基于半导体行业规律：如何重新认知中芯国际？

在百年未有之大变局下,基于半导体行业的客观规律,和中国面对的条件约束,我们认为中芯国际战略将有三大转变:

一、由单纯追求先进工艺-回归成熟工艺(“新90/55nm”远大于“旧7nm”)。

中芯国际进入实体名单后,完全基于美系设备的7nm其现实意义远小于基于国产设备的成熟工艺,晶圆代工厂并不是半导体的最底层技术,只是芯片设备、材料、工艺的集成商。中国半导体的主要矛盾已经从缺少先进工艺调教,转移到缺少国产半导体设备、材料。

中国缺少14/7/5nm先进工艺,但是中国同样也缺少13um/90/65/55nm成熟工艺,韦尔豪威的CIS芯片(55/45nm)、兆易创新的NOR(55/45nm)、汇顶的指纹识别(55nm)、卓胜微/思瑞浦/圣邦的模拟芯片(90nm上下)都需要成熟工艺产能。从目前产业看,中国能实现光伏、LED、LCD面板的全面国产替代,成熟制程芯片也能依靠国产设备、材料、工艺进行生产。

美系借助根技术优势将继续打击他国并把持高端制程、先进工艺的芯片制造,并且这种局面短期不会发生扭转。我们预计,低纬度国产替代进程将持续下去,中国将从下而上把持泛半导体技术。在根技术,如设备、材料领域得到长足进步前,先做好成熟工艺回炉再造,再逐步向上攻克先进工艺壁垒,螺旋发展。

回归基于国产设备的成熟工艺再造,是中国半导体当下最现实的任务,完全基于美系设备的7nm其现实意义远小于基于国产技术的55nm晶圆厂。服务好国内这些成熟工艺的fabless,其现实意义也大于客户基础小的多的FinFET工艺。

二、由单纯外循环-内外双循环(去A化,而不是国产化)。

全球科技格局将重新洗牌,呈现逆全球化的返祖状态。即使强如美国也只参与了半导体产业的小部分环节,中、欧、日、美、韩、中国台湾,各自占据了产业链不可或缺的部分。

半导体是一个充分全球化分工的行业,没有哪个国家能单独实现全部内循环,所以半导体行业没有所谓的全链路国产化,而在部分关键领域实现去美化、去A化的基础就是联合欧洲、日本的设备和材料以及韩国、中国台湾省的制造。

而美国以高端制造业为根基,向下补全短板。第三象限指的是日本(材料)、韩国(存储)、欧洲(设备)、中国台湾省(代工),依靠在细分行业的领先优势,独立在中国、美国内循环外,成为全球硬科技市场外循环的中间介质。

依据自身发展的资源禀赋以及要素分布,将全球硬科技分成三大象限:

第一象限:以美国为主导;

第二象限:以中国大陆为主导;

第三象限:以韩国,日本,中国台湾省,欧洲为主导(中间介质)。

受到外部环境压力,中国的本土Fabless、Fab都面临上游供应链危机,但中国自主发展的道路不会因为外部打压而改变。随着内循环政策提出,未来中国以成熟Fab为根基,跟第三象限进行外循环。

1、成熟工艺=内循环为主+外循环为辅

2、先进工艺=外循环为主+内循环为辅

基于全球产业客观规律,我们认为中美在以下环节的科技外循环仍将继续:

1、设备:与欧洲、日本这些“中间介质”进行设备外循环,但是要在美系的ETCH、PVD、CVD、CLEAN、CMP、ANNEAL等领域进行国产设备内循环(北方华创、屹唐、盛美、华海、万业、中微、至纯、精测等);

我们将设备公司分为:生态级、平台级、产品级三类。平台化是全球半导体巨头的必经之路,全球半导体设备的大部分份额都被少数几家(应用材料、LAM、TEL等)把持。

通过分析巨头的成长之路,我们总结出半导体设备的两大必然趋势: 1)产品的平台化:前道工艺设备全覆盖(除光刻、量测设备外);

2)泛半导体领域全覆盖:泛半导体技术的同源性导致了产品矩阵必须要扩充到LCD、LED、第三代半导体等多重领域。 基于以上分析,我们将未来国产半导体设备市场的格局定义为:“一超四霸多强”: 1)平台级:北方华创(刻蚀机、PVD、清洗机、CVD、ALD、氧化、退火、MFC);

2)准平台级:屹唐半导体、盛美半导体;

3)单产品级:沈阳拓荆、上微、中微、万业企业、华海清科、中科飞测、中科信、华峰测控、精测电子、至纯科技。他们共同构成了整个中国半导体的底层生态。

2、材料:与日本、欧洲这些“中间介质”进行材料外循环(大硅片、光刻胶等),在各种大硅片、电子气体、电子化学品、溅射靶材等领域进行国产材料内循环(中环、沪硅、立昂、雅克、晶瑞、江丰电子等);

3、IP/EDA:与美国的(ARM、Synopsys、Cadence等)进行软件生态外循环,但是国内也在各种新场景、新应用的EDA和IP领域进行内循环(华大九天、芯愿景、广立微、芯禾科技、芯原股份);

4、Fab/IDM:与韩国的存储芯片、中国台湾省的晶圆代工进行外循环,在国内依靠自建成熟工艺的晶圆厂和IDM继续内循环(中芯、华虹、长存、长鑫、华润微、士兰微、捷捷、扬杰、格科微、集创)。

所以未来中国将维持最低内循环在成熟工艺进行底层根技术(设备、材料、EDA/IP )的自主创新,回顾中国泛半导体发展之路,未来数年,我们认为中国半导体将在尽可能内循环的基础上依赖外循环,实现双循环体系。

三、由技术突破为主导-产能扩充为主导。

中芯国际承担着三种任务:

1、先进工艺的研发和突破,比如FinFET 14/7nm;

2、存量产能的运营和生产,主要是中芯北京、上海和天津、深圳各个厂区;

3、新增产能的扩张,基于已有量产工艺技术的产能扩张,主要是成熟工艺。

由于种种原因,本应该放在第一优先级的成熟新产能扩张未能得到充分执行。中芯国际北京合资线几经挫折终于在2020年末正式资金到位,但此时全球已经爆发了以8寸和12寸成熟工艺为主的产能危机。

中国庞大Fabless行业面对全球晶圆厂代工产能的紧张,本土并没有强力的产能后备军,根据中芯国际招股说明书以及IC insight数据,中芯国际的折合8寸片月产能约为40万片,远低于台积电约270万片的月产能,而根据华虹官网数据,国内排名第二的华虹半导体月产能仅有22万片。

未来中芯国际的三大任务中,通过扩产满足国产Fabless需求并提供安全可控的代工服务为第一要务,维护存量产能正常运营为第二要务,至于在先进工艺的突破,这不是公司个体所能及,而是要通盘联合国内半导体设备、材料、IP/EDA厂商一起合作,共同突破的系统性工程。

所以蒋尚义的回归和中芯国际大幅上修成熟工艺Capex,符合这个产业大趋势,是中芯国际面对全新国际形式和条件约束(美国设备的制裁)的正确且必然的选择。

1、产能为王:产能成为这个时期最确定的机会,晶圆厂成为所有下游创新的底盘。

2、设备先行:涨价的背后是缺货,缺货的背后是扩产大潮将至,设备将迎来一轮强劲增长。

3、产能本土:与以往基于全球化背景下的产能扩产周期不同,此次产能扩充将会在国产化和去A化的大框架下运行。

我们建议关注三大机会:

1、晶圆厂制造的机会:中芯国际、华润微、长电科技、闻泰科技、华虹半导体、士兰微、捷捷微电、扬杰、深科技、晶方科技、通富、华天、TCL、京东方、三安集成;

2、设备扩产的机会:北方华创、屹唐半导体、盛美半导体、万业、华峰测控、长川、至纯、大族、华海、中微、精测、晶盛;

3、材料本土化的机会:中环股份、沪硅产业、立昂微、江丰电子、雅克科技、晶瑞股份、杉杉、三利谱、安集科技、神工股份。

风险提示:宏观经济环境恶化,疫情反复,电子元器件需求不及预期。