集成电路跟踪

浅贝

中国速度背后的辉煌与辛酸

有一种奇迹叫中国速度！

前几天，福建龙岩站改造工程，1500余人同场作业9小时，再一次用中国速度震惊了全世界。

而对于中国半导体产业来说，中国速度，就是发生在我们身边的奇迹。

美国《华盛顿邮报》在题为《中国向科技超级大国的惊人转型》的文章称，中国已经（或即将）成为科技超级大国。

文章指出，二十五年前，中国经济规模还微不足道，高科技部门还几乎不存在。

而在过去的几十年当中，中国取得的实际进步速度仍然令人惊叹。

2015年，中国的研发开支已位居世界第二，占世界近2万亿美元总量的21%，仅次于美国的26%。如果以现在的速度发展下去，中国将很快成为最大的研发开支国。

《华盛顿邮报》表示，除了不断发展壮大的技术领域，在进军高端领域也从来没有止步。

实际情况也是如此，以中国半导体产业为例，从2015开始，中国半导体产业产值就呈现出爆发式成长，在政府政策，地方措施，企业等各方面 大力支持下，中国半导体产业产值有望在2018年达到6200亿元。

中国半导体行业协会IC设计分会理事长，清华大学微电子所所长魏少军教授表示更是在2017年举行的第七届松山湖中国IC创新论坛指出，2016年，中国半导体产业出现了制造、设计、封测三个领域都超过1000亿人民币。改变了中国六七年以来始终封测第一，设计、制造落后不同步的情况。

制造、设计、封测三个领域的发展速度，再一次展示了在半导体领域的中国速度。

为了实现半导体的自给，中国政府在近年来出台了一系列政策鼓励半导体产业发展：如发布《中国制造2025》，推出国家重大科技02专项,设立国家集成电路产业投资基金等。

我们看到在最新公布的2017年全球前十大晶圆代工企业中，我国最大的中芯国际排在世界第五位，仅次于三星，而年增长率则要高于三星。

根据去年年底，摩根士丹利(大摩)发布的对中芯国际的研究报告显示，中芯国际的晶圆产能中，2017年第三季度为44.795万片，环比增长2.2%，产能利用率2017年第三季度为84%，而去年同期为97.2%。

同时，28nm和40nm是中芯的重点产品，虽然28nm HKMG工艺良率不达预期，但市场分析人士普遍认为梁孟松的加入将迅速改良28nm的工艺技术，而且中芯也在研发自有的14nm工艺技术。

当然，除了中芯国际以外，中国还有华润微电子，华虹宏力，华力微电子，西安微电子技术研究所等多家企业。

中国在倾国家大基金扶植之力，预估2017年到2020年的四年间，将有26座新晶圆厂投产，成为全球新建晶圆厂最积极的地区，整个投资计划占全球新建晶圆厂高达百分之四十二，成为全球新建投资最大的地区。

此外，目前中国12寸晶圆厂共有22座、其中在建11座，8寸晶圆厂18座、在建5座，部分将新厂将陆续于2018年进入量产阶段，特别是2018年将是中国内存制造从无到有的关键年度，因此预计2018年中国代工产业产值年增率预估将达19%，增幅仍维持于高速成长阶段。

反观美国和台湾，未来四年投入新建晶圆厂则在九到十座，不到中国大陆的一半。

《华尔街日报》推测说：“仅是中国为支持半导体产业而设立的基金，就高达1000亿美元以上。”文章还称，中国半导体企业明年起将正式生产由三星电子和SK海力士主导的存储芯片，预计将撼动世界芯片行业的版图。

以2017年中国IC设计企业排名第一的海思为例。

2017年海思受惠于母公司华为手机出货的强势增长，以及麒麟芯片搭载率的提升，2017年营收维持25%以上的年增率。

从2004年华为成立海思半导体以来，就组建了手机芯片研发团队，其走的就是依附于ARM IP授权设计自己的SOC的路线。

虽然海思相对于高通，三星等企业来说，成立的时间并不长，但是取得的成绩却是实实在在的。

从麒麟935开始，海思的单核还是多核运算能力就不弱。到了麒麟950，以技术水平而言，也无疑达到了国际水准，与当时的骁龙820相比，也是不遑多让。

而到了2017年海思推出的麒麟970，在安卓阵营当中，更是走到了前列。采用台积电10nm工艺的麒麟970，是全球首款内置独立NPU(神经网络单元)的智能手机AI计算平台。初次之外，安卓阵营还没有内置独立NPU的处理器出现，其出现时间也早于苹果的处理器。

但其实，中国的IC设计公司，自主IP核不多，很多都是从类似ARM和Ceva这类公司购买。

客观地说，现在芯片设计分工越来越细，每个公司只是完成其中一小部分，一个公司想把所有活都干了，那绝对是不可能的，就算做到了，它的芯片也不会有竞争力。

而玩搭积木也是很有技术含量的，海思肯定是国内玩得最好的公司，成立十多年来，就能够达到追赶上国际巨头的程度，还是非常值得肯定的，更不要说，华为已经在智能手机AI计算平台上走在了很多公司前面。

全球封测市场将继续稳步增长，其中专业代工封测市场占比逐渐扩大。近年来随着半导体产业进入成熟期，封测行业并购不断，大者恒大的趋势越发明显。

其中中国企业增速相对更快，近年来通过内生发展与外延并购实现营业收入快速增长，已经成为全球封测产业重要力量。

根据拓墣产业研究院预估，在专业封测代工的部分，2017年全球前十大专业封测代工厂商营收排名与2016年并无太大差异，前三名依次为、安靠、长电科技。

拓墣产业研究院指出，2017年全球封测产业，随着全球产业整合及竞争加剧，中国大陆企业可选择的并购目标大幅减少，使得2017年中国大陆资本进行海外并购难度增加。

因此，中国IC封测业者将发展焦点从藉由海外并购取得高端封装技术及市占率，转而着力在开发Fan-Out及SiP等先进封装技术，并积极通过客户认证向市场宣示自身技术来维持竞争力。

中国封测厂商在高端封装技术（Flip Chip、Bumping等）及先进封装（Fan-In、Fan-Out、2.5D IC、SiP等）的产能持续开出，以及因企业并购带来的营收认列带动下，包含长电科技、天水华天、通富微电等厂商2017年的年营收多维持双位数成长表现，表现优于全球IC封测产业水平。

虽然在过去的几年中，中国半导体产业正在以惊人的中国速度取得了令全世界瞩目的成绩，在制造，设计，封测等产业链环节都在不断缩小与国际企业的差距。

但是正如魏少军教授指出的，虽然世界上60%的电子产品是中国制造的。但是工信部的数据显示，我国每年需要进口2271亿美元规模的半导体，消费了全世界57%以上的半导体产量。这期间虽然经过对半导体的投资，自给率有所提高，但是自给率也不过20%左右。

其次，中国半导体产业的基础仍然薄弱。尽管国内半导体投资大增，行业发展一片利好，但半导体设备厂商整体的供应能力却依然严重不足。这主要表现为产化率偏低，国产设备的产业化能力还远不能满足市场需求。

第三，专业人才匮乏。在2017年发布的《中国集成电路产业人才白皮书(2016-2017)》就曾强调，中国半导体产业无论是初级人才还是高端人才都依然处于缺乏的状态。相对欧美发达国家，中国半导体企业拥有10年以上工作年限的人员较少。 为了缩短技术差距，中国正在引入周边国家有实际经验的人员。

最后，中国速度让美国如临大敌。由于我国发展半导体行业的时机与全球不同步，并釆用国家资金为主来推动，遭到了西方部分从业者的质疑。再加上近期投资越来越大更是进一步引起了美国、韩国、日本等先进国家的关注。中国半导体产业发展的速度，固然体现了中国对于发展半导体产业的决心与信心，但是这一速度也让欧美国家对于中国半导体企业抱有很大的警惕之心。

更何况，对于中国半导体产业来说，由于技术和专业人才的缺乏，中国半导体产业的中国速度更多的是依靠资金和大量人力的堆积来实现的，而我们从劳动密集型产业向技术创新密集型产业转变的道路，还要走很长时间！

浅贝

一台上亿，ASML光刻机到底金贵在哪儿？



不久前，一台价值1.06亿元的设备经空运从荷兰飞抵厦门，由于该设备价值高，而且对保存和运输有着很高的要求——必须保持在23℃恒温状态下。为了避免影响设备的精度，在运输中也对稳定性有极高的要求。因此，机场海关以机坪查验的方式对该货物实行全程机边监管，待货物装入特制温控气垫车，移至海关的机坪视频监控探头之下，完成紧急查验后当晚就得到放行。

那么到底是什么设备能获得机场海关如此严阵以待，而且能有单台破亿的价格呢？



什么是光刻机？

光刻机是芯片制造的核心设备之一，按照用途可以分为好几种：有用于生产芯片的光刻机；有用于封装的光刻机；还有用于LED制造领域的投影光刻机。用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板，国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口，本次厦门企业从荷兰进口的光刻机就是用于芯片生产的设备。

在高端光刻机上，除了龙头老大ASML，尼康和佳能也曾做过光刻机，而且尼康还曾经得到过Intel的订单。但是近些年，尼康在ASML面前被打的毫无还手之力，高端光刻机市场基本被ASML占据——即便是尼康最新的Ar-F immersion 630卖价还不到ASML Ar-F immersion 1980D平均售价的一半，也无法挽回败局。

原因何在？一方面是Intel新CEO上台后，不再延续与尼康的620D合同，这使得尼康失去了一个大客户。另一方面，也和尼康自身技术实力不足有关，尼康的光刻机相对于ASML有不少瑕疵，在操作系统上设计的架构有缺陷，而且尼康的光刻机的实际性能和尼康官方宣传的有不小差距，这使得台积电、Intel、三星、格罗方德等晶圆大厂不可能为了省一点钱去卖有瑕疵的产品。

目前，尼康的高端光刻机基本被ASML吊打，主流半导体产线中只有少数低阶老机龄的光刻机还是尼康或者佳能，其他基本都是ASML的天下。某种程度上，尼康的光刻机也只能用卖的超级便宜来抢市场了。那么，卖的到底有多便宜呢？

用数据来说话，ASML的 EUV NXE 3350B 单价超过1亿美元，ArF Immersion售价大约在7000万美元左右。相比之下，尼康光刻机的单价只相当于ASML价格的三分之一。

光刻机工作原理



上图是一张ASML光刻机介绍图。下面，简单介绍一下图中各设备的作用。

测量台、曝光台：是承载硅片的工作台。

激光器：也就是光源，光刻机核心设备之一。

光束矫正器：矫正光束入射方向，让激光束尽量平行。

能量控制器：控制最终照射到硅片上的能量，曝光不足或过足都会严重影响成像质量。

光束形状设置：设置光束为圆型、环型等不同形状，不同的光束状态有不同的光学特性。

遮光器：在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片。

能量探测器：检测光束最终入射能量是否符合曝光要求，并反馈给能量控制器进行调整。

掩模版：一块在内部刻着线路设计图的玻璃板，贵的要数十万美元。

掩膜台：承载掩模版运动的设备，运动控制精度是nm级的。

物镜：物镜用来补偿光学误差，并将线路图等比例缩小。

硅片：用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺寸，尺寸越大，产率越高。题外话，由于硅片是圆的，所以需要在硅片上剪一个缺口来确认硅片的坐标系，根据缺口的形状不同分为两种，分别叫flat、      notch。

内部封闭框架、减振器：将工作台与外部环境隔离，保持水平，减少外界振动干扰，并维持稳定的温度、压力。

在加工芯片的过程中，光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段，将光束透射过画着线路图的掩模，经物镜补偿各种光学误差，将线路图成比例缩小后映射到硅片上，然后使用化学方法显影，得到刻在硅片上的电路图。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。经过一次光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片，线路图的层数越多，也需要更精密的曝光控制过程。

EUV：半导体业的终极武器

台积电、英特尔都寄望，这台史上最昂贵的「工具机」，会在2017年开始试产的七奈米制程大发神威，成为主力机种。

全球每年生产上百亿片的手机晶片、记忆体，数十年来都仰赖程序繁琐，但原理与冲洗照片类似的曝光显影制程生产。

其中以投射出电路图案的微影机台最关键、也最昂贵。过去十多年，全球最先进的微影机，都采用波长一九三奈米的深紫外光，然而英特尔、台积电量产的最先进电晶体，大小已细小到仅有数十个奈米。这形同用同一支笔，要写的字却愈来愈小，最后笔尖比要写的字还粗的窘境。

要接替的「超细字笔」，技术源自美国雷根时代「星战计划」，波长仅有十三奈米的EUV；依照该技术的主要推动者英特尔规划，2005年就该上阵，量产时程却一延再延。

因为这个技术实在太难了。EUV光线的能量、破坏性极高，制程的所有零件、材料，样样挑战人类工艺的极限。例如，因为空气分子会干扰EUV光线，生产过程得在真空环境。而且，机械的动作得精确到误差仅以皮秒（兆分之一秒）计。

最关键零件之一，由德国蔡司生产的反射镜得做到史无前例的完美无瑕，瑕疵大小仅能以皮米（奈米的千分之一）计。

这是什么概念？ASML总裁暨执行长温彼得（Peter Wennink）接受《天下》独家专访时解释，如果反射镜面积有整个德国大，最高的突起处不能高于一公分高。

「满足这类（疯狂）的要求，就是我们的日常工作，」两年前由财务长接任执行长的温彼得说。

因为EUV的技术难度、需要的投资金额太高，另外两大微影设备厂──日本的Nikon和佳能，都已放弃开发。ASML俨然成为半导体业能否继续冲刺下一代先进制程，开发出更省电、运算速度更快的电晶体的最后希望。

「如果我们交不出EUV的话，摩尔定律就会从此停止，」温彼得缓缓地说。因此，三年前，才会出现让ASML声名大噪的惊天交易。

英特尔、台积电、三星等彼此竞争的三大巨头，竟联袂投资ASML41亿、8.38亿、5.03亿欧元。（台积电已于今年五月出售ASML的5％持股，获利214亿台币）

温彼得解释，当时各大厂都要求EUV的研发进度加快，他告诉这些顾客，「希望加快EUV的研发进度，我们就得加倍研发支出。」

于是，ASML研发经费倍增到现在的每年十三亿欧元的规模。多出的一倍，ASML自己出一半，三大半导体巨头合出另一半。

高端光刻机完全依赖进口

        目前，光刻机领域的龙头老大是荷兰ASML，并已经占据了高达80%的市场份额，垄断了高端光刻机市场。日本尼康在高端光刻机上完全被ASML击败，即便尼康的ArF光刻机售价仅仅不到ASML的一半也无补于事。Intel、台积电、三星用来加工14/16nm芯片的光刻机都是买自ASML，格罗方德、联电以及中芯国际等晶圆厂的光刻机主要也是来自ASML。

       更关键的是，最先进的EUV光刻机全球仅仅ASML能够生产，ASML在今年第三季度和第四季度出售的两台EUV光刻机售价都超过1亿美元，落后EUV一代的ArF光刻机平均售价也在4000万至5000万欧元左右，从高企的报价和EUV光刻机全球仅此一家出售可以看出，光刻机的技术门槛极高，是人类智慧集大成的产物。

      相比之下，国内光刻机厂商则显得非常寒酸，处于技术领先的上海微电子装备有限公司已量产的光刻机中，性能最好的是能用来加工90nm芯片的光刻机，技术差距说是鸿沟都不为过。正是因此，国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口，本次从荷兰空运至厦门机场的ASML光刻机，就是用于芯片生产制造的高端光刻机，由于是厦门的一家公司申报进口的，笔者猜测，这台设备很有可能是厦门当地政府与台湾联华电子合资的晶圆厂从荷兰ASML采购的。不过，由于西方瓦森纳协议的限制，中国只能买到ASML的中低产品，这一点从厦门当地企业进口的光刻机报价仅1亿人民币就可以看出来了。

众所周知，设备是信息产业的源头：我们开发设备、设备制造芯片、芯片构成器件、器件改变世界！

等价波音737的光刻机是个啥？

芯片制造中，设备龙头就是光刻机，而光刻机的源头就是ASML！现阶段，ASML已经成为光刻机的代名词。

ASML是做什么的？生产&销售：光！刻！机！

光刻机又是用来做什么的？印制：芯！片！ （芯片被成为工业石油）

ASML是公司，光刻机是设备。而ASML有三大客户: 三星（samsung），英特尔（intel）和台积电（TSMC）。



半导体行业有一句不成规的名言：艾司摩尔（ASML）的技术到哪里，全球半导体的制程就在哪里。

荷兰ASML，总部位于荷兰Veldhoven，欧洲人均科研经费排名第二。

在ASML的2015年Q4季度报中，ArF Immersion 共销售11台，销售额881million 欧元 乘以72%（不包括solution收入），算下来平均每台售价达到5800万欧元，约合7300万美

波音737的官网报价7000万到9000万美元，航空公司购买还有折扣（据说3-4折）！！

下图是荷兰ASML公司颠覆时代的EUV光刻机NXE 3350B示意图，单价超过6亿人民币，现货还要等！！

这是卖飞机吗？卖机器都卖一个多亿，抢钱么？！！！
不，他们提供的商品是高端光刻机
用来刻蚀最精密的芯片的
全球只有这一家企业能提供
中端一些的光刻机，是日本的佳能、尼康做的光刻机
对，就是做相机做的很好的厂商
技术上有些相通之处
以佳能、尼康雄厚的技术积累，以及在相机界的霸主地位
到了光刻机行业却只能做中低端产品
所以你可以想象下ASML的高端光刻机是有多么变态了
其最贵的EUV极紫外线光刻机，单价要1亿美元左右，相当于美帝四代战斗机F35的价格

浅贝

他与张忠谋缠斗20年，险些干掉市值万亿的台积电，却最终饮恨出局


曹兴诚曾与张忠谋并称为台湾半导体产业“双雄”，也是不折不扣的“冤家”，他们的“缠斗”绵延超过20年，几乎贯穿了台湾IT产业的整个发展史。

如今，张忠谋成了全球霸主，他却成了局外人。

【1】

2017财年，台积电实现营收330亿美元（约合2087亿人民币），净利润接近800亿人民币。2017年3月，台积电$台积电(TSM)$ 市值突破万亿人民币大关，超越英特尔成为世界第一大半导体公司，如今，其市值则已高达2262亿美元，也是台湾市值最大企业。

而当年曾与台积电并称为“双雄”的台联电，2017年的营收不过322亿人民币（新台币1492亿），净利润更是仅20亿人民币（96亿新台币），市值仅为台积电的零头，可谓全方位落后。



时光倒退30年，台联电的光景可不是这般。

上世纪90年代至今，IT产业都是台湾经济的支柱，半导体代工则是台湾IT的支柱。相当长时间内，台湾知名IT企业的发展都得益于这一基础性优势。

台湾半导体代工的兴起，得益于一个产业模式的大创新。

在此之前，全球知名半导体企业均是从设计到制造大包大揽。芯片设计的投入动辄十亿美金起步，芯片制造则只多不少。这让半导体成了技术与资金双密集型的昂贵产业，整个市场也都被几家巨头牢牢掌控，后来者很少有机会切入。

台湾对半导体产业的大创新则是将设计与制造一分为二，由此催生出两个新的产业：芯片设计、芯片制造。简单说，就是让有设计能力的公司专注于设计，让有制造能力的公司专注于制造，并且因为专注而将设计与制造做到更好。

这种细分大大降低了进入半导体产业找饭吃的成本，原先由少数寡头把持的市场也因此变局，台积电的张忠谋则被认为是这一变局的肇始者。

上世纪80年代末期，已在全球最大半导体公司德州仪器做了多年全球副总裁，掌握半导体产业世界大战多年的张忠谋应邀到台湾协助发展半导体产业。他最终选择的道路就是，创办一家专注半导体代工制造的公司，也就是今天的台积电。

张忠谋的这个细分，让没有实力兼顾制造的芯片设计公司，可以将台积电作为自己的制造工厂，进而去与传统半导体巨头竞争，并将芯片的应用拓展到传统半导体巨头无暇顾及的地方。当这些设计公司不断在竞争中获胜，在新领域成功，它也就给台积电带来了源源不断的订单，而且加速了半导体产业的整体繁荣。

这是台积电给全球半导体产业发展带来的最大变数，做出的最大贡献。在其引领下，在传统模式里根本无法与英特尔竞争的AMD，至今保持相当的活跃度，而高通、苹果等也都受益于台积电的代工模式，才得以聚焦于设计和品牌。

著名管理学教授迈克尔·波特因此称张忠谋不是创办了一家企业，而是创造并成就了两大产业：专业的半导体制造代工产业、专业的半导体设计产业。台湾媒体更直接将张忠谋称为台湾经济的“救世主”。

但有一个人对张忠谋得到的这些赞誉嗤之以鼻，这个人就是曹兴诚。



在曹兴诚看来，芯片代工是自己的创意，张忠谋只是个“剽窃者”。他曾对外公开表示这一说法，但张忠谋从未就此作出回应。

【2】

相比张忠谋，曹兴诚的人生起点要低很多，履历也要单薄许多。



张忠谋生于大陆，父亲是政府官员，从小过着优越的生活。他求学于美国哈佛、麻省、斯坦福，建功于德州仪器，以全球半导体产业大赢家的身份被邀请到台湾。

曹兴诚则出生于台中县的清水乡，家中排行老六，父亲是一名小学老师。因为家境清贫，只身一人前往台北念书时，他还曾因为没钱租房，和三轮车夫们一起住铁皮屋，每天一边念书，一边体会着社会底层的生活。

中学毕业后，曹兴诚以高分考取台湾大学电机系，随后进入台北交通大学管理科学研究所攻读硕士，到接触半导体产业时，他已是台湾工业研究院电子所副所长。

曹兴诚头脑灵活，擅于创新创意，工研院时期，就被称为“点子王”。当时正值台湾半导体产业刚刚拉开序章，他因此得以全程参与。

1976年，台湾从美国RCA（Radio Corporation of America，美国无线电公司）处转移获得了芯片制造技术。RCA曾研发出全球第一只全电子彩色电视显像管，以及第一块太阳能电池。但技术变迁中，其发展一落千丈，站在了被并购的边缘。

当时，美国对半导体的技术封锁不像现在这般严格，台湾因此拿到了RCA的技术，并让工研院电子所为核心的一批人负责应用该技术，曹兴诚便是其中一员。

立足该技术，在时任“经济部”部长孙运璇的大力支持下，电子所规划成立了一家集成电路公司。因为原始股东企业的名称中都带有一个“华”字，公司被命名联华电子，也就是后来大名鼎鼎的台联电。



一群技术男办公司，谁来做管理？

电子所所长胡定华在一众博士中相中了硕士生曹兴诚，理由是：“做研究和经营事业不一样，他的话不多，但意见很多，有大格局。”

1983年，曹兴诚成了联华电子的副总经理，年仅33岁。

但这并不是一份美差。

因为半导体行业超高的门槛，外界普遍看衰联电，好友劝曹兴诚待在“体制内”，出去自负盈亏绝对吃大亏。曹兴诚也曾犹豫，但最终决定闯一把。

【3】

联电的起点和当时的其他半导体公司一样，也是IC设计和生产制造一脚踢，不仅非常辛苦，而且在巨头的阴影中看不到出头的希望。

据曹兴诚后来单方陈述：他上任沒多久，便意识到这样的模式难有出头之日，于是日思夜想，如何破局，最终想出了一个半导体代工的方案，也就是让联电放弃并不擅长的设计，专注到代工制造之上。

当时，张忠谋还没回到台湾，但已和台湾“经济部”走得很近，并被聘为科技顾问。曹兴诚所讲的张忠谋“剽窃”了他的创意，也因此发生。

照其说法，有了这个想法后，他便写了一份晶圆代工模式的企划书，并托人带给了张忠谋。在企划书中，曹兴诚详细阐述了半导体代工的好处，还提出了与张忠谋合作的希望，但并没得到张的回应。



直到张忠谋受邀回台，担任台湾工业研究院院长，并下创立了台积电，以半导体代工模式拉开架势，曹兴诚才觉得自己“天真”了。

而且，张忠谋还因新的身份兼任了联电的董事长，成了曹兴诚的顶头上司。

曹兴诚说，他万万没想到，这位声名赫赫的半导体巨人，回台的第一件事就是照搬了自己的创意。不过人在屋檐下不得不低头，曹兴诚唯有按下愤慨。

时隔多年后，在联电有能力与台积电掰手腕时，曹兴诚才对外提及这段往事，张忠谋则从未回应。外界为此争论不休，是非曲直唯有天知地知。

但张忠谋给他留了“报仇”的机会。

创立台积电，又兼管台联电，张忠谋一心难够二用。1988年，台积电拿下英特尔的大额订单，代工之路走上正轨，而台联电则依旧挣扎在老路上陪跑。

1991年，已是联电总经理的曹兴诚，以张忠谋没有给台联电与台积电同等待遇为由，联合其他董事共同罢免了张忠谋台联电董事长的职位，自己取而代之。

彼时张忠谋的地位还不像今天般牢不可破，这件事也在台湾引发轩然大波，后来被称为半导体“双雄”的格局就此展开。

【4】

曹兴诚接棒董事长的前几年，台联电采取半导体代工、IC设计业务、SRAM（静态随机存取记忆体）并行的策略，三大业务各占三成多的比例。

在IC设计上，联电四处开花，从VCD芯片到汽车芯片什么都做，也都做得不错，但是曹兴诚并不满足，他在等一个夺回“属于自己东西”的机会。

1995年，机会终于来了。

是年，在张忠谋的强力推动下，晶圆代工全面被业界接受，台积电的订单源源不断，但产能却满足不了需求，甚至出台了让客户交订金预购产能的策略。

这引发了某些客户的不满。

曹兴诚决定抓住这个机会。他宣布台联电将彻底转型成为晶圆代工厂，原先的IC设计部门全部分割出去成为单独的公司，联电只控股，不经营。



而且，曹兴诚还棋高一着地拿出了聚焦代工的计划：向芯片设计公司募资，捆绑集体的力量一起来做代工厂。这样安排的一个明显好处是，不但可以募集更多资金，而且可以绑定更多订单。

之后短短4个月内，曹兴诚便联合12家美国IC设计公司，集结400亿新台币，一口气创立了联诚、联嘉、联瑞三家半导体代工厂，随后的一年内，合资代工厂的规模扩增至4家。

同时，曹兴诚还大举走出台湾，前往日本并购、在新加坡设厂，不仅笼络了一批海外客户，产能上也迅速与台积电并驾齐驱。

联电接连不断的大手笔令台积电颇为紧张，甚至牵引了台积电的策略。没多久，台积电也跟进走出去战略，前往美国设厂。



那期间，两家公司你争我赶，争锋相对，每隔一段时间便会上演大戏码。那也是台湾半导体产业最意气风发的沸腾岁月。

最激烈之时，1997年6月，台积电宣布赴越南投资4000亿新台币，而台联电随即便做出了加码投资5000亿新台币的决策。

1997年8月，联电旗下的联瑞开始试产，第二个月产能便冲到了3万片。10月，联电管理层公开表示：两年内一定能干掉台积电。

所有人都没想到的是，就在双雄争霸的关键时刻，一场意外改变了棋局。

台联电放出狠话没几天，一场因人为疏忽导致的火灾便吞噬了联瑞的厂房，百亿新台币投资化为乌有、已经收到的20亿订单泡汤，客户也大量流失。

这场大火，被认为是台湾企业界火灾受损最严重的一次，联电为此付出了超过100亿新台币的直接代价，其他损失更是难以概算。

这让曹兴诚深感挫败，但他依然展现出不折不挠的斗志。

1999年，曹兴诚宣布合并旗下4家半导体代工厂，与台联电“五合一”整体经营。此举引发台联电股价大涨，客户也闻风而至。

合并后的联电，产值仅次于英特尔和台积电，成为世界第三大半导体公司，市值则居全球产业第四，并刺激台积电再次跟随，“强行”并购了世大积体电路公司，以应对联电的气势汹汹，确保自己的龙头地位。

除了在规模和产能上追赶，台联电的技术也突飞猛进。第一家导入铜制程产出晶圆、生产12英寸晶圆、产出业界第一个65纳米制程芯片，都是它的业绩。

彻底转型、浴火重生后的强势表现，也令曹兴诚名利双收。

2001年，曹兴诚被评为未来最有可能引领台湾科技的三人之一，台联电则被认为是最值得长期投资的企业。



但不久，台联电又遭遇了两个致命的打击。

【5】

2000年前，台联电和台积电的差距越来越小，但2000年后，台积电不仅稳固了优势，还将差距越拉越大，其核心，便在于是年的0.13微米制程技术。

0.18微米制程时代，联电曾领先台积电，到了0.13微米时期，为了稳固优势，台联电选择与IBM、英飞凌共同开发。但合作的结果相当不顺利，三方各有算盘，很难团结到一起，项目最终宣告失败。

结束合作后，台联电决定自行研发，但科技行业里，时间是最宝贵的优势，更何况是与“摩尔定律”赛跑的半导体。就在台联电困于0.13微米制程的时间里，台积电超了上来，并彻底甩开台联电，台联电从此再没扳回一城。

而让台联电再也没有胜过的，却不是技术本身。

2000年，被台积电收购的“世大”创始人张汝京前往大陆，创办中芯国际，复制了台湾晶圆代工模式，大陆地区由此诞生了第一家专业的半导体代工企业。

海峡产业格局的突变令曹兴诚和张忠谋不安，两人都对大陆的发展前景高度看好，但行动却大相径庭。

彼时，台湾当局对于晶圆厂严防死打，严令禁止台资投资大陆。张忠谋选择了按兵不动，等到“法令”允许，才尝试赴上海松江投资设厂，但曹兴诚却“顶风作案”，迫不及待地前往大陆创立了苏州和舰科技。



曹兴诚非常崇拜郑和七下西洋的壮举，和舰科技的名称由此而来，在设计上，他也专门提出要求，将厂区的建筑打造成了一艘即将要启航的战船。

但这艘野心勃勃的战船，给曹兴诚带来了大麻烦，并最终导致台联电一蹶不振。

强行“登陆”，更让台联电遭到陈水扁当局的严厉打击，并引发“检调”大动作、超频率搜索台联电，就连高层人员的私人住宅都遭到多次突击检查。

更让当局震怒的是，曹兴诚丝毫没有“悔改”的意愿，他多次在公开场合讽刺陈水扁当局，并且屡次在报纸打广告抨击当局的作为。他半讥半讽地说：“如果早上搭飞机去上海，傍晚再坐飞机回台湾，这样就不算出走大陆了吧。”



强硬的态度最终给他带来了法院的起诉以及绵延不绝的“政治”麻烦，台联电在此期间所遭遇的经营危机与考验，自然也是不言而喻。

因为诉讼频频，2005年6月，曹兴诚辞去了“国策顾问”的职位，伴随事件愈演愈烈，为了不连累联电，2006年，曹兴诚被迫辞去联电董事长的职务，进入退休状态。

1年后，台湾新竹地方法院裁定曹兴诚无罪，但他带领台联电超越台积电的梦想已然破灭，台联电也随着灵魂人物的离开而渐行渐远。

曹兴诚离开后，半导体产业持续风云变幻。英特尔进入ARM芯片代工市场；三星成立独立的代工部门，并替代台联电，成为与台积电你追我赶的角色；紫光集团联合大基金，创立了长江存储，大陆晶圆代工由此进入鸿篇巨制时代……



新的变局之下，台联电几乎没有可能再现过去的荣光。曹兴诚的后继者们，无论是胡国伟、洪嘉聪，亦或孙世伟，也都未能重现曹兴诚时期的雄风。

【6】

对于突如其来的告别与戛然而止的王者梦，曹兴诚从未对外吐露心声。

退休后，他的身份变为了另外两重，一是收藏家，二是社会活动家。

曹兴诚热衷艺术品收藏，他的藏品从史前青铜器到唐三彩，包罗万象，台湾媒体甚至称他的家是“小故宫”。

2008年，苏富比拍卖公司全球副总裁斯图尔顿出版书刊《我们这个时代最伟大的收藏家》，历数了1945年以来最重要的100位收藏家，其中包括三位华人，曹兴诚是唯一还活着的那一位。



曹兴诚说，收藏纯粹是出于爱好，而不是升值。

“艺术收藏的报酬就是收藏本身。你还想赚钱，就是有点非分之想。你娶个太太，一生在一起，你觉得很幸福。你还会想，以后可以卖掉赚钱吗？”他说。

但2008年汶川地震时，曹兴诚以6500万港币卖出了一幅藏品，其中半数捐给汶川灾区，余款捐给了其他慈善机构。

除了收藏，退休后的曹兴诚最引人关注的还是对于两岸的发声。

2007年11月，他呼吁台湾地区领导人参选者携手制定“两岸和平共处法”，解决两岸关系的僵局和困境，并在此后多次为两岸和平奔走发声。

对当年为何要突然告别，以及如何看待嘎然而止的半导体霸主梦，告别之后的曹兴诚从未对外吐露过心声，甚至从此闭口没再谈过半导体。

但在半导体业界，他的影响依然还在，甚至不少人对他比对张忠谋更为尊敬。尊敬来自他对新一代的培养，以及他所奉行的一套管理文化。

在台积电，张忠谋的形象非常崇高，是威权的象征，下一级主管和他都相去甚远，而在台联电，团队最大的特点就是没大没小，大家可以相互吐槽和开玩笑。

曹兴诚最令部属欣赏的是，他舍得分享，十分尊重个体的发展。早年初任联电总经理时候，他便首创分红配股制度，提出让每个员工都是老板，这一策略引得台湾科技企业纷纷跟进，由此吸引了一大批海外优秀人才。

曹兴诚也是“二八法则”的忠实拥趸，他坚信一家公司超过80%的成绩由20%的人创造，所以他特别重视这些人，将公司利润的80%分配给表现前20%的人。

除了让利，曹兴诚一直在联电内部鼓励创业精神，并推动内部创业。他从制度安排上推动各部门负责人自己建立新公司，担任总经理，与联电互成犄角。

这令台联电孵化出一批新兴企业，也孵化出一批新兴企业家，其中的代表性企业包括联发科、联咏、联阳、智原科技等等。这些企业均由联电的部门转变而来，这些部门的负责人也都转身成了企业的老板，组成了蔚然壮大的“联家帮”。



在“联家帮”中，最为出名的当属联发科。

这家亚洲芯片设计龙头公司，其董事长蔡明介的影响力比曹兴诚更大，但见到曹兴诚，他至今是毕恭毕敬地叫一声“老板”。

擅于成就他人，并让一批经理人成为了企业家，这也是业界认为曹兴诚胜过张忠谋的地方，并为他赢得很多赞誉

浅贝

三星、台积电、GF 7nm EUV异常难产！

     不久前，高通宣布未来集成5G基带的骁龙芯片将基于三星的7nm制造，具体来说是7nm LPP，使用EUV（极紫外）技术。

紧接着，三星就在华诚破土动工了一座新的7nm EUV工艺制造工厂，2020年之前要投产。

看似风风火火，但其实7nm EUV依然面临着不少技术难题。



据披露，在最近的芯片制造商会议上，有厂商就做了犀利地说明。

比如，GlobalFoundries研究副总裁George Gomba就表示，唯一有能力做250瓦EUV光刻机的ASML（阿斯麦）提供的现款产品NXE-3400仍不能满足标准，他们建议供应商好好检查EUV光罩系统，以及改进光刻胶。

这里对光刻做一下简单科普。

光刻就是将构成芯片的图案蚀刻到硅晶圆上过程。晶圆上涂有称为光刻胶的光敏材料，然后将该晶圆暴露在通过掩模照射的明亮光线下。掩模掩盖的区域将保留其光刻胶层，而直接暴露于紫外线的那些会脱落。

接着使用等离子体或酸蚀刻晶片（浸式）。在蚀刻过程中，被光刻胶中覆盖的晶片部分得到保护，可保留氧化硅; 其他被蚀刻掉。

显然，光线波长小的话可以创造更精细的细节，比如更窄的电路、更小的晶体管。不过在当下14nm的制造中并没有使用，而是借助多重图案曝光技术（多个掩膜和曝光台）实现。

可是步骤越多，制造时间就会越长，缺陷率也会随之提高。所以，更短的紫外线光不得不被提升上技术日程。

芯片行业从20世纪90年代开始就考虑使用13.5nm的EUV光刻（紫外线波长范围是10~400nm）用以取代现在的193nm。EUV本身也有局限，比如容易被空气和镜片材料吸收、生成高强度的EUV也很困难。业内共识是，EUV商用的话光源功率至少250瓦，Intel还曾说，他们需要的是至少1000瓦。

三星/台积电的研究人员透露，在NXE-3400下光刻有两个棘手问题，或蚀刻掉的区域不足造成短路，或时刻掉的区域过量，导致撕裂。

当下，EUV光刻机对20nm以上尺寸级别的工艺来说缺陷率是可接受的，往下的话还是难度重重

浅贝

内地迎晶圆代工机遇 具体看看中芯(00981)、华虹(01347)两股
摘要

半导体产业发源于美国，历史上曾先后经历过从美国到日本、从日本到韩国、台湾地区两次产业转移。大陆芯片自给率在25%左右，随着国家政策推动人才、资金加速向半导体产业集中，大陆半导体产业通过技术积累及早布局，具备能力把握潜在需求换代机遇，预计将成为半导体产业第三次迁移地。大陆已率先在微笑曲线底部封测环节完成技术追赶，大陆半导体崛起将沿微笑曲线由底部向两端发展，晶圆代工有望成为下一机会所在。

2.大陆晶圆代工技术相对滞后，但把握现有成熟制程市场仍保持较快增长

全球纯晶圆代工市场增长平稳，2017年同比增速预计为6%，增量空间来自14nm及以下高性能计算市场，28nm及以上旧节点需求稳定。台湾占据绝对主导地位，大陆市占率为10%。大陆代工厂位于二三线阵营，最先进节点为28nm，较国际龙头台积电有两代技术差距，但也具备能力满足绝大多数客户需求。通过聚焦差异化、把握现有制程市场机会，大陆晶圆代工业仍能实现快速成长，预计未来三年复合增速在15%以上。

3.大陆市场快速成长，发挥本地优势为大陆晶圆代工企业突围关键

大陆IC设计市场未来三年CAGR预计达30%，大陆代工厂通过产能保证、资源倾斜等为大陆客户青睐，本地化优势明显。在大陆市场，大陆晶圆代工厂销售份额约35%，出货份额达67%；内资及外资代工厂12寸产能均扩张迅速，2016-2021年CAGR分别为25%、44%。国际厂商在大陆布局加速或在先进制程领域施加竞争压力，但对大陆代工业现有制程业务影响较小，2021年外资12寸产能占比仍仅为21%，产能冲击影响有限。

4.对标台湾晶圆双雄，提升现制程竞争力并攻克先进制程为大陆必然路径

大陆晶圆代工业仍处起步阶段，制程进度相对落后，产品结构低端化导致ASP表现相对弱势。利润率暂受折旧研发拖累，后续提升产能利用率为改善关键。享受跟随者成本优势，研发及资本支出缩减，且资本支出对营收/净利润的转化能力强。期待大陆代工企业提升现有节点竞争力，加速攻克先进节点，依托下游高速成长的代工需求，尽快实现盈利质量提升。

5.首次给予“增持”评级，重点推荐中芯国际及华虹半导体

鉴于下游IC设计业快速成长的代工刚需，大陆代工厂产能规模及本地化优势依旧稳固，未来营收高成长确定性高，但为缩小技术及规模差距仍需巨额资本及研发支出，利润率短期恐难显著改善。我们首次给予大陆晶圆代工业“增持”评级，重点推荐突破28nm技术良率瓶颈、为下阶段高成长蓄势的大陆晶圆代工绝对龙头$中芯国际(00981)$，及受益8寸市场景气度回升，卡位细分市场的大陆第二大晶圆代工企业$华虹半导体(01347)$。


6.风险提示：先进工艺突破不及预期；半导体产业景气度下降；产能过剩压力；龙头挤压中小厂商份额风险；国际厂商加速中国区布局

1、半导体产业第三次转移指向大陆，晶圆代工为大陆机会所在

1.1、下游终端需求换代推动历史上半导体产业两次转移

半导体产业起源地为美国，美国迄今仍在IDM模式（从设计、制造、封装测试以及投向消费市场一条龙全包）及垂直分工模式中的半导体产品设计环节占据绝对主导地位，而存储器、晶圆代工及封测等重资产、附加值相对低的环节陆续外迁。由于半导体属于技术及资本高度密集型行业，只有下游终端需求换代等重大机遇来临时，新兴地区通过技术引进、劳动力成本优势才有机会实现超越，推动产业链迁移。

第一次半导体迁移发生在大型计算机时代，存储器制造环节由美国向日本转移。日本凭借规模化生产技术占据成本和可靠性优势，成为DRAM（动态随机存取存储器）主要供应国。此次迁移对上游带动作用明显，即便后期日本丧失存储器优势，迄今仍在上游原材料、设备领域占据领先地位。

第二次半导体迁移发生在PC时代，PC对DRAM的诉求由可靠性转变为低价，韩国凭借劳动力优势取代日本的地位，至今仍主导存储器市场。

与此同时，台湾首创垂直分工模式，逐步形成IC（集成电路）设计、晶圆代工、封测联动的产业集群。随着全球移动产品盛行、迭代速度更快，垂直分工模式以其更短的产品生命周期及更具竞争性的价格逐渐占据主导地位，长期引领全球圆晶代工、封测等环节。



1.2、大陆具备能力把握机遇，成为半导体产业第三次迁移地

当前为IOT等下一轮终端需求换代酝酿期，为大陆半导体产业崛起创造机遇，并提供技术积累的时间窗口。我们预计未来五年半导体市场仍将由智能手机硅含量增加主导，汽车电子、物联网等新兴领域为高增长亮点。

在手机领域，国产手机终端品牌话语权不断增大，持续推动大陆电子产业向高端零部件拓展，对最为核心的芯片产业的带动作用正逐渐彰显。而IOT、汽车电子等新兴产品对制程要求不高，主要聚焦于成熟制程，大陆半导体各环节厂商已具备相应能力，并与国际厂商同步布局。基于此，我们判断大陆半导体产业在国家政策资金重点扶持下，通过技术积累、及早布局，具备能力把握潜在需求换代机遇，成为半导体产业第三次迁移地。

1.2.1、国内下游市场需求旺盛，IC自给率提升空间大

中国是全球最大的半导体消费市场，半导体需求量全球占比由2000年的7%攀升至2016年的42%，成为全球半导体市场的增长引擎。然而，大陆半导体产业发展与其庞大的市场需求并不匹配，IC仍大程度依赖于进口。据SEMI统计，2016年本土芯片自给率仅为25%，且预计未来三年自给率仍不到30%，国产IC自给率仍有相当大的提升空间。



1.2.2、政策资金已然到位，资源加速集中促成长

半导体产业属高度技术及资金密集型产业，需要国家层面在政策倾斜、资金补贴、技术转让、人才获取等多方位支持。为避免大陆IC产业过度依赖进口，中国政府已将半导体产业发展提升至国家战略高度，并针对设计、制造、封测各环节制定明确计划。



国家集成电路产业投资基金（大基金）首期募资规模达1387.2亿元人民币，截至2017年9月已进行55余笔投资，承诺投资额已达1003亿元，且二期募资正在酝酿中。同时由“大基金”撬动的地方集成电路产业投资基金（包括筹建中）达 5145 亿元，合计基金规模达6531亿元人民币，引导中国大陆半导体业产能建设及研发进程加快，生产资源加速集中最终实现竞争力提升。

1.3、大陆半导体核心产业链逐步规模化

半导体产业链分为核心产业链、支撑产业链。核心产业链包括半导体产品的设计、制造及封装测试。支撑产业链则包括为设计环节服务的EDA（电子设计自动化）工具及IP核供应商、为制造封测环节服务的原材料及设备供应商。

半导体支撑产业链由欧美日本垄断，大陆厂商与国际龙头技术及规模差距甚大。EDA工具环节由美国绝对主导，IP核由英美两国主导，大陆企业在此领域涉足甚少。原材料由日本主导，大陆企业在靶材、抛光液个别领域已达国际水平，但在硅片、光罩、光刻胶等核心领域仍有较大差距。设备环节仍主要由欧美、日本垄断，大陆企业在MOCVD等个别细分领域有所突破。

大陆半导体核心产业链环节正逐步规模化，陆续诞生跻身全球前十的龙头厂商。

大陆芯片设计业：全球市占率已达22%，龙头企业为华为海思、紫光。尽管全球IC设计业已渐趋放缓，但大陆IC设计市场成长迅速，未来三年复合增长预计提速至30%。然而大多数企业仍在盈利线上挣扎，成长质量亟待提升。绝大部分企业聚焦中低端市场，在CPU、存储器等高端通用领域与国际先进水平差距较大。

大陆晶圆代工业：全球市占率为10%，相对薄弱，龙头企业为中芯国际、华虹。下游IC设计业快速成长带来晶圆代工刚需，叠加政策资金重点扶持，预计未来三年复合增速在15%以上。大陆代工厂仍未完全掌握28nm及以下先进工艺，较国际龙头仍有两代技术差距，产品利润率不甚理想。

大陆芯片封测业：全球市占率已达17%，龙头企业为长电、华天、通富微电。在上游晶圆代工业带动下，未来三年复合增速预计维持在10-15%。大陆企业技术逐渐向一线靠齐，预计未来三年利润率逐年改善。




1.4、率先突破微笑曲线底部封测，晶圆代工为下一机会所在

不同于传统产业微笑曲线“产品设计—制造—销售”，半导体产业链中由IC设计商同时负责IC设计及营销服务，由晶圆代工厂负责晶圆工艺研发及制造，因此微笑曲线路径为“IC设计—晶圆代工—封测—IC设计”。

IC设计环节轻资产，同时具备技术壁垒及渠道壁垒，附加值最高；晶圆代工环节重资产，技术壁垒较高，附加值较高；封测环节重资产，技术壁垒相对低，附加值相对低。经我们测算，IC设计、晶圆代工、封测环节全球前十大厂商平均ROE水平与微笑曲线路径基本吻合。微笑曲线底部封测环节ROE最低为12%，曲线中部晶圆代工环节ROE居中为15%，曲线顶部IC设计环节ROE最高达21%。


大陆已率先突破微笑曲线底部封测环节，伴随着封测业盈利质量提升拐点来临。我们判断，大陆半导体崛起将沿着微笑曲线由底部向两端发展，封测之后的下一突破口便是晶圆代工。IC制造为当前国家政策重点支持环节，在一期大基金承诺投资额占比高达63%。期待大陆晶圆代工企业在获取资本支持后，加快缩小与国际领先者的技术差距，依托本土高速成长的IC设计需求，尽快实现盈利质量提升。



2、大陆晶圆代工技术相对滞后，把握现有制程市场机遇

2.1、全球代工市场增长平稳，最先进制程创造增量空间

智能手机、PC等下游应用和产品升级要求高端芯片在性能及功耗指标上进一步提升，目前仍有赖于半导体技术节点的持续缩小来实现。技术节点与晶体管沟道长度相对应，伴随着技术节点缩小，IC信息处理速度提升，单个晶体管尺寸减小实现功耗降低，以及集成度提升实现成本下降。

全球纯晶圆代工市场增长平稳，2017年全球纯晶圆代工市场规模预计达520亿美元，同比增速为6%。在智能手机市场增速放缓、物联网、汽车电子等新兴终端应用尚未放量背景下，当前全球纯晶圆代工市场的增量空间主要来自人工智能、加密货币等高性能计算应用持续向最先进制程迁移（当前采用14nm及以下节点）。据IHS预测，2017年14nm及以下先进制程市场规模预计达110亿美元，同比增长42%；而28nm及以上旧节点市场需求相对稳定，市场规模基本维持在410亿美元。

鉴于10nm已于2H17开始逐步放量，高端AP、加密货币等对10nm需求旺盛，我们预计2018年10nm将继续放量，加之7nm于2H18突破放量，产品迁移有望带动全球纯晶圆代工市场增长提速至9%。




2.2、技术制程决定发展路径，大陆厂商在二三线阵营

晶圆制造属于技术及资本密集型行业，其最关键的技术为制造流程的精细化技术，为攻克最先进制程需巨额资本开支及研发投入。行业寡头竞争特征愈发明显，2016年全球前十大纯晶圆代工企业联合市场份额达94.2%。

台湾占据全球晶圆代工市场绝对主导地位。台积电以58.3%的市占率独占鳌头，联电以9.3%的市占率位居第三，力晶科技、世界先进亦跻身前十，四家市占率合计达71%。

大陆占据全球纯晶圆代工市场10%的份额，市场规模约50亿美元。中芯国际以5.7%的市占率位居全球第四位，占据大陆代工厂的绝对龙头地位。华虹宏力营收以1.6%的市占率位居全球第八位，华力微电子、华润、武汉新芯及上海先进等中小型代工厂跻身前二十。

各晶圆代工厂商市场位势基本由其最先进节点所决定。根据其最先进节点划分为三大阵营，大陆晶圆代工厂仍位于二三线阵营，中芯国际作为大陆先进工艺标杆在二线阵营，华虹、武汉新芯、华润等在三线阵营。台积电垄断地位稳固，技术及规模优势明显，而中芯、华虹等大陆晶圆代工厂战略层面仍处于避免与台积电正面竞争的状态，通过聚焦差异化市场、提供定制化服务以构建自身位势，把握现有制程市场机会。中芯在指纹识别、eNVM、电源管理、MCU等细分领域具备较为深厚的产品及客户基础。而华虹的核心竞争力则在于智能卡及IGBT、超级结等功率器件。



2.2.1、一线阵营：抢占先进制程迁移红利

Intel、三星、台积电、格罗方德四大一线阵营厂商获取增长方式有二：1）通过大规模研发及资本投入，跑在先进制程竞赛前列，抢占产品向先进制程迁移红利，把握高性能计算（14nm及以下制程）市场增长，享受技术溢价；2）行业需求疲软时，在旧节点市场降价抢单施加同业竞争压力，带来后排厂商产能利用率、利润率下行风险。

台积电与三星均于2017Q1实现10nm的量产，Intel预计于2018年量产。格罗方德虽然当前仍处于净亏损状态，在先进制程投入上却仍较为激进，于2015年末量产14nm，并计划跳过10nm直接攻克7nm。





联电：基于先进制程研发不及预期、成本结构拖累利润的困境，联电已选择退居二线阵营，14nm于2017Q1实现量产但产能规模较小，且在10nm、7nm尚未有公开计划。

中芯国际：起步较晚，与前三大主导厂商仍间隔两代的技术差距，于2015年末推出28nm PolySiON，于2016年底实现28nm HKMG小批量生产，目前仍处于良率爬坡阶段。且与华为、高通及比利时微电子中心合作，加紧开发14nm工艺，预计于2019年前实现14nm的量产。

华力微电子：国内华虹集团成员企业，最先进制程为40nm，28nm已成功流片，但营收规模较中芯国际差距明显。

2.2.3、三线厂商：专注8寸特色工艺平台

相较前两大阵营，后排厂商技术差距明显，技术节点大多停留在8寸微米制程级别。由于8寸晶圆厂已基本折旧完毕且制程研发投入甚小，利润率相对较为理想。鉴于8寸市场需求较为稳定，且晶圆厂产能扩张空间有限，8寸晶圆代工厂业绩弹性相对较小，产能利用率提升将带来其盈利水平进一步改善。

TowerJazz与Panasonic合作的日本晶圆厂最先进制程为45nm；台湾厂商力晶科技非存储器工艺制程仍停留在55nm；国内厂商武汉新芯最小技术节点为45nm；而世界先进、Dongbu HiTek、X-Fab以及国内华虹宏力、华润上华、上海先进等均专注于8寸特色工艺平台，最新技术节点为90nm及以上成熟制程。

3、享受大陆市场高成长，本地优势为突围关键

3.1、大陆厂商占据本地优势，包揽大陆代工半壁江山

当前大陆IC设计客户普遍制程要求相对较低，大多仍处于向28nm制程迁移的过程中，对成熟制程需求依然旺盛。大陆晶圆代工厂已掌握28nm及以上节点，具备能力满足大多数大陆客户需求。相较于台积电等海外厂商，大陆代工厂在同等制程上可为大陆客户提供更高的产能保证，配备自身最优质的资源，且基于自身地域优势，产品生产周期得以缩短，因此大陆客户在技术相当的前提下更加倾向于选择本地代工厂。随着大陆半导体虚拟IDM生态不断完善，大陆IC设计与晶圆代工厂之间的优先合作关系将得以升级，带来大陆晶圆代工厂的本地优势持续巩固。

结合国内外晶圆代工厂营收及中国区营收占比，我们预计2017H1大陆纯晶圆代工市场规模约35亿美元。尽管在全球范围内大陆晶圆代工厂销售份额仅为10%，但在大陆市场，大陆晶圆代工厂整体销售份额约达35%，可见大陆晶圆厂本地化优势明显。分厂商而言，台积电依旧占据大陆代工市场的半壁江山，但垄断程度有所减弱，销售份额约46%。中芯国际以20%的份额稳居第二，华虹则以6%的份额位居第五位。



结合各晶圆代工厂中国区营收及晶圆ASP，我们预计2017H1大陆市场晶圆代工出货量合计约4400K。考虑到大陆厂商ASP相对更低，市场出货份额进一步向大陆厂商集中达67%。分厂商而言，台积电占据大陆市场最大出货，但份额收窄至28%。中芯国际以22%的份额紧随其后，华虹则以11%的市占率跻身前三。


4.1、营收增长：中芯有望于2021年赶超联电跻身全球前三

纵观台积电、联电、中芯国际及华虹的历史业绩数据，可以发现：

2005-2007年间，便携式音乐播放器、移动电话等电子消费品的半导体芯片需求旺盛，带动台积电、联电、中芯国际三家公司营收持续增长。2008年美国次贷危机爆发引发全球金融危机，联电及中芯均出现大额净亏损。2009年全球半导体市场全面衰退，联电营收继续下滑，全球代工龙头台积电营收亦同比下滑11%，而中芯因管理层变动影响营收下降更为明显，同比下降21%。

在全球宽松货币政策的驱动下，2010年全球经济强势反弹，刺激半导体需求大幅上扬，台积电、联电及中芯营收同比增速分别为41%、38%、45%。2011年全球GDP增速回落，半导体市场景气度未明，三家公司营收增速均迅速回落，而中芯因经营权之争，营收下滑则更为严重。

2012-2014年间，智能手机、平板等终端设备兴起，半导体市场整体回暖，晶圆代工市场因此受益。三年间台积电营收增速分别高达19%、18%、28%；联电增长已显乏力，同比增长率分别为-1%、7%、13%；中芯2012年及2013年营收增速分别为29%、22%，2014年因武汉业务退出影响而暂时负增长；华虹营收同比增速分别为-6%、2%、14%，逐渐恢复健康增长。

2015年智能手机市场增速骤然放缓，终端电子市场新的增长点还未充分显现，晶圆代工业增速亦开始放缓。基于台积电在全球代工业的霸主地位继续巩固，台积电2015、2016、2017年营收仍然实现11%、10%、9%的同比增长。而中芯国际作为大陆晶圆代工龙头，则得以享受大陆市场的高速增长，2015、2016年营收同比增长率分别为14%、30%，2017年受先进制程迁移影响营收增速骤然放缓至6%。与此同时，联电则处于前后夹击的困境中，论技术制程不及台积电，论大陆市场竞争力则不及中芯国际，2015、2016年营收增长相较前两者依旧疲软，同比增长率仅为3%、0%，2017年受汇率调整影响美元计收入实现同比增长7%，利润率受折旧研发拖累降幅明显。华虹2015年营收亦有所下降，而后迅速回升，受益于8寸需求旺盛，2016、2017年维持11%、12%的稳健增长。



鉴于台积电在先进制程、产能、人才、客户等多维度卡位优势明显，预计台积电在未来五年仍将延续绝对霸主地位，营收规模保持略高于全球代工业的健康增长。格罗方德相比联电在先进制程领域投入更为激进，市占率预计将保持在第二位。基于先进制程研发未及预期、成本结构拖累利润的困境，联电已选择退出先进制程竞赛，停留在14nm节点，营收增长动力略显不足。

随着AP等产品加速向28nm及以下制程迁移，中芯国际营收由前期的高速增长切换至平稳增长阶段，从战略层面由前期的把握现有制程切换至优化28nm工艺及加速14nm先进制程。目前14nm已进入集中研发攻克阶段，与联电的技术差距逐步缩减。

鉴于28nm技术及良率瓶颈期突破，部分产品向40nm及55/65nm迁移带动12寸成熟工艺需求回暖、差异化工艺平台的陆续发布以及中国区优势地位，预计中芯国际未来三年复合增速达15%。我们保守预计中芯国际及联电未来六年营收复合增速分别为15%/5%，中芯国际与联电的规模差距将持续缩减，有望于2023年赶超台联电。

4.2、制程结构：技术节点相对滞后，聚

台积电制程结构高端化明显，主要聚焦于先进制程市场。2017年 65nm及以下制程营收占比为80%，前三大主力制程分别为16/20nm、28nm、40/45nm。其中28nm及以下制程营收占比已达58%。随着苹果A11处理器顺利出货，10nm制程开始放量，营收占比由2017Q2的1%迅速爬升至2017Q4的25%。

联电同时兼顾先进制程及成熟工艺市场。2017年 65nm及以下制程及90nm及以上营收占比分别为57%、43%，前两大主力制程分别为40nm、28nm。28nm及以下先进制程营收占比则为17%，基本由28nm制程贡献。于2017Q1攻克14nm后有效产能仍相当有限，2017年 14nm营收占比仅为1%。

中芯国际与联电制程结构较相似。2017年 65nm及以下制程及90nm及以上营收占比分别为49%、51%，前三大主力制程仍为0.15/0.18μm、40/45nm、55/65nm。公司于2015年末攻克28nm，随着良率逐步改善，28nm于2016年末陆续放量，2017年营收占比达8%。

专注于8寸晶圆代工的华虹宏力制程结构则较为低端化。前两大主力制程为≥0.35μm及0.11/0.13μm，目前正积极推进嵌入式闪存等产品由0.11/0.13μm向90nm迁移。



4.3、下游应用：聚焦消费电子市场，与自身客户需求匹配

根据WSTS统计，全球半导体产业下游应用市场中，2015年通讯、计算机电子应用占比分别为34%、30%，消费电子应用以13%的份额位居第三。

台积电核心应用领域为通讯，占比高达59%；其次为工业，占比约23%，而消费仅占8%。

大陆厂商则更加聚焦于消费电子领域，这与大陆晶圆厂自身的技术能力、市场位势及客户需求相匹配。消费电子应用主要包括智能卡、电视、机顶盒、IoT等，尽管其所需制程技术相对低端，目前仍主要停留在微米级别，但消费电子市场仍需求巨大。中国IC设计公司通过聚焦于该领域而获得较快成长，且目前已占据较高市场份额。基于中国客户营收占据大陆晶圆厂总营收的半壁江山，中芯及华虹来自消费电子的营收占比较大（2017年中芯、华虹来自消费电子的营收占比分别达37%、69%）。



4.4、晶圆价格：ASP表现相对弱势，难享先行者溢价

先进制程与落后制程的单片逻辑晶圆价格相差甚大，制程结构差异直接导致厂商间ASP差距明显。鉴于先进产能的稀缺性，抢先量产者可因此获得苹果、高通等顶级客户的高端订单，且在价格谈判上掌握一定的主动权，台积电便是借此实现每个制程阶段的ASP爬升。

2011-2017年间，台积电凭借持续的制程领先优势及更高端的产品结构，晶圆综合ASP逐渐由2011年的1057美元攀升至2017年的1309美元。



基于联电、中芯相对台积电较为落后的制程进度，两者难以享受先行者的价格溢价，ASP表现相对弱势。2011-2017年间，联电晶圆综合ASP下降趋势明显，由2011年的871美元降至2017年的722美元。

中芯国际晶圆综合ASP由2013年的758美元峰值缓慢下降至2017年的705美元。在自身制程结构较联电相对低端的基础上，中芯ASP仍维持与联电基本相当，由此可见中芯在相同制程工艺平台优势及较高议价能力。

华虹宏力由于其纯8寸晶圆构成，ASP仅约为中芯的二分之一，2017年8寸晶圆供不应求带来其ASP两年来首度上扬，2017年达423美元。



4.5、研发及CAPEX：跟随者成本优势，节省研发及资本开支

随着晶圆制造不断向更精细化的制程演进，晶圆厂商所需要的研发投入及资本支出呈指数型增长态势。就先进制程而言，中芯国际身处第二梯队，有一定的跟随者成本优势，研发投入及资本开支大大缩减。

就资本开支而言，2011年以来台积电资本性支出均维持在70亿美元以上的超高水平，2017年高达109亿美元。2012年以来中芯资本性支出逐年攀升，2016年基于当时产能满载背景迅速扩产，资本支出达27亿美元与联电基本持平，2017年资本支出略有回落至25亿美元。而8寸晶圆厂华虹产能扩张较为有限，2017年资本支出仅为1.4亿美元。



据IEK 2016年数据，晶圆制造领导者相对于跟随者需多付出35%以上的研发投入。为保持制程领先优势，台积电每年均付出巨额的研发投入，2017年研发费用高达27亿美元，联电、中芯的研发费用则分别为4.5亿美元、4.3亿美元，与台积电几近相差一个量级。


从研发费用率看，2013年以来中芯研发费用率逐年攀升，2017年显著提升至14%，尽管从绝对额上看公司研发投入与台积电差距较大，但研发费用率仍高于台积电，足见公司追赶联电、台积电技术制程的决心。而华虹专注于8寸晶圆制造，在技术追赶上积极性不高，近两年研发费用率维持在6%的较低水平。


就具体公司层面，我们重点推荐：

中芯国际（00981），推荐逻辑如下：

1） 先进制程迁移压力致营收增长放缓，陆续发布新的差异化技术平台，短期业绩增长压力有望得到部分缓解。

2） 产能扩张及研发投入加快对利润率的拖累，是下一阶段高成长的必要过渡期。产能扩张步伐放缓，产能利用率企稳将带来利润率改善。

3） 2017年28nm明显放量标志着其技术及良率瓶颈期突破，28nm营收贡献将逐渐增加，未来相当长时间成为公司营收增长的主要来源。

4） 预计公司2017~2019年EPS分别为0.04、0.01和0.03美元，每股净资产分别为1.13、1.07、1.09美元。鉴于未来关键技术若顺利突破将有效提升盈利潜力，认为给予2018年1.5x PB为合理估值水平，对应股价1.6美元（约合港币12.5元），首次给予“增持”评级。

5） 风险提示：中国区晶圆代工竞争加剧；28nm客户拓展不及预期

华虹半导体（01347），推荐逻辑如下：

1） 随着自身产能向MCU、银行卡、IGBT、超级结等高成长高毛利产品占比倾斜，产品结构逐步优化，支撑ASP及毛利率维持高位。

2） 8寸市场仍将维持高景气度，8寸产能谨慎扩张足以保证2018年维持稳健的营收增长，且高产能利用率将保障其利润率维持高位。

3） 获大基金入股兴建12寸晶圆厂打开未来成长空间，发挥卡位市场优势推动现有产品向90/65nm迁移。

4） 预计2017~2019年EPS分别为0.14、0.16和0.18美元，每股净资产分别为1.64、1.79、1.97美元。考虑到8寸晶圆代工业绩增长稳健，新建12寸厂突破产能瓶颈打开上升空间，认为给予公司2018年1.3x的PB为合理估值水平，对应股价为2.3美元（约合港币18.2元），首次给予“增持”评级。

5） 风险提示：8寸晶圆代工市场景气度下降；晶圆产能过剩致竞争加剧


8、风险提示

（1） 先进工艺突破不及预期。全球晶圆代工市场增量空间主要来自于最新的技术节点，成熟技术节点需求相对稳定。倘若大陆晶圆代工厂先进工艺突破不及预期，可能面临无法充分享受产品向先进制程迁移红利及成熟制程市场竞争加剧的双重压力。

（2） 半导体产业景气度下降。当半导体产业因全球经济疲软或缺乏新型终端放量而出现景气度下降时，晶圆代工订单倾向于向全球绝对龙头台积电倾斜，导致大陆晶圆厂产能利用率受景气度影响而下降，最终导致业绩下行。

（3） 晶圆代工业产能过剩及价格竞争加剧。晶圆代工厂倾向于在高需求期间进行扩产，而晶圆厂产能规划建设投产需数年时间，导致容易出现需求缺乏持续增长时产能过剩价格下跌。

（4） 龙头挤压中小厂商份额风险。台积电仍占据绝对主导地位，在先进节点具备技术优势，在成熟节点具备成本优势。倘若台积电实行激进的经营战略，全球中小厂商或将面临客户流失、份额进一步挤占的风险。

（5） 国际厂商加速中国区晶圆厂产能建设风险。倘若台湾当局放开台湾企业在大陆晶圆厂的“N-1”技术落差及单笔投资额限制，台积电及联电等领先厂商或加速在大陆地区的产能建设，提早引入最先进的技术节点，对中芯等12寸晶圆厂的威胁加大

浅贝

半导体行业专题研报：中国芯，我们的心！

2018 年政府工作报告中，再次将集成电路作为加快制造强国建设的重要维度进行强调。


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本周最新消息，国家集成电路产业投资基金（简称大基金）第二期方案已上报并获批。大基金二期筹资规模超过一期，加上一期，中国大陆集成电路产业投资基金总额将过万亿元。

下面火星君就从设计、原材料、设备、封装四个方面出发，给大家分享经过我们精选的券商研报精华！

1重金砸向核“芯”环节，这个细分领域风越刮越大（平安证券）

芯片设计位于半导体产业的最上游，是半导体产业最核心的基础，拥有极高的技术壁垒，需要大量的人力、物力投入，需要较长时间的技术积累和经验沉淀。

通过平安证券的精心调研，火星君看的出机构充分看好其后市表现。其中有三点核心逻辑，一起来看下：

1.业绩亮，产值强劲增长带动行业景气度爆棚。

据机构此前的研究报告显示，2017年中国IC设计业产值预估为达2006亿元，年增率为22%。预估2018年产值有望突破2400亿元，维持约20%的年增速。



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2. 背景硬，国家大基金加码IC设计领域投入。

AI、5G为首的物联网产业在2018年将进入快速成长期，以及双摄、OLED、人脸识别等新兴应用的放量，带动上游AP、MCU、Nor、传感器等热点芯片产品需求量持续提升。因此，大基金将重点向新兴应用领域的IC设计公司倾斜。


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国家大基金二期投资项目将有所调整，从一期重点投资的IC制造领域转而增加IC设计领域的投资项目，大基金一期对设计业的投资比例是17%，预估大基金二期在IC设计领域的投资比重将增加至20%-25%。

3.动力足，三要素驱动群龙争抢未来大市场。

近日，已经披露最新业绩的IC设计公司超19家，其中有9家上市公司净利润破亿。余下公司也是大步向前，全力争夺未来市场。


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展望2018年，中国IC设计产业在提升自给率、政策支持、规格升级与创新应用三大要素的驱动下，将保持高速成长态势。其中本土市场占有率将持续提升，国产化的趋势也将越加明显。

综合以上的观点，平安证券推荐：紫光国芯（002049）、兆易创新（603986）、中颖电子（300327）。


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2大规模投资拉开序幕，国产设备迎来春天（天风证券）

硅片制备是芯片制造的第一个环节，流程复杂，大尺寸发展趋势明显。由于更新设备投资巨大，升级 300mm硅片的主要方式是新建硅片厂而不是升级改造设备，因此带来了硅片厂巨大的设备投资需求。

天风证券认为在半导体行业高景气态势下，国内设备商值得高度关注，具体逻辑如下：

1. 硅片厂快速扩产，国内投资风起云涌，设备投资需求巨大。

2016 年开始全球半导体行业保持高景气度，预计 2017年-2019 年抛光硅晶圆与外延硅晶圆总出货量将继续增长，2017 年晶圆出货量将创造历史最高纪录，2018-2019 年有望持续突破该数值。

晶圆出货量的大幅增加和晶圆加工技术水平的提高势必在未来几年对半导体加工设备形成持续性的需求，全球半导体设备迎来新一轮投资热潮。2016 年全球半导体设备销售额为 412 亿元，同比增加 13%，为 2012年以来的阶段性新高。


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2. 设备需求巨大，晶圆厂产能向大陆转移趋势明显。

硅片供需紧张，国外寡头扩产缓慢，国内硅片制造商开始大规模投资。近年来主要企业的大硅片项目投资586亿元左右，设备投资为498亿元左右，设备投资占总投资的85%左右。

另外昆山中辰、河北普兴、南京国盛和中电科46所等企业也在积极筹备大硅片扩产项目，最近几年将会有多个大硅片项目投资落地，极大地拉动了硅片设备的投资需求。


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3. 硅片设备投资巨大，进口替代东风已起。

硅片制备环节复杂，使用设备众多。目前硅片设备主要以国外为主，目前国内在拉晶炉、切割、磨削等设备上较大突破，未来有望在外延炉、CMP 等设备上实现进口替代。

4. 重点推荐：

北方华创（002371）：国内半导体设备龙头，拥有多套设备产品线。产品已进入中芯国际、华虹宏力、长江存储等国内主流晶圆厂商，将随着下游厂商扩产同步放量。

晶盛机电（300316）：国内领先的硅生长设备供应商，承担硅片国产化重任，与天津中环、无锡市政府共同建设大硅片中心，将成为未来国产半导体硅片的主力供应商。

长川科技（300604）：检测设备细分行业龙头，是大基金在封测设备领域投资的唯一标的。公司在长电科技、华天科技等主流封测厂订单已有布局，同时渗透到日月光、士兰微、华润微电子等企业，业绩持续快速增。

3补短板！国家重点支持，半导体材料龙头深度受益（光大证券）

芯片是我国贸易逆差的最大来源，在国家政策支持下，国产替代必将加速推进。

光大证券认为：在补短板的路上，材料才是最急缺的。

主要逻辑：

1）大基金一期主要投资在集成电路制造环节，在装备和材料领域的投资较少，然而其实我们在装备和材料领域与国外的差距是最大的，特别是材料，集成电路制造涉及的多种金属和化学耗材，海外企业对我们限制最严，国家在这些方面的支持力度必须加强。

2）预计2017-2020 年间投产的半导体晶圆厂约62 座，其中26 座位于中国，占42%，其中2018 年，中国大陆计划投产的12 寸晶圆厂就达10 座以上。在晶圆厂纷纷投产的情况下，本土化配套半导体材料必然是趋势。

所以光大证券非常看好本土半导体材料行业的发展，特别是那些有可能获得大基金投资的半导体材料细分领域龙头：

上海新阳（参股大硅片项目）、晶瑞股份（G5 等级双氧水有望进入主流晶圆厂供应链）、江化微（光刻胶配套试剂成功进入8.5 代平板产线）、巨化股份（和大基金联合成立中巨芯）、强力新材（光引发剂国内龙头）、鼎龙股份（抛光垫成功通过客户验证）、南大光电（已完成了高纯磷烷、砷烷产品等电子特气的研发和产线建设）等公司。

4千亿市场！ IC 封测奏响芯片产业链最强音！（华泰证券）

封装与测试是芯片半导体制造不可或缺的环节。而中国大陆，正加速崛起成为全球的封测领导者！华泰证券就坚定认为：千亿破局奏响芯片制造最强音，价值重构先进封装正加速渗透 ！

1、半导体市场亚太持续主导，中国已为核心。

依据全球半导体贸易统计组织数据显示，亚太地区作为半导体销售主导场地的地位愈发明显，销售额占比已由 48%提升至 60%。而中国作为亚太地区主要消费者，半导体销售份额自 2004Q1 以来也持续提升至 53%。

2、对标韩台巨头，封测有望千亿破局。

1）封测往往成为 IC 产业“追赶者”的排头兵。发展历程上看，集聚效应、溢出效应是韩国、台湾能顺利往 IC 高端过渡主要原因。而当前封测产业溢出效明显，中国大陆正赶上类似韩台破局时的千载大机遇。


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2）封测产业增量空间超2千亿。成熟台湾 IC 封测占比约 22%，对标这一指标，预计国内封测产业增量空间将达 2151 亿元，增长近一倍。

3、先进封装重构产业链价值，三要素加速产业渗透。

1）国内三强技术水平已与国际先进水平接轨。


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2）上游前景巨大，下游需求持续推进。

上游产业前景巨大，全球晶圆制造龙头企业争相在中国建厂扩产；下游市场通信与电脑需求占比最大，lOT 设备与汽车电子增速最高。

3）先进封装营收增速更快，潜力更大。

在封装尺寸已近极限情况下，先进封装技术逐渐成为制约芯片性能提升的主要因素。


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4、重点关注封测国内前三强：长电科技（600584）、通富微电（002156）、华天科技（002185）！

浅贝

兆易创新：北京兆易创新科技股份有限公司投资者关系活动记录表

2018-03-14

证券代码：603986

北京兆易创新科技股份有限公司投资者关系活动记录表

编号：2018-001

调研日期：2018年3月12日调研时间：14:00-15:00调研地点: 北京市海淀区学院路30号科大天工大厦B座3层第6会议室接待人姓名及职务：副总经理兼董事会秘书、财务负责人李红、财务总监孙桂静、
战略市场总监苏志强来访人员：安信证券、百年保险资产、北京大道兴业投资、北京大数长胜资产、北京鼎薩投
资、北京宏石投资、北京华清紫荆创投、北京江亿资本、北京神龙投资、北京水
印投资、北京天时开元股权基金、北京云程泰投资、北京泽铭投资、博时基金、
大钧资产、大同证券、东北证券、东方证券、东兴证券、方正富邦基金、工银瑞
信、观富资产、光大证券、广发证券、国金基金、国君电子、国开证券、国润资
产、国投泰康信托、国信证券、国元证券、海通证券、汉和资本、禾永投资、华
富基金、华菁证券、华商基金、华夏基金、汇添富基金、交银施罗德基金、凯基
证券、民生加银基金、民生信托、民生证券、民生证券、民信金融、南华基金、
宁波赢向股权投资基金、诺安基金、平安证券、千合资本、上海鼎锋资产、上海
伏明资产、上海宏流投资、上海混沌投资、上海瞰瞻资产、上海理成资产、上海
申银万国证券、上海兴聚投资、上海中金资本、上银基金、深圳菁英时代资本、
深圳展博投资、世纪华中资本、太平洋证券、泰达宏利基金、天安财产保险、天
风证券、通用技术投资公司、五矿集团财务公司、五矿资本、西南证券、溪牛投
资、相聚资本、新华基金、新润通国际融资租赁、新时代证券、鑫润禾投资、信
达证券、兴业证券、兴银基金、兴证资产、阳光资产、益民基金、银河证券、银
华基金、英大保险资产、长安基金、浙商证券、中创前海资本、中国东方资产、
中国民生银行、中国人保资产、中海晟融资本、中金国际金融、中乾资本、中泰
证券、中信建投基金、中信证券、中邮创业基金、中再资产调研形式：
□公司现场接待 □电话接待
√其他场所接待 □公开说明会□定期报告说明会 □重要公告说明会调研活动主要内容：
一、 公司情况说明
（一） 公司主营业务情况
公司主营业务有三大板块：Nor Flash、Nand Flash、MCU，目前经营情况稳
定。
Nor Flash：伴随存储器价格上涨，2017年Nor Flash表现突出，业绩比较好。
产能方面2017年公司与中芯国际签订供货协议，并入股中芯国际，密切战略合
作；产品布局上一是推进大容量、高阶产品，二是低容量产品通过技术创新降低
产品成本；工艺方面不断提升工艺和设计并降低成本。
Nand Flash：2017年Q3自研Nand Flash量产，这是一个里程碑事件，目前
产品性能和可靠性超过一般消费应用。24nm Nand研发不断推进，产品良率不断
提高，未来将持续扩展Nand Flash产能。
MCU：2017年从M3推出M4产品，向工业、智能硬件、物联网扩展应用，
在指纹识别、无线充电应用上取得快速增长。
（二） 收购上海思立微情况
公司目前主营业务主要是存储和处理器。公司在存储业务上的布局是非常清
晰的，非存储业务（MCU）目前在整体业务中的占比还比较小，公司希望将非存
储业务快速发展起来。公司收购上海思立微，除了考虑上海思立微的业绩承诺外，
更看中的是其技术的积累。从IOT四个要素：存储、连接、处理器和传感器看，
处理器方面我们有自己的MCU产品，上海思立微在传感器方面有团队、算法和
产品积累，团队优秀，技术领先。公司并购上海思立微可以补全IOT人机界面重
要环节。公司后续会召开董事会、股东大会审议本次收购事项，并报中国证监会
审核，以最终完成本次收购。
二、 提问环节
问题1、合肥DRAM项目量产规划和良率进度？预计什么时候可以产生盈
利，盈利后能带来多大的收入体量？
回答： 合肥DRAM项目现阶段的主要目标还是2018年底实现10%的良率，
10%的良率就代表研发成功。目前项目还没有明确的可以对外公布的量产和盈利规划。
问题2、公司Nand Flash产品的未来规划？是否有可能在2-3年内营收超过
Nor Flash?
回答：Nand Flash分两类，一是大容量的3D Nand，这个不是我们的产品，
一是嵌入式Nand，其中嵌入式容量一般在1G-32G，工艺使用20nm以上。
公司2017年38nm嵌入式Nand量产，目前24nm产品良率正在爬升。整体
看Nand市场容量大于Nor，具体公司能做到多大的量，需要看公司的产能
和市场推广情况，所以未来2-3年的情况目前难以明确。从目前情况来看，
公司2018年下半年Nand业务会比2017年有提升。
问题3、依据公司2017年度业绩预增公告，公司2017年Q4环比Q3业绩有
下降，请问原因是什么？
回答：通常4季度销售相比3季度要淡一些，而且公司在4季度计提了全年
的年终奖，再加上美元走弱，公司产生了一定的汇兑损失。
问题4、市场有反映目前Nor Flash价格出现松动，公司对Nor Flash价格2018
年展望如何？
回答：不同的市场不同的应用领域价格变动是不一样的。小容量（32M以下）
价格有松动，大容量（128M以上）仍处于缺货状态。未来的价格比较难预
测，公司要做的是不断扩展高容量产品，在小容量产品上通过技术创新降低
成本，提高竞争力。
问题5、从行业角度看，（DRAM项目）研发目标10%良率意味着什么？
回答： 良率10%代表半导体技术从零到一，良率突破10%意味着技术的重
要难点已经攻克，这是最难的一步。但良率10%到量产还有一定的距离，量
产需要良率在60%以上，有竞争力的批量量产良率要在80%以上，但是后续
良率提升是工程问题，一般可以在8~12个月解决。
问题6、Nor Flash产品不同容量出货占比情况?
回答：公司整体出货量呈现正态分布，目前中心点是128M产品，之前中心
点是36M和64M产品。
问题7、公司2017年度存货减值损失在目前市场缺货的情况下是否有可能冲
回？
回答：公司MCP产品需要搭配Nand产品一起销售，由于2017年Nand产品一直缺货，所以对相应的产品做了存货减值计提。目前不确定能否冲回，
要看Nand的研发进度和市场的接受程度，因为产品是在不断更新的。
问题8、2018年Nor Flash的市场增量在哪里？
回答：目前128M以上 Nor还处于缺货状态，预计美光等厂商还会逐步退出。
从应用角度看，汽车市场增长较快，市场空间比较大。未来公司会持续扩展
海外市场，扩大在欧美市场的市场占有率。
问题9、公司SLC Nand Flash客户情况?合肥DRAM项目的盈亏平衡点？
回答：目前SLC Nand持续缺货，大厂都去做大容量，未来小容量Nand生
态和Nor Flash类似。公司原有Nor flash客户是潜在客户群，今明两年应该
销售问题不大，主要是要把产品产能做好。合肥项目现阶段主要是完成10%
良率的目标，在这个目标没达成之前，不好预测盈亏平衡的问题。
问题10、最近传发改委约谈三星，中国政府是否会特意扶持大陆DRAM存
储产业？大陆品牌厂商（如华为、OPPO、VIVO、联想）是否会优先使用国
产DRAM？
回答：最终还是要看市场的力量。我们了解到国内厂商对国产DRAM是非
常感兴趣的，但是否使用国产DRAM，更多还是会基于商业的考虑。
问题11、实际10%良率的目标国外厂商通常要用多长时间？合肥DRAM项
目在2018年底前实际10%良率目标的考虑因素？
回答：每家厂商实现这一目标的时间都不一样。对于合肥项目在2018年底
实现10%良率的目标，公司会尽力促成这个目标的实现。
问题12、公司产品下游客户是否比较分散？公司未来是否会整合下游产业？
回答：公司在存储业务之外会扩展非存储业务。伴随公司产品扩张，大客户
会逐步合作。纵深建立生态很有必要，但是形式不一定是并入上市公司。
问题13、合肥长鑫和公司未来合作形式？关于优先供货怎么解读？
回答：目前还不能确定未来的合作方式和架构，要随着产品、业务发展来确
定。相关重大事项公司会对外发布公告。
问题12、晶圆价格对于公司利润的影响？
回答：公司产品主要原材料是晶圆，所以晶圆价格的变动对公司肯定是有影
响的，但具体产生多大的影响，还要看晶圆在整个成本中所占的比例。晶圆
价格也不是一直都会涨，公司也与多个晶圆厂有合作。作为科技企业，公司成本不仅与晶圆成本有关，还与公司技术有关，公司通过技术革新，能有效
降低产品成本。同时，晶圆对公司毛利率的影响，也与公司产品结构相关。
问题13、公司未来业务扩展？公司在IOT上的布局？
回答：围绕公司目前主营业务，存储业务扩展Nor Flash，Nand Flash，DRAM
产品，非存储业务扩展MCU产品。存储、连接、处理、传感是IOT产业的
四大板块，公司在存储、MCU、传感等有布局，未来产品会向这些方面扩展。
问题14、存储芯片周期问题？
回答：PC时代DRAM具有明显周期性，价格波动较大，主要是因为应用单
一性的原因。

浅贝

IC封测

强芯之梦005
前两期我们谈了谈对于中国半导体产业来说最需要攻克的两座大山硅晶圆代工和记忆体，大体上这两大市场可以算作IC制造环节，那么本期我们就简要地谈一谈半导体生产的下一个环节，即IC封测。

IC封测是IC封装和IC测试的简称，对于IDM厂商来说IC封测主要由自家的工厂完成，对于无晶圆厂商来说IC封测就需要专业的厂商负责完成。通常IC封装大厂同时进行封装和测试两项业务，但也有仅从事封装业务的IC封装厂和仅从事测试业务的IC测试厂。此外，也有专攻于某一细分应用市场的IC封测厂。

所谓IC封装，就是指把硅片上的电路管脚用导线接引到外部接头处，以便于其他器件连接。封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的保险与其他器件相连接，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。IC封装的工艺流程如图表1所示，但随着技术的发展，一些先进的封装工艺流程与传统的封装工艺流程相比有很大的区别，在后面会提到。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 1 IC封装流程图


资料来源：百度文库、亨通伟德投资

下面我们依然摘抄《半导体面面观》这本书来介绍一下IC封测中的一些主要环节。

1）晶圆切割。“电学检查完毕的晶圆，需要在磨砂工序中切掉一定的厚度，接着是在切割过程中将晶圆切割成一个一个的芯片。晶圆上纵横排列的芯片之间的距离设成间隔为100um的划线，因为很容易切割，就把硅晶圆的表面显露了出来。在磨砂后的晶圆上，贴上紫外线照射下特性会发生变化的胶带，再把整体用轮状的架子固定。接下来被称作切丁，也就是表面贴有金刚石颗粒的极薄的圆形刀片，在纯水流动的同时沿划线纵横切割。切割后，用特殊的工具拉伸成UV带的话，一个一个的芯片就会被胶带拖着移动，在芯片之间就会出现小缝隙。接着在胶带背面照射紫外线的话，由于光化学反应胶带的黏着性降低，芯片很容易从胶带上脱落下来。在显微镜下对芯片进行一个一个的外观检测，把有缺陷、损伤、污染的芯片除去，选出来的芯片可以送到下一个工序。”

2）晶圆粘结。“通过切割工序从晶圆中切割出来，并被测定为优质品的芯片，要一个一个地被收容在封装材料里，所以要先把封装芯片用的基本的引线框架连接起来。以由树脂制成的塑模封装为例，在塑模封装里，把称作引线框架的金属框固定在包装机上，用称作弹簧夹头的真空夹头把在UV胶带上排列着的优质芯片吸起来，贴在引线框架的岛部，在镀银的岛部放上银膏，在这里把芯片轻轻地压合在一起。另外在封装过程中，也有被称作共晶合金法的方法，这种被用在需要高可靠性的集成电路中，利用金和硅的反应贴上芯片的方法中，有镀金的岛部温度升高插上芯片的直接固着法和把夹着金胶带的芯片贴在镀金的岛部的金片冲压法。封装过程中，除了正确决定芯片在岛上的位置并牢牢地进行物理固定外，取得电路板和芯片的欧姆接触，并且在接触部分的热阻减少方面也有要求。”

3）引线焊接。“为获得IC芯片和外部的电学性接触，把芯片周围配置的约100um拐角焊盘（外部引出的用电极）和引线框架的引线电极（内引线），用金细线一根一根地连接起来，此工序称为金属丝焊接。焊接中，根据所使用引线框架种类的不同，向焊线机输入引线电极的配置等信息。在引线框架上固定的IC芯片的位置和倾斜度，或者是焊盘和引线电极的相对位置等，用CCD照相机光学检验出来，图像处理后对焊接操作做细微调整。一个芯片的全部焊接结束后，焊接机会把引向框架移到下一个芯片所在的位置，不断地进行焊接操作。焊线操作是这样的：一是把从毛细管中垂下来的金细线的前段用高压放电产生的火苗加热，做成融化的小金球；二是把小金球移到焊盘的位置，轻轻地摁压进行热压焊接，此时也会使引线框架的温度上升。有被称作NTC方式的加热到350℃的做法，也有和超声波并用的200~200℃低温化的UNTC方式；三是控制毛细管的轨道，以便控制铁丝环的形状，一边把焊丝移动引线电极的位置，热和超声波并用进行焊接；四是用焊丝扳手在切断焊丝的同时抬起毛细管，从焊点扯掉焊丝。”

4）塑封。“焊接完成的芯片，未来避免与外部的接触，要将其封入封装或密封材料中。IC密封也有多种方法，大体分为气体密封和非气体密封。气体密封法（真空密封）是为了防止微量气体或液体侵入的完全密封型，又被细分为结合法和溶接法。另一种为非气体密封法（非真空密封），和气体密封法相比密封性稍微差一些，特别是在使用模具的转移模具方面，既便宜生产性又好，得到普遍利用。密封的过程首先是把焊接结束的引线框架固定在模具成形机里，再把预热过的树脂片投入模具内，因提升温度而流化的树脂用棒状活塞加压使其流入模具，铸模就成形了。树脂热硬化之前加温固化，从模具中取出成形结束的引线框架，除去多余的树脂或者杂物，整理模具。在转移模具里，由于包着芯片的是树脂，耐蚀性耐热性还有散热性都有问题。为此，为了确保可靠性，芯片的设计或是保护等都需要下功夫，模具树脂材料以及引线框架的形状材质等都要最匹配。树脂密封最大的问题就是由于水分侵入而引起的各种不良现象。”

5）电镀。“IC外部的引线，在随后的过程中会被加工成各种各样的形状，需要对弯曲部分提高强度，另外对IC载板进行实际装配时，为了提高可焊性并防止生锈还会对其实施外部处理。外部处理，一般就是通过Sn和Pb共晶焊锡来实现引线外部涂层。这方面，有在熔融的焊锡槽中浸透引线框架的方法和使用电解电镀的方法。电解电镀的方法是在包含锡和铅的电镀液中，把在阳极的锡板和在阴极的引线框架连接起来，并在两级之间通电。这样，阳极一侧的锡金会有残余电子，变成离子渗透在溶液中。锡和铅的阳离子向阴极一侧移动，附着在引线框架上，在表面会有锡析出。电镀锡结束后，在盖印工艺中会把公司名、产品名、制造批号等刻印在封装的表面。”

6）检查和分类。IC在入库之前，要按照每个产品的规格进行各种各样的检查和分类。和外形相关的检查包括缺陷、污点、长度、形状、电镀的状态、是否存在异物附着、盖印的清晰度等。通电特性的检查，使用内部装有电脑的被称作小型万用表的自动检测机，进行多阶段的测定，参照IC的规格来判断是否合格，从而把优质产品挑选出来。另外在DRAM和MPU等检查工序里，也可以进行速度分类，根据每个IC的速度分成不同级别。通过检查和分类，进行与IC机能和特性相关的实验，在升高温度并施加电压的状态下进行特性变动量的测定“燃烧测定”BT和判定等。这样的检查，对照着产品规格在除去一定差额条件下，进行电源电流、输出电压、输出电流等相关直流特性及机能、开关速度等工作特性的特定和判定。IC的动态工作特性检查，是在把电源电压等相关特性的上下差额除去的状态下测定的。IC的物理测定是对所有可能的工作状态，对与相应的输入输出信号100%的搭配进行网罗，基本上是不可能的。

接下来看一下全球和中国大陆地区的IC封测产业情况，根据Gartner的数据，2017年全球IC封测市场规模约532.6亿美元，同比增长7%左右，这是2016年年底预测的数据。在全球整体IC封测市场中，专业的封测产值占到52%左右，其余为IDM厂的封测产值。将封装和测试分开来看，2017年全球IC封装产值在420.98亿美元，测试为111.62亿美元。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 2全球封装及测试市场规模预测（单位：百万美元）


资料来源：Gartner，2016/12、亨通伟德投资

从市场竞争结构上看，全球IC封测产业的集中程度要小于晶圆代工和记忆体产业，根据TRI的数据，2017年全球前十大IC封测厂商占据了80%的份额，其中龙头老大中国台湾的日月光占据了20%左右的份额，若考虑收购硅品这一因素，日月光的市场份额将达到30%。在全球前十的厂商中，也出现了三家中国大陆地区的厂商，分别是长电通富和华天，三家公司合计占据了20%的份额。相比于IC设计和IC制造，中国大陆本土地区的IC封测领导厂商长电科技与全球第一的IC封测厂商日月光的营业收入差距最小，2017年长电科技的营业收入预计为日月光的60%，而在IC设计领域，海思的2017年预计的营业收入约为高通的27%，在IC制造领域，中芯国际2017年预计的营业收入约为台积电的10%。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 3 2017年全球IC封测产业竞争结构


资料来源：TRI、亨通伟德投资

中国大陆方面，根据CSIA的数据，2016年我国IC封测产值达到1,564.3亿元，同比增长13%，这一数字显著高于全球。2017年前三季度，我国IC封测产值达到1,278.6亿元，同比增长16.5%。近年来，我国大陆地区本土的IC封测厂商进步十分迅速，无论是在高端的技术储备和产出上，还是在海外并购资产上，都取得了不错的成绩。特别是在大基金的助力下，长电科技、通富微电实现了对海外优质IC封测资产的收购，补强了高端IC封测的技术实力。近期，数字货币市场的火爆也利好了我国大陆本土的IC封测厂商，根据集微网的新闻，“2017年大陆封测业从比特大陆一家公司中就能获益30亿元左右，采用Flip-Chip工艺封装，其中通富微电和华天每天的量在1kk左右，长电稍多，每天的封测量总计高达5kk。基板方面，比特大陆主要的基板供应商为珠海越亚，每月在150kk左右”。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 4 我国大陆地区IC封测产值（单位：亿元）


资料来源：CSIA、亨通伟德投资

高端IC封测产品方面，根据公开信息，我国大陆地区中高端IC封测产品约占32%，其中领导厂商这一数字最高能够达到60%。根据Yole Development的数据，中国先进封装产量自2015年开始以超30%的增速增长，预计2019年产量将达到3600万片12英寸晶圆，同比增速将达到38%，其 Flip-chip、WLCSP是主要增长动力。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 5中国先进封装市场预估（单位：百万片，12寸）


资料来源：Yole Development、亨通伟德投资

IC封测这个行业的研究有一个特点，就是需要研究不同IC封测技术的发展和应用，这里有很大的难度，一是需要明白各类IC封测技术的概念，有些封测技术其实是某一种封测技术的延伸和改进，有些封测技术在工序中也需要用到另一种封测技术的工艺，同时这些封测技术也并非对立，而弄懂这些封测技术对于非专业人士来说是很困难的；二是不同IC封测技术的实际应用范围，具体到某类芯片有多少是用了高端的封测技术，这一数据很难查到；三是不同IC封测技术的产值情况、产量情况、各领导厂商的产能情况等数据也很难查到。综上，我们试图从网络上的公开资料搜集了不同IC封测技术的相关概念和市场情况。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 6主要封装形式演进


资料来源：TRI、亨通伟德投资

“最早IC封测技术被称为DIP，即双列直插式引脚封装，这项技术在上世纪70年代非常流行，是第一代封测技术的代表性技术，绝大部分中小规模集成电路均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100个，它的引脚从两端引出，需要插入到专用的DIP芯片插座上。后来衍生的DIP封装结构形式有：多层陶瓷双列直插式DIP，单层陶瓷双列直插式DIP，引线框架式DIP。”

“进入80年代后，出现了新一代的封测技术，具有代表性的技术就是芯片载体封装，主要形式包括无线陶瓷芯片载体LCCC、塑料四边引出扁平封装PQFP、小尺寸封装SOP、塑料有线芯片载体PLCC等。其中PQFP的封装形式最为普遍，其芯片引脚之间距离很小，引脚很细，很多大规模或超大集成电路都采用这种封装形式，引脚数量一般都在100个以上。此种封装形式的芯片必须采用SMT技术将芯片与电路板焊接起来，采用SMT技术安装的芯片一般在电路板表面上有设计好的相应引脚的焊点，将芯片各脚对准相应的焊点，即可实现与主板的焊接。PLCC封装也是常见的封装形式，外形呈正方形，32脚封装，四周都有管脚，外形尺寸比DIP封装小得多，具有外形尺寸小、可靠性高的优点。随着半导体产业的快速发展，半导体封测时需要的引脚数不断增加，如果再停留在周边排列引线的老模式上，即使把引线间距再缩小，也不能解决引脚增多的困扰，于是提出了面阵排列的新概念，出现了阵列式封装技术，如PGA技术。PGA芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列，根据引脚数目的多少，以芯片为中心在四周围成2-5圈引脚。”

在第三代半导体封测技术中，最具代表性的技术就是BGA。“BGA封装即焊球阵列封装，它是在封装基板的底部制作阵列焊球作为电路的I/O端与PCB互联。与传统的脚型贴装器件相比，BGA封装器件具有如下特点：1）I/O数较多。BGA封装器件的I/O数主要由封装体的尺寸和焊球节距决定，由于BGA封装的焊料球是以阵列形式排布在封装基片下面，因而可及大地提高器件的I/O数，缩小封装体尺寸，节省组装的占位空间。通常，在引线数相同的情况下，封装体尺寸可减小30%以上。2）提高了贴装成品率，潜在地降低了成本。3）BGA的阵列焊球与基板的接触面大、短，有利于散热。4）BGA阵列焊球的引脚很短，缩短了信号的传输路径，减小了引线电感、电阻。5）明显地改善了I/O端的共面性，极大地减小了组装过程中因共面性差而引起的损耗。6）BGA适用于MCM封装，能够实现MCM的高密度、高性能。”

“在BGA技术开始推广的同时，另外一种从BGA发展来的CSP封装技术开始出露端倪，为芯片级封装的意思。CSP封装可以让芯片面积与封装面积之比超过1：1.14，已经非常接近于1:1的理想情况。同等空间下相对于BGA封装，CSP封装可以将存储容量提高三倍。” 此外还有一种封测技术叫FC技术，这是实现晶圆级封装的一种技术。FC的特点是将芯片的有源面朝向基板，不同于点对点的引线键合，通过芯片上的焊凸块提供与基板之间的互连。倒装结构允许整个芯片表面用来作为互连结构，大大增加了I/O数量，与引线键合以及载带自动焊相比，能够提供更高的互连密度、更高的频率、更好的噪声控制、更小的器件外形，因此在BGA技术中，FC BGA取代传统的BGA技术逐渐成为主流。

不同于引线键合，先进封装多为基板类封装，通过凸块与基板或是PCB连接，因此 Bumping（凸块）是FC以及更高阶工艺的重要基础。Bumping利用薄膜、黄光、电镀等主要制程在基板的连接点上长出铅锡凸块、金凸块或铜凸块，缩小芯片与基板之间连接的锡球直径，减少凸块间距，增加密度是Bumping技术发展的主要趋势。从凸块材料上来看，金凸块成本较高，铜柱凸块技术因其优越的电性能和可靠性，逐渐取代了锡铅凸块，应用在高阶封装中如应用处理器、微处理器、基频芯片、绘图芯片等。根据Prismark Partners的报告，2013年所生产的凸块晶圆达到1,400 万片，其中仅有6%使用铜/锡银覆盖。到2018年，生产的凸块晶圆总数将成长近一倍，达到2,700万片，其中35%将使用铜/锡银盖板，这甚至还不包括会进一步增加百分比，用于TSV应用的微型凸块。其目标为应用于包括行动装置、内存及高阶逻辑芯片。目前全球具备12寸晶圆锡银铜凸块产能的厂商约有7家，台积电产能位居第一，日月光、硅品、艾克尔、南茂、长电和耐派斯都具备12 寸晶圆凸块量产能力。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 7 倒装芯片凸点产能预测（单位：wspy）


资料来源：MEMS

IC封测技术进入第四代后，出现了WLP、SIP、POP、WSP等技术。其中，WLP技术是指在晶圆前道工序完成后，直接对晶圆进行封装，再切割分离成单一芯片，相对于传统封装将晶圆切割成单个芯片后再进行封装，WLP技术在封装成本方面具有明显的优势。将WLP与CSP相结合，就出现了WLCSP技术，即晶圆级芯片尺寸封装。WLCSP不仅能明显缩小IC尺寸，符合移动电子产品对高密度体积空间的需求，同时，由于芯片可以以最短的电路路径，通过锡球直接与电路板连接，还能大幅度提升信息传输速度，有效降低杂讯干扰几率。与传统封装技术QFP和BGA封装产品相比，晶圆级芯片尺寸封装的产品比QFP产品小75%、重量轻85%，比BGA尺寸小50%、重量轻40%。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 8 从传统封装至倒装封装及晶圆级封装结构变化示意图


资料来源：TRI、亨通伟德投资

目前晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）主要采用晶圆凸点封装（Wafer Bumping）和Shellcase系列WLCSP两种封装技术。晶圆凸点封装是一种技术难度相对较低的WLCSP封装形式，它的主要特点是在芯片正面直接引出电路及焊垫，而Shellcase系列WLCSP不仅可以在芯片正面直接引出电路及焊垫，也可以将芯片的电路引至芯片的背面后再制作焊垫，Shellcase系列WLCSP封装包括了Wafer Bumping的技术要点，其技术难度要高于晶圆凸点封装，且工艺流程也较晶圆凸点封装复杂。

虽然晶圆凸点封装本身也是一种先进的封装形式，但Shellcase系列WLCSP优势比较明显，其应用领域更广且更符合封装技术的发展趋势：首先，Shellcase系列WLCSP在影像传感器芯片封装领域具有天然优势。由于影像传感芯片的作用主要是光学成像，其功能的实现需要吸纳、反馈物体光线，这势必要求芯片正面无视觉障碍物，即封装的焊垫不能放在芯片正面，否则会阻碍光线成像。Shellcase系列WLCSP在芯片的正反两面黏贴玻璃基板（或其他绝缘材料），将芯片线路、焊垫引至背面，玻璃基板具有透明特性，因此，Shellcase系列WLCSP在影像传感器封装上具有绝佳的优势，而晶圆凸点封装由于在芯片正面引出焊垫，无法应用至影像传感器等领域；其次，Shellcase系列WLCSP技术更符合三维（3D）封装发展趋势。硅通孔（TSV）的三维封装技术被业界认为是超越摩尔定律的主要解决方案，是未来半导体封装技术发展的发展趋势，而Shellcase系列WLCSP技术由于能够在芯片正反面引出电路及焊垫，两者工艺十分相似，掌握Shellcase系列WLCSP技术能快速进入硅通孔技术领域。

晶圆级CSP封装技术制程主要如下：在芯片尚未切割前即进行，整片芯片经由薄膜，黄光及蚀刻等晶圆制程完成封装，最后再切割成单颗的IC，此种制程可视为前段半导体晶圆厂制程的延伸，其基本步骤如下列所述：

a.以黏着剂将一片高透光性的薄玻璃黏贴于芯片的正面以保护晶圆表面不受污染；b.研磨黏有玻璃的芯片背面，使芯片的厚度变薄，借此降低之后的封装厚度，并以蚀刻的方式将芯片切割道背面的硅材料去除，使一颗颗独立IC产生于黏着的玻璃保护片上；c.将玻璃保护层黏贴于芯片背面，以达到完全包覆IC 的保护作用；d.在玻璃表面准备制作焊接点的所在位置覆上一层有机材料作为绝缘缓冲层； e.在个别的IC之间切割露出IC焊垫的截面再溅镀上金属层，再利用三度空间之曝光、显影及蚀刻等制程完成所需的金属线路，使线路与IC焊垫的截面相连通；f.在金属线路上覆盖上一层保护层；g.BGA型式的组件则以印刷的方式将锡膏印在整片芯片上焊接点的所在位置，在经过回焊Reflow形成锡球；h.切割芯片成为单颗封装完成的IC。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 9 WLCSP-Shell3D工艺流程


资料来源：精材科技、亨通伟德投资

SIP也是一种第四代的封装技术，“根据ITRS的定义，SiP为将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件，以及诸如MEMS或者光学器件等其他器件优先组装到一起，实现一定功能的单个标准封装件，形成一个系统或者子系统。从架构上来讲，SiP是将多种功能芯片，包括处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内，从而实现一个基本完整的功能。与SOC（片上系统）相对应。不同的是系统级封装是采用不同芯片进行并排或叠加的封装方式，而SOC则是高度集成的芯片产品。”

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 10 SIP架构


资料来源：电子工程网、亨通伟德投资

相较一般封装技术，SiP具备的优势如下：封装效率提高并减少封装体积、缩短产品上市时程、可将不同制程的芯片进行封装达到异质整合、降低系统成本及提高电性能、可应用于多种领域，如光电、通信、传感器及MEMS等领域、较无专利成本及侵权风险。另外由SiP延伸的3D堆叠式封装技术，通过在垂直方向上增加可放置晶圆的层数来进一步提高SiP的整合能力，可以说作为异质整合的标杆，SiP在超越摩尔定律方面扮演着头号角色。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 11 SiP的基本分类


资料来源：TRI、亨通伟德投资

2016年全球SiP产值约为64.94亿美元，较2015年成长17.40%左右；2017年在智能型手机虽然成长不快，但是以AppleWatch为代表的等其他电子产品也倾向用SIP封装技术来缩小产品的体积，所以有市场人士预计全球SIP增速在2017年为20.36%，2017全球SiP产值估计达到78.16亿美元。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 12 2013—2017SIP市场规模（单位：百万美元）


资料来源：电子工程网、亨通伟德投资

随着台积电InFo制程技术日益成熟，加上国内、外芯片供应商及封测业者争相投入研发，SiP模块解决方案已从早期简单的2D封装方式，快速进展到2.5D，未来发展方向是3D封装。由于芯片可垂直堆叠，大大降低电流损耗及热能产生，且能满足体积缩小趋势。3D封装模式的SiP是通过封装超越摩尔定律最重要的技术手段。

还有一种第四代的封测技术叫POP，这种技术采用两个或两个以上的 BGA堆叠而成，将高密度的数字或混合信号逻辑器件集成 POP封装的底部，这种双层结构节省了基板面积，可以应对逻辑器件和存储器件之间的高速互联。

最后是第五代的封测技术，如FOWLP、eWLB、InFO、TSV等。

FOWLP是WLP技术的一种，WLP技术利用重分布层（RDL）可以直接将芯片与PCB做连接，这样就省去了传统封装DA段的工艺，不仅省去了DA工艺的成本，还降低了整颗封装颗粒的尺寸与厚度，同时也绕过DA工艺对良率造成的诸多影响。起初WLP采用的是Fan-In技术（扇入型晶圆级封装），研究机构Yole Developpement的研究报告指出，由于终端应用对芯片功能整合的需求持续增加，SiP封装将越来越受到欢迎，进而威胁Fan-In封装未来的发展前景。该机构已经将2015～2021年Fan-In封装出货量的复合年增率预估由9%下修到6%。Yole进一步分析，目前Fan-In封装仍是最低成本、最适合用来实现封装微型化的技术选择，因此广获智慧型手机、平板电脑等行动装置芯片采用。截至目前为止，约九成的Fan-In芯片都是应用在手机和平板装置上。然而，随着终端应用制造商更青睐在单一封装内整合更多功能的元件，未来有许多原本独立封装的元件都会改用SiP封装，Fan-In封装的发展前景势必会受到影响。其中，电源管理、射频元件改用SiP封装的趋势将最为明显。

在模拟/混合信号/数字领域，主要的晶圆级应用需求是BT+WiFi+FM组合芯片、RF收发器、音频/视频解码器、直流/交流转换器、ESD/EMI IPD。在MEMS器件领域，主要应用需求来自电子罗盘、RF滤波器、加速度计和陀螺仪。另外，CMOS图像传感器也有强烈的应用需求。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 13 Fan-In封装市场预估（单位：百万颗）


资料来源：Yole Developpemen、亨通伟德投资

尽管存在超过十年，但是FIWLP仍然在不断演进，并吸引新的应用。当前市场数据表明FIWLP制造产能是充足的，并且越来越多的需求在200mm和300mm晶圆。此外，物联网将为FIWLP带来更广泛的应用。

从技术观点来看，持续的创新为了拓展FIWLP能力。当前的量产凸块间距大多为0.4mm，而0.35mm也已准备就绪。目前各厂商正在芯片尺寸和I/O数量上做努力，量产的最大I/O数量正朝着200+发展。最新公告显示已经最大可达800个I/O。芯片尺寸的“甜蜜点”范围可达7mm x 7mm，而8mm x 8mm和9mm x 9mm也已准备就绪。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 14 FIWLP封装器件出货量预测（根据不同器件分类 单位：百万颗）


资料来源：Yole Developpement、亨通伟德投资

理论上，传统的WLP多采用Fan-in型态，应用于低接脚数的IC。但伴随IC讯号输出接脚数目增加，对锡球间距的要求趋于严格，加上印刷电路板构装对于IC封装后尺寸以及讯号输出接脚位置的调整需求，因此变化衍生出扩散型与Fan-in加Fan-out等各式新型WLP封装型态，其制程甚至跳脱传统WLP封装概念，如英飞凌于2006年SEMICON Europe即提出新型态的Fan-out WLP封装技术。

FOWLP就是衍生出的Fan-out WLP（扇出型晶圆级封装），在一个环氧行化合物（EMC）中嵌入每个裸片时，每个裸片间的空隙有一个额外的I/O连接点，这样I/O数会更高并且的对硅利用率也有所提高，使互连密度最大化，同时实现高带宽数据传输。FOWLP基带处理器、射频收发器和电源管理IC等方面的使用实现了最新一代的超薄可穿戴和移动无线设备。因为持续连接和节约的空间，FOWLP有潜力适用于更高性能的设备，包括内存和应用处理器，FOWLP也能够应用到新市场，包括汽车和医疗应用甚至更多。FOWLP并被预测会成为下一代紧凑型、高性能电子设备的基础。根据Yole预测未来四年FOWLP市场规模增速较快，预计到2020年市场规模为24.88亿美元。

相应地，FOWLP市场也包括两个部分，一是单芯片扇出封装，应用于原先Fan-in无法应用的通讯芯片、电源管理IC等大宗应用市场；二是高密度扇出封装，FoWLP可作为多芯片、IPD或无源集成的SiP解决方案，应用于AP以及存储芯片。如Fan-out技术的主要推动者台积电，目前其InFO技术在16nm FinFET上可以实现RF与Wi-Fi、AP与BB、GPU与网络芯片三种组合。未来高密度扇出封装这一市场想象空间更大。 FOWLP封装并不是一个全新的技术，第一代产品为eWLB，不仅能降低成本与厚度，而且能实现高整合性，但因为良率问题使用受限，市场成长较慢。直到台积电InFO技术和制程逐渐成熟，并成功在苹果最新产品中获得应用，FOWLP一跃成为智能手机追捧的热点和封装厂商布局的重点。FOWLP市场潜力大但风险也高，最大的风险在于成本。其他智能手机是否能跟进 FOWLP，最大的变量就是成本。 FOWLP能够集成来自不同技术节点的多个裸片以及一些无源器件，具备低成本、高性能、低功耗等优点，有更好的电气属性和散热性能。 FOWLP的成本低于2.5D，工艺难度低于3D，将在3D IC技术成熟以前得到较为广泛的应用。尤其是大体量的iPhone对该项技术的引入，将迅速催化FOWLP走向成熟，高端手机在用户体验方面的差异化竞争将使三星等高端品牌迅速跟进，同时低成本的特点将使该项技术在中低端智能机市场大受追捧。长远来看，以FOWLP为先进代表的WLP技术将在物联网等终端领域拥有光明的未来。市调机构Yole Developpement预计2016-2021年FOWLP迎来发展的黄金五年，2021年市场规模将从2016年的4.8亿美元上升到25亿美元，年复合成长率达39%。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 15全球FPWLP产值（单位：亿美元）


资料来源：Yole Developpement、亨通伟德投资

随着高阶IC芯片市场需求的不断扩大，3D与2.5D的IC封装市场已经进入成长期。跟据DIGITIMES预估，2020年全球3D与2.5D的IC封装市场规模将达1,705亿美元，合计2016~2020年的年复合成长率为38.30%。Research and Markets 表示，相较于3D晶圆级芯片封装或2.5D等其它封装技术，3D 硅穿孔（Through-silicon via; TSV）技术且有最高的互连密度及更大的空间效率等优点，因此预估3D TSV市场年复合成长率会高于其它封装技术。

TSV是一项高密度封装技术，正在逐渐取代目前工艺比较成熟的引线键合技术。TSV技术通过铜、钨、多晶硅等导电物质的填充，实现硅通孔的垂直电气互连。TSV封装具有电气互连性更好、带宽更宽、互连密度更高、功耗更低、尺寸更小、质量更轻等优点。 3D芯片堆叠技术的实现可分两步走，第一阶段是先采用借助硅中间互连层的2.5D技术，功能芯片通过微型锡球与硅中间层连接，再通过一层TSV衬底连接到3D芯片封装用衬底上；而第二阶段则会将TSV结构直接植入芯片之中，使堆叠的芯片能够实现垂直互联。目前，2.5D扮演着向3D过渡的角色，成本和工艺是制约3D量产普及的最大难题。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 16 TSV制造工艺流程中应用的技术


资料来源：Yole Developpement、亨通伟德投资

TSV的技术步骤如下：a.以黏着剂将一片高透光性的薄玻璃黏贴于芯片的正面，以保护晶圆表面不受污染；b.研磨黏有玻璃的芯片背面，使芯片的厚度变薄，借此降低之后的封装厚度；c.以蚀刻的方式将芯片背面的硅材料去除，作为RDL 线路连接之孔洞；d.在芯片表面覆上一层二氧化硅作为绝缘层；e.在芯片表面溅镀上金属层，再利用三度空间之曝光、显影及蚀刻等制程完成所需的金属线路，使线路与IC 焊垫的截面相连通；f.在金属线路上覆盖上一层保护层；g.BGA 型式的组件则以印刷的方式将锡膏印在整片芯片上焊接点的所在位置，再经过回焊形成锡球。最后切割芯片成为单颗封装完成的IC。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 17 TSV封测技术流程


资料来源：精材科技、亨通伟德投资

3D WLCSP是当前能高效整合小尺寸光电组件如CMOS影像传感器等的首选解决方案。它也是目前最成熟的3D TSV平台，未来几十年内，3DIC都将凭借着更低的成本、更小的体积，以及推动芯片功能进化等优势，成为未来半导体产业的新典范。据Yole Developpement预估，未来五年内，3D堆栈DRAM和3D逻辑SoC应用将成为推动3DIC技术获得大量采用的最主要驱动力，接下来依序是CMOS影像传感器、功率组件和MEMS等。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 18 2016~2022年按领域细分的TSV应用晶圆预测 （单位：百万片12寸晶圆）


资料来源：Yole Developpement、亨通伟德投资

2016年，受BSI CIS应用推动，目前3D TSV应用的设备市场营收超过了1.7亿美元。同时，至2022年，3D TSV应用的材料市场将从目前的1.09亿美元增长至2.32亿美元高峰。3D TSV应用的材料市场将主要受到下一代3D堆栈存储器的推动，它将变得更加复杂，因此需要额外的先进材料，如光阻材料和填充材料，以获得更好的性能。

3D TSV应用的设备市场预计将因为BSI CIS混合堆栈的引入而在2019年出现下跌，混合堆栈无需任何TSV互联，因此不需要专用于TSV制造的设备投资。如果未来3D混合键合被认为是3D堆栈BSI的一种替代技术，那它将会影响并导致整个TSV设备市场下滑。不过，随着3D堆栈存储器的发展，以及TSV在指纹和环境光等传感器领域的渗透率提高，预计3D TSV设备市场到2020年会开始复苏。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 19 3D TSV应用的设备和材料市场预测（单位：百万美元）


资料来源：Yole Developpement、亨通伟德投资

从产业发展角度看，先进的FOWLP、eWLB等技术通常在IC制造的后端完成，因此IC代工厂开始蚕食IC封测厂的市场，一个典型的案例就是全球IC代工老大台积电以集成扇出型封装InFo的优势抢在三星前拿下iPhone7 A10全部订单。但另一方面，SIP技术的发展又使得IC封测厂商向下游抢夺终端组装厂的份额。

图表  SEQ 图表 \* ARABIC 20 WLCSP和SiP封装在制造产业链间的交叉拓展


资料来源：TRI、亨通伟德投资

下面我们讲一下探针卡。探针卡（Probe Card）是一片布满探针的电路板，为测试机台和待测晶圆间测试分析的接口，每一种IC至少需一片相对应之探针卡，应用于晶圆针测阶段，为IC产品的晶圆测试，属半导体产业中相当细微的一环。

IC于晶圆上制造完成，在IC尚未封装前，对裸晶以探针做功能测试，亦即以探针卡上面的探针与待测芯上的焊垫或凸块接触，输入及输出芯片讯号以进行电性量测，再配合周边测试仪器与软件控制达到自动化量测，检验制作完成的晶圆良率；在晶圆针测过程当中，会筛选出不良品（瑕疵或故障的晶粒），并将不良品做标记，晶圆切割后，良品将进行后续的封装制程，不良品则避免继续下阶段的制程。

晶圆针测系属半导体制程当中的后段制程，晶圆针测可避免不良品进入后段封装制程；由于封装的成本在整体IC生产上所占比例较高，故避免不良品进入后段封装制程，可降低构装成本的浪费。另外电子产品越来越向轻薄、高功能及低功耗发展，高阶封装技术成本逐渐提高的趋势下，能减少构装浪费的晶圆针测已经成为IC产业中重要且关键的一环。

国际专业市调机构VLSI Research Inc.的调查报告中指出，2016年全球半导体探针卡产值约1,370百万美元，产值与去年持平；随着未来几年半导体市场被高度看好、成长可期，预估2017年全球半导体探针卡产值年成长率将高达为11%、产值达到1,500百万美元以上。全球半导体探针卡市场长期呈现逐年持续成长趋势，预估2016年到2021年总产值将以年复合成长率(CAGR)6.2%稳定成长，至2021年达到1,852百万美元。

探针卡的发展与IC产业发展有同步关系，如立体堆栈芯片、芯片级封装、覆晶封装、多芯片组合、KGD、铜柱凸块封装、绘图芯片、高频测试需求等，均需仰赖不同的探针测试技术。综合IC的发展趋势与晶圆探针卡的关系，归纳出以下十项发展趋势：a.针距细微化： ITRS于 Metrology Roadmap 2012 Update中揭露半导体整体技术的演进，将持续朝电路间隔微小化前进。配合未来IC制程微缩及芯片面积持续缩小，晶圆探针卡将朝向更细微化的针距发展，以符合IC制程技术的要求。b.防讯号干扰：系统单芯片已成为IC发展主流，未来IC制程、功能将更加复杂，包括逻辑、内存、模拟等各种功能区块将集中于同一颗芯片内，相对地使晶圆针测技术困难度愈来愈高，也使得讯号的防干扰性备受挑战。C. 适用不同半导体材质与技术：对于半导体新制程技术的创新与开发，将衍生对应出不同类型的芯片焊垫及焊垫材质。若待测芯片的接触焊垫材质不同，所需的探针卡技术亦将有所差异。d.高速探针卡：近年来因行动通讯、网络应用需求上扬，使高速通讯芯片需求大幅成长，甚至驱动IC也朝高速讯号传递发展。高速通讯芯片中最重要的设计考虑乃讯号的传递，所以讯号传递路径的阻抗匹配、及讯号完整性都极其重要；如何进行探针卡的线路设计与制造精密度，以确保讯号传递的完整性，亦为探针卡的开发关键。e. 多芯片平行测试：因应12寸晶圆厂快速成长，IC测试厂商为了节省测试时间并提升成本效益，偏好一次接触就能达到多芯片测试的探针卡。要达到此目的，设计芯片同测数要越高，但其DUT与DUT间的一致性也就越难达到，再加上同测面积越大，其平面度也越难控制，必须有更好的探针卡设计制造技术。f.Low k芯片用探针卡：当半导体制程演进至90nm时，其介电层必须使用低介电值的Low k材料以提高组件效能，故低介电系数制程技术的产品已成主流。然一般 Low k材质多属于易脆多孔性材料，在晶圆针测时容易造成芯片的伤害，故如何控制探针卡的针压范围就非常重要。g.少清针：探针卡的针尖接触质量不佳时，将无法达到良好测试功能，必须加以清针才能继续测试；但清针时，针尖会被磨耗，探针寿命会因此缩短。因此开发少清针的探针卡已成产品发展重点。h.高低温测试：由于IC产品须适用于各种不同环境中，故晶圆测试时，必须针对高低温进行测试，以符合产品规格要求。因此，研究温度效应造成的探针卡变异现象，亦为设计开发的要点。i:高功率芯片测试：高功率芯片所需测试的电流，相对于一般芯片要高出许多，此时探针卡探针的电流耐受能力就显得非常重要。故高耐电流探针亦为设计开发要点。g:低接触电阻：为符合手持行动装置减少耗电的需求，其操作电压相对应会降低，而探针卡在测试芯片时的接触电阻就不能太高。因此低接触电阻探针卡，亦为设计开发的要点

浅贝

下一代存储芯片比现在快千倍 预计明年研发成功

缪向水（左二）与学生们交流 记者康鹏 摄缪向水（左二）与学生们交流 记者康鹏 摄
　　本报讯（记者康鹏 通讯员王潇潇 高翔）26日晚10时，夜色渐深，武昌喻家湖东路，武汉光电国家研究中心的一间实验室里仍然灯火通明，100多人的研发团队正挑灯夜战，全力研发“下一代存储芯片”。墙上，贴满了团队在国际知名期刊上发表的论文，以及大批专利证书。

　　“我们正在攻关的是基于相变存储器的3D XPOINT存储器技术，预计明年能在实验室研发成功。到时候，芯片的读写速度会比现在快1000倍，可靠性提高1000倍，一旦产业化成功，将颠覆产业格局。目前，英特尔等产业巨头也在研究这一方向。”研发负责人、教育部“长江学者”特聘教授、华中科技大学光电学院副院长缪向水介绍。

　　“芯片是信息社会的粮食，其中存储器芯片是应用最广泛的，市场最大的芯片，所有的电子产品，包括手机、相机、电脑都离不开它。当前，我国每年进口额高达2600亿美元，其中四分之一是存储器，95%的存储器芯片依靠进口。”缪向水说。

　　53岁的缪向水研究信息存储技术32年，曾在亚洲顶尖的新加坡国立大学任教10年，2007年回国后开始自主研发存储器芯片，同时兼任武汉新芯首席科学家。

　　自主研发的道路并不平坦，缪向水介绍，芯片是一个高度复杂的科技产品，5毫米见方的硅片上，电路只有头发的几百分之一粗细，肉眼无法看到，每个存储器加工过程有66步工艺，一步都不能错，且芯片加工设备昂贵，流片出错的成本极高，一不小心损失可达上千万元。
　多年来，缪向水带领科研团队不断攻关克难。25岁的博士生冯金龙进入研发团队已经3年，他和团队成员们整天都泡在实验室里，不是在查阅资料，就是穿着白大褂，在超净间的高倍显微镜下做实验。“我做的是芯片材料机理的研究，生活是单调了一点，但发现新东西让我很有成就感。”他说。

　　“芯片是国之重器，信息产业严重依赖芯片，产业命脉应该掌握在自己手上，重大核心技术必须靠自主研发，不能让别人卡着脖子。”缪向水表示，目前，我国的芯片产业离国外还有不少差距，但我们不能自暴自弃，也不能急于求成，要静下心来，坐冷板凳，坚持自力更生，产学研协同，共同攻关，未来我们一定能圆“芯片梦”。

　　4月上旬，长江存储武汉基地芯片生产机台正式进场安装，这标志着国家存储器基地从厂房建设阶段进入量产准备阶段，中国首批拥有完全自主知识产权的32层 3D NAND闪存芯片将于年内量产。

浅贝

中国突破芯片技术垄断第一人：60岁回国创业写下芯片界传奇

半导体芯片“自主研发”已然成为中国科技产业发展的关键共识，但有一家半导体设备企业早从 14 年前就开始为中国科技产业研发实力积累埋头苦干，更在三年前因成功开发“等离子刻蚀机”而声名大噪，让美国商业部将该技术从“国家安全出口管制”名单中剔除，这是中国半导体技术研发史上的一大胜利， 这份成就，来自于中微半导体。

中微半导体是国家集成电路产业基金（大基金）成立后投资的第一家公司。 在 2017 年 1 月美国总统科技专家委员会（PCAST）发布的国情咨文“确保美国在半导体产业的长期领导地位”报告中，分析中国集成电路的芯片设计、制造、设备、材料和封装产业，在 32 页的报告里唯一提到的中国公司名字就是中微（AMEC）。

“国产设备界教父”尹志尧，创业史与“中国半导体之父”张汝京十分相似

身为中微半导体创办人之一，目前担任中微董事长的尹志尧博士在国产半导体设备界创业的过程，与中芯国际创办人张汝京有着非常相似的背景。

张汝京从美国德州仪器到台湾创立世大集成电路（WSMC），又到上海创立中芯国际。 而尹志尧则是在 60 岁从美企应用材料退休后，到上海创立中微， 更在过去 11 年里三次从国际大厂的轮番法律诉讼战中，成功全身而退，创下中国半导体发展史上传奇的一页。

DT 君日前独家采访尹志尧，即使对中国半导体设备技术的贡献成就卓越，他仍是一身谦逊儒雅的文人风范。


图丨尹志尧（来源：DeepTech深科技）

在采访一开始，他“嘱咐”DT 君的第一句话不是别的，是希望这个采访不要着墨太多个人事迹，因为中微不是他一个人创立的，当初从美国回到中国的创业团队有 15 个人，至今都是公司重要骨干，包括全球业务副总朱新萍、资深副总杜志游、副总倪图强等，中微今日的成就，是所有人的共同努力。

尹志尧又强调，中微是从事产业技术发展和商业竞争的事，不希望提高到政治和战略的高度，做过分的渲染。

然而，如果读者知晓尹志尧的一生事迹，可以了解他的职涯、创业过程，为什么会是中国半导体产业发展过程中，无法忽略不提的的重要标竿之一。

半导体发展像举鼎，资金、人才、政策缺一不可

这几年芯片产业正在风口上，很多人说中国半导体发展已有很长时间，但今年是“起风”的一年。

尹志尧语重心长指出，中国半导体产业还非常弱小，最大矛盾是不对称竞争， 中国企业的规模是外商大厂的十分之一到二十分之一，研发投入也只是外企的十分之一到二十分之一，在这种不对称的竞争势态下，如何能发展壮大？

尹志尧形容，发展半导体芯片产业就象是支起一个鼎，鼎有三个腿：资金、人才和政策。只要三个腿坚强有力，而且均衡支撑，产业的鼎就会顺利顶起。近年来芯片投资蜂拥而至，看起来形势很好，但有三个严重的不平衡：资金一头大、人才严重不足、促进产业发展的政策需要进一步改进升级。


图丨中微董事长尹志尧与公司经营团队合影于美西SEMICON West 2018

这一波资金聚集在芯片制造，占总投入资金 90% 以上，然设备和材料领域占芯片制造厂成本 80%，分得的投资占比却不到 5%，是严重不均衡。

根据 SEMI 统计，2017 年中国占全球半导体销售量 15%，排名全球第三，预计在 2019 年可攀升至全球第二，然而中国本土 IC 设备自制率却低于 5%，仍是在巨头间挣扎。

另一个问题是，几乎全部的资金投入都是股本金，但缺乏长期低息贷款和研发项目资助，单纯的股本金投入芯片生产线，是不能达到预期回报的。

在政策上，投融资政策、所得税、进出口、劳动法、产业链本土化、员工期权激励和 IPO 上市政策等都需要做适当的调整，很多相关政策都是从改革开放前期，为促进引进技术、来料加工而拟定的，现在应该要全面重新检视。

尹志尧强调，如果能迅速解决这三个不平衡，国内的半导体芯片产业就会高速、健康、均衡的发展。

半导体关键设备不只“光刻机”，7 纳米以下“等离子刻蚀机”需求量飞速成长

中微半导体是生产芯片过程中最关键的设备： 等离子刻蚀机和化学薄膜设备的供应商。


图丨中微自主研发的300毫米甚高频去耦合反应离子刻蚀设备 Primo D-RIE

观察半导体产业的演进，从上世纪 50 年代的 128K 的电子管计算机，到 80 年代 128K 的存储器件，再到 2015 年 128G Flash，人类微观加工的能力在面积上缩小 1 万亿倍， 这个意思是，如果把今天的手机退回到 50 年前，相当于 200 万栋五层楼里充满了电子管。

微观加工能力实现的关键，来自于芯片制造过程中近十个关键程序，分别为扩散（Thermal process）、光刻（Litho）、等离子刻蚀（Etch）、化学气相薄膜（CVD）、物理溅射膜（PVD）、离子注入（Ion Implant）、化学机械抛光（CMP）、清洗等。分属于这些程序的设备为扩散炉、光刻机、等离子刻蚀机、化学气相沉积设备、物理溅射设备，离子注入机、化学抛光机和清洗机等。

一般人提到半导体设备，首先想到的是光刻机，仿佛有了光刻机，所有芯片制造问题都迎刃而解。然殊不知，芯片制造程序千百道又极度复杂，只有光刻机是无法完成生产一片晶圆的。


图丨蚀刻过程示意简图

在芯片制造中，有三道最关键的程序分别为光刻、等离子刻蚀、化学气相沉积，在晶圆制造的过程中不断循环重复，衍伸出来的设备产值也最高。 若论难度，光刻技术是设备技术障碍最高的，而等离子刻蚀的难度是来自于上千种工艺过程开发的难度。

半导体制程技术到了 14 纳米、 10 纳米的结构，需要走入二重模板（Double Patterning）曝光技术，因此对于刻蚀和薄膜的整合设计需求大量提升，才能符合更小线宽的要求，这样的趋势更让刻蚀机和化学薄膜的组合拳成为芯片制造过程中，更重要的关键步骤。

再者，2D NAND 转进 3D NAND 技术的产业演变，也让光刻技术的需求减少，反而是刻蚀和化学薄膜的需求量大增，使得这两项设备组合拳成为市场增长最快的产品，年增长超过 16%，其中，等离子刻蚀已占整个设备投资比重高达 22%，正式超过光刻机。

中国一座座平地而起的晶圆厂，让尹志尧不甘终生帮外企作嫁

谈起当年投身创立中微为中国半导体产业打造自主技术设备的历程，尹志尧认为进入一个产业，选对市场细分选项很重要，刻蚀机是处于高速成长的市场轨道上，年需求量已超过 70 亿美元，而到 2025 年预计达到 150 亿美元。把该市场做好，中微的成长性自然不断向上。

目前中微已经突破由美商应用材料、泛林研发（Lam Research)、日本 TEL 外商垄断的刻蚀机市场藩篱，挤入全球前五大供应商， 打入众多国际大客户包括台积电、英特尔、联电、 GlobalFoundries、中芯国际、华力、长江存储，博世和意法半导体等 40 条生产线。

中央电视台《大国重器》中的中微半导体

尹志尧致力于物理化学反应器领域已有 50 年，在 1980 年到美国前，就在石油化工和中国科学院从事催化剂和反应器的研究和工业生产。在美国获得博士学位后，先后任职于英特尔、泛林研发、应用材料等国际半导体大厂。

14 年前，已从应材退休的尹志尧看着中国一座座平地而起的晶圆厂，内心不甘于一生所学都是“为人作嫁”，有感于亚洲半导体发展很快，中国变化更大，他们十几个人毅然决心回国，为正兴起的中国集成电路产业做出贡献。

小虾米对大鲸鱼，三次国际大厂专利大刀砍来都奇迹脱身

中微在中国半导体产业的传奇，不单是打破关键技术的垄断，其创业 14 年来，凭“小虾米”之姿，面对三次“大鲸鱼”的专利侵权诉讼大刀砍来，都奇迹似地从被动到主动，一直处于不败之地，也是一页传奇。

时间重回 2007 年，就在那年中微刚研发出来的刻蚀机，即将进入国际最先进的晶圆代工生产线时，他的老东家应材认为有窃密之嫌，因此在美国联邦法院提出诉讼。


图丨应用材料

为了证明自己的清白，中微聘请了美国一流的知识产权诉讼律师，花了两年半的时间，彻查了中微 600 多万件文件和 30 多人的电脑和文件，都没有找到关于应材的图纸，技术数据和商业机密，这个诉讼最终得到和解。

谈到这段历史，以及后来在网上的报导，尹志尧特别跟 DT 君强调， 网上关于当年他和同事从美国回中国创业，被美国当局清查了电脑，没收了所有的 600 万件文件，是被渲染的不实报道，是把商业竞争不必要的提高到其他层面所产生的副作用。

在中微和应材的官司还没和解之前，另一个美国竞争对手：泛林研发又向中微发难。


图丨泛林研发

泛林研发在 2009 年在台湾状告中微的专利侵权。 尹志尧表示，公司创立时就研究过对方的专利，确认其专利无效的，即使对手的专利是有效，中微的设计是不一样的，也未侵犯其专利。

该官司只经过 8 个多月，中微就取得了一审的胜利，对方上诉四次都被法院驳回。而在此过程中，中微更掌握确凿的证据指出对方窃取中微高度机密的技术文件，并在上海法院提出告诉，最后取得诉讼的胜利。

第三起专利诉讼来得凶猛，一度让中微的产品遭禁运

看到这里，可以知道中微的创业过程，是一路被告到大的小孩。而接棒砍下第三刀侵权官司的， 是 2017 年 LED 设备厂商 Veeco 在美国纽约地方法院告 MOCVD 石墨托盘供应厂商给中微提供的石墨托盘侵犯 Veeco 专利，而中微也立即采取反制行动，向中国专利局与其他国家专利主管机构诉请 Veeco 的专利无效进行反击。


但就在美国法院仍在审理 Veeco 专利是否有效、中微设计是否侵权时，美国方面就先宣布对石墨托盘出货禁令，让中微无法获得供货，由于石墨盘是一个消耗件，此一变化让使用中微 MOCVD 设备的 LED 客户几乎停产。

之后中微诉请 Veeco 的专利无效得到批准，且在福建法院状告 Veeco 托盘锁定的设计侵权，最后福建高等法院也对 Veeco 进口中国的 MOCVD 设备实施出货禁令，一连串的动作让 Veeco 不得不妥协，进而与中微进行和解谈判，除了撤销相关诉讼外，更进一步同意与中微共享石墨托盘专利。

仅 18 个月就取下国内 MOCVD 设备 70% 市占，国产设备的另一奇迹

讲到 MOCVD 设备的开发、量产到国内市占率横扫千军，是中微的另一个骄傲。

2009 年时，蓝光 LED 热潮袭卷全球市场，政府大量补贴 LED 公司，鼓励建立 LED 生产线，当时的 MOCVD 设备市场全掌握在美国 Veeco 和德国 Aixtron 两大外企之手。

在 2009 年到 2010 年之间，中国有高达 54 家的公司和研究所计划开发 MOCVD 设备，想要抢搭这一波热潮顺风车，其中至少 25 家已开始开发，但 7 年后，真正量产的只有中微一家。


图丨中微的MOCVD设备

从 2016 年起，中微用仅仅 18 个月的时间就在中国的 MOCVD 设备市场拿下 70% 以上市场， 取代了原本由美、德设备长期掌控的产业，打下不可思议的胜仗！

奇迹是如何被创造的？尹志尧表示，我们用半导体最高水平的技术去做 MOCVD 机台，且这项产品和中微做过的 CVD 技术很类似，其他公司可以做出“样机”，但样机只是完成设备开发的 20 ％。

三次深陷国际大厂侵权诉讼的中微，次次全身而退，步步越战越强，尹志尧强调重视知识财产权的重要性。

要做全球生意必须尊重各国法律，尊重知识产权

他早年任职于美商大企业，对待每一次的职业转换都非常严肃认真，绝对不携带任何资料到新公司，绝不侵犯任何专利，也这样要求所有加入中微的员工。他强调，集成电路是国际化产业，要进入这个产业必须要遵守中国，也要遵守美国的法律，才能做全球生意，如果违法而被制裁了，也不能将此无限上纲到政治层面。

尹志尧认为，中国人对集成电路是有一定天赋，只要努力一定做得成，但过程必须要非常尊重知识产权，产业发展几十年下来，很多前人的技术研发成果已在前方，后面加入的人不可能不借鉴前人，但必须尊重别人的智财权，绕道而行，或是付专利费。

从 2012 年开始，中微过去 6 年的每年营收成长率都保持 35% 上下，这两年的年营收增长更是超过 50%。 对于中微未来的期许，尹志尧表示，希望在 2028 年达到营收 100 亿元，在规模上进入国际工艺设备公司的前五强企业。

尹志尧强调，集成电路是全球化产业，不可能把它变成任何单一国家独占的产业，且不可否认地，近几十年来芯片的技术开发和大生产，以及半导体设备产业都往亚洲延伸，中国的集成电路产业兴起，是继日本、韩国和台湾发展后必定要发生的，任何人也阻止不了这趋势。

如尹志尧所言，中国集成电路产业的起飞，是历史的必然，是任何力量也挡不住的趋势，但是，这是一个国际化产业，必须坚持开放的做法，千万不要像某些人那样关起门来搞，同时必须高度重视知识产权，才能保障产业的健康发展，唯有如此，中国的集成电路产业才能真正接轨国际，赶上世界先进水平