釜底抽薪,这个行业将迎来新生

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$半导体(CSIH30184)$ 

半导体芯片行业对普通人来说确实比较难,一般专家说什么就是什么,但是看得多了还是会有收获。这两天一直在看芯片半导体的资料,今天作下梳理。

半导体在过去两年不到,经历了从缺芯到消费砍单、库存堆积的演变,让不少人感受到了芯片周期性的威力。周期性还在消化中,半导体便又遭到了“暴击”:10月7日,美国修改了出口管制,加大了对中国科技行业尤其芯片领域的限制。

我们先通过一个视频来了解一下芯片制造的全流程,看看芯片制造难在哪?

半导体生产特别复杂,工序多到上千道,需要的工具是出奇地多,涉及到的行业,包括机械、电子、冶金、化工、材料等等。半导体仅前道就涉及“三大四小”7大工艺(三大(75%):光刻、刻蚀、沉积;四小(25%):清洗、氧化、检测、离子注入)。

目前前道设备格局是:1)光刻机:由欧洲ASML和日本Nikon和Canon垄断;2)刻蚀、沉积、离子注入、清洗、氧化、检测设备:由美国和日本垄断,其中检测设备由美系的KLA深度垄断

目前中国并不缺光刻机(DUV是20年前日本和荷兰发明的技术,不受美国管辖;EUV是美国科技最后的碉堡,锁住了7nm高阶~1nm,但目前,DUV对中国未来十年科技树已经够用),缺的是其它6大类被美国厂商把持的工艺设备(沉积、刻蚀、离子注入、清洗、氧化、检测)。晶圆厂及其上游设备材料,将成为一国经济发展的系统级变量。

关于禁令的影响主要有以下几点。

1.全面封锁短期影响确实比较大

就拿大家熟知的半导体芯片制造设备光刻机来说,目前做得最好的是荷兰的ASML,它做的这个极紫外光的光刻机,全球只它一家能做。但是,一台极紫外光刻机,需要有2000多家厂商给它提供零部件,而这2000多家厂商都来自世界各个发达国家,且是行业翘楚。

光刻机虽然造出来很难,但也就是一个机器,而目前我们的难题是:这么多工序用到那么多设备和耗材,每个都在被卡。除了光刻机,还有应用材料AMAT,泛林半导体LAM,科磊半导体KLA等设备,涉及环节包括检测、测量、沉积、清洗等。

这样一个全球大分工格局的半导体芯片行业,中国还提供了庞大的需求市场,要知道,有市场需求才有生产制造,没有市场,你做出来的东西卖不出去,就赚不到钱,赚不到钱,你就没法去延揽高科技的人才,买更好的设备,再去提升你的产品,从而形成良性循环。所以,今天要把整个生产供应链生生打断,其实对各方来说,都是损失。我们要建立这样一个庞大的产业链,是真的还有很长的路要走。

就像任正非曾经感叹道:“芯片砸钱不行,得砸数学家、物理学家、化学家……”而一代人才的成型,也需要时间。

2.“堵不如疏”,我们的半导体产业将加速成长

微软创始人,比尔盖茨知道,对付中国这样工业体系完整的国家封锁是没用的,想扼杀一个行业最好的办法是倾销,微软当年盗版软件遍布全中国,中关村天桥上五块钱就能买一个很好用的盗版OFFICE, 所以中国的软件行业至今都没发展起来, 他尝到过甜头,是竞争战略的真行家。

面对美国制裁压力,我国半导体产业一定是加速产业成长的。

如果复盘一下类似产业历史,我们会更有信心。

硬件行业中,工艺、工序方面与半导体最类似的产业是PCB。过去8年,中国PCB产业从生产制造环节、设备环节,一步步不断成长,不仅追赶,还有很多创新,为全球PCB产业做出了不少贡献。从一个后进者变成全球的潜在领先者,这个过程完完全全是市场化的。

PCB设备厂商大族数控,7年时间营收从7个亿到40亿,实现了7年7倍的增长。半导体设备厂商华海清科从2017年的不到2000万收入,到今年预计17亿收入,5年实现90倍的成长。

另外,摩尔定律放缓也有利于后进者,半导体并不需要重大基础理论创新,本质上是工艺的不断优化。

过去60年半导体的推动力是摩尔定律,随着摩尔定律放缓,未来推动力在于材料和结构创新, 所以chiplet应运而生。这一块依靠的封装环节,中国在这一块上差距并不大。

3.在攻克先进工艺的同时,更要把成熟工艺的缺口补上。

“新90/55nm”远大于“旧7nm”,进入实体名单后,基于美系设备的7nm其现实意义远小于基于国产设备的成熟工艺,中国半导体的主要矛盾已经从缺少先进工艺调教,转移到缺少国产半导体设备的突破。以中芯国际来说,其在成熟供应商的产能,还不到台积电的15%,根本无法满足国内的需求,国内在成熟工艺芯片上的缺口高达700%。

当前,半导体国产化难在于如何快速提升学习曲线的斜率,这需要上下游协同调试的大环境。

之前,设计公司觉得内资fab工艺不给力,优先选择外资晶圆厂,导致国产晶圆厂水平原地踏步。内资fab觉得国产半导体设备不给力,联调起来耽误进度和KPI,能有美系设备就买美系,国产先放一边。有fab“专家”就认为国产光刻胶不行而,优先使用国外材料。这使得缺少下游的迭代反馈,国内相关产业水平提升缓慢。

要知道,台积电的晶圆代工水平靠的是苹果英伟达等设计公司的调教学习,做到完美。ASML的光刻机靠的是跟台积电的通力合作,深度研发,反复迭代,做了世界第一。

如今,美国史上最严芯片封锁来了,在民族大义面前,对在禁令之外的成熟工艺设备,晶圆厂一定要以支持国产设备和材料为第一目标,上下游协同调试,形成抱团发展的大环境。

已经被逼到墙角的中国半导体产业只要真正做到万众一心,把一个个单点连成线,线组成面,半导体国产化的机会远大于挑战,我们将看到半导体国产新纪元加速到来。

4.继续加大外循环,与欧、日、韩等加强合作。

目前全球还没有哪一个国家能够覆盖半导体的全产业链,全球化合作依旧是行业主流。虽然美国的半导体技术领先全球,但欧、日、韩也是全球半导体产业链中举足轻重的参与者,日本的材料、欧洲的设备,韩国的代工。

由于中美的科技摩擦,面对美国对中国的条件约束,当务之急就是针对美国的强势领域进行替代,并尽最大努力对美国之外的(欧洲、日本等)继续进行外循环。

当前,欧洲、日韩等国目前都面临着非常严峻的增长问题,各自有利益约束,并非铁板一块,这些因素为我们争取合作提供了空间。

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2022-10-15 07:59

哪来新生 目前就是不解禁就凉 会越来越落后先进技术,华为这些年依旧没有解决芯片问题 没了国际合作 100%国产更本不行