一年一度的半导体最重要的展会SEMICON CHINA目前正在上海举办,启哥虽然目前是退隐江湖的滑雪教练,但是这种产业大会我还是会来的。
会展期间启哥拜访了多位身处一线的公司高管,行业专家以及技术大佬,对于半导体产业底层的商业逻辑又有了深刻的理解,所以一定要深入行业找人不断地学习和探讨,在办公室里看报表是搞不明白,也想不到这些东西的,还是要去一线公司去多学习。
首先我抛出一个最新的逻辑概念,这个说法目前在二级市场上应该是没有人提出的,叫设备多腔化逻辑!
其实设备多腔化概念在行业里并不是很新的东西,比如PVD,CVD,etch,这些东西其实早就不是一台设备一个腔体,早就挂了多个腔体,比如很多年前AMAT就有IPX系统,一机七腔的,当然这些年随着国产设备公司的技术进步也有不少成就,比如中微就有3腔乃至4腔的刻蚀设备,华创也有多腔的PVD设备。
但是启哥想说的是现在设备多腔化正在随着中国存储事业而同步突飞猛进!
所以最底层的逻辑是,随着国产存储大厂的突飞猛进,他们要求的高产能,以及单位面积内最大wph,是这个设备多腔化最核心的逻辑,因为以后可能存储大厂贡献了大部分设备公司的利润!
无论国内国外,无论是国外三星海力士美光还是国内的YMTC,CXMT,由于存储扩的量太大了,是逻辑代工厂的好几倍,因此以前启哥戏称存储大厂都是设备公司真正的金主爸爸!
甚至你能从ASML这些国际光刻巨头对于中国两长的友好态度就能看出来。
一、扩产体量差异
一个先进制程的逻辑大厂可能扩产也就2-3万片起步,5万片已经很大一个厂区了,10万片那种只有TSMC这种才有能力去做的事情。
但是对于存储大厂而言,5万片那叫小打小闹,基本都是以5万片为基数,动不动就是10万片,15万片,20万这种扩产规模,所以一般存储厂要么不扩产,要扩起来比逻辑代工的体量至少大好几倍!
所以同样一波周期来临,大家会发现LAM的增速总是比AMAT更好看一些,道理很简单LAM的60%的下游客户是存储大厂比AMAT高!
二、工艺差异
相比之下,逻辑大厂由于要兼顾各种客户需求,因此哪怕在一代工艺上都形成了多工艺平台,比如14nm,或者28nm,一代工艺平台可能有7,8种不同细分工艺,虽然大差不大,但是有些设备有些流程有些细节就是不一样的,所以对于设备需求总数不大,但是对于细分工艺设备要求特别多,光一种刻蚀可能就要细分七八种,ALD什么要细分更多。
这点对于设备公司而言就特别苦恼,这就因为这要适配客户需求,不断微调,这是一个非常折磨人的工作,相信在FAB当过厂商技术支持工程师的朋友,深有体会。
这些对于设备公司而言则都是额外隐形成本,但是存储就没有这么复杂。
但是相对而言,存储无论是DRAM还是FLASH的工艺差异性就明显小多了,一个区就只跑一代工艺,整个存储大厂也就2-3代工艺,没有这么多细节。
所以一旦基础工艺的base line 设备定下来之后,后面就是不断采购同样设备,力求效率最高,产能最大,因为存储芯片是一个非常吃边际效应的产品,更高的生产效率,更大的产能意味着你在和同行的竞争中有更大的成本优势,能在竞争中占据主动。
因此设备大厂更喜欢做存储的单子,因为它需求更简单,没有这么多细枝末节的东西。
所以为了把规模化效应,边际效应拉满,存储要么不扩产,要扩产就是直接拉满,同样,一旦有生产效率更高,Wph更高的设备进来,立刻把之前旧设备淘汰掉,哪怕它并不过时。
这就是类似NXT 1980Di这种在几年前还是顶配的DUV机型的光刻设备(所谓7nm 光刻机),在NXT 2050,NXT 2100更高wph设备进来之后,三星立刻让1980淘汰直接流入二手设备市场。
所以全世界最大的两个主做二手设备的公司一个是韩国SG的一个是美国的,它们背靠三星海力士以及美光等存储大厂,因为他们能凭借关系最先拿到存储大厂淘汰的设备。
三、同面积下whp的最优解
再回到设备多腔化逻辑上也非常简单,原本带2个腔体的刻蚀设备,在存储客户的要求下要提升产能必须上3腔,乃至4腔,甚至6腔的设备。
比如这次在SEMICON上 中微就发布了 Primo Angnova 新款设备,它搭载了Primo C6V3 传送平台,最多可以配置6个主刻蚀腔体和2个去胶腔体,整整八个!
一机八腔的配置,虽然逻辑也能用,但是很显然更像是冲着存储大厂的高whp需求而精心打造的!
这个就是真空设备多腔化技术趋势,为了顺应存储客户对于高效率, 高产能的极致需求,所有的国产设备为了分到一口蛋糕,不惜余力的投入技术和重金!
包括ALD,CVD,PVD,PECVD,PEALD,等其他设备,只要能多配置的必然会多配置腔体。
毕竟存储大厂才是真金主爸爸!
有人会想不明白,那不是设备总量变小了?毕竟腔体多了么,设备总数两不需要这么多了。
其实这个设备多腔化背后的真正逻辑是,就是在单位设备占地面积不变的前提下,通过并行处理+空间复用+流程压缩,把WPH最大化,从而在有限fab面积里塞下更多产能。把“串行单腔”变成“并行多腔”,用空间换时间,用并行换产能,不额外占fab面积。
各位要知道FAB的面积是非常宝贵的,一个FAB区域明明能做3万片,为什么只做2万片?不行,必须3万!
所以如何更高效利用空间面积则是多腔化最底层逻辑。
利用一机多腔,大腔体,以及庞大且复杂的多真空传片系统,能打造一个超高wph的怪物,虽然说整体数量设备是减少的,但是反过来说,腔体空间密度和体积反而是大量增加,腔体以及配套零部件总价值是增加的,这点无需质疑。
举个简单的例子:
存储里用的ALD多用炉管多片式,而逻辑则用单片式。
其实两者的作用相近,无非就是沉积这些金属膜,介质膜,或者其他薄膜。
但是传统的单片式ALD,一片wafer20分钟,一小时只有3片产能,要提高产能就必须加设备。
但是在存储大厂那边这种效率和产能是完全不能接受的,所以存储用的炉管多片式被设计成超大腔体,目前国际巨头KE的有一腔150片+,甚至最高的有180片的,在这个细分上作为曾经霸主的ASMi已经打不过KE了。
国内也有类似的,虽然为了保持一致性,均匀性,一炉的时间会非常漫长,通常达到6-8小时(PE大喜,夜班一炉进去就去睡觉,醒来早班的人来了接手了!)
这么算下来180/8=一小时有22.5片,远超单片式的一小时3片!哪怕180片里因为均匀性有问题,会报废几片,但是单位产能也远远高于单片式ALD。
所以存储的ALD明显和逻辑的ALD是不同的,这种设备老大那乌拉已经做出来了,并且做的还不错!
再给大家总结一下:
为顺应国内存储客户的需求,国产设备大厂,纷纷开发高wph的设备,一机N腔成为行业技术趋势,利用多腔,大腔体,垂直方向上叠加,尽可能利用FAB有限的空间区域。
虽然机台总数不变甚至减少,但是总腔体数在一个FAB是大量增加的,这里一个引入一个坪效比概念,即whp与FAB面积的比值,应该是不断增加的,当然一机多腔化下,设备单价也是上升。
多腔化趋势下谁最收益?
说完多腔化再细分对于零部件逻辑,相比设备的长交付周期,和严苛的会计确收准则,零部件更容易提前释放业绩,而且现在为了赶设备交期,所有设备大厂要积极提前囤零部件,因此在未来的某个季度,零部件公司所有的订单都会化为耀眼的数字体现在财报上!且早于设备公司。
很明显腔体零件公司,毫无以为是最直接的受益公司,多腔化带来最直接的受益概念!
2、真空泵。包括刻蚀,沉积,去胶,溅射的设备,多为真空型设备,因此对于真空泵要求大幅提高。
3、射频电源,多腔化技术趋势下,对于射频电源用量也巨大增量,一个腔体搭配1-2个甚至更多的射频电源,作为等离子设备的核心心脏射频电源是技术价值最大,难度最高的核心零部件之一!
4、温控chiller。
多腔化带来的温控数量变化也是明显的,每个腔体都必须搭配独立的温控装置,确保工艺稳定运行。
5、ESC静电卡盘。
ESC静点卡盘是必用的零部件,而且是耗材!无论PVD,离子注入,刻蚀,去胶,都需要用ESC,作为晶圆的承载平台。
6、阀门以及配套真空计,流量计等更细分的零部件。
设备多腔化带来另外一个明显的部件变化就是真空传片系统(VTM)变得更加庞大且复杂,原本可能只有一个出口入口,现在要3-4个,甚至要两组VTM组合在一起才能带动8个腔体的真空传片需求。
其他,相比之下就稍微小一点,比如机械臂,也会增加1到几组
整个设备多腔化技术路线顺应国产存储大厂的扩产真实需求,逻辑简单清晰,行业拐点明确,且业绩拐点早于设备大厂,值得大家重视!
更详细标的在星球上。