Panorama continuo de semiconductores de acciones A y nueva revisión (1)

03

Diseño de chips

[1]Estado de la industria, descripción general y localización

El diseño de chips y la fabricación de obleas son los eslabones centrales de la cadena de la industria de semiconductores.

El diseño de chips se encuentra en la parte superior de la cadena industrial y afecta la función, el rendimiento y el costo del chip desde el principio, por lo que requiere una fuerza de investigación y desarrollo extremadamente alta por parte de las empresas. La inversión en I+D en este enlace representa el 53% de toda la I+D de semiconductores. Es una industria típica con uso intensivo de talento e inteligencia.

Sin embargo, esto también conlleva beneficios de alto valor añadido. El modelo de activos ligeros hace que el margen de beneficio bruto general de la industria supere el 30%, que es el eslabón más rentable de la cadena industrial. Una vez que se domina la tecnología de arquitectura subyacente central, es posible realizar pagos de patentes de seguimiento. Alcanzar más del 50% del coste de diseño.

El proceso de diseño de chips se puede dividir principalmente en diseño front-end y diseño back-end. El diseño de front-end también se denomina diseño lógico, que diseña principalmente la función del chip, y el diseño de back-end también se denomina diseño físico, que diseña principalmente el proceso del chip.

El modo de división de negocios también se puede dividir en modo IDM y modo Fabless, es decir, modo de integración vertical y modo fabless. Lo primero significa que los fabricantes de semiconductores completan todo, desde el diseño de chips hasta su fabricación, con una gran inversión inicial pero pueden controlar de forma independiente la cadena industrial, representando empresas como Intel e Infineon;

Esto último significa que se dedican al diseño de chips por sí mismos, y la fabricación de obleas se delega en fundiciones como TSMC. Los activos son más ligeros, pero fácilmente controlables por terceros. Con la expansión del efecto de escala, el modelo Fabless se está generalizando cada vez más. Empresas representativas como NVIDIA, Qualcomm, la principal empresa tecnológica de China... En el primer trimestre de este año, entre las 15 principales empresas de semiconductores del mundo, las cuatro con mayor crecimiento de ingresos: AMD (93%), MediaTek (90%), Qualcomm (55%) y Nvidia (51%), se encuentran en modo Fabless.

Como ya sabemos, los diseñadores de chips chinos representan una cuota de mercado global de tan solo un dígito, muy por debajo de la de Estados Unidos. Si bien HiSilicon, la empresa tecnológica líder de China, es una excelente empresa de diseño de chips, lamentablemente la industria continental de fabricación de obleas está muy rezagada. HiSilicon sigue estancada y ha sufrido grandes pérdidas.

[2] Breve análisis de empresas líderes

Micro UNIS: Es una de las empresas cotizadas más grandes y líderes en diseño de circuitos integrados en China. La filial State Microelectronics tiene una línea de productos completa y una sólida solidez técnica. Es la empresa líder de circuitos integrados especiales en China. La filial Unigroup Tongxin es líder nacional en chips para tarjetas inteligentes y la tasa de penetración en el mercado ha mejorado aún más. La subsidiaria Unigroup Tongchuang es el líder nacional de FPGA y el rendimiento de su producto ha alcanzado el nivel de diez millones de puertas superiores en la industria, rompiendo el oligopolio en el extranjero y se espera que logre un rápido crecimiento en el proceso de localización de FPGA en el futuro.

Innovación Zhaoyi: Doble líder en memoria de chip de memoria flash nacional y diseño de microcontroladores MCU, actualmente el proveedor número uno de flash NOR sin fábrica del mundo y la tercera participación de mercado mundial en el campo SPI NOR Flash. Los productos NOR Flash, basados ​​en la plataforma de proceso madura de 1 nm, la compañía continúa lanzando productos competitivos para nuevas aplicaciones de mercado, Internet de las cosas, aplicaciones automotrices, control industrial y otros campos; En el mercado de microcontroladores MCU, las ventas se acercarán a los 3 millones en 55.

Microarticulación: El líder nacional en chips de RF, profundamente comprometido en el campo del front-end de RF, tiene una ventaja en el segmento de front-end de RF nacional y es uno de los pocos proveedores nacionales de dispositivos de RF que se comparan con empresas líderes internacionales.

Will comparte: El líder nacional en diseño de sensores de imagen adquirió con éxito dos empresas de diseño CIS de sensores de imagen, OmniVision y Sbike, en 2019, y los ingresos del negocio de diseño superan a la décima empresa cotizada en diseño de chips más grande del mundo. Y mayores esfuerzos de investigación y desarrollo en dispositivos discretos, circuitos integrados de RF, circuitos integrados analógicos y otros campos, formando un diseño empresarial con el negocio CIS como núcleo y desarrollo coordinado de múltiples líneas de productos.

Tecnología Wingtech: Nexperia, adquirida por un coste de 18.1 millones de dólares, es líder mundial en semiconductores de potencia y sus productos se encuentran principalmente en los campos de la electrónica de consumo y los automóviles. Sus principales productos son dispositivos lógicos, dispositivos discretos y dispositivos MOSFET. Es una empresa multinacional de semiconductores que integra diseño, fabricación, embalaje y pruebas. Sus tres principales negocios ocupan posiciones de liderazgo mundial: los dispositivos lógicos ocupan el segundo lugar y los diodos y transistores el primero. , El MOSFET de potencia del vehículo ocupó el segundo lugar.

Pekín Junzheng: Adquirió Beijing Sicheng, que tiene una participación de mercado del 15% en el mercado mundial de chips de memoria DRAM para automóviles, convirtiéndose en una empresa líder en chips de memoria para automóviles que escasean en China.

Nueva Energía Limpia: Empresa líder nacional en MOSFET, que ha construido su propia línea de producción de empaquetado y prueba de IGBT, y cuyos productos se han incorporado a la cadena de suministro de numerosos fabricantes líderes nacionales e internacionales, como CATL, ZTE, Philips, etc. Es uno de los pocos fabricantes nacionales de dispositivos de potencia de alta gama. Uno de los principales fabricantes de tecnología. En el futuro, se dedicará a desarrollar una plataforma de dispositivos de potencia de semiconductores de tercera generación y a desarrollar activamente semiconductores de potencia para vehículos de nueva energía.

Fullhan Micro: El líder en diseño de chips de seguridad. HiSilicon fue sancionada por Estados Unidos y retirada pasivamente del mercado. La empresa aprovechó la oportunidad en el proceso de cambio de la cadena de suministro de los clientes intermedios y logró una sustitución del 80 % de los productos HiSilicon. En 2020, la cuota de mercado de la empresa en el campo de los chips de seguridad para ISP front-end alcanzará el 60%-70%.

Jingfeng Mingyuan: La primera empresa de chips en China en realizar la localización de chips controladores de iluminación LED, y su volumen de envío ocupa el primer lugar en el mundo. dominó la tecnología clave del diseño de chips controladores de iluminación LED y lanzó la solución general del controlador de iluminación LED, rompiendo el monopolio de las empresas de chips extranjeras sobre los chips controladores de iluminación LED.

Shengbang Co., Ltd.: Como líder nacional en chips analógicos, las dos principales líneas de productos de chips analógicos son chips de administración de energía y chips analógicos de cadena de señal, tracción en dos ruedas, que se benefician de 5G, propulsión industrial, inteligencia artificial y actualizaciones automotrices.

Siripu: La empresa líder nacional de chips analógicos de cadena de señal, el rendimiento integral ha alcanzado el estándar internacional. Al mismo tiempo, se centra principalmente en chips analógicos de cadena de señal y se expande gradualmente a chips analógicos de administración de energía.

Tecnología Expressif: La empresa de chips IoT WIFI-MCU líder en el mundo, con la mayor participación de mercado del mundo, capacidades de control de costos de chips de hardware de primera clase y un ecosistema completo de desarrollo de software.

Chip de roca: Un proveedor de SoC multiescenario, con diseños en los campos de tabletas, electrónica de consumo, OTT, pagos, computación en la nube y seguridad, centrándose en la administración de energía, el rendimiento energético de desarrollo propio y los indicadores de confiabilidad se encuentran en el nivel líder del mercado.

04

fabricación de obleas

[1]Estado de la industria, descripción general y localización

La fabricación de obleas es el eslabón central más importante de la industria de los semiconductores y tiene la mayor cuota de mercado. Representa el 13% de toda la industria de semiconductores en términos de I+D, pero la inversión de capital representa el 64%. El proceso de fabricación avanzado tiene más de 500 procesos, que es un proceso típico que requiere mucho capital. tipo de industria.

China continental representa actualmente el 16% de la capacidad mundial de fabricación de obleas. Se espera que, bajo la tendencia de que la industria mundial de la fundición se desplace gradualmente hacia China continental, continúe creciendo en el futuro, y la atención se centra en cuándo ponerse al día con el mundo que está 2 o 3 generaciones por delante de mi país. tecnología avanzada.

La mayor capacidad de producción corresponde a China, Taiwán y Corea del Sur, que representan más de la mitad de la cuota de mercado, principalmente TSMC y Samsung, que poseen la tecnología más avanzada. Ambas compañías planean invertir cerca de 20 mil millones de dólares estadounidenses en la nueva fábrica de obleas con proceso de 5 nm. Esto también resulta prohibitivo, lo que genera importantes barreras técnicas y de capital.

[2] Breve análisis de empresas líderes

SMIC: El líder indiscutible de las fundiciones de chips nacionales, con la mayor tecnología y escala en China, representa el nivel de fabricación más avanzado para el reemplazo nacional de circuitos integrados y la cuarta mayor participación de mercado del mundo. La demanda de procesos maduros es fuerte, pero los procesos avanzados que están estancados están restringidos por la política y los juegos corporativos, y no hay ninguna mejora evidente.

Silán Micro: Como uno de los principales fabricantes de semiconductores de potencia IDM en China, la compañía ha puesto en producción la primera línea de producción de potencia de 12 pulgadas de fabricantes nacionales de IDM, invirtiendo continuamente en el sector de semiconductores de potencia y consolidando su liderazgo en IDM. Se han creado segmentos de negocio como dispositivos (principalmente dispositivos semiconductores de potencia MOSFET, IGBT, diodos, etc.), circuitos integrados (incluyendo principalmente IPM, MCU, sensores MEMS, chips de gestión de energía, circuitos digitales de audio y vídeo, etc.), chips LED y obleas epitaxiales. Es el fabricante de semiconductores IDM con la línea de productos más completa de China.

Micro de recursos de China: Una empresa de alta tecnología perteneciente a China Resources Group, una empresa líder en semiconductores de potencia en China, uno de los principales fabricantes nacionales de IDM y el mayor proveedor de MOSFET. Es la empresa de semiconductores líder de China con capacidades operativas integradas de toda la cadena industrial, como el diseño de chips, la fabricación de obleas, el embalaje y las pruebas. La I + D y la producción de SiC y GaN van sin problemas, los diodos de SiC se han suministrado en pequeños lotes, la I + D de los productos SiC-MOSFET está llegando a su fin y sus preparativos de industrialización avanzan de manera ordenada, y GaN de 6 pulgadas. y productos de 8 pulgadas se están desarrollando simultáneamente.

Semiconductor estrella: Líder en la industria nacional de IGBT para automoción y séptimo en el mercado mundial de módulos IGBT. Se planea construir su propia línea de producción de obleas para la producción de chips IGBT de alto voltaje y chips de SiC. Tras la puesta en marcha del proyecto, alcanzará una capacidad de producción anual de 360,000 chips semiconductores de potencia. Los módulos de SiC se han utilizado en el sistema de control electrónico central de Yutong New Energy Bus.

Electrónica Saiwei: En 2016, Saiwei adquirió la propiedad intelectual de procesos líder en el mundo a través de la adquisición de Suecia Silex y entró en la vía de fundición pura de MEMS para convertirse en el líder mundial en fundición de MEMS. En la actualidad, la empresa puede producir diversos dispositivos como microfluidos, microultrasonidos, microespejos e interruptores ópticos.

05

Pruebas de paquetes

[1]Estado de la industria, descripción general y localización

La industria del embalaje y las pruebas se encuentra al final de la cadena de la industria de los semiconductores. Las tecnologías de envasado y prueba son relativamente de gama baja y el valor también es bajo, lo que constituye una industria que requiere mucha mano de obra.

Por lo tanto, con la ventaja de una mano de obra barata, China ha aumentado su participación global al 38% en el campo del embalaje y las pruebas mediante la integración de recursos y la expansión de escala. Es el vínculo con mayor grado de localización en la industria de semiconductores de mi país y la menor brecha con países extranjeros.

[2] Breve análisis de empresas líderes

Tecnología Changdiana: Líder en envasado y ensayo nacional, y tercero a nivel mundial. Tiene una vanguardia en toda la serie de embalajes y pruebas, y su negocio cubre todas las categorías de gama alta/media/baja. Puede proporcionar a los clientes soluciones de proceso completo, desde simulación de diseño hasta empaquetado y pruebas de nivel medio y final, y empaquetado y pruebas a nivel de sistema.

Microelectrónica Tongfu: El quinto mayor fabricante de embalajes y pruebas del mundo, centrándose en estrategias clave para los clientes, implementación a largo plazo de tecnologías avanzadas de embalaje para almacenamiento, microprocesadores y otros productos.

Tecnología Huatiana: El sexto fabricante de pruebas y embalajes más grande del mundo ha estado profundamente involucrado en el campo de pruebas y embalajes durante varios años, cubriendo tres categorías de productos de pruebas y embalajes: marco de plomo, sustrato y nivel de oblea.

06

Materiales semiconductores

[1]Estado de la industria, descripción general y localización

El proceso de fabricación de semiconductores es bastante complejo e implica hasta 300 materiales diferentes. Por lo tanto, los materiales semiconductores también son los más subdivididos en toda la cadena industrial. Muchos de ellos requieren tecnología y equipos avanzados para producir, con altas barreras técnicas y de capital. .

Las obleas de silicio, u obleas, representan más de un tercio del valor de los materiales semiconductores y son el material más importante. El artículo anterior realizó una exploración más detallada de los materiales semiconductores de primera, segunda y tercera generación y no los repetirá. Además de las obleas de silicio, los gases especiales para electrónica, las fotomáscaras, los fotorresistentes y los materiales auxiliares representan entre el 10% y el 15%, y también son importantes materiales semiconductores.

La participación de mi país en el mercado mundial de materiales de fabricación de semiconductores es del 13%, ligeramente superior al 11% de Estados Unidos, pero sigue siendo un viejo problema, principalmente en la gama baja. Las obleas de silicio nacionales tienen principalmente menos de 6 pulgadas, y las de 8 pulgadas o más dependen de las importaciones. La tasa de localización de fotoprotectores y gases especiales electrónicos también es inferior al 20%. También se utilizan otros materiales con altas barreras, como objetivos de pulverización catódica y líquidos de pulido CMP. Dependen principalmente de las importaciones.

[2] Breve análisis de empresas líderes

Optoelectrónica Sanan: Sobre la base de su sólida posición de liderazgo en la producción y venta de chips LED, Sanan Integrated, una subsidiaria de Sanan Optoelectronics, realiza negocios de semiconductores compuestos y tiene cinco sectores principales: GaAs, SiC, GaN, comunicaciones ópticas y filtros. Se utiliza principalmente en vehículos de nueva energía, energía fotovoltaica, almacenamiento de energía, suministro de energía para servidores, suministro de energía para máquinas mineras y otros campos.

MUNDO: BYD ha invertido mucho en el despliegue del material semiconductor SiC de tercera generación. En la actualidad, ha desarrollado con éxito SiC MOSFET. Su filial BYD Semiconductor es la primera en el mundo y la única en China en implementar la aplicación de módulos de puente completo trifásicos de SiC en nuevas energías. Una empresa de semiconductores de potencia que se carga masivamente en controladores de accionamiento de motores automotrices. Se espera que para 2023, BYD reemplace completamente los semiconductores de potencia basados ​​en silicio para vehículos basados ​​en SiC en sus vehículos eléctricos.

Zhonghuan Co., Ltd.: Tracción doble fotovoltaica y semiconductora, principalmente obleas de silicio fotovoltaicas, pero la capacidad de producción de obleas de silicio semiconductor ha aumentado rápidamente, la capacidad de producción de 12 pulgadas y 20 años es de 70,000 piezas/mes. Continúe aumentando el volumen, se espera que la capacidad de producción supere las 600,000 piezas/mes.

León Micro: Las obleas de silicio son de tamaño pequeño, pero tienen la ventaja de integrar obleas pulidas -obleas epitaxiales- en dispositivos de potencia, con un margen de beneficio bruto superior al 40%.

Optoelectrónica NTU: Profundamente cultivada en materiales semiconductores, ha desarrollado con éxito de forma independiente el primer producto fotorresistente ArF nacional que ha pasado la certificación del cliente, logrando un gran avance en el fotorresistente ArF doméstico de cero a uno. En términos de negocios, se cambió la estructura comercial original de fuente única de MO, y los negocios de fuente de MO y precursores de ALD y CVD se integraron en el negocio de precursores avanzados, y se formaron tres segmentos comerciales principales con el gas especial electrónico y el fotorresistente. y negocios de materiales de apoyo. .

Tecnología Jacques: El gigante nacional de plataformas de materiales semiconductores, su negocio incluye materiales químicos semiconductores, gases especiales electrónicos y fotoprotectores. Los productos cubren los enlaces principales de películas delgadas de semiconductores, litografía, deposición, grabado, limpieza, etc. En 2020, la adquisición del fotorresistente en color LG Chem adquirió tecnologías maduras y capacidades de producción en masa, como el fotorresistente en color y el fotorresistente TFT, que llena de manera efectiva el vacío en la producción nacional de fotorresistente en color.

Walter Gas: Los 20 tipos de productos de sustitución de importaciones desarrollados por la empresa han logrado una producción a gran escala. Special Gas también ha superado la certificación de producto de ASML, el mayor proveedor de máquinas de litografía del mundo, y suministra a empresas de primera línea como SMIC y Huahong Grace.

Nuevos materiales de Red Avenue:Beijing Kehua Holdings Co., Ltd. ingresó al mercado de semiconductores fotorresistentes. Beijing Kehua es la única empresa china de fotorresistentes que figura entre las ocho principales empresas de fotorresistentes del mundo. También es la empresa de fotorresistentes con mayores ventas en China y ha ingresado a fabricantes nacionales como SMIC, Yangtze River Storage y Hua Hong Semiconductor.

Tecnología Anji: El líquido de pulido líder a nivel nacional, con una participación de mercado nacional de más del 20%, solo superado por Cabot.

Dinglong Co., Ltd.: La almohadilla de pulido líder a nivel nacional se ha convertido en proveedor de Changjiang Storage y también ha seguido aumentando su volumen para SMIC.

Micro de Jianghua: El líder de los productos químicos electrónicos húmedos nacionales, que rompe las barreras de restricción de las empresas extranjeras y se da cuenta gradualmente de la localización del mercado de gama baja. Sus reactivos ultralimpios y de alta pureza y sus productos reactivos de soporte fotoprotector tienen la capacidad de proporcionar una gama completa de productos químicos electrónicos húmedos para pantallas planas, semiconductores, fotovoltaicos y otros campos.

Electrónica Jiangfeng: Líder en la industria nacional de objetivos de pulverización catódica de alta pureza, ampliando la cadena industrial horizontal y vertical. En la actualidad, se pueden producir en masa objetivos de tantalio, cobre, titanio y aluminio para chips semiconductores de 90-7 nm. Entre ellos, los objetivos de tantalio se han producido en masa en los chips de 7 nm de TSMC, y los productos de nodos de tecnología de 5 nm también han entrado en la etapa de verificación.

07

Equipos semiconductores

[1]Estado de la industria, descripción general y localización

Además de los materiales, el funcionamiento de la cadena de la industria de semiconductores también requiere el apoyo de equipos de semiconductores.

Los equipos semiconductores incluyen principalmente nueve tipos de equipos de obleas de silicio, equipos de tratamiento térmico, equipos de litografía, equipos de grabado, equipos de implantación de iones, equipos de deposición de películas delgadas, equipos de pulido, equipos de limpieza y equipos de prueba. Su inversión total representa alrededor del 75-80% de la inversión en construcción de fábricas, y la mayoría de los equipos tienen barreras técnicas bastante altas, que es casi el área más crítica en el camino de mi país hacia la realización de una cadena industrial de semiconductores independiente y controlable.

En 2020, la tasa de localización de equipos semiconductores en mi país es solo del 16%, y NAURA, la empresa de equipos semiconductores con el mayor volumen de ingresos, representa menos del 1% de la participación mundial en equipos. Queda un largo camino por recorrer.

Entre ellos, la máquina de litografía es el equipo con mayores barreras técnicas en el equipo de producción de semiconductores. Cada uno requiere cientos de días de pulido. Su función, la litografía, es el eslabón central de la fabricación de obleas. El diagrama del circuito diseñado se transfiere desde la placa de litografía a la superficie de la oblea, lo cual es conveniente para el diseño de circuitos posteriores mediante grabado e implantación de iones. Por lo tanto, la empresa holandesa ASML, que tiene el monopolio en el campo de las máquinas de litografía, desempeña un papel fundamental en la industria mundial de semiconductores. El año pasado, solo vendió 258 máquinas de litografía, pero sus ingresos llegaron a más de 100 mil millones. El dinero real es difícil de encontrar.

Si nuestro país quiere producir de forma independiente, no se trata sólo de la máquina de litografía, sino que también involucra a miles de proveedores. Ahora los equipos y materiales para fabricarlo son proporcionados principalmente por Estados Unidos, Alemania, Japón y Taiwán, China y Estados Unidos son el principal problema, por eso se dice que es necesario construir una enorme cadena industrial y liderar en Tantos campos de alta tecnología para conseguir una máquina de litografía. La razón por la que a SMIC le resulta difícil avanzar en procesos de fabricación avanzados es el papel decisivo de la obstrucción de los Estados Unidos a la compra por parte de SMIC de máquinas de litografía ASML EUV.

[2] Breve análisis de empresas líderes

norte de Huachuang: Líder absoluto en equipos semiconductores nacionales, con sólidos atributos de plataforma. Ha estado profundamente involucrado en los campos de fabricación de chips, grabado y deposición de películas delgadas durante casi 20 años, y se ha convertido en un proveedor líder de equipos de proceso de semiconductores de alta gama y soluciones integrales en China, con clientes que incluyen SMIC, Hua Hong , Sanan Optoelectronics, BOE y otras cadenas industriales de grifos.

Microcorporación China: Doble líder en equipos de grabado dieléctrico domésticos y equipos MOCVD, implementando una estrategia de desarrollo epitaxial, la máquina de grabado dieléctrico ha ingresado al proceso de 5 nm y la tecnología está cerca del nivel de clase mundial.

Electrónica de precisión: El líder en equipos de prueba, para lograr una cobertura total de equipos en el campo de las pruebas de semiconductores. En los tres campos principales de espesor de películas semiconductoras, memoria y controladores IC, se espera que marque el comienzo de la segunda ola de crecimiento dorado en el futuro con el gran volumen de negocios de equipos semiconductores.

Medición y control de Huafeng:Líder en equipos de máquinas de prueba, los productos se han expandido desde equipos de prueba analógicos y de señales mixtas hasta pruebas de SoC. La tecnología está cerca del nivel de clase mundial y ha entrado en la cadena de suministro líder de embalaje y pruebas, con una ganancia bruta del 80%.

Electromecánica Jingsheng: Es líder en equipos de crecimiento de silicio cristalino nacional y tiene la mayor participación de mercado nacional de alta gama. Tiene diseños maduros en cuatro campos que incluyen energía fotovoltaica, obleas semiconductoras, zafiro y SiC. Al mismo tiempo, la empresa también se ha extendido a las etapas de procesamiento posteriores al crecimiento, como corte, esmerilado, pulido y epitaxia, y se ha convertido en líder en equipos integrados de fabricación de cristal.

Micro Xinyuan: Líder nacional en recubrimiento de pegamento y equipos de desarrollo, rompiendo con éxito el monopolio de los fabricantes extranjeros, es la única empresa en China que puede proporcionar pegamento y equipos de desarrollo de gama media y alta, y sus clientes intermedios cubren la mayor parte del mercado nacional. Empresas fabricantes de chips LED y empresas de embalaje de alta gama.

Descargo de responsabilidad: este artículo es una reproducción de "Shi Talking", este artículo solo representa las opiniones personales del autor, no las opiniones de Saco Micro y la industria, solo para reimprimir y compartir. Apoya la protección de los derechos de propiedad intelectual, indique la fuente original. y autor para la reimpresión. Si hay alguna infracción, comuníquese con nosotros para eliminarla.