第八思维:”半导体行业及相关A股公司最全梳理--工具、设备与制造篇
上一篇我们详细介绍了半导体行业的商业模式与材料,相信能接着看到这里一定都是真爱,这篇文章详细介绍半导体设计用的工具,以及半导体制作用的工具、设备、工厂以及封测环节。
半导体设计工具
EDA指的是电子设计自动化,需要利用计算机辅助设计CDA软件,来完成超大规模集成电路芯片的功能设计、综合、验证、物理设计(布局、布线、版图、设计规则检查等)等流程的设计方式。,位于芯片产业链顶端,是依赖性极强的设计工具。
我国EDA软件落后,全球EDA软件市场规模约105亿美元,海外三大巨头的产品在全球占份额超过64%,且在中国的市场份额达到95%以上。而由于EDA行业入门门槛高,成本弹性大,对性能依赖性强,因此行业进入壁垒较高。我国本土有实力的EDA企业并不多。目前,我国市场上主要EDA软件供给企业包括华大九天、芯禾科技、广立微、九同方微、博达微、概伦电子、创联智软等。这些企业虽然在全流程产品上和海外巨头还有不小的差距,但在具体工具上各有所长,而中国EDA软件相关的公司没有上市的。
未上市的EDA软件公司有:华大九天、芯愿景、芯和科技、光力微电子、博达微电子、蓝海微电子、奥卡斯微电、概伦电子、国微思尔芯等。
华大九天:2009年成立,,前身是华大集团 EDA 部门,承载了熊猫系统的技术,在 EDA 和 IP 方面拥有多年积累,是目前国内规模最大、技术实力最强的 EDA 企业。华大九天能提供全流程FPD 设计解决方案,拥有模拟/数模混合 IC 设计全流程解决方案、数字 SoC IC 设计与优化解决方案、晶圆制造专用 EDA 工具等产品。华大九天客户包括京东方、中天微、MPS、华虹宏力、TowerJazz 等国内外芯片设计、制造企业。截至 2019年 9 月,华大九天拥有员工约 400 人,研发人员硕、博士比例高达 80%以上。
芯愿景:成立于 2002 年,目前公司已建立 IC 分析服务、IC 设计服务及EDA 软件授权三大业务板块。公司已累计研发了 6 套 EDA 系统,共 30多个软件,覆盖了集成电路工艺分析、电路分析和知识产权分析鉴定的全流程,累计发放授权认证超过 3 万个,EDA 软件用户群包括国内外芯片设计公司、研究所、高校和知识产权服务机构等。芯愿景2019 年芯愿景主营业务收入 1.55 亿元,其中IC 分析服务收入 1.29 亿元(占比 83%),IC 设计服务收入 2177 万元(占比 14%),EDA 软件授权收入 442 万元(占比 2.85%),2019 年公司前三大客户分别为中国电子科技集团、中国航科集团、纳思达股份。
半导体设备
按照制造流程来分的话包括:硅片设备-热处理设备-光刻设备-刻蚀设备-离子注入设备-薄膜沉积设备-抛光设备-清洗设备-检测设备。
硅片制造,是芯片生产的第一道环节,硅单晶炉是制作硅片的主要装置。涉及到的上市公司有ST瑞德、北方华创、*ST天龙、晶盛机电和京运通。
其中晶盛机电是该领域龙头,承担过2项国家科技重大专项,硅单晶炉技术领先,国内高端市场占有率第一。其2019 年公司实现营收 31.09 亿元,其中单晶炉实现营收21.73 亿元,占比近 70%,毛利 8.29 亿元,占比 74.93%。客户有中环股份、沪硅产业、有研硅股。今年上半年,公司完成了8英寸硬轴直拉硅单晶炉、6 英寸碳化硅单晶炉外延设备的开发。其中碳化硅单晶炉已经交付客户使用,外延设备、抛光设备完成技术验证,12英寸半导体单晶炉已经在国内知名客户中产业化应用。此外,公司增加了半导体抛光液、阀门、磁流体部件、16-32 英寸坩埚等新产品的研发和市场开拓力度,产业链配套优势逐步显现。晶盛机电早年从光伏设备行业起步,逐步进入半导体设备领域,如今又从单一的硅单晶炉设备,向切片、抛光、外延设备等拓展,甚至研发出了第三代碳化硅半导体设备。
热处理设备包括卧式炉、立式炉和快速升温炉(RTP)等,主要是对硅片进行氧化、扩散、退火等工艺处理,热处理涉及到的上市公司只有北方华创。它是该领域龙头,在热处理设备的各个细分领域均有成熟的产品线。另外,北方华创在集成电路刻蚀机、PVD、CVD、ALD、清洗设备、立式炉、外延炉等设备也通过验证。
今年上半年,公司在长江存储获得 3 台硅刻蚀、3 台 PVD、2 台炉管及 5台退火设备订单,其中硅刻蚀设备市占率达 27%。同时在华虹系获得 3 台硅刻蚀、1 台 PVD 及 2 台退火设备订单;在积塔半导体获得 2 台刻蚀、4 台氧化设备及 1 台退火设备订单。
北方华创不仅是热处理设备的龙头,还是光伏、锂电、半导体的硅刻蚀、薄膜沉积、清洗设备,甚至第三代碳化硅半导体设备的龙头之一。
今年上半年,公司的碳化硅(SiC)长晶炉、刻蚀机、PVD、PECVD 等第三代半导体设备开始批量供应市场;12 寸硅刻蚀机、金属 PVD、立式氧化/退火炉、湿法清洗机等多款高端半导体设备也相继进入量产阶段。