半导体巨头并购提速,大硅片寡头垄断加剧,国产替代需要突破

硅片是生产芯片、分立器件和传感器等半导体产品的关键材料。目前,90%以上的半导体产品由硅基材料制成,约占半导体材料市场的37%,居三大核心半导体材料之首。因此,半导体硅片被誉为半导体行业的“粮食”。全球市场虽然小,但是很重要。

近20年来,半导体硅片长期被信越、SUMCO、环球晶圆、德国Siltronic、韩国SK Siltron等少数寡头企业垄断。2019年,行业前五大公司的总销售额占全球半导体晶圆行业销售额的92%。中国硅片需求90%以上依赖进口,国内基本不生产。目前硅片垄断仍在加剧。

165438+10月30日,德国硅片制造商Siltronic AG表示,正在与环球晶圆(Global Wafer)进行深入谈判,后者计划以37.5亿欧元(约合45亿美元)的价格收购它。双方预计在2月第二周获得Siltronic监事会和Global Wafer董事会的批准后,将签署BCA。

环球水晶董事长许指出,双方相信合并后的业务经验将会有良好的效果,并将能够进行互补和有效的投资,从而扩大产能。

合并前,德国Siltronic是全球第四大硅片厂,市场份额约为7%,而Universal Wafer是全球第三大厂,市场份额为18%。收购完成后,环球晶圆在全球硅晶圆市场的占有率有望跃升至25%,逼近日本高盛的28%,这意味着全球晶圆市场将呈现信越、高盛、环球晶圆和日本SK Siltron四足鼎立的局面。

IC Insights的报告显示,今年以来,ADI收购Maxim、NVIDIA收购ARM、SK海力士收购Intel存储业务、AMD收购Xilinx四笔收购的交易额高达6543.8+005亿美元。此外,2020年Marvell收购Inphi和Global Crystal收购德国Siltronic的交易创历史新高。

去年,韩国SK Siltron收购了杜邦碳化硅晶圆部门,以防止日本的出口限制。在区域全球化方兴未艾的当下,巨头们都在抱团取暖,通过并购强化各自优势,以应对快速变化和复杂局面。

以半导体设备巨头应用材料公司为例。在2018之前的几十年里,应用材料依托全面而强大的产品线,特别是在高科技半导体制造设备方面,长期是全球半导体设备第一供应商,公司拥有相当深厚的技术基础。

然而,从历史上看,应用材料公司通过一系列并购加强了实力。虽然在1967 -1996的30年间只有一次与其核心业务相关的并购,但在1997-2007的十年间,14次并购接连展开。

到目前为止,应用材料的产品线涵盖了数十种半导体制造设备,包括原子沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、离子注入机、蚀刻机、化学抛光和晶圆检测设备等。预计2020年,应用材料半导体设备市场份额将从去年的15.9%增长到18.8%。

近年来,我查阅了国内半导体的海外M&A案例,主要包括五个案例:

2013年紫光集团178亿收购展讯,2014年9.07亿收购锐迪科,后并入紫光展锐;2015合肥瑞诚收购AMPLEON高性能射频功率放大器制造商,18亿美元;2016中信资本、北京清新华创投资、金石投资以19亿美元收购CMOS传感器厂商豪威科技;

2016长电科技7.8亿美元收购新加坡封测厂金科兴鹏;2017年,建光资产以27.5亿美元收购恩智浦标准件业务。今年6月,安石半导体正式注入文泰科技。

其他海外收购基本都在5亿美元以下,尤其是最近三年国内替代加速。很少有海外并购的大案例,以为国内半导体厂还不错,但是为什么买不到?

其实国内企业的海外M&A,尤其是半导体的海外M&A,真的不是一大笔钱就能解决的问题。早在1996年,42个西方国家签署了瓦森纳协议,这是一个集团出口控制机制。简单来说,就是成员国内的技术转让或出口不用申报,但向非成员国家的转让需要申报,从而达到技术转让监管的目的。

而这份协议与时俱进。以大硅片为例。2019年底修订的《瓦森纳协议》增加了一项关于12英寸大硅片技术的出口管制内容,直指中国集成电路14纳米制造工艺和上游适用于14纳米工艺的大硅片。

封锁的不仅仅是提拉高纯单晶硅锭的设备和材料,还有硅片切割抛光的具体参数,专门针对适用于14纳米工艺技术的各种硅片。所以小到具体的产品参数都能安排清楚,别说直接收购先进企业,基本不可能。

如果说美国依靠自己的力量单方面打压华为,那么通过瓦森纳协议限制技术出口,就相当于在全世界拉圈子,限制圈子内的技术出口。想在圈子外用,只能用廉价劳动力换取圈子内出口的高附加值产品。瓦塞纳尔协议相当于一个“金钟罩”。所以,不能被收购的公司,只能靠自己打造。

其实光伏用的硅片已经被国内厂商定价了,半导体用的硅片之所以被国外垄断,在于单晶硅的纯度和内部缺陷的控制,这些我们都没有做好。

从纯度上来说,光伏硅片六个九就够了,但是半导体硅片需要11个九,也就是99.999999%。问题就在于这种纯粹。拉制的单晶硅锭纯度不够,内部缺陷、应力、翘曲也和国外不一样,所以芯片的成品率比较低。

所以为了良率,晶圆厂愿意出高价买更高质量的硅片,而不是低价买低质量的硅片,因为这会导致最终芯片的良率,中国生产的硅片打不开国际市场就是明证。

单晶硅的提纯和晶体缺陷的控制需要建立在长期实践经验的积累和现场误差的总结上,这是各厂家高度保密的技术。因为这个因素,国外硅片厂没有在中国设厂。

目前,上海硅业打破了我国12英寸(300mm)半导体硅片国产化率几乎为零的局面,推动了我国半导体关键材料生产技术自主可控的进程;中环股份现已具备3-12英寸全尺寸半导体硅片产品的量产能力。

总体来说,目前全球市场主流产品为12英寸,使用比例超过70%,主要用于智能手机、电脑、人工智能、固态硬盘等高端芯片。目前4-6英寸硅片已经可以满足国内需求,8英寸硅片正在走向成熟,进入大规模国产替代阶段。而12英寸硅片刚刚进入初级阶段,还有很多问题需要解决,比如外延、位错等,替代之路依然任重道远。