出口管制，是发达国家钳制我国半导体行业发展的杀手锏。2015年以前，美国限制出口等离子体刻蚀设备，令业界如鲠在喉。
打破这一封锁的，是成立于2004年的中微公司（688012．SH）。凭借创业团队丰富的行业经验和不懈的技术攻关，研发量产了在技术指标上和美国厂商不相上下的等离子体刻蚀设备。当封锁形同虚设，美国商务部不得不在2015年解除该项出口管制。
2020年，国内5G、IoT等终端市场需求开始释放，预计将在2025年形成超过1．1万亿元市场规模的5G手机市场。这必将促使上游扩充产能，间接推动生产设备需求增长。一直不遗余力投入研发的中微公司，能否在国产替代的基础上，抓住这一波产能扩充的机遇？
独力破除刻蚀机出口管制
“一代设备，一代工艺，一代产品”，产品迭代的前提是更新一代工艺；新工艺之所以可行，则仰赖于新一代半导体设备。
在半导体产业链中，上游负责提供软件及知识产权、硬件设备和原材料，用以支撑半导体的生产环节。中国要想在产业链中掌握关键技术，拥有核心竞争力，必须要有厂商能够进入这些赛道，并且能在技术指标上与国际产品抗衡，实现国产替代。
半导体产业链示意图（来源：中微公司招股书）
从产值上看，全球半导体设备的市场规模已有数百亿美元之巨，最为关键的是，其决定了芯片的工艺水准和产品参数，如杠杆一般撬动着年产值几十万亿美元的信息产业应用。
随着全球制造业的转移和中国经济的发展，中国已然成为全球最大的电子产品生产和消费市场。与庞大且增长迅速的市场规模相比，国产半导体在2018年的自给率仅为15％。根据海关总署的数据，半导体集成电路产品从2015年开始就占据我国进口商品总额第一的位置，超过原油和客机。
国产替代不仅能提升我国产业的核心竞争力，而且背靠国内市场需求的坚实支撑。因此，在加工设备赛道打破国际厂商技术壁垒和市场垄断，成为国内厂商努力的方向。
中微公司选择的赛道是刻蚀设备。董事长尹志尧在Intel、LAM Research以及应用材料公司供职20余年，主攻方向是等离子体刻蚀机的开发和产业化。
刻蚀是制造集成电路的关键工序之一：先对光刻胶进行光刻曝光，然后再利用化学或物理方法去除硅片表面不需要的材料，从而在已经涂胶的硅片上正确复制掩模图形。
进入21世纪，在美国硅谷已经工作多年的尹志尧，既看到中国芯片产业的蓬勃潜力，更看到了芯片产业对中国崛起的战略意义。年近六十的他毅然辞职回国，开始了创业之路。
赶上国内半导体产业腾飞的尹志尧“如鱼得水”，中微公司发展迅速。
考虑到技术难度相对较低，中微创业团队先瞄准用于刻蚀氧化物、氮化物等硬度较高材料的电容性等离子体刻蚀设备；2012年，进一步推出了电感性等离体刻蚀设备，正式杀入单晶硅和多晶硅刻蚀赛道。
目前，中微公司已经成功开发了包括单反应台和双反应台在内的三代CCP刻蚀机产品，以及单反应台的ICP刻蚀设备，形成了较为完备的产品线。中微公司的产品已经达到了国际先进水平，更是使得西方国家的出口管制“多此一举”。2015年，美国商务部宣布解除对我国等离子体刻蚀设备的出口管制，既是对中微公司技术和产品实力的肯定，也是对中国半导体行业国产替代进程的确认。
能否支持更小制程芯片的刻蚀工艺，是衡量刻蚀设备技术水平高低的重要维度。
制程是衡量集成电路精细度的主要指标。制程越小，元器件之间的距离越小，晶体管间的电容越低，它们的开关频率也就更高。最终让芯片运算速度更快的同时更加省电。
如今，主流芯片制程已经向7nm和5nm发展。而中微公司的等离子体刻蚀设备，已经在65nm到7nm的刻蚀加工上实现产业化，部分7nm甚至5nm的刻蚀应用已经进入客户端验证的阶段。
值得一提的是，国际厂商的晶圆加工设备为了保证加工精度，普遍采用单反应台的方式。中微公司掌握的双反应台高产出率技术，让设备的高输出量等离子体反应腔，能同时加工2片晶圆，在提高产出率的同时降低了设备的生产成本。
之所以能够掌握关键技术，得到台积电、中芯国际、联华电子等一流集成电路厂商的青睐，是因为中微公司在研发上的高额投入。从2016年到2018年，中微公司研发投入共计10．37亿元，占三年总营收的32．2％。
在刻蚀设备国产替代的进程中，中微公司功不可没。
MOCVD设备带动业绩腾飞
由于刻蚀设备市场竞争激烈，中微公司的另一项业务——MOCVD设备发展迅速，成为中微公司业绩的发动机。该业务从2016年的1557．6万增长到8．3亿，占专用设备收入的比重也从3．19％提升至59．53％。
2016－2018年中微公司专用设备收入构成
MOCVD设备主要用于氮化镓基及砷化镓基半导体材料的外延生长，其中氮化镓基主要用于生产LED外延片。在LED产业链中，主要有衬底加工、LED外延片生产、芯片制造和器件封装四道工序。MOCVD设备作为LED外延片生产的必要设备，其采购金额一般占LED生产线总投入的一半。
随着中国LED产业的发展，MOCVD设备的需求也逐步增高。LED inside的统计显示，中国目前是MOCVD设备最大需求市场，设备保有量占全球市场的40％。中微公司洞察到中国LED产业的高速发展，及时进入了该赛道。
2012年，中微公司首台MOCVD设备产品Prismo D－Blue研制成功，能够实现单腔14片4英寸外延片的加工；2017年，中微公司进一步推出了Prismo A7，单腔外延片加工数量提升到34片，销路由此打开：销售腔数从2016年的3腔增长到2017年的57腔，并在2018年达到106腔。
IHS Markit公布的数据显示，2018年中微公司的MOCVD占据全球氮化镓基LED用MOCVD新增市场的41％。如今，中微公司正在开发更大尺寸的MOCVD设备，从而进一步延展其用途。
2016－2019Q3中微公司主要财务指标
除了蓝绿光LED外，MOCVD设备也可以用于红黄光LED、紫外光LED、功率器件等的生产制造。随着新型LED技术在显示等场景的开发及应用。MOCVD设备还有更大的市场潜力和应用场景。
收割扩产潮红利
受国际经济波动和终端消费市场需求等因素的影响，半导体产业链厂商扩产和减产策略的滞后性，让整个行业具有明显的周期性。
根据Gartner的判断，由于全球智能手机和储存市场需求放缓，2019年半导体设备产值将同比减少约18％。然而，作为全球最先释放5G换机需求的市场之一，中国厂商依然在新建厂房和扩充产能，希望收获换机潮的红利。
得益于下游需求的增长，中微公司2019年的业绩实现大幅增长。根据其Q3季度的财报，中微公司前三季度营收同比增长24．75％，达到12．18亿元，扣非净利润扭亏为盈，达到1．19亿元。而根据其最近发布的2019年年度业绩预增公告，其归母净利润将同比增加93．68％－111．29％。
就整个刻蚀设备市场来说，泛林半导体、东京电子和应用材料三大厂商在市场中依然具有压倒性地位，中微电子与国际厂商的正面竞争将愈演愈烈。中国厂商仍然需要进入5nm制程芯片的制造环节，才能跟上下一代芯片的迭代升级。
2017年全球刻蚀设备厂商销售额占比
一直不曾在研发上懈怠的中微电子，2019年前三季度研发费用同比增长100．82％达到1．58亿元，占营业收入的12．97％。ICP刻蚀设备客户验证成功、完成用于深紫外LED的MOCVD设备客户验证、推动Mini LED的技术验证……中微公司仍在通过技术升级，抬高业务天花板。
科创板募资成功、扣非净利扭亏为盈，都是中微公司技术实力和产品得到市场认可的证明。随着我国5G和IoT市场的增长和爆发，半导体行业的扩产节奏仍将持续，位于上游的中微公司有望通过技术攻关和应用拓展啃下更大的蛋糕。日益精密的国产刻蚀设备，不仅有望成为中微公司的盈利发动机，而且是在同舟共济的中国半导体产业链巨轮上，铆下了一颗坚实的铁钉。
作者：夏一哲
