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国产半导体公司发展路径及推荐标的1 来源:本站    时间:2018/9/3 10:59:52

半导体设备公司可分为覆盖多种设备的综合型公司以及专注某些细分领域的专业型公司,两者在产品结构、并购风格上有所不同,但对研发投入和自主创新的态度高度一致。下面分别以AMAT和北方华创作为综合型设备商代表,以ASML和中微半导体作为专业型设备商代表,分析其发展路径。

 

1. 综合型公司发展路径——AMAT和北方华创

1.1 AMAT:多样化并购、市场扩张与内部创新相结合

AMAT(应用材料)公司是半导体设备全球龙头,规模最大,设备种类最多,是综合型公司的最典型代表。

 

公司产品种类繁多,生产的半导体设备覆盖原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、电气化学沉积、外延工艺、刻蚀、离子注入、测量与检测、快速热处理等,几乎包揽光刻机以外的半导体制造各环节所需设备,是三星电子、台积电、美光、英特尔等巨头的设备供应商。

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回顾AMAT的发展历程,首先,公司产品线的拓展离不开积极的多样化的并购活动。作为半导体设备综合平台,要保证广泛的产品覆盖度,公司不得不面临技术研发投入大、研发周期长、失败风险高、技术更新迭代迅速的问题,而多样化的外延并购可以加快公司技术更新速度,适应市场需求,并降低内部研发失败的风险。

 

自上世纪90年代中后期起,AMAT进行了一些列并购。1997年,AMAT收购以色列公司Opal TechnologiesOrbot Instruments,以切入集成电路监测与控制设备领域;次年,收购Consilium公司,以通过其MES系统提高生产效率;2000年,收购Etec Syetems公司,切入光罩和薄膜晶体管阵列测试领域;紧接着在2001年收购Oramir半导体设备公司,以获得该公司的半导体晶片激光清洗技术,对公司现有的晶片检测系统进行补充;2006年,通过收购薄膜沉积设备供应商Applied Films公司,成功进入太阳能电池和相关设备市场,产品线得到大举扩充;2008年,收购意大利Baccini公司,以开拓意大利市场,并扩大自身在太阳能面板制造设备市场的影响力;次年,公司在西安建太阳能研发中心并收购Semitool公司,以提高公司在晶圆级封装和存储器铜互连工艺这两大快速增长市场上的地位;2011年,收购芯片设备制造商Varian,以提高公司在离子注入系统和晶体管生产方面的技术。这些并购活动壮大了公司的规模和主营业务,并在公司增速放缓、市场份额已难以提高之时为其提供了新的增长驱动力,使公司一直得以在多个领域维持有竞争力的市占率。


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其次,公司顺应产业转移趋势,积极进行全球布局,扩大市场。上世纪70年代,美国对日本进行以家电行业为主导的装配产业转移,这是历史上第一次半导体产业转移。基于此,19791984年,AMAT的日本子公司和技术研发中心相继设立。19791983年期间,公司在日本地区销售额年均复合增长率达93%1983年日本销售额占公司总销售额比例达到30%。上世纪90年代,日本经济泡沫破裂,出现了从日本到韩国和台湾的第二次半导体产业转移,韩国和台湾借此机会确立了在PC和手机端的芯片霸主地位,AMAT19851989年分别设立韩国办事处和台湾办事处。此外,公司于1984年开始进入中国市场,成为第一个在中国内地设立客服中心的半导体设备商,于1991年建立新加披办事处,在欧洲的苏格兰、德国也设立了营业部。广阔的全球市场使公司营业额不断实现突破。

 

最后,AMAT始终注重内部技术研发,每年在研发上投入不低于营收的11%,团队成员中30%为专业研发人员,有业界最强的知识产权储备,拥有12000项专利,平均每天申请4个以上专利,旗下的梅丹(Maydan)技术中心耗资数十亿美元,致力于先进芯片制造,是全球最先进半导体研发实验室之一。高强度的研发使公司核心设备技术始终领先全球。

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1.2      北方华创:资源重组、内生研发与外延并购的结合

北方华创是国内半导体设备龙头,由七星华创和北方微电子重组而成,实现资源优势互补,在整个泛半导体领域涵盖了集成电路、先进封装、LEDMEMS、电力电子、平板显示、光伏电池等半导体相关领域,拥有着比较完整的泛半导体设备产品线,并在诸多设备上都取得了一定的成就。

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 公司注重内修,2016年研发费用为7.6亿元,占营业收入47%虽然绝对值远不及国际巨头,但研发费用率更高,表现出强烈的赶超意愿,而这离不开政府资金的支持,20175月,公司收到用于国家科技重大专项“14nm立体栅等离子体刻蚀机研发及产业化”的国家科技重大专项项目经费9,423万元,用于“28-14nm 原子层沉积系统(ALD)产品研发及产业化”项目经费4,811 万元以及“14-7nm CuBS 多工艺腔室集成装备研发及产业化”项目经费资金 4,746 万元。人才方面,公司拥有中组部“千人计划”专家10名,北京市“海聚工程”专家11名及数十名海外专家组成的研究队伍,更拥有北京市领军人才团队、首席技师工作室、国资委优秀科技创新团队等各类管理与技术优秀人才团队。公司2016年技术人员占比接近三分之一。

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此外,通过外延扩张,合理并购,公司得以强化产品性能,拓展产品线。20178月,公司全资子公司“北方华创微电子”拟在美国设立子公司,并以1,500万美元收购美国Akrion Systems LLC公司,双方于20181月完成交割。Akrion专注于半导体硅晶圆清洗设备,产品下游应用领域与公司基本重合,收购完成后,公司在清洗机领域已拥有单片与批式清洗两大产品线,产品结构更加完善,公司技术与客户积累也得到强化。

 

2. 专业型公司发展路径——ASML和中微半导体为例

2.1 ASML:持续研发投入的同时专注于专业化并购

ASML是全球最大的光刻机设备提供商,在该领域具有垄断地位,16年市占率达80%,是专业型公司的最典型代表。

 

公司专注于光刻设备生产,主要提供DUV光刻机、EUV光刻机和综合性光刻解决方案,主要客户包括三星、台积电、英特尔。

ASML在业内的不可替代性主要来源于对光刻技术的高强度研发投入和专业并购。

研发上,一方面是公司内部持续不断的高投入。公司每年研发费用不低于总营收的10%,目前19000名员工中研发人员超过7000人,占比接近40%20177月,公司成功发布用于7 nm/ 5nm节点的整体光刻产品套件。该产品套件由TWINSCAN NXE3400B EUV光刻系统,TWINSCAN NXT2000i浸入式系统和HMI eP5电子束计量系统组成,使芯片制造商能够在7 nm/ 5nm逻辑和16nm DRAM节点上开发,优化和控制生产工艺。

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ASML在业内的不可替代性主要来源于对光刻技术的高强度研发投入和专业并购。

研发上,一方面是公司内部持续不断的高投入。公司每年研发费用不低于总营收的10%,目前19000名员工中研发人员超过7000人,占比接近40%20177月,公司成功发布用于7 nm/ 5nm节点的整体光刻产品套件。该产品套件由TWINSCAN NXE3400B EUV光刻系统,TWINSCAN NXT2000i浸入式系统和HMI eP5电子束计量系统组成,使芯片制造商能够在7 nm/ 5nm逻辑和16nm DRAM节点上开发,优化和控制生产工艺。

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另一方面,ASML推行技术合作开发战略,专注核心客户的技术需求,利用客户入股注资和科研经费提供加快研发进程。2012年,为加快450mm晶圆技术和下一代EUV光刻技术的研发, ASML与英特尔签订协议,英特尔对ASML进行32亿美元股权投资,并在5年内提供8.29亿美元的研发经费,并承诺从ASML提前订购特定数量的订单。同年,台积电和三星也分别入股ASML,当年8月台积电加入ASML的客户共同投资计划,出资8.38亿欧元购买ASML5%股权,并提供2.77亿欧元分5年投入到ASML的研发项目中,三星则出资7260亿韩元购买ASML3%股权。


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除此之外,ASML还借助一系列专业性的并购,为业绩增长和光刻技术进步提供动力。1999年,为增加聚焦深度,改善机器成像能力,扩大光刻窗口,ASML收购MaskTools2001年,收购Silicon Valley Group并将之作为主要的研发和制造中心,同年公司推出采用双工作台的TWINSCAN系统;2007年,收购了领先的半导体设计和制造优化解决方案提供商BRION,这是公司“综合光刻”战略的开端,扩充了ASML在光刻系统方面的技术;2013年,收购光刻光源制造商Cymer,以加速EUV的发展;2016年进行了两笔重要的收购,一是与其曲面反射镜提供商卡尔蔡司进行战略合作,收购其子公司Carl Zeiss SMT24.9%股权,合作开发High-NA EUV,二是收购领先的e-beam测量工具提供商Hermes Microvision,扩展综合光刻产品组合,用于检测机器精度,增加机器的正常运作时间和产量。

 

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2.2 中微半导体:深耕等离子刻蚀和化学薄膜沉积领域

中微半导体是国内领先的高端芯片设备企业,也是大基金一期首个投资企业,公司专注于刻蚀和化学薄膜沉积类型设备的生产,在芯片介质刻蚀设备、硅通孔刻蚀设备、MOCVD设备三大细分领域均成为世界三强。成功进入海内外重要客户供应链。

其中,芯片介质刻蚀设备已在台积电7nm10nm量产线工作,并与其联合进行5nm认证,同时占据中芯国际50%以上新增采购额;硅通孔刻蚀设备在我国TSV/CIS/MEMS刻蚀机市场市占率超过50%MEMS刻蚀机进入德国博世和意法半导体;MOCVD设备方面,公司的第二代Primo A7 MOCVD设备在国内市场已全面取代德国Aixtron和美国Veeco,获得80%市场份额。


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中微芯片介质设备已经在10nm7nm的研发线核准数道BARK刻蚀应用,成为标配设备,并开始5nm器件刻蚀开发,目前共进入25条芯片生产线,生产4300多万片晶圆,其中包括台积电7nm10nm量产线。公司该设备在台积电拥有232个反应台,累计生产晶圆超过2400万片。此外,中微的电容型介质刻蚀设备已进入全球市场前三,仅次于东京电子和泛林。

硅通孔刻蚀设备方面,8英寸和12英寸设备国内市占率超过50%。中微在3年内运出100个反应台,在MEMSCIS加工超过340万片晶圆。中微自主设计的MEMS刻蚀机达到国际最先进水平,与欧美同类型设备相比具有良率高、输出量大、成本低的优势,已成功进入德国博世和意法半导体。中微的TSV硅通孔刻蚀机是业界唯一的双台机,无论技术性能、产率和成本都优于美国科林和英国SPTS,市场份额呈现进一步上升趋势。

 

中微的MOCVD设备在国内蓝光LED市场实现逆袭,其第二代Primo A7 MOCVD设备,已在国内全面取代德国Aixtron和美国Veeco的设备,从2016年底至20181月累计获得近400台订单,市占率达到80%

 

公司和团队30年来一直致力于推动刻蚀技术和设备发展,对包括400KHz双电极反向耦合介质刻蚀技术、TSV ICP小体积反应器及高速气体切换技术、双反应台反应器集成系统等19项关键的等离子刻蚀体技术进行了创新和突破。

 

研发方面,公司拥有尹志尧等100多位来自美国硅谷、日本、韩国、东南亚及台湾地区的行业专家,曾领导或参与20多个国际先进半导体设备的开发及市场化。研发人员占公司员工总数近三分之一。公司30年来一直致力于推动刻蚀技术和设备的发展,在32项关键的等离子体刻蚀技术和设备创新突破中,由中微成员或中微首创的有19项,占比60%

 

通过上述分析比较,我们得到了以下结论:

产品结构上,综合型设备企业产品线丰富,产品覆盖设备行业多数领域,凭借产品广度形成市场竞争力;专业型设备企业深耕某一个或几个细分领域,在该领域形成垄断优势。并购风格上,综合型设备企业从事的并购以多样化并购为主,并购的标的往往覆盖不同领域;专业型设备企业的并购活动以专业并购为主,并购标的多与公司所专注领域有关且在某一细分技术上具有比较优势。但是这些企业都有一个高度相同的地方——注重研发投入和自主创新,无论是ASML与三星、英特尔、台积电等核心客户的联合研发,还是北方华创承接02专项借助政府补贴实现的高比重研发经费投入,持续的、高强度的研发投入和核心技术的自主掌握始终是企业的安身立命之本。

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