2020年算是一個極為特殊的年份,因為這不僅僅是新一輪朱格拉周期的起點、也是新科技革命的起點,更是中美科技格局的轉(zhuǎn)折點。

    當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局,擺在半導(dǎo)體行業(yè)研究的一個根本問題是:

    中國半導(dǎo)體將走向何方?

    我們試圖撥開迷霧,梳理出未來中國半導(dǎo)體的三大方向:

     1、由單純追求先進(jìn)工藝 -> 回歸成熟工藝 (“新55nm”遠(yuǎn)大于“舊7nm”)

    2、由外循環(huán) -> 內(nèi)外雙循環(huán)(去A化,而不是國產(chǎn)化)

    3、補短板由干技術(shù) -> 根技術(shù)(設(shè)計、制造其實不是根技術(shù))

   一、走向成熟工藝回爐再造:

    中芯國際進(jìn)入實體名單說明一個道理:完全基于美系設(shè)備的7nm其現(xiàn)實意義遠(yuǎn)小于基于國產(chǎn)設(shè)備的55nm,晶圓代工廠并不是半導(dǎo)體的最底層技術(shù),而是設(shè)備、材料、工藝的集成商。

    中國半導(dǎo)體的主要矛盾已經(jīng)從缺少先進(jìn)工藝,轉(zhuǎn)移到缺少國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備、材料。  

    設(shè)備是芯片制造的起點,沒有芯片生產(chǎn)能力,芯片設(shè)計是無根之木。以前道工藝七大設(shè)備為例,目前DUV已經(jīng)能實現(xiàn)0．13um到7nm的工藝制造,而且光刻機被歐洲荷蘭完全壟斷,目前并不卡中國,正常供應(yīng)。所以關(guān)鍵點的當(dāng)務(wù)之急就是要替代由美系廠商把控的刻蝕機、PVD、CVD、離子注入機、清洗機、氧化退火設(shè)備等領(lǐng)域。

    中國缺14/7/5nm先進(jìn)工藝,但是中國同樣也缺90/65/55nm成熟工藝,從目前產(chǎn)業(yè)看,中國能實現(xiàn)光伏、LED、LCD面板的全面國產(chǎn)替代,成熟制程芯片能依靠國產(chǎn)設(shè)備、材料、工藝進(jìn)行生產(chǎn)。美系廠商借助根技術(shù)優(yōu)勢將繼續(xù)打擊他國并把持高端制程、先進(jìn)工藝的芯片制造,并且這種局面短期不會發(fā)生扭轉(zhuǎn)。

    我們預(yù)計,低緯度國產(chǎn)替代進(jìn)程將持續(xù)下去,中國將從下而上把持泛半導(dǎo)體技術(shù)。在根技術(shù),如設(shè)備、材料領(lǐng)域得到長足進(jìn)步前,先做好成熟工藝回爐再造,再逐步向上攻克先進(jìn)工藝壁壘,螺旋發(fā)展。

    回歸基于國產(chǎn)設(shè)備的成熟工藝再造,是未來中國半導(dǎo)體當(dāng)下最現(xiàn)實的任務(wù),完全基于美系設(shè)備的7nm其現(xiàn)實意義遠(yuǎn)小于基于國產(chǎn)設(shè)備的55nm

    二、由單純外循環(huán),走向科技雙循環(huán):全球科技格局將重新洗牌,呈現(xiàn)逆全球化的返祖狀態(tài)。即使強如美國也只參與了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的小部分環(huán)節(jié),中、歐、日、美、韓、臺,各自占據(jù)了產(chǎn)業(yè)鏈不可或缺的部分。

    半導(dǎo)體是一個充分全球化分工的行業(yè),沒有哪個國家能單獨實現(xiàn)全部內(nèi)循環(huán),所以未來中國的科技格局關(guān)鍵在于實現(xiàn)供應(yīng)鏈安全可控。

    所以半導(dǎo)體行業(yè)沒有所謂的全鏈路國產(chǎn)化,而只有在部分關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)去美化,去A化的基礎(chǔ)就是聯(lián)合歐洲、日本的設(shè)備和材料、還有韓國、中國臺灣省的制造。

    而美國以高端制造業(yè)為根基,向下補全短板。第三象限指的是日本(材料)、韓國(存儲)、歐洲(設(shè)備)、中國臺灣省(代工),依靠在細(xì)分行業(yè)的領(lǐng)先優(yōu)勢,獨立在中國、美國內(nèi)循環(huán)外,成為全球硬科技市場外循環(huán)的中間介質(zhì)。

    依據(jù)自身發(fā)展的資源稟賦以及要素分布,將全球硬科技分成三大象限:

    第一象限:以美國為主導(dǎo);

    第二象限:以中國大陸為主導(dǎo);

    第三象限:以韓國,日本,中國臺灣省,歐洲為主導(dǎo)(中間介質(zhì))

    基于全球產(chǎn)業(yè)客觀規(guī)律,我們認(rèn)為中美在以下環(huán)節(jié)的科技外循環(huán)仍將繼續(xù): 1、設(shè)備:作為美國科技領(lǐng)先優(yōu)勢最后一張王牌,美國的應(yīng)用材料、Lam、KLA都將依賴于龐大中國市場以支撐其龐大周轉(zhuǎn)和研發(fā)。

    2、芯片:由于美國已經(jīng)不參與終端制造環(huán)節(jié),其高通、Intel的芯片都將依賴中國小米、OV、聯(lián)想來實現(xiàn)其芯片的全球分發(fā)和生態(tài)成長。

    3、軟件:主要是Google/微軟的OS,加上Cadence、CAD工業(yè)軟件,都依賴龐大的中國市場和中國全產(chǎn)業(yè)鏈補全其生態(tài)和研發(fā)支出。 受到外部環(huán)境壓力,中國的本土Fabless、Fab都面臨上游供應(yīng)鏈危機,但中國自主發(fā)展的道路不會因為外部打壓而改變。隨著內(nèi)循環(huán)政策提出,未來中國以成熟Fab為根基,跟第三象限進(jìn)行外循環(huán)。

    所以未來中國將維持最低內(nèi)循環(huán)在成熟工藝進(jìn)行底層根技術(shù)(設(shè)備、材料、EDA/IP )的自主創(chuàng)新,回顧中國泛半導(dǎo)體發(fā)展之路,未來數(shù)年,我們認(rèn)為中國半導(dǎo)體最大的機會就是在成熟工藝實現(xiàn)全鏈路的國產(chǎn)替代。

    三、走向根技術(shù)補短板:

    長板是矛,決定了走多遠(yuǎn),是最高外循環(huán)的基礎(chǔ);短板是盾,決定了底線最低內(nèi)循環(huán)的基礎(chǔ)。在半導(dǎo)體科技領(lǐng)域,經(jīng)歷10多年的逆周期投資,中國有三大產(chǎn)業(yè)長板+一大短板:長板:芯片設(shè)計(Fabless)、半導(dǎo)體能源(光伏)、半導(dǎo)體照明(LED)+第三代半導(dǎo)體、半導(dǎo)體顯示(LCD);短板:集成電路(設(shè)備、材料、EDA/IP、制造)。

    我們將科技分為四個層次: 1、根技術(shù):半導(dǎo)體設(shè)備、材料、OS 2、干技術(shù):晶圓代工、IDM、EDAIP 3、枝技術(shù):芯片設(shè)計、AI、5G、云計算 4、葉技術(shù):互聯(lián)網(wǎng)平臺、手機終端、網(wǎng)站和APP

    根技術(shù)的核心領(lǐng)域全部被美國把持,美國擁有微軟、應(yīng)用材料、KLAC、Cadence等巨頭把持的最底層核心技術(shù),從而號令全球巨頭,日本和歐洲也在材料和設(shè)備領(lǐng)域具備領(lǐng)導(dǎo)優(yōu)勢。 干技術(shù)被韓國三星、海力士、LG和中國臺灣省的臺積電把持,他們基于美國、日本、歐洲的技術(shù),建立起全球最大的存儲IDM和最先進(jìn)的晶圓代工Fab。 枝技術(shù)以5G的大集成和芯片的設(shè)計為主,華為海思在芯片設(shè)計領(lǐng)域具備全球競爭力,中國特別是在5G集成創(chuàng)新方面領(lǐng)先全球。 葉技術(shù)以中國的互聯(lián)網(wǎng)平臺(騰訊、阿里、美團(tuán)、頭條)在電商、娛樂、打車、外賣領(lǐng)域領(lǐng)先全球,另外在終端制造領(lǐng)域(華為、小米、OPPO、聯(lián)想)也是全球龍頭。 在四大泛半導(dǎo)體領(lǐng)域中,光伏、LED、LCD領(lǐng)域中國已經(jīng)做到了全球第一,在全球范圍內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)地位支撐了其供應(yīng)鏈安全。基于泛半導(dǎo)體領(lǐng)域的巨大成功,未來中國半導(dǎo)體的重點將轉(zhuǎn)向短板(集成電路)
美國的兩張王牌是設(shè)備和軟件,中國將在低維度進(jìn)行替代。所以未來中國將維持最低內(nèi)循環(huán)在成熟工藝進(jìn)行底層根技術(shù)(設(shè)備、材料、EDA/IP )的自主創(chuàng)新,回顧中國泛半導(dǎo)體發(fā)展之路,未來數(shù)年,我們認(rèn)為中國半導(dǎo)體最大的機會就是在成熟工藝實現(xiàn)全鏈路的國產(chǎn)替代。

    建議關(guān)注: 上游設(shè)備:北方華創(chuàng)、屹唐半導(dǎo)體、盛美半導(dǎo)體、中微公司、萬業(yè)企業(yè)、精測電子、華峰測控、長川科技、芯源微、至純科技、上微集團(tuán)、華海清科、華卓精科 上游材料:中環(huán)股份、立昂微、滬硅產(chǎn)業(yè)、神工股份、江豐電子、杉杉股份、安集科技、雅克科技、鼎龍股份、上海新陽、金宏氣體、南大光電 EDA/IP:芯原股份、華大九天、芯和半導(dǎo)體、芯愿景 成熟工藝制造:華潤微電子、華虹半導(dǎo)體、士蘭微、聞泰科技、捷捷微電、揚杰科技 泛半導(dǎo)體領(lǐng)域:TCL、京東方、三安光電 風(fēng)險提示:終端需求不及預(yù)期的風(fēng)險;中美關(guān)系緩和帶來國產(chǎn)替代不及預(yù)期的風(fēng)險;產(chǎn)品研發(fā)不及預(yù)期的風(fēng)險。