1、光刻机,是现代光学工业之花,是半导体行业中的核心技术。可能有很多人都无法切身理解光刻机的重要地位。光刻机,是制造芯片的机器。要是没有了光刻机,我们就没有办法造出芯片,自然也就不会有我们现在的手机、电脑了。
2、光刻机是用于芯片制造的核心设备,按照用途可以分为用于生产芯片的光刻机、用于封装的光刻机和用于LED制造领域的投影光刻机。
3、目前,在全世界范围内,有能力生产光刻机的企业只有寥寥可数的几家,其中的霸主是一家叫做ASML的荷兰公司。ASML是一家市值大约在900亿美元,有着一万六千名员工的公司。在这一万六千人中,研发人员占比超过百分之三十六, 也就是说有超过六千人是研发人员。正是这一万六千人,帮助ASML研发出了世界上最顶尖的光刻机——EUV光刻机。
芯 东西(ID:aichip001)文 | 董温淑
现在,5nm制程芯片作为目前可量产的最先进芯片,将是顶级手机的标配,也是摩尔定律真正的捍卫者。年内将推出的华为Mate 40采用的麒麟1020芯片、苹果iPhone 12搭载的A14仿生芯片不出意外,都会采用5nm制程。
不少证据正在证实这一点,3月份,有爆料称台积电成功流片麒麟1020;4月份,台积电宣布为苹果代工A14芯片;在近期的中美贸易摩擦中,台积电是否能按时向华为出货Mate 40芯片也着实让人捏了一把汗。这一连串事件之中,为两大手机龙头代工芯片的台积电成为关键角色,举足之间关系着华为手机芯片供应的命运。
然而, 台积电能吃下苹果、华为的5nm订单,背后还少不了一家荷兰厂商的存在 :芯片制造要想突破10nm以下节点,必须要用到EUV(极紫外线)光刻技术,而 EUV光刻机只有荷兰公司阿斯麦(ASML)能造 。不论是5nm量产赛道第一名台积电,还是第二名三星,想造出产品,就只能先乖乖向阿斯麦订货。
作为全球5nm产线不可或缺的狠角色,阿斯麦到底是一家什么样的公司?
我们不妨先理解“光刻”这项技术的重要性。如果把芯片比作刻版画。芯片生产的过程就是在硅衬底这张“纸”上,先涂上一层名为光刻胶的“油墨”,再用光线作“笔”,在硅衬底上“拓”出需要的图案,然后用化学物质做“刻刀”,把图案雕刻出来。
其中,以光线为“笔”、拓印图案这一步被称为光刻。在芯片制造几百道工序里,光刻是芯片生产中最重要的步骤之一。图案线条的粗细程度直接影响后续的雕刻步骤。目前市场上主流的光刻技术是DUV(深紫外线)技术,最先进的则是EUV技术。
完成这一步需要用到的设备——光刻机,一台售价从数千万美元高至过亿美元。要知道,美国最先进的第五代战机F-35闪电II式的售价还不到8000万美元。
放眼全球,光刻机市场几乎被3家厂商瓜分:荷兰的阿斯麦(ASML)、日本的尼康(Nikon)和佳能(Canon)。
在这3家中,阿斯麦又是当之无愧的一哥。据中银国际报告, 阿斯麦全球市场市占率高达89% !其余两家的份额分别是8%和3%,加起来仅有11%。 在EUV光刻机市场中,阿斯麦的市占率则是*** 。
要指出的是,阿斯麦并非生来就含着金汤匙。阿斯麦成立于1984年,入局光刻机市场晚于尼康(1917年成立,1980年发售其首款半导体光刻机)和佳能(1937年成立,1970年推出日本首台半导体光刻机)。成立之初,阿斯麦只有31名员工,还曾面临资金链断裂的窘境。
36年间,这家几近破产的小公司是怎样成长为光刻机一哥的?又是如何在十多年里占据第一宝座屹立不倒的?今天,智东西就来复盘这家荷兰光刻机之星的逆袭之路。
更为重要的一点,在美国狙击华为芯片供应的组合拳里,阿斯麦间接或直接地成为一颗关键棋子,美国人凭什么限制阿斯麦的生意,背后又有怎样的渊源?
在郁金香国度荷兰的南部,坐落着一个居民人数20余万的市镇,艾恩德霍芬,阿斯麦(Advanced Semiconductor Material Lithography,直译:先进半导体材料光刻技术)总部就位于此。
阿斯麦是一家采用“无工厂模式”的光刻设备生产商,主要产品就是光刻机,还提供服务于光刻系统的计量和检测设备、管理系统等。
翻开全球芯片厂商的光刻机订货单,其中绝大多数都发给了阿斯麦。以2019年为例,阿斯麦共出货229台光刻机,净销售额为118.2亿欧元,净利润为25.2亿欧元。相比之下,尼康出货46台,佳能出货84台。
▲阿斯麦、尼康、佳能出货量对比
除了出货量占优,阿斯麦(ASML)也代表着全球最顶尖的光刻技术。在阿斯麦2019年卖出的229台光刻机中,有26台是当今最高端的EUV(极紫外线)光刻机。而在EUV光刻市场,阿斯麦是唯一的玩家。
EUV光刻机采用13.5nm波长的光源,是突破10nm芯片制程节点必不可少的工具。也就是说,就算DUV(深紫外线)光刻机能从尼康、佳能那里找到替代,但如果没有阿斯麦的EUV光刻机,芯片巨头台积电、三星、英特尔的5nm产线就无法投产。
时间迈进2020,光刻机市场三分的格局中,阿斯麦已稳居第一10多年。在“光刻机一哥”光环的背后,阿斯麦又有怎样的故事?
智东西从技术路线选择、先进技术攻关、资金支持、研发投入等方面入手,还原出这个故事真实、立体的脉络。
罗马不是一天建成的,阿斯麦的成功也绝非一蹴而就。今日风头无两的光刻机市场一哥背后,是一个卑℡☎联系:的开始和一段曲折的往事。
故事要从20世纪80年代讲起,那时候距离摩尔定律被正式提出(1975年)不到10年,增加芯片晶体管数目还不是让全球半导体学者挤破头的课题。相应地,对光刻机光源波长的要求较低。当时的光刻机采用干式℡☎联系:影技术,简言之,光源发光,光线在涂有光刻胶的硅基底上“画”就完了。
比如,1980年尼康推出的可商用步进式重复式光刻机(Stepper),光源波长为1℡☎联系:米。连芯片厂家英特尔也自己设了个光刻机部门,用买来的零件组装光刻机。
通俗来说,步进式重复光刻机的工作原理是使涂有光刻胶的硅片与掩膜板对准并聚焦,通过一次性投影,在晶圆片上刻画电路。
▲尼康1980年推出的光刻机NSR-1010G
在这种背景下,荷兰电子产品公司飞利浦在实验室鼓捣出了步进式扫描光刻技术的雏型,但拿不准这项技术的商业价值。思前想后,它决定拉人入伙,让合作者继续研发,这样既有人分摊成本,也给了自己观望的机会。
步进式扫描光刻技术的原理是,光线透过掩膜板上的狭缝照射,晶圆与掩膜板相对移动。完成当前扫描后,晶圆由工作台承载,步进至下一步扫描位置,进行重复曝光。整个过程经过重复步进、多次扫描曝光。
▲步进式扫描光刻技术示意图
在飞利浦的设想里,理想的合伙人当然是技术先进、实力雄厚的美国大厂,如IBM、GCA之流。但在美国走了一圈后,飞利浦意识到了现实的骨感:各大厂商纷纷表示拒绝。
但是,并非所有人都不看好飞利浦的光刻项目,就在飞利浦碰壁之际,荷兰小公司ASMI(ASM International,直译为ASM国际)的老板Arthur Del Prado跑来,自荐要接下飞利浦的光刻项目。
▲Arthur Del Prado
ASM International创立于1964年,是一家半导体设备代理商,对制造光刻机并无经验。因此,飞利浦犹豫了1年的时间。最终,1984年,飞利浦选择“屈就”,同意与ASMI公司各自出资210万美元,合资成立阿斯麦,由这才开启了阿斯麦的故事。
阿斯麦首任CEO为Gjalt Smit,任职时间为1984~1988年。据称,由于阿斯麦成立初期知名度较低,Gjalt Smit曾在未经授权的情况下在阿斯麦招聘广告中使用飞利浦的标志。
▲阿斯麦创始初期CEO Gjalt Smit
2013年至今,阿斯麦总裁兼CEO由Peter Wennink担任。Peter Wennink早在1999年就加入了阿斯麦,曾担任过执行副总裁、首席财务官等职。在加入阿斯麦之前,Peter就职于全球四大会计师事务所之一的德勤会计师事务所。
▲现任阿斯麦总裁兼CEO Peter Wennink
其实,在与飞利浦合资成立阿斯麦之前约10年的1975年,ASMI就曾在香港开设办公室。最初,ASMI香港办公室只负责销售,随着时间推移,该办公室发展出了生产能力。1988年,ASMI在香港办公室的基础上成立了新公司ASMPT(ASM PACIFIC Technology,直译为ASM太平洋技术)。到今天,ASMPT已成长为全球最大的半导体组装和封装技术供应商之一。
作为站在阿斯麦、ASMI、ASMPT背后的操盘手,Arthur Del Prado成为一代业界传奇,被誉为“欧洲半导体设备行业之父”。2016年,这位传奇人物以85岁高龄逝世,但与他渊源颇深的三家半导体公司仍在创造新故事。Arthur的长子Chuck Del Prado,于2008年接替Arthur继任为ASMI CEO,并于2019年退休。ASMI现任CEO是Benjamin Loh。ASMPT现任CEO是Robin Ng。
回到阿斯麦的故事,飞利浦同意出资210万美元成立阿斯麦,但拒绝提供更多资金和办公场地。成立之初的阿斯麦只有31名员工,由于没有办公室,这31名员工就窝在飞利浦大厦外的简易木板房里办公。当时, 飞利浦绝不会想到,这个几乎被当作“弃子”的项目和退而求其次选择的小公司,孕育出的是能把尼康拉下马的光刻机新星。
▲垃圾车后面就是阿斯麦成立之初的简易木板屋,其后的大厦是飞利浦大厦
如前所说,20世纪80年代还是光刻机的技术红利期。在干式℡☎联系:影技术的技术路线下,阿斯麦成立的第一年就造出了步进式扫描光刻机PAS 2000。 但是,技术的红利期很快就会过去,之后发生的一切会造就光刻机市场的新格局。
▲阿斯麦于1984年推出的PAS 2000
进入21世纪,为了延续摩尔定律,人们改进了晶体管架构方式,但光刻机光源波长卡在了193nm上。这造成的后果是光刻“画”出的线条不够细致,阻碍晶体管架构的实现。要解决这个问题,最直接的方式就是把光源波长缩短,比如尼康、SVG等厂商试图采用157nm波长的光线。
实践中,实现157nm波长的光刻机并不容易。首先,157nm波长的光线极易被193nm光刻机使用的镜片吸收;其次,光刻胶也要重新研发;另外,相比于193nm波长,157nm波长进步不到25%,回报率较低。但在当时,这似乎是唯一的办法。
到了2002年,时任台积电研发副经理林本坚提出:为什么非要改变波长?在镜头和光刻胶之间加一层光线折射率更好的介质不就行了?那么什么介质能增加光的折射率呢?林本坚说,水就可以。与干式光刻技术相对,林本坚的技术方案被称为浸没式光刻技术。经过水的折射,光线波长可以由193nm变为132nm。
时间再往回推15年(1987年),林本坚就职于IBM,那时他就有了浸没式光刻技术的想法。2002年芯片制程卡在65nm之际,林本坚看到了浸没式光刻技术的机会。为了解决技术难题、消除厂商疑虑,林本坚花费半年时间带领团队发表3篇论文。
当时,业界质疑水作为一种清洁剂,会把镜头上的脏东西洗出来,还有人担忧水中的气泡、光线明暗等因素会影响折射效果。根据林本坚团队的研究,他们提出了一种曝光机,可以保持水的洁净度和温度,使水不起气泡。虽然这种曝光机并未在实际中被采用,但林本坚的研究证明了技术上的难题是可以被解决的。
他还亲自奔赴美国、日本、德国、荷兰等地,向光刻机厂商介绍浸没式光刻的想法。但是,有能力进行研发的大厂普遍不买账。
▲林本坚
个中原因也不难理解,自20世纪60年代起,玩家入局光刻机市场,在干式光刻技术上投入了大量财力、人力、物力,好不容易踏出一条可行的技术路线。如果按照林本坚“加水”的想法,各位前辈就得“一夜回到解放前”,从技术到设备重新 探索 。很少有人舍得这么高的沉没成本。但是,“很少有人”不代表“没有人”。
奔波到荷兰后,林本坚终于听到了一个好消息: 阿斯麦愿做这第一个吃螃蟹的勇士 。2003年10月份,ASML和台积电研发出首台浸没式光刻设备——TWINSCAN XT:1150i。2004年,阿斯麦的浸没式光刻机改进成熟。同年,尼康宣布了157nm的干式光刻机和电子束投射产品样机。
但是,一面是改进成熟的132nm波长新技术,一面是157nm波长的样机,胜负不言而喻。
数据显示,在2000年之前的16年里,ASML占据的市场份额不足10%。2000年后,阿斯麦市场份额不断攀升。 到2007年,阿斯麦市场份额已经超过尼康,达到约60%。
当命运之神把浸没式光刻℡☎联系:影的机遇摆放到阿斯麦、尼康等玩家面前,只有阿斯麦勇敢地伸出手,而尼康则是成也干式℡☎联系:影、败也干式℡☎联系:影。 在全球光刻机市场这一回合的较量中,阿斯麦选择了正确的技术路线,从而赢得了后来居上的机会。
▲首台浸没式光刻设备——TWINSCAN XT:1150i
如果说推出浸没式光刻机让阿斯麦领先尼康一步,那么突破EUV光刻技术则让它成为了名副其实的光刻机一哥。2010年至今,EUV光刻市场中只有阿斯麦一位玩家。
突破10nm节点能够带来的经济效益不必赘述,在众多玩家中,为什么只有阿斯麦掌握了EUV光刻机的核心技术?实际上,这与它集合了美国、欧洲的顶级科研力量有关。 这段故事还要从1997年讲起。
1997年,英特尔认识到跨越193nm波长的困难,渴望通过EUV来另辟蹊径。为了能从其他玩家处借力,英特尔说服了美国政府,二者一起组建了一个名为“EUV LLC(The Extreme Ultraviolet Limited Liability Company,极紫外线有限责任公司)”的组织。EUV LLC里可谓是群英荟萃,商业力量有摩托罗拉、AMD、英特尔等,还汇集了美国三大国家实验室。
EUV LLC里,美国成员构成了主体。在对外国成员的选择上,英特尔和白宫产生了分歧。英特尔看中阿斯麦和尼康在光刻机领域的经验,想拉他们入伙。但白宫认为如此重要的先进技术研发不该邀“外人”入局。
此时,阿斯麦显示出了惊人的前瞻能力,它向美国表示:我愿意出资在美国建工厂和研发中心,并保证55%的原材料都从美国采购,只求你们研究EUV一定要带我玩。
如此诚意让美国难以拒绝,就这样,阿斯麦成为EUV LLC里唯二的两家非美国公司之一,另一家是德国公司英飞凌。
反观尼康,这一次则完全是吃了国籍的亏。1998年发表的文件《合作研发协议和半导体技术:涉及DOE-Intel CRADA的事宜》,写明了尼康被排除在EUV LLC外的终极原因:“……有人担心尼康会成功将技术转移到日本,从而消灭美国的光刻工业。”
1997年到~2003年,阿斯麦和世界顶级的半导体领域玩家聚集在EUV LLC,用了6年时间回答一个问题:EUV有可能实现吗?他们发现答案是肯定的。至此,EUV LLC使命完成,在2003年就地解散,其中各个成员踏上独自研发之路。
其实,其他欧洲、日本、韩国的玩家也曾 探索 过EUV光刻技术。但是,他们的实力始终无法与汇集了美国顶级科研实力的EUV LLC相比,这意味着阿斯麦在EUV研发之路上占得先机。国际光电工程学会(SPIE)官网写出了EUV LLC的重要性:“如果不是EUV LLC对技术的形成和追求,EUV光刻技术就不会成为IC制造领域的未来竞争者。”
6年时间里,EUV LLC证明了用极紫外线作为光源造光刻机是可行的,但却没指出一条明路。到了2005年,EUV光刻机还是连个影子都没有,但巨额的研发资金、难以跨越的技术瓶颈已经足以让大多数玩家望而却步。但是,阿斯麦还是不肯死心,并且决定要牵头欧洲的EUV研发项目。 如果说在EUV LLC中,阿斯麦是蜷缩在角落里等待被其他大玩家“带飞”,那这一次,阿斯麦则是要自己做领头雁。
研发过程面临的困难无非集中在资金和技术两方面,阿斯麦把它们逐个击破。缺钱?那就去找,阿斯麦从欧盟第六框架研发计划中拉来2325万欧元经费。缺技术?阿斯麦集合3所大学、10个研究所、15个公司联合开展了“More Moore”项目,着力攻坚。
终于,2010年,阿斯麦出货了首台EUV光刻机。这台光刻机型号为NXE:3100,被交付给台积电,用于进行研发。
至此,在EUV市场,阿斯麦已经做到了人无我有,接下来的问题就是产品的迭代和进化。2013年,阿斯麦收购了光源提供商Cymer,为公司量产EUV设备打基础。经过几次升级,阿斯麦在2016年推出首台可量产的EUV光刻机NXE:3400B并获得订单。NXE:3400B售价约为1.2亿美元,从2017年第二季度起开始出货。直到今天,产品的迭代还在继续。根据阿斯麦的信息,EXE:5000系列光刻机样机最快在2021年问世。
从1997年到2010年,13年的艰难求索,终于让阿斯麦攻克了EUV的技术高地。辛勤付出终有回报, 目前,阿斯麦仍是唯一掌握EUV光刻技术的厂商。
▲阿斯麦的最新EUV光刻机TWINSCAN NXE:3400C
根据公开信息,一台EUV光刻机售价约为1.2亿美元,一台DUV光刻机的售价也要数千万美元。在高额售价的背后,是前期研发阶段巨量的资金投入。要支撑对光刻技术的研发,阿斯麦必须找到一条可持续的“财路”,否则就可能陷入困境。
事实上,阿斯麦也的确经历过“财政危机”。1988年,阿斯麦进军台湾市场,还未来得及在新的市场竞争中喘口气,老东家ASMI就因无法获得预期内的回报比作出撤资决定。同时,由于当时全球电子行业市场不乐观,飞利浦也宣布了一项成本削减计划。内外夹击之下,阿斯麦几近破产。好在危机时刻,时任阿斯麦CEO Gjalt Smit联系了飞利浦董事会成员Henk Bodt,后者说服了飞利浦董事会,为阿斯麦拉来一笔约1亿美元的“救命钱”。
这笔资金帮助阿斯麦在进军台湾市场的初期站稳了脚。随后几年,阿斯麦凭借步进式扫描光刻机扭亏为盈,并于1995年3月15日在阿姆斯特丹和纽约证券交易所成功上市,上市首日市值为约1.25亿美元。
▲Henk Bodt
为了能够获得充足的资金支持,2012年,阿斯麦提出一项 “客户联合投资计划”(CCIP,Customer Co-Investment Program) ,简单来说,就是接受客户的注资,客户成为股东的同时拥有优先订货权。这无疑是一个双赢的举措:把阿斯麦的研发资金压力转移出去,让客户为先进光刻技术的研发买单,这样不仅使阿斯麦无后顾之忧地进行研发,也保证了客户对先进光刻技术的优先使用权。
2012年,芯片制造行业3大龙头英特尔、台积电、三星都推出了22nm芯片产品。CCIP计划一经推出,这3家公司纷纷响应。根据协议,英特尔斥资41亿美元收购荷兰芯片设备制造商阿斯麦公司的15%股权,另出资10亿美元,支持阿斯麦加快开发成本高昂的芯片制造 科技 。台积电投资8.38亿欧元,获取阿斯麦公司约5%股权。三星斥资5.03亿欧元购得3%股权,并额外注资2.75亿欧元合作研发新技术。
最终,阿斯麦以23%的股权共筹得53亿欧元资金。要知道,2012年全年,阿斯麦的净销售额才约为47.3亿欧元。
在 科技 圈,研发、创新能力就是生命力。华为5G、芯片技术为什么强?任正非曾在接受采访时表示,2020年华为将把约200亿美元(约合人民币1420亿元)花在研发上。而在研发方面,阿斯麦与华为一样“疯狂”。
早在2002年,阿斯麦就敢向浸没式光刻技术押注。到了今天,大力投资搞技术研发已经成为阿斯麦的传统。
根据2019年度财报, 阿斯麦全年投入了20亿欧元用于技术研发,占到净销售额(118.2亿欧元)的16.9% 。相比之下,2019年尼康在光刻系统上的投资为3.98亿日元,占到光刻系统营收(2397.28亿日元)的约0.17%。
2007年开始,“时年”13岁的阿斯麦开始以领先的姿态傲然于光刻机市场,至今仍然如此。列出阿斯麦近些年的研发投入,或能解释它这么多年来屹立不倒的原因。
▲近5年阿斯麦研发投入及营收情况
另外,在专利网站Patentscope上的搜索结果显示, 阿斯麦申请的专利数目已经达到14444项 。阿斯麦虽然是一家商业公司,但支撑它走得更远的,不是对金钱的追求,而是对技术的长远投资。
回顾过去36年,阿斯麦从一个蜷缩在木板房中的小公司成长为一代光刻机巨擘,其中原因少不了 历史 的机遇,如林本坚适时提出了浸没式光刻技术的想法。但是,更具决定性意义的是阿斯麦准确的前瞻和果断的选择,比如,在21世纪初,阿斯麦放弃干式℡☎联系:影,转投浸没式光刻技术;再比如,早在1997年,阿斯麦以自身妥协换来EUV LLC的入场券。对于商业与技术相互促进的关系,阿斯麦还有着深刻的理解,多年来对技术研发的大力投入,成为它屹立不倒的重要原因。手握顶尖的技术,阿斯麦还获得了客户的支持,从而在全球光刻机市场中走得更远。
以阿斯麦这36年的历程为鉴,对比我国。1977年,我国第一台光刻机诞生,加工晶片直径为75毫米。今天,国产光刻机制造商有上海℡☎联系:电子、中科院光电所等,最先进的设备推进至22nm节点,而国际最先进工艺已突破5nm节点。国产光刻机无疑还有很长的路要走。
芯片是“中国制造”的痛点。不论是近期华为被美国断供芯片的新闻,还是两会政府工作报告中“国产化”“功率半导体”“传感器芯片”等话题被一再提及,背后的事实都让人黯然:我们曾在一穷二白的条件下造出原子弹,但在GDP总量近100万亿人民币的今天,中国还是难以独立造“芯”。在种种困难中,光刻技术直接卡住了芯片制造的“脖子”。
要解决这一问题,技术攻关当然是必不可少的。另外,借力国外成熟产品或可帮助芯片制造商实现突破。2018年,我国芯片公司中芯国际花费约1.2亿美元,向阿斯麦订购了一台EUV光刻机。由于种种原因,目前,这台光刻机还未成功交付。我们期待它能够尽快落地中国,助力我国的芯片事业再上一个台阶。中国有市场、有人才,也不缺恒心与毅力,相信我国光刻机事业会有光明的未来。
参考文献:
1、《曾经的光刻机霸主:尼康营收暴减九成,裁员 700 人》EE Times China
2、《全球半导体设备龙头专题(一)》安信证券
3、《阿斯麦封神记:这家荷兰公司,扼住了全球半导体芯片的咽喉》魔铁的世界
4、《光刻机的发展与荷兰ASML公司的故事》光纤在线
5、《做成那不可能之梦:低调华人科学家颠覆技术 影响人类》知识分子
6、《More Moore” Shows European EUV Innovation at EUV 2006 in Barcelona》CORDIS
吾辈当自强。 科技 日报曾整理出中国35项卡脖子关键技术,主要集中在信息技术、高端制造、新材料等领域。数据宝将大致按照上述分类进行一一解读,首先推出信息技术篇,以飨读者。
著名科幻小说《三体》中,三体人为了锁死地球 科技 的发展,并实时监控地球人类,防止地球有可能在三体舰队到达前实现 科技 飞跃并用新技术打败三体舰队,向地球发送了很多黑 科技 改造过的质子,这些质子因为有强大的运算能力和人工智能系统,被称为“智子”。
5月15日,美国再次封杀华为,意图进一步限制华为芯片设计和制造。根据国家海关数据统计, 2018年,中国芯片进口总量为3120亿美元,占全球集成电路5000亿美元市场规模的近60%。 目前芯片产业链话语权基本被美国企业所垄断,我国半导体发展面临巨大挑战。
中美脱钩论愈演愈烈。美国或许正在通过“智子”锁死中国 科技 发展。更令人担忧的是, 不只芯片,我国被卡脖子的关键技术,还有多达34项,有些领域国产化为0。 可以想象,在这35个被卡脖子的关键技术上,有多么大的市场空间。而以芯片概念过去一段时间在A股市场的表现,相关概念股也有可能被挖掘出来。当然,我们更愿意看到的,不仅仅是股价的上涨,还有真正的 科技 突破。
高 科技 之路,道阻且长,吾辈当自强。
1、 光刻机、光刻胶
制造芯片的光刻机,其精度决定了芯片性能的上限。最新消息显示,上海℡☎联系:电子装备计划于2021年交付首台国产28nm的immersion光刻机,即使这一技术的交付对比荷兰ASML公司(全球最大的半导体设备制造商之一,光刻机制造领域全球领先)有着近20年不足,但对于国内光刻机制造来讲,已经要跨出了很大的一步。 对于上海℡☎联系:电子来说,其28nm光刻机的顺利推出,将打破国外厂商的对于IC前端光刻机市场的垄断。
目前高端光刻机市场依然被荷兰ASML公司垄断,用于高端面板的光刻胶,也同样如此。目前,LCD用光刻胶几乎全部依赖进口,核心技术至今被TOK、JSR、住友化学、信越化学等日本企业所垄断。
A股市场上,光刻胶和光刻机概念归类在一起。从市值角度看, 张江高科和雅克 科技 最新市值均超过200亿元, 上海新阳、安集 科技 、万润股份 等个股市值均超百亿元。
市场表现方面,南大光电、容大感光、安集 科技 、上海新阳、雅克 科技 、华特气体等个股年内涨幅翻倍。机构关注度方面,万润股份、飞凯材料、宝通 科技 、雅克 科技 、捷捷℡☎联系:电等个股均有10家只以上机构评级。综合市场表现、概念的关联度等条件,证券时报·数据宝筛选出光刻机/光刻胶概念股名单,如下。
2、 芯片
低速的光芯片和电芯片已实现国产,但高速的仍全部依赖进口。 国外最先进芯片量产精度为10纳米,我国只有28纳米,差距两代。 据报道,在计算机系统、通用电子系统、通信设备、内存设备和显示及视频系统中的多个领域中,我国国产芯片占有率为0。
A股市场上,目前涉及到的芯片类概念非常丰富,包括最大类的芯片概念,小类别的如存储芯片、AI芯片、芯片材料、芯片封装、芯片设计、芯片制造等。
从大类角度分析也基本上可以得到各小类别的龙头。从市值角度看, 韦尔股份、闻泰 科技 、澜起 科技 等个股市值超过千亿元, 汇顶 科技 、三安光电、兆易创新 等个股市值超过800亿元。市场表现方面,晶方 科技 、上海新阳、雅克 科技 等个股涨幅翻倍。机构关注度方面,北方华创、深南电路、兆易创新等个股均有20家以上机构关注。综合市场表现、概念的关联度等条件,数据宝筛选出芯片概念股名单,如下。
3、 操作系统
数据显示,2017年安卓系统市场占有率达85.9%,苹果IOS为14%。其他系统仅有0.1%。这0.1%,基本也是美国的℡☎联系:软的Windows和黑莓。没有谷歌铺路,智能手机不会如此普及,而中国手机厂商免费利用安卓的代价,就是随时可能被“断粮”。
最新消息显示, Counterpoint Research预测,华为自主操作系统鸿蒙将在2020年取得2%的市场份额(全球范围),超越Linux成为全球第五大操作系统。 并预计2020年底,鸿蒙在中国市场的份额会达到5%,明年底达到10%,而鸿蒙OS设备在华为今年所有出货设备中的比例是1%。
期待着华为自主操作系统带来更多的惊喜。
A股市场上,国产操作系统概念股,市值最大的是 中兴通讯和三六零 ,均超过千亿元;紫光股份、浪潮信息、中国长城、中国软件等个股市值均超过300亿元。股价表现最好的是诚迈 科技 ,年内涨幅超过90%。机构关注度最高的股票分别是中兴通讯、浪潮信息、中新赛克、紫光股份等个股。数据宝筛选出国产操作系统概念股名单,如下。
4、 手机射频器件
2018年,射频芯片市场150亿美元;高端市场基本被Skyworks、Qorvo和博通3家垄断,高通也占一席之地。射频器件的另一个关键元件——滤波器,国内外差距更大。手机使用的高端滤波器,几十亿美元的市场,完全归属Qorvo等国外射频器件巨头。中国是世界最大的手机生产国,但造不了高端的手机射频器件。这需要材料、工艺和设计经验的踏实积累。
A股市场上,移动射频概念包括 顺络电子、三环集团、电连技术、麦捷 科技 等;移动天线概念包括信维通信、硕贝德、盛路通信;5G射频芯片概念有和而泰等;滤波器概念主要有武汉凡谷、东山精密、世嘉 科技 等。
5、 高端电容电阻
电容和电阻是电子工业的黄金配角。中国是最大的基础电子元件市场,一年消耗的电阻和电容,数以万亿计。但最好的消费级电容和电阻,来自日本。 电容市场一年200多亿美元,电阻也有百亿美元量级。 所谓高端的电容电阻,最重要的是同一个批次应该尽量一致。日本这方面做得最好,国内企业差距大。国内企业的产品多属于中低端,在工艺、材料、质量管控上,相对薄弱。
A股市场上, 三环集团、风华高科、顺络电子、洁美 科技 等个股从事电阻行业。
6、 核心工业软件
中国的核心工业软件领域,基本还是“无人区”。工业软件缺位,为智能制造带来了麻烦。工业系统复杂到一定程度,就需要以计算机辅助的工业软件来替代人脑计算。譬如,芯片设计生产“必备神器”EDA工业软件, 国产EDA与美国主流EDA工具相较,设计原理上并无差异,但软件性能却存在不小差距,主要表现在对先进技术和工艺支持不足,和国外先进EDA工具之间存在“代差”。 国外EDA三大巨头公司Cadence、Synopsys及Mentor,占据了全球该行业每年总收入的70%。发展自主工业操作系统+自主工业软件体系,刻不容缓。
EDA概念股方面,目前A股市场无相关标的,北京 芯愿景 软件技术股份有限公司科创板IPO获受理。 华大九天 是龙头企业,A股市场有相关影子股。 申通地铁、隧道股份 通过上海建元股权投资基金参股华大九天,上海建元持有华大九天17.42%股份,爱建集团则通过爱建资产间接参股。另外大众公用,则通过深创投间接参股,后者持有华大九天3.59%股权。另外, 深圳能源、粤电力A、广深铁路、中兴通讯等上市公司,也均通过深创投间接持股。
7、 ITO靶材
ITO靶材不仅用于制作液晶显示器、平板显示器、等离子显示器、触摸屏、电子纸、有机发光二极管,还用于太阳能电池和抗静电镀膜、EMI屏蔽的透明传导镀膜等,在全球拥有广泛的市场。ITO膜的厚度因功能需求而有不同,一般在30纳米至200纳米。在尺寸的问题上,国内ITO靶材企业一直鲜有突破,而后端的平板显示制造企业也要仰人鼻息。烧结大尺寸ITO靶材,需要有大型的烧结炉。 国外可以做宽1200毫米、长近3000毫米的单块靶材,国内只能制造不超过800毫米宽的。 产出效率方面,日式装备月产量可达30吨至50吨,我们年产量只有30吨——而进口一台设备价格要一千万元,这对国内小企业来说无异于天价。
每年我国ITO靶材消耗量超过1千吨,一半左右靠进口,用于生产高端产品。A股市场上靶材概念股主要有 江丰电子、有研新材、隆华 科技 等。
8、 数据库管理系统
目前全世界最流行的两种数据库管理系统是 Oracle和MySQL ,都是甲骨文公司旗下的产品。竞争者还有IBM公司以及℡☎联系:软公司的产品等。甲骨文、IBM、℡☎联系:软和Teradata几家美国公司,占了大部分市场份额。数据库管理系统国货也有市场份额,但只是个零头,其稳定性、性能都无法让市场信服,银行、电信、电力等要求极端稳妥的企业,不会考虑国货。
9、航空设计软件
自上世纪80年代后,世界航空业就迈入数字化设计的新阶段,现在已经达到离开软件就无法设计的高度依赖程度。 设计一架飞机至少需要十几种专业软件,全是欧美国家产品。 国内设计单位不仅要投入巨资购买软件,而且头戴钢圈,一旦被念“紧箍咒”,整个航空产业将陷入瘫痪。据媒体报道,设计歼-10飞机时,主起落架主承力结构的整个金属部件是委托国外制造。但造完之后,起落架的收放出现问题,有5毫米的误差,只好重新订货制造。仅仅是这一点点的误差,影响了歼-10首飞推迟了八九个月。没有全数字化的软件支撑,任何一点细℡☎联系:的误差,都可能成为制造业的梦魇。
在这35项被卡脖子的关键技术中,信息技术行业基本上能找到对标的概念股,但与全球龙头相比,差距非常大。比如芯片概念的市值龙头韦尔股份,市值1500多亿元,而英特尔、英伟达等芯片公司市值均超过1.5万亿元,高通市值超过6000亿元。再比如计算机行业,我们的企业顶多也就是千亿市值,而美国的℡☎联系:软市值接近10万亿元。
近年来,我国在信息 科技 领域取得了巨大成就,但与发达国家相比,仍存在较大差距。此次华为被封杀,暴露出“卡脖子”的关键技术,必须由自己掌握。
未来,我们要成为信息 科技 大国、强国。愿国运恒昌。
市值为1700亿美元。
近期,上海℡☎联系:电子装备(集团)股份有限公司(下称“上海℡☎联系:电子装备”)披露,将在2021-2022年交付第一台28nm工艺的国产沉浸式光刻机。国产光刻机从此前的90nm一举突破到28nm,不仅打开了上海℡☎联系:电子装备的市场空间,也打开了资本市场对于这家公司上市的想象力。
拓展资料
一. 2009年,公司推出首款光刻机产品
1.SSB500/10A,分辨率为2℡☎联系:米。2018年3月,公司的SSA600/20型光刻机验收通过,公司光刻机的分辨率推进到90nm。 官网显示,公司目前的产品线可分为光刻机、激光与检测和特殊应用三种。 要测算上海℡☎联系:电子装备的估值,先要估算其收入规模。 根据ChipInsights数据,2019年全球半导体、面板、LED用光刻机出货约550台,较2018年减少50台。其中半导体前道制造用光刻机出货约360台;半导体封装、面板、LED用光刻机出货约190台。
2.从总营收来看,2019年ASML、Nikon、Canon三巨头光刻机总营收954亿元人民币,由于这三家几乎占据了光刻机的绝大多数市场,因此估计目前全球光刻机市场规模在千亿元水平。 按光刻机的应用场景分,IC前道制造用光刻机占九成以上市场,基本由三巨头垄断。按照曝光光源分为i-line、KrF、ArF、ArFi,EUV,技术难度逐步上升,垄断性也逐步加强。
3.上海℡☎联系:电子装备尽管已经具备其中ArF、KrF、i-line光源光刻机,但产品出货量还℡☎联系:乎其℡☎联系:。在若干年后,IC前道光刻机有望成为公司的主要收入来源。 雪球 · 聪明的投资者都在这里
道琼斯指数35727(0.14%)_
上证指数3609.86(0.76%)_
创业板指3338.62(1.64%)_
恒生指数26132.03(0.02%)_
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道琼斯指数35727(0.14%)_ 打开 国产光刻机迎来突破,两连板的张江高科究竟受益多少? 关注 据测算,如上海℡☎联系:电子装备成功上市,A轮进入的张江高科可能将获50亿元的收益。
二.近期,上海℡☎联系:电子装备(集团)股份有限公司(下称“上海℡☎联系:电子装备”)披露,将在2021-2022年交付第一台28nm工艺的国产沉浸式光刻机。国产光刻机从此前的90nm一举突破到28nm,不仅打开了上海℡☎联系:电子装备的市场空间,也打开了资本市场对于这家公司上市的想象力。
1.一石激起千层浪。受此消息影响,6月5日相关概念股张江高科(600895.SH)、上海电气(601727.SH)在此消息刺激下双双涨停。张江高科在6月8日再次涨停。 上海电气和张江高科涨停是有什么依据?国产光刻机浪潮会有多大? 要理解这两个问题,就先要解决以下两个问题:上海℡☎联系:电子装备的规模及其上市后的市值多少,以及上海℡☎联系:电子装备能为相关概念股贡献多少利润。 上海℡☎联系:电子装备上市后估值几何? 此次光刻机国产化的主角上海℡☎联系:电子装备成立于2002年,相比尼康、ASML等前辈,属于光刻机里的“后浪”。 2009年,公司推出首款光刻机产品SSB500/10A,分辨率为2℡☎联系:米。2018年3月,公司的SSA600/20型光刻机验收通过,公司光刻机的分辨率推进到90nm。
官网显示,公司目前的产品线可分为光刻机、激光与检测和特殊应用三种。 要测算上海℡☎联系:电子装备的估值,先要估算其收入规模。 根据ChipInsights数据,2019年全球半导体、面板、LED用光刻机出货约550台,较2018年减少50台。其中半导体前道制造用光刻机出货约360台;半导体封装、面板、LED用光刻机出货约190台。
2.从总营收来看,2019年ASML、Nikon、Canon三巨头光刻机总营收954亿元人民币,由于这三家几乎占据了光刻机的绝大多数市场,因此估计目前全球光刻机市场规模在千亿元水平。 按光刻机的应用场景分,IC前道制造用光刻机占九成以上市场,基本由三巨头垄断。按照曝光光源分为i-line、KrF、ArF、ArFi,EUV,技术难度逐步上升,垄断性也逐步加强。
3.上海℡☎联系:电子装备尽管已经具备其中ArF、KrF、i-line光源光刻机,但产品出货量还℡☎联系:乎其℡☎联系:。在若干年后,IC前道光刻机有望成为公司的主要收入来源。在先进封装、LED和面板这类低端光刻机市场,上海℡☎联系:电子装备已经具备一定优势。根据ChipInsights统计,公司2019年出货预估在50台以上,包括较多用于先进封装和LED光刻机和少量用于面板的光刻机,按出货量计算,公司在IC前道以外的光刻机的市占率接近30%。
上海℡☎联系:电子装备目前并未披露其营收情况,但我们可以根据其出货情况和其他公司类比推测。 Veeco公司的光刻机产品结构和上海℡☎联系:电子装备比较类似,都以先进封装和LED光刻机为主。2019年Veeco公司光刻机的营收约为3亿元人民币,预估销售台数在20台以内,据此推算该公司光刻机单价在1500万元~2000万元。
4.假设上海℡☎联系:电子装备产品单价和Veeco接近,结合上海℡☎联系:电子装备50+台的出货量推算,其2019年光刻机营收大概率在7.5亿元到11亿元,加上激光检测和特殊应用两个产品线的营收,公司整体营收规模可能在10到15亿元。 参考A股半导体设备公司的估值水平,静态市销率在8.9倍到66倍,其中科创板公司的市销率显著高于其他主板上市的公司。