂。


  总体市场空间预计维持在70-75亿美金水平,增速是有,但并不算夸张。

真正的爆发性需求,其实要落到明年。


  2018年,随着上海华力新厂,长江存储3DNAND,福建晋华DRAM等产线的逐步建成投产,我国将真正迎来半导体设备的采购第二轮高峰,全年设备需求量预计将超过100亿美金!


  半导体设备的采购,要经历一个导入、试用验证、批量采购的过程,前后需要9个月到1年左右。


  目前北方华创的刻蚀机和PVD设备已在全球主要半导体企业中得到广泛应用。


  更有想象力的是,目前的北方华创,还有一部分研发出来的新设备,如14nm等离子硅刻蚀机也已交付客户验证。


  对于半导体工厂 来说,除了关注设备的性能,设备厂商的服务能力也是其重点考虑的因素之一。试想想,万一设备坏了,售后服务几天不响应,那么对于生产线的损失将会是多么巨大?


  这正是本土厂商赢得战争的机会。


  还记得当年华为是怎么赢得设备订单的吗?派一支售后服务小分队进驻各地运营商,随时随地抢修,立即解决问题,由此赢得了运营商的深度信赖。


  二十年前,我们不敢想象中国移动的机房里,会被本土设备商的机器占据,五年前,我们不敢想象光伏产业、LED产业的设备会被本土厂商占据……

但这一切,都成为了现实。


  技术一旦突破,进口替代的速度有时候会突破你的想象。


  从明年开始的接下来数年,中国大陆已经计划好的数十座晶圆厂,即将陆陆续续的发出设备订单的需求,盛宴才真正开始。



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