出口管制，是發(fā)達(dá)國(guó)家鉗制我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的殺手锏。2015年以前，美國(guó)限制出口等離子體刻蝕設(shè)備，令業(yè)界如鯁在喉。
打破這一封鎖的，是成立于2004年的中微公司（688012．SH）。憑借創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和不懈的技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)量產(chǎn)了在技術(shù)指標(biāo)上和美國(guó)廠商不相上下的等離子體刻蝕設(shè)備。當(dāng)封鎖形同虛設(shè)，美國(guó)商務(wù)部不得不在2015年解除該項(xiàng)出口管制。
2020年，國(guó)內(nèi)5G、IoT等終端市場(chǎng)需求開(kāi)始釋放，預(yù)計(jì)將在2025年形成超過(guò)1．1萬(wàn)億元市場(chǎng)規(guī)模的5G手機(jī)市場(chǎng)。這必將促使上游擴(kuò)充產(chǎn)能，間接推動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備需求增長(zhǎng)。一直不遺余力投入研發(fā)的中微公司，能否在國(guó)產(chǎn)替代的基礎(chǔ)上，抓住這一波產(chǎn)能擴(kuò)充的機(jī)遇？
獨(dú)力破除刻蝕機(jī)出口管制
“一代設(shè)備，一代工藝，一代產(chǎn)品”，產(chǎn)品迭代的前提是更新一代工藝；新工藝之所以可行，則仰賴于新一代半導(dǎo)體設(shè)備。
在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，上游負(fù)責(zé)提供軟件及知識(shí)產(chǎn)權(quán)、硬件設(shè)備和原材料，用以支撐半導(dǎo)體的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。中國(guó)要想在產(chǎn)業(yè)鏈中掌握關(guān)鍵技術(shù)，擁有核心競(jìng)爭(zhēng)力，必須要有廠商能夠進(jìn)入這些賽道，并且能在技術(shù)指標(biāo)上與國(guó)際產(chǎn)品抗衡，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D（來(lái)源：中微公司招股書(shū)）
從產(chǎn)值上看，全球半導(dǎo)體設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模已有數(shù)百億美元之巨，最為關(guān)鍵的是，其決定了芯片的工藝水準(zhǔn)和產(chǎn)品參數(shù)，如杠桿一般撬動(dòng)著年產(chǎn)值幾十萬(wàn)億美元的信息產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
隨著全球制造業(yè)的轉(zhuǎn)移和中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國(guó)已然成為全球最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)和消費(fèi)市場(chǎng)。與龐大且增長(zhǎng)迅速的市場(chǎng)規(guī)模相比，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體在2018年的自給率僅為15％。根據(jù)海關(guān)總署的數(shù)據(jù)，半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)品從2015年開(kāi)始就占據(jù)我國(guó)進(jìn)口商品總額第一的位置，超過(guò)原油和客機(jī)。
國(guó)產(chǎn)替代不僅能提升我國(guó)產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，而且背靠國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的堅(jiān)實(shí)支撐。因此，在加工設(shè)備賽道打破國(guó)際廠商技術(shù)壁壘和市場(chǎng)壟斷，成為國(guó)內(nèi)廠商努力的方向。
中微公司選擇的賽道是刻蝕設(shè)備。董事長(zhǎng)尹志堯在Intel、LAM Research以及應(yīng)用材料公司供職20余年，主攻方向是等離子體刻蝕機(jī)的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。
刻蝕是制造集成電路的關(guān)鍵工序之一：先對(duì)光刻膠進(jìn)行光刻曝光，然后再利用化學(xué)或物理方法去除硅片表面不需要的材料，從而在已經(jīng)涂膠的硅片上正確復(fù)制掩模圖形。
進(jìn)入21世紀(jì)，在美國(guó)硅谷已經(jīng)工作多年的尹志堯，既看到中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的蓬勃潛力，更看到了芯片產(chǎn)業(yè)對(duì)中國(guó)崛起的戰(zhàn)略意義。年近六十的他毅然辭職回國(guó)，開(kāi)始了創(chuàng)業(yè)之路。
趕上國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)騰飛的尹志堯“如魚(yú)得水”，中微公司發(fā)展迅速。
考慮到技術(shù)難度相對(duì)較低，中微創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)先瞄準(zhǔn)用于刻蝕氧化物、氮化物等硬度較高材料的電容性等離子體刻蝕設(shè)備；2012年，進(jìn)一步推出了電感性等離體刻蝕設(shè)備，正式殺入單晶硅和多晶硅刻蝕賽道。
目前，中微公司已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)了包括單反應(yīng)臺(tái)和雙反應(yīng)臺(tái)在內(nèi)的三代CCP刻蝕機(jī)產(chǎn)品，以及單反應(yīng)臺(tái)的ICP刻蝕設(shè)備，形成了較為完備的產(chǎn)品線。中微公司的產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，更是使得西方國(guó)家的出口管制“多此一舉”。2015年，美國(guó)商務(wù)部宣布解除對(duì)我國(guó)等離子體刻蝕設(shè)備的出口管制，既是對(duì)中微公司技術(shù)和產(chǎn)品實(shí)力的肯定，也是對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程的確認(rèn)。
能否支持更小制程芯片的刻蝕工藝，是衡量刻蝕設(shè)備技術(shù)水平高低的重要維度。
制程是衡量集成電路精細(xì)度的主要指標(biāo)。制程越小，元器件之間的距離越小，晶體管間的電容越低，它們的開(kāi)關(guān)頻率也就更高。最終讓芯片運(yùn)算速度更快的同時(shí)更加省電。
如今，主流芯片制程已經(jīng)向7nm和5nm發(fā)展。而中微公司的等離子體刻蝕設(shè)備，已經(jīng)在65nm到7nm的刻蝕加工上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，部分7nm甚至5nm的刻蝕應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入客戶端驗(yàn)證的階段。
值得一提的是，國(guó)際廠商的晶圓加工設(shè)備為了保證加工精度，普遍采用單反應(yīng)臺(tái)的方式。中微公司掌握的雙反應(yīng)臺(tái)高產(chǎn)出率技術(shù)，讓設(shè)備的高輸出量等離子體反應(yīng)腔，能同時(shí)加工2片晶圓，在提高產(chǎn)出率的同時(shí)降低了設(shè)備的生產(chǎn)成本。
之所以能夠掌握關(guān)鍵技術(shù)，得到臺(tái)積電、中芯國(guó)際、聯(lián)華電子等一流集成電路廠商的青睞，是因?yàn)橹形⒐驹谘邪l(fā)上的高額投入。從2016年到2018年，中微公司研發(fā)投入共計(jì)10．37億元，占三年總營(yíng)收的32．2％。
在刻蝕設(shè)備國(guó)產(chǎn)替代的進(jìn)程中，中微公司功不可沒(méi)。
MOCVD設(shè)備帶動(dòng)業(yè)績(jī)騰飛
由于刻蝕設(shè)備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，中微公司的另一項(xiàng)業(yè)務(wù)——MOCVD設(shè)備發(fā)展迅速，成為中微公司業(yè)績(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。該業(yè)務(wù)從2016年的1557．6萬(wàn)增長(zhǎng)到8．3億，占專用設(shè)備收入的比重也從3．19％提升至59．53％。
2016－2018年中微公司專用設(shè)備收入構(gòu)成
MOCVD設(shè)備主要用于氮化鎵基及砷化鎵基半導(dǎo)體材料的外延生長(zhǎng)，其中氮化鎵基主要用于生產(chǎn)LED外延片。在LED產(chǎn)業(yè)鏈中，主要有襯底加工、LED外延片生產(chǎn)、芯片制造和器件封裝四道工序。MOCVD設(shè)備作為L(zhǎng)ED外延片生產(chǎn)的必要設(shè)備，其采購(gòu)金額一般占LED生產(chǎn)線總投入的一半。
隨著中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，MOCVD設(shè)備的需求也逐步增高。LED inside的統(tǒng)計(jì)顯示，中國(guó)目前是MOCVD設(shè)備最大需求市場(chǎng)，設(shè)備保有量占全球市場(chǎng)的40％。中微公司洞察到中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，及時(shí)進(jìn)入了該賽道。
2012年，中微公司首臺(tái)MOCVD設(shè)備產(chǎn)品Prismo D－Blue研制成功，能夠?qū)崿F(xiàn)單腔14片4英寸外延片的加工；2017年，中微公司進(jìn)一步推出了Prismo A7，單腔外延片加工數(shù)量提升到34片，銷路由此打開(kāi)：銷售腔數(shù)從2016年的3腔增長(zhǎng)到2017年的57腔，并在2018年達(dá)到106腔。
IHS Markit公布的數(shù)據(jù)顯示，2018年中微公司的MOCVD占據(jù)全球氮化鎵基LED用MOCVD新增市場(chǎng)的41％。如今，中微公司正在開(kāi)發(fā)更大尺寸的MOCVD設(shè)備，從而進(jìn)一步延展其用途。
2016－2019Q3中微公司主要財(cái)務(wù)指標(biāo)
除了藍(lán)綠光LED外，MOCVD設(shè)備也可以用于紅黃光LED、紫外光LED、功率器件等的生產(chǎn)制造。隨著新型LED技術(shù)在顯示等場(chǎng)景的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用。MOCVD設(shè)備還有更大的市場(chǎng)潛力和應(yīng)用場(chǎng)景。
收割擴(kuò)產(chǎn)潮紅利
受國(guó)際經(jīng)濟(jì)波動(dòng)和終端消費(fèi)市場(chǎng)需求等因素的影響，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈廠商擴(kuò)產(chǎn)和減產(chǎn)策略的滯后性，讓整個(gè)行業(yè)具有明顯的周期性。
根據(jù)Gartner的判斷，由于全球智能手機(jī)和儲(chǔ)存市場(chǎng)需求放緩，2019年半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)值將同比減少約18％。然而，作為全球最先釋放5G換機(jī)需求的市場(chǎng)之一，中國(guó)廠商依然在新建廠房和擴(kuò)充產(chǎn)能，希望收獲換機(jī)潮的紅利。
得益于下游需求的增長(zhǎng)，中微公司2019年的業(yè)績(jī)實(shí)現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。根據(jù)其Q3季度的財(cái)報(bào)，中微公司前三季度營(yíng)收同比增長(zhǎng)24．75％，達(dá)到12．18億元，扣非凈利潤(rùn)扭虧為盈，達(dá)到1．19億元。而根據(jù)其最近發(fā)布的2019年年度業(yè)績(jī)預(yù)增公告，其歸母凈利潤(rùn)將同比增加93．68％－111．29％。
就整個(gè)刻蝕設(shè)備市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，泛林半導(dǎo)體、東京電子和應(yīng)用材料三大廠商在市場(chǎng)中依然具有壓倒性地位，中微電子與國(guó)際廠商的正面競(jìng)爭(zhēng)將愈演愈烈。中國(guó)廠商仍然需要進(jìn)入5nm制程芯片的制造環(huán)節(jié)，才能跟上下一代芯片的迭代升級(jí)。
2017年全球刻蝕設(shè)備廠商銷售額占比
一直不曾在研發(fā)上懈怠的中微電子，2019年前三季度研發(fā)費(fèi)用同比增長(zhǎng)100．82％達(dá)到1．58億元，占營(yíng)業(yè)收入的12．97％。ICP刻蝕設(shè)備客戶驗(yàn)證成功、完成用于深紫外LED的MOCVD設(shè)備客戶驗(yàn)證、推動(dòng)Mini LED的技術(shù)驗(yàn)證……中微公司仍在通過(guò)技術(shù)升級(jí)，抬高業(yè)務(wù)天花板。
科創(chuàng)板募資成功、扣非凈利扭虧為盈，都是中微公司技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品得到市場(chǎng)認(rèn)可的證明。隨著我國(guó)5G和IoT市場(chǎng)的增長(zhǎng)和爆發(fā)，半導(dǎo)體行業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)節(jié)奏仍將持續(xù)，位于上游的中微公司有望通過(guò)技術(shù)攻關(guān)和應(yīng)用拓展啃下更大的蛋糕。日益精密的國(guó)產(chǎn)刻蝕設(shè)備，不僅有望成為中微公司的盈利發(fā)動(dòng)機(jī)，而且是在同舟共濟(jì)的中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈巨輪上，鉚下了一顆堅(jiān)實(shí)的鐵釘。
作者：夏一哲