日本半导体-材料之王

在上世纪80年代日美贸易摩擦之后,日本国内的芯片产能开始急剧下降,尤其是DRAM芯片,从最高接近80%的市场份额一直下降到了2002年的43%,之后被韩国超越。

日本企业退出芯片设计、制造竞争的同时转向加强更高毛利、更高门槛的材料和设备制造部门,体现在1990年之后,日本经济受到泡沫破裂的影响,国内需求严重不足,在此之下,日本的半导体制造设备订单、测量设备的订单量却逆势增长。

在直接面向消费者的终端市场,对于消费者而言,美国有英特尔、英伟达、AMD、高通等一众芯片设计和制造商,还有苹果、微软、谷歌、IBM等一众设备制造商;韩国则有三星、SK和LG。

而在上游核心环节,尤其是电子特气、晶圆、光刻胶、氟化工材料,大量日本厂商聚焦于此,几乎涉及半导体制造的每一种材料,都被日企长期垄断。

根据国际半导体产业协会SEMI的数据显示,去年全球半导体材料的市场规模达727亿美元,其中涉及前段制造的约为447亿美元,涉及后段封测的为280亿美元。

半导体材料有两大特点:多品种、高门槛。几乎每一种材料都是复杂的化合物,合成的工艺非常复杂,几乎每个厂商的技术路线都不相同。

材料突破的难点在于,其合成的目标需要兼顾很多特性。举个例子,为了让某种材料的导电性更强,加工时需要温度极高来让产品充分融合变得更加均匀,但温度高了可能会让加工出来的材料变得易碎,这时候,不同的厂家就会采取不同的方法去解决,最常见的是掺入杂质,而每家掺杂的比例又各不相同,并且掺杂后可能又会有新的矛盾需要兼容, 由此就衍生出不同的技术路线,难以被外界模仿。

硅晶圆——信越、胜高掌控过半市场

我们所说的芯片正是由晶圆制造厂利用光刻机等设备,将晶圆/硅片经过清洗、光刻、刻蚀、沉积、研磨等工艺后,“雕刻”出来的。

全球硅片产能90%掌握在5家公司手里,其中两家日企掌控过半份额。

信越化学(Shin-Etsu Chemical),始于1926年成立的信越氮肥料株式会社,业务从化肥一路拓展到电子化学品,在东京证券交易所上市,市值现超8.6万亿日元(约合人民币4220亿),80%的收入来自海外,拥有2.5万名员工,十大股东分别为:1.贝莱德6.08%,2.野村证券6.03%,3.资本集团5.61%,4.三菱日联信托银行3.88%,5.日本生命保险3.82%,6.先锋领航3.62%,7.三井住友信托3.51%,8.日本八十二银行2.94%,9.日兴资管2.68%,10.明治安田生命保险2.66%。

Silicon United Manufacturing Corp简称SUMCO或是胜高,于1999年由三家公司住友金属工业、三菱材料及三菱材料硅事业部合并而成,现市值为6730.21亿日元(约合人民币330.12亿),硅片收入占比达100%,员工人数9189,十大股东分别为:1.贝莱德6.04%,2.野村证券4.80%,3.资本集团4.13%,4.摩根大通3.09%,5.三井住友信托3.07%,6.三菱综合材料2.82%,7.资产管理第一有限公司2.79%,8.三井住友金融集团2.53%,9.三菱日联信托2.02%,10.日兴资管1.79%。

光刻胶——日企占绝对优势

整个光刻胶行业的规模只占半导体产业的不到1%,如果把光刻机比作圆珠笔,那么光刻胶就是里面的墨水,没有墨水笔就写不出字,没有光刻胶光刻机就是一堆废铁。

同时,这也揭示了材料行业的一大特点,由于材料的种类众多,单一品种可能存在市场规模较小的情况,后来者想要攻克,很有可能面临攻克后产品销售难以覆盖研发成本的问题,这也是为何行业的参与者较少的原因,大部分企业还是倾向于去追逐市场规模较大的赛道,造就材料行业由少数几家企业垄断。

根据光刻机光源曝光波长的不同,光刻胶主要分为KrF和ArF两种,KrF对应曝光波长248nm,ArF则对应193nm,ArF的分辨率更高,价值量也更高。

高端的光刻胶由四家日企垄断,为首的JSR,前身是1957年成立的日本合成橡胶株式会社,今年6月宣布接受日本政府的收购要约,截止到今年年底,收购完成后,JSR将退市并实现“国有化”。现市值为8303亿日元(约合人民币406.7亿),第一大股东为美国的投资公司ValueAct Capital,持有10.08%的股份。

排在第三位的TOK(东京应化工业),要早于JSR进入半导体材料行业,在1968年研发出首款光刻胶产品,而JSR在1979年才开始进入。有意思的是,KrF光刻胶一开始是由美国的IBM领跑,但上世纪80年代后期,彼时美国三大光刻机制造商发展停滞,日本的尼康、佳能抓住机会押注当时较i线更为先进的KrF技术路线反超美国,同时扶持日本的光刻胶厂商,使得日本的光刻胶厂商也反超美国企业。

第四位的住友化学,来自于日本四大财阀之一的住友财团,2001年住友银行与樱花银行(三井财团旗下)合并,标志着日本两大财团合为一家,住友旗下的住友化学与三井旗下的三井化学本应在2003年合并成为全球第五大的化学公司。

但最终双方磋商无果,合并计划宣告失败。主要是住友化学从事精细化学品的制造,产品大多应用在电子、医疗行业,而三井化学的业务集中在基础类的化工产品,比如石化、化工原料等等,双方业务的重合度较低,合并后可能导致新公司体量过于臃肿,不利于业务聚焦和战略协同。

光刻胶的上游,同样是日企扎堆

光刻胶的原材料主要包括树脂、单体、感光剂、溶剂、添加剂等,日企同样扎堆,像住友、三菱这样的综合性企业集团,实现了从原材料到产出品的产业一体化。

日美联合垄断CMP材料

CMP全称为Chemical Mechanical Polishing化学机械抛光,CMP在芯片制造的过程中就像给蛋糕抹奶油,把蛋糕(晶圆)放到转盘(垫片)上,奶油(抛光液)抹到蛋糕(晶圆)上,通过旋转来使得蛋糕的表面变得光滑均匀。

半导体设备十强,日企挤进4家

日企在设备领域也不容小觑,生产的种类可以覆盖所有的工段。

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页面更新:2024-05-14

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