出口管制，是發(fā)達國家鉗制我國半導體行業(yè)發(fā)展的殺手锏。2015年以前，美國限制出口等離子體刻蝕設備，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)團隊豐富的行業(yè)經驗和不懈的技術攻關，研發(fā)量產了在技術指標上和美國廠商不相上下的等離子體刻蝕設備。當封鎖形同虛設，美國商務部不得不在2015年解除該項出口管制。
2020年，國內5G、IoT等終端市場需求開始釋放，預計將在2025年形成超過1．1萬億元市場規(guī)模的5G手機市場。這必將促使上游擴充產能，間接推動生產設備需求增長。一直不遺余力投入研發(fā)的中微公司，能否在國產替代的基礎上，抓住這一波產能擴充的機遇？
獨力破除刻蝕機出口管制
“一代設備，一代工藝，一代產品”，產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體設備。
在半導體產業(yè)鏈中，上游負責提供軟件及知識產權、硬件設備和原材料，用以支撐半導體的生產環(huán)節(jié)。中國要想在產業(yè)鏈中掌握關鍵技術，擁有核心競爭力，必須要有廠商能夠進入這些賽道，并且能在技術指標上與國際產品抗衡，實現國產替代。
半導體產業(yè)鏈示意圖（來源：中微公司招股書）
從產值上看，全球半導體設備的市場規(guī)模已有數百億美元之巨，最為關鍵的是，其決定了芯片的工藝水準和產品參數，如杠桿一般撬動著年產值幾十萬億美元的信息產業(yè)應用。
隨著全球制造業(yè)的轉移和中國經濟的發(fā)展，中國已然成為全球最大的電子產品生產和消費市場。與龐大且增長迅速的市場規(guī)模相比，國產半導體在2018年的自給率僅為15％。根據海關總署的數據，半導體集成電路產品從2015年開始就占據我國進口商品總額第一的位置，超過原油和客機。
國產替代不僅能提升我國產業(yè)的核心競爭力，而且背靠國內市場需求的堅實支撐。因此，在加工設備賽道打破國際廠商技術壁壘和市場壟斷，成為國內廠商努力的方向。
中微公司選擇的賽道是刻蝕設備。董事長尹志堯在Intel、LAM Research以及應用材料公司供職20余年，主攻方向是等離子體刻蝕機的開發(fā)和產業(yè)化。
刻蝕是制造集成電路的關鍵工序之一：先對光刻膠進行光刻曝光，然后再利用化學或物理方法去除硅片表面不需要的材料，從而在已經涂膠的硅片上正確復制掩模圖形。
進入21世紀，在美國硅谷已經工作多年的尹志堯，既看到中國芯片產業(yè)的蓬勃潛力，更看到了芯片產業(yè)對中國崛起的戰(zhàn)略意義。年近六十的他毅然辭職回國，開始了創(chuàng)業(yè)之路。
趕上國內半導體產業(yè)騰飛的尹志堯“如魚得水”，中微公司發(fā)展迅速。
考慮到技術難度相對較低，中微創(chuàng)業(yè)團隊先瞄準用于刻蝕氧化物、氮化物等硬度較高材料的電容性等離子體刻蝕設備；2012年，進一步推出了電感性等離體刻蝕設備，正式殺入單晶硅和多晶硅刻蝕賽道。
目前，中微公司已經成功開發(fā)了包括單反應臺和雙反應臺在內的三代CCP刻蝕機產品，以及單反應臺的ICP刻蝕設備，形成了較為完備的產品線。中微公司的產品已經達到了國際先進水平，更是使得西方國家的出口管制“多此一舉”。2015年，美國商務部宣布解除對我國等離子體刻蝕設備的出口管制，既是對中微公司技術和產品實力的肯定，也是對中國半導體行業(yè)國產替代進程的確認。
能否支持更小制程芯片的刻蝕工藝，是衡量刻蝕設備技術水平高低的重要維度。
制程是衡量集成電路精細度的主要指標。制程越小，元器件之間的距離越小，晶體管間的電容越低，它們的開關頻率也就更高。最終讓芯片運算速度更快的同時更加省電。
如今，主流芯片制程已經向7nm和5nm發(fā)展。而中微公司的等離子體刻蝕設備，已經在65nm到7nm的刻蝕加工上實現產業(yè)化，部分7nm甚至5nm的刻蝕應用已經進入客戶端驗證的階段。
值得一提的是，國際廠商的晶圓加工設備為了保證加工精度，普遍采用單反應臺的方式。中微公司掌握的雙反應臺高產出率技術，讓設備的高輸出量等離子體反應腔，能同時加工2片晶圓，在提高產出率的同時降低了設備的生產成本。
之所以能夠掌握關鍵技術，得到臺積電、中芯國際、聯華電子等一流集成電路廠商的青睞，是因為中微公司在研發(fā)上的高額投入。從2016年到2018年，中微公司研發(fā)投入共計10．37億元，占三年總營收的32．2％。
在刻蝕設備國產替代的進程中，中微公司功不可沒。
MOCVD設備帶動業(yè)績騰飛
由于刻蝕設備市場競爭激烈，中微公司的另一項業(yè)務——MOCVD設備發(fā)展迅速，成為中微公司業(yè)績的發(fā)動機。該業(yè)務從2016年的1557．6萬增長到8．3億，占專用設備收入的比重也從3．19％提升至59．53％。
2016－2018年中微公司專用設備收入構成
MOCVD設備主要用于氮化鎵基及砷化鎵基半導體材料的外延生長，其中氮化鎵基主要用于生產LED外延片。在LED產業(yè)鏈中，主要有襯底加工、LED外延片生產、芯片制造和器件封裝四道工序。MOCVD設備作為LED外延片生產的必要設備，其采購金額一般占LED生產線總投入的一半。
隨著中國LED產業(yè)的發(fā)展，MOCVD設備的需求也逐步增高。LED inside的統(tǒng)計顯示，中國目前是MOCVD設備最大需求市場，設備保有量占全球市場的40％。中微公司洞察到中國LED產業(yè)的高速發(fā)展，及時進入了該賽道。
2012年，中微公司首臺MOCVD設備產品Prismo D－Blue研制成功，能夠實現單腔14片4英寸外延片的加工；2017年，中微公司進一步推出了Prismo A7，單腔外延片加工數量提升到34片，銷路由此打開：銷售腔數從2016年的3腔增長到2017年的57腔，并在2018年達到106腔。
IHS Markit公布的數據顯示，2018年中微公司的MOCVD占據全球氮化鎵基LED用MOCVD新增市場的41％。如今，中微公司正在開發(fā)更大尺寸的MOCVD設備，從而進一步延展其用途。
2016－2019Q3中微公司主要財務指標
除了藍綠光LED外，MOCVD設備也可以用于紅黃光LED、紫外光LED、功率器件等的生產制造。隨著新型LED技術在顯示等場景的開發(fā)及應用。MOCVD設備還有更大的市場潛力和應用場景。
收割擴產潮紅利
受國際經濟波動和終端消費市場需求等因素的影響，半導體產業(yè)鏈廠商擴產和減產策略的滯后性，讓整個行業(yè)具有明顯的周期性。
根據Gartner的判斷，由于全球智能手機和儲存市場需求放緩，2019年半導體設備產值將同比減少約18％。然而，作為全球最先釋放5G換機需求的市場之一，中國廠商依然在新建廠房和擴充產能，希望收獲換機潮的紅利。
得益于下游需求的增長，中微公司2019年的業(yè)績實現大幅增長。根據其Q3季度的財報，中微公司前三季度營收同比增長24．75％，達到12．18億元，扣非凈利潤扭虧為盈，達到1．19億元。而根據其最近發(fā)布的2019年年度業(yè)績預增公告，其歸母凈利潤將同比增加93．68％－111．29％。
就整個刻蝕設備市場來說，泛林半導體、東京電子和應用材料三大廠商在市場中依然具有壓倒性地位，中微電子與國際廠商的正面競爭將愈演愈烈。中國廠商仍然需要進入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。
2017年全球刻蝕設備廠商銷售額占比
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)費用同比增長100．82％達到1．58億元，占營業(yè)收入的12．97％。ICP刻蝕設備客戶驗證成功、完成用于深紫外LED的MOCVD設備客戶驗證、推動Mini LED的技術驗證……中微公司仍在通過技術升級，抬高業(yè)務天花板。
科創(chuàng)板募資成功、扣非凈利扭虧為盈，都是中微公司技術實力和產品得到市場認可的證明。隨著我國5G和IoT市場的增長和爆發(fā)，半導體行業(yè)的擴產節(jié)奏仍將持續(xù)，位于上游的中微公司有望通過技術攻關和應用拓展啃下更大的蛋糕。日益精密的國產刻蝕設備，不僅有望成為中微公司的盈利發(fā)動機，而且是在同舟共濟的中國半導體產業(yè)鏈巨輪上，鉚下了一顆堅實的鐵釘。
作者：夏一哲