
一.芯片企业分类
全球芯片制造企业一般分为三种:
1. IDM(垂直整合制造):拥有设计、制造、封测全套能力的厂商称之为IDM厂商。
具体的公司有:英特尔、三星、德州仪器、闻泰科技。
2.Foundry:在集成电路领域是指专门负责生产、制造芯片的厂家。Foundry原意为铸造工厂、翻砂车间、玻璃熔铸车间,从它的字面意思可以看出其与集成电路的联系,因为硅集成电路的制造也跟“玻璃”和“砂”有关。
具体的公司有:台积电、中芯国际等。
3.Fabless:是Fabrication(制造)和less(无、没有)的组合,是指“没有制造业务、只专注于设计”的集成电路设计的一种运作模式,也用来指代未拥有芯片制造工厂的IC设计公司,经常被简称为“无晶圆厂”(晶圆是芯片\硅集成电路的基础,无晶圆即代表无芯片制造);通常说的IC design house(IC设计公司)即为Fabless。
具体的公司有:高通、博通、海思等。
二.芯片产业链
芯片设计、制造、封测三个环节中设计和制造都是技术密集型产业,国产化率很低。
1. 芯片设计:是将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的物理版图的过程,就像建房子的图纸。是芯片行业整体中对科研水平、研发实力要求较高的部分,芯片设计水平对芯片产品的功能、性能和成本影响较大。因此是芯片产业链中附加值最高的环节。我国芯片设计环节相对薄弱,国产替代空间大。
部分细分行业龙头:
功率半导体:闻泰科技、斯达半导、新洁能
模拟芯片:圣邦股份、思瑞浦
射频芯片:卓胜微
WIFI/蓝牙:乐鑫科技、恒玄科技
指纹识别:汇顶科技
CIS:韦尔股份
存储芯片:兆易创新、北京君正、澜起科技
2.芯片制造(晶圆制造):是将设计时的版图制成光罩,将光罩上的电路图形 信息转移至硅片上,在晶圆上形成电路的过程。晶圆制造集中度较高,2020Q2前十大晶圆代工厂营收占比96.4%。但又呈现一超多强局势,晶圆代工厂2020Q2营收中台积电占比51.5%,三星18.8%,我国中芯排名第五占比4.8%。台积电的超强不仅仅是在营收和市占率上,还有它先进的制造技术,全球7nm量产仅两家(台积电和三星),5nm量产已准备,下半年量产。(资料来源:长江证券研究所)
3.芯片封装前面文章有详细讲解,具体可以浏览我们前面的两篇纪要,这里就不再赘述了。
每日研讨纪要-长电科技vs通富微电vs日月光
三.芯片设计制造设备产业:
2019年,全球半导体制造设备市场规模576亿美元,其中前五大半导体设备厂合计实现销售收入456亿美元,市占率高达79.3%,前十大半导体设备厂合计实现销售收入544亿元,市占率达94.4%。在成熟市场中,晶圆制造设备占比约80%,检测、封装、硅片制造及其他(如掩膜制造)设备占比依次约为8%、6%、3%以及3%。(贝壳投研)
设计就像画图纸需要CAD软件,芯片的设计也需要EDA软件。EDA软件是芯片设计的最上游,被称为芯片之母。 EDA行业高度垄断,美国新思科技、楷登电子科技、德国明导科技占我国95%,全球65%的市场。我国公司占比不足1%。
晶圆制造主要设备:蚀刻设备、光刻机/光刻胶处理设备、薄膜沉积设备、表面抛光清洁设备。
阿斯麦在光刻机设备方面形成寡头垄断。应用材料、东京电子和泛林半导体是提供等离子体刻蚀和薄膜沉积等工艺设备的三强。科天半导体是检测设备的龙头企业。
2018年全球前五大半导体设备制造商系统及服务收入排名(亿美元)

四.芯片材料产业链
材料上主要是硅片、光罩(掩膜版)、光刻胶、靶材、CMP(抛光)、湿电子化学品、特种气体等。
1, 硅片:前5大供应商(日本信越、日本胜高、台湾环球晶圆、德国Silitronic、韩国LG)就占据了92%市场份额,而日本信越和日本胜高在8英寸、12英寸晶圆的市占率是70%。中国大陆的龙头沪硅产业,市占率才2.18%。还有中环股份。
2、靶材:主要还是美日企业,日矿金属、霍尼韦尔、日本东曹、美国普莱克斯一共占据80%市场。国内主要有江丰电子、阿石创、隆华科技、有研新材。
3、市场依然高度集中,国外巨头总共占据88%市场份额,留给国内企业只有12%,其中包括:美国空气化工(25%)、法国液化空气集团(23%)、太阳日酸株式会社(17%)、美国普莱克斯(16%)、德国林德集团(7%)。目前我国和国外有10年的技术代差。国内:雅克科技、华特气体、南大光电。
4、抛光材料:安集科技(抛光液)、鼎龙股份(抛光垫)。
5、光刻胶:日本JSR、东京应化、日本信越和富士电子的市占率加起来高达72%,美国罗门哈斯占15%,加起来市占率是87%。国内:南大光电、飞凯材料、容大感光、晶瑞股份
6、高纯试剂:上海新阳、江化微、晶瑞股份、巨化股份
7、其他材料:神工光伏、菲利华、石英股份
五.问答:
1.问:国产替代主要部分是哪些?国产替代部分中国光刻机精度?
答:由于国外卡脖子情况严重,我国尽可能在各个环节进行国产替代。目前上海微电子的实现了90nm工艺制程。
2.问:制造设备国产替代最具代表性的公司有哪些?
答:北方华创在晶圆制造设备的丰富产线值得关注,江丰电子在靶材行业也有一定的市占率。其他设备替代持续追踪。
3.问:通常说的芯片几纳米工艺代表什么?
答:指在生产芯片过程中集成电路的精细度,精度越高生产工艺越先进。目前高精度制程设备还是空白。
4.问:晶圆制造流程是什么?
答:硅片拉伸切片、湿洗 、光刻 、 离子注入、干蚀刻 、湿蚀刻 、等离子冲洗 、热处理(快速热退火、退火、热氧化)、化学气相淀积(CVD)、物理气相淀积 (PVD)、分子束外延 (MBE) 如果需要长单晶的话就需要、电镀处理、化学/机械表面处理、晶圆测试、晶圆打磨就可以出厂封装了。
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