樑杏:把芯片縮小1納米有多難

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作者丨樑杏(國泰基金量化投資事業部總監、芯片ETF512760聯接基金經理)

芯片的整個製作過程非常者繁瑣。但是它的起點非常簡單,就是大家經常會看到的沙子硅片是從沙子裡邊加工提煉出來的。如果是商品化的話,我們一般以單晶硅片作爲芯片的起點。

之後,硅片通過反應氣體來進行氧化增層,增完層之後會塗膠。這個膠用的不是一般普通的膠,而是光刻膠。光刻膠其實是中國在芯片產業領域相對來說比較緊缺的一種原材料。剛纔說到氧的化增層環節,很多電子的特殊氣體也是咱們國家比較緊缺的。

塗完膠之後要烘乾,有前烘這樣一個環節。做完烘之後就是做曝光,曝光的時候又會用到掩膜版。這和剪紙或者雕刻的花樣的相似,拿一個圖樣,照着這個圖樣去描,大概是這樣一個意思。用掩模版曝完光之後,要用顯影液使它顯影。顯影完之後有一個固膠堅膜環節,把塗層稍微固定,做完之後就進入到刻蝕了。

在光刻膠、光刻機,刻蝕機環節會用到一些刻蝕器、刻蝕液。光刻膠、光刻機和刻蝕環節刻蝕機非常重要。荷蘭的阿斯麥有一個非常優秀的光刻機產品,但是之前一直不太能在中國使用,花了很長的時間想了很多辦法,後來買回來一臺14納米的光刻機。其實中國也不是沒有光刻機,只不過中國的成熟製程是90納米,正在研發28納米光刻機。中國有一些公司生產刻蝕機,有些在科創板上市,做得也還行。刻蝕完之後有後烘(塗完光刻膠之後叫前烘)。

再就是去膠,去膠這個環節不是隨隨便便拿把刀這樣刮掉,它是用去膠劑去做。去膠之後做離子注入,還有薄膜沉澱,這幾塊聽起來稍微有點複雜,一般媒體可能也不太會介紹。在整個芯片製造的過程裡,可能大家稍微瞭解多一點的是塗膠,用光刻機、塗膠掩膜版、光刻機、刻蝕機這些環節。

後面就是金屬化,金屬化之後是封裝,需要用到封裝的基板,封裝好了直接就去做IC測試性能通過的話,整個的芯片就可以出廠了。

芯片的功能多種多樣,不同的芯片會做不同的功能,大體上工藝差不多,但是高端芯片的刻絲程度非常的高。剛纔說到有90納米、有28納米、14納米的,可能大家也聽說過7納米,甚至5納米、3納米、2納米工藝。現在絕大多數高精尖的芯片應用更多的是在手機上,尤其是5G手機。90納米芯片可以滿足國防基本要求。汽車芯片中,現在的新能源汽車或者是智能汽車會用到14納米的,一般的確實用不了這麼精細。目前行業使用的格局上來說,高精尖的芯片暫時大範圍的應用,主要還是在手機上,它會進一步的提升手機的性能,使得大家的使用感受特別的好。

如果把芯片的工藝流程,或者產業鏈稍微拆一下,也可以拆出來上中下游。芯片上游主要是材料和設備,材料包括特種氣體,最普通的硅片,還有光刻膠、掩模版、顯影液、刻蝕液等等。設備是光科技、刻蝕機,它是比較大型的。光刻機有10萬多個零件,但是這麼大的一個機器,它就可以出來一個非常小的誤差,在硅片上去做光刻步驟。因爲涉及到的材料成千上萬,有一些材料確實又是很多海外的國家有一定的優勢,這也是中國之前被限制的地方。

中游的設計和製造是最核心的環節,尤其製造。芯片根據不同的功能應該怎麼去雕這個花,應該怎麼去擺晶體管的位置,或者應該實現什麼樣的功能,這些基本上都是在設計環節完成的。中國有一些設計公司,像華爲、阿里,它們也有一些相關的公司,也有涉足到芯片設計當中。

製造的話,中國有一些比較有名的製造龍頭,現在內地中芯是龍頭,臺積電是臺灣的龍頭公司。臺積電現在是在研發5納米和3納米的芯片工藝,它的製造(生產)能力更強一些。中芯因爲買不到7納米光刻機,所以之前它就自己研發了N+1和N+2的工藝,N+1對標7納米,N+2對標5納米。去年年底,N+1工藝製程已經進入到生產流片階段,可以理解爲試生產,所以現在中芯已經開始可以提供性能比肩,或者性能向7納米靠攏的芯片。5納米的芯片,中芯現在還在研發。所以從世代來看,臺積電的工藝水平確實領先內地很多年。7納米和5納米內地現在沒有辦法直接做出來,但是中芯是通過N+1、N+2這種工藝進行一個比肩。

內部的下游就是封裝和測試,相對來說是芯片產業鏈裡邊難易程度最低的。買到合適的基板、經過一定的流程,之後跑測試。很多封測廠是一體的,做完了封裝順便就做測試,也有一些封裝和測試是分開的。大體上,目前中國封測試這塊做得還是不錯的。因爲它的難度沒有特別高,中間也有自己的發展,加上有一些國際上的收購動作,所以中國這部分在國際上的佔有率還挺高的。

芯片的需求處於大爆炸的時代,主要是因爲整個世界已經推進到了全面智能化的入口這樣一個階段裡。芯片的需求主要有四塊。

第一塊智能汽車、新能源汽車。新能源汽車會幫你識別周圍是不是有車在開,甚至有一些車還有自動駕駛功能,這些都需要芯片。國內和國際,整個新能源汽車產業鏈現在都是一個蓬勃發展的階段。當然國內的新能源汽車發展狀態更好一些。

一般一個新的品種滲透率或者佔比要到40%以上,它會進入一個相對穩定期。現在新能源汽車銷量佔比也就20%左右,所以它還會有一個很高的增速和增長,在這個過程裡面對芯片的需求也是很大。因爲車和車之間,車聯網這些都需要芯片。

第二塊是智能手機進一步的發展。一個手機集成的芯片是非常非常多的。比如,六個攝像頭的攝像手機,一個攝像頭後面就有一個芯片管着,不同的攝像頭功能是不一樣的,有的可能是微距的,有的可能是廣角的,各種各樣的。一般來說,手機裡邊也會有一個芯片是管電量的,這個芯片叫“電源管理芯片”。接入4G網絡會有一個專門的芯片,接入5G網絡也會有個專門的芯片。未來隨着5G通信網絡的推進和落地,5G手機也會不斷的出來,新增的需求會大量的起來。

第三塊是智慧城市、物聯網的應用。以後萬物互聯,互聯互通。萬物被識別以及識別別人都需要芯片,這樣才能接入網絡實現互聯互通。所有的東西都能被感知,這需要非常非常多芯片。

第四塊就是元宇宙裡邊像遊戲AR、VR,還有各種的消費電子終端,以後你要活在一個這種虛擬世界裡邊,那你也是需要很多的各種各樣的芯片的。

但是這麼大的一個需求量,咱們現在的供給情況是供不應求。從供需格局來看,芯片的景氣度依然還是非常非常高的。2019年芯片的指數漲幅在100%以上,去年大概50%,今年漲了接近30%,也還是有一個非常好的增長。大家感覺漲幅每年是不是往下掉?其實不是,芯片將有一個長線持續的上漲,這是由它的基本面、由它的供需格局決定的。所以像芯片這樣的一些行業,或者它對應的一些行業的這種指數基金,或者它主題的這種相關的產品,我們還是建議大家在跟自己的風險承受能力匹配的情況,可以多多的關注。

芯片的投資難點就在於大多數投資者可能搞不明白芯片這個行業,因爲它的技術門檻確實還是挺高的。如果要陷入到細節的投資,需要對芯片行業特別特別瞭解,這個對絕大多數的投資者,甚至對一部分的機構投資者來說都是有難度的。但是瞭解芯片整個產業鏈,大致能知道它是幹什麼的,處在一個什麼環節,這又是一個需求爆炸的時代,前景還是非常好的,能把握得住這樣的一個主線,其實就已經很不容易了。

另外一個難點在於芯片會出現一些階段性的漲特別多和調整。比如今年的最低點到今年的7月底最高點那一波,大概漲了50%多。你要想全部把握住這一大段其實也是非常難的,但是你可以通過長期持有,獲取長期收益,這是一種辦法。

另外一種辦法,要想去把握階段性的這種漲幅,或者想去做一個波段的操作,我建議一方面看看芯片的景氣或者業績的情況,另一方面看一下它的估值,它的估值上躥下跳特別快。還有市場流動性的變化,芯片是科技板塊,科技板塊對流動性特別的敏感,如果要去做一個短期的這種波段的捕捉和判斷,要更難一些。要是做長期的投資相對來說簡單,因爲你就是看好它的趨勢長期拿着它,這個可能要相對來說更簡單一些,你只要去判斷它的大的供需格局沒有發生大的改變就行了。

做短期的時候,可能會受到階段性的業績,階段性的這種估值,階段性的流動性的影響,變量確實還是蠻多的。所以如果是覺得短期太難,真的長期持有它是可以考慮的,因爲確實長期潛力還是很不錯的。因剛纔要談到芯片的工藝,內地工藝差人家的幾個世代,要追上還是需要蠻久的。在這樣的情況之下,芯片行業的投資加強是非常長線的,換句話說持有它五年十年都是可以考慮的。當然中間如果你改變注意了或者需要用錢,你持有三五年也可以出來。但是還是要提醒大家,因爲芯片是科技類的產品,波動還是蠻大的,所以還是要與自己的風險承受能力匹配。

文章中嘉賓分享的觀點、結論和建議僅供參考,不構成投資者改變投資決策或選擇具體產品的法律依據。我國基金運作時間較短,不能反映股市發展的所有階段。芯片ETF(512760)聯接基金屬於股票型基金,理論上其預期收益及預期風險水平高於混合型基金、債券型基金和貨幣市場基金。本基金爲指數型基金,主要採用完全複製策略,跟蹤標的指數,其風險收益特徵與標的指數所表徵的市場組合的風險收益特徵相似。基金管理人承諾以誠實信用、勤勉盡責的原則管理和運用基金資產,但不保證基金一定盈利,也不保證最低收益。基金的過往業績及其淨值高低並不預示其未來業績表現。投資者投資於基金時應認真閱讀《基金合同》、《招募說明書》等法律文件,瞭解基金產品的詳細情況,選擇與自己風險識別能力和風險承受能力相匹配的基金,並注意投資風險。

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