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国产芯片巨头20年沉浮堪比虐心剧 A股上市能否借机翻盘成为下一个台积电?
2020-06-30 00:24:37  出处:创业邦  作者:白瑞 编辑:宪瑞   

作为中国芯片代工龙头,中芯国际在美股退市一年后,回归A股可谓神速。

5月5日,中芯国际宣布将在科创板IPO,2天后即与海通证券、中金公司签署上市辅导协议。6月1日,中芯国际提交科创板首发申请后三天即进入问询环节,创下科创板审核新纪录。随后中芯国际仅用4天便交出了首轮问询的答卷,再创科创板审核问询最快回复记录。

6月19日,上交所科创板上市委同意中芯国际首发申请顺利通过,意味着中芯国际只用了18天就完成了注册上市的流程,这也创下了科创板目前最快的IPO纪录。

截至6月29日,中芯国际在科创板上市申请的审核状态为“提交注册”。目前,中芯国际及其承销商正在分别与上海证券交易所协商确定发行日程。行业预测,中芯国际最快将于7月上旬正式在科创板挂牌上市。

根据兴业证券报告,中芯国际A股市值或为2000亿元左右,成为A股市值最高的半导体公司,同时也是科创板首家“A+H”红筹企业。

身处中国被“卡脖子”的半导体领域,中芯国际在20年的发展过程中,并不是顺风顺水,可谓命运多舛、一波三折。

谓命运多舛、一波三折。

“中国芯”遭遇西方技术封锁

中芯国际注册成立之初,是以外商投资的身份在上海设厂,股权非常分散,而且有着诸多外资股东,原因之一便是希望突破美国对中国的技术封锁。事实上,中国高科技产业的崛起,始终伴随着美国等发达国家的技术封锁。

冷战期间,美国、西欧、日本等西方阵营国家成立“巴统组织”,以限制成员国向东方阵营国家出口战略物资、高科技产品和技术。苏联解体之后,巴统组织解散,但1996年美国等33个西方国家又重新签订了一个替代性的“瓦森纳协议”。

受限于《瓦森纳协议》,从芯片设计、生产等多个领域,中国都不能获取到国外的最新科技。

目前,整个半导体行业公司,主要有三种发展模式:

一种是IDM模式,从设计、自主生产到封装测试一条龙,比如英特尔;一种是Fablesss模式,也就是无工厂,只做芯片设计,不做生产制造,比如苹果、高通、华为海思等;还有一种就是台积电、中芯国际所处的Foundry模式,圆晶代工厂,不做设计,只做芯片制造。

譬如,作为芯片制造过程中的核心设备,荷兰ASML公司的光刻机使用了德国的机械工艺、蔡司镜头和美国公司提供的光源,汇集了欧美最为顶尖的技术。由于技术的先进性极强,ASML的光刻机成为了《瓦森纳协议》重点管控的对象。


荷兰ASML公司光刻机

目前,ASML几乎垄断了光刻机设备的全球市场。据Bloomberg数据显示,在45nm以下高端光刻机设备市场,ASML占据市场份额高达80%以上,连续16年稳居第一。在更先进的极紫外光(EUV)领域,ASML更是独家生产者,实现了全球独家垄断。

根据协议的规则,西方国家对中国半导体技术出口,必须按照“N-2”的原则审批,也就是一般会比最先进的技术晚两代。如果再在审批过程中适当拖延一下时间,基本上,中国能够拿到的技术设备会比最先进的晚三代甚至更长,落后国际先进水平10年左右。

2018年,中芯国际曾向ASML订购过一台价值1.2亿美元的EUV光刻机,而至今仍然没有发货。据路透社报道,特朗普政府正在发起一场广泛的运动,阻止向中国出售芯片制造技术,去年11月,ASML宣布已经中止和中芯国际的7nm及以下的先进工艺EUV光刻机的合作计划。

毋庸置疑,《瓦森纳协议》成为了中国半导体产业升级最大的掣肘。

 

内外交困:外有官司缠身,内有股权“宫斗”

中芯国际的奠基人张汝京,毕业于台湾大学,后来去美国留学,毕业后进入当时美国最顶尖的半导体企业德州仪器,并在这里工作了20年,而台积电的创始人张忠谋也曾在德州仪器工作20多年。


中芯国际创始人张汝京/台积电创始人张忠谋

在创建中芯国际之前,张汝京在1997年成立世大半导体,三年内就实现了盈利。不过在此后,管理层却出现了集体“反水”,趁张汝京出差集体表决,以51亿美元“卖身”给了台积电。虽然张忠谋约张汝京商谈了好几次,希望他留下来,但张汝京去大陆之意已定。

张汝京来到上海开始了二次创业,正式成立了中芯国际。随后在时任上海经委副主任江上舟的鼎力支持下,在上海浦东新区张江高科技园区开始打桩建厂。通过引入大量中外资本,中芯国际绕开了《瓦森纳协议》的限制,凭借张汝京的人脉关系获得了大量的二手半导体设备,得以低成本建厂。

经过4年时间的“攻城略地”,中芯国际的发展势头非常猛,建成了4条8英寸生产线和1条12英寸生产线,营收成功突破4亿美元,在当时已经成为了世界第三大晶圆代工厂。

但是,随后和台积电的官司以及内部股权之争,让中芯国际的发展受到很大影响。

就在2003年中芯国际在香港筹备上市前夕,台积电在美国加州起诉中芯国际,控告中芯国际员工涉嫌盗窃台积电商业机密,索赔10亿美元。该案件最终在2005年达成庭外和解,但是中芯国际需要分6年赔偿台积电1.75亿美元,此后所有技术要存在第三方托管账户,接受台积电的检查。

2006年台积电再次起诉中芯国际,2009年中芯国际败诉,台积电获得中芯国际8%的股权,成为第三大股东。在很长的时间里,中芯国际的技术突破都受到了台积电的打压。

不仅如此,2009年,台积电还迫使张汝京签署竞业协议,张汝京因此被迫辞职,2010年起的3年内不得从事半导体行业,从此,中芯国际的张汝京时代正式终结。

张汝京离开后,江上舟扛起了中芯国际的大旗,但公司内部的平衡关系已经被打破。接任中芯国际执行董事及CEO的王宁国,以及出任COO的杨士宁,分别代表了管理层中台湾背景及大陆背景的最高职位,公司内部也因为领导者的背景原因,分成了台湾派和大陆派两大派系。

另一方面,江上舟希望引入国家基金性质的中投集团,来充实企业的资本金,但却遭遇了大股东大唐电信的极大反对。最终中投集团只投资了2.5亿美元,占股11.6%,成为中芯国际第二大股东。


2011年,江上舟因病去世

在公司内部经历了一阵如“宫斗”般的权力斗争后,2011年,江上舟因患癌症而意外辞世,王宁国、杨士宁也先后离职,邱慈云在危难之际接任CEO与执行董事。此后,中芯很快稳定下来,回归正轨。

2017年,中芯国际挖来曾供职于IBM、台积电、三星电子的梁孟松,出任中芯国际CEO与执行董事。这位重磅级的技术大牛可谓来头不小:曾经深度参与台积电从130nm至16nm的开发,战胜老东家IBM。在加入三星电子后,又帮助三星在14nm节点上反超台积电。

而他在加入中芯国际后,仅用300天,就成功攻克14nm制程的芯片工艺,实现从28nm向14nm的技术升级,良品率达到95%,公司的技术推进和运营也重新进入快车道。

中芯国际与台积电的差距有多大?

半导体可谓是最为烧钱的行业之一,全球真正能承受其高昂成本的企业可谓是凤毛麟角。越先进的工艺制造难度越高,导致先进工艺所需投入的成本也越来越大。

根据AMD的数据,以250mm2的核心来说,如果把45nm节点的成本算作1,从32、28nm节点开始提升,20nm节点就变成2倍成本,到了7nm成本跃升为4倍,5nm则更为夸张,成本将是之前的5倍。

各主要半导体公司研发营收比

财报显示,台积电2019年实现营收357.74亿美元(约2531.73元),净利润达118.36亿美元(约837.63亿元);研发费用为29.59亿美元(约209.41亿元),同比增长了4%,约占年营收的8.5%,2020年的研发投入预计达到33.7亿美元到35.2亿美元,继续刷新纪录。

相比之下,中芯国际2019年营业收入为220.18亿元,研发费用为47.44亿元。虽然,中芯国际的研发占比已经超过了惊人的20%,但台积电一年的研发费用已经快赶上中芯国际的营收了,依然过于悬殊。

从制程工艺的发展来看,28nm到14nm是一道关键节点,业界也据此划分企业制程能力的先进与否。而如今全球范围内具备14nm制程能力的集成电路晶圆代工厂,只有台积电、三星、格罗方德、联华电子、中芯国际5家。中芯国际已经能够代表中国大陆自主芯片制造的最先进水平。


来源:拓璞产业研究院

根据TrendForce数据,在2020年第一季全球前十大晶圆代工厂营收排名中,台积电位列第一,市场占有率为54.1%;三星排名第二,市场占有率为15.9%;中芯国际排名第五,市场占有率为4.5%。

在工艺技术方面,台积电可谓是独一份,已经掌握了5nm工艺,今年二季度开始大规模量产5nm工艺,其中就包括苹果A14芯片,高通骁龙875以及华为的麒麟1020。同时,其3nm工艺开发正在按计划推进,预计2021年试产,2022年下半年量产。


来源:科技政策研究与咨询中心

中芯国际从2019年四季度开始量产14nm,正处于产能爬坡期;在更先进制程的规划上,N+1研发进程稳定,已进入客户导入及产品认证阶段,中芯的N+1工艺相比较台积电的7nm性能稍弱;N+2工艺能接近主流的7nm水平,中芯计划于今年第四季度进行FinFET 7nm的初始生产,但量产计划还未公布。

梁孟松表示,“7nm作为其14nm工艺的继任者,其性能提高了20%,功耗降低了57%。它将逻辑面积减少63%,SoC面积减少55%,密度是14nm的两倍以上。”虽然中芯国际的14nm工艺相比台积电、格罗方德、联华电子等主要竞争对手晚了2-4年,但是在7nm工艺的进度较快,正在实现追赶。

与此同时,联华电子、格罗方德宣布相继退出12nm以下先进工艺市场,据业内分析,接下来中芯国际对这两家的超越是完全可以实现的,如果不把三星看做专门的代工厂,那么未来在7nm以下先进工艺市场的角逐上,只剩下台积电和中芯国际两家。

华为正在芯片行业引发一场“蝴蝶效应”

相比身处美国、台湾地区的竞争对手,中芯国际正在把这场危机化为机遇。

首先,中国是芯片市场需求大国,半导体产业经过多年发展逐步完善,也不乏优秀的IC设计公司。随着中美贸易摩擦的加剧,越来越多的代工订单转到了中国大陆,这其中华为也更加倾向于选择并扶植大陆的合作伙伴。

根据《电子时报》1月份的报道,中芯国际击败台积电,夺得华为海思半导体的14纳米FinFET工艺芯片制造订单。


荣耀Play4T中芯国际20周年定制版

今年5月,中芯国际定制版荣耀Play4T在媒体曝光,其特别之处在于背面的logo——SMIC 20,以及一行文字标注:Powered by SMIC FinFET,显示着这款手机的海思麒麟710A处理器,采用的正是中芯国际(SMIC)14nm制程代工。

从Gartner公布的2019年全球十大半导体采购商可以看出,中国大陆就占了四家,分别为华为、联想、步步高、小米。从整体上来看,虽然全球芯片采购金额处于下降趋势,但中国企业的降幅最少,采购需求依然十分旺盛。


来源:Gartner

由美国制裁华为引发的“蝴蝶效应”正在发酵,OPPO、Vivo、小米也都在以不同方式涉足芯片设计领域。

去年12月,必威注册开户:在OPPO未来科技大会上,OPPO创始人兼首席执行官陈明永称,未来三年,OPPO将投入500亿元资金用于技术研发,除了持续关注5G、人工智能等技术研发,还要构建最核心的底层硬件核心技术以及软件架构能力。

据台媒报道称,OPPO已启动“马里亚纳”自主研发手机芯片计划,暂定名为OPPO M1,想成为下一个华为。有多位芯片行业猎头透露,OPPO、Vivo已从紫光展讯、联发科挖走了一批基层工程师,为公司储备芯片人才。

从今年1月开始,小米通过旗下的小米长江产业基金已经密集投资了10家底层配件厂,其中8家均为芯片企业,且高度围绕AIoT设备。

而这些在美国制裁华为前,几乎都是不存在的,如今中国公司也希望逐步减少对国外芯片的依赖程度,越来越深度的参与到芯片设计的环节中。

这对于国内最大的芯片代工厂中芯国际来说,无疑是一个好消息。可以说,只要是中芯国际的技术过硬,在国内就不愁找不到客户。

与此同时,随着国家在芯片上的扶持政策和资金的投入,也为中芯国际提供了强大的支援。为了让国内集成电路摆脱缺芯困境,2014年在工信部、财政部指导下,成立了国家集成电路产业投资基金(简称“大基金”)。

5月15日,中芯国际发布公告,国家大基金二期与上海集成电路基金二期同意分别向附属公司中芯南方注资15亿美元、7.5亿美元。按照当下汇率计算,注资分别折合人民币约为106亿元和53亿元。

借助在科创板上市,中芯国际还将计划最高募集资金金额超过人民币200亿元,分别投入中芯南方正在进行的12英寸芯片SN1项目、先进及成熟工艺研发项目储备资金、补充流动资金。


来源:中芯国际招股说明书

其中,12英寸芯片SN1项目,正是用于满足建设1条月产能3.5万片的12英寸生产线项目的部分资金需求,将生产技术水平提升至14nm及以下,来进一步满足客户的需求。

对于7nm或更先进的工艺,梁孟松曾表示,“中芯国际无需EUV就能达成7nm,当然后续的5nm、3nm是必须要有EUV的。”虽然无法引进更为先进的EUV光刻机,但这也为中芯国际在短时间内,利用现有设备实现从14nm推进到7nm工艺制程并逐步实现量产,赢得了一个难得的喘息和发展的时间差。

在技术层面上,依然存在不确定性,一旦台积电遇到工艺制程陷阱或者技术分水岭,中芯国际作为跟随者,市场格局很有可能发生变化。

2014年,台积电制程工艺升级至20nm,并为高通代工骁龙810解决方案。不过该方案内核架构过分关注提升性能,导致整机严重发热,深陷工艺制程陷阱,最终造就了高通“火龙处理器”的黑历史。台积电被迫加快工艺升级进度,经过2015与2016年两次技术迭代才摆脱阴影。

目前,很难预判哪个工艺节点将成为新的陷阱。因此,对台积电而言,犯错比减速更加不可接受,这也为中芯国际的追赶争取更多时间。

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。“落后就要挨打”的道理,从古至今从来不会改变。中国的芯片之路仍需不懈努力,还有很长的路要走。


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