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捉妖記:中國集成電路產業泡沫能否成就國內半導體設備企業?

2018-03-20
關鍵詞: 集成電路 半導體

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自從2014年中國推出《國家集成電路產業發展推進綱要》以來,中國集成電路產業迎來了一波空前的投資熱潮。

特別是《綱要》中指出要加速發展集成電路制造業,通過圍繞重點領域產業鏈,強化集成電路設計、軟件開發、系統集成、內容與服務協同創新,以設計業的快速增長帶動制造業的發展。

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大陸集成電路產業政策目標業政策

制造業優先的政策無疑會為設備業帶來快速發展的機遇,而國內半導體設備企業能否抓住這一機遇將成為縮短與世界差距的惟一機會。


先來普及一下基礎知識吧。

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集成電路設備通常可分為前道工藝設備(晶圓制造)、后道工藝設備(封裝與檢測)等。因生產工藝復雜,工序繁多,所以生產過程所需要的設備種類多樣,主要包括以下種類。


(1)單晶爐。單晶爐主要用于拉制硅單晶錠,更大直徑的單晶錠是行業趨勢。

(2)內圓切片機。切片機用于將單晶爐中拉制的單晶錠切片,主要是通過高速旋轉的鍍有金剛砂的刃具實現切削的目的。

(3)倒角機。倒角機負責將切片后的硅片的邊緣進行磨削修整,從而獲得更光滑的外緣。

(4)氣相外延爐。通過外延可以在單晶襯底上生長一層新單晶,氣相外延爐為氣相外延生長提供特定的環境。

(5)分子束外延系統。分子束外延是一種制備單晶薄膜的工藝,通過提供特定的環境,可以沿襯底材料晶軸方向逐層生長薄膜。

(6)氧化爐。一般工作在1200℃,提供半導體氧化的環境,可以完成氧化、擴散、淀積等多項工藝流程。

(7)低壓化學氣相沉積系統(LPCVD)。把含有構成薄膜元素的反應物以氣態形式輸送到LPCVD設備的反應室,從而在襯底表面發生化學反應生成固態薄膜的設備。

(8)等離子體增強化學氣相沉積系統(PECVD)。通過在沉積室施加射頻電場,使氣體輝光放電形成等離子體,隨后可以在襯底上進行化學反應,沉積半導體薄膜材料。

(9)單原子層沉積(ALD)。將物質以單原子層的方式一層一層鍍在基底表面的一種方法,與化學沉積具有相似之處。

(10)化學機械拋光(CMP)。利用化學腐蝕和機械加載對加工過程中的晶圓或其他襯底材料進行全局性的平坦化處理。

(11)光刻機。光刻機是制造過程中最重要的設備之一,主要用于半導體制造工藝中對晶圓進行對準和曝光,將掩模版上的圖形聚焦成像到涂有光刻膠的硅片上,實現具有高分辨率的圖形轉印。

(12)勻膠顯影機。勻膠顯影機是一種可用于精密勻膠操作以及半導體、晶片的表面顯影和清洗的設備。

(13)刻蝕機。刻蝕機包括反應離子刻蝕系統、ICP等離子體刻蝕系統等,通過不同的技術方式實現待刻蝕材料的加工成型。

(14)離子注入機。通過離子注入的方式,將所需的雜質按一定的濃度與分布,摻雜進半導體表面區域。

(15)探針測試臺。通過將探針與半導體器件的Pad接觸來進行電學實驗,從而檢測相應的性能指標。

(16)晶片減薄機。通過拋磨來減小晶片厚度。

(17)晶圓劃片機。負責把晶圓切割成小片。

(18)引線鍵合機。負責把芯片上的Pad與管腳上的Pad用金屬線連接起來。


據統計,半導體設備投資占半導體產業資本支出的60%-70%,其中晶圓制造過程因工藝復雜,工序多樣,相關設備的價值量占比最高,達到了總資本支出的50%以上。


美國、日本、荷蘭是世界半導體裝備制造的三大強國。2016全球前十大半導體設備生產商中,美國的應用材料公司(AMAT)以77.37億美元的銷售額位居全球第一,其次依次為泛林半導體、阿斯麥、東京電子等。以SEAJ統計的2016年全球412.4億美元的半導體設備銷售額計,2016年全球前十大半導體設備供應商的市占率達到了71.34%。


據SEAJ數據統計,2016年大陸的半導體設備銷售額為64.5億美元,同比增長31.63%,遠高于全球設備銷售額增速,大陸半導體設備銷售額占全球的比例也逐漸攀升,從05年的4.04%逐漸增長至16年的15.64%。

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從銷售額來看,79%市場為前端的晶圓處理設備,封裝和測試設備分別占7%和9%,剩下的5%包括Fab廠務設施設備,掩膜版/光罩及晶圓片制造設備等。由于光刻、刻蝕、沉積等流程在芯片生產過程中不斷循環往復,其設備價值量也最高,其中鍍膜設備、刻蝕設備、光刻機分別占半導體晶圓廠設備總投資的14%~15%、14%~15%、20%~22%。


在進口設備種類方面,占進口金額比例較大的主要為CVD、刻蝕機、分布重復光刻機和引線鍵合機,前三者為制造環節最重要的三種機器設備,技術門檻高,單臺價值量大,引線鍵合機則歸屬于封測環節。

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2016年中國排名前十大半導體設備供應商

據中國工業專用設備協會的統計顯示,2016年中國半導體設備銷售收入總計57.33億元,同比增長21.5%,其中前十強單位完成銷售收入48.34億元,同比增長28.5%,體量最大的中電科電子裝備集團有限公司的銷售收入僅為9.08億元,遠小于國際知名廠商,我國前十強單位占全球半導體設備的市場份額僅約為2%。


據此,可以看出目前國內半導體設備廠商的市場份額較低,但是具有廣闊的發展空間。試想,假以時日中國國內的半導體設備廠商的營收一定會顯著增長,雖然在企業利潤方面還不敢有太多奢望,但是相信在資本市場上一定會有所表現,而且老孫估計上海中微和盛美半導體也一定會登陸國內A 股,在此之前半導體設備概念股會有所表現,只要我們能夠踏準節奏,獲得可觀收益交不是難事兒。


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