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半导体行业风云巨头们的阿喀琉斯之踵:ASML,和穿皮衣的“摇滚”黄仁勋下

栏目:产业经济    来源:搜狐    作者:笑笑    发布时间:2017-10-12 10:29
半导体行业风云巨头们的阿喀琉斯之踵:ASML,和穿皮衣的“摇滚”黄仁勋下

接上、中篇:

一、半导体设备领域真正的王者

从台积电的年报中设备供应商部分里,可以发现一家名为ASML Holding N.V.(简称”ASML“)的公司。ASML为一家总部在荷兰并在美国上市的公司,其主营业务为制造研发光刻机。

光刻机是芯片生产过程中重要的设备,同时也是决定制程尺寸的关键性设备。

半导体行业风云巨头们的阿喀琉斯之踵:ASML,和穿皮衣的“摇滚”黄仁勋下

俗话说英雄惜英雄,行业巨头看得上并值得在年报里面特意点出来的供应商应该绝对不简单。这家ASML公司不仅出现在年报中大书特书,并且在2012年获得台积电支付2.76亿欧元作为ASML研发经费,好比说你的客户给你一笔大钱让你去做研发,然后你再把东西造出来卖给客户,你说这么好的事情凭什么?

当然是凭实力和地位啦。ASML公司目前是市场上唯一能够生产性能稳定高精度光刻机的公司,晶圆制造商如台积电,三星,英特尔,中芯国际等均为其客户。摩尔定律所推动的晶体管尺寸越来越小,要求晶圆制造制程尺寸缩小,对于光刻技术要求异常严苛。

半导体行业风云巨头们的阿喀琉斯之踵:ASML,和穿皮衣的“摇滚”黄仁勋下

EUV光刻机(图片来自网络)

二、依靠技术优势甩开日本竞争对手

光刻机行业原本有三家巨头,ASML,尼康和佳能。在193纳米光刻技术逐渐成为市场主流后,ASML凭借193纳米技术优势在市场份额方面开始逐渐领先日本同行。

随着10纳米制程已经被三星和台积电量产采用,下一个制程目标7纳米将面临巨大的物理限制,光刻技术需要更先进的设备,极紫外EUV被寄予厚望作为制程突破7纳米的最后希望。

三、被三巨头钦点研发EUV极紫外光

2012年7月,为了加快下一代EUV光刻技术和450mm晶圆技术研发,ASML宣布开展客户共同投资计划,邀请其最大的客户参与投资和研发。

随即,三巨头英特尔,台积电,三星均宣布参与此计划并分别按照39.91欧元认购ASML已发行股份15%,5%和3%,分别投资25.13亿欧元,8.38亿欧元和5.03亿欧元,共38.54欧元。

放眼全球范围,邀请客户参与巨额定增给自己研发费用,研发成功后的产品再卖给客户赚钱,牛逼到吊炸天地步的可能仅有ASML了。ASML被全球半导体巨头钦点,攻克EUV难题进而突破约束先进制程的物理障碍。

其实,作为客户的三巨头也没有任何选择,在7纳米制程面前,全球其它的公司不争气属于”烂泥扶不上墙”,具备这个执行能力的就只剩下ASML一家公司。

精明的三巨头认购定增,其实他们心里非常清楚假如EUV被成功攻克了,三巨头本身和行业其它公司会给予ASML巨量且源源不绝的EUV订单,ASML的业绩肯定是具备确定性的,股价应该也能上涨,这种情况下这个巨额定增反而能赚不少钱。

假如失败了,这个世界上也没有人能做出来EUV,那么摩尔定律就停滞不前,整个半导体行业会受到很大冲击。

从投资/投机的角度,就像面临末日般的危机时,不如拿出一些钱来改变一下危局,尝试扭转乾坤,赢了则可以突破危局,输了这个损失对比危机则没那么重要了,况且当时行业最大三巨头都入了局,输了大家相互有个心理安慰。

对比主流193纳米液浸式光刻,随着光波长变小,光的能量将会被聚光用的透镜所吸收,使得最终光无法到达晶圆就被吸收殆尽。在EUV光刻技术中,采用反射镜而非透镜进行缩影。

此处简单讲一下EUV光刻的原理。首先通过光源产生EUV光线(波长约13.5纳米),然后光进行汇聚并照射在已经具有电路设计图案的掩膜上,之后电路图案将经过多个曲面反射镜进行多次缩影,其原理类似凹面哈哈镜有缩小的效果,之后电路图将被缩小至所要求足够小的尺寸投影在晶圆上,在后续的工艺中进一步加工成电路。

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EUV工作原理图(图片来网络)

最终ASML不负众望,EUV光刻机终于取得突破。据传EUV光刻机售价不菲,每台售价约1亿欧元!其价格差不多相当于一架F-35战斗机的价格。

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ASML展示其7纳米工艺样图(来自ASML公司2017年第二季度业绩演示材料)

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2017年4月19日,ASML官方推特账号显示最新的EUV系统开始正式交付。

四、ASML与卡尔蔡司战略合作

ASML采用的曲面反射镜来自德国卡尔蔡司公司(Carl Zeiss AG)。

蔡司是光学和光电行业国际领先的科技企业,研发并销售半导体制造设备、测量技术、显微镜、医疗技术、眼镜镜片、相机和摄影镜头、望远镜和天文馆技术。在半导体制造设备领域,卡尔蔡司在光刻领域提供了主流193纳米光刻光学系统和极紫外13.5纳米光学系统。

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卡尔蔡司公司介绍(自卡尔蔡司官方网站)

极紫外EUV对于曲面反射镜的要求可以用变态地完美来形容,若镜面涂层中出现小缺陷会将光学图案扭曲并影响电路图案,最终会导致芯片性能缺陷。蔡司反射镜所能容忍的缺陷为皮米数量级(千分之一纳米),ASML的总裁Peter Wennink曾经接受采访表示,如果反射镜的面积有德国这么大,最高凸起不能超过一公分。

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图为EUV极紫外光学系统(来自卡尔蔡司官方网站)

2016年11月3日,ASML以10亿欧元现金收购卡尔蔡司SMT子公司的24.9%股权,强化双方在半导体光刻技术方面的合作,发展下一代EUV光刻系统,同时ASML也将在未来6年内投资约2.2亿欧元支持Carl Zeiss SMT在光学光刻技术上的研发,以及约5.4亿欧元的资本支出和其他相关供应链投资。

五、中国半导体市场崛起助推ASML发展

根据ASML公司2017年第二季度宣传材料,值得留意中国对ASML收入产生较大的贡献,特别在2017年第一季度,占销售收入26%,位列第二。

2017年第一季度收入主要来自传统主流液浸光刻机,同期中国地区购买金额占比较高,推测中国所购买的光刻机主要依然是主流技术光刻机。

2017年第二季度开始交付2台EUV光刻机,其中韩国销售占比提升至51%,可以推测至少有1台EUV销售至韩国地区,三星的可能性极大,可见其追赶7纳米制程的迫切心情。

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资料来自ASML公司2017年第二季度业绩演示材料

中国政府大力扶植半导体产业,ASML对于中国市场极为重视并特意在二季度企业宣传材料中提到中国市场的增长速度,可见17年上半年中国市场销售额已经高达4亿欧元,已经超过2015年全年规模,占2016年全年规模2/3。

在半导体行业资本开支的固有格局中,中国属于新的增量,中国大型半导体晶圆生产基地建设对于光刻机需求是巨大的而持续的,未来持续设备更新将给ASML带来巨大商机。

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资料来自ASML公司2017年第二季度业绩演示材料

六、互惠互利:客户参与计划

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从2012年至2017年9月27日,ASML股价已经升至162美元(按照1欧元兑换1.17美元计算,股价约138.4欧元)。假如三巨头一直持有的话,盈利空间高达246%,三巨头共计盈利94.80亿欧元,按照1台EUV售价1亿欧元计算,盈利可以兑换94台EUV设备。

根据新闻资料,目前ASML生产及交工计划,2017年将交付12部EUV设备,2018年交付20台,按照这个生产交工速度94台EUV够ASML吃好几年了。

当然,现实并未如此美好。

根据新闻报道,2015 年台积电即全部出售了ASML 股权,获利6.95 亿美元(股权盈利部分差不多能买6台EUV了);

2016年三星以6.06 亿欧元的价格出售630 万股ASML 股票,每股约96欧元,仅这一笔出售三星获利颇丰;

三巨头中股票投资最好的是英特尔(果然是美国的公司会投资啊),英特尔出售ASML的时间最晚,获利最丰厚:据媒体报道,英特尔从2016年底开始出售ASML股权,截至2017年9月,英特尔仍持有ASML约7.6%的股份。

从这个意义上而言,ASML即使给EUV定价贵一些,三巨头也会笑哈哈地接受,因为三巨头采购EUV的资本开支部分,可以来通过ASML股权投资的盈利部分进行支付,实质上节省了三巨头的资本开支。

三巨头分别在美国,台湾,韩国均为重量级上市公司,此举对其市值提升均有一定帮助。

不禁感叹,ASML与三巨头搞得这个定增和客户共同投资计划,真是对谁都是一笔稳赚不赔的好买卖,三巨头在股票投资和产业投资中真是高手,形成这种共赢局面,绝对可以载入史册了。

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七、强大到可怕的护城河

ASML的护城河在哪里?

ASML所在行业基本上处于类似绝对垄断的地位:

1、ASML通过对半导体制造下一代制程具有核心重要性的EUV技术掌控将现有竞争对手远远抛离,成为独家供应商。

2、EUV技术研发所需天文数字的研发费用,让竞争对手望而却步。

3、下游三巨头客户认购ASML股票定增,对其提供研发费用,客户粘性极强。

4、ASML的光学系统供应商卡尔蔡司公司属于此领域打遍天下无敌手的极致强者,通过参股卡尔蔡司SMT公司24.9%股权,ASML与其核心供应商形成牢固战略同盟,潜在竞争对手若要开发EUV技术恐怕无法绕过卡尔蔡司的光学系统,潜在的竞争对手如果需要采购相关的光学系统恐怕都要取得ASML的支持或默许。

八、新篇章:第一个承认摩尔定律失效的人

半导体芯片产业其实是一个非常巨大且重要的行业,本篇内容只是一个引子,未必能够揭示了整个行业冰山之一角。这是集人类最先进科技,工业制造及运营管理水平于大成的行业。

本篇中所提到ASML的EUV光刻技术,背后所依赖的是全球最顶级光源和应用光学技术,其它各个技术领域顶尖技术,企业自身的研发实力及技术储备。

台积电能够接纳全球半导体芯片代工订单,需要管理众多不同制程及工艺技术,进行研发最先进的制程工艺,同时还能采用最热门先进的软性技术手段(大数据和机器学习)大幅改进生产周期,能够在巨大营收规模下取得高额的毛利和净利润水平,可以成为运营管理的佼佼者。

同时,笔者发现在晶圆制造上下游中,属于非常细分的领域,最高精尖的企业数目非常稀少,如德国的卡尔蔡司公司,一旦与其形成产业同盟就像围棋中在核心关键位置落子一样,外人难以撼动。

未来将会提到台积电年报中同样提到它的硅片供应商,这个领域中前5大供应商(其中较多是上市公司)占据约超过全球90%的市场份额,同样非常集中。

中国的半导体芯片行业发展速度较快,在政府大力支持下相信未来会迎来大发展。在芯片设计,晶圆制造,封装及测试领域,我们有一系列的公司,不少是上市公司(A股,港股或海外其它地方上市),未来希望能够通过在全球范围内进行横向对标,帮助我们更好认识中国这些公司的发展状况和潜力空间。

关于摩尔定律,不得不再次提到英伟达的创始人黄仁勋,他实在太有个性了,喜欢穿皮衣,像一个摇滚明星一样的硅谷科技巨头创始人。

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再次致敬这些改变世界的人。图片来自网络

摩尔定律要求18-24个月尺寸缩小一半,现在制程处在10纳米阶段,对比早期100纳米提升至50纳米,其性能提升的空间较大。

但在10纳米水平再缩减至5纳米,其实给硬件带来的性能提升未必足够明显,但是制造工艺改进的成本是惊人的,例如本篇提到三巨头支持ASML研发7纳米的EUV,其耗费已经是天文数字。

未来运算能力提升恐怕从芯片制程尺寸上提升未必是人类最佳的选择,黄仁勋算是第一个硅谷芯片巨头管理人员公开讲摩尔定律失效的人,他在倡导用GPU提升算力,克服制程方面面临的物理瓶颈。

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图中所示因物理限制导致算力无法继续指数增长而GPU可以解决这个问题(图片来自网络)

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英伟达股价月线图(2016年至2017年9月28日)

当然一众全球市值最大的互联网公司如谷歌,亚马逊,联书,腾讯,阿里,百度都在发力人工智能及云端业务,对于算力要求很高,于是都成为英伟达的客户。

因为两年内股价翻了数倍,英伟达也成为投资人炙手可热的公司,未来有条件(比如这篇文章后面的打赏达到能让风云君心动的时候)也会聊一下英伟达,这家属于无晶圆厂的芯片设计公司。

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END

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