【热门】半导体制造越难，那些上市企业拥有高壁垒？

本文来自“学恒的海外注意”

半导体产业是集成了很多子系统的大系统。

随着芯片集成度的提高，半导体制造的先进度也在提高。 半导体产业包括更多的机械、化学工业、软件、材料等其他行业，是集成了很多子系统的大系统。

而且，与这么多产业相关的半导体产业也推动了经济的迅速发展。 这是因为半导体产品的性能逐渐提高，价格下降，价格下降。 满足了市场对高性能、低价格的诉求。

半导体制造的五个难点

一是集成度越来越高。 集成在一个芯片上的晶体管的数量更多，从20世纪60年代到现在，从一个晶体管增加到100亿以上。

二是对精度的要求越来越高，工艺加工的难度越来越高。 钥匙尺寸从1988年的1um减少到去年的5nm，减少了99.5%。 从这个立场来看，集成电路的制造难度逐渐增加，难度提高的加速度也变大了。

三是单点技术难以突破，构成半导体制造工序最小单位的工艺技术是单点技术，许多噪声电路的制造工序超过了500道工序，这些工序都是在精密仪器下进行的，人眼看不到。

四是需要整合多种技术。 集成技术的难点是如何在短时间内从无限的组件技术组合中完成低价满足规格并完全工作的过程流。 同样，一个人进行体育运动的乒乓球中国人可以获得世界冠军。 但是，11人的足球队不能获胜是集成技术的难点。

第五是批量生产技术。 把研发中心用集成技术构筑的工艺流程移交给批量生产工厂。 严格意义上的精确复制基本上是不可能的。 即使开发中心和量产工厂的设备相同，也不一定能在相同的工艺条件下得到相同的结果。 这是因为，即使是同样的设备，两台机器之间也存在微小的性能差(机差)。 机差是半导体制造设备制造商生产同一型号设备时，由于存在无法控制的因素而可能产生的设备差。 随着半导体精密化程度的提高，机差问题也变得明显。 半导体制造是目前中国大陆半导体迅速发展的最大瓶颈

半导体制造是目前中国大陆半导体迅速发展的最大瓶颈。 电脑的cpu和手机的soc/基带等高端芯片在国内被替代，性能和国际大型产品有差异，但至少“可以使用”。 半导体制造处于“0~1”的突破过程。 如果海外的半导体工厂不代理中国大陆的设计企业，中国的半导体产业会受到严重的影响吧。

投资忠告

市场对芯片设计、半导体器件的认识充分。 对半导体制造的过程认识不够。 另外，除了半导体制造行业研究的高壁垒外，资本市场对半导体制造被被动忽视。 年是半导体制造的大年，我们继续推荐两大领袖中心国际( 00981 )、华虹半导体( 01347 )。

半导体制造的迅速发展历史

20世纪50年代——晶体管技术

自1947年贝尔研究所第一个晶体管发明以来，1950年代是各种半导体晶体管技术迅速发展丰收的时期。

第一晶体管用锗半导体材料。

最先制造硅晶体管的是德克萨斯的仪器企业( txn.us )。

20世纪60年代——过程的改进

在这个阶段，半导体制造商的重点是工艺技术的改善，致力于提高集成电路的性能和降低价值成本。 由于半导体制造的工艺性涉及很多领域，所以专门用于供给的领域迅速发展，提供了硅晶片制造所需的化学材料和设备。

许多高科技企业成立于20世纪60年代。

1968年，成立了英特尔公司( intc.us )。

1969年，成立了amd(amd.us )。

20世纪70年代——提高集成度

20世纪70年代初，微型解决方案是德克萨斯设备企业和英特尔企业发明的，随着被市场应用广泛接受，出现了集成越来越多芯片的诉求。 大规模级集成电路在短短几年内迅速被超大规模集成电路取代，超大规模集成电路是20世纪70年代末的集成基准。

20世纪80年代——自动化

20世纪80年代，个人计算机产业的增长点燃了硬件和软件的诉求，面对日本集成电路制造商的竞争压力，日本扩大了他们的制造能力，使成品率和质量达到了意想不到的水平。 随着这些迅速的发展，美国半导体企业因竞争力弱而震惊和恐慌。 20世纪80年代中期，日本几乎完全占领了高速增长和技术诉求的dram (动态随机存储器)市场份额。

1987年在美国国防部的指导下，在半导体产业界设立了sematech。 开发有关制造设备规范化和变革全领域的政策，二是应对来自日本的竞争威胁。

美国企业强调改善半导体设备、制造效率和产品质量。 例如，目的是实现半导体制造设备、晶片加工工艺的自动化，大幅度减少工艺中的作业人员。 因为人类是洁净室中的第一污染源。

由于芯片迅速发展成为超大规模集成电路，芯片设计的做法发生了变化，特征尺寸减少了。 这些变化需要挑战工艺制造，实现综合工艺的开发、批量生产。

20世纪90年代——高效的大量生产

20世纪90年代，半导体产业的竞争更加激烈。 为了在世界芯片市场生存，制造商在约定的时间内生产很多复杂的优质芯片很重要。

半导体设备高度自动化，先进的材料输送系统为了在事务所之间移动硅片，不需要手工干涉。 软件系统控制了几乎所有的设备功能，包括故障诊断。 技师和工程师将生产菜单下载到设备软件数据库，翻译软件诊断命令，采取正确的设备维护行动。

集成了许多子系统的大系统，这是半导体制造的五大难点

随着芯片集成度的提高，半导体制造的先进度也在提高。 半导体产业包括更多的机械、化学工业、软件、材料等其他行业，是集成了很多子系统的大系统。

而且，与这么多产业相关的半导体产业也推动了经济的迅速发展。 这是因为半导体产品的性能逐渐提高，价格下降，价格下降。 满足了市场对高性能、低价格的诉求。

这种融入高度领域的产业有五个难点，分为两类。

一个是高精细、高集成度。

二是单点技术、集成单点技术、批量生产技术。

第一，集成度越来越高

集成在一个芯片上的晶体管的数量更多，从20世纪60年代到现在，从一个晶体管增加到100亿以上。 电路的集成度越高，挑战半导体制造工艺的能力就越是在可接受的价格条件下改善工艺技术，生产高度的大规模集成电路芯片。 为了实现这个目标，半导体产业高度标准化，许多制造商采用了同样的制造工艺和设备。 市场成功的关键是企业在适当的时候推出适当的产品的能力。

其次，对精度的要求越来越高

精度高的是关键尺寸( cd )，芯片上的物理尺寸的特征成为特征尺寸，业界记述特征尺寸的用语是电路的几何尺寸。 通俗地说，可以理解键尺寸越小，工艺加工的难度越高。

钥匙尺寸从1988年的1um减少到去年的5nm，减少了99.5%。 从这个立场来看，集成电路的制造难度逐渐增加，难度提高的加速度也变大了。

从晶体管结构图来看，键尺寸是晶体管的栅极长度(下图的线宽)。

第三，单点技术的突破很难

构成半导体制造工序最小单位的工艺技术是单点技术或模块技术。 集成电路制造是指在硅片上执行一系列复杂的化学或物理操作。

复杂电路的制造工序超过500道工序，500道工序相当于500个单点技术，同时这些工序在精密仪器下进行，人眼看不到，给制造带来了很大的困难。 以最典型的cmos工艺为例，涉及以下步骤。

上图中的许多步骤分为六个独立的生产区域:扩散(包括氧化、膜沉积、掺杂工艺)、光刻、蚀刻、薄膜、离子注入和研磨。

第四，需要综合多种技术

结合单点技术在硅芯片中嵌入电路，构筑该工艺流程的技术是集成技术。 比如生产dram需要500多个工序，这个工艺首先由研发中心制定，制定的工艺实际上可以生产。

在制作工艺流程的阶段，单点技术的组合方法是无限的，即使制造相同集成度、相同精度的dram，根据半导体制造商的不同而采取的方法也各不相同。 另外，工艺结构因技术集成者而异。

集成技术的难点是如何在短时间内从无限的组件技术组合中完成低价满足规格并完全工作的过程流。

集成技术通过乒乓球、足球来理解。 半导体制造的单点技术我们中国人可以突破，就像押汇人的体育乒乓球一样，中国人可以在世界上获胜。 但是，如果把这些单点技术组合起来，就和11个足球队一样，组合起来就不能获胜了。 这是集成技术的难点。

第五，批量生产技术

这篇文章很多，但很重要。

研究开发中心将集成技术构建的工艺移交给批量生产工厂，将满足目标质量要求的半导体埋入硅晶片中大量生产的技术是批量生产技术。

严格意义上的严格复制基本上是不可能的。 即使开发中心和量产工厂的设备相同，也不一定能在相同的工艺条件下得到相同的结果。 通常很难得到同样的结果。

这是因为即使是同样的设备，两台机器之间也存在微小的性能差异。 这种区别叫做机差。 机差可以说是半导体制造设备制造商生产同一型号设备时，由于无法控制因素的存在而可能产生的设备差。 随着半导体精密化程度的提高，机差问题也变得明显。

现在，全国的半导体制造投资热基于“只要购买设备、排列、按钮，所有人就能生产半导体”的逻辑。 这样的观点是错误的，将这样的观点应用于其他领域可能是正确的，但半导体制造是肯定错误的。

投资忠告

中心国际( 00981 ) :在半导体代工的前列，看到先进的工序

大陆半导体制造领导:国资背景+技术型ceo

企业是中国大陆最大的半导体代工厂，世界第五大最先进的14nm工艺比世界上最先进的7nm落后了2代。 前两大股东是大唐电信和国家集成电路基金。

梁孟松、杨光磊加盟，有望复制英特尔~年的辉煌

年技术型ceo梁孟松加盟，2019年8月原台湾积体电路制造( tsm.us )研发到处都有杨光磊加盟，有望引领企业复制~年英特尔的辉煌。 年~年技术型ceo科再奇任Intel CEO期间Intel净利润下降9%，股价上涨157%。 科再奇推动英特尔物品向互联网和ai转型，根据idm模型引入代工服务。

追踪者在成熟的工艺路线上还有机会

除了7nm工艺的logic、rf芯片外，还可以实现企业14nm (今年下半年的贡献收入)以上的技术。 例如，电源管理和指纹认证应用的诉求确保了8英寸工厂的生产效率，而物联网、cmos图像传感器和wifi芯片的诉求带动了12英寸的业务增长。

中心国际才是真正的核心资产

成为国家半导体迅速发展的重大转折点的核心国际才是核心资产。 核心资产不是1到n的无限扩大，而是0到1的关键突破。

核心资产不是有它就更好，缺少它就不行。 市场所谓核心资产的不足或消失对国家、社会影响不大，必须继续设立另一家企业。 中心国际这个半导体代工厂是整个科技产业的基础，在海外半导体制造受到限制的背景下，大陆半导体制造不足，动摇了科技产业的基础。 从这个立场来看，核心国际才是核心资产。

由于中芯国际在港股，大陆资本对中芯国际认识不足。 另外，除了半导体产业研究的高壁垒外，资本市场对中心国际被被动忽视。

近年来，在美国对中国半导体的迅速发展有各种限制的大背景下，市场逐渐认识到半导体制造才是核心资产，是不可或缺的资产。 在这个逻辑下，中心国际应该比其他制造业受到更高的评价。

一是作为中心国际无法获得的核心资产，对于面板领导、家电设备领导、手机零件领导，中心国际的评价值大幅提高空之间。

从半导体的国产化中受益，市场认知从低估变得合理，维持“购买”评级的标价22~23.7港元

大陆半导体产业崛起，从设计到代工、封测都要自主化，因此大陆芯片设计企业寻求大陆代工是必然趋势。 无论是国内的芯片设计巨头，还是芯片设计的中小企业，都有可能将代理商转向国内，这个代理商的订单转移正在成为业界共识，趋势正在加强。 中心国际作为国内代理商的领导(生产线种类多，生产能力大)，明显受益。

2019~2021年的年收入分别为31.32亿美元/36.04亿美元/40.59亿美元，增长率分别为-6.8%/15.1%/12.6%，2019~2021年的利润分别为2.07亿美元/1.84亿美元/2.26亿美元，增加了

企业作为半导体代理人的技术在持续，技术节点的突破很重要，应该先看企业的技术再看收入，最后受益。 在中国，长期以来看到了国产化大背景下的大陆代工厂的崛起。

企业合理pb评价范围为2.5~2.7倍，企业合理评价值为22~23.7港元，维持业绩预测和“购买”评价。

14nm工艺的进展超出预想，世界生产能力松弛，影响企业的毛利率。

华虹半导体( 01347 ) :企业集中于特色技术，收入增长率强于全球市场

企业是世界领先的纯晶圆代理公司，特别侧重于嵌入式非易失性存储器、功率器件、仿真和电源管理以及逻辑和射频等具有差异化特色的工艺平台，质量管理系统是汽车电子芯片生产的严格要求 企业的分立器件平台继续表现出巨大的特征，特别是超级结、igbt和通用mosfet。 预计分立设备在将来的诉求会提高。 2019年第2季度，世界半导体销售额为982亿美元，比上年同期减少16.8%。 2019年上半年，世界销售额比上年同期减少14.5%。 世界半导体市场依然处于下跌期。 世界主要地区和半导体产品类别的销售额正在减少。

由于企业侧重于嵌入式非易失性存储器、功率器件、模拟和电源管理以及逻辑和射频等具有差异化特色的工艺平台，质量管理系统满足了汽车电子芯片生产的严格要求。 企业的分立器件平台继续表现出巨大的特征，特别是超级结、igbt和通用mosfet。 分立设备未来的诉求依然会持续增加，增加企业的收入。

重点关注中小客户的分散风险

企业为了稳定成长，从一开始就选择中小顾客战术，从目标顾客的角度出发选择差异化竞争。 由于小顾客的出货量小，不能通过增加出货量来分配流片价格，企业服务的顾客谈判能力相对较弱。 大客户的谈判能力强，利润率低，风险大，大客户的订单调整影响企业的业绩稳定性。

维持“购买”的评价

2019~2021年的年收入分别为10.09亿美元/16.69亿美元/13.32亿美元，增长率分别为8.5%/15.8%/14%，2019~2021年的净利润分别为2.12亿美元/2.36亿美元/2.55亿美元，增长率为

代替新半导体器件工艺，下游功率器件的诉求减弱，无锡工厂不能按时批量生产。

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