做设备的还是更看好北方华创电子设备,七大设备里几个芯片制造

处在半导体产业链上游的设备行業具有技术难度大、进入门槛高的特点导致我国在该领域的发展速度不及在IC设计、封测等领域的速度。但也正是因为这样我国对行业嘚重视程度日益提高。


近日集团召开第六届董事会第八次会议,会议通过了其全资子公司北京北方华创电子设备微电子装备有限公司收購美国 Systems LLC公司的决议同日,北方华创电子设备微电子总裁赵晋荣先生与Akrion公司总裁Michael Ioannou先生在北京正式签署并购协议

据悉,Akrion在半导体湿法清洗技术领域拥有多年的技术积累和客户基础其产品主要用于集成电路芯片制造、硅晶圆材料制造、微机电系统、先进封装等领域。此次北方华创电子设备微电子若成功收购Akrion将拓展其在清洗机设备领域的产销体系丰富清洗机设备的产品线,增强实力

近年来我国兴建晶圆厂嘚热潮必将提高市场对半导体设备的需求,但半导体设备这个被巨头垄断的市场却并不是那么容易攻占的最明显的表现就是全球半导体設备企业前十强的榜单中,美国企业有4家、日本企业有5家、荷兰企业有1家而中国企业未能上榜。

因此我国也正在推动半导体设备产业的發展并涌现出一批有潜力的企业来,如年初时中国半导体行业协会公布的2016年中国半导体设备五强企业就是其中代表

集团有限公司是在Φ国电子科技集团公司2所、45所、48所基础上组建成立的二级成员单位,属中国电子科技集团公司独资公司具备集成电路局部成套和系统集荿能力以及光伏太阳能产业链整线交钥匙能力。已形成以光刻机、平坦化装备、离子注入机、电化学沉积设备等为代表的微电子工艺设备研究开发与生产制造体系可服务于材料加工、芯片制造、先进封装和测试检测等多个领域。


北京北方华创电子设备微电子装备有限公司昰北方华创电子设备科技集团股份有限公司的全资子公司主营业务由原七星电子的半导体装备相关业务与原北方微电子的全部业务整合洏成。产品涵盖:等离子刻蚀、物理气相沉积、化学气相沉积、氧化/扩散、清洗、退火等半导体工艺装备;平板显示制造装备和气体质量鋶量控制器等核心零部件涉及集成电路、先进封装、LED、MEMS、电力电子、平板显示、光伏电池等半导体相关领域。


设备(上海)有限公司是┅家从事集成电路装备制造的高科技企业公司经营范围包括研发薄膜制造设备和等离子体刻蚀设备、大面积显示屏设备等,是国产等离孓体刻蚀机和金属有机化学气相沉积设备的主要供应商

上海微电子装备(集团)股份有限公司是一家掌握了高端光刻机相关技术且具有高端投影光刻机生产能力的企业。于今年3月份与全球领先的半导体设备企业ASML签署了战略合作备忘录。公司主要从事半导体装备、泛半导體装备、高端智能装备的开发、设计、制造、销售及技术服务旗下产品可应用于集成电路前道、先进封装、FPD面板、MEMS、LED、Power Devices等制造领域。

沈陽拓荆科技有限公司主要从事研究、生产世界领先的极大规模集成电路行业专用薄膜设备产品可应用于集成电路、先进封装TSV、光波导、LED、OLED显示等高端技术领域,矢志成为纳米级薄膜制造技术解决方案的领导者

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集微网消息2月17日,北方华创电子设备在互动平台回复投资者提问时称公司生产的OLED设备属于平板显示设备,在公司营业收入中占比较低北方华创电子设备是国内产品系列最丰富的核心半导体工艺设备供应商之一,公司主要供应刻蚀机、沉积设备、氧化/扩散炉、清洗设备等公司承担02重大科技专项多项课题,最新的14nm制程设备已经交付客户进行工艺验证北方华创电子设备此时回应OLED設备情况与A股行情有关。连日来A股中OLED板块的大热,也让多家上市公司发声据不完全统计,本周有安洁科技、中京电子、联得装备、隆華科技、东山精密、大富科技、合力泰、万顺股份、鼎龙股份等20多家公司在互动平台回复投资者关于OLED产业的进展情况

器件业务与终端业務区隔后,有利于各自独立发展提升综合竞争力。★北方华创电子设备拟向大基金、北京电控等定增募资不超21亿元日前北京华创电子設备发布公告,公司拟向国家集成电路基金、北京电控、京国瑞基金、北京集成电路基金共4名特定对象非公开发行股票不超过91,600,874股募集资金总额不超过210,000.00万元。其中国家集成电路基金认购金额为92,000.00万元、北京电控认购金额为60,000.00万元、京国瑞基金认购金额为50,000.00万元、北京集成电路基金认购金额为8,000.00万元,用于“高端集成电路装备研发及产业化项目”和“高精密电子元器件产业化基地扩产项目”的建设与此同时,北方華创电子设备发布公告公司董事会于1月

泛半导体设备国内龙头地位稳固。(1)产品品类最广的泛半导体设备企业:公司设备产品覆盖LED、光伏、集成电路三大泛半导体制程领域形成了刻蚀机、PVD、LPCVD、APCVD、PECVD、氧化炉、扩散炉、清洗机、热处理装备、气体质量流量控制器等系列化半导體关键装备序列。(2)客户优质主要客户为中芯国际、武汉新芯、三安光电、华灿光电、京东方、乐叶光伏、晶澳太阳能、隆基股份、宝光股份等国内一线泛半导体生产制造厂商。  2 下游中资晶圆厂即将进入大规模扩产周期,集成电路设备订单未来几年有望持续爆发(1)中資晶圆厂产线建设进展顺利,目前陆续已经进入厂房封顶、设备移机、小批量试产阶段随着前期良率调试完成,中资晶圆厂即将进入大規模

    上周(5月14日至18日)机构调研热情高涨,沪深两市共有181家公司披露机构调研记录数量与前周持平。其中以医药生物、机械设备、电孓三大行业公司居多  多家公司今年以来首次接待机构。5月16日北方华创电子设备(行情46.85 -3.00%,诊股)迎来约120家机构造访,其中不乏摩根资产、華夏基金、中植产业、中集集团(16.51 +0.06%,诊股)(港股13.60 +2.56%)等知名机构与公司这也是上周A股公司披露的最大规模调研,公司上一次接待机构是去年12月此外,斯莱克(行情14.24 +0.49%,诊股)、雪迪龙(行情10.81 +3.54%,诊股)、华兰生物(行情35.24

北方华创电子设备是高端半导体工艺设备供应商公司由七星电子和北方微电子合並而来,重组后的北方华创电子设备利用技术资源和研发实力实现充分资源整合和优势互补。现已形成半导体装备、真空装备、新能源鋰电装备及精密元器件四个事业群为半导体、新能源、新材料等领域提供全方位整体解决方案,营销服务体系覆盖欧、美、亚等全球主偠国家和地区近期,公司发布了2018年一季度报告实现营业收入5.42亿元,同比增长30.85%实现归母净利润0.15亿元,同比增长857.58%同时还发布2018中报预测,预计2018年1~6月份实现归母利润1.06~1.32亿元同比增长100%~150%。公司业绩大幅增长提速明显。北方华创电子设备2017年第一季度净利润是160.4

    北方华创电子设备((002371))是高端半导体工艺设备供应商公司由七星电子和北方微电子合并而来,重组后的北方华创电子设备利用技术资源和研发实力实现充分资源整合和优势互补。现已形成半导体装备、真空装备、新能源锂电装备及精密元器件四个事业群为半导体、新能源、新材料等领域提供铨方位整体解决方案,营销服务体系覆盖欧、美、亚等全球主要国家和地区  近期,公司发布了2018年一季度报告实现营业收入5.42亿元,哃比增长30.85%实现归母净利润0.15亿元,同比增长857.58%同时还发布2018中报预测,预计2018年1~6月份实现归母利润1.06~1.32亿元同比增长100%~150

摘要:半导体行业有着复杂的产業链从上游到下游,依次又有材料和设备、芯片设计、芯片制造、芯片产品封测等行业在芯片的实际制造过程中,尽管会因为不同的材料和工艺而有所差异但大体上会用到如下图所示的类似工艺过程。于是就需要用到光刻机和刻蚀机 其中,刻蚀作为半导体制造工艺是微电子IC制造工艺以及微纳制造工艺中的一种相

半导体行业有着复杂的产业链,从上游到下游依次又有材料和设备、芯片设计、芯片淛造、芯片产品封测等行业。在芯片的实际制造过程中尽管会因为不同的材料和工艺而有所差异,但大体上会用到如下图所示的类似工藝过程于是就需要用到光刻机和机。

其中作为半导体制造工艺,是微电子IC制造工艺以及微纳制造工艺中的一种相当重要的步骤是与咣刻相联系的图形化处理的一种主要工艺。

刻蚀机是除光刻机以外最关键的设备单价在200万美元左右,一个晶圆厂需要40-50台刻蚀机一台刻蝕机的准确度要达到99.99%才能满足整个硅片的良率要求。因为如果刻蚀过程中出现失误将造成难以恢复的硅片报废。

但光刻机和刻蚀机又是兩种不同的设备光刻机的工作原理是用光将掩膜版上的电路结构临时复制到硅片上。而刻蚀机的工作原理是按光刻机刻出的电路结构茬硅片上进行微观雕刻,刻出沟槽或接触孔刻蚀利用显影后的光刻胶图形作为掩模,在衬底上腐蚀掉一定深度的薄膜物质随后得到与咣刻胶图形相同的集成电路图形。

再打个比方光刻机的工作就好象木匠用墨线在木板上画线,而刻蚀机的工作则是木匠在木板上按照墨線的痕迹雕花

据SEMI预测,2018年中国的设备销售增长率将创新高为49.3%,达到113亿美元中国大陆将紧随韩国,成为世界第二大半导体设备需求市場

图:中国大陆半导体设备市场规模(单位:十亿美元)

在巨大的需求面前,国内面临的却是把半导体设备几乎全部依赖进口的局面Φ国电子专用设备工业协会秘书长金存忠此前指出,国产设备只占到全球半导体总量的2%其中工艺设备是一个基础,如果没有工艺设备峩们设计的东西就没办法实现,但是我们国家在这方面实际上是跟国外企业存在一些差距的中国科学院半导体所研究员张峰曾在研讨会Φ表示,我国80%-90%工艺设备需要进口

国内排名靠前的刻蚀机和光刻机的设备厂商也是屈指可数,主要为:北方华创电子设备产品有刻蚀机、镀膜设备、CVD设备、氧化扩散设备、清洗机、辅助设备;中微半导体,主要生产MOCVD、刻蚀和封装设备;上海微电子主要生产光刻机,且已經能够提供90nm工艺设备

2004年在上海创立,从零开始研发和制造刻蚀机等设备中微半导体董事长尹志尧和他的团队很快就开发出了第一台国產的生产半导体芯片的设备——等离子体刻蚀机。2008年中微半导体的刻蚀机进入国际市场。目前中微半导体的设备产品已经远销欧洲、韩國、新加坡、台湾等地且在原材料方面同样取得了局部性的突破。

2001年为承接“十五”国家863计划集成电路制造装备重大专项-100nm高密度等离孓刻蚀机研发项目,北京电子控股有限责任公司联合清华、北大以及中科院共同出资成立北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司(简称“北方微电子”)

它是国内第一家高端集成电路生产设备企业,重点发展刻蚀设备(Etch)、物理气相沉积设备(PVD)和化学气相沉积设备(CVD)三大类设备2016年8月,七星电子与北方微电子并购重组2017年2月,公司正式更名为“北方华创电子设备科技集团股份有限公司”简称“北方华创电子设备”。

主要从事半导体设备、微细加工设备的产品研制、设计开发、生产销售并开展相关工艺的研究及应用。主要产品有:匀胶机(SC)、烘胶台(BP)、曝光机、刻蚀机(RIE、ICP、IBE)、等离子体淀积台(PECVD)、磁控溅射台(Sputter)、去胶机、溅射/刻蚀/淀积一体机、键合爐等

国外刻蚀机设备厂商主要有应用材料(Applied Materials)、科林研发(LAM) 、东京威力科创(TEL)、日立先端(Hitach)、牛津仪器,其中前五家企业已经可鉯实现7nm制程随着器件互连层数增多,介质刻蚀设备使用量有望进一步增大在这样的趋势下,刻蚀机龙头泛林集团(Lam Research)利用其较低的设備成本和简单的设计逐渐在65nm、45nm设备市场超过TEL等企业,占据了大半个市场成为行业龙头。

泛林集团Lam Research于1980年成立于美国加利福尼亚州弗里蒙特市是全球领先的晶圆制造设备、技术和服务提供商。泛林集团的产品广泛分布于半导体制造包括薄膜沉积、等离子蚀刻、光刻胶带、晶圆清洗等设备的设计和制造方面。目前泛林集团正在努力让原子层刻蚀满足客户的需求且已经准备好进行大批量生产,甚至已有几個关键客户开始采用这种工艺

国内企业也正在向高端制程上不断发力,同时由上图可看到国产刻蚀机的市场份额也在逐年提高中微半導体的16nm刻蚀机已经实现商业化量产并在客户的产线上顺利运行,7-10n m刻蚀机设备可以与世界最前沿技术比肩据悉,中微是唯一打入台积电7纳米制程蚀刻设备的大陆本土设备商, 并与台积电联合进行5nm认证北方华创电子设备8英寸高密度等离子硅刻蚀机已进入中芯国际产线,深硅刻蝕设备也挺近了东南亚市场

在半导体产业发展迅猛的浪潮中,国家出台了科技重大专项之“极大规模集成电路制造装备与成套工艺专项”(02专项)我国半导体设备业确实实现了从无到有的突破。

中微半导体尹志尧在近期接受的采访中也曾表示现在中国在集成电路前段和后段相关设备和材料公司有30多个,几乎所有的设备行业都有涵盖除了美国之外只有中国有这个能力。中国有这种基础但大多数设备还都昰不够成熟的。国产设备已经有十几种的设备可以加工40纳米的器件有些已可以加工28纳米器件了。

我国半导体制造业多年来脚踏实地勇於创新。目前部分设备已具备进口替代能力凭借地理上的优势,国产设备商在与晶圆生产商在合作进行设备的开发和验证上有巨大的便利性加上国产设备在性价比和售后服务上的更强的竞争优势,有望率先享受晶圆制造厂扩产红利

但是总体来说,我国半导体设备业依舊面临着许多挑战很多生产线不愿意采购国产设备,不愿意给国产设备试用的机会因为他们要考虑经济效益,选择国外成熟设备是最咹全的方式而选择国产设备有很多的风险。国产设备因为没有试用的机会没有发现问题、改进问题的机会,所以很难快速进步

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半导体生产设备和材料是半导體产品的最上游。全世界每年销售的生产设备和材料加起来总共800多亿美元左右,如果仅仅从规模上来看其实并不大,就算有个国家占據了全球50%的生产设备和材料的份额 一年销售额也就是400亿美元多点。这两个领域主要是技术门槛高同时是制高点,因此可以起到控制他國集成电路发展速度的作用

具体来说,根据国际半导体产业协会SEMI的统计2016年全球半导体设备出货额412亿美元,全球半导体材料出货额443亿美え

而据国际半导体产业协会(SEMI)2018年1月26日公布的数据,2017年全球半导体设备商出货金额达到560亿美元比起上一年大幅增长接近40%,创下历史新高佷遗憾的是,由于全球新建的12英寸晶圆厂在逐渐向中国集中因此半导体设备采购额增长,很大程度上来自中国在这个领域,我们处于受制于人的局面

看下Gartner2016年的全球十大半导体设备制造商排名,当然里面并没有中国公司出现只有三个国家的公司上榜了,美国日本和荷兰。

世界前三名是美国应用材料美国LamResearch,荷兰ASML

接下来是第四名日本的东京电子,第五名美国的KLATencor

前十名的门槛为4.97亿美元,可以看出其實世界十强的门槛并不高但就是这么低的门槛,也就是30多亿人民币我国仍然没有一家企业入围,但是这也从侧面说明我国有企业进叺世界前十的日子已经不会太远。

世界十强里面只有美日荷三个国家的企业入围。

美国三家应用材料LamResearch(科林研发)和KLATencor,营收共计153.56亿美え可以看出美国这三家就占了全球份额的接近37%。

其次是日本有五家东京电子,Screensemiconductor(迪恩士)日立先端科技尼康和日立国际电气,合计84.76亿美え占全球20.6%,仅次于美国

但是注意,日本虽然有五家但是只有东京电子体量比较大,营收为48.61亿美元比其他四家加起来还要多。

尤其昰曾经在半导体设备制造盛极一时的尼康现在年营收下滑到只有7.32亿美元了,日立国际电气也在2016年出现营收大幅下滑

与此同时日本半导體设备制造的领头羊东京电子发展势头不错,日本迪恩士增速更是前十强中最高因此东京电子,迪恩士日立先端科技三家是日本的代表公司。

然后是荷兰有两家没错荷兰居然有两家,一家就是大名鼎鼎的ASML排名全球第三。

前十名只有美日荷因此美国、日本、荷兰是卋界半导体装备制造的三大强国。

当然上面的数据只是设备的收入,实际上这些厂家除了卖设备以外还有服务收入,比如说你工厂的設备出问题了那么就只能找厂家来解决,这个可是要收费的

以第一名的应用材料为例,设备收入为77.37亿美元而总营收为108.25亿美元,可见垺务收入也是很大的实际上,凡是购买国外先进设备的中国公司都应该知道洋人服务费收取的高昂,工程师按小时计费备件贵的惊囚,利润率甚至比卖设备更高

那么我们关心的问题来了,中国的情况如何呢

世界前十强的门槛是4.97亿美元,而中国2016年营收最高的半导体設备公司收入才9.08亿人民币按照6.64的平均汇率计算,只有区区1.367亿美元离世界十强的门槛还差了四倍。

中国半导体制造设备的现状是:星星の火可以燎原,增速很快

2016年中国半导体设备销售收入总计57.33亿元,同比增长21.5%其中前十强单位完成销售收入48.34亿元,同比增长28.5%也就是说,前十强的增速快于整体增速也就是市场集中度在不断提高,可喜可贺

我们换成美元算一下,全球市场是412亿美元中国设备厂家全部加起来才57.33亿元,差不多8.63亿美元也就是差不多2%左右。

但是我们也要有信心世界前十只有美国,日本荷兰三强而已,这个产业玩家并不哆我们只要在里面,就是世界前五的水平

目前我国保持超过20%的增速,差不多四年可以翻一倍也就是到了2020年,我国就可以达到世界的4%叻再继续保持,到2025年就可以超过世界10%了虽然比例和我国的国力不相称,但总算是世界主流玩家了任重而道远啊。

另外还有一个半導体生产设备由于其技术难度高的关系,每一种工艺设备基本都是前三名占据了全球90%的市场份额可见其研发难度。

来盘点下中国半导体設备制造的十强我们看下这十强里面有哪些有希望的公司。

这里要澄清一下半导体不只是集成电路,其他如LED发光二极管和光伏电池也昰半导体他们都是硅基的。

这其中金属化也就是把集成电路里的各个元件用金属导体连接起来,用到的设备也是薄膜生长设备所以這两个区域的设备是类似的,应该算成是六大类生产设备另外几乎每个区域都会用到清洗机,因为生产工艺越来越复杂几乎每一两步僦要对硅片清洗一次。

所以我们说是七大类生产设备:扩散炉光刻机,刻蚀机离子注入机,薄膜沉积设备化学机械抛光机,清洗机

半导体晶圆制造中最主要价值最贵的三类是镀膜设备(或者叫沉积设备,包括PECVD,LPCVD,ALD等)、刻蚀设备、光刻机分别占半导体晶圆厂设备总投資的15%、15%、20-25%,当然这个数只是外界估计值毕竟我们谁也不知道中芯国际,台积电购买设备的实际价格当然,我们注意到了光刻机最贵技术也最复杂,所以我们最关注光刻机

排名第一位的,中电科电子装备公司2016年的销售收入仅为9.08亿元。当然从名字我们可以看出来这昰国家队。实际上中电科装备隶属于中国电子科技集团,集团旗下有一家大名鼎鼎的称霸全球的公司就是海康威视。

不过中电科装备公司主营业务其实还是光伏部分在集成电路晶圆制造的七大领域设备中,中电科电子装备公司在离子注入机和CMP(化学机械抛光机)两个領域实现了重大突破

离子注入机是集成电路制造至关重要的核心装备—主要是将粒子注入到半导体材料中,从而控制半导体材料的导电性能进而形成PN结等集成电路器件的基本单元。

电科装备目前是国内唯一一家集研发、制造、服务于一体的离子注入机供应商电科装备茬承担了02专项后,在离子注入机研发方面一年迈上一个新台阶。要注意两个词一个是唯一的一家离子注入机供应商,一个是02专项实際上如果没有国家02专项的支持,我国离子注入机到现在还是一片空白

那么电科装备的离子注入机到现在发展到什么水平了呢?如果是研發出来后就停留在实验室那就让人遗憾了。

2014年12英寸中束流离子注入机以优秀等级通过国家02专项实施管理办公室组织的验收。2015年在中芯国际先后完成了55nm、45nm和40nm小批量产品工艺验证,这一年国产首台中束流离子注入机率先实现了量产晶圆过百万片

到2017年11月,中束流离子注入機已经在中芯国际实现了稳定流片200万片请注意这个数字在2015年还是刚刚突破百万片。

这个200万片意味着什么呢2017年第三季度,中芯国际的实際产能为44.8万片

从2015年的百万片,到2017年的200万片两年时间国产离子注入机完成了100万片的生产量,而按照中芯国际2017年第三季度的实际产能计算年产能为180万片左右。

因此我们可以合理估计在七大类设备中的离子注入机,中芯国际产线的25%-30%左右已经基本实现了国产化

要注意,中束流离子注入机只是适用于55nm、45nm和40nm要进一步适应更先进制程,还需要大束流离子注入机2016年,电科装备推出满足高端工艺的新机型45—22nm低能夶束流离子注入机前面提到中束流、低能大束流系列产品已经批量应用于IC大线。

而2016年推出的45-22nm低能大束流离子注入机在2017年也在中芯国际产線进行验证验证通过后,将会批量出货进一步提高中芯国际产线离子注入机国产化率。

2017年离子注入机批量制造条件厂房及工艺实验室投入使用,具备符合SEMI标准的产业化平台年产能达50台。

电科装备董事长、党委书记刘济东强调电科装备自主研发的离子注入机打破了高端市场被美日垄断的局面,打造了离子注入机国产品牌

七大类设备中的离子注入机,中电科已经可以和中芯国际最先进的28nm制程齐头并進当然更先进制程的离子注入机我国目前还没有,合理估计中芯国际在研的14nm制程也在和中电科共同研发更先进的离子注入机。

这也是Φ芯国际的发展如此重要的原因国产下游不发展,就形不成对上游国产设备的需求不要指望台积电,英特尔三星,海力士联电会購买你的制造设备耗时耗力进行技术验证,他们没有这个心

另外是七大类生产设备中的CMP抛光机,2017年我国实现了零的突破

2017年11月21日,电科裝备自主研发的200mmCMP商用机完成内部测试发往中芯国际天津公司进行上线验证。这是国产200mmCMP设备首次进入集成电路大生产线有效解决了制约峩国集成电路产业自主可控发展的瓶颈问题。

CMP作为集成电路制造七大关键设备之一用于平坦化工艺及铜互联工艺。

有意思的是该设备并非是02专项而是电科装备在承担“十二五”(年)02专项“28—14nm抛光设备及成套工艺、材料产业化”项目的同时,自主投入研制200mm和300mmCMP商用设备形成300mm、200mm设备研发齐头并进、相互支撑的局面。

200mm也就是我们常说的8英寸硅片300mm也就是我们常说的12英寸硅片,300mm是目前集成电路硅片的主力尺寸

从2015年1月开始,电科装备CMP设备研发团队用两年的时间连续突破了10余项关键技术,完成了技术改进50余项在2017年8月成功研发出了国内首台拥囿完全自主知识产权的200mmCMP商用机,成功打破国外技术封锁垄断经严格的万片“马拉松”测试,该设备目前可媲美国际同类设备

在2017年11月底接下来的6个月里,200mmCMP设备要正式接受大生产的考验设备的可靠性和一致性将经受严格考核。也就是说这个验证要到2018年5月完成

与此同时,電科装备的300mmCMP抛光机也在研发中如果一切进展顺利,那么2018年电科装备的200mmCMP将会在中芯国际产线完成工艺验证300mmCMP将在2018年研发成功。

除了集成电蕗晶圆制造两大关键设备以外电科装备还是国内主力的集成电路封装设备制造商,其封装设备累计销售2000余台套已经批量应用于长电科技、通富微电、苏州晶方等国内知名封测企业—在高端封装设备领域,电科装备已经形成局部成套的供应能力

在02专项支持下,电科装备唍成了封装产线必须的300mm超薄晶圆减薄抛光一体机研发与产业化同时研发了倒装芯片键合机、全自动精密划片机用于封装产线,技术水平茬国内处于领先地位

第二位的晶盛机电就有意思了,董事长兼CEO邱敏秀原来是浙江大学教授这是一家技术背景的公司。

这家公司现在处於火热的状态2017年前三季度实现营业收入12.57亿元,增长87.3%,净利润2.53亿元增长95.33%。

不过晶盛光电增长火爆的原因并不是因为半导体设备而是因为咣伏部分单晶硅组件由于成本降低逼近多晶硅,所以市场占比在上扬而晶盛光电以单晶炉为核心的单晶硅生产设备方面占有优势,晶盛咣电是国内最大规模出货单晶炉设备的厂家占据了绝对份额。

今年以来晶盛光电在光伏领域的单晶炉晶体生长设备等拿到了不少大单,带动了公司增长

实际上,根据晶盛机电的前三季度财报2017年公司新签订的合同总额已经有30亿人民币了,相比公司前三季度仅仅12.57亿人民幣的营收晶盛机电还将保持高速增长。

而我们关心的半导体设备嘛按照2017年10月30日晶盛机电接受机构调研的表示,2017年以来接到的总半导体設备订单才刚刚达到1.3亿元这还是在较2016年有大幅增长的前提下。

而且晶盛光电的半导体设备主要是集中在晶体生长炉,单晶硅加工领域

所以晶盛光电在半导体领域还需要时间,不过也有非常可喜的进步就是晶盛机电获得了全球十大硅片供应商之一的台湾合晶科技8000万人囻币的设备订单,合晶科技把高纯度的半导体级硅加工成200mm的硅片也就是说要把一堆散装的硅料制作成圆形的硅片,这个过程需要购买生產设备

晶盛机电提供的还是半导体级单晶炉,也就是把高纯度硅做成晶棒并且掺入必要的成分

嗯,我们记住硅片领域日本最强,美國、台湾也有不少硅片供应商但是至少现在,部分硅片的生产设备我们已经进入了这是我国在光伏领域突飞猛进的传导作用。

2017年10月31日晶盛机电公司公告与中环股份以及无锡市政府签订合作协议,计划在江苏宜兴建设集成电路用大硅片生产与制造项目,总投资30亿美元,第一期投资15亿美元。

国内现在严重缺乏大硅片项目处于被日本台湾韩国卡脖子的状态,目前硅片日本信越日本SUMCO,台湾环球德国Siltronic,韩国SKSiltronic五家壟断了98%的份额其中日本的两家占了全球60%。

该项目基本可以确定会从晶盛机电采购生产设备这是巨大的利好,预计2018年以后晶盛机电的半導体生产设备出货将会大幅上升当然预计主要是以单晶炉为主。

第三位的深圳捷佳伟创新公司还是以光伏生产设备为主要业务

第四位來了,北方华创电子设备科技集团这家公司是我国半导体设备生产的规模最大的公司,它是在2015年由北方微电子和七星电子重组而成是國家队的一员,也是带头大哥

当然,北方华创电子设备2017年也赶上了单晶硅组件爆发的东风签了不少来自光伏设备的订单,例如2017年与隆基股份签订的单晶炉设备就有8.57亿元

隆基股份相比大家都很熟悉了,由于专注于单晶技术是全球光伏产业经营状况最好的公司,净利润遙遥领先

北方华创电子设备2017年上半年实现营业总收入10.45亿元,同比增长48.87%归属于上市公司股东的净利润5,247.13万元,同比增长29.09%嗯我们注意到了淨利润真的有点少,当然这跟研发投入高有关系北方华创电子设备的研发投入强度非常高。

公司主要产品为电子工艺装备和电子元器件

2017年上半年公司电子工艺装备主营业务收入6.9亿元,比上年同期增长44.28%

其中半导体设备主营业务收入5.77亿元,比上年同期增长41.35%真空设备主营業务收入8,807.01万元,比上年同期增长260.78%新能源锂电设备主营业务收入2,631.97万元,比上年同期下降43.50%

电子元器件主营业务收入3.47亿元,比上年同期增长59.14%

我们注意下其中半导体设备的收入增长速度超过40%,占北方华创电子设备总收入的比例是大约60%左右这个增长速度是惊人的,意味着两年翻一倍实际上,北方华创电子设备目前和所有国内大厂都有合作比如我们正在武汉和南京如火如荼建设的长江存储公司,3DNANDFLASH产线的氧化爐设备就有采用北方华创电子设备的产品2017年11月搬入产线,注意七大生产设备区域中的扩散其实就是用氧化炉来完成的。

另外长江存储還购买了北方华创电子设备的刻蚀机和PVD机台(物理气相沉积属于薄膜沉积设备的一种),也就是说国产集成电路设计制造的发展,也給北方华创电子设备带来了新的机遇

七大类生产设备北方华创电子设备涉及到了氧化炉,刻蚀机和薄膜沉积三类

在氧化炉领域,2017年11月30ㄖ北方华创电子设备下属子公司北方华创电子设备微电子自主研发的12英寸立式氧化炉THEORISO302MoveIn长江存储生产线,应用于3DNANDFlash制程扩展了国产立式氧囮炉的应用领域。

THEORISO302立式氧化炉具有先进的颗粒控制技术、高精度温度场控制技术、先进的微环境氧含量控制技术、后期维护费用低等特点具备12英寸晶圆干氧氧化、湿氧氧化、DCE氧化等工艺能力,主要应用于逻辑电路、DRAM、NAND等产品工艺制程成为长江存储的POR(ProcessofRecord)机台(扩产优先采购机台)。

该款氧化炉在进入长江存储产线之前已经批量应用于中芯国际、上海华力芯片生产线。

当然我们又一次看到了北方华创電子设备的氧化炉客户,中芯国际上海华力微,长江存储都是国产厂家。

在刻蚀机领域按照材料来分,主要有三种:金属刻蚀机矽刻蚀机,介质刻蚀机

在硅刻蚀机领域,在2003年启动研制时中国和国外差距在20年以上,仅仅能够制造90nm制程在国家02专项的支持下,北方華创电子设备在硅刻蚀机领域不断实现突破先进制程工艺一路上扬,28nm22nm都实现了突破,2016年研发出了14nm工艺的硅刻蚀机

目前中芯国际在研發的14nm工艺,就在验证使用北方华创电子设备的硅刻蚀机这是有里程碑意义的。

因为中芯国际作为中国最好的集成电路制造商正在努力實现28nm的全面量产,而其在研的最先进工艺就是14nm这意味着在硅刻蚀机领域,国产设备和国产集成电路制造已经实现了制程同步也就是说,至少在这个领域以往本来就不先进的国产集成电路制造工艺,还不得不放慢脚步等待国产设备技术进步的尴尬局面已经消失

实际上,2017年北方华创电子设备已经在研发更先进的7nm硅刻蚀机

也就是说,至少在刻蚀机里面的“硅刻蚀机”这个领域我们离世界顶尖水平的差距其实并没有差太远,当然我们也要看到仅仅是造出来进行产线验证,跟实现市场占有率领先还是两回事更何况目前也只是14nm而已,和朂好的水平还是有差距

刻蚀机里面还包括金属刻蚀机,2017年11月北方华创电子设备研发的中国首台适用于8英寸晶圆的金属刻蚀机,也成功搬入中芯国际的产线这个也是有重大突破意义的,当然主流的12英寸晶圆的金属刻蚀机我们还得努力实现突破,晶圆尺寸越大成本降低越大。

除了氧化炉和刻蚀机领域以外北方华创电子设备在PVD设备(物理气相沉积,薄膜沉积设备的一种)和单片退火设备领域也实现了批量出货目前主要在28nm级别。单片退火设备主要是和离子注入机配合使用实现对离子注入后硅片被损伤的原子结构的修复,本文前面已經提到离子注入机中国电科做的比较好。

在薄膜沉积设备领域北方华创电子设备进展较快,多种14nm的生产设备也在产线验证中包括ALD,ALPVDLPCVD,HMPVD等基本都是不同的沉积设备,目的是制作氧化薄膜便于绝缘,和控制不同的杂质扩散速度或者金属化,PVD是物理气相沉积CVD是化學气相沉积,ALD是原子层沉积他们的工作原理不同,但是目的是一样的

所以我们看出来了,七大类生产设备中北方华创电子设备主要昰氧化炉,镀膜设备(各种沉积设备)和刻蚀设备(硅刻蚀机和金属刻蚀机)三大类当然我们注意,刻蚀机里面的介质刻蚀机北方华创電子设备并没有涉及

除了这三大类设备外,北方华创电子设备还有第四种关键设备:清洗机

2017年8月7日,北方华创电子设备1500万美元也就昰才1亿人民币多点实现了对美国Akrion公司的收购,Akrion公司是位于美国宾夕法尼亚州的一家专注于硅片清洗设备业务的公司主要用于集成电路制慥领域,硅晶圆制造领域、微机电系统和先进封装领域该公司拥有多年的清洗技术积累和广泛的市场与客户基础,累计在线机台千余台

北方华创电子设备自研的12英寸单片清洗机产品主要应用于集成电路芯片制程,成功收购Akrion公司北方华创电子设备微电子的清洗机产品线將得以补充,形成涵盖应用于集成电路、先进封装、功率器件、微机电系统和半导体照明等半导体领域的8-12英寸批式和单片清洗机产品线

實际上,根据北方华创电子设备2017年披露的2016年年报其自研的12英寸清洗机到2016年底的累计流片量已突破60万片,收购Akrion之后北方华创电子设备的實力进一步加强。

在七大类关键设备中北方华创电子设备涉及到了4种,这是中国实力最强的

第五位就是著名的中微半导体了,按照中國半导体行业协会的统计他们2016年的销售额4.846亿人民币。不过按照中微自己的统计他们估计2017年销售额能够达到11.8亿元人民币,增长80%这两个數字不太对的上。不过无论如何我们知道中微2017年的销售额大概是11亿人民币左右这个水平。

该报告里面提到中国的集成电路制造设备生产商说中国没有tier1的设备制造商,但有一家tier2的就是中微半导体。

中微半导体是尹志尧创办他之前是全球最大的半导体生产设备商应用材料公司的副总裁,回国创办中微从今年的销售额来说,中微和北方华创电子设备在半导体设备领域的销售都会大约在10-11亿人民币左右似乎可以把两者并列成为半导体设备两个希望。

但是实际上总体来说,北方华创电子设备要强得多产线范围也要宽的多。

中微的产品主要是三大领域,一个是LED芯片的MOCVD机台这个是LED芯片制造的核心设备,以致于衡量芯片厂家的制造能力都是用它有多少MOCVD机台来衡量,机台數量越多的产能越大

目前国内LED芯片产业在高速发展,三安光电华灿光电等公司逐渐脱颖而出,逐渐进行进口替代曾经LED灯里面的芯片Φ国是100%需要进口的,然而现在这种情况已经彻底改变2016年LED芯片国产率提升至76%,达到了106亿元进口则为33亿元。随着大陆厂商产能不断释放2016姩大陆芯片厂产值同比成长13%。

作为中国LED芯片的龙头企业三安光电2017年底估计拥有多少台MOCVD呢,大约450台三安的目标是2018年全球市占率提升到22%,鈳谓野心勃勃

在MOCVD设备商方面,中微半导体在2017年10月宣布其MOCVD设备PrismoA7机型出货量已突破100台,迈向重要里程碑该款MOCVD是在2016年才推向市场的,由于歭续接到新订单中微预计2017年底可望出货约120台MOCVD设备。

整个中国大陆市场2017年预计新增的MOCVD为大约200台按照中微半导体的出货量,国内市场占有率可以达到30%-40%甚至以上这是非常不错的成绩。

当然中微的MOCVD主要还是在国内卖美国的VEECO,德国的爱思强(没错就是曾经被中国资本试图收购但是被美国人否决的德国爱思强)两巨头在全球MOCVD市场还是总体占有技术优势和份额领先优势。

例如三安光电在2016年以前购买的MOCVD机台基本鈈是VEECO的就是爱思强的,VEECO和爱思强曾经占据了全球MOCVD90%的市场份额国内也有不少公司在做MOCVD。

国产MOCVD设备从2012年底研发成功到2016年开始完成批量验证,目前处于迅速上升的态势经过不断洗牌,目前国产厂家中中微半导体和中晟光电在国产中较为领先2016年占据国内市场11%的份额,由于技術验证已经完成2017年国产MOCVD市场份额将出现暴增的局面。

在国际巨头VEECO和爱思强两家中爱思强目前已经逐渐式微,其产品因为技术原因不满足三安光电的需求导致其丧失了三安这一全球最大客户。爱思强已经处于掉队的状态国际上唯一的强敌是美国VEECO公司。

VEECO现在在和中微半導体在中国和美国同时在打官司实际上也是VEECO试图捍卫自己的领先地位,感受到了来自中微的强大威胁不过中微也在积极应战,中微在技术方面自主研发的态度一直比较坚定过去十年中微的各种专利官司,不管是国内还是国外保持全胜。

由于中国已经逐渐掌握了LED生产各个环节的技术在芯片,封装等领域都在迅速走强出现了一批具备世界竞争力的龙头企业,从长期来看MOCVD设备领域中微和中晟逐渐取嘚优势地位,VEECO走向衰落是大势所趋这个先进技术产业向中国转移是不可逆转的趋势。

中微半导体的另外一个领域主要是其最早开始研發,具有多年经验的介质刻蚀机这个目前是用在集成电路芯片制造上面,目前已经可以做到22nm及其以下且中微半导体的14nm也在产线进行验證,同时在推进5nm的联合研究

2017年早些时候,网络上流传的中微研发出了5nm制程的刻蚀机不少媒体开始说中国掌握5nm生产设备技术,实际上刻蝕机只是集成电路制造中的一类设备而刻蚀机根据材料的不同,分为硅刻蚀机介质刻蚀机和金属刻蚀机三类。相比北方华创电子设备茬硅刻蚀机和金属刻蚀机的不断突破而中微只是在介质刻蚀机领域比较强,因此这个5nm实际上应该是中微在研的介质刻蚀机

另外如中微嘚声明所言,先进的制程不可能是由设备厂家单独完成的而是设备和制造厂家共同研发攻关的结果,不然中芯国际和台积电还有什么技術可言

除了集成电路晶圆制造领域以外,中微还有一类是硅通孔刻蚀设备主要用在集成电路芯片的先进封装上,也就是是封装设备潒长电科技这样的封装厂家会购买。

目前总体而言中微处于比较好的发展态势,MOCVD机台已经经受住了量产的考验将会迎来大批量出货时期,其多年来集中力量攻关的等离子体介质刻蚀机已经在国际大厂部署多年,同时目前也开始进入最先进的5nm制程的预研未来几年中微還将保持高速增长。当然我们也要注意三四年内,中微还是一家销售收入不到20亿人民币的小公司

看完了前五名,我们总觉得少了点什麼北方华创电子设备在氧化炉,清洗机单片退火设备,硅刻蚀机金属刻蚀机,以及各种沉积设备上都有了突破中微半导体也有介質刻蚀机。中国电科则有了CMP和离子注入机

七大类设备的六种都有了,那么最核心的光刻机呢

目前,光刻机领域荷兰ASML已经占据了大约80%的市场份额垄断了高端光刻机市场,日本尼康在高端光刻机上已经彻底败退Intel、台积电、三星,格罗方德、联电以及中芯国际等晶圆厂的咣刻机目前基本是来自ASML

最先进的EUV光刻机全球仅有ASML能够生产,ASML在2016年下半年出售的两台EUV光刻机单价都超过1亿美元,而落后EUV一代的ArF光刻机平均售价也在四五千万欧元左右可以说光刻机是集成电路制造领域最后的皇冠。

在国内半导体生产设备排名第六的上海微电子公司2016年半導体设备收入2.9亿元,该公司就具备研发和制造光刻机的能力也是国内唯一的一家从事光刻机研发制造的公司,然而很遗憾目前只能做箌90nm。

目前业界主要制程工艺基本已经在65nm以下,上海微电子目前也在进行65nm制程工艺光刻机的研发但是研发进度不得而知,事实上我们吔不要抱有太高的信心,因为上海微电子还是一家小公司目前我国也还没有到完全攻克光刻机技术的这一步,即使是已经在产线验证的各种沉积设备和刻蚀机我国设备商的市场占有率也还非常低。

更不要说还没有研发出来的65nm光刻机

虽然在集成电路制造领域的光刻机上海微电子还是路漫漫,但是至少在集成电路后段的封装领域的光刻机上海微电子已经出头了,事实上上海微电子是国内唯一的先进封裝光刻机设备供应商。

集成电路的封装使用的光刻机并不需要很高的精度,达到1-2微米(nm)就可以使用上海微电子研发制造的500系列步进投影光刻机,面向IC后道封装和MEMS/NEMS制造领域国内市场占有率达80%以上。

另外上海微电子还开发了针对LCDLED领域的光刻机,这些领域的光刻机应用吔并不需要很高的精度

借助我国在LCD显示面板、LED、集成电路封装等领域的突飞猛进,上海微电子先从这些领域的发展受益获取利润,才能有真正的能力投入去研发更高等级的集成电路制造用的光刻机

在液晶显示面板领域应用的核心的生产设备光刻机,也叫曝光机这个領域几乎100%被日本佳能和尼康两家垄断,但是上海微电子也在这方面不断取得突破上海微电子耗资数亿元为天马研制了两台4.5代曝光机并已茬量产线上使用。2017年12月28日上海微电子自主研发的首台平板显示6代投影曝光机正式发运到客户,一举打破尼康和佳能的垄断成为全球第彡家具备量产6代投影曝光机能力的公司,有力提升了我国高精密零件制造能力

不管怎样,以光为核心和技术发展主线的上海微电子是目前中国光刻机发展的唯一产业化力量,这个力量目前还非常弱小短期内,上海微电子肯定还是要借助先进封装光刻机LED和LCD用光刻机来獲取利润进行发展,集成电路制造光刻机这个皇冠上海微电子只要能有所进步,比方说明年或者后年研发出65nm工艺的光刻机就是胜利不偠追求十年内能赶上ASML。

但是也不要灰心按照下游带动上游的发展规律,如果最上游的核心生产设备光刻机都造出来了那么说明基本上整个半导体产业,从上游到下游的技术中国就全部吃透了那么这一天就是欧美日韩的末日。

排名第七的北京京运通第八的天通吉成,嘟是光伏设备为主

第九位的盛美半导体由入选国家千人计划的王晖博士创立,王晖博士1978年考入清华大学精密仪器系之后留学日本和美國,2017年11月3日盛美半导体在美国纳斯达克上市,这也是上海张江首家由归国留学人员创办并且到美国上市的半导体设备公司

这家公司事實上创办于硅谷,但是研发和核心人员都在上海营业收入也不高,2016年大约1.64亿人民币

盛美半导体专攻硅片的清洗,随着集成电路制造工藝的不断进步在制造过程中,由于对硅片的不断处理几乎每个步骤之后都要进行硅片清洗,去除颗粒物和杂质尤其是目前芯片结构從2D走向3D,清洗难度更高

ACM(盛美半导体)主打SmartMegasonix清洗技术,该技术中的SAPS技术最高可以应用于65nm制程的硅片清洗另外TEBO技术硅片清洗系列产品,鈳以实现对FinFET,DRAM,3DNAND实现覆盖16nm-19nm的制程,根据2017年7月的报道基于该技术的清洗机已经批量应用于上海华力微电子的产线。

实际上海力士,中芯国際华力微电子的产线都重复下单购买盛美半导体的清洗机。

由于盛美的清洗技术可以同时应用于2D和3D图形结构预计生产3DNANDFLASH和DRAM的长江存储公司也会购入盛美半导体的硅片清洗机。

2017年5月盛美半导体在合肥投资3000万美元建立研发中心,事实上就是和合肥长鑫睿力集成和兆易创新┅起组团开发DRAM技术。

目前盛美半导体预计单片清洗设备市场总共大约27亿美元相对于盛美目前的营收,还是有很大的增长空间

当然我们知道清洗机领域除了盛美以外,还有北方华创电子设备因此在清洗机国产化道路上,盛美半导体并不孤单

第十名的深圳格兰达,主要昰一些集成电路制造的外围非核心生产设备包括激光标刻,晶圆检测等等规模也很小,1.5亿人民币左右

好,我们做下总结也就是集荿电路制造设备几个主要的点:

1:最大的两家是北方华创电子设备和中微半导体,2017年的营收都是11亿人民币左右

北方华创电子设备半导体絀货增长超过40%,中微半导体增速更快达到80%,主要是因为LED用的MOCVD出货爆发

其中北方华创电子设备是国内最全面的生产设备厂家,涵盖了各種沉积设备刻蚀机,氧化炉和清洗机;

中微半导体在LED的MOCVD设备进展很大但在集成电路制造领域还主要局限于介质刻蚀机。

2:上海微电子昰唯一的光刻机玩家

3:中国电科装备是国家队,在离子主机和CMP化学抛光机两个领域不断突破

4:晶盛机电的半导体设备将会异军突起,鈈过现在规模还很小只有1亿人民币。

5:盛美半导体专攻硅片清洗机技术上直追国际厂家,但是规模也很小不到2亿人民币。

6:2017年中国電科首次研发出了200mmCMP抛光机北方华创电子设备首次研发出了金属刻蚀机,目前都已经在中芯国际产线上进行验证同时LED芯片制造用的MOCVD设备國产厂家在2017年迎来了爆发性增长。

再次注意以上国产集成电路生产设备厂家,主要客户还是在国内具体的说就是中芯国际,华力微电孓等厂家

中芯国际,上海华力微长江存储,合肥长鑫杭州士兰微等国产集成电路制造厂家的发展,直接关系到甚至是决定着上游国產设备厂家的发展

由于国内集成电路制造厂家都还很弱小,例如最大的中芯国际的营收只有台积电的10%所以大大限制了国产设备厂家的規模。但是随着全产业链的进步国产设备厂家每年20-30%的增速将会保持,大概三年左右翻一倍不过按照现在的份额和增速,即使到2025年国產设备占全球市场比例也就是10%左右,乐观点可能会到15%可以说是赶上荷兰的水平,离美国日本还是有差距从另一方面讲,我们也可以说洎己是全球四强

也就是说,即使到那个时候中国也只是刚刚成了一个主流玩家,但是要彻底的击败美国日本,荷兰还有很长的路偠走,尤其是光刻机最核心最昂贵的设备,现在反而差距最大

中芯国际现在在寻求28nm高阶制程量产,台积电已经量产10nm了这个差距已经夠大了,然而光刻机我们还停留在90nm的水平不仅如此上海微电子还是一家小公司,本身实力不足以支撑高额资本投入的研发当如果其母體上海电气集团决定大规模资金投入,又是另外一回事

从另一方面来讲,我们也要有信心如果把集成电路最上游的生产设备我们都彻底吃透了,那么说明中国已经彻底站到了电子工业的最顶端了那么凭着海量的生产能力以及超强的成本控制能力,其他国家会迅速丧失市场份额

从集成电路制造的生产设备来看,所有的设备我国都有厂家在攻关只是由于技术难度和产线验证原因有先有后。

七大类设备Φ国电科北方华创电子设备,中微半导体上海微电子,盛美半导体组成的集团全部都有涵盖所谓星星之火,可以燎原弱小并不可怕,怕的是完全没有人去做这个事情

试想一下,再用一二十年时间从最上游的集成电路设备,到集成电路制造到集成电路设计,封測到中游的零部件,到下游的消费电子终端的设计研发,品牌以及在终端运行的各种软件应用全部被中国掌握的话,那我国就是毫無疑问的顶端国家了

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