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华为“站台”的天岳先进配不上第三代半导体“全村的希望”?
发布时间:2022-09-21 11:42:09     来源:乐鱼亚洲官方 作者:乐鱼旗舰厅

  2021年的最后一天,华为轮值董事长郭平发布了新年致辞,并披露了华为2021年略显无奈的经营状况。2021年全年,华为的营收为6340亿,同比骤降28.9%。

  2020年,美国对华为芯片管制升级令正式生效,台积电停止为华为代工生产麒麟芯片。此举给华为的手机业务带来了重创。

  如今,前五大手机厂商已经没有了华为的身影,曾经雄霸天下的华为手机在统计中被归为了“Others”,令人唏嘘。

  这一切,都是源于国内高端半导体产业不能实现自主可控。没有相关技术,被国外“卡脖子”的情况就不可避免。

  作为国内第三代半导体碳化硅衬底的龙头,天岳先进(688234)即将登陆科创板,丰富国内半导体产业的版图。

  华为旗下哈勃投资在2019年的入股,绑定国内科技龙头,天岳的上市更加引发市场的关注。

  天岳的主营业务属于第三代半导体,被奉为“全村的希望”。在国外部分发达国家对我国实行技术封锁和产品禁运的背景下,天岳的未来之路注定不是一帆风顺的。

  半导体已经深入到生活的方方面面,它是电子产品的核心,是信息产业的基石,亦被称为现代工业的“粮食”。那么何为半导体?

  常见的半导体材料包括硅(Si)、锗(Ge)等元素半导体材料以及砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等化合物半导体材料。

  广义上,半导体指的是在半导体材料上制作的芯片或者器件。其中,硅基集成电路是最常见的,我们熟知的CPU,GPU芯片都属于这个范畴。通俗地讲,这种芯片就是在硅片上印刷电路,变成小型化的高速计算器。

  目前,90%以上的半导体产品是用硅基材料制作的,在行业内被统称为第一代半导体。

  举个简单的例子,台积电和三星在2021年就已经可以量产5纳米制程的芯片;而国内领先的中芯国际,成熟制程却只有14纳米。

  要知道,2016年高端手机芯片已经达到14纳米的制程。看似小小10纳米的差距,实则是巨大的代际鸿沟。

  尽管国家在近几年大力支持发展半导体行业,相关产业也得到了飞速的发展,然而技术的突破不是一蹴而就的,行业的经验需要时间的积累。

  第一代半导体制程的落后致使国内芯片设计厂商受制于人,上文提及的华为被制裁就是典型的案例之一。

  第三代半导体材料是指以碳化硅、氮化镓为代表,具备诸多更有优势的物理属性,更适用于高温度、高电压、高频率的场景,例如各大手机厂商的快充充电头就是依靠氮化镓器件实现的。

  (第一代和第三代半导体材料各有利弊,并无绝对的替代关系,而是在特定的应用场景中存在各自的比较优势。)

  通常来说,第三代半导体分为碳化硅和氮化镓两个应用分支。两者都需要碳化硅衬底,继而再进行外延(在衬底上淀积一层单晶)。不同点在于两者的碳化硅衬底不同,最终的应用方向也不同。

  氮化镓需要在半绝缘型碳化硅衬底上,淀积氮化镓外延而得到。碳化硅需要在导电型碳化硅衬底上,淀积碳化硅外延而得到。

  第三代半导体行业目前在全球范围内还处于发展初期阶段。虽然国际巨头在技术和经验方面依旧领先于国内厂商,但是相对于第一代半导体的差距而言,国内和国际巨头公司之间的整体技术差距相对较小。

  另外,由于第三代半导体的下游工艺制程具有更高的包容性和宽容度,下游制造环节对设备的要求相对较低,投资额相对较小,制约行业发展的关键在上游材料端(衬底)。

  碳化硅半导体未来将在5G基站建设、特高压、新能源汽车充电桩等新基建领域发挥重要作用。国内若能在上游衬底材料行业实现突破,将有望在半导体行业实现换道超车。

  行业发展确定性高,科技含量大,但是国内半绝缘型碳化硅衬底的发展却很曲折。

  2008年《瓦森纳协定》就对半绝缘型碳化硅衬底材料进行明确的限制,部分西方发达国家作为协定成员国对中国实施严格禁运,制约了国内半导体行业的发展。

  以第三代半导体龙头CREE(科锐)为例,2019财年对中国的销售额为116.3亿美元,到2020财年下降到65亿美元。

  从这个侧面可以看到国外半导体巨头对中国的禁售,封锁高端半导体相关原材料,企图遏制中国半导体行业的发展。

  “十四五”规划已将碳化硅半导体纳入重点支持领域,上升到国家战略,足以凸显第三代半导体的重要性。在当今科技为王的时代,这一领域理所当然成为全球的必争之地。

  天岳成立于2010年,主营业务是第三代半导体碳化硅衬底材料,属于第三代半导体的上游,为终端射频或功率器件提供原材料,公司主要产品包括半绝缘型和导电型碳化硅衬底。

  上市前,资本市场就对其寄予了殷切的期望。不过,细看天岳的业务结构,令人担忧的地方还有很多。

  根据招股书,半绝缘型衬底业务的收入占比最高,2020年达到81.62%。其次是其他收入,导电型衬底业务占比较低。

  根据Yole的统计,天岳的半绝缘型碳化硅衬底的市占率从2019年的18%提升到2020年的30%,跻身于该市场的世界前三。

  通常市占率的大幅提升代表市场的肯定,象征着公司的产品得到更多客户的认可。然而天岳的客户集中度远高于同行,使得其市占率提升的含金量大打折扣。

  2018-2020年,公司前五大客户合计贡献的收入均超过80%, 2021年上半年,更是达到了惊人的91.68%,有越发集中的趋势。

  尤其是前两大客户,合计贡献60%左右的收入,公司并没有直接披露其名称,只是以客户A和客户B代称。根据招股书的其他资料,被匿名的客户A、B仍有迹可循。

  客户A主要服务于航空航天、定位导航等市场,所在的领域相对敏感,更多承载国家大项目,目标指向比较明确。

  看似较高的市占率,实则大部分业务都是由前两大客户定向承接,公司半绝缘型碳化硅衬底的市场竞争力还没有得到充分的验证。

  不禁让我们提出疑问:天岳的碳化硅衬底产品究竟有没有得到市场的广泛认可?甚至有的媒体形容:“两个客户将天岳抬进IPO”。

  国内半导体企业在国外的封锁下艰苦发展,国产化替代是唯一的解决办法,否则“自主可控”便无从谈起。然而,天岳原材料和设备的进口依赖同样是个不可忽视的问题。

  天岳的部分原材料和生产设备需向外资供应商采购,其比例超过70%。截至2021年6月30日,公司现有加工检测设备中无国产替代的进口设备原值为6322万,已有国产替代的进口设备原值为903万。

  诚然,由于碳化硅衬底生产过程的技术要求较高,原材料和生产设备的依赖进口性在短期内不可避免,期待国产化进程也是需要时间的。

  但是客户A和客户B同样是在相似的环境下被国外上游限制,它们通过天岳成功实现国产化替代解决困扰;若是未来天岳的上游被国外限制,天岳应该如何破局?

  根据公司招股书披露,其他业务指的是在销售生产过程中无法达到半导体级要求的晶棒、不合格衬底的销售。

  这些不达标的产品并不是毫无作用的“残次品”,非半导体级的半绝缘型碳化硅晶棒可作为宝石晶棒用于加工制成珠宝首饰进入消费品市场,而不合格衬底也可用于设备研发测试或科研。

  这种“旱涝保收”的情况,无疑对天岳的初期发展是有利的。为公司带来稳定的保底毛利,提升主业研发的容错率,助力公司的主业能持续在试错中发展。

  不过,其他业务的毛利率甚至有时会超过主营半绝缘型衬底的毛利率,低良率则显示天岳的科技含量还有很大的进步空间。

  大致的工艺流程是:以高纯碳粉、高纯硅粉为原料合成碳化硅粉,在特殊温场下,采用成熟的物理气相传输法(PVT法)生长出碳化硅晶锭,加工成碳化硅晶棒,再加工出碳化硅衬底。

  对于第三代半导体而言,整体良率是考验企业的一道门槛,其中有两个标志性的节点:中间环节的晶棒和最终成品的衬底。这两个节点的良率也是衡量碳化硅生产企业的核心技术体现。

  从2018年到2021年上半年,天岳的良率在稳步提升,说明了公司的经验技术在进步。

  最终合格的衬底的良率是各个阶段的子良率之积,也就是说,主营业务的最终良率只有不到40%,天岳在良率提升方面还有很长的路要走。

  作为高科技企业,其他业务占比过高(大幅超过导电型衬底),终究还是略显尴尬。

  有两个珠宝客户稳居公司前五大客户阵营,分别是深圳市喜荟天成珠宝有限公司和广西梧州市星悦珠宝有限公司。

  在已知客户A和客户B是主业半绝缘型碳化硅衬底的主要销售对象,那么这两家珠宝公司则顶起了公司的其他业务。

  半绝缘型衬底和其他业务占据了收入和毛利的绝大部分,导电型碳化硅衬底的市场化还遥遥无期。

  2022年1月4日,天岳公布配售结果,天岳与上汽,广汽,小鹏汽车,宁德时代等知名公司签署了战略配售协议。

  战略投资者有个共同特点——都是新能源汽车的参与者。未来,碳化硅在新能源领域的发展基本已经达成共识。

  尤其是与小鹏汽车的战略配售协议提到未来发展的方向,主要是碳化硅基芯片800V高压平台以及480KW超快充电桩。

  随着新能源汽车的普及,快速充电的需求不言而喻,而高速充电就意味着高压、高频,所以碳化硅(导电型碳化硅衬底)的性能优势给行业发展带来了很大的想象空间。

  根据Yole数据,2019年碳化硅功率器件(依托于导电型碳化硅衬底)的市场规模为5.41亿美元。

  受益于电动汽车/充电桩、光伏新能源等市场需求驱动,预计2025年将增长至 25.62亿美元,复合年增长率约30%。

  从下游新能源汽车和光伏的景气度就可以看出,导电型碳化硅衬底未来的发展更大。

  然而,天岳的收入成分中,导电型碳化硅衬底的占比很小,2021年上半年仅仅只有0.25%。公司给出的解释是为满足国家战略需要,将产能主要用于半绝缘型碳化硅衬底的生产。

  国家的战略需要虽然客观存在,不过也从侧面说明了导电型碳化硅衬底的量产能力还是存在问题。

  同时,车规级的半导体器件的验证周期很长,为了保证安全性,终端厂商的供应商相对比较稳定。据公司介绍,6英寸导电型衬底已形成小批量销售,送样至多家国内外客户。

  然而终端新能源和光伏市场迅速爆发,国际龙头纷纷抢占市场,已经落后的天岳还在苦苦等待验证。

  所谓时不我待,行业景气周期得来不易,还未量产的导电型碳化硅衬底的拓展之路存疑,恐怕会错过这场行业爆发的盛宴。

  尽管公司表示与全球行业龙头企业的同尺寸产品在技术参数上不存在明显差距,但是大尺寸规模量产的能力远远落后于国际巨头。

  全球第一的贰陆公司2019年可量产8英寸,全球第二的科锐公司在2015年就具备8寸量产能力了。截至目前,天岳还不具备8英寸衬底的量产能力。

  对于碳化硅衬底行业,更大的尺寸对应了更大的面积,也就意味着在相同的时间内,产出的衬底面积就更大,顺延到下游就代表更多的芯片。

  因此,大尺寸不仅是科技、经验的体现,更是未来进一步降低成本、提升市场竞争力的保证。

  天岳的8英寸导电型碳化硅衬底在2020年才启动研发,目前还没有达到量产的程度。

  目前主流商用的PVT法晶体生长速度慢、缺陷控制难度大,因此半导体行业需要经验的积累,不是一朝一夕就能实现质变的。

  相对成熟的半绝缘型衬底,良率尚且有充分的提升空间;至于还没有进行大规模量产的导电型碳化硅衬底,未来的进程也不是一帆风顺的,依旧存在很大的不确定性。

  不仅如此,国际巨头纷纷加大投入实施扩产计划。其中,科锐于2019年宣布投资10亿美元,扩产30倍;贰陆公司、日本罗姆公司也陆续公布了相应扩产计划。在未来激烈的竞争中,天岳的前路又增添一些迷雾。返回搜狐,查看更多

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