每日最新頭條.有趣資訊

中芯國際:正在崛起的中國芯製造

摘要:中芯國際是大陸晶圓代工最先進水準,但長期以來股價表現疲軟。中芯在其發展歷史上歷經出師不利、股權分散、人事動蕩等問題,但2011年國家隊進場,2017年梁孟松加盟後,它開始重獲成長。採用FinFet技術的14nm上海中芯南方工廠順利建造完成,預計2019下半年實現量產。市場認為借憑FinFet14nm、12nm工藝不斷突破,中芯已經具備超越國際二線廠商聯電、格芯的能力。

一、商業模式:晶圓代工

中芯國際$中芯國際(00981.HK)$成立於 2000 年,創始人是張汝京,總部位於上海張江,主營業務是晶圓代工(Foundry)。

晶圓代工,指不自己設計銷售芯片,承接設計公司(Fabless,如NVIDIA$NVIDIA(NVDA.US)$、AMD$美國超微公司(AMD.US)$、華為海思)訂單,專司半導體制造的企業,是半導體產業兩種產業模式中垂直分工模式的一環;另一種模式即 IDM (如英特爾$英特爾(INTC.US)$)模式,指的是一家企業完成芯片的全部設計、製造、封裝,並直接對外銷售芯片。

中芯國際目前是全球第五大純晶圓代工廠商,同時也是國內產能最大、製程最先進、產線最齊全的晶圓代工廠商。2018 年,公司收入達到 34 億美元,在全球 Foundry 市場排名第五,居於台積電$台積電(TSM.US)$、格羅方德、聯電與三星之後。

製程工藝是晶圓代工廠最核心的競爭力,中芯國際目前可以成熟提供0.35um 到 28nm 晶圓代工與技術服務, 包括 28nm 及以上邏輯芯片代工服務, 40nm 及以上射頻芯片代工服務38nmNANDflash 代工服務等。

值得注意的是,技術大牛梁孟松加入中芯後,中芯國際的製程工藝得到很大提升,先前28nm工藝不良率居高不下的問題得到迅速解決,同時採用FinFet技術的14nm上海中芯南方工廠順利建造完成,進入產能布建,預計 2019 下半年實現量產,公司將憑借14nm技術邁進中高端智能手機、高性能計算、 AI 等領域。與此同時,公司的FinFet12nm 工藝開發進入客戶導入階段。

製程工藝的不斷突破將會進一步縮小中芯國際與國際一線大廠的差距,市場預計借憑公司FinFet14nm、12nm工藝不斷突破,公司已經具備超越國際二線廠商聯電、格芯的能力。但和一線大廠台積電差距還是很大,台積電目前最先進的成熟工藝已經達到7nm,預計明年量產5nm。目前我們所見到的7nm芯片,無論是以華為麒麟、高通驍龍為代表的手機CPU,還是以AMD為代表的PC端處理器,只要採用7nm工藝製程,那麽它就是台積電所生產的,台積電不是一般的強悍。

二、增長之源:產能、先進製程

晶圓廠的收入可以用產能、產能利用率和部門晶圓產品價格(ASP)三者的乘積來定量監測,即:收入=產能*產能利用率*ASP。

產能方面,截至2018年底,公司在北京、上海、天津、深圳、意大利5地共有已建及在建晶圓廠10座(12」廠與8」廠各5座),按地域劃分產能依次為168.75K/月、131.5K/月、60 K/月、48.75 K/月、42.325 K/月,合計產能已達到451.325K/月,公司產能近五年年複合增長率約為 15%。

從產能利用率來看,公司整體的產能利用率水準相對較低,這背後的主要原因是從2018年第二季度開始,半導體產業景氣度持續下行,截至當前這一趨勢仍在延續。

部門晶圓產品價格(ASP),受公司製程水準的影響,一般來說,一個公司的製程水準和同行相比越高,那麽它的ASP則越高。台積電由於先進製程佔比較高,故整體ASP也處於相對較高水準,平均處在1200-1600美元/片之間,聯電和公司ASP基本處在同一水準,平均落在600-800美元/片之間,華虹半導體由於製程相對落後,整體ASP相對較低,基本維持在400-500美元/片之間。

以2018年的營收數據來看,中芯國際的營收主要是由40nm以上的製程貢獻的,而台積電相好相反,40nm以下的製和貢獻了63%的營收。

從上面可以看到,晶圓廠的增長主要由兩大因素影響:一個是產能,由於半導體是強周期性行業產能受宏觀因素影響很大;二是先進製程,所謂沒有金剛鑽不攬瓷器活,一個晶圓廠的工藝水準直接決定了它所接訂單含金量的高低。

三、發展桎梏:出師不利、人事動蕩、先進技術

回顧中芯國際的發展可謂是曲折坎坷,首先是出師不利:

中芯國際和行業龍頭台積電的恩怨早在中芯上市之前已經開始。台積電在美國起訴中芯,指控中芯侵犯專利權及竊取營業秘密。受此訴訟的影響,中芯上市時間推遲。

2004年3月,中芯終於在香港和美國兩地上市。中芯的開局並不順利。上市的首個交易日,美國就送了個「大禮」——在WTO機制下就中國集成電路增值稅退稅政策向中國提出訴訟。當日中芯港股收盤價較招股價跌去9%。

2004年7月,中美簽署了「中美關於中國集成電路增值稅問題的諒解備忘錄」,從2005年4月1日之後,中國停止半導體企業增值稅退稅政策。爭端解決之時,中芯股價已經跌去了近50%。

2005年1月,中芯和台積電取得了階段性和解,中芯同意在接下來的6年時間內向台積電支付1.75億美元。然而不到1年,台積電再度提起訴訟,指控中芯違反2005年與其達成的和解協議,並繼續不正當使用台積電的營業秘密。這場訴訟持續了3年之久。

中芯於2009年11月敗訴並「割股賠款」:中芯要在4年內向台積電支付2億美金,並授予台積電以每股1.30港元的認購價,認購6.96億股的認股權證,這佔當時中芯已發行股本的8%。

接著是人事動蕩:

2009年11月,中芯和台積電宣布和解,就在和解後的幾個小時內,創始人張汝京先生也宣布辭任中芯執董和CEO的職位。董事長江上舟很快尋來第二任CEO王寧國。

2010年,中芯CTO季明華等多名高管離職。

2011年,董事長江上舟逝世,上任不到2年的CEO王寧國辭任,COO楊士寧也離職。

2011年,第三代CEO邱慈雲上任,人事動蕩告一段路。

中芯這兩年人事變更如此頻繁,根源或許在於同期股權的分散和變動。

2009年全球智能手機開始普及,中國「4兆」投放、家電下鄉、3G牌照發放,芯片的需求高速增長。行業復甦,理論上中芯的業績有希望轉好,但同期中芯高層人員動蕩,沒能及時抓住這一波浪潮。

中芯向台積電「割股賠款」尋求和解前,兩大股東是大唐電信和上海實業,分別持股16.53%、10.07%。和解後台積電入股,但並沒有董事名額,對中芯人事變更影響不大。

2011年4月董事長江上舟先生引入中投公司注資2.5億美元後,大唐電信為守住第一大股東的地位,很快也和中芯簽訂額外的認購協議,注資4.5億美元。

沒多久,董事長江上舟先生因病逝世,大唐電信反對當時的CEO王寧國連任執董,力推楊士寧任執董,但後者並未通過董事會。CEO王寧國離去後,中芯出現短暫的「權利真空」。公司治理結構出現問題,業績自然很難樂觀,2011年再度虧損,產能利用率最低下滑至60%。

綜合來看,創始人張汝京先生離職、平衡各方利益的董事長江上舟先生逝世導致中芯一度陷入低迷。

再有就是22nm以下的先進技術門檻:

在上個世紀90年代中,半導體工業界根據過去的產業趨勢推測當時已使用超過40 年的技術MOSFET 已經達到極限。

下面是一個典型的MOS結構,在之前的製程演變中,比如0.35um,0.18um,90nm,65nm等等,都是將中間的柵極變窄,這是製程進化的核心技術。我們常說的0.18um,90nm,65nm等等,其實就是指柵極在橫向的寬度。

但是在傳統MOS結構發展的22nm左右時,出現了一個每個半導體人都不想遇到的兩個問題:

第一,如果按照原來的MOS結構,線寬再縮小的話,源端和漏端會很容易短路。就是電子非常容易「不小心」從源端跑去漏端,這個不受柵極的控制。這是我們非常不希望看到的,因為會造成電路失效,變成一個不受控制的魔鬼。

第二,飽和電流太小,換句話說,就是源端到漏端的電流太小。我們當然希望這個電流越大越好,因為越大MOS開狀態和關狀態的區別就越大,行話叫開關特性好。

其實我們把MOS想象成水龍頭就可以了,柵極就是水龍頭開關,它的作用是控制電流。

為了解決了傳統MOS結構問題,美國政府向社會征求解決方案,後來一個來叫胡正明教授提出的FinFet方案在1999就被證明的確是一個可以做到20納米以下的技術。掌握FinFET 技術,就是掌握市場競爭力,這也是讓許多國際大廠趨之若騖的主因。台積電的製程為什麽這麽厲害?一個重要的原因是胡正明是它曾經的CTO。更有意思的是,胡正明就是梁孟松的博士論文指導教授,換句話說,梁孟松是這個技術的核心人物之一。

四、重回增長:國家隊壓艙石、大牛梁孟松加盟

通過回顧中芯國際的歷史,我們能比較清楚地得到中芯國際長期向好的邏輯:

1、國家隊進場,股權結構穩定。2011年就是第三任CEO邱慈雲上任同年,大基金開始投資中芯國際,目前總投資額已經超過190億元。大唐電信、紫光集團同屬國家隊陣營。可以說國家隊是中芯的壓艙石,這個公司再也經不起內耗折騰了。

2、技術大牛梁孟松加盟,帶來了最先進的FinFet技術。看一看梁孟松的履歷就會了解他對中芯的重要性。

梁孟松於國立成功大學電機工程學系取得學士與碩士學位,其後於加州大學柏克萊分校電子工程博士學位。其後於AMD負責記憶體相關工作,返台後任台積電工程師、資深研發處長。

2009年2月離職後任國立清華大學電機工程學系與電子所教授、韓國成均館大學資訊與通訊工程教授,2011年初加入三星電子公司擔任研發副總經理職務。

無論是在台積電還是三星,梁孟松在技術突破上都給兩家公司帶來絕對突破:任職台積電期間,幫助台積電攻克130nm製程,一舉超越當時最大的競爭對手IBM和聯電,這場勝仗中梁孟松居功至偉;任職三星期間,梁孟松幫助三星在45/32/28nm製程上與台積電的差距迅速縮小,同時三星在14nm FinFET也實現技術大躍進,更因此搶下高通和蘋果的訂單。

當初很好奇,梁孟松為什麽會被韓國挖走。後來發現在除了給3倍台積電的薪水外,梁孟松的老婆是個韓國人。

事實上,在國家隊「進場」後,尤其是2017年10月梁孟松加盟中芯後,中芯取得了長足的進步:

2011年,國家集成電路產業基金(下稱「大基金」)成立,對中芯國際及旗下子公司多次進行入股或增資,總投資額已經超過190億元。

2016年上半年中芯滿產,產能利用率接近100%,收入、毛利、利潤等盈利指標均創歷史新高。

2016年12月,前台積電COO蔣尚義出任中芯執董。

2017年5月,趙海軍先生接替邱慈雲先生出任CEO。

2017年10月,前三星研發部總經理梁孟松先生出任聯席CEO。

2018年Q2,中芯披露第一代FinFET技術研發已進入客戶導入階段,同時28納米PolySiON和HKC以及最新的28納米HKC+技術開發也已完成,28納米HKC持續上量,良率達到業界水準。

2018年Q4,公司第一代FinFET 14nm技術進入客戶驗證階段,產品可靠度與良率已進一步提升,同時,12nm 的工藝開發也取得突破。

2019年Q1,中芯旗下上海中芯南方14nm FinFET 工廠順利建造完成,2019 年14nm 有望量產,12nm 工藝開發進入客戶導入階段,市場預計公司已經具備超越國際二線廠商聯電、格芯的能力。

五、小結

從整個芯片產業鏈看,我國的芯片製造是相對薄弱的環節。中芯國際作為大陸最先進生產力的代表在世界排名第五。回顧中芯國際的發展歷史,阻礙其發展的股權分散、先進技術等問題正在得到解決。隨著FinFET工藝的不斷突破,將有效促進中芯ASP增長,中芯長期增長可期。

$標普500指數(.INX.US)$;$上證指數(000001.SH)$;$恆生指數(800000.HK)$

風險及免責提示:以上內容僅代表作者的個人觀點,不代表富途的任何立場。在本文中出現的任何信息包括但不限於評論、預測、圖表、指標、理論、直接的或暗示的指示均隻作為參考,您須對任何自主決定的行為負責。富途力求但不保證本文所引用的數據或資料的完全準確,且富途並不會就本文所載明的任何資料、預測及/或意見的公平性、準確性、時限性、完整性或正確性,以及任何該等預測及/或意見所依據的基準作出任何明文或暗示的保證、陳述、擔保或承諾,富途不對因本文全部或部分內容產生的或因依賴該資料而引致的任何損失承擔任何責任。本文所載資料受版權保護,未經富途事前以書面同意,不可將本文的任何部分修改、翻版、儲存於檢索系統、傳送、複製、分發或以任何其它方式作商業用途

獲得更多的PTT最新消息
按讚加入粉絲團