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体彩江苏7位数18171:巨·研究 | 半导体设备国产替代趋势下的弄潮儿(1)

2019-12-25 15:34
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11月份5G手机出货量507.6万部,环比增速102%,另一方面智能手机升级迭代之下需求端出现爆品,点燃消费电子领域投资热情。作为科技领域重要的下游需求领域,近两年持续低迷,然而2019年这一现象得到充分的改观,并有望成为5G下游市场爆发元年。2019年将要结束,2020年即将到来,电子行业在2020年该如何把握呢?

国内刻蚀设备国产化追赶步伐加快

上一节我们给出看好明年国产替代的3大理由,总结来看,一是情势所迫,尽管中美贸易关系出现阶段性缓和,但不改大国博弈的大趋势;二是全球半导体设备出货额周期性底部出现止跌企稳。

迹象,明年将景气回升,趋势向上;三是国家大基金二期成立金额远超1期,助力产业加速突破。接下来,我们主要聊聊国产替代当中的那个潜力股。在聊之前,有一点我们需要清楚,就是国产替代,可以分为两个方向,一个是半导体领域,一个是计算机领域,鉴于我们谈的是电子行业,因此主要集中在半导体领域的自主可控。

在进行智能手机产业链梳理时,我们简单提到,国内芯片产业对外依赖度比较高,国内产业基础相对薄弱,因此,半层体领域的国产替代主要集中在芯片产业链。

我们知道,芯片生产过程可以分为芯片设计、芯片制造和芯片封装和测试三大流程。制造过程当中需要半导体设备和半导体材料。

在这三大流程当中,国内封装水平与国际接轨,芯片制造、半导体设备、半导体材料、芯片设计均与国际存在一定的差距。

我们先来看国家集成电路大基金二期将重点投资的半导体设备和半导体材料领域。

半导体设备主要分为单晶硅片制造设备、芯片制造设备、封装测试设备。半导体设备投资中,晶圆处理设备占比最大,占比81%,封装设备占6%,测试设备占8%,硅片制造等其他设备占5%。晶圆处理设备巨大的价值又以光刻机、刻蚀机以及薄膜沉积设备为主,这三种设备合计能占到设备投资额的50%-70%左右。

光刻机就是用光在硅片上制作一个图形的机器。工艺流程是先在硅片表面匀胶,然后将掩模版上的图形转移到硅片上的过程。

▲光刻机工艺操作图

刻蚀是用化学或物理方法对衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离的过程,进而形成光刻定义的电路图形。因此,刻蚀机被形象的称为半导体的“雕刻刀”。

▲刻蚀机工艺操作图

目前光刻机市场主要的光刻机供应商有荷兰的ASML、日本的NIKON和CANON,荷兰ASML是世界顶尖光刻机的全球唯一生产商,掌握高端市场80%的国际市场份额。目前,我国从事集成电路前道制造用光刻机的生产厂商只有上海微电子(SMEE)。而上海微电子性能最好的是90nm光刻机,荷兰ASML的光刻机技术在5nm,我国与国际顶尖技术的差距较大。

刻蚀机方面,国内中微半导体生产的5nm刻蚀机(用于5nm工艺的等离子蚀刻机)已经通过了台积电的验证,明年将正式用于台积电5nm芯片的生产之中。中微半导体今年已在科创板上市。

不过刻蚀分为两种:干法刻蚀和湿法刻蚀。在湿法刻蚀中,液体化学试剂以化学方式(如酸、碱和溶剂等)去除硅片表面的材料。干法刻蚀是把硅片表面暴露于气态中产生的等离子体,等离子体通过光刻胶中开出的窗口,与硅片发生物理或化学反应(或这两种反应),从而去掉暴露的表面材料。目前市场主流的刻蚀技术是干法刻蚀,占比达90%以上。

干法刻蚀根据被刻蚀的材料类型来分类,分为三种:金属刻蚀、介质刻蚀和硅刻蚀。相比金属刻蚀和介质肩包,硅刻蚀作为晶体管层刻蚀方法,要求最高,难度最大。

中微半导体的刻蚀机主攻介质刻蚀,公司在芯片介质刻蚀设备、硅通孔刻蚀设备、MOCVD设备三大细分领域均成为世界三强。北方华创主攻硅刻蚀设备和金属刻蚀设备。

中微半导体稳坐中国介质刻蚀设备市场龙头,已达到7nm工艺节点,成为台积电7nm产线刻蚀设备5家供应商中唯一一家国产设备公司,5nm刻蚀设备获得台积电验证,将于明年进入台积电5nm规模量产生产线。

北方华创是国内硅刻蚀设备制造巨头,其生产的NMC 612D 14nm FinFET刻蚀机多项关键指标达到国际先进水平,满足28/14纳米多种硅刻蚀工艺制程要求,同时具备10/7纳米工艺延伸能力。目前,该产品正式进入上海集成电路研发中心,与客户共同开展研发工作。公司应用于55nm的硅刻蚀机被国内领军集成电路芯片制造企业指定为Baseline机台,28nmPVD和8英寸高密度等离子硅刻蚀机已进入中芯国际生产线;公司的深硅刻蚀设备成功挺进东南亚市场。

在长江存储器基金一期设备招标中,刻蚀设备的招标数量最多,国产化率为18%,在华虹(无锡)项目中,刻蚀设备的国产化率为33%,国产化趋势明确,且呈上升趋势。

国际市场上,全球半导体设备龙头AMAT(应用材料)占据国际市场绝大多数份额,公司半导体设备产品种类繁多,覆盖原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、电气化学沉积、外延工艺、刻蚀、离子注入、测量与检测、快速热处理等,几乎包揽光刻机以外的半导体制造各环节所需设备,是三星电子、台积电、美光、英特尔等巨头的设备供应商。公司已连续 15 年位列半导体设备领域第一名,是全球半导体设备供应商龙头,行业地位稳固。

在等离子刻蚀领域,全球第二大半导体设备公司泛林自 2010 年到 2017 年占比始终维持第一,并保持上涨趋势。2016 年,刻蚀领域市场中,排于第二名和第三名的 TEL、AMAT 市场份额分别为 19.7%和

18.1%,而排名第一的泛林的市场份额为 52.7%。

说到这个“5nm”,有些投资者比较陌生,最后补充一点,所谓的XX nm其实指的是,CPU上形成的互补氧化物金属半导体场效应晶体管栅极的宽度,也被称为栅长。栅长越短,则可以在相同尺寸的硅片上集成更多的晶体管,性能越高,在芯片晶体管集成度相当的情况下,使用更先进的制造工艺,芯片的面积和功耗就越小,成本也越低。

▲资料来源:《中国集成电路产业投融资研究》

电子行业盈利触底,景气度回升,明年利润率增长将是行业主要看点。外资在今年对于电子板块个股普遍增持。电子行业2020年的机会除了5G手机之外,国产替代亦成为明年的重要看点之一。总体来说电子行业作为大科技的主要领域之一,明年走势将强于市场,由于龙头企业有望率先受益行业复苏回暖以及受益行业集中度提升的优势,投资者重点精选行业龙头。

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(作者:赵玲 执业证书:A0680615040001)

责任编辑:zhaol

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