中芯国际(00981)：向7nm的追赶之路上 DUV是解决之道吗？

近年来，国家密集出台政策推动半导体产业的持续发展。在今年出台的半导体八大优惠政策中，仅财税政策一条——国家鼓励的集成电路线宽小于28纳米(含)，且经营期在15年以上的集成电路生产企业或项目，第一年至第十年免征企业所得税，便将对相关企业构成极大利好。

其中，半导体代工龙头中芯国际(00981)则也是推动政策的受惠企业之一。今年三季度，公司单季度营收、净利润均创下历史新高。年内，中芯国际股价也已累计实现逾90%涨幅。如今的中芯国际可以说已达到国际头部厂商能力，但向世界一流晶圆厂水平进发仍有一段距离。

先进制程工艺收入占比快速提升

智通财经APP了解到，随着下游产业自公共卫生事件后逐步恢复，中芯国际于三季度实现营收10.83亿美元，同比增长32.6%，环比增长15.3%，超过上期环比增加1%-3%指引;归母净利润2.56亿美元，同比增加122.7%，两者均创下单季度历史新高。

与此同时，公司毛利率较二季度有微幅下降至24.2%，但仍超过了上期19%-21%的指引。相比之下，公司归母净利润率则自今年一季度以来持续提升。

据公司表示，三季度销售额增加主要由订单需求强劲、晶圆ASP上升和其他收入增加推动。也有分析认为，公司收入增长表现较好一方面是由产品组合变化拉动，另一方面或也与H客户在9月前进行集中拉货有关。由此，公司全年收入增长预期也上修至24%到26%，全年毛利率目标高于去年。

具体来看，公司三季度销售晶圆数量达到144万片，同比增长9.5%;月产能也由二季度的48万片提高至51万片，产能利用率已连续五个季度高于97%，景气度维持在高位。

在收入结构上，按服务类型划分，晶圆代工收入占比达到85%;按照应用类型分，智能手机类收入占主导，占比达到46%。智能家居类收入较过去也有较显著提升，占比由二季度的16.4%增长至三季度的20.5%。

而其中，14nm/28nm先进工艺占比的快速提升，则是公司此次季报中的亮点之一。截至2020年三季度，中芯国际14nm/28nm工艺收入占比达到14.6%，同比增长了10.3个百分点。

智通财经APP了解到，中芯国际14纳米芯片在2019年四季度进入小范围量产阶段，截至2019年四季度及2020年一季度，公司14nm工艺收入占比分别达1.0%、1.3%。自2020二季度起则与28nm工艺合并列示，因此尚无法确定14nm工艺的具体收入占比。

但整体来看，公司三季度在较先进制程工艺方面的进展顺利。从产品组合的构成来看，微米级别产品的收入占比均有所减少，销售占比逐渐向先进技术端转移。而14nm/28nm工艺占比的增长则尤为显著。

据管理层透露，中芯国际14nm工艺芯片良率目前已达到了业界标准，意味着其所生产的芯片良率已达到95%。

截至目前，14nm工艺是芯片制造领域的一个分水岭，掌握14nm工艺节点的厂商只有台积电、英特尔、三星、格罗方德、联电和中芯国际。中芯国际14nm工艺良率已达业界量产水准，在全球代工厂中规模仅次于台积电和联电。

然而，正如公司管理层于业绩会上提到的，公司今年研发任务基本完成，即便FinFET取得成绩，但与世界一流晶圆厂水平还有很多差距和道路要走。

追赶7nm制程工艺

纵观全球芯片制造领域，各大厂商并不缺客户，而是缺产能。作为半导体代工厂，首先应该看的是技术、其次是收入、最后才是利润。

目前，中芯国际是全球仅有的6家掌握14nm工艺节点的厂商之一，是大陆具备完整成熟逻辑工艺制程、最先突破且唯一具备14nm生产能力的专业晶圆代工厂商。而到了7nm制程的角逐中，目前全球有能力提供7nm制程代工的厂商仅有三星和台积电。

其中，在先进制程上，台积电无疑是保持了在技术上最领先优势。目前台积电与三星均能够量产5nm芯片，但三星良率没有台积电高。除此之外，台积电4nm芯片预计在2021年开始正式批量生产，3nm将在2021年试产、2022年大批量产，而2nm芯片则预计在2024年量产。有消息称，苹果、英特尔等已经提前将3nm的芯片订单交给台积电。

在生产设备上，据ASML财报显示，预计2020年交付35台EUV光刻机，2021年则会达到45台到50台。考虑到公共卫生事件影响，目前EUV设备最大年产量仅30台左右。EUV光刻机作为7nm以下芯片生产所不可或缺的设备，台积电已向ASML确认2020-2021年订单，分别在2020、2021年下单约15-16台、16-17台设备，即两年内拿下超30台EUV光刻机，斥资约240亿元。从目前情况来看，台积电为光刻设备的主要采购者，三星和英特尔则紧随其后。

目前，为实现技术上的突破，中芯国际开展N+1、N+2工艺战略追赶7nm制程工艺。其中，N+1工艺已进入客户导入产品认证阶段，已小量试产，相较14nm性能可提升20%，主要面向低功耗应用领域。该制程已较格芯的12nm和联电的14nm有所领先。

在这之后，中芯国际还有望于2021年推出N+2，面向高性能应用领域。据公司首席执行官梁孟松博士介绍，中芯国际在当前的环境下，N+1、N+2代工艺都不会使用EUV工艺，等到设备就绪之后，N+2之后的工艺才会转向EUV光刻工艺。

由此可见，在中芯国际现有的研发进程下，公司正朝着第三家掌握7nm工艺的代工厂商迈进。但先进制程除需要时间进行迭代外，公司要迈入真正的7nm工艺阶段还受到了生产设备的限制。而这，或许是管理层在业绩会提到的，与“世界一流晶圆厂水平”之间的差距所在。

距离“世界一流”水平还差一台光刻机

智通财经APP了解到，在目前的光刻机种类中，深紫外光刻机(DUV)采用的光源波长为193nm，通常只能用到25nm制程。而极紫外光刻机(EUV)的光源波长则为13.5nm，是突破7nm芯片制程节点的必需工具。

早在2018年初，中芯国际便与荷兰ASML达成了首台EUV光刻机的采购订单，价值约1.2亿美元。原计划将于2019年底交付，但因未发放新的出口许可证而迟迟未交付。

若从EUV光刻机的设备组成上看，其镜头由德国蔡司供货、大量专利技术来自韩国海力士、大功率光源则由美国提供，近85%的零部件由全球各地供应商提供。虽然受到外部大环境影响，但就ASML公司自身而言，该公司也并不想放弃中国市场。

在第三届进博会上，ASML主动参展，并展示了可生产7纳米工艺芯片的浸润式DUV光刻机。在经过多重曝光后，浸润式DUV也能达到7纳米制程的门槛，甚至更进一步。并且，该浸润式DUV光刻机出口无需申请出口许可。

中芯国际首席执行官梁孟松也曾介绍，在7nm工艺发展中，N7+工艺才开始使用EUV工艺，并且光罩层数较少。仅5nm节点上才充分利用EUV光刻工艺，达到14层EUV光罩。

ASML所展示的浸润式DUV光刻机，即使能够突破7nm门槛，也需要经过多重曝光，将会大大提高成本。曾有业内人士指出，使用DUV光刻机生产7nm芯片，需至少曝光的次数是EUV的4倍。

此前，台积电在进行7nm研发时采用的则是DUV光刻工艺，随后才逐步转换到EUV光刻。由此可见，ASML的DUV光刻也并非是十分先进的技术。中芯国际要进一步达到7nm以下门槛，仍需更高级光刻机设备的助力。

不过，7nm制程工艺目前仍是芯片制造一个较少公司突破的领域，除台积电、三星及正在追赶当中的英特尔，其他竞争者都因资源耗费过大而宣布放弃。中芯国际尝试N+1、N+2代工艺的研发已是跑在了全球前列，具备超越国际二线厂商的能力。

目前，物联网、loT和汽车等快速增长的行业所采用的芯片大多为12/14nm制程工艺，5G时代对于半导体需求最高的光学、功率器件、射频器件等也多采用28/40nm工艺为主，占据着业界相当大一部分利润。7nm和5nm目前主要用于高端手机和电脑。

由此可以说，中芯国际已是极少数向着国际一线厂商迈进的追赶者。