中國芯片技術長期受制於人,原來是因為一個不起眼的材料做不出來

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本文首發於2月10日“魯班行研”,本次發送為驗證前期觀點。

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最近大家對"中國芯"系列研究比較關注,在這裡感謝各位的認可。有很多朋友也提出了一些問題,比如芯片材料到底有哪些,怎麼看芯片材料未來的行情?今天的中國芯專題,乾脆就給大家科普一下芯片材料的整個產業,說說我自己的看法。

記得之前的專題《中國芯(十一):芯片股領跌,大基金減持,科技股退潮了?要有信心!》我給大家補了一點小知識,也就是半導體、集成電路和芯片的區別,只不過很硬核,講了半天可能還是很多朋友不明白。

粗略來講,集成電路可以等同於芯片,平時我們講集成電路,也就是指的芯片。而另一個名詞——半導體,它是一種材料,也是一種統稱,能做成芯片、傳感器等高科技產品,也能做成二極管那樣的低端產品。看下面這張圖就明白了。

中國芯片技術長期受制於人,原來是因為一個不起眼的材料做不出來

(圖:半導體分類;來源:平安證券)

由於芯片是科技、價值含量最高的半導體,芯片的市場規模也在整個半導體市場中佔比最大,所以也有些人直接把芯片行業等同於半導體行業,人為忽略了分立器件、光器件這些低端半導體。大家以後如果看到一會說半導體一會說芯片,不用心急,說的是一個意思。

芯片的生產過程太硬核,看多了燒腦,容易脫髮,所以我準備給大家舉個通俗點的例子,把芯片比作一件衣服,來解釋各種硬核的芯片材料。

芯片的生產過程一般包括設計、製造、封裝,相當於服裝廠的織布、縫製和打包,這些過程都需要用到大量原材料。具體有以下這些:


一、基體材料:

相當於服裝廠進來的布料,還是白布,包括硅晶圓片和化合物半導體兩類。

1、硅片:

硅晶圓片是芯片製造過程中最傳統、最常見的原材料,相當於棉布,只不過這個"棉布"要求極高,純度要在99.9999999%(9N)以上才能做芯片,不能有一點雜質。這個領域主要由國外的信越化工、SUMCO、環球晶圓、Silitronic、LG等企業主導,我們國家的上市公司有上海新陽、晶盛電機、中環股份、保利協鑫(港股),負責生產那些要求不太高的"棉布"。

中國芯片技術長期受制於人,原來是因為一個不起眼的材料做不出來

(圖:芯片原材料——硅片;來源:百度圖片)

2、化合物半導體:

還有一種芯片材料,叫化合物半導體,主要指砷化鎵、氮化鎵和碳化硅等新型化工材料,類似絲綢、純羊毛等高級布料,用在通訊、軍事、汽車這些特定領域,一般人不常穿。

這個領域我們國家的三安光電、海威華芯做的還不錯。


二、製造材料

芯片製造過程中的材料,類似衣服染色、縫製用的那些消耗品。有以下幾種:

1、拋光材料:

拋光大家一般都懂,就像擦皮鞋或者打蠟,給表面整光滑平整,需要用到拋光墊、拋光液、調節器和清潔劑,相當於鞋油、鞋刷等材料。

這個領域主要由日本、美國和韓國公司主導,中國的上市公司有:鼎龍股份(拋光墊)、 安集科技(拋光液),拿到的市場份額不多。

2、掩膜板:

白布拿來得染花色,掩膜板就相當於給白布染色的模板,只不過是給上圖中的硅片"畫"上各種圖案。

生產掩膜板的公司還是以日本和美國居多,我們A股也有菲利華、石英股份、清溢光電涉及。

3、光刻膠:

光刻工藝約佔整個芯片製造成本的35%,耗時佔整個芯片工藝的40-60%,是芯片製造過程中最複雜的環節,相當於給布料染色,光刻膠就是這個染料

4、溼電子化學品:

染完色得把布料洗洗,去掉多餘的染料。在芯片製造過程中,溼電子化學品就是用來清洗畫上圖案的硅晶圓片,這種材料純度要求極高,主要由德國、日本、美國壟斷,中國的多氟多、晶瑞股份、巨化股份、嘉化能源、濱化股份、三美股份、江化微、澄星股份、光華科技、興發集團都在做,只不過暫時還沒法取代美日德三個國家。

5、電子特氣 :

就是一些特殊氣體,龍頭企業主要是美國的空氣化工和普萊克斯,法國的液空、林德集團,日本的大陽日酸。雅克科技、華特氣體、南大光電、中環裝備、昊華科技、三孚股份、巨化股份,市場份額也不大。

6、濺射靶材:

這個我實在編不出來了,濺射靶材是用來給芯片鍍膜用的材料,可以看做給一些衣服噴字、繡花吧。很不幸,全球濺射靶材的龍頭企業還是美國的霍尼韋爾和普萊克斯、日本的日礦金屬、住友化學、愛發科、三井礦業和東曹。

中國的上市公司阿石創、有研新材、隆華科技、江豐半導體也在做,不過還在追趕中。


三、封裝材料

芯片封裝類似服裝廠的質檢打包,屬於勞動密集型產業,在這個領域中國領先,長電科技、通富微電都是全球排名領先的封裝企業,不過用的材料還是由日本人壟斷。

比如陶瓷封裝材料由日本的京瓷、住友化學、NTK公司主導,三環集團有做但是市場份額很小;

封裝基板由日本的Ibiden、神鋼和京瓷,韓國的三星機電、新泰電子和大德電子,中國臺灣的UMTC、南亞電路、景碩科技等公司壟斷。中國的興森科技、深南電路還在追趕;

鍵合絲由日本的賀利氏、田中貴金屬和新日鐵等壟斷,康強電子打入市場不久。


四、中國何時能揚眉吐氣?

是不是一圈看下來,芯片材料都掌握在日本、美國人手裡?還真是。

2018年全球半導體材料銷售額519億美元,大陸地區銷售額高達84億美元,2020、2021年投產的晶圓廠大部分都在中國,但半導體材料的國產化率只有——20%。

這次疫情,很多西方國家藉機宣傳民粹主義、歧視中國人,美國也落井下石,口蜜腹劍。(這裡點名表揚日本,這次做的還不錯)

很多朋友很憤怒:為什麼中國只知道抗議?不能做出點實質性的反制措施嗎?

也有一些朋友疑惑:為什麼中國強大了,GDP世界第二,這麼有錢,卻越來越不受歡迎了?

看完上面這些,你應該知道,只有在芯片領域獨立自主,中國才算真的強大,否則永遠都會受制於人,首當其衝的,就是芯片材料和設備,這是中國被卡住喉嚨的關鍵領域!

好在芯片自主可控已經上升為國家意志,國家成立大基金扶持上面提到的那些中國公司,一期大基金對設備和材料投資很少,現在二期成立了,重心定會偏移到這裡。

中國芯片技術長期受制於人,原來是因為一個不起眼的材料做不出來

(圖:A股芯片材料概念股一覽;來源:國信證券)

而A股的芯片股,年前就已經開始切換風格,轉向設備、材料領域,只不過這些公司過於硬核,研究起來極其燒腦,頭髮少的都不敢看。總不能一買芯片股就形態趨勢、支撐壓力吧?

看不懂沒關係,關注清潭資本,後面有時間用大白話,跟你們慢慢掰扯。


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