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全面解读中西差距:中芯国际任重而道远

@爱上趋势股
01 5月5日晚,中国最大、也是最先进的半导体晶圆厂——中芯国际,突然宣布将在国内科创板申请上市,募集大约234亿资金,用于12英寸晶圆厂及先进工艺研发。据了解,中芯国际去年底已经正式量产了14nm工艺。 受此影响,AH两地,科技股炒纷纷高潮,$中芯国际(00981)$ 的股价抵近历史新高,网友一片叫好,喜迎中国芯。 然而,可能大家不知道的是,美、韩、台已经具备了生产7nm芯片的能力,比中芯国际量产的14nm强了不止一代(中芯国际还在攻研12nm中)。 究竟是什么制约了中国芯的发展呢? 今天正好有时间,查了点资料,给大家讲讲。 02 首先,来聊一下,我们探索这个问题的必要性。 这里是炒股社区,讨论一件事儿,大家最关心的就是,买什么股票能赚钱,那么思路就清晰了。 我们知道,炒股想赚钱,必须旗帜鲜明的跟“国家意志”走,上面说了,房住不炒,那么你买一堆地产股真没什么意思。 最近几年,上峰最常挂在嘴边的就是“工业升级”,中国制造走向高精尖。完成这个目标的核心,就是攻克芯片。 所以,国家在芯片领域的投入逐年增大,不断的给芯片企业融资、投钱,尤其是去年与美国贸易Z开始之后,更加大了对国芯企业的扶持,芯片产业链的“国产替代”已成为万分紧迫的事情。国内的诸多企业政治觉悟也很搞,订单能给国芯企业的,就基本不给外国企业了。华为的一款新手机,国产组件采购成本比例,达到了60.7%。于是,相关上市公司的业绩开始体现了出来。 比如,紫光国微,完全不惧疫情,一季度业绩同比增长183%,这就是国产替代的结果。中芯国际也一样,从2019年就开始暴涨,又快创新高了。其他芯片概念股,也是高歌猛进。 所以,跟国家意志走,有肉吃,还为国家做贡献,何乐而不为? 03 晶圆 扯了一大堆废话,接下来说中国芯片与国外的差距在哪里,哪些是我们急需攻克的难关? 芯片(组)的定义是:将电路制造在半导体晶圆上的集成电路。 首先,科普一个误区,我们以为的芯片,其实叫芯片组。 如下图中的麒麟980芯片组,而芯片是打开980之后,里面那些密密麻麻的东西: 如果要生产芯片的话,就涉及到了第一个东西: 半导体材料——晶圆 晶圆是由高纯度硅切片形成的,生产它,需要高纯度硅。 我国不缺硅这种材料,生产太阳能电池板的99.9999%高纯度硅,全世界上有一半以上是中国产的,早就成了白菜价。 但生产芯片需要电子级的纯度是99.999999999%(别数了,11个9),几乎全赖进口,直到2018年江苏的鑫华公司才实现量产,目前年产0.5万吨,而中国一年进口15万吨。 题外话:有人会问,鑫华公司为啥不扩大产能呢? 同样的问题,发生在了呼吸机上。 上个月,生产呼吸机的 $鱼跃医疗(002223)$ 表示:“公司订单饱满,但受制于核心原材料的制约,实际产能只能达到三分之一水平。”意思就是说,我有工人、有订单、有生产线,但是我没有核心原材料,有力使不出。 鑫华公司的问题,是有30%的制造设备需要进口,大意是:我有订单、有工人、有材料,但是我没有那么多机器扩大产能…… 不过整体上来看,电子级高纯硅也算是积累了技术,未来产能会慢慢跟上。 得到高纯硅之后,需要把它切成片,于是就形成了晶圆。 04 设计芯片 芯片是由用数以亿计的器件组成的电路,想想就头皮发麻,所以芯片设计异常重要,重要到了和材料技术相提并论的地步。 一个路口的红绿灯设置不合理,就可能导致大片堵车。同样,电子在芯片上跑来跑去,如果哪个设计不合理,一样会造成卡顿。 设计的难点除了创新外,更需要大量的实际应用(测试),所以芯片设计不光要烧钱,也需要时间沉淀,属于“烧钱烧时间”的核心技术,壁垒极高。 当然,研发成功,形成专利后,利润也极高。 像美国的$高通(QCOM)$ 、$博通(BRCM)$ 、$AMD(AMD)$ 都是专门做设计的,中国台湾的还有联发科,大陆的有华为海思、紫光展锐、$紫光国微(002049)$ 、$士兰微(600460)$ 等。但中国做利润较高的,高端电脑、手机芯片设计的只有华为海思和紫光展锐,并且才刚刚起步。 美国: 大名鼎鼎的高通就不多说了,世界上一半手机装的是高通芯片;博通是苹果手机的芯片供应商,手机芯片排第二毫无悬念;AMD和 $英特尔(INTC)$ 基本把电脑芯片包场了。美国世界霸主真不是吹的。 台湾方面: 联发科走的中低端路线,手机芯片的市场份额排第三,很多国产手机都用,比如 $小米集团-W(01810)$ 、OPPO、魅族。 大陆方面: 华为海思是最争气的,麒麟芯片的市场份额随着华为手机的增长排进了前五;紫光展锐目前主攻的是5G中低端手机芯片,马上要在科创板上市了,因为麒麟只对华为销售,这么来看,展锐的市场也是挺大的。 05 制造芯片 设计完芯片后,在上面说的晶圆片上涂一层感光材料,然后就要用【光刻机】来制造啦。 具体步骤很复杂,有“清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀“等。 说简单点,就是把“芯片设计师”设计出电路刻在晶圆上,同时在上面形成密密麻麻的小芯片。 然后,晶圆片就变成了这样: 说到这里,我特意把【光刻机】加粗标重,是为了告诉大家,这个东西是制约我国芯片工艺最关键的地方。 前面说了,芯片设计很难,烧钱烧时间,但是起码能烧出来,比如我们的华为和紫光就烧出来了。 可是,光刻机这个玩意儿,真的太难了。 06 光刻机 荷兰阿斯麦公司$阿斯麦(ASML)$,它是全球高端光刻机唯一的霸主,产量还不高,无论是台积电、三星,还是英特尔,谁先买到ASML最新的EUV(极紫外光源)光刻机,谁就能率先具备7nm工艺。 没办法,就是这么牛B! 年初,三星怒砸33.8亿美元采购了20台EUV光刻机,台积电是去年买了18台,由此这两家公司成为了全球仅有的可以生产7nm芯片的顶级代工厂。 EUV光刻机单价接近2亿美元,这是什么概念? 我国出口给泰国的最新先进主战坦克VT4,售价580万美元,一台EUV光刻机,大概能买30余辆,这基本代表了一个小国的陆战主力。 下图是10辆VT4的既视感: 然而,这么昂贵的机器,我们就是想买,ASML也不卖给我们。 今年1月6日,路透社报道,美国政府为了限制荷兰ASML公司向中国公司出口EUV光刻机,再次对荷兰政府施压。 这不是美国第一次阻挠我们购买光刻机。 2018年,中芯国际想要花费巨额资金向荷兰的ASML公司购买了一台EUV光刻机,交货的时间是2019年初。 事实上,中国是ASML公司的第二大客户,占其营业总收入的20%(但没有尖端光科技),荷兰知道中对尖端光刻机的迫切需求,也知道中国真的很有钱,所以很看重中国这个大客户。 但是美国知道后,为了阻止这比交易,与荷兰进行了4轮强硬的谈判,面对美国的政治威胁,荷兰很是头大,但还是想试试,毕竟谁和钱过不去啊。美国一看,明的不行,来阴的吧。 就在中芯国际接货的前夕,ASML的工厂莫名其妙地突发大火,于是延长了光刻机的交付日期,交货时间定于2020年中。 到了2019年6月,美国国务蓬佩奥直接找到了荷兰首相马克·吕特,要求停止这笔交易。7月份,美国又发给了荷兰首相一份秘密情报,列出“中国获得光刻机的可能后果”。 最终,在美国的软硬兼施下,荷兰政府不再续签ASML的出口许可。 中芯国际的7nm工艺梦想破灭。 不过,荷兰还是给自己留了一条后路,毕竟他们知道,中国也不是好惹的(夹在大哥和二哥中间,好难做人... ...)。 ASML的高端光刻机,2017年只生产了12台,2018年能产是24台,这些都已经被台积电三星英特尔抢完了;但是,2019年预计生产的40台,其中的一台还是留给了中芯国际。 虽然不是生产7nm的EUV光刻机,但也算是开了给中国高端光刻机的口子,这应该是看在天朝的面子上给,感谢祖国的强大。 据媒体报道,这台机器是3月份到达深圳的: 同时,这就有了前文所说的“中芯国际回归科创板,募集234亿资金,研发12nm工艺的故事”。 明白了没? 对于芯片制造厂来说,研发多少工艺的水平,全靠ASML给什么性能的光刻机。 那么,高端光刻机中国能不能制造呢? 答案是:不能! 光刻机被誉为世界半导体工业皇冠上的明珠,是代表当今人类现代工业最高的智慧结晶。再准确点说,EUV台光刻机的背后,其实是整个西方最顶级的工业结晶。 荷兰ASML公司其实只是负责安装的,剩下90%的部件都是来至于其他西方国家。 比如: 日本单反相机最牛,所以他提供“光学器材技术”; 德国车床最牛,所以他提供“机械工艺”; 德国人又以专注和严谨著称,他们为了一个光学镜头,要打磨上百万次……,所以镜头也由德国提供; 瑞典的轴承最厉害,提供轴承; 法国的阀件最可靠,提供阀件; 美国最爱搞激光武器,所以提供“光源设备”; 剩下的“制程分配技术”有英特尔、台积电、三星来提供。 同时,这些供应商,也是ASML的股东,所以享有光刻机的优先供货权。 所以,如果让中国自己生产高端光刻机,就相当于中国以一己之力来挑战整个西方世界,难度可想而知。 不过,即便比登天还难,中国人依旧在砥砺前行,我国已经生产出了自己的光刻机,但工艺水平是90nm...大家自己脑补与7nm工艺的差距。 革命尚未成功,我们还需努力! 07、封测 用光刻机制造完芯片后,还得从刻好的晶圆上切下来,接上导线,装上外壳,顺便测试,这步骤叫做封装测试,一个芯片就完成了。 封测技术,我国已经基本吃透,$长电科技(600584)$ 、$华天科技(002185)$ 、$通富微电(002156)$ 是我国的三大封测巨头。 最近它们的股价涨到很好,但是大家要清楚,这里是芯片产业的末端,相对而言,技术含量不高。 ... ... 说到这里,本篇文章就到结尾了。 文中提到了很多芯片概念股票,相信有心读完的你,已经对它们有了更清晰的认识,这样当你打算持有一只芯片股时,也就会有更清晰的思路。 最后,祝你投资顺利,也祝中国早日攻克芯片难关。 点击这里订阅趋势哥的空间站 免责声明:以上非荐股,仅供复盘交流、讨论。
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    ·2020-05-23
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