自90年代至今,矽晶圓制造行業整合現象愈演愈烈,市場份額逐步集中於少數巨頭手中。
▲當前矽晶圓產業四大巨頭占據90%以上市場份額(來源:Capital IQ)
矽晶圓在芯片制造材料中占比最高,達到37%,是芯片供應鏈中的重要環節。雖然中國大陸是全球矽晶圓的重要市場,但國產自給率很低。
為瞭擺脫這樣的現狀,上海矽產業集團(簡稱滬矽產業)等國產化公司也學習四大巨頭開啟瞭“買買買”模式,也加劇瞭矽晶圓產業的整合現象。
芯東西整理1996年至今,全球矽晶圓產業發生的主要並購事件,從對各個玩傢整合事件的回顧中,揭秘現有市場格局形成的原因。
▲矽晶圓四大玩傢與滬矽產業並購一覽(芯東西制表)
一、日本企業後發制美,主導矽晶圓產業20年
20世紀50年代,新興的電子行業吸引瞭美國生物技術公司孟山都(Monsanto Company)的註意力。1959年,孟山都集團宣佈成立一傢新的子公司:孟山都電子材料公司(MEMC)。
作為最早生產半導體矽晶圓的公司之一,MEMC公司初期在矽片平整度、化學機械拋光和零位錯晶體技術方面均領先於同行,其部分研發成果到21世紀仍被奉為行業標準。
1979年,MEMC占據瞭美國市場的80%,成為瞭全球矽晶圓龍頭。
可惜好景不長,50年代末60年代初,日本公司通過技術引進,開始佈局矽晶圓產業。
隨著日本半導體廠商在80、90年代的崛起,日本矽晶圓行業獲得瞭非常好的發展時間窗口,這期間各傢公司不斷的進行技術研發,生產量和出口量均出現明顯上升。
▲日本矽晶圓出口量變化(來源:芯匯研究)
在日本矽晶圓廠商強大的低價攻勢下,1985—1987年MEMC連續三年虧損,孟山都集團於1989年剝離瞭MEMC,將其轉賣給德國化工企業Hüls AG。
2009年,MEMC公司收購瞭北美最大的太陽能供應商SunEdison。4年後,為瞭表達自己對太陽能產業的重視,MEMC的公司名稱更改為SunEdison。
2015年,SunEdison分拆其矽晶圓業務,為聚焦太陽能業務,將負責矽晶圓業務的公司改為SunEdison Semiconductor獨立上市。後者在獨立上市後因為連續虧損在2016年被環球晶圓收購,SunEdison則由於債務過重在2017年末破產,其破產代表瞭MEMC的徹底沒落。
MEMC公司的輝煌與沒落也是歐美矽晶圓企業幾十年來的縮影,從那時起,“全球矽晶圓龍頭”的皇冠從美國企業手中易主,成為日本玩傢的囊中物。日本矽晶圓企業自90年代起,主導瞭矽晶圓行業近20年。
信越化學和日本勝高兩傢公司從眾多日本公司中脫穎而出,成為瞭全球矽晶圓產業的一、二名。
信越化學是當前世界矽晶圓龍頭,其全球矽晶圓市場份額為27%,從1960年進軍矽晶圓產業至今營收穩步上漲。信越化學也曾通過收購相關企業,保障自身供應鏈穩定。
▲信越化學1992-2017年營收及增速(來源:信越化學)
1996年信越化學收購瞭澳大利亞金屬矽Simcoa公司,該公司是澳大利亞唯一的一傢產矽企業,主要生產矽礦、矽粉等原材料。信越化學通過這次收購保障瞭自己的原材料供應,並且通過擴大矽原料生產,提升瞭自身的營收水平。
2006年,信越化學完成瞭對三益半導體工業的收購,提高瞭矽晶圓產能,也使得產能有所分散。此前信越化學曾數次遭遇地震,三益半導體作為白河工廠的補充,在白河工廠停工時發揮瞭很大作用。
信越化學通過收購上遊供應廠商,保障瞭自己的供應鏈穩定,使其矽晶圓的霸主地位更加穩固。
信越化學自進入矽晶圓產業後逐漸取代MEMC公司成為瞭矽晶圓龍頭,其舉動經常對業內造成廣泛影響。甚至有人用沙特等中東國傢在石油領域的影響力來類比信越化學在矽晶圓產業中的影響力。
另外一傢日本矽晶圓巨頭勝高則占據瞭26%的市場份額,與信越化學十分接近。
該公司由住友金屬工業公司、三菱材料公司和三菱矽材料公司在1999年共同投資成立的,2002年該公司接管瞭住友金屬工業公司的矽業務,與三菱材料公司合並,更名為勝高公司。
▲日本勝高發展過程(來源:勝高公司)
勝高公司通過多傢公司合並維持自身的生產規模,與信越化學一起成為瞭矽晶圓領域的頭部玩傢。這兩傢日本公司借助“超級矽計劃”共享技術,聯手主導矽晶圓市場近20年。
二、環球晶圓以小吞大,排名三級跳
在日本企業主導矽晶圓產業的同時,中國矽晶圓企業也開始逐步成長,向信越化學和日本勝高發起挑戰。
本次德國世創收購案的主角環球晶圓,就是一傢以並購著稱的中國臺灣企業。
2011年,信越、勝高、瓦克化學(德國世創為其子公司)和MEMC占據瞭70%以上的全球矽晶圓市場,環球晶圓才剛剛從中美矽晶獨立出來;如今,環球晶圓已經成為瞭矽晶圓產業的龍頭之一,其董事長徐秀蘭的並購戰略功不可沒。
▲環球晶圓董事長徐秀蘭
2012年,環球晶圓首次出擊便以280億日元(約17億人民幣)的價格收購瞭當年全球排名第六、前身為東芝陶瓷的Covalent Materials。
2016年5月,全球第六的環球晶圓宣佈以3.2億丹麥克朗(約3.34億人民幣)收購丹麥上市公司Topsil旗下半導體事業群。值得一提的是,這次收購不包含任何債務,為零負債交易。
之後,徐秀蘭看中瞭SunEdison Semiconductor在客戶、產品、產能等方面的優勢,而且SunEdison Semiconductor這傢超過半世紀的老牌矽晶圓廠商擁有SOI晶圓、12寸磊晶和低缺陷長晶技術等特有專利。
她認為,兩傢公司合並後可以增強環球晶圓的產品競爭力並滿足客戶多樣性的需求。
2016年8月,環球晶圓宣佈以6.83億美元收購全球第四的美國SunEdison Semiconductor公司,11月通過美國外國投資委員會審查程序,12月2日收購案完成,環球晶圓遂成為世界第三大半導體矽晶圓廠商。
不過這次收購也帶來瞭很多問題,SunEdison Semiconductor長期經營不善,其凈負債比在55%左右,產品毛利率也隻有環球晶圓的三分之一。
之前的收購中,徐秀蘭往往保持和藹的態度,不立刻幹涉被收購公司業務,還曾在收購日本Covalent Materials時自學日語,通過這種態度打消被收購企業員工的不確定情緒。
而收購SunEdison Semiconductor時,徐秀蘭一改此前的和藹態度,快速整頓瞭其矽晶圓、財務、采購等部門,通過裁人、制定明確目標等手段,在收購後四個月就成功實現單月盈利,刷新瞭環球晶圓並購海外公司的最快轉盈記錄。
環球晶圓從2013年到2019年,年營收額從155億新臺幣(約合36億人民幣)上漲到580億新臺幣(約134億人民幣),漲幅接近四倍。
▲環球晶圓及其子公司合並營收情況(來源:環球晶圓)
國際半導體產業協會(SEMI)預計,如果本次環球晶圓成功完成對世創的收購,它將超越日本勝高成為世界第二大矽晶圓廠商,甚至有可能成為第一大矽晶圓廠商。
三、滬矽產業內外整合,打破技術壁壘
除環球晶圓外,中國大陸矽晶圓廠商主要包括中國上海矽產業集團(簡稱滬矽產業)、立昂微、中環股份、有研半導體、南京國盛、河北普興、昆山中辰等十餘傢,其中滬矽產業是三傢在A股上市的公司之一。
滬矽產業2020年全年營收為18.11億元,較2019年增加21.6%,兩大主要股東分別為國傢集成電路產業投資基金和上海國盛集團。
中國企業作為後發者進入矽晶圓市場並不容易。當今已經不再是當年MEMC用鉆床就可以充當晶體生長設備的年代,國產玩傢面臨著技術、客戶認證兩大挑戰。
一方面,從技術來說,矽晶圓在純度、表面整潔度等指標上都有很高的要求:
1、矽晶圓純度要求標準為11個9以上(99.999999999%),避免存在內部缺陷(COP);
2、表面顆粒尺寸需達到納米級,先進制程中的矽晶圓顆粒需要小於 10nm;
3、表面高度落差小於10nm;
4、表面雜質含量小於百億分之一。
另一方面,矽晶圓廠商想要通過客戶認證也需要較長的時間周期。
面向常規應用的拋光片和外延片認證周期一般為9-18個月,SOI矽片認證周期通常為1-2年;汽車電子、醫療健康以及航空航天等應用認證則需要3-5年的時間完成認證。
矽晶圓的高技術難度和長認證周期成為瞭阻礙中國矽晶圓企業發展的兩頭攔路虎,國產化玩傢如滬矽產業也選擇通過收、並購成熟企業來加快企業發展速度。
2016年4月滬矽產業收購瞭第七大矽晶圓廠商芬蘭Okmetic公司,該公司主要業務為SOI矽晶圓。同年5月滬矽產業集團通過認購法國Soitec定向增發的股份成為瞭這傢SOI矽片龍頭的最大股東之一。
三年後,滬矽集團收購瞭上海新傲科技。通過這幾次收購,滬矽產業實現瞭中國半導體產業在SOI晶圓領域的突破。
SOI (Silicon-On-Insulator)是指晶體管絕緣層上的矽,是一種用於集成電路的新型材料。
法國Soitec公司在SOI晶圓領域技術實力雄厚,擁有Smart-cut等全球最先進的SOI晶圓生產工藝,其在全球范圍內授權3傢公司使用該技術,分別為新傲科技、信越化學與環球晶圓。新傲科技則是中國大陸唯一一傢擁有該工藝授權的企業。
當前,上海新傲科技是中國唯一的SOI材料生產基地,也是世界上屈指可數的SOI材料規模化供應商之一,其擁有SIMOX(註氧隔離)、Bonding(鍵合)和Simbond(完全自主開發的SOI新技術)三類SOI晶片制造技術。
2017年之前,中國大陸的300mm(12英寸)矽片幾乎全部依賴進口,中芯國際創始人張汝京團隊創建瞭上海新昇,致力於打破中國對300mm矽晶圓的進口依賴。
滬矽產業2020年5月又收購瞭上海新昇股權,加大瞭對國產300mm矽晶圓的投入。
上海新昇在2018年率先實現瞭300mm矽片的規模化生產,突破瞭中國300mm矽片隻能進口的歷史。當前上海新昇的產品已經通過中芯國際認證,填補瞭中國半導體供應鏈中空白的一環。
結語:收購或成矽晶圓行業捷徑,盲目擴張不可取
半導體技術作為5G、人工智能、自動駕駛等新技術的基礎,產業發展與科技進步息息相關。矽晶圓作為半導體產業的主要材料,存在技術門檻高、認證周期長的特性,新玩傢很難跟上產業發展步伐。
信越化學和勝高兩傢公司通過收購上下遊供應商與產業玩傢,形成瞭緊密的材料設備供應鏈,進一步加強瞭自身的價格優勢,超越瞭美國矽晶圓廠商;環球晶圓則使用以小博大的方法,吞並老牌玩傢,在客戶、專利和產能上相互補充,加強瞭營收能力;上海矽產業集團一般青睞於擁有獨特專利技術的企業,突破瞭技術壁壘。
這些矽晶圓廠商通過收購、整合實現瞭營收、技術等方面的進步,這是因為這些企業並不盲目收購,而是通過收購這種手段整合資源,發揮自己長處。而SunEdison在申請破產保護前三年還曾投資180億美元進行收購,其董事會在內部調查時認為公司領導人“過於樂觀”,是公司破產的原因之一。
從這些或成功、或失敗的案例可以看出,收購往往是打破技術壁壘、整合自身優勢的捷徑,對我國部分半導體玩傢來說,值得借鑒與學習。但是如何避免盲目擴張、轉型,在收購後又如何實現盈利,也是很多玩傢將會面對的難題。
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