一顆芯片約指甲蓋大小,上面要布局幾十億個晶體管,其難度相當于在一根頭發(fā)直徑十萬分之一大小的地基上蓋高樓大廈,想想都覺得不太可能,然而在一代代科研工作者幾十年如一日的的努力下,人類卻神奇的做到了,因此說芯片制造是人類制造業(yè)的巔峰是名副其實
正因為芯片制造如此之難,不是光靠砸錢砸人就能短期發(fā)展起來的東西,因此這才有了卡脖子一說,占盡先發(fā)優(yōu)勢的西方勢力不斷對我國芯片行業(yè)進行打壓和制裁,好在在芯片設計領域,一批國產(chǎn)公司已經(jīng)在中國人的聰明才智和勤奮努力下發(fā)展了起來,甚至在資本的助推下有些過剩,然而設計好了得能造出來才行,早期海外芯片公司都是自己設計自己造(IDM),隨著芯片發(fā)展日趨復雜,在臺積電帶領下,設計的專注設計,設計好了交給代工廠來制造(Fabless),然而我國芯片制造和相應的設備依然和西方依然有著難以逾越的鴻溝,所以我國的代工廠很難受,先進制程發(fā)展不起來(人家不賣給我們設備),眾所周知被卡脖子的光刻機,就是典型的例子,臺積電都發(fā)展到3nm了,我們還在14nm止步不前,被迫在成熟制程發(fā)展特色工藝,搞搞Chiplet封裝,試圖另辟蹊徑彎道超車在A股,芯片設計企業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了一大波調(diào)整,估值普遍降了下來,然而半導體設備和材料依然估值倍數(shù)依然高企,可以說是風口上最堅挺的豬
芯片制造步驟主要分為擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積、拋光等流程,通俗來理解,擴散就是在由沙子提純后形成的硅片里,在高溫氧化爐里摻雜進P或者B等雜質(zhì)改變其導電特性,然后給晶圓上涂一層膠,利用照相機的原理,用紫外線隔著光刻板對晶圓進行一定時間的照射,使部分光刻膠變質(zhì),易于腐蝕,從而把電腦里畫好的電路圖印在晶圓上,然后用利用刻蝕機把腐蝕液將變質(zhì)的那部分光刻膠腐蝕掉,晶圓表面就顯出半導體器件及其連接的圖形。然后用另一種腐蝕液對晶圓腐蝕,形成半導體器件及其電路,然后進行離子注入把P或B繼續(xù)摻雜進晶圓,可形成淺結,用來控制MOSFET閾值電壓,之后在晶圓上鍍一層絕緣的二氧化硅之類的膜,再根據(jù)電路圖對膜進行腐蝕,就能露出襯底的硅片,最后再拋光,清洗,檢測,就造好了一盤盤帶有電路的晶圓,送往封測廠進行封裝和測試,封測環(huán)節(jié)又需要系列的設備來完成
這些復雜的步驟,靠人類手工當然是不可能完成的,需要一臺臺復雜的機器,自動化來運作,尤其是最重要的三步為光刻、刻蝕、沉積。這三大工序需要不斷的重復循環(huán),最終制造成為芯片,其中要用到三種關鍵設備,分別是光刻機、刻蝕機、鍍膜設備,占所有制造設備投入的25%、15%、15%左右,而整個半導體設備又占半導體工廠投資比重的70%-80%,其重要程度可見一斑,在這個領域,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,世界行業(yè)格局已相對比較穩(wěn)定,海外巨頭占據(jù)著絕大部分市場份額,國內(nèi)企業(yè)還在苦苦追趕中
從生意模式上來說,我不認為半導體設備是一個好的生意,它研發(fā)周期長,投入高,失敗風險大,研發(fā)成功后面對下游晶圓廠,回款又比較緩慢,一旦晶圓廠資本開支放緩,庫存都能把企業(yè)給壓死,而且容易出現(xiàn)贏者通吃的情況,對新進入者極其不友好,好在國內(nèi)一些企業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的辛苦耕耘,有一部分已經(jīng)嶄露頭角,下面就逐一盤點一下國內(nèi)的上市半導體設備公司,看看未來哪家能發(fā)展成國際巨頭1. 北方華創(chuàng): 國產(chǎn)半導體設備龍頭,2015年由七星電子和北方微電子兩家國企戰(zhàn)略重組而來,七星電子做電阻電容等元器件,提供利潤(毛利50%),北方微電子主做設備研發(fā),提供增長點,大股東為北京國資委,得到大基金大力支持,目前設備涵蓋單晶爐(氧化爐近乎壟斷),刻蝕機(核心,已到14nm),氣相沉積設備,清洗機等,是我國半導體設備領域產(chǎn)品線覆蓋最全的A股上市公司,公司2016年主板上市,后續(xù)營收及利潤逐年增高,總體來講,無論是技術還是體量,和國外巨頭差距還是很大2. 盛美上海: 國內(nèi)半導體清洗設備行業(yè)龍頭,全球市占率3%,公司創(chuàng)始人王暉(海外博士)1998年成立美國ACMR(2017年納斯達克上市),2005年美國ACMR創(chuàng)立盛美上海,2008年公司發(fā)明SAPS(空間交替相移)技術,實現(xiàn)清洗設備良率的提升,2009年產(chǎn)品進入海力士驗證,2011年取得正式訂單,2013年獲得重復訂單。進入韓國高端設備市場之后產(chǎn)品陸續(xù)得到國內(nèi)外主流廠商認可,2015年前后成為中芯國際、華虹、長江存儲等廠商核心供應商。21年登陸科創(chuàng)板,公司近些年除清洗設備外,產(chǎn)品延伸至半導體電鍍設備(18年)、先進封裝濕法設備(13年)以及立式爐管設備(20年)等(后兩者合計占比達到兩成以上)3. 拓荊科技: 國產(chǎn)薄膜沉積設備龍頭,公司立于2010年,前身為中科儀PECVD事業(yè)部,自成立始便聚焦半導體薄膜沉積設備,2011年便出廠首臺12英寸PECVD到中芯國際并通過驗證,目前主要包括(PECVD)設備、原子層沉積(ALD)設備和次常壓化學氣相沉積(SACVD)設備這三大類設備,其中PECVD占營收超50%,公司號稱國內(nèi)唯一一家產(chǎn)業(yè)化應用的集成電路PECVD和SACVD設備廠商,近年來伴隨著國內(nèi)建設晶圓廠的熱潮,營收持續(xù)擴大,2022年登陸科創(chuàng)板,但由于平均每年超億元的研發(fā)支出,公司至今始終未盈利,且無實際控制人,第一大股東為大基金,占比不足30%,在薄膜沉積的特定市場,公司暫無競爭對手,北方華創(chuàng)也做但工藝不同,中微公司做但主要用于LED4.華海清科: 國內(nèi)CMP(化學機械拋光技術)龍頭,也是國內(nèi)唯一一家能夠提供12英寸 CMP設備商業(yè)機型的制造商。公司成立于2013年,由清華大學旗下基金清創(chuàng)創(chuàng)投與路新春等三位清華老師合資成立,2014年公司推出國內(nèi)首臺擁有核心自主知識產(chǎn)權的12英寸CMP設備,打破了國際巨頭數(shù)十年的壟斷。目前公司所生產(chǎn)CMP設備(包括拋光、清洗、傳送三大模塊)包括12英寸和8英寸兩種,分別用于集成電路制造中 12 英寸/8 英寸產(chǎn)品線,主要客戶包括中芯國際等各大晶圓廠,在28nm及以上和國外設備已無明顯差異,公司還開發(fā)了高精度拋光減薄一體機,公司于2022年登陸科創(chuàng)板,之后逐步布局減薄拋光機、濕法清洗設備、量測設備等,要打造平臺型企業(yè)。5.中微公司: 國產(chǎn)等離子刻蝕機及薄膜沉積設備(MOCVD,主要用于LED外延片和功率器件的生產(chǎn))供應商,由當時年近60的海龜博士尹志堯在上海市政府支持下于2004年創(chuàng)立,07年首臺CCP刻蝕設備研制成功,08年打入中芯國際,09年打入臺積電,12年首臺薄膜沉積設備研制成功,18年刻蝕設備打入臺積電5nm生產(chǎn)工藝,19年登陸科創(chuàng)板。公司第一大和第二大股東分別屬于上海國資委和大基金,均不參與公司經(jīng)營管理,目前公司刻蝕機(64%)+MOCVD(16%)雙腿走路,并且已成為MOCVD 全球三大設備寡頭之一6. 芯源微: 國內(nèi)中高端涂膠顯影設備龍頭,2002年由中科院沈自所和韓國STL(已退出)合資成立,公司目前無實控人,董事長為哈工大畢業(yè),前沈自所副總經(jīng)理宗潤福,公司主要營收來自于光刻工序涂膠顯影設備(包括涂膠顯影機和噴膠機,占比55%)和單片濕法設備(包括濕法刻蝕機、去膠機和清洗機,占比40%),下游應用從LED向集成電路延伸,集成電路以先進封裝為主,未來逐步拓展至前道領域,公司主要競爭對手為TEL,DNS,SUSD,CND,2019年科創(chuàng)板上市后獲得充裕資金,公司起家的涂膠顯影設備在前道需配合光刻機使用,由于光刻機受限因此業(yè)務發(fā)展受到制約,公司以清洗機作為第二增長曲線重點發(fā)展。7. 至純科技: 國內(nèi)濕法清洗設備的后起之秀,由前公務員出身的蔣淵2000年帶在上海設立,公司做高純工藝系統(tǒng)起家(蔣之前任職的德國公司的業(yè)務),2009年遭遇資金危機,后涉險渡過,2015年啟動濕法工藝裝備研發(fā),17年公司主板上市,同年設立子公司至微科技專門負責濕法清洗設備板塊,21年至微獲得大基金融資,濕法清洗設備逐漸起量,19年公司跨界到晶圓再生領域,目前形成了高純工藝系統(tǒng)(占比大)+半導體設備(占比低于30%)+光傳感器及器件+晶圓再生(還未放量)四大主業(yè)的格局,在濕法設備領域,與北方華創(chuàng),盛美,芯源微共同切分蛋糕。8. 晶盛機電: 國內(nèi)晶體硅生長設備龍頭,公司前身系上虞晶盛機電公司,由浙江大學教授和博士(邱敏秀,曹建偉等)帶領團隊,于2006年12月正式創(chuàng)立。公司成立同月,就承擔浙江省重大科技專項“全自動大規(guī)模集成電路單晶硅生長爐關鍵技術的研究與開發(fā)”項目,成立不到5月,公司就成功研發(fā)出國內(nèi)首臺全自動單晶硅生長爐,2008年3月,成功研制出國內(nèi)規(guī)格最大的全自動直拉式單晶硅生長爐,結束了長期以來12英寸大規(guī)格單晶硅生長爐設備依賴國外進口的歷史,核心客戶是TCL中環(huán),12年公司順利登陸創(chuàng)業(yè)板,上市后公司圍繞硅、碳化硅、藍寶石三大主要半導體材料開發(fā)出一系列關鍵設備,形成了半導體材料裝備(硅生長爐)和LED襯底材料(藍寶石)制造等,處在國內(nèi)大硅片龍頭地位,因純度問題,公司設備主要應用于光伏,LED等,小規(guī)模應用于半導體。9. 華峰測控: 國產(chǎn)半導體測試設備龍頭(主攻模擬及數(shù)?;旌闲酒瑴y試),由前中航工業(yè)公司專家孫銑(已于2021年離世,享年72)于1993年在北京創(chuàng)立,早期的STS2000 系列產(chǎn)品,覆蓋模擬、數(shù)字、繼電器、分立器件等的測試需求,主要客戶為科研院所及高校,2005年公司推出爆款STS8200,面向商用,14年,公司推出“CROSS”技術平臺,通過更換不同的測試模塊實現(xiàn)了模擬、混合、分立器件等多類別在同一個測試技術平臺上的測試,徹底引爆市場,一舉獲得龍頭地位,20年公司登陸科創(chuàng)板,同時大力投入難度更高的SoC測試機,試圖打開新的成長空間。10. 華興源創(chuàng): 科創(chuàng)板上市第一股+并購第一股,國產(chǎn)面板檢測設備龍頭,由技術員陳文源及妻子張茜于2005年在蘇州成立,公司得到了陳文源的老東家,臺灣+日本合資企業(yè)泰科蘇州的大力扶持,2013年以來為蘋果手機屏幕指定供應商,19年登陸科創(chuàng)板,20年收購歐立通,打入iwatch檢測領域。目前公司業(yè)務為平板檢測(龍頭,立足AMOLED行業(yè)Cell/Module,布局Micro OLED)、半導體檢測(主要為SoC測試機)、新能源汽車電子檢測(車載電腦測試機、車身控制器測試平等,打入特斯拉工廠)、可穿戴設備檢測(iWatch)四大業(yè)務板塊。公司前期和蘋果綁定較深,目前蘋果產(chǎn)業(yè)鏈略顯頹勢,公司急需找到新的大腿。11. 萬業(yè)企業(yè): 國產(chǎn)離子注入設備龍頭,前身是91年成立的上海眾城實業(yè),主營房地產(chǎn),93年就在上交所上市,15年浦東科投耗資30.43億拿下大股東(本來想裝瀾起科技),17年10億認購了上海半導體材料裝備基金,18年6.77億引入大基金,同年以3.98億收購專做離子注入機的上海凱士通100%股份(全球僅有的3家太陽能離子注入機廠家之一,市場占有率為全球第一,其產(chǎn)品已在太陽能電池廠商生產(chǎn)線上大規(guī)模應用,競爭對手中科信),20年投資了新加坡Compart(做氣體運輸高精流量控制組件的),21年攜手寧波芯恩創(chuàng)立了嘉芯半導體(產(chǎn)品范圍覆蓋刻蝕機、快速熱處理、薄膜沉積、單片清洗機、槽式清洗機、尾氣處理、機械手臂等8/12英寸半導體設備),公司不斷完善半導體裝備業(yè)務領域,想要打造成一個平臺型企業(yè)。12. 精測電子: 國內(nèi)膜厚設備領域及存儲芯片檢測設備參與者,由做銷售起家的彭騫于2006年成立,08年以前主做Module段電訊技術信號,沒做起來,08年轉向面板檢測,主要面向module段檢測設備,13年做到龍頭地位,2013年公司通過收購光達檢測和宏瀨光電成立了蘇州精瀨光電(專精特新),2014年組成韓國研發(fā)中心,目前面板檢測業(yè)務已經(jīng)延伸到前端的Array、Cell制程,是國內(nèi)面板檢測產(chǎn)品線最全的公司,18年布局半導體前道檢測和新能源電池檢測,前道檢測方面,形成了膜厚/OCD量測設備、電子束量測設備、泛半導體設備三大產(chǎn)品,19年公司收購日本W(wǎng)INTEST,在原本聚焦顯示驅(qū)動芯片、CIS芯片、模擬芯片等后道測試設備基礎上擴大規(guī)模,控股子公司武漢精鴻是與韓國存儲ATE的領軍企業(yè)IT&T合資,布局存儲芯片測試設備。公司2016年登陸創(chuàng)業(yè)板,目前業(yè)務結構顯示面板檢測占比80%,新能源占12%,半導體占7%13. 芯碁微裝: PCB直接成像設備市場份額全球第三,由軍人家庭出身的陳卓女士2015年在合肥創(chuàng)立(核心團隊及技術來自合肥芯碩),發(fā)展初期,公司最先開發(fā)半導體直寫光刻設備 MLL-C900 產(chǎn)品,實現(xiàn)直寫光刻產(chǎn)業(yè)化應用;隨后切入直寫光刻應用更為成熟、市場需求更為龐大的 PCB 制造設備市場 ,2016年上半年推出雙臺面LDI;130-90nm制版光刻設備;2017年推出高端防焊光刻設備;2018年推出卷對卷曝光設備;2019年推出載板和類載板的光刻設備;2020年推出自動化整體解決方案;2020年啟動了晶圓封裝直寫曝光設備、FPD6代線曝光設備的專項研發(fā)等。21年順利登陸科創(chuàng)板,目前業(yè)務結構中,PCB直接成像設備占主流,未來計劃將直寫光刻技術應用于光伏產(chǎn)業(yè),打造第二成長曲線。14. 長川科技: 中國規(guī)模最大,產(chǎn)品布局最全的半導體測試設備企業(yè),公司2008年在杭州創(chuàng)立,實際控制人為出自士蘭微的趙軼,核心團隊均來自士蘭,士蘭也是也是公司主要客戶之一,自創(chuàng)立后陸續(xù)開發(fā)了測試機(主要是模擬芯片及功率芯片后道檢測)、分選機(22年收購長奕科技)、探針臺(19年推出)、AOI設備(19年收購新加坡STI)等,產(chǎn)品主要應用于芯片設計驗證、晶圓制造檢測及成品測試。2015年國家大基金入股,2017年在創(chuàng)業(yè)板上市,目前業(yè)務結構中,分選機占50%+,測試機占40%+,公司已推出Soc芯片檢測設備,后續(xù)會在SoC芯片及存儲芯片檢測設備發(fā)力。15. 連城數(shù)控: 背靠隆基的單晶爐及切磨加工企業(yè),由出身于大連機床廠的李春安于隆基董事長鐘寶申2007年在大連創(chuàng)立,并在2008年推出我國第一代自主知識產(chǎn)權的單晶硅多線切方機,2013年,在國內(nèi)首次推出金剛線切片機,同年又收購了全球單晶爐龍頭企業(yè)美國 Kayex,并在后續(xù)完成相關技術的國產(chǎn)化,為隆基的單晶硅光伏企業(yè)霸主地位奠定了重要基礎,公司也隨著隆基的發(fā)展一路上升,目前在新三板掛牌,公司產(chǎn)品主要包括單晶爐、切割設備、磨床、硅片處理設備和氬氣回收裝置五大類。其中,單晶爐為主力產(chǎn)品,在營業(yè)收入中的占比達50%以上,未來計劃減少對隆基的依賴,開始客戶多元化發(fā)展,尤其是升級到半導體級單晶爐市場。16. 聯(lián)動科技: 國產(chǎn)分立器件測試機龍頭,由工商銀行職員張赤梅,鄭俊嶺夫婦1998年在佛山創(chuàng)立(2005年已離婚,目前張是董事長,鄭是總經(jīng)理),公司自成立起一只專注于半導體后道分立器件封裝測試設備,目前該部分業(yè)務占營收比超過70%(但該領域市場規(guī)模較小,國內(nèi)規(guī)模約5億,天花板明顯),另一部份業(yè)務是芯片后道程序中的激光打標,目前占比約20%,公司2022年在科創(chuàng)板上市,也在逐漸向模擬及數(shù)字混合測試設備領域拓展,搶占華峰測控和長川科技的市場,公司也有計劃向SoC芯片測試設備方向發(fā)展



