6 月 1 日晚间,中芯国际在科创板提交了招股书,对于国产芯片行业来说是个利好消息,但却依旧不能盲目乐观。
自从华为遭到美国 “实体名单” 进一步技术限制后,全球最大的晶圆代工厂台积电能否继续顺利为华为制造芯片成为一个未知数。目前,华为旗下的高端芯片在代工方面需要最先进的制程技术,例如麒麟 970 是 10nm 工艺,麒麟 990 更是需要 7nm+EUV 工艺,短期内只有台积电能满足其需求。
很多说法是如果台积电不能顺利为华为芯片代工,那么华为则需要启动“备选方案”,在这样的情况下,中国大陆目前技术最先进、规模最大、配套服务最完善的晶圆代工厂中芯国际得到了各种热捧。大部分分析认为,华为会转单中芯国际,而中芯国际也将成为华为的新助力。
事实情况会如同我们想象的那般顺利么?这份中芯国际招股书中的信息或许能让大家冷静一下。
图|半导体晶圆加工(来源:TSMC)
中芯能否成为华为的新希望?
中芯国际目前是一家设立于开曼群岛并在香港联交所上市的红筹企业,如成功登陆科创板,中芯国际将实现 “A+H” 两地上市,资本募集能力进一步加强。
根据《科创板上市规则》等相关文件,中芯国际参考的具体上市标准为:“市值 200 亿元人民币以上,且拥有自主研发、国际领先技术,科技创新能力较强,同行业竞争中处于相对优势地位。”而中芯国际当下港股市值达 1029 亿港元(折合人民币约 940 亿元左右),妥妥的超过科创板上市标准,此外,中芯国际曾于 2019 年 5 月 24 日主动申请在纽交所退市,这次回归科创板也可为境外公司回归 A 股提供一个范例,上市之路想必会非常顺利。
虽然回归 A 股势在必行,但谈到其能否成为华为有力的后援代工厂,问题的关键还是中芯国际是否会受美国技术限制,以及技术先进性如何?
针对外部的热议,中芯国际这次在招股书中把风险因素放在了最开始的醒目位置,关键的几点已经明示:2019 年 5 月,美国商务部将若干中国公司列入“实体名单”,2020 年 5 月,美国商务部修订直接产品规则(Foreign-Produced Direct Product Rule),据此修订后的规则,若干自美国进口的半导体设备与技术,在获得美国商务部行政许可之前,可能无法用于为若干客户的产品进行生产制造。
图|集成电路制造产业的基本构成(来源:招股书)
另外,中芯国际部分重要原材料及核心设备在全球范围内的合格供应商数量较少,大多来自中国境外,包括日本、韩国、荷兰、美国等国家。如果相关国家与中国的贸易摩擦持续升级,限制进出口或提高关税,公司可能面临设备、原材料短缺和客户流失等风险。
这里的 “若干客户” 虽没有具体提及是谁,但言外之意,中芯国际同样也需要面临境外技术许可限制的风险,并不如同网络传闻一般振奋人心,长线发展仍需权衡企业利益与现实问题。
另外一个短期内无法突破的问题就是芯片制程。在逻辑工艺领域,中芯国际现阶段能为客户提供 0.35 微米至 14 纳米的集成电路晶圆代工及配套服务,虽然这是中国大陆第一家实现 14 纳米 FinFET 量产的晶圆代工企业,也代表中国大陆自主研发集成电路制造技术的最先进水平,但与台积电相比,却存在至少两代的差距,并不能很好满足华为旗舰产品的需求。
图|国际主要晶圆代工企业的工艺进程(来源:招股书)
当前全球最先进的量产集成电路制造工艺已经达到 7 纳米至 5 纳米,台积电在这方面一路领先,3 纳米技术有望在 2022 年前后进入市场。同时,作为集成电路的衬底,晶圆的直径已经由最初的 6 英寸、8 英寸增长到现在的 12 英寸。
而此次中芯国际回归 A 股上市,吸金能力应该是当前科创板最高水平,发行股占发行后总股本比例不超过 25.00%,募资总额达 200 亿元,主要目的就是为开拓 14 纳米及以下生产能力做筹备。
图|中芯国际募资用途(来源:招股书)
其中 12 英寸芯片 SN1 项目的募集资金投资额为 80 亿元,载体为中芯南方,计划建设 1 条月产能 3.5 万片的 12 英寸生产线,将是中芯国际 14 纳米及以下先进工艺研发和量产的主要承载平台;先进及成熟工艺研发项目储备资金项目的募集资金投资额为 40 亿元,用于追赶业界最顶尖的工艺水平。
这是我们需要看清楚的现状,就中芯国际而言,能承接华为从台积电的转单当然是最好的选择,但同样,晶圆代工厂几乎很难说完全绕开美国在芯片核心层的 EDA、设备等方面的技术关口,况且没有与台积电相当的最顶尖的芯片工艺,能否帮华为解困同样难以捉摸。
中芯国际的自身情况
除了晶圆代工业务,中芯国际其实还为客户提供设计与 IP 支持、光掩模制造、凸块加工及测试等配套服务。2020 年第一季度,中芯国际营收达 64.01 亿元,同比增加了 38.42%,毛利率为 21.58%,同比增长 2.81 个百分点,扣除非经常性损益后归属于母公司股东的净利润为 1.43 亿元,而上年同期为 - 3.29 亿元,发展势头正劲。
图|中芯国际主要财务情况(来源:招股书)
在报告期内,集成电路晶圆代工是中芯国际主营业务收入的主要来源,占比达 95.94%、89.30% 及 93.12%。
按国家 / 地区来计算,自中国大陆及香港以外的国家和地区的主营业务收入占比分别为 52.74%、40.91% 及 40.61%,其中来自美国的主营业务收入占比分别为 40.01%、31.61% 及 26.36%,国内市场为主,美国市场的比例正在逐年降低。
按照不同工艺制程业务划分,2019 年中芯国际在 0.15/0.18 微米、55/65 纳米、40/45 纳米的业务为主力担当,目前在 28 纳米、14 纳米及以下的业务营收比例只占到 4.32%。
图|中芯国际不同技术线业务营收(来源:招股书)
近三年,中芯国际的研发投入持续增长,2017 年、2018 年、2019 年分别投入达 35.76 亿元、44.71 亿元及 47.44 亿元,占营业收入的比例分别为 16.72%、19.42% 及 21.55%。到 2019 年底,登记在公司及其控股子公司名下的主要专利共有 8122 件,其中境内专利 6527 件,包括发明专利 5965 件;境外专利 1595 件,此外,公司还拥有集成电路布图设计 94 件。
截至 2019 年 12 月 31 日,中芯国际的第一大股东是大唐香港,持股比例为 17.00%,第二大股东鑫芯香港持股比例为 15.76%,董事会现有 14 位董事,不存在单一股东通过实际支配公司股份操控表决权的情况,无控股股东和实际控制人。
图|中芯国际股权架构(来源:招股书)
中芯国际旗下中芯上海、中芯北京、中芯天津、中芯深圳、中芯北方、中芯南方等是晶圆代工业务主要的经营主体,其中中芯上海和中芯南方目前都是定位 14 纳米及以下的先进工艺平台,其他的则是成熟工艺业务。截至 2019 年末,这些主要生产基地的产能合计能完成每月 45 万片晶圆加工,代工能力在国内外都处于领先地位,综合实力值得肯定。
晶圆代工世界的局与势
根据中国半导体行业协会统计,2018 年中国集成电路主要有 3 大应用领域,包括:网络通信领域、计算机领域及消费电子领域,市场占比达 79%。而放眼未来,押注汽车智能化、电子化、自动化,以及人工智能、IoT、5G 等新兴领域进行市场扩容已成大势所趋,市场规模正在以可见的速度进行延伸和增长。
世界半导体贸易统计协会的数据显示,全球集成电路行业销售额已由 2012 年的 2382 亿美元增长至 2018 年的 3933 亿美元,年均复合增长率达 8.72%。中国集成电路产业销售额由 2012 年的 2158 亿元增长至 2018 年的 6531 亿元,年均复合增长率达 20.27%。
尤其是在 2016 年、2017 年及 2018 年,中国集成电路产业销售额分别为 4336 亿元、5411 亿元及 6531 亿元,增速分别达 20%、25% 及 21%,远超世界平均水平,中国目前已是全球最大的集成电路消费地区。
图|中国集成电路市场销售额增长情况(来源:WSTS)
市场前景良好的另一面是高度的技术集中度。众所周知,集成电路制造是种极度精密的工作,一颗芯片的产生需要从晶圆生产到光刻、刻蚀、离子注入等几十次乃至上百次的顶尖工艺循环,指甲盖大小的空间上集成了数公里长的导线和数以亿计的晶体管,最小的宽度不到头发丝直径的千分之一,堪称人类精工制造的高度智慧结晶。
也正是因为这么难,所以自上世纪八十年代纯晶圆代工模式诞生以来,经过数十年发展,全球至今具备核心能力的制造厂商屈指可数,市场也因此高度集中。根据 IC Insights 统计,全球晶圆代工行业市场规模为 576 亿美元,前十大纯晶圆代工厂商占到全球市场份额的 97%,而其中台积电、格罗方德、联华电子、中芯国际、力晶科技等 5 个厂家即占到 88% 的全球市场份额。
这里的 “纯晶圆代工厂商” 尚没有把三星计算在内,2018 年,三星在晶圆代工市占率方面仅次于台积电,已成为全球第二大晶圆代工企业,在 5 纳米乃至 3 纳米的技术进度方面也与台积电匹敌,并且计划在未来 5 年抢占芯片代工市场 25% 的市场份额。
从各家头部代工厂的毛利率层面看,2019 年台积电主营业务毛利率可达 46.05%,可谓一枝独秀,中芯国际的毛利率水平只有 21.09%,与台积电相比差距较大,综合实力市场排名可能要排到第 5 位,竞争压力巨大。
图|全球晶圆代工厂的市场竞争情况(来源:招股书)
而随着芯片制程技术节点的不断缩小,所需的专业设备投入呈大幅上升的趋势。以 5 纳米芯片生产为例,其投资成本高达数百亿美元,是 14 纳米的两倍以上,28 纳米的四倍左右,巨额的设备投入只有具备一定规模的头部集成电路制造厂商可以负担得起,但即便能勉强位列头部梯队,却也不能摆脱其他因素的干扰。
例如近年来先进制程所需的极紫外光刻(EUV)设备,只有荷兰阿斯麦尔(ASML)能够提供,一台设备几乎包含了欧美日韩最顶尖的半导体制造技术结晶,2018 年 5 月,中芯国际曾以 1.5 亿美元向 ASML 预定一台最新型的 EUV 光刻机,多方许可限制之下,这项交易仍在被不断推迟。
推动行业良性发展的前提,是我们真切地认知到这些滞后性、短板和掣肘。尽管当下从政府到企业都越来越重视对集成电路产业的研发投入,但由于整体起步较晚,导致经验丰富的集成电路高端人才也很稀缺,在技术自主创新、人才培养、产业扶持等领域,我们都需要沉下心来认真做功课,多一些理性,少一些喧嚣。