業(yè)界領(lǐng)先的特種化學(xué)及先進(jìn)材料解決方案的公司Entegris(納斯達(dá)克: ENTG)市場(chǎng)戰(zhàn)略副總裁楊文革博士和亞太區(qū)全球銷售副總暨中國(guó)總經(jīng)理李邁北先生,接受半導(dǎo)體行業(yè)觀察專訪,分享對(duì)半導(dǎo)體材料未來機(jī)遇和挑戰(zhàn)的觀點(diǎn),和Entegris在中國(guó)的布局和展望。
材料是最有投資機(jī)會(huì)的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)
從1990年開始,全球半導(dǎo)體銷售額一直穩(wěn)步增長(zhǎng),但在2017年出現(xiàn)了明顯增速,突破4000億美元大關(guān)。當(dāng)年,傳統(tǒng)PC和智能手機(jī)業(yè)實(shí)際均出現(xiàn)下滑,但近十個(gè)新興應(yīng)用突然出現(xiàn),包括數(shù)據(jù)中心、AI、智能汽車、5G、VR等,并且變成半導(dǎo)體行業(yè)的新的推動(dòng)力。據(jù)統(tǒng)計(jì),2017年,這些新興應(yīng)用相關(guān)的銷售額之和已達(dá)到1800億美元,相當(dāng)于貢獻(xiàn)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)的40%;未來三年,預(yù)計(jì)這些新興應(yīng)用以11.3%的年復(fù)合增長(zhǎng)率長(zhǎng),到2021年,將帶來超過1000億美金的全新商業(yè)機(jī)會(huì)。
不僅僅是增速,半導(dǎo)體工業(yè)界的技術(shù)內(nèi)核也在發(fā)生演化,楊文革博士認(rèn)為,IC業(yè)正在從以CPU為中心,變成以存儲(chǔ)器(數(shù)據(jù))為中心。PC互聯(lián)網(wǎng)時(shí)期,存儲(chǔ)器產(chǎn)值占整個(gè)工業(yè)界約10%,2017年增長(zhǎng)到1/3左右,而經(jīng)過三到五年,可能達(dá)到接近整個(gè)工業(yè)界約一半的產(chǎn)值。這一技術(shù)環(huán)境的變革,也是近年來三星、海力士等存儲(chǔ)大廠賺的盆滿缽滿的一大原因。
此外,供求關(guān)系也在影響著整個(gè)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。楊文革博士表示,整個(gè)工業(yè)界已經(jīng)從以Logic為中心轉(zhuǎn)向以Memory為中心,整個(gè)社會(huì)每年會(huì)創(chuàng)造出約30%的數(shù)據(jù)量,但整個(gè)工業(yè)界DRAM的擴(kuò)產(chǎn)速度只有20%,供不應(yīng)求。最近海力士和美光宣布新建的DRAM工廠,也映證了這點(diǎn)。目前DRAM的增速瓶頸主要是由于制程scaling的變緩,下一個(gè)技術(shù)突破需依賴于Quadruple patterning或者EUV。據(jù)悉,三星已經(jīng)決定將EUV同時(shí)應(yīng)用在邏輯和DRAM,預(yù)計(jì)在下一代DRAM制程中的曝光、沉積、刻蝕等環(huán)節(jié)中,將會(huì)引入不少新材料。
NAND的供求曲線則與DRAM不同,隨著3D NAND技術(shù)的突破,可堆疊高度的不斷增加,會(huì)有短暫的供過于求,例如去年和今年的45%年增量超出了30%的平均需求量,因此價(jià)格上一定會(huì)出現(xiàn)回落。3D NAND結(jié)構(gòu)中的縱橫比是非常大的,對(duì)蝕刻、填充、清洗等工藝流程也是巨大的挑戰(zhàn)。放眼未來,部分類別的芯片銷售會(huì)起起落落,但整體產(chǎn)業(yè)會(huì)保持增長(zhǎng)勢(shì)頭。
產(chǎn)能、純度和新材料,機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存
綜上這些產(chǎn)業(yè)環(huán)境的變化,對(duì)半導(dǎo)體材料領(lǐng)域提出三大需求:更充足的產(chǎn)能、更高的純度和新材料。
趨勢(shì)一:需要更多產(chǎn)能
2015-2017年的全球晶圓制造建廠潮,帶動(dòng)了半導(dǎo)體設(shè)備支出的激增,同期設(shè)備的增長(zhǎng)遠(yuǎn)大于材料;而自2018年開始,已經(jīng)建造好的晶圓廠陸續(xù)投產(chǎn),每一年的Wafer Starts(初制晶圓)非常穩(wěn)定,2018-2021年預(yù)計(jì)保持6-7%年度增長(zhǎng)率,所以可以看到最簡(jiǎn)單的一個(gè)趨勢(shì),就是晶片供不應(yīng)求。
不僅每年晶圓片數(shù)量遞增,同一片晶圓上所用的材料也會(huì)越來越多,例如90納米單片晶圓所需材料成本約160美元,而7納米單片晶圓所需材料漲到近600美元。DRAM和NAND的晶圓材料成本也在不斷上漲,這其中都蘊(yùn)藏著巨大的商業(yè)機(jī)會(huì)。
趨勢(shì)二:需要更高純度
在一片12寸晶圓上,10納米量級(jí)的顆粒不能超過3-4顆,這樣的純度要求相當(dāng)于在整個(gè)江蘇省那么大的面積上,不能有超過四個(gè)硬幣大小的顆粒。再如5納米節(jié)點(diǎn)下,金屬含量不能超過28 PPB,PPB是怎么樣一個(gè)量級(jí)概念呢?相當(dāng)于在舊金山灣區(qū)的海水里的一條小魚。由此可見,對(duì)于顆粒和金屬含量如此高的純度要求,為半導(dǎo)體材料行業(yè)設(shè)置了一個(gè)非常高的門檻。
趨勢(shì)三:新材料
從7納米開始,銅會(huì)被逐漸被鈷、釕等新材料取代,走到3納米則可能采用碳納米管。
新應(yīng)用對(duì)材料廠商的差異化需求
在分析新興應(yīng)用如何影響上游材料供應(yīng)商時(shí),楊文革博士認(rèn)為,AI、5G和IoT市場(chǎng)對(duì)材料供應(yīng)鏈的需求是差異化的。
AI大多采用leading-edge工藝技術(shù),拉動(dòng)了先進(jìn)制程相關(guān)的供應(yīng)鏈增長(zhǎng)。單顆GPU芯片的尺寸高達(dá)800平方毫米(達(dá)到光罩的極限),如此大尺寸裸片的良率其實(shí)是非常低的;為了提高良率,一方面會(huì)希望單芯片越做越小,即先進(jìn)制程繼續(xù)演進(jìn),另一方面也不斷提高對(duì)污染控制的要求,而這正是Entegris所擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。
5G則是另外一個(gè)故事,5G的基帶用主流工藝可以實(shí)現(xiàn),但包括功率放大器在內(nèi)的射頻前端,對(duì)于III-V族化合物工藝(如GaN,GaAs等)則有高增長(zhǎng)需求。對(duì)于材料公司而言,需要在新材料領(lǐng)域進(jìn)行研發(fā)和創(chuàng)新。
IoT則是在既有材料既有成熟工藝節(jié)點(diǎn)(如大部分8寸線)上,材料使用量的爆發(fā)。
特別的,在最領(lǐng)先的技術(shù)節(jié)點(diǎn)上,Entegris一直保持著技術(shù)優(yōu)勢(shì)。隨著半導(dǎo)體行業(yè)開始更多地使用EUV光刻技術(shù)進(jìn)行先進(jìn)技術(shù)制程的大批量制造(HVM),對(duì)EUV光罩無缺陷的要求比以往任何時(shí)候都要嚴(yán)格。今年8月,Entegris發(fā)布了下一代EUV 1010光罩盒,用于以極紫外(EUV)光刻技術(shù)進(jìn)行大批量IC制造。
據(jù)介紹,這一款光罩盒是與全球光刻機(jī)龍頭ASML密切合作而開發(fā)的,已在全球率先獲得ASML的認(rèn)證,可用于他們的最新一代光刻機(jī)(包括NXE:3400B等產(chǎn)品),并展現(xiàn)了出色的EUV光罩保護(hù)性能,包括解決最關(guān)鍵的微粒污染挑戰(zhàn),也因此讓客戶能夠安全地過渡到最先進(jìn)的光刻工藝所需的越來越小的線寬。 李邁北先生補(bǔ)充道,EUV光罩比普通光罩更大,對(duì)于無塵的要求更高,且需具備薄膜兼容性,Entegris是業(yè)內(nèi)首家做出符合EUV要求的光罩盒產(chǎn)品的供應(yīng)商。
全球營(yíng)收勢(shì)頭強(qiáng)勁,中國(guó)領(lǐng)跑增量市場(chǎng)
根據(jù)Entegris發(fā)布的2018年第三季度財(cái)報(bào),銷售超過3.9億美金,較去年同期增長(zhǎng)15%,較二季度增長(zhǎng)4%。前三季度總體銷售增長(zhǎng)16%,達(dá)11億美金。前三季度凈收入達(dá)1.6億美金。近期收購的 SAES Pure Gas 表現(xiàn)良好,其銷售在第三季度超出預(yù)期,反應(yīng)出行業(yè)對(duì)更高工藝純度的關(guān)鍵需求。
在楊文革博士看來,2018上半年的增長(zhǎng)一方面來自存儲(chǔ)器因素的推動(dòng),另一方面來自汽車、工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推動(dòng)的主流工藝技術(shù)的增長(zhǎng)。2014到2018年,中國(guó)出現(xiàn)了新建Fab的投資熱潮,2018-2020年則是半導(dǎo)體設(shè)備大量裝機(jī)上線,接著就是材料,作為消耗品開始被大量使用,按照Fab平均20年的運(yùn)轉(zhuǎn)周期來計(jì)算,再往后20年,都是材料的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
而就全球的營(yíng)收布局而言,李邁北先生強(qiáng)調(diào),來自中國(guó)市場(chǎng)的增長(zhǎng)尤為強(qiáng)勁,Q2比Q1增長(zhǎng)16%,2018年上半年比2017年上半年同期增長(zhǎng)37%。就產(chǎn)品類型來看,一是半導(dǎo)體材料本身,二是全球領(lǐng)先的污染控制/凈化解決方案,這也是Entegris相較競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
根據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì),過去幾年對(duì)晶圓廠的投資持續(xù)增加,其中,中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)年復(fù)合增長(zhǎng)率約6%,韓國(guó)達(dá)到22%,中國(guó)大陸則達(dá)到37%的年復(fù)合增長(zhǎng)率。對(duì)此,李邁北先生對(duì)中國(guó)地區(qū)的增長(zhǎng)表示了謹(jǐn)慎樂觀態(tài)度,整體趨勢(shì)看好,但新建的晶圓廠是否能夠真的取得商業(yè)化成功,還取決于機(jī)臺(tái)、人才、技術(shù)、訂單等多方面因素。
為保障本土市場(chǎng)高速增長(zhǎng)帶來的產(chǎn)能需求,Entegris與本土合作伙伴緊密合作,同福建博純材料及湖北晶星科技都有生產(chǎn)的戰(zhàn)略合作,通過嚴(yán)格的資格認(rèn)證和流程準(zhǔn)入后,生產(chǎn)特種氣體產(chǎn)品及高純度沉積產(chǎn)品。同時(shí),今年年中,Entegris在上海開始建設(shè)中國(guó)大陸首家技術(shù)中心,大大加速本地化的化學(xué)品分析流程,也支持與客戶高度協(xié)同的定制化開發(fā)。中國(guó)技術(shù)中心落成后,預(yù)計(jì)將有三十人左右規(guī)模的技術(shù)團(tuán)隊(duì),為客戶提供解決方案。
在談到半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)格局,特別是來自本土廠商的追趕時(shí),楊文革博士和李邁北先生一致表示,在半導(dǎo)體材料的選擇上,客戶主要考慮兩點(diǎn),一是產(chǎn)品可不可以用,二是能不能一直用下去,而Entegris恰恰是在技術(shù)研發(fā)能力、產(chǎn)品品質(zhì)、定制化服務(wù)和產(chǎn)能等多方面保持了優(yōu)秀的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí),半導(dǎo)體材料這個(gè)市場(chǎng)也足夠大、且充滿機(jī)遇,所以歡迎更多的玩家進(jìn)來,競(jìng)爭(zhēng)中有互補(bǔ),共同為客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。