7月30日,华为发布的年上半年经营业绩显示,上半年实现销售收入亿元,同比增长23.2%利润率8.7%。其中,华为消费者业务收入为亿元。智能手机发货量(含荣耀)达到1.18亿台,同比增长24%,平板、PC、可穿戴设备发货量也实现了健康、快速增长。全场景智慧生态能力建设初具规模,华为终端云服务生态全球注册开发者已超过80万,汇聚了全球5亿用户。
终端领域,华为财报显示,该公司上半年平板电脑业务同比增长10%;PC增长3倍;可穿戴设备增长2倍;云服务生态用户超过5亿;智能手机出货(含荣耀)达到1.18亿部,同比增涨24%。值得一提,就中国市场而言,就当日咨询公司Canalys的数据显示,华为手机出货量在二季度猛增31%,以38%的市占率登顶中国市场。这在一众友商市占率双位数下滑的前提下,属实罕见。
二季度手机厂商在华市占率对比今年5月,华为被美国商务部列入实体清单。此后,华为的一举一动都牵动人心。极限施压”时刻,华为亮出上半年业绩。对比华为一季度财报,华为本季营收环比暴涨.3%。
此前,华为首款5G手机Mate20X于于7月26日正式亮相。据悉,该手机是世界唯一商用搭载双7nm5G终端芯片模组、唯一商用支持SA/NSA5G双模、首个中国5G进网许可证、首个泰尔5G通信能力五星证书、首个GCF5G能力认证证书的手机。华为Mate20X5G版本将于8月份正式开售。此外,苹果为打造自己的5G芯片,于近日宣布收购英特尔手机调制调解器业务。然而作为全球最大的智能手机厂商的三星电子(下称“三星”),在5G方面的布局消息,除了2月发布的GalaxySG版手机以及该机4月率先在韩国开售外,并无其他更多消息。但本月日本宣布对出口至韩国的三种半导体材料加以管控,此举不仅将对韩国半导体产业造成冲击,并且可能会对三星的5G布局造成不利影响......
日本限制向韩国出口用于半导体制造过程中“清洗”所需的高纯度氟化氢、涂覆在半导体基板上的感光剂“光刻胶”、用于制造电视和智能手机显示面板的氟化聚酰亚胺,这3种材料是显示面板及半导体芯片制造过程当中所需的关键材料。该限制令已于7月4日开始执行。日本对韩国实施出口管制后,韩国半导体企业和面板企业短期内很难找到替代厂家,三星和LG等公司将受到冲击。
光刻胶材料是集成电路制造的核心材料其质量和性能尤为关键
光刻胶是电子领域微细图形加工关键材料之一,是由感光树脂、增感剂和溶剂等主要成分组成的对光敏感的混合液体。在紫外光、深紫外光、电子束、离子束等光照或辐射下,其溶解度发生变化,经适当溶剂处理,溶去可溶性部分,最终得到所需图像。
光刻胶的质量和性能是影响集成电路性能、成品率以及可靠性的关键性因素。光刻工艺的成本约占整个芯片制造工艺的35%,耗时占整个芯片工艺的40%~60%,是半导体制造中的核心工艺。光刻胶材料约占IC制造材料总成本的4%,是半导体集成电路制造的核心材料。
IC光刻工艺经历数道过程
集成电路光刻工艺是指利用曝光和显影在光刻胶层上刻画几何图形结构,然后通过刻蚀工艺将光掩模上的图形转移到所在衬底(硅晶圆)上。基本原理是利用光刻胶感光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点,将掩模板上的图形刻制到被加工表面上。
光刻工艺之前先要进行硅片清洗,目的是去除污染物,去除颗粒,减少针孔和其他缺陷,提高光刻胶粘附性。基本步骤为化学清洗、漂洗、烘干。
接下来是预烘和底胶涂覆工艺,光刻胶中含有溶剂,硅片脱水烘焙能去除圆片表面的潮气、增强光刻胶与表面的黏附性,这是与底胶涂覆合并进行的,底胶涂覆增强光刻胶(PR)和圆片表面的黏附性。广泛使用(HMDS)六甲基二硅胺、在PR旋转涂覆前HMDS蒸气涂覆、PR涂覆前用冷却板冷却圆片。
第三步就是进行光刻胶涂覆,在涂光刻胶之前,先在-度湿氧化,湿氧化后从容器中取出光刻胶滴布到样品表面,将样品置于涂胶机上高速旋转,胶在离心力的作用下向边缘流动。涂胶的质量直接影响到所加工器件的缺陷密度。为了保证线宽的重复性和接下去的显影时间,同一个样品的胶厚均匀性和不同样品间的胶厚一致性不应超过±5nm。
第四步进行进行光刻曝光前的烘干,通过在较高温度下进行烘培,使溶剂从光刻胶中挥发出来(前烘后溶剂含量降至5%左右),从而降低灰尘的沾污。同时,这一步骤还可以减轻因高速旋转形成的薄膜应力,提高光刻胶衬底上的附着性。
烘干后进行对准和曝光工艺,光刻对准技术是曝光前一个重要步骤作为光刻的三大核心技术之一,一般要求对准精度为最细线宽尺寸的1/7---1/10。曝光即使用特定波长的光对覆盖衬底的光刻胶进行选择性地照射,从而使正光刻胶感光区域、负光刻胶非感光区的化学成分发生变化,利用感光与未感光光刻胶对碱性溶剂的不同溶解度,就可以进行掩膜图形的转移。曝光方法分为a、接触式曝光(ContactPrinting)掩膜板直接与光刻胶层接触。b、接近式曝光(ProximityPrinting)掩膜板与光刻胶层的略微分开,大约为10~50μm。c、投影式曝光(ProjectionPrinting)。在掩膜板与光刻胶之间使用透镜聚集光实现曝光。d、步进式曝光(Stepper)。
曝光完成后为显影和坚膜,显影即将在曝光过程中形成的隐性图形显示为光刻胶在与不在的显性图形,光刻胶层中的图形就可以作为下一步加工的膜版。坚膜即通过高温除去光刻胶中剩余的溶剂,增强光刻胶对硅片表面的附着力,同时提高光刻胶在随后刻蚀和离子注入过程中的抗蚀性能力。
最后工序为刻蚀及离子注入和光刻胶的去除,刻蚀是半导体器件制造中利用化学途径选择性地移除沉积层特定部分的工艺。一般分为电子束刻蚀和光刻:光刻对材料的平整度要求很高,需要很高的清洁度;电子束刻蚀对平整度的要求不高,但是速度很慢且设备昂贵。离子注入是将特定离子在电场里加速,然后注入到晶圆材料中用于形成载流子。所有步骤结束后将光刻胶去除,一般分为湿法去胶、干法去胶、有机溶剂去胶和无机溶剂去胶。
年半导体光刻胶需求量达万加仑,较年增长8%,销售金额超过12亿美元。未来一段时间内半导体光刻胶领域仍将实现增长:-年全球半导体集成电路销售额复合增长率达到19%,5G技术的发展仍将催动半导体芯片更新换代,刺激I线光刻胶市场发展;精细化需求趋势将促进分辨率更高的光刻胶的应用,进而推动KrF光刻胶市场的增长。另外根据摩尔定律,每隔两年电子设备的性能就会翻一番,极紫外光刻胶的出现突破了10nm分辨率的瓶颈,但目前极紫外光刻胶实现产业化还需一定时间,这段时间内ArF光刻胶仍将为最先进制程节点的主流,保持快速增长趋势。预计-年全球半导体光刻胶需求量增速为6%-8%,至年需求量将达到万加仑,市场规模将达到18.5亿美元。
光刻胶处于产业链上游技术壁垒高日本企业优势明显
光刻胶所在产业链覆盖范围十分广泛,从上游基础化工材料行业、精细化学品行业到中游光刻胶制备,再到下游电子加工商、电子产品应用终端。光刻胶作为微电子领域微细图形加工核心上游材料,占据电子材料至高点。
电子材料是推动摩尔定律不断前行的核心材料。电子材料是指为电子工业配套的精细化工产品,是电子工业的重要支撑材料之一。电子材料的升级换代对电子制造技术的持续进步有着重大的影响,在一定程度上决定或影响下游及终端产业的发展与进步。因此电子工业的发展要求优先发展电子材料。
按照用途,电子材料主要分为芯片制造用化学品、半导体封装用化学品、印制线路板(PCB)用化学品、液晶显示(LCD)用化学品和LED用化学品五大类,包括光致抗蚀剂(国内称为光刻胶)、超净高纯试剂、超净高纯气体、电镀液、抛光液、封装材料、基板材料、液晶材料、光学膜、导电膜、电子专用黏结剂、辅助材料等。
无论是涉及集成电路材料的光刻胶还是光刻胶辅助化学品,韩国相应的市场规模都十分庞大,甚至超过美国、日本。
根据不同电子材料的市场规模以及毛利率的情况,同时综合考虑产品的进入壁垒和国内对进口依赖程度的高低。根据相关研究机构分析认为,处于第一象限的电子材料市场规模和毛利率均处于领先水平。包括芯片制造化学品(特种气体、光刻胶及其辅助化学品、高纯试剂、抛光垫及抛光液),LCD化学品(液晶化学品、光刻胶、偏光片、ITO导电膜),PCB化学品(光刻胶),半导体封装化学品(灌封胶)。
电子材料中的光刻胶及其辅助化学品,全球主要供应商中多为日本、美国企业。
光刻胶用于微小图形的加工,包括分辨率、对比度、敏感度述形成的关键尺寸;对比度描刻胶上产生一个良好的图形所成了光刻胶的技术壁垒。
由于光刻胶技术含量高且处于产业链上游,其质量直接影响下游产品的质量,因此下游企业对光刻胶供货企业的质量及供货能力非常重视,通常采取认证采购的商业模式。伴随着高的采购成本与认证成本,光刻胶生产厂家与下游企业通常会形成较为稳定的合作,这对新供应商涉足光刻胶行业设置了准入壁垒。
光刻胶研发需要有配套的光刻机、掩膜板及其他工艺,资金壁垒较高。光刻机是用于芯片制造的核心设备,目前核心技术处于垄断状态。国际上只有荷兰ASML公司可制造EUV(极紫外)光刻机,售价超过1亿欧元;而技术水平稍低的DUV(深紫外)光刻机,售价为万-万美元。
半导体光刻胶技术壁垒高,市场高度集中。全球半导体行业中涉及光刻胶的核心技术主要被日本和美国企业所垄断,包括日本JSR、信越化学、TOK、住友化学,美国SEMATECH、IBM,韩国东进化学等,合占市场份额达到95%。据中国半导体行业协会统计,年日本合成橡胶、东京日化、罗门哈斯、信越化学、富士电子材料五家企业占据全球87%的市场份额。
自20世纪80年代开始,光刻技术根据所使用的光源不同,经历了从紫外(UV,G线nm和I线nm)到深紫外(DUV,nm和nm)再到下一代的极紫外(EUV,13.5nm)的发展过程。根据Rayleigh方程,光刻分辨率与曝光光源的波长成正比,与镜头的数值孔径成反比。故欲获得高分辨率的图形,需使用更短波长的曝光光源或增加经统计的数值孔径。随着曝光波长的缩短,光刻胶所能达到的极限分辨率不断提高,光刻得到的线路图案精密度更佳,而对应的光刻胶的价格也更高。目前,工业上大规模生产所使用的分辨率最高的光刻技术为nm光刻,即ArF光刻。极紫外光刻技术目前进入小规模量产阶段,已有机构研制成功极紫外光刻胶。
半导体光刻胶中,G线和I线光刻胶是目前市场上使用量最大的光刻胶,但二者对应的半导体制程节点均为早期,所占市场份额较低;KrF、ArF光刻胶对应的制程节点先进,共计占有约63%市场份额。
据悉,日本限制出口韩国的三种材料分别是用于电视和智能手机面板上使用的氟聚酰亚胺、半导体制作过程中的核心材料光刻胶和高纯度半导体用氟化氢。日本占全球氟聚酰亚胺和光刻胶总产量的90%,全球半导体企业70%的氟化氢需从日本进口。因此,一旦韩国半导体企业和面板企业相关材料存货耗尽,短期内又无法找到替代品,将对三星、LG等公司将造成不小冲击。
日对韩实施出口管制或影响三星手机出货量
光刻胶是由感光树脂、增感剂和溶剂三种主要成份组成的、对光敏感的混合液体。利用光化学反应,经曝光、显影、刻蚀等工艺将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上的图形转移介质,其中曝光是通过紫外光、电子束、准分子激光束、X射线、离子束等曝光源的照射或辐射,从而使光刻胶的溶解度发生变化。
光刻胶被发明后,首先被运用于*事、国防设备中高性能集成电路、光学、传感、通讯器材等的加工制作。目前,按照应用领域分类,光刻胶主要包括印制电路板(PCB)光刻胶专用化学品(光引发剂和树脂)、液晶显示器(LCD)光刻胶光引发剂、半导体光刻胶光引发剂和其他用途光刻胶四大类。由此可见,如手机通信芯片中光刻胶材料的应用不可或缺。
半导体行业有观点分析认为,受日本*府对韩国启动半导体材料出口管制影响,韩国三星电子的“非存储器”战略将受到影响。其原因在于,日本限制出口的3类材料之一的“光刻胶(Resist)”可能对三星投产最尖端设备产生影响。这关乎三星能否在今后的开发竞争中处于优势地位。
使用日本限制出口韩国的氟化氢、感光剂等制造半导体的过程图源:《韩民族日报》。
当前围绕大规模集成电路(LSI)制造,三星在智能手机处理器等半导体代工生产领域与台积电竞争,在图像传感器领域与索尼竞争。在这两个市场,三星均位居第2位。相较于在三星的主营业务及利润来源中占据重要地位的存储器业务而言,虽然大规模集成电路(LSI)制造在半导体业务营业利润中所占比例还不到5%,但这部分业务同样占据极具重要的战略地位。因为这一部分业务不仅生产三星自己的存储器芯片、手机芯片外,还为苹果、高通、英伟达等(华为海思麒麟芯片)提供芯片代工生产。
数据显示,年Q1,三星LSI在全球应用处理器(AP)市场的占有率达到14%,位居世界第三,仅次于高通(45%)、苹果(17%)。同期在手机基带处理器(BP)这一高度垄断的市场,三星LSI占有率达14%,仅次于高通52%位居第二。目前,苹果、三星、华为三大手机品牌厂商均有自身的处理器芯片,但不同是的三星也有少量对外供货(魅族等)。
在年全球14亿万部智能手机的出货量中,三星出货量虽有下降,但仍然以2亿万部位居全球第一。如此庞大的手机销量,与之相配套的芯片规模也不容小觑。因此,一旦三星被限制的材料光刻胶库存告急,其大规模集成电路(LSI)业务将遭到不小冲击,手机芯片生产将无法获得充足的供应,不仅将一步影响三星手机的出货量,同时也将打乱全球半导体供应链体系,尤其是影响芯片代工企业间的市场格局。
年,三星手机出货量2亿万部,市场份额下跌0.9%,降至20.8%。
三星5G芯片出货或受一定影响
韩国半导体代工遭创伤台积电将受益
早在年,三星开始对5G技术进行相关研发。年三星对外宣布,已经初步掌握全球领先的5G技术核心。年,三星的相关技术正式对外亮相,涵盖端到端的多场景5G应用受到业内广泛