半導體產(chǎn)業(yè)有三種權利:

1、設計權:決定了創(chuàng)新

2、代工權:決定量價關系

3、設備權:決定產(chǎn)業(yè)鏈安全和工藝突破

現(xiàn)在全球產(chǎn)業(yè)鏈的趨勢是:

1)有設備權的美國/歐洲,正在奪取本土代工權。

2)有市場優(yōu)勢的中國在奪取設計權后,正在爭取代工權。

代工權將成為一個國家數(shù)字化轉型的基石,也是半導體三權爭奪戰(zhàn)的聚焦點。

具備代工權的中芯國際進入實體名單后,完全基于美系設備的7nm其現(xiàn)實意義遠小于基于國產(chǎn)設備的成熟工藝,晶圓代工廠并不是半導體的最底層技術,只是芯片設備、材料、工藝的集成商。中國半導體的主要矛盾已經(jīng)從缺少先進工藝調教,轉移到缺少國產(chǎn)半導體設備、材料。

一、芯片設計權的兩種歸屬:

1)獨立第三方的芯片設計公司:比如高通、聯(lián)發(fā)科、英偉達,這是芯片行業(yè)劃時代的進步,獨立芯片設計公司的出現(xiàn),猶如微軟開辟的獨立軟件公司的全新軟硬件分離設計的模式,極大地加速了整機廠商的研發(fā)進度。

2)依附整機廠的芯片設計公司:領先廠商,比如蘋果、三星、華為海思的芯片設計部門,為了自定義匹配自己操作系統(tǒng)或者應用平臺的靈活度,將軟件的底層定義融入芯片設計環(huán)節(jié),實現(xiàn)了其各自的技術護城河。

設計權的旁落會導致自身產(chǎn)品的同質化,從而淪為聯(lián)發(fā)科、高通等的方案整合商,也就是集成商。未來終端的戰(zhàn)場已經(jīng)從手機衍生到AIoT和電車,更需要的是客制化和異構融合的算力。

中國已經(jīng)占據(jù)了手機和AIoT終端市場的主動權,面對電車智能駕駛時代,未來對芯片設計權的爭奪將會越發(fā)激烈,成為終端廠商核心競爭力的體現(xiàn)。

二、芯片的代工權有兩種歸屬:

1)獨立第三方的Fab,比如臺積電、中芯國際、聯(lián)電,這是芯片行業(yè)劃時代的進步,獨立的晶圓代工廠的出現(xiàn),極大的提高了行業(yè)效率。

2)獨占的自主IDM,比如Intel、索尼、三星、英飛凌,這是巨頭們的發(fā)展方向,擁有自身晶圓廠會極大提高在模擬、功率、存儲芯片等領域無與倫比的競爭力。

分久必合、合久必分:對于晶圓廠的把控經(jīng)歷過幾輪周期,自IBM和AMD剝離晶圓廠組建格羅方德以來,臺積電主導的獨立代工廠成為時代主流,但是,代工權的旁落將極大的削弱自身對供應鏈和部分工藝的把持力度,成為懸在芯片設計廠商頭上的利劍。

現(xiàn)在通過自建晶圓廠發(fā)展為IDM已經(jīng)成為行業(yè)趨勢,主要有三個原因:

1、自建晶圓廠可以深入工藝細節(jié),是大多數(shù)模擬、功率、射頻芯片的必然選擇。

2、自建晶圓廠可以抵御代工廠的不確定性,防止關鍵時刻和關鍵節(jié)點工藝的受限。

3、自建晶圓廠可以鎖定產(chǎn)能掌握主動權,在目前缺芯的大背景下,是大芯片設計公司的優(yōu)先選擇。

三、設備權有兩種歸屬:

1)獨立專業(yè)的設備商:比如ASML、AMAT、LAM、KLA、TEL這五大半導體設備巨頭占據(jù)了大多數(shù)的市場空間。

2)有設備權的晶圓廠:比如ASML的EUV項目啟動之初就引入了Intel、三星、臺積電等三大股東,并通力合作,最終形成EUV-FAB聯(lián)合體,具備一定的優(yōu)先權,另外三星半導體能夠自給相當部分的半導體設備。

設備權是半導體的最底層權利,也是牽一發(fā)動全身的關鍵節(jié)點。我們回顧美國對華為的三輪封殺,就是逐步剝奪其設計權、代工權、和設備權。

集成電路的制造工藝分為“三大”+“四小”工藝:

三大:光刻、刻蝕、沉積

四小:離子注入、清洗、氧化、檢測

一般情況下光刻占整條產(chǎn)線設備投資的25%,與刻蝕機(25%)、PVD/CVD/ALD(25%)并列成為最重要的三大前道設備,所以并不是有了光刻機就能造芯片,光刻只是芯片制造工藝流程中的一個環(huán)節(jié),另外還需要其他6大前道工藝設備的工藝,其與光刻機同等重要。

其實目前中國最不缺光刻機,缺的是其他6大類被美國把持的工藝設備(沉積、刻蝕、離子注入、清洗、氧化、檢測)。

光刻機大致分為兩類:

1、DUV深紫外線:可以制備0．13um到7nm芯片

2、EUV極紫外線:適合7nm到3nm以下芯片

目前情況下DUV光刻機并不限制中國,還在正常供應,因為供應商主要來自于歐洲荷蘭的ASML和日本Nikon佳能,并不直接受美國禁令,但EUV目前并未買到。

在前序報告里提到,中國半導體未來將從全部外循環(huán),轉向外循環(huán)+內循環(huán)的雙循環(huán)架構,基于半導體全球化深度分工的現(xiàn)實,外循環(huán)即團結非美系設備商依舊是重點和現(xiàn)實的選擇。目前前道設備格局是:

1、光刻機:由歐洲ASML和日本Nikon和Canon壟斷。

2、刻蝕、沉積、離子注入、清洗、氧化、檢測設備:由美國和日本壟斷,其中檢測設備由美系的KLA深度壟斷。

所以現(xiàn)在中國半導體擴產(chǎn)大背景下的內外雙循環(huán)的當務之急是依靠國產(chǎn)和聯(lián)合歐洲日本去替代美國把持的非光刻設備。

面對百年未有之大變局,美國/歐洲/日本正在逐步收緊其代工權,都在鼓勵晶圓廠本土化。中國半導體應該在相對強勢的設計權的推動下,自建晶圓廠并扶持國產(chǎn)設備產(chǎn)業(yè)鏈,逐步奪回芯片代工權和設備權。

基于此,我們認為未來產(chǎn)業(yè)會有三大趨勢:

1、掌握設計權:華米OV等整機廠掌握芯片設計權,韋爾股份/圣邦股份/兆易創(chuàng)新/芯朋微/全志科技/晶晨股份/瑞芯微等掌握獨立設計權。

2、掌握代工權:中芯國際/華虹半導體掌握獨立代工權、士蘭微/華潤微/揚杰科技/捷捷微電/中車時代/比亞迪掌握自主晶圓廠。

3、掌握設備權:北方華創(chuàng)/華峰測控/長川科技/萬業(yè)股份/盛美半導體/拓荊科技/華海清科/中微半導體/至純科技等掌握自主設備權。