半導體產業有三種權利:

1、設計權:決定了創新

2、代工權:決定量價關系

3、設備權:決定產業鏈安全和工藝突破

現在全球產業鏈的趨勢是:

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字化轉型的基石,也是半導體三權爭奪戰的聚焦點。

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其現實意義遠小于基于國產設備的成熟工藝,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從缺少先進工藝調教,轉移到缺少國產半導體設備、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、聯發科、英偉達,這是芯片行業劃時代的進步,獨立芯片設計公司的出現,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節,實現了其各自的技術護城河。

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

中國已經占據了手機和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激烈,成為終端廠商核心競爭力的體現。

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、聯電,這是芯片行業劃時代的進步,獨立的晶圓代工廠的出現,極大的提高了行業效率。

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。

現在通過自建晶圓廠發展為IDM已經成為行業趨勢,主要有三個原因:

1、自建晶圓廠可以深入工藝細節,是大多數模擬、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點工藝的受限。

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

三、設備權有兩種歸屬:

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

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聯合體,具備一定的優先權,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,也是牽一發動全身的關鍵節點。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節,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,轉向外循環+內循環的雙循環架構,基于半導體全球化深度分工的現實,外循環即團結非美系設備商依舊是重點和現實的選擇。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。

所以現在中國半導體擴產大背景下的內外雙循環的當務之急是依靠國產和聯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設備產業鏈,逐步奪回芯片代工權和設備權。

基于此,我們認為未來產業會有三大趨勢:

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/華峰測控/長川科技/萬業股份/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。