美国对中国的半导体技术限制必将失败,中芯国际2025年实现5纳米

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日期:2022-09-17

分析总结

  • 美国对中国的半导体技术制裁正在帮助中国的半导体设备公司,因为中国半导体设备公司的HoH的增长是非中国设备公司的4倍。
  • 美国对中国的制裁也被证明是无效的,因为中国公司中芯国际已经到达了7nm工艺节点,而YTC(长江存储)正在向苹果出售NAND芯片。
  • 自2021年以来,即使没有被禁运的EUV光刻技术,中芯国际也一直在开发其5nm工艺节点芯片,并将于2025年投入生产。
  • 中国在2020年记录了23,100家芯片相关的公司之后,在2021年增加了47,400家新的芯片相关业务的公司。

中美博弈

据路透社报道,拜登政府计划扩大对美国向中国出口用于人工智能和芯片制造工具的半导体的限制。该计划预计将于下个月实施。

这些报道的消息是半导体/半导体设备公司公开承认的,禁止他们向生产14纳米以下工艺的先进半导体的中国工厂出口芯片制造设备,除非卖方获得商务部的许可。

美国迅速试图通过制裁和实体名单来阻碍中国大陆的技术创新;然而事与愿违,它们成为了中国人通过各种努力开始在半导体生产中实现自给自足的催化剂。为了对抗这一运动,美国建立了自己的计划,如“CHIPS法案”。

中国在半导体行业的自主创新对非中国半导体设备企业的负面影响

表1显示了这些公司从2021年第一季度到2022年第二季度的收入。ASML在2022年第二季度对中国的设备销售收入从2021年第二季度的6.04亿美元降至4.14亿美元。来自中国设备销售的收入在本季度总收入中降至10%。

全球半导体设备厂商的中国业务变化情况

ASML(纳斯达克股票代码:ASML)一直在与重大的供应链逆风作斗争,我在2022年7月21日的一篇名为“ASML:一月大火导致2023年的重大收入推出”的文章中讨论了这一点。

KLA(纳斯达克股票代码:KLAC)也受到了影响,2021年第一季度的同比跌至2.64亿美元,从2021年第一季度的2.75亿美元降至2.64亿美元。来自中国销售的收入在本季度总收入中降至13%。

根据我们题为“中国大陆半导体和设备市场:分析和制造趋势”的报告,表1中分析的所有六家半导体设备公司的总收入从52.54亿美元环比下降至43.66亿美元。

中国的半导体设备企业正从制裁中受益

图1按季度显示了中国进口的设备。第二季度,对中国的进口下降了13.3%,而全球设备收入增长了7.0%。虽然部分下降归因于截至6月1日的第二季度期间上海的Covid封锁,但在上海封锁之前,第一季度收入环比也下降了7.5%。

图1、中国大陆的半导体设备公司的收入情况

在图2中,我显示中国设备供应商的收入增长明显快于非中国公司,随着中国用本土设备取代非国产半导体设备,这种较慢的增长反映在进口(图1)中。

图2、半导体设备公司的收入增长情况

上图2显示了中国国内7大设备制造商和前7大非中国设备制造商的2022年上半年/ H1 2021收入。中国企业的中国制造商的平均HoH增长率为50.1%,低于第一季度80.1%的同比变化,这归因于第二季度上海的封锁。

非中国制造商的平均增长率为12.3%,比第一季度略有改善。HoH增长的大部分增长来自ASML,它在一定程度上解决了其EUV出货问题,因为第二季度季度收入增长了61%,而第一季度为-35%。

中国中芯国际达到7nm

这些制裁基本上都失败了。例如,中国代工厂半导体制造国际(SMIC)(OTCQX:SMICY)被阻止使用ASML的EUV光刻设备,但仍然设法到达7nm节点,我在2022年5月18日的一篇名为“应用材料:中芯国际转向7nm节点能力的另一个逆风”的文章中首次报道了这一点。"

受影响最大的是ASML,其EUV系统的销售损失,其软件IP损失给中国的东方晶元电子,以及对ASML的DUV光刻的持续制裁威胁,我在上面引用的ASML文章中详细介绍了这一点。

我如何预测中芯国际将在2025年达到5nm

如上所述,我在2022年5月18日报道说,中芯国际达到了7nm节点。这是在泰视科技报告发布他们的发现之前的两个月。

将这些数据转换为中芯国际,中芯国际于2019年11月在14nm大批量生产,该公司应该在2021年第一季度过渡到N+1节点,然后在2022年第二季度过渡到N+2节点。我估计N + 1节点在8nm处,N + 2节点在7nm处。

对于5nm,中芯国际采用3年节奏,落后于台积电2年节奏,中芯国际将在2025年达到5nm的产量,如表2所示。我在论文中使用了这种类型的分析,即中芯国际也达到了7nm节点。

表2、TSMC和SMIC研发比较:Cadence产品

如表2所示,中芯国际于2021年第三季度开始研发5nm技术。在过去的一年里,该公司已经能够优化5nm和3nm这两项最关键和最困难的技术。

但随着对EUV光刻系统的制裁,中芯国际在没有EUV系统的情况下仍然可以达到5nm。该公司在没有EUV的情况下达到了7nm,这是台积电在其第一代7nm芯片中完成的。两家公司都使用DUV浸渍和沉积,蚀刻,光刻等多种图案化技术。

投资者要点

中国自由放行了20年

中国的既定目标是在为国内市场生产半导体方面实现自给自足,并开发在世界市场上具有竞争力的技术。20年前,美国曾有机会阻止中国成为技术强国,而当时美国确实能够威胁到中国半导体技术公司的生存,但在行业联盟SEMI的游说下屈服,使其半导体设备成员受益。

二十年后,美国试图通过对中国(和俄罗斯)公司实施制裁来采取纠正措施,首先是中国的华为,华为被列入贸易黑名单,限制美国公司与网络设备和智能手机的主要供应商开展业务。美国还对国际上的芯片公司和设备公司向中国芯片公司出售先进设备实施了制裁。

SEMI的图3显示,中国将迅速增加其300mm产能的全球份额,从2015年的8%增加到2024年的20%,在报告期的最后一年达到150万300mm wpm。虽然非中国公司将占这一增长的很大一部分,但中国企业正在加速其产能投资。到2020年,这些公司将占中国晶圆厂产能的43%左右,预计到2022年将达到50%,到2024年将达到60%。

图3、全球半导体的产能

制裁不起作用

尽管有制裁的意图,但我们需要考虑乔·拜登总统对俄罗斯入侵乌克兰后实施的制裁的评论:

"制裁永远不会威慑,“拜登在比利时布鲁塞尔举行的北约峰会上举行的新闻发布会上说。

对中国的这些制裁,就像对俄罗斯的制裁一样,迄今为止已被证明在阻止中国半导体和设备公司获得技术收益方面是无效的。事实上,它所做的是加速中芯国际和YMTC(长江存储)等公司先进芯片的发展。同样重要的是,它们一直是能够在5nm上处理芯片的复杂设备的进步和发展的催化剂。这些国内设备公司不仅向中国半导体公司销售,还向非中国公司销售,这将是未来的不利因素。

ASML已经受到美国将EUV光刻系统运往中国的制裁的影响。ASML在深紫外光刻领域面临来自日本尼康(OTCPK:NINOY)和中国上海微电子设备(集团)有限公司(SMEE)的竞争。

对于中芯国际而言,由于应用材料公司和泛林集团的沉积和蚀刻系统已经安装在7nm节点上,因此同样的设备可以用于5nm。需要确定的是美国制裁的影响,美国制裁将出口设备的节点能力限制在14纳米以内。这将影响这些设备公司。

中芯国际正在中国新建一座300mm晶圆厂。目前,计划生产的芯片为28nm及以上,不会受到制裁的影响。然而,如上所述,AMEC和Naura等中国设备公司已经处于5nm节点,它们可能会被中芯国际和其他半导体公司使用,而不是AMAT和LRCX。

财务指标

上面讨论的中国制裁对顶级非中国公司的收入影响并不能说明全部情况。在图4中,我显示了过去1年的股价,ASML股价的下跌与受到严重影响的中国收入一致。但ASML的股价为-47.4%,也受到ASML供应链重大问题的影响,这影响了非中国公司的收入。这与上图2中-8.4%的HoH全球收入增长一致。

图4、半岛设备公司的股指

上图4还显示,KLAC受到中国收入的强烈影响,在图2中显示出32.2%的全球HoH收入强劲增长。虽然今年的股价为-5.0%,但其表现明显高于竞争对手AMAT,LRCX和ASML。

图5显示了同一四家公司的市盈率。ASML的市盈率为29.7,明显高于同行的2倍以上。

图5、半导体设备公司的PE 比例

正如我在最近几篇关于这些公司的“文章中所讨论的那样,KLAC继续超越整个WFE行业和同行,在过程控制市场中保持55%的份额。该公司的优势来自半导体公司对监控芯片处理的需求日益增加,因为节点越来越小。可以通过KLAC的计量和检测设备监控的可能降低良率的缺陷,对5nm处的生产损失的影响大于24nm节点处的生产损失。

AMAT继续表现逊色于整个WFE行业和同行。自新管理层接管公司以来,它在WFE行业的份额持续下降,因为他们的表现太差了。根据信息网络题为“应用材料:对服务市场的竞争分析”的报告,图6说明了这一点。图表6中的数据包括AMAT从2018年到2019年移动3.31亿美元以增加份额,因为该公司迫切希望保持成功的形象。

图6、应用材料的全球设备份额

关于ASML,我仍在等待首席执行官解释该公司柏林工厂制造EUV光刻组件的火灾的影响。ASML在运输EUV光刻系统方面存在重大问题,并且已经诉诸于将不完整的系统运送给客户,然后在组件可用时,将它们安装在客户晶圆厂,以便他们可以获得报酬。

LRCX强烈依赖供应商美光(MU),三星电子(OTCPK:SSNLF)和SK海力士(OTC:HXSCL)的NAND芯片,随着消费电子产品销售的下降,这些公司正面临压力。

我给 KLAC 打了买入,给 ASML 和 AMAT 打了卖出,给 LRCX 打了持股。