国产半导体设备的新机遇

半导体工业是电子工业的一个分支,本质上仍然是制造业。 与互联网行业不同,半导体行业仍然需要制造设备和工厂。需要设计、生产、包装、测试和销售特定的产品。 简单地说,整个产业链分为三个主要环节,即上游公司定义和设计芯片,中游晶圆制造制造芯片,下游制造商将芯片应用于个人电脑、手机等领域 产业链的上游是电子自动化设计软件供应商和集成电路设计公司。 EDA主要有三个概要系统,抑扬顿挫和导师。这三家公司有不同的专业领域,但它们的业务也是交叉的。国内制造商已经花了九天时间。 设计公司包括英特尔、高通、领英、伯通等。,而国内设计公司包括华为技术、紫光展锐和丁晖技术等。 图1。半导体产业链上游企业的照片来源:产业链的中游由许多以晶圆制造商为核心的企业组成。 著名的晶圆制造商包括英特尔、三星、TSMC、格罗方德和SMIC。这些制造商需要从设备制造商那里购买设备,还需要从其他原材料制造商那里购买用于制造芯片的耗材。 购买的设备主要包括光刻机、蚀刻设备和沉积设备。采购的原材料主要包括单晶硅、光刻胶、湿电子化学品、特种气体等。 芯片生产后,将由封装测试制造商进行测试和封装。 典型的包装企业是日月、安阳、中国的长店科技、通福微动力和天水华天。 图2:产业链中游的下游企业是公众联系最广泛的公司,包括汽车领域的手机制造商苹果、三星和华为、特斯拉和比亚迪、个人电脑领域的联想和惠普,以及物联网和医疗电子等其他应用领域 图3:下游企业、芯片应用领域和代表公司设备的半导体行业是最优先考虑的。芯片的速度和节能程度取决于工艺,工艺取决于设备。 首先,摩尔定律正在逐渐接近极限。集成电路技术正在成熟,行业也在成熟。成本和服务将决定成熟产业的核心竞争力。迈克尔·波特(Michael Porter)指出,随着行业的成熟,成本和服务将成为行业的核心竞争力。 英特尔的创始人之一戈登·摩尔在1965年提出,当价格保持不变时,集成电路在课堂上可以容纳的元件数量将大约每18-24个月翻一番,性能也将翻一番。 简而言之,大约两年后,消费者可以以同样的价格购买两倍于今天性能的芯片。 在过去的40年里,集成电路产业的发展一直遵循摩尔定律,但它不可能永远持续下去。近年来,技术更新周期有所放缓。 图4,摩尔定律预测了每个集成电路上的晶体管数量。观察到的事实是,TSMC 28纳米工艺将于2011年大规模生产,16纳米工艺将于2015年大规模生产。7纳米将于2018年大规模生产,20纳米和12纳米、10纳米等升级版本将出现过度加工。 先进制造工艺的更新周期已从最初的18个月放缓至2年,现在约为3年,接下来的5纳米甚至3纳米可能需要更长时间。 光刻市场在2000年之前有三家供应商,即尼康、佳能和阿斯玛。 Asme现在是唯一一家制造工艺低于20纳米的公司,而另外两家公司由于研发和利润的压力已经放弃了最新的光刻技术。 剩下的Asme占据了光刻市场的80%。 图5:半导体工艺正在慢慢接近物理极限。这些迹象表明,集成电路制造过程的进展变得越来越困难,并且集成电路产业正在从增长型向成熟型转变。 随着行业的成熟,成本和服务将成为行业的核心竞争力。 以成熟的传统汽车产业为例。2004年,波导从南京汽车集团撤出资本,一年前,波导以1亿多元人民币获得了南京汽车集团无锡车身有限公司58%的股权。 短短一年前后的反差如此之大,正是因为行业竞争战略制定不当。 不可否认,大约在2004年,中国的汽车工业仍然是朝阳产业。这个行业正以惊人的速度发展。中国庞大的人口和潜在的巨大需求是支撑产业发展的巨大动力。然而,在高速增粘行业中,企业只需要伴随行业的“共同进步”,不需要付出太多的努力。 这可能是波导进军汽车行业的初衷,但随着汽车行业的激烈竞争,无论是美国汽车巨头通用汽车和福特、德国大众和奔驰、日本丰田、本田,还是当地注重成本优势的汽车公司,都增强了它们在中国市场的竞争力,使得中国汽车行业巨大的利润泡沫淡化了很多。 对于当时汽车行业的企业来说,汽车行业发展缓慢,客户多年积累了知识和经验,技术更加成熟。因此,竞争趋势变得更加面向成本和服务。 这一发展改变了市场对企业在行业中取得成功的要求。 这与过去30-40年集成电路的进展非常相似,芯片的性能主要取决于设计技术和制造技术。 在过去的20年里,芯片一直随着制造技术的进步而进步,而设计技术并没有得到很大的更新。个人电脑芯片仍然是英特尔领导的X86架构,它使用复杂的计算机指令集(CISC),而ARM架构由RISC领导 然而,制造技术依赖于制造设备的技术进步,而制造设备现在正接近半导体的物理极限。据专家预测,半导体芯片制造工艺的物理极限为2-3纳米。根据这一计算,摩尔定律似乎只能再“存活”10年。 缓慢的增长、更有知识的客户和更成熟的技术导致了更注重成本和服务的竞争趋势。 随着产品标准化、对成本和技术成熟度的日益重视,产业转型中往往存在明显的国际竞争。 在国际竞争中,国内企业的劣势是起步晚,但是从下面的分析中,我们可以看到企业之间的差距正在逐年缩小,现在差距大约是2-3年。其优点是(1)研发成本、制造成本和技术支持成本低,(2)所有研发人员和技术支持人员都在中国,可以提供更及时、成本更低的现场技术支持,(3)研发人员更贴近国内市场。了解客户需求并提供定制服务。1.成本优势:国内企业在研发成本和原材料成本上具有绝对竞争优势。所有国际设备制造商在中国都设有办事处,主要负责各种生产线的设备销售和技术支持,不涉及研发和制造。 众所周知,在中国,信通技术行业硕士学位的年薪在20万到40万人民币之间,而在美国等发达国家,这个数字将上升到8万到10万美元,是中国的两倍多。 设备巨头ASML每年将其运营收入的10%至15%用于研发。近年来,由于越来越先进的制造工艺,这一数字仍在上升。 原材料成本占制造业运营成本的50%-60%。 想象一下,未来设备更新缓慢,我们在劳动力研发成本上的绝对成本优势,以及我们在原材料价格上的绝对优势,届时国内半导体设备将大放异彩。 2.服务优势:国内企业可以提供更加完善便捷的现场技术支持,增加客户粘性。国外公司的高服务成本已成为国内企业的共识。为此,国内企业可以通过提供更及时、更廉价、具有本地优势的售后服务,提高下游客户对公司的粘性和满意度。 今后,公司应在不断拓展市场的基础上,重点建设和完善面向大客户的服务体系。 具体措施包括为特定重点大客户量身定制服务方案,在国内集成电路产业集中地区建立综合工艺技术支持中心,实现人员和技术的快速响应,为客户提供更加完善、便捷、及时的增值服务。 在那些工业竞争需要密集的本地化营销服务或密集的客户交流的市场中,全球企业将发现很难在一体化和全球化的基础上与当地竞争对手竞争。 虽然全球企业使用分散的单位为客户服务,但在实施过程中,管理任务巨大,当地企业对客户提出的服务要求更加敏感。 3.市场优势:R&D人员更贴近国内市场,了解客户需求,提供定制服务。先进的制造工艺不能仅靠设备制造商来完成,而是设备和制造商联合研发的结果。 国内设备开发商在中国,但国际制造商不能这样做。除了提供技术支持外,国际制造商的技术支持人员还需要将遇到的问题发送给公司的研发人员,以改进和优化设备。 因此,我国往往更接近我们的客户,更了解国内生产线的客户需求。 第二,新的合作竞争关系值得注意的是,传统的企业竞争模式只提到企业和五种力量之间的竞争,而没有考虑这些企业之间的合作 在某些情况下,这些企业既有竞争关系,也有合作关系。 如果一种产品或服务能使另一种产品或服务更具吸引力,那么它们就可以被称为互补产品或服务,两个企业之间的关系将从竞争变为合作竞争。 如何区分两个企业是否形成合作和竞争关系?一般来说,如果客户同时拥有两家公司的产品,而不是仅拥有一家公司的产品,那么这两家公司是互补的。 成功的例子包括:在上个世纪,汽车是一种非常昂贵的产品,消费者在购买时没有足够的现金。 那时,银行信贷机构成为企业和公司的补充。这些机构借钱给消费者买车。 然而,汽车贷款并不那么容易获得,因此通用汽车在1919年成立了通用汽车验收公司,福特在1959年成立了福特贷款代理公司(Ford loan agency),使消费者获得贷款越来越容易。 好处显而易见:便捷的贷款使人们能够购买更多的汽车,汽车需求的增长推动了福特和通用汽车的贷款业务。 即使处于互补竞争关系中的两个企业在技术上落后,他们也会获得一定的优势,那些没有合作伙伴的企业即使有技术优势也不一定会成功。 例如,索尼在1975年推出的Betamax格式录像机曾是电视录制领域的霸主。多久前在美国,日本的合资公司开发了甚高频格式录像机。虽然Betamax在某些技术方面比VHS更强,但Betamax格式的录像机可以租的电影太少,最终会丢失,JVC占据的市场份额占60% 国内设备+SMIC中国设备与中国制造业的合作为进一步赢得国际市场奠定了基础。AMAT通过与TSMC、英特尔和其他晶圆厂的合作取得了技术突破。 国内企业可以与SMIC深入合作,共同推动国内设备的发展。 例如,SMIC和全国通信公司都是国内企业。他们需要互相支持,才能在国际市场上发挥更大的作用。全国通信中心可以向全国通信中心提供低成本设备和更好的服务。反过来,SMIC稳定的制造过程可以给NCC带来产品验证支持和广告效果(高品质客户的身份也可能给公司的设备销售带来广告效果,这是由于半导体设备的高价格。因此,当扩大生产线时,晶片制造商通常更喜欢选择已经通过主要国际制造商生产线验证的设备企业) 目前,一些设备制造商与SMIC的合作不仅限于设备的验证阶段。为了加快半导体生产线的本地化替换过程,上游和下游制造商已经开始在早期研发过程中进行合作。 也正是由于SMIC等晶圆厂的大力帮助,国产设备才能够在短时间内实现一系列技术突破,进入国内先进晶圆厂乃至国际制造商的供应链系统,加快国产设备的更换过程。 第三,以史为鉴,我们可以了解AMAT的兴衰:紧跟产业转移的大趋势,布置新的市场应用材料(AMAT),回顾AMAT的成长历史。从1972年纳斯达克上市的最初收入到只有300万美元的市值,52年后的今天的收入是170亿美元,市值超过410亿美元。 AMAT经历了四个主要阶段:初始阶段、成长阶段、并购调整阶段和研发先导阶段。 其中,前两个时期决定了它们的生存和实现大发展。 (1)在1967年至1979年的最初阶段,AMAT的主要业务是为半导体制造商提供原材料。然而,由于产品种类繁多,战线太宽,一度濒临破产。1977年,新任首席执行官摩根(CEOMorga)进行了一系列大刀阔斧的改革,精简生产线,关闭或出售部分部门,并专注于半导体设备生产。这些措施效果明显,企业渡过了危机。 (2)增长时期,1979-1996年,上个世纪70年代高喊,全球半导体产业开始向美国以外的市场转移,先是日本,然后是韩国也是台湾 1977年,摩根决定从日本半导体设备展览会回来的飞机上进入日本市场。 此后,它分别于1985年和1989年在韩国和台湾设立了办事处。 过去20年的全球分销使公司在1996年实现了41.15亿美元的营业收入。 泛森林集团(LRCX)也有前瞻性的愿景,并规划了全球新兴市场。大卫克。工程师林创建于1980年。这一举动也是由英特尔传奇人物鲍勃·诺伊斯(BobNoyce)资助的。 第一台设备于1982年出售,公司首次公开募股于1984年在纳斯达克举行。 目前,总市值接近300亿美元,2018年营业收入为48亿美元。 在应用材料的初级阶段,还没有经历过半导体市场的竞争。 成立第一年,吸引投资80万美元,第三年现金流稳定。它诞生于20世纪80年代,正处于从美国向海外转移半导体市场的阶段。 林光宇当时在半导体设备企业中已经很有竞争力,其成功也归功于八十年代日本半导体行业对设备的巨大需求。 当时,除了个人电脑之外,半导体产品还被用于手机、音响(功率放大)、汽车和电话。 事情并不总是一帆风顺的。林焕光在八十年代中后期处于困难时期。 尽管市场对半导体设备的需求持续增长,但日本企业通过引进、消化和吸收新技术,逐渐变得更加强大。 日本从20世纪70年代末开始起步,到80年代中期已经占到全球设备销售额的50%。 此后,美国半导体设备公司进行了业务重组等改革,以提高生产效率,并更加注重大容量设备的研发和专利技术的研发。 当时,前瞻性的LAM管理层注意到新兴小市场的销售增长。从20世纪80年代末到90年代初,它开始了更广泛的全球分销。在此期间,它专注于环太平洋地区和欧洲市场,海外收入占50%以上 在日本,蚀刻机是与住友金属工业有限公司(SMI)共同开发的,并成立了一个完整的子公司——林氏技术中心(LAM Technology Center)。20世纪80年代中期,在台湾和韩国建立了客户支持中心。20世纪90年代初,当林毅夫看到中国、马来西亚和以色列的增长机遇时 并考虑建立一个研发中心 值得学习的经验如下:1 .该战略紧紧跟随产业转移,全球分销巨头的成长离不开两次产业转移。 20世纪70年代和80年代,日本在工业动态随机存取存储器产品的高可靠性和美国的技术支持下实现了快速发展。其在动态随机存取存储器市场的份额接近80%,在半导体市场的份额接近50% 另一个是在20世纪80年代和90年代,韩国通过技术引进成为个人电脑动态随机存取存储器(DRAM)的主要供应商,而台湾则在垂直分工方面成为晶圆铸造和芯片封装领域的领导者。 2.与新兴市场的当地企业和大学建立合作关系。AMAT在日本、韩国、台湾、东南亚和欧洲建立了广泛的企业组织来抢占市场。 至于学院和大学,他们已经与新加坡科学技术研究局(Science and Technology Research Bureau)投资建立了几个研发实验室,并与亚利桑那州立大学共同开发了软显示器用薄膜晶体管技术。 在企业方面,2001年,TSMC和TSMC共同研究了使用黑钻石生产0.1 μm级晶体管,并推进了0.13um芯片的技术节点。 2003年,ARM和TSMC共同开发了90纳米低功耗芯片设计技术,芯片总功耗降低了40% 林光宇与清华大学合作设立潘麟集团-清华大学微电子论文奖,捐赠实验室设备,提供就业机会。 四、政府、财政支持和税收优惠,三管齐下后面会挨打,现在这句话可以理解为,在电子信息技术领域,落后会被技术阻挡,国家安全受到威胁 如果一个国家不想被扼杀,它必须发展关键技术,不能被其他国家控制。 近年来,中国在应用领域取得了巨大成功。以英美烟草为代表的企业在过去20年里引领了科技潮流。然而,在基础科学领域,我们还没有实现自我完善,如关键芯片技术,包括设计和制造,而制造领域的成功取决于设备。 政策支持反映了产业的重要性和国家发展半导体产业的决心。政府对半导体产业的政策支持不断加强。 继“02专项”和“全国集成电路产业发展纲要”等重要政策出台后,李总理在今年3月召开的十三届全国人大一次会议的政府工作报告中强调,在讨论实体经济发展时,应将集成电路产业放在实体经济的首位。 3月底,财政部发布了《关于集成电路制造企业企业所得税政策问题的通知》,给予集成电路企业税收优惠待遇,表明了政府对半导体产业发展的坚定态度。 图5:政府对半导体产业的支持政策图片来源:第二阶段《关于即将筹集大量资金的一般数据研究报告》,全国工业资金总额突破10亿美元 大型基金一期计划筹资1000亿元,实际筹资1387亿元,实际投资1000多亿元。此外,该大型基金还带动了3600多亿地方产业基金,总计5000亿半导体产业基金为高资本投资的半导体产业发展提供了强有力的支持。 目前,第二期大型基金正在筹建中,募集资金工作将于今年完成。据估计,此次融资将达到1500-2000亿元(更多的外国媒体透露,此次融资可能达到3000亿元) 按照1: 3的杠杆率,第二阶段大资金将杠杆4500-6000亿地方产业资金,国家半导体产业资金总额将超过1万亿元。 中国微半导体(China Micro Semiconductor)、上海微电子长者(Shanghai Micro Electronics Elevents)和北华创(North Huachuang)作为中国最有希望承担半导体设备国内更换任务的公司,必将充分受益于政府对行业支持的红利。 财政部、国家税务总局和科技部在财政部网站上联合正式公布了新的研发费用扣除政策,将企业研发费用税前扣除比例从原来的50%提高到75%,同时将扣除范围从原来的科技企业扩大到所有企业。 利润增幅最大的企业主要集中在机械、计算机、电子元器件等行业。 事实上,有些行业,尤其是集成电路行业,正遭受研发费用的困扰,甚至每年都要吃掉一半以上的营业收入。然而,这次提高企业研发费用税前扣除比例,无疑会释放减税和负减税的红利。 5.设备行业的销售额继续强劲增长。工厂建设的高峰引发了对设备需求的增加。设备制造商位于半导体产业链的上游,为生产线提供晶圆制造设备。 2017年,全球半导体设备市场销售额达到492.4亿美元,设备销售额增长率平均每年稳定增长10%以上。 从2016年到2020年,全球将陆续建成62个晶圆厂,计划在国外建设26个12英寸晶圆厂,占全球总量的42%。 因此,近年来工厂建设出现了一个小高峰。设备需求巨大,国际企业的设备产量有限。这是扩大市场份额的好时机。 全球半导体市场销售额2017年全球半导体设备市场销售额达到492.4亿美元。从2016年到2020年,全球将陆续建成62个晶圆厂。设备销售的平均增长率每年将超过10%。近年来,对设备的需求将达到一个小高峰。 图6:全球半导体市场销售额及其增长率图片来源:公共数据整理从实际国内市场来看,从2018年到2020年,国内设备企业仍将拥有每年50-70亿美元的潜在市场份额。他们可以试着再看看国内市场。从2013年起,国内市场销售额将继续增长,同比增长率超过20%,远远超过国际市场10%以上的增长率。 2016年至2020年,中国大陆将建成并投入运营26家晶圆厂,占全球在建晶圆厂总数的42%,成为全球新晶圆厂最活跃的地区。 此外,从国内市场的设备销售与国际市场的比例可以看出,这一数字正在缓慢稳步上升。 2016年中国半导体设备市场将达到64.6亿美元,2017年销售额将达到82.3亿美元。SEMI预测2018年将达到113亿美元。 在过去三年里,年增长率接近30% 新建工厂购买的设备成本将占生产线的70%,其余部分为基础设施成本。 从2016年到2018年,有8-12个12英寸晶圆厂在建设中。根据SEMI对2018年100亿美元设备市场的预测,晶圆制造部门占80%,制造部门的光刻机占30%,剩余市场是国内设备的潜在国内总市场,100 * 80% *(1-30%)= 56亿 由此可以推断,从2018年到2020年,每年仍有50-70亿美元的潜在市场份额。 图7:国内市场半导体设备销量和增长率图片来源:公共数据整理近年来国内设备的技术进步和近期市场对设备的强劲需求。凭借深厚的技术积累,国产设备在国产半导体设备领域已经填补了许多技术空。这些产品已经满足了12英寸和90-28纳米工艺的生产线生产要求。一些设备将在SMIC国际等中国主流集成电路生产线上批量生产。展望未来2-3年,设备需求将满足从2019年开始的几条90/65/55/40纳米工艺生产线的设备采购高峰,以及国内存储制造商在2020年左右扩大生产的设备采购高峰。 图8:拟建/在建晶圆生产线*免责声明:本文最初由作者撰写 这篇文章的内容是作者的个人观点。重印半导体行业观察只是为了传达不同的观点。这并不意味着半导体行业观察同意或支持这一观点。如果您有任何异议,请联系半导体行业观察。 今天是1928年的《半导体工业观察》。请注意它。

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