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作者 | 高歌
編輯 | Panken
毛利率下降、核心零部件短缺，半導體設備短缺真相。
芯東西5月30日報道，近日，美國半導體設備龍頭應用材料發(fā)布其2022財年第二季度財報。在電話會議上，應用材料總裁兼CEO Gary Dickerson稱，其正在面對供應中的多重挑戰(zhàn)，關鍵問題則是硅元件以及設備子系統(tǒng)中某些部件的短缺。
據(jù)韓媒報道，如今半導體核心部件的交貨期為6個月以上，而此前通常為2-3個月，交貨時間已是此前的兩倍。國際半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEMI）數(shù)據(jù)顯示，如今某些晶圓廠設備的交付時間甚至超過2年。
據(jù)悉，海外的主要零部件制造商將優(yōu)先供應美國應用材料（Applied Materials）、荷蘭ASML、日本東京電子（TEL）、美國泛林半導體（Lam Research）等刻蝕設備、光刻設備和薄膜沉積設備龍頭。
但即使是這些行業(yè)龍頭，其在最新季度的財報會議中，均提到其零部件供應存在問題。泛林半導體總裁兼首席執(zhí)行官Timothy M. Archer強調(diào)，由于缺乏關鍵組件，該季度泛林半導體有20億美元收入將無法確認。
對半導體設備龍頭來說，關鍵零部件供應正成為一個關鍵問題。同時，中微公司、北方華創(chuàng)等國產(chǎn)設備廠商卻保持了50%以上的營收增長，遠超國際半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會預計12%的全球行業(yè)增速。
本文將梳理應用材料、ASML、東京電子、泛林半導體等行業(yè)巨頭以及國產(chǎn)設備廠商的最新財報，縱觀半導體設備短缺背后的國內(nèi)外玩家表現(xiàn)。
01.5年新建86座晶圓廠 擴產(chǎn)、疫情加速零部件短缺
半導體設備短缺的關鍵原因，是全球晶圓廠擴產(chǎn)帶來的半導體設備需求大漲，與半導體設備零部件產(chǎn)能增長不匹配所帶來的。
自2020年以來的全球芯片短缺，促使英特爾、臺積電、三星電子、中芯國際等全球芯片制造商全面建廠、擴產(chǎn)。英特爾、臺積電、三星作為晶圓制造的三大巨頭，均投入數(shù)百億美元建設新的晶圓廠。
其中三星和英特爾主要投資的是7nm及以下先進制程的產(chǎn)能。
三星分別于去年3月和5月宣布在美國得克薩斯州和韓國平澤建設12英寸晶圓廠，兩座晶圓廠制程分別為3nm和5nm，預計將于2023年和2022年投產(chǎn)。
英特爾則宣布在美國亞利桑那州、愛爾蘭以及德國建設12英寸晶圓廠，并生產(chǎn)基于Intel 7及更先進節(jié)點的芯片。
此外，作為IDM廠商，英特爾還宣布將在意大利投資45億歐元（約49億美元，314億人民幣），建設芯片封裝廠，將在2025年至2027年間開始實施。
臺積電則在美國、中國大陸、中國臺灣和日本全面啟動建廠擴產(chǎn)計劃，制程覆蓋28nm-5nm。其在美國亞利桑那州建設5nm制程的12英寸晶圓廠，預計2024年投產(chǎn)；在南京擴建28nm制程產(chǎn)能，預計2022年投產(chǎn)；在中國臺灣高雄建設7nm與28nm晶圓廠，預計2024年投產(chǎn)；在日本熊本和索尼共同建設22/28nm晶圓廠，預計2024年投產(chǎn)。
SEMI預測，2020年至2024年期間，全球?qū)⒂?6家新晶圓廠或大型晶圓廠擴建項目投產(chǎn)，2022年全球晶圓廠設備總支出將超過800億美元，全球晶圓廠設備支出有望連續(xù)三年創(chuàng)下歷史新高。
▲全球晶圓廠設備支出（圖片來源：SEMI）
SEMI認為，在全球缺芯期間，半導體設備短缺正成為阻礙半導體擴產(chǎn)的重要原因。
舉例來說，一個典型的FPGA測試設備需要約80顆芯片，但每年可以測試約32萬顆芯片，能夠產(chǎn)生4000倍的生產(chǎn)效應；生產(chǎn)工藝設備需要約100顆芯片，但每小時可以處理120片晶圓，通過多重工序，大約能夠產(chǎn)生2萬倍的效應；此外，光學晶圓檢測工具的生產(chǎn)倍數(shù)能夠達到3萬倍，MCU測試儀的生產(chǎn)效應約為10萬倍。
簡單來說，如果有100顆芯片被用于半導體設備，就能夠生產(chǎn)出10萬輛汽車所需的芯片。
▲用于中小半導體企業(yè)的芯片能夠創(chuàng)造千倍以上的汽車芯片（圖片來源：SEMI）
據(jù)韓媒報道，隨著半導體設備訂單迅速增加，半導體設備零部件庫已經(jīng)耗盡。相比反應靈敏的半導體設備制造商，更上游的零部件廠商反應較為遲緩，產(chǎn)能未能迅速擴大，影響了半導體設備的交付時間，造成了供應瓶頸。
有業(yè)內(nèi)人士接受采訪稱，大型半導體設備企業(yè)擁有潔凈室等先進的基礎設施，可以更輕松地提升產(chǎn)能，但更上游的零部件企業(yè)如果擴建新的生產(chǎn)設施，需要背負巨大的投資負擔。
同時由于議價和供應鏈把控能力的不同，設備零部件被優(yōu)先供應給應用材料、ASML、東京電子、泛林半導體等半導體設備巨頭，而某些中小型設備制造商能夠獲得的零部件數(shù)量較少，也影響了半導體設備的交付。
在目前的設備瓶頸下，半導體零部件交貨時間顯著增加。據(jù)報道，現(xiàn)在半導體核心部件的交貨期為6個月以上，之前的交貨期通常僅為2-3個月。
▲半導體核心部件交貨時間（圖片來源：韓媒ET News）
據(jù)悉，來自美國、日本和德國的零部件交貨時間顯著增加，主要短缺的產(chǎn)品有高級傳感器、精密溫度計、MCU單元和電力線通信（PLC）設備。例如PLC設備，交貨時間更是被推遲了12個月以上。
有半導體設備制造商的負責人預計，隨著制造設備的生產(chǎn)中斷，全球半導體供應短缺時間或?qū)⒈阮A計得更久。
02.國際設備龍頭均遇交付困境 東京電子成立單獨部門解決短缺
在全球設備短缺的情況下，應用材料、泛林半導體、東京電子、ASML等全球半導體設備龍頭營收表現(xiàn)較為不錯。
應用材料是全球最大的半導體設備供應商，在薄膜沉積、離子注入、機械化學拋光（CMP）等設備市場份額占比第一；泛林半導體是刻蝕設備的行業(yè)龍頭，并在薄膜沉積設備領域僅次于應用材料；東京電子是涂膠顯影設備領域的行業(yè)龍頭，并在刻蝕、薄膜沉積等領域都為市場份額前五；ASML則是全球光刻機龍頭，是唯一一家能夠生產(chǎn)EUV光刻機的廠商。
這四家廠商可以說基本占據(jù)了全球晶圓廠設備市場中的大半份額，但這些國際半導體設備巨頭最新季度的電話會議卻顯示，其均受到了零部件短缺的影響。
在成本反映最直接的毛利率上，四大半導體設備巨頭的毛利率都較上個季度有所下降。在半導體設備短缺的情況下，除了東京電子，應用材料、泛林半導體和ASML的毛利率較去年同期都有所下降。
▲2022年1-3月四大半導體設備巨頭毛利率以及同比、環(huán)比情況
對于這一問題，泛林半導體首席執(zhí)行官Timothy M. Archer稱，其面臨著物流和運費上漲、鎳/鋁等大宗商品推動的原材料，以及集成電路成本的增加等問題。應用材料首席財務官Brice Hill也提到其庫存和發(fā)貨成本不斷上升，導致了公司毛利率的下降。
除了毛利率，ASML首席執(zhí)行官Peter Wennink和Timothy M. Archer也都說到了關鍵部件短缺導致的訂單積壓，以及收入遞延的情況。
針對訂單積壓，Peter Wennink稱，半導體行業(yè)對光刻機的強勁需求，導致了過去幾個季度大量的預定訂單，其積壓訂單金額約290億歐元，創(chuàng)歷史新高。
和光刻機的火熱不同，Timothy M. Archer說道，泛林半導體的遞延收入和積壓訂單主要是因為缺乏某些關鍵組件，無法在本季度確認收入，而泛林半導體遞延收入已超過20億美元。他認為，若供應不受限制，全球前端晶圓廠設備（WFE）市場需求或超過1000億美元，很多無法被滿足的需求或?qū)⒀永m(xù)至明年。
東京電子高管則在財報會議上回應，東京電子和供應商聯(lián)系較為緊密，且大多數(shù)供應商都在其工廠附近設有辦事處。東京電子目前每六個月舉行一次生產(chǎn)更新會，向供應商分享長期的市場趨勢，并在去年9月成立了企業(yè)生產(chǎn)部門，專注于解決零部件短缺問題。
此外，應用材料CEO Gary Dickerson稱，應用材料所面對的關鍵問題是硅元件和子系統(tǒng)某些部件的短缺。應用材料正在通過和供應商加強聯(lián)系、跟蹤客戶需求等方式解決短缺問題。不過這種短缺也幫助應用材料和供應商建立了更深的關系。Gary Dickerson透露，其不僅和供應商加強合作，還設立了能夠克服零部件短缺的方案，將在未來幾年加速產(chǎn)品交付效率。
03.中微仍保持100%準時交付，國產(chǎn)供應商崛起成關鍵
在半導體設備短缺背后，國產(chǎn)半導體設備公司正在快速增長。
SEMI預計，2022年，全球半導體設備行業(yè)增速為12%。從四大龍頭最新的季度財報來看，應用材料營收同比增長12%；ASML營收同比下降19%；泛林半導體營收同比增長5.5%；東京電子營收同比增長28.6%。
相比來說，國產(chǎn)半導體設備公司的營收同比增長普遍高于應用材料、ASML、東京電子和泛林半導體這四家國際龍頭。據(jù)方正證券統(tǒng)計，2022年第一季度A股北方華創(chuàng)、中微公司、盛美上海、華峰測控、長川科技、拓荊科技、萬業(yè)企業(yè)、至純科技和芯源微等半導體設備公司平均營收同比增長達63%。
其中，營收最高的北方華創(chuàng)和中微公司同比營收增長均超過50%，毛利率表現(xiàn)也更好。
北方華創(chuàng)產(chǎn)品有刻蝕機、 PVD、單片退火設備、氧化爐、退火（合金）爐、LPCVD 以及清洗機等，是國內(nèi)產(chǎn)品線最全的半導體設備公司，在國產(chǎn)刻蝕設備上僅次于中微公司；中微公司主要專注于刻蝕設備和MOCVD（金屬有機化學氣相沉積，一種新型薄膜沉積方法）設備，是全球五大刻蝕設備供應商之一，其12英寸高端刻蝕設備已用于5nm產(chǎn)線。
北方華創(chuàng)2022年第一季度營收21.36億元，同比增長50.04%，毛利率從2020年的19.24%上升至34.90%；中微公司Q1營收9.49億元，同比增長57.3%，毛利率從去年的40.92%增長至45.47%。
為了解決零部件供應問題，很多國產(chǎn)半導體設備廠商加大了采購力度，超額采購零部件保障產(chǎn)品供應。
以北方華創(chuàng)為例，其2021年采購總額為176億元，為50億元材料成本的3倍之多。本季度，北方華創(chuàng)的存貨也較去年同期大幅增長，且高于合同負債（設備預售）的增長，側面展現(xiàn)了其供應能力。
同時，國產(chǎn)零部件供應鏈的壯大也是國產(chǎn)半導體設備企業(yè)保障營收增長和毛利率的殺手锏。國產(chǎn)刻蝕設備龍頭中微公司是其中的代表。
4月15日，中微公司召開2021年年度業(yè)績說明會。有投資者提問設備零部件供應情況。中微公司董事長、總經(jīng)理尹志堯回應稱：“其中核心零部件的采購采取多廠商策略，目前公司產(chǎn)品交付正常。”
中微公司在全球共有700余家供應商，活躍的有450余家。其刻蝕機的零部件國產(chǎn)化程度達60%，MOCVD設備國產(chǎn)化情況達80%。尹志堯稱，較高的國產(chǎn)化程度，是中微公司在材料費漲價、運輸時間推遲的情況下，至今仍保持100%的產(chǎn)品運出和準時的關鍵。
04.結語：供應瓶頸下國產(chǎn)半導體設備業(yè)或迎發(fā)展良機
自2021年以來，臺積電、三星、英特爾、格芯、中芯國際等芯片制造廠商均加大資本支出，擴建芯片產(chǎn)能，帶來了快速上漲的半導體設備需求。對設備零部件供應商來說，其營收規(guī)模較小，擴產(chǎn)的投資負擔較大，對市場需求反映較慢，成為了半導體設備供應的瓶頸。這樣的零部件供應瓶頸也影響到了應用材料、東京電子、泛林半導體等國際設備龍頭。
在國產(chǎn)零部件供應鏈的支持下，很多國產(chǎn)半導體設備公司得到了快速成長的機會，實現(xiàn)了營收的快速增長。這種增長也會帶動上游的國產(chǎn)供應鏈壯大，或?qū)⒓铀賴a(chǎn)半導體設備供應鏈的成熟，成為國產(chǎn)半導體設備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵契機。
