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A股半导体全景再复盘(二)

发布时间:2022-03-17作者来源:萨科微浏览:536

上接 A股半导体全景再复盘(一)


03

芯片设计



【1】行业地位、概述与国产化情况


芯片设计和晶圆制造均是半导体产业链中最核心的环节。


芯片设计位于产业链上游顶端,从开端就影响着芯片的功能、性能和成本,因而对企业研发实力要求极高,此环节的研发投入便占了整个半导体研发的53%,是典型的人才和智力密集型产业。


但这也带来了高附加值的好处,轻资产的模式使得行业整体毛利率在30%以上,是产业链中最赚钱的环节,且一旦掌握核心的底层架构技术,后续专利费就有可能达到设计成本的50%以上。


芯片设计流程主要可分为前端设计与后端设计,其中前端设计也叫逻辑设计,主要设计芯片的功能,后端设计也叫物理设计,主要设计芯片的工艺。


商业分工模式也可分为IDM模式和Fabless模式,即垂直整合模式和无晶圆厂模式。前者意味着半导体厂商从芯片设计,到芯片制造都由自己完成,前期投入大但可对产业链自主把控,代表企业例如英特尔、英飞凌;


后者意思是自身从事芯片设计工作,晶圆制造则交给台积电等代工厂商,资产更轻但容易受制于人,随着规模效应的扩大,Fabless模式日渐成为主流,代表企业例如英伟达、高通、华为等,今年一季度,全球前15大半导体公司中营收增长[敏感词]的四家AMD(93%)、联发科(90%)、高通(55%)、英伟达(51%)都是Fabless模式。


在前文我们知道,中国的芯片设计厂商占全球份额仅为个位数,与美国不可同日而语。华为海思虽是优秀的芯片设计公司,但无奈大陆晶圆制造产业落后太多,海思仍被扼住咽喉,遭受重创。

 

【2】龙头公司简析


紫光国微:智能安全芯片及国内特种 IC 双龙头,是国内[敏感词]的、领先的集成电路设计上市公司之一。子公司国微电子产品线齐全、技术实力强,是国内特种 IC 龙头企业,子公司紫光同芯是国内智能卡芯片龙头,市场渗透率进一步提高,子公司紫光同创是国内FPGA领导者,产品性能已经达到行业[敏感词]的千万门级,打破了海外寡头垄断,未来在FPGA国产化的进程中有望实现快速成长。


兆易创新:国内闪存芯片存储器及MCU微控制器设计双龙头,目前为全球排名[敏感词]的无晶圆厂NOR Flash供应商,SPI NOR Flash领域市占率全球第三。NOR Flash产品,公司基于成熟55nm工艺平台,针对市场新型应用、物联网、汽车应用、工业控制等领域持续推出具有竞争力产品;在MCU微控制器市场,2020年销售接近2亿颗。


卓胜微:国[敏感词]频芯片龙头,深耕射频前端领域,已在国[敏感词]频前端细分领域具有领先优势,是国内少数对标国际领先企业的射频器件提供商之一。


韦尔股份:国内图像传感器设计龙头,2019年成功收购了两个影像传感器CIS设计公司豪威和思比科,设计业务收入超过世界第十的芯片设计上市公司。并加大在分立器件、射频IC、模拟IC等领域研发力度,形成了以CIS业务为核心,多产品线协同发展的业务布局。


闻泰科技:耗资181亿收购的安世半导体是全球功率半导体龙头,产品主攻消费电子与汽车领域。其主要产品为逻辑器件、分立器件和MOSFET器件,是一家集设计、制造、封装测试为一体的半导体跨国公司,三大业务均位于全球领先地位,逻辑器件排名第二、二极管和晶体管排名[敏感词]、车功率MOSFET排名第二。


北京君正:收购全球车用DRAM存储芯片市占率15%的北京矽成,成为国内稀缺的汽车存储芯片领军企业。


新洁能:国内MOSFET领先企业,自建IGBT封测产线,产品已切入宁德时代、中兴通讯、飞利浦等众多国内外龙头厂商供应链,是国内少数掌握高端功率器件核心技术的厂商之一。未来致力于打造第三代半导体功率器件平台,积极研发新能源汽车用功率半导体。


景嘉微:A股极其稀缺的图形处理器芯片标的,主要应用于军事装备,在国内机载图显领域占据大部分市场份额,正由军用向信创及民用市场拓展。


富瀚微:安防芯片设计龙头。海思受到美国制裁被动退出市场,公司在下游客户供应链切换过程中抢占先机,实现海思产品80%的替代。2020年公司在安防前端ISP芯片领域市场份额达到60%-70%。


晶丰明源:国内率先实现LED照明驱动芯片国产化的芯片企业,出货量全球[敏感词]。掌握了LED照明驱动芯片设计的关键性技术,并推出了LED照明驱动的整体解决方案,突破了国外芯片企业对LED照明驱动芯片的垄断。


圣邦股份:国内模拟芯片龙头,模拟芯片两大产品线电源管理芯片和信号链模拟芯片并重,双轮驱动,受益于5G、工业驱动、人工智能和汽车升级。


思瑞浦:国产信号链模拟芯片龙头企业,综合性能已达国际标准。同时以信号链模拟芯片为主,并逐渐向电源管理模拟芯片拓展。


乐鑫科技:全球物联网WIFI-MCU芯片龙头企业,市场份额全球[敏感词],硬件芯片成本控制能力一流,软件开发生态建设完备。


瑞芯微:多场景SoC提供者,平板、消费电子、OTT、支付、云计算、安防领域均有所布局,发力电源管理领域,自研电源性能和可靠性指标均处于市场领先水平。

 


04

晶圆制造



【1】行业地位、概述与国产化情况


晶圆制造是半导体产业最关键、市场份额[敏感词]的核心环节,在研发方面占整个半导体产业的13%,但资本投入却占据了64%,先进制程多达500多道工序,是典型的资本密集型产业。


中国大陆目前占比全球晶圆制造产能16%,预计在全球晶圆代工产业逐渐向中国大陆转移的趋势下,未来会持续增长,而重点在于何时赶上领先我国2-3代的世界先进技术。


 

产能[敏感词]的为中国台湾和韩国,占比超过一半份额,主要就是掌握[敏感词]工艺的台积电和三星,两者规划在新建的5nm工艺晶圆厂总投资接近200亿美元,资本之大即使大国政府也要望而却步,因此形成了强有力的技术和资本壁垒。

 

【2】龙头公司简析


中芯国际:无可争议的国产芯片代工龙头,技术与规模均为国内[敏感词],代表集成电路国产替代的[敏感词]制造水平,市占率全球第四。成熟制程需求旺盛,但卡脖子的先进制程受到政治和企业博弈的限制,未见明显起色。


士兰微:国内功率半导体IDM龙头之一,公司投产国内IDM厂商[敏感词]条 12 英寸功率产线,不断发力功率半导体板块,坚定走IDM之路。现已形成器件(主要为功率半导体器件MOSFET、IGBT、二极管等产品)、集成电路(主要包括IPM、MCU、MEMS传感器、电源管理芯片、数字音视频电路等)、LED芯片及外延片等业务板块,是国内产品线最为齐全的半导体IDM厂商。


华润微:华润集团旗下的高科技企业,中国功率半导体领军企业,国内IDM龙头厂商之一,[敏感词]MOSFET供应商。是中国领先的拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化运营能力的半导体企业。SiC和GaN研产顺利,SiC二极管已实现小批量供货,SiC-MOSFET产品研发进入尾声,其产业化准备工作正有序推进,GaN 6寸和8寸产品同步研发中。


斯达半导:国内车规级IGBT行业龙头,全球IGBT模块市场排名第七,是国内[敏感词]进前十的企业,市场优势地位显著。拟自建晶圆产线用于生产高压IGBT芯片及SiC芯片,项目达产后将形成年产36万片功率半导体芯片的生产能力,SiC模块产品已用于宇通新能源客车的核心电控系统之中。


赛微电子:2016年赛微通过收购瑞典Silex,获得全球领先工艺IP,切入MEMS纯代工赛道成为MEMS全球代工领头羊。公司目前可生产微流体、微超声、微镜、光开关等多种器件。

 


05

封装测试



【1】行业地位、概述与国产化情况


封测行业位于半导体产业链末端,封装和测试这两部分技术相对低端,价值量也偏低,属于劳动密集型行业。


因此,中国凭借低廉的劳动力优势,在封装测试领域通过资源整合和规模扩张将全球占比提升到了38%,是我国半导体行业国产化程度[敏感词]、与国外差距最小的环节。

 

【2】龙头公司简析


长电科技:国内封测龙头,全球排名第三。在全系列封测都具有领先优势,业务覆盖高/中/低端全品类,可为客户提供从设计仿真到中后道封测、系统级封测的全流程解决方案。


通富微电:全球第五大封测厂商,聚焦大客户战略,长期布局存储、微处理器等产品的先进封装技术。


华天科技:全球第六大封测厂商,深耕封测领域数年,涵盖引线框架类、基板类、晶圆级三大类封测产品。

 


06

半导体材料



【1】行业地位、概述与国产化情况


半导体制造过程相当复杂,涉及多达300种不同的材料,因此半导体材料也是整个产业链中细分领域最多的,其中不少都需要先进的技术和设备来生产,具有很高的技术和资本壁垒。


硅片,即晶圆,在半导体材料中价值占比超过三分之一,是最主要的材料。上一篇文章针对[敏感词]、二、三代半导体材料已经做了较为详细的探究,不再赘述。除了硅片,电子特种气体、光掩模、光刻胶及辅助材料占比均在10%-15%之间,也是重要的半导体材料。


我国在全球半导体制造材料市场占比为13%,略高于美国11%,但还是老问题,以中低端为主。国产硅片以6寸以下为主,8英寸及以上依赖进口,电子特种气体、光刻胶的国产化率也不足20%,其余溅射靶材、CMP抛光液等壁垒较高的材料也都大多依赖进口。

 

【2】龙头公司简析


三安光电:在LED芯片产销规模龙头地位稳固基础上,三安光电旗下子公司三安集成承接化合物半导体业务,布局GaAs、SiC、GaN、光通讯和滤波器五大板块,主要应用在新能源汽车、光伏、储能、服务器电源、矿机电源等领域,目前已成为国内稀缺的在第三代半导体方面全产业链布局的领军龙头。


比亚迪:比亚迪投入巨资布局第三代半导体材料SiC,目前己成功研发SiC MOSFET,旗下子公司比亚迪半导体是全球[敏感词]、国内[敏感词]实现SiC三相全桥模块在新能源汽车电机驱动控制器中大批量装车的功率半导体企业。预计到2023年,比亚迪将在旗下的电动车中,实现SiC基车用功率半导体对硅基的全面替代。


中环股份:光伏与半导体双轮驱动,以光伏硅片为主,但半导体硅片产能提升很快,12英寸20年产能为7万片/月,21-23年将持续放量,产能预计将超过60万片/月。


立昂微:硅片产品尺寸较小,但具备抛光片-外延片-功率器件的一体化优势,毛利率超过40%。


南大光电:深耕半导体材料,成功自主研发出国内首支通过客户认证的ArF光刻胶产品,实现了国内ArF光刻胶从零到一的重大突破。业务上,改变了原有的单一MO源业务结构,将MO源和ALD、CVD前驱体业务整合成先进前驱体业务,并与电子特气、光刻胶及配套材料业务形成公司业务三大板块。


雅克科技:国内半导体材料平台型巨头,业务包括半导体化学材料,电子特气,光刻胶。产品覆盖半导体薄膜、光刻、沉积、刻蚀、清洗等核心环节。2020年收购LG化学彩色光刻胶,获得了彩色光刻胶和TFT光刻胶等成熟技术和量产能力,有效弥补国内彩色光刻胶生产的空白。


华特气体:公司研发出的20种进口替代产品已实现规模化生产。特气体也通过了全球[敏感词]光刻机供应商ASML公司的产品认证,并为中芯国际、华虹宏力等一线企业供货。


彤程新材:控股北京科华进入半导体光刻胶市场。北京科华是[敏感词]列入全球光刻胶八强的中国光刻胶公司,同时也是国内销售额[敏感词]的光刻胶公司,打入中芯国际、长江存储、华虹半导体等国内厂商。


安集科技:国内抛光液龙头,国内市场份额超过20%,仅次于卡博特。


鼎龙股份:国内抛光垫龙头,成为长江存储的一供,对中芯国际也持续放量。


江化微:国内湿电子化学品龙头,打破国外企业限制壁垒,逐渐实现中低端市场的国产化替代。其超净高纯试剂、光刻胶配套试剂产品具备为平板显示、半导体、光伏等领域提供全系列湿电子化学品能力。


江丰电子:国内高纯溅射靶材行业龙头,横向纵向延申布局产业链。目前已可量产用于90-7nm半导体芯片的钽、铜、钛、铝靶材,其中钽靶材在台积电7nm芯片中已量产,5nm技术节点产品也已进入验证阶段。

 


07

半导体设备



【1】行业地位、概述与国产化情况


除了材料,半导体产业链的运转还少不了半导体设备的支持。


半导体设备主要包括硅片设备、热处理设备、光刻设备、刻蚀设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、抛光设备、清洗设备、检测设备这九类。其总投资约占晶圆厂建设投资的75-80%,且绝大多数设备存在相当高的技术壁垒,几乎是我国实现半导体产业链自主可控之路中最关键的领域。


而2020年我国半导体设备国产化率仅为16%,收入体量[敏感词]的半导体设备公司北方华创占全球设备份额也不足1%,任重而道远。


其中,光刻机是半导体生产设备中技术壁垒[敏感词]的设备,每一台都需要数百天的打磨,其作用光刻又是晶圆制造的核心环节,即将设计好的电路图从光刻版转印到晶圆表面的光刻胶上,便于后续通过刻蚀和离子注入等工艺实现设计电路。因此在光刻机领域具有垄断地位的荷兰企业ASML在全球半导体行业举足轻重,去年全年仅售卖258台光刻机,营收却高达一千多亿,真正的千金难求。


我国要想自主生产的话,就不仅仅是光刻机的问题,要涉及到上千家供应商,现在制作它的设备和材料主要是美国、德国、日本、中国台湾提供,美国为主,所以说得建成庞大的产业链,在这么多的高科技领域领先才能搞定光刻机。中芯国际在先进制程上难以进步的原因,起到决定性作用的就是美国对中芯购买ASML EUV光刻机的阻挠。

 

【2】龙头公司简析


北方华创:国产半导体设备的[敏感词]龙头,平台属性强。深耕芯片制造刻蚀、薄膜沉积领域近20年,已成为国内领先的半导体高端工艺装备及一站式解决方案的供应商,客户覆盖中芯国际、华虹、三安光电、京东方等各产业链龙头。


中微公司:国内介质刻蚀设备和MOCVD设备双龙头,实行外延式发展战略,介质刻蚀机已打入 5nm 制程,技术接近[敏感词]水准。


精测电子:检测设备龙头,对半导体测试领域设备实现全覆盖。在半导体膜厚、Memory、Driver IC三大领域深度布局,未来有望随着半导体设备业务放量迎来第二波黄金成长期。


华峰测控:测试机设备龙头,产品从模拟和混合信号测试设备拓展至SoC测试。技术接近世界一流水平,进入了封测龙头供应链,毛利达到80%。


晶盛机电:国内晶体硅生长设备龙头,国内高端市场占有率[敏感词],在光伏、半导体硅片、蓝宝石、SiC等四个领域均有成熟布局。同时公司还延伸到切、磨、抛、外延等生长后处理阶段,成长为晶体制造一体化设备龙头。


芯源微:国内中高端涂胶显影设备领导者,成功打破了国外厂商垄断,是国内[敏感词]能提供中高端涂胶显影设备的企业,下游客户覆盖国内大部分LED芯片制造企业和高端封装企业。





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