作為中國晶片代工龍頭,中芯國際在美股退市一年後,迴歸A股可謂神速。
5月5日,中芯國際宣佈將在科創板IPO,2天后即與海通證券、中金公司簽署上市輔導協議。6月1日,中芯國際提交科創板首發申請後三天即進入問詢環節,創下科創板稽核新紀錄。隨後中芯國際僅用4天便交出了首輪問詢的答卷,再創科創板稽核問詢最快回復記錄。
6月19日,上交所科創板上市委同意中芯國際首發申請順利透過,意味著中芯國際只用了18天就完成了註冊上市的流程,這也創下了科創板目前最快的IPO紀錄。
截至6月29日,中芯國際在科創板上市申請的稽核狀態為“提交註冊”。目前,中芯國際及其承銷商正在分別與上海證券交易所協商確定發行日程。行業預測,中芯國際最快將於7月上旬正式在科創板掛牌上市。
根據興業證券報告,中芯國際A股市值或為2000億元左右,成為A股市值最高的半導體公司,同時也是科創板首家“A H”紅籌企業。
身處中國被“卡脖子”的半導體領域,中芯國際在20年的發展過程中,並不是順風順水,可謂命運多舛、一波三折。
“中國芯”遭遇西方技術封鎖
中芯國際註冊成立之初,是以外商投資的身份在上海設廠,股權非常分散,而且有著諸多外資股東,原因之一便是希望突破美國對中國的技術封鎖。事實上,中國高科技產業的崛起,始終伴隨著美國等發達國家的技術封鎖。
冷戰期間,美國、西歐、日本等西方陣營國家成立“巴統組織”,以限制成員國向東方陣營國家出口戰略物資、高科技產品和技術。蘇聯解體之後,巴統組織解散,但1996年美國等33個西方國家又重新簽訂了一個替代性的“瓦森納協議”。
受限於《瓦森納協議》,從晶片設計、生產等多個領域,中國都不能獲取到國外的最新科技。
目前,整個半導體行業公司,主要有三種發展模式:
一種是IDM模式,從設計、自主生產到封裝測試一條龍,比如英特爾;一種是Fablesss模式,也就是無工廠,只做晶片設計,不做生產製造,比如蘋果、高通、華為海思等;還有一種就是臺積電、中芯國際所處的Foundry模式,圓晶代工廠,不做設計,只做晶片製造。
譬如,作為晶片製造過程中的核心裝置,荷蘭ASML公司的光刻機使用了德國的機械工藝、蔡司鏡頭和美國公司提供的光源,彙集了歐美最為頂尖的技術。由於技術的先進性極強,ASML的光刻機成為了《瓦森納協議》重點管控的物件。
荷蘭ASML公司光刻機
目前,ASML幾乎壟斷了光刻機裝置的全球市場。據Bloomberg資料顯示,在45nm以下高階光刻機裝置市場,ASML佔據市場份額高達80%以上,連續16年穩居第一。在更先進的極紫外光領域,ASML更是獨家生產者,實現了全球獨家壟斷。
根據協議的規則,西方國家對中國半導體技術出口,必須按照“N-2”的原則審批,也就是一般會比最先進的技術晚兩代。如果再在審批過程中適當拖延一下時間,基本上,中國能夠拿到的技術裝置會比最先進的晚三代甚至更長,落後國際先進水平10年左右。
2018年,中芯國際曾向ASML訂購過一臺價值1.2億美元的EUV光刻機,而至今仍然沒有發貨。據路透社報道,特朗普政府正在發起一場廣泛的運動,阻止向中國出售晶片製造技術,去年11月,ASML宣佈已經中止和中芯國際的7nm及以下的先進工藝EUV光刻機的合作計劃。
毋庸置疑,《瓦森納協議》成為了中國半導體產業升級最大的掣肘。
內外交困:外有官司纏身,內有股權“宮鬥”
中芯國際的奠基人張汝京,畢業於臺灣大學,後來去美國留學,畢業後進入當時美國最頂尖的半導體企業德州儀器,並在這裡工作了20年,而臺積電的創始人張忠謀也曾在德州儀器工作20多年。
中芯國際創始人張汝京/臺積電創始人張忠謀
在建立中芯國際之前,張汝京在1997年成立世大半導體,三年內就實現了盈利。不過在此後,管理層卻出現了集體“反水”,趁張汝京出差集體表決,以51億美元“賣身”給了臺積電。雖然張忠謀約張汝京商談了好幾次,希望他留下來,但張汝京去大陸之意已定。
張汝京來到上海開始了二次創業,正式成立了中芯國際。隨後在時任上海經委副主任江上舟的鼎力支援下,在上海浦東新區張江高科技園區開始打樁建廠。透過引入大量中外資本,中芯國際繞開了《瓦森納協議》的限制,憑藉張汝京的人脈關係獲得了大量的二手半導體裝置,得以低成本建廠。
經過4年時間的“攻城略地”,中芯國際的發展勢頭非常猛,建成了4條8英寸生產線和1條12英寸生產線,營收成功突破4億美元,在當時已經成為了世界第三大晶圓代工廠。
但是,隨後和臺積電的官司以及內部股權之爭,讓中芯國際的發展受到很大影響。
就在2003年中芯國際在香港籌備上市前夕,臺積電在美國加州起訴中芯國際,控告中芯國際員工涉嫌盜竊臺積電商業機密,索賠10億美元。該案件最終在2005年達成庭外和解,但是中芯國際需要分6年賠償臺積電1.75億美元,此後所有技術要存在第三方託管賬戶,接受臺積電的檢查。
2006年臺積電再次起訴中芯國際,2009年中芯國際敗訴,臺積電獲得中芯國際8%的股權,成為第三大股東。在很長的時間裡,中芯國際的技術突破都受到了臺積電的打壓。
不僅如此,2009年,臺積電還迫使張汝京簽署競業協議,張汝京因此被迫辭職,2010年起的3年內不得從事半導體行業,從此,中芯國際的張汝京時代正式終結。
張汝京離開後,江上舟扛起了中芯國際的大旗,但公司內部的平衡關係已經被打破。接任中芯國際執行董事及CEO的王寧國,以及出任COO的楊士寧,分別代表了管理層中臺灣背景及大陸背景的最高職位,公司內部也因為領導者的背景原因,分成了臺灣派和大陸派兩大派系。
另一方面,江上舟希望引入國家基金性質的中投集團,來充實企業的資本金,但卻遭遇了大股東大唐電信的極大反對。最終中投集團只投資了2.5億美元,佔股11.6%,成為中芯國際第二大股東。
2011年,江上舟因病去世
在公司內部經歷了一陣如“宮鬥”般的權力鬥爭後,2011年,江上舟因患癌症而意外辭世,王寧國、楊士寧也先後離職,邱慈雲在危難之際接任CEO與執行董事。此後,中芯很快穩定下來,迴歸正軌。
2017年,中芯國際挖來曾供職於IBM、臺積電、三星電子的梁孟松,出任中芯國際CEO與執行董事。這位重磅級的技術大牛可謂來頭不小:曾經深度參與臺積電從130nm至16nm的開發,戰勝老東家IBM。在加入三星電子後,又幫助三星在14nm節點上反超臺積電。
而他在加入中芯國際後,僅用300天,就成功攻克14nm製程的晶片工藝,實現從28nm向14nm的技術升級,良品率達到95%,公司的技術推進和運營也重新進入快車道。
中芯國際與臺積電的差距有多大?
半導體可謂是最為燒錢的行業之一,全球真正能承受其高昂成本的企業可謂是鳳毛麟角。越先進的工藝製造難度越高,導致先進工藝所需投入的成本也越來越大。
根據AMD的資料,以250mm2的核心來說,如果把45nm節點的成本算作1,從32、28nm節點開始提升,20nm節點就變成2倍成本,到了7nm成本躍升為4倍,5nm則更為誇張,成本將是之前的5倍。
各主要半導體公司研發營收比
財報顯示,臺積電2019年實現營收357.74億美元,淨利潤達118.36億美元;研發費用為29.59億美元,同比增長了4%,約佔年營收的8.5%,2020年的研發投入預計達到33.7億美元到35.2億美元,繼續重新整理紀錄。
相比之下,中芯國際2019年營業收入為220.18億元,研發費用為47.44億元。雖然,中芯國際的研發佔比已經超過了驚人的20%,但臺積電一年的研發費用已經快趕上中芯國際的營收了,依然過於懸殊。
從製程工藝的發展來看,28nm到14nm是一道關鍵節點,業界也據此劃分企業製程能力的先進與否。而如今全球範圍內具備14nm製程能力的積體電路晶圓代工廠,只有臺積電、三星、格羅方德、聯華電子、中芯國際5家。中芯國際已經能夠代表中國大陸自主晶片製造的最先進水平。
根據TrendForce資料,在2020年第一季全球前十大晶圓代工廠營收排名中,臺積電位列第一,市場佔有率為54.1%;三星排名第二,市場佔有率為15.9%;中芯國際排名第五,市場佔有率為4.5%。
在工藝技術方面,臺積電可謂是獨一份,已經掌握了5nm工藝,今年二季度開始大規模量產5nm工藝,其中就包括蘋果A14晶片,高通驍龍875以及華為的麒麟1020。同時,其3nm工藝開發正在按計劃推進,預計2021年試產,2022年下半年量產。
中芯國際從2019年四季度開始量產14nm,正處於產能爬坡期;在更先進製程的規劃上,N 1研發程序穩定,已進入客戶匯入及產品認證階段,中芯的N 1工藝相比較臺積電的7nm效能稍弱;N 2工藝能接近主流的7nm水平,中芯計劃於今年第四季度進行FinFET 7nm的初始生產,但量產計劃還未公佈。
梁孟松表示,“7nm作為其14nm工藝的繼任者,其效能提高了20%,功耗降低了57%。它將邏輯面積減少63%,SoC面積減少55%,密度是14nm的兩倍以上。”雖然中芯國際的14nm工藝相比臺積電、格羅方德、聯華電子等主要競爭對手晚了2-4年,但是在7nm工藝的進度較快,正在實現追趕。
與此同時,聯華電子、格羅方德宣佈相繼退出12nm以下先進工藝市場,據業內分析,接下來中芯國際對這兩家的超越是完全可以實現的,如果不把三星看做專門的代工廠,那麼未來在7nm以下先進工藝市場的角逐上,只剩下臺積電和中芯國際兩家。
華為正在晶片行業引發一場“蝴蝶效應”
相比身處美國、臺灣地區的競爭對手,中芯國際正在把這場危機化為機遇。
首先,中國是晶片市場需求大國,半導體產業經過多年發展逐步完善,也不乏優秀的IC設計公司。隨著中美貿易摩擦的加劇,越來越多的代工訂單轉到了中國大陸,這其中華為也更加傾向於選擇並扶植大陸的合作伙伴。
根據《電子時報》1月份的報道,中芯國際擊敗臺積電,奪得華為海思半導體的14奈米FinFET工藝晶片製造訂單。
榮耀Play4T中芯國際20週年定製版
從Gartner公佈的2019年全球十大半導體採購商可以看出,中國大陸就佔了四家,分別為華為、聯想、步步高、小米。從整體上來看,雖然全球晶片採購金額處於下降趨勢,但中國企業的降幅最少,採購需求依然十分旺盛。
由美國製裁華為引發的“蝴蝶效應”正在發酵,OPPO、Vivo、小米也都在以不同方式涉足晶片設計領域。
去年12月,在OPPO未來科技大會上,OPPO創始人兼執行長陳明永稱,未來三年,OPPO將投入500億元資金用於技術研發,除了持續關注5G、人工智慧等技術研發,還要構建最核心的底層硬體核心技術以及軟體架構能力。
據臺媒報道稱,OPPO已啟動“馬里亞納”自主研發手機晶片計劃,暫定名為OPPO M1,想成為下一個華為。有多位晶片行業獵頭透露,OPPO、Vivo已從紫光展訊、聯發科挖走了一批基層工程師,為公司儲備晶片人才。
從今年1月開始,小米透過旗下的小米長江產業基金已經密集投資了10家底層配件廠,其中8家均為晶片企業,且高度圍繞AIoT裝置。
而這些在美國製裁華為前,幾乎都是不存在的,如今中國公司也希望逐步減少對國外晶片的依賴程度,越來越深度的參與到晶片設計的環節中。
這對於國內最大的晶片代工廠中芯國際來說,無疑是一個好訊息。可以說,只要是中芯國際的技術過硬,在國內就不愁找不到客戶。
與此同時,隨著國家在晶片上的扶持政策和資金的投入,也為中芯國際提供了強大的支援。為了讓國內積體電路擺脫缺芯困境,2014年在工信部、財政部指導下,成立了國家積體電路產業投資基金。
5月15日,中芯國際釋出公告,國家大基金二期與上海積體電路基金二期同意分別向附屬公司中芯南方注資15億美元、7.5億美元。按照當下匯率計算,注資分別摺合人民幣約為106億元和53億元。
藉助在科創板上市,中芯國際還將計劃最高募集資金金額超過人民幣200億元,分別投入中芯南方正在進行的12英寸晶片SN1專案、先進及成熟工藝研發專案儲備資金、補充流動資金。
其中,12英寸晶片SN1專案,正是用於滿足建設1條月產能3.5萬片的12英寸生產線專案的部分資金需求,將生產技術水平提升至14nm及以下,來進一步滿足客戶的需求。
對於7nm或更先進的工藝,梁孟松曾表示,“中芯國際無需EUV就能達成7nm,當然後續的5nm、3nm是必須要有EUV的。”雖然無法引進更為先進的EUV光刻機,但這也為中芯國際在短時間內,利用現有裝置實現從14nm推進到7nm工藝製程並逐步實現量產,贏得了一個難得的喘息和發展的時間差。
在技術層面上,依然存在不確定性,一旦臺積電遇到工藝製程陷阱或者技術分水嶺,中芯國際作為跟隨者,市場格局很有可能發生變化。
2014年,臺積電製程工藝升級至20nm,併為高通代工驍龍810解決方案。不過該方案核心架構過分關注提升效能,導致整機嚴重發熱,深陷工藝製程陷阱,最終造就了高通“火龍處理器”的黑歷史。臺積電被迫加快工藝升級進度,經過2015與2016年兩次技術迭代才擺脫陰影。
目前,很難預判哪個工藝節點將成為新的陷阱。因此,對臺積電而言,犯錯比減速更加不可接受,這也為中芯國際的追趕爭取更多時間。
路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索。“落後就要捱打”的道理,從古至今從來不會改變。中國的晶片之路仍需不懈努力,還有很長的路要走。