電子特气國產化,中國芯片自主的另一場战争和機遇
四年前,全世界光刻機霸主ASML(阿斯麦)看中了一家中國企業,并為其產物背书。若是你想利用ASML的光刻機,它會举薦包含這家中國公司在内的四家企業,采辦他们的產物包管光刻機的制造精度;若是你没有依照建议選擇,那末出了问题,後果自傲。
這家中國企業就是華特气体。
2017年,華特气体的光刻夹杂气經由過程了ASML的認证,在這個運動彩券線上,全世界唯一四家企業的認证名单中,華特气体是独一一家中國企業。
得到光刻機頂尖企業的認证,彰显了“中國自豪”;但硬幣的另外一面是,日本除臭球,表露出我國在電子特气這一细分市場的羸弱。
電子特气被称為“芯片制造的血液”,是仅次于大硅片的晶圆制造质料。作為工業大國,气体是钢铁等工業的副產物,這本應是中國的强项,但工業气体却持久被美法德日四大巨擘独霸。
19年的對峙,華特气体硬生生在巨擘垄断下扯開了一道口兒,不外和近千亿营收的四巨擘比拟,中國企業的個頭還過小,這和我國庞大的芯片需求紧张不匹配。
在中國芯片財產突起的時势下,加速补充缺失的“芯片血液”,成為亟待解决的问题。
不容轻忽的气体
需求延续飞腾,全世界晶圆厂兴修不息。台积電、英特尔、联電等巨擘不竭提速扩產,本錢開支也延续冲破汗青极值。
作為集成電路第一大消费國,全世界的晶圆產能正向中國轉移。据统计,2021-2022全世界规划新建29座晶圆厂,中國大陆地域和中國台灣省就盘踞了16座。
长江存储、长鑫存储、中芯國际、華虹半导体、華润微……都在扩充產能,但是大张旗鼓的追逐暗地里,有一条轻易被轻忽的暗線,挑動着本就严重的神經。
被称為“芯片血液”的電子特气,在芯片制造中的需求量仅次于大硅片,融通着晶圆制造的多個环節。
离子注入、刻蚀、薄膜沉积、搀杂等工艺中都要用到特别气体,這些气体跨越110种,經常使用的有20-30种。
出格因此氦氖氪氙為主的夹杂气体,是光刻环節不成或缺的质料。光刻機激光腔体注入夹杂气体,才能發射出特定波长和能量的激光,進而去除芯片表层的光刻胶,在芯片概况構成纳米级的電路圖。
這一工序决议着芯片制程精度,影响流片良品率。若是气体纯度不敷或配比不精准,哪怕0.1克乃至更低的质量變革,城市失之毫厘,谬以千里。
電子特气的首要性也抬升着其在晶圆制造財產链中的贸易價值。
SEMI数据显示,在晶圆质料328亿美元的市場盘子中,電子特气為43亿美元,占比13%,是仅次于硅片的第二大耗材。
跟着晶圆厂不竭扩放逐备,電子特气市場范围延续增加。中國半导体行業协會数据显示,中國電子特气市場范围在曩昔十年翻了一番,2020年到达了150亿元。
估计2024年中國電子特气市場范围将晋升到230亿元,4年CAGR為11.28%,届時中國将盘踞全世界6成的市場。
相比力来讲,電子特气的市場范围其实不大,但這些“不起眼”的气体决议着芯片制程和工艺中藥,精度。
使人揪心的是,電子特气持久被巨擘钳制,成為我國半导体財產又一洽商范畴。如斯首要的關頭质料,明显不克不及任由外洋厂商垄断,“芯片之血”必需要把握在本身手里。
被卡了脖子
残暴的高科技争取战中,芯片倒是民族工業之痛。装备中的光刻機,芯片材猜中的高端光刻胶等,均把握在國际厂商手中。
電子特气也不破例,持久以来几近被巨擘垄断。2019年,美國氛围化工、法國液化氛围、日本大阳日酸、德國林德團体四巨擘瓜分全世界91%的市場,寡頭垄断款式较着。
海内市場也不破例,四巨擘主导了海内份额的88%,海内厂商仅盘踞12%。并且集成電路出產用的電子特气,我國仅能出產20%的品种,其余均高度依靠外供。
比拟其他耗材,工業气体重要来历于炼钢的副產物,而作為工業大國,電子特气本應是中國的强项,却為什麼受制于人?
首當其冲也是最重要的缘由是認证壁垒,電子特气必要晶圆厂和装备厂商2轮的严酷审核,而集成電路范畴的認证最少必要2年時候,一旦得到客户承認,不會等闲改换供给商;
當前,芯片巨擘们和大牌气体供给商創建了持久的互助瓜葛,構成安定的上下流长处同盟,冲破這类既有的江湖款式,是很是坚苦的。
可以说,認证是毗連客户和装备商的纽带,只有經由過程天資認证,才有可能打入頭部企業的供给链,打開高端供给渠道。
其次是市場壁垒,在市場款式被外資独霸的布景下,海内气体企業缺乏上機检测的機遇。面临國產物牌的枷锁,气体企業很难实現從0到1的冲破。
不外,近年来,长鑫存储、长江存储、中芯國际、華虹不竭發力,晶圆產能向中國市場歪斜,海内企業具有了更多的發展機遇;
最後则是技能壁垒,因為行業Know-how集中在气体纯化、气体精度,0.1克乃至更小质量的误差都将影响產物品格,造成為了较高的技能壁垒。
不外,相對于较其他關頭质料,中國企業在希有气体的研制方面的差距其实不大,我國气体企業的纯化技能已实現了冲破,出產工艺也比力成熟。
特气两家龙頭企業——華特气体和金宏气体,累计專利已别离冲破136项、228项,别离得到“中國電子化工质料專業十强”和“專精特新小伟人企業”称呼。
此中,華特气体聚焦電子特气研發,金宏气体则偏重電子特气综合辦理技能。華特的產物已实現了對海内8寸以上集成電路制造厂商跨越80%的笼盖率。
金宏气体则打造了“气体纯化-尾气收受接管提纯-深冷快線持续供气-高纯气体包装-物流配送”的技能系统,涵盖了從气体系体例备到運输再到辦理的全進程。
将来中國企業要晋升對客户個性化定制的能力,和持久不乱的保障,才是做大做强的關頭。
是以,與其说是企業层面的差距,不如说是全部芯片財產链的弱势而至,只有海内晶圆制造企業與本土電子气体公司实現有用联動,才能防止堕入单點冲破的逆境。
箭在弦上
經由過程ASML認证,華特气体打响了中國气体企業冲刺高真個第一枪。
梳理来看,A股市場具有五家特种气体龙頭,華特气体、金宏气体、凯美特气是较為纯洁的特种气体公司,南大光電、雅克科技的营業加倍多元化。
不外和世界四巨擘比拟,我國特种气体企業的個頭過小。林德團体归并普莱克斯後,坐上全世界工業气体第一把交椅,2021年营收高达307.93亿美元(1950亿人民幣),法液空、美國氛围化工别离為256.99亿美元和103.23亿美元。
▲数据来历Wind,单元:亿美元
A股体量最大的金宏气体,收入不外才17.42亿元。庞大的差距致使我國气体公司在全世界芯片財產链中不被器重,華特气体在和ASML的初度接触中,後者其实不感樂趣。
“最初,阿斯麦乃至不肯意测试咱们的光刻夹杂气。”華特气体总司理傅铸红曾在采访中暗示,“咱们先後用了近一年的時候,不竭地和ASML沟通,向他们展現出產進程、品控手腕、精准检测技能等,最後感動了阿斯麦,终极实現测试并經由過程了認证。”
成长模式上,因為電子特气源于平凡工業气体的提纯,单一气体赛道的容量又過小,芯片制造所用气体多為夹杂型。是以,气体公司根基為平台型企業。
平凡工業气体做根本,特种气体晋升红利能力和估值程度。以特别气体為主营的法液空终年毛利率保持在60%摆布,乃至高于台积電的51%。
華特气体、金宏气体、凯美特气的营業布局中,特种气体的红利能力也更强。分歧的是,華特气体涉足了上遊的气体装备,尔後二者则是自然气、平凡气体和特气多元化成长。
為盘踞更高的價值链,三家企業鼎力向特种气体發力。因為ASML認证的加持,華特气体天資更优,其產物已打入英特尔、美光、德州仪器、台积電、SK海力士的供给链,海内企業中芯國际、華虹宏力、长江存储、華润微都是公司客户,而且其部門氟碳类產物已進入5nm工艺。
金宏气体的下流利用加倍遍及,涵盖新质料、半导体、新能源、工業制造等范畴,乾照光電、利市光電、通威都是公司客户。2月8日,公司與廣东芯粤能半导体签定10亿元供气定单,证实金宏气体向芯片范畴轉型已获得不错的希望。
凯美特气则是脱胎于中石化的三產企業,其產物主如果液体二氧化碳、氢气和液化气等,供给商和客户業也集中在两桶油。不外,公司也盯上了電子特气的大蛋糕,正在與阿斯麦、台积電举行對接,已获得测试機遇。
相比力来看,華特气体技能能力最强,更具辨識度;金宏气体正向芯片范畴進發,而凯美特气的高端化另有待察看。
“芯片之战就是质料之争。”
硅片、電子特气、光刻胶等耗材影响着芯片制造的良品率和機能,乃至决议着一國芯片財產的高度。丰裕芯片血脉,搭建電子特气的造血系统,已經是箭在弦上,不能不發帆布,。
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