罗博特科系列四-1:芯片制程摩尔时代成长起来的前道工序设备王者美国科磊(KLA),解摩尔微缩之痛,与芯片巨头共舞,8000亿商业帝国的发家史
首先给出系列四的总标题:从摩尔时代前道工序的王者科磊(KLA),到后摩尔时代的后道工序的隐帝ficonTEC,全球泛半导体测试市场的产业范式大变局
这个系列四,涉及到的内容比较庞杂和系统,是作者阅读了一个多月全球半导体制造业资料的读后感和学习笔记,当然主要都是为了臭萝卜去读的。
准备分成以下几个部分分步骤去写(放在一起读起来太累了,不过等我写完后,大家可以连起来一起思考和参考):
四-1:芯片制程摩尔时代成长起来的前道工序设备王者美国科磊(KLA)的发家史
四-2:摩尔时代步入黄昏,进入后摩尔时代高性能算力制造与集群能力提升的新途径
四-3:英伟达与博通叛军们的话语权之争,从芯片制造封测到集群光电互联,谁最渔翁得利?
四-4:迎接后摩尔时代全球泛半导体测试设备商的隐帝,站在光时代C位的ficonTEC,复制科磊,成为科磊
老规矩,先回顾下前面的系列,以帮助大家更有效阅读系列四-1。擅长演化和总结的作者,作品系列都是有逻辑互联关系的,跟ficonTEC的光耦合一样顺滑。
罗博特科研究系列一:ficonTEC的业务组织模式:披着设备商外衣的轻资产软件系统集成商
🔥这一篇,亮出了作者第一个与市场共识完全不同的鲜明观点:ficonTEC不是重资产设备商,而是轻资产集成商。
罗博特科系列二:ficonTEC“光魔法”技术的应用范围和拓展空间—从全球半导体的封测瓶颈突破,走向泛高端制造场景的“光”赋能
🔥这一篇,亮出了作者第二个鲜明的观点:ficonTEC的产业实质后基础不是光模块或CPO,而是以全球泛半导体制造产业为基石的高端制造瓶颈场景的“光”赋能。
罗博特科系列三:“欧洲原创高端技术+中国高效工程复制”,ficonTEC的目标市场是全球泛半导体产业链
🔥系列三只说一件事,那就是通过欧洲原创高端技术+中国工程复制能力的化学反应,我认为ficonTEC的终极目标,是以前沿技术研发为发展动力,以工艺知识数据库为核心资产,以半导体巨头合作为拓展模式,成为全球泛半导体测试和制造领域的光巨头。
今天开始系列四-1:芯片制程摩尔时代成长起来的前道工序设备王者美国科磊(KLA),解摩尔微缩之痛,与芯片巨头共舞,8000亿商业帝国的发家史
这个部分主要说这几个事情:
第一个是美国科磊追随芯片摩尔定律和全球芯片巨头的发展壮大史;
第二个是摩尔时代发展到现在,赋予了全球半导体测试市场多大的市场规模;
第三个是科磊发展到现在,做到了多大的营收,多大的盈利,以及多大的市值。
只有了解了上一个摩尔时代半导体测试设备巨头的发展路径和规模实力,才能更清楚勾勒和模糊预测后摩尔光时代的C位企业发展的脉络和潜力如何。
应该说,美国科磊是全球半导体测试设备商的活标本和金招牌。这家成立于1976年美国硅谷的公司,全程见证并参与了半导体在摩尔定律推动下,前道芯片制程持续优化和能效持续提升的辉煌历史,也是测试设备商深度绑定芯片巨头摩尔定律演进、精准解决半导体制造痛点,并伴随全球芯片技术升级和产业扩张而发展壮大的经典案例。
一、科磊成长的历程,清晰地映射了半导体产业沿着摩尔定律发展的轨迹:
1、公司创立与早期技术积累(1976-1990):在摩尔定律驱动的早期,芯片制造工艺相对粗糙,但科磊已敏锐察觉到工艺控制(Process Control) 和良率管理(Yield Management) 将成为大规模生产的关键,最初便致力于检测和量测设备的研发(注释:检测是定性检测设备,量测是定量分析设备)。
2、跟随制程迭代,实施技术突破与产业并购(1990-2020):随着芯片制程从微米级向纳米级迈进,芯片结构日趋复杂,缺陷检测难度呈指数级上升。科磊通过自身研发和一系列精准的并购(如97年与Tencor Instruments的合并),整合了量测、检测、数据分析等多项关键技术,构建技术壁垒,帮助晶圆厂在更先进的制程上快速提升良率,成为了推进摩尔定律不可或缺的一环(注释:从台积电进程看,1998年首次推出0.18微米芯片制程,2005年推出65纳米,2008年推出40纳米,2011年推出28纳米,2013年试产16纳米,2018年量产7纳米,2020年量产5纳米)。
3、应对物理极限新挑战(2020年至今):当芯片制程逼近物理极限时,摩尔定律演进加快放缓。此时,新材料、三维结构、先进封装、硅光互联、存算一体等代替芯片微缩制程升级的制造连接方式,站到了高性能算力舞台的C位,成为性能提升的主要途径。近几年,科磊的检测方案也随之扩展到这些新兴的后道和互联领域,但由于历史上主要布局于前道的芯片制程,也正面临巨大的行业竞争挑战。
二、科磊发展的启示,与半导体巨头的摩尔共生关系,解决摩尔定律的制造核心痛点,绑定半导体巨头的长期复利成长
1、复杂前道工序为王:科磊在半导体复杂的前道工艺检测和量测设备领域建立了强大的技术壁垒,在全球半导体前道检测设备领域拥有高达52% 的市场份额。这使得芯片巨头们在先进制程上几乎无法避开科磊的设备。
2、与芯片巨头共舞:科磊的营收和业绩规模增长,与全球头部半导体巨头的技术迭代、资本开支和扩产计划有着极强的正相关性。科磊的成功,归根结底在于它解决了摩尔定律演进中的一个核心矛盾:当晶体管越做越小、芯片结构越来越复杂时,制造过程中产生缺陷的概率急剧上升,如果不能精确、快速地检测并控制这些缺陷,良率将无法达到经济性量产的要求。而科磊正是这一块的行业专家和技术推进者,摩尔定律的每一次推进,都意味着对科磊设备新一轮的需求。
3、软硬一体的成套解决方案的业务模式:科磊卖的不仅仅是设备,更是一套保证良率(Yield) 的解决方案。它通过整体方案,而非单个设备,帮助客户快速提升良率、降低生产成本,从而证明了自身产品的极高价值,这也支撑了其高昂的产品定价和优秀的盈利能力。
4、精准战略并购扩大产品线和产业版图:科磊的发展史也是一部并购整合史。它通过收购细分领域的“隐形冠军”来补足技术短板和扩展产品线,例如科磊通过持续收购多家公司(如 Nanopro、Amray、Orbotech、 等),全面覆盖半导体前道量检测领域,包括电子束检测、干涉测量、晶圆缺陷分析等,并逐步渗透到印刷电路板(PCB)、平板显示器(FPD)和先进封装等领域。
三、摩尔时代发展起来的成年体科磊的个头有多大?
目前,科磊占据摩尔时代全球半导体测试设备10%+的市占率,拥有850亿的营收规模,285亿的利润规模和8260亿的市值规模
截至2025财年,美国科磊公司的营收121.6亿美元(其中台积电占比10%,中国大陆占比30%,其他主要是FAB和存储芯片巨头),净利润40.6亿美元,净利润率高达33.4%(很恐怖吧?)。总市值为1180亿美元(按7汇率折合人民币8260亿人民币)。
所以,8260亿市值(对应的营收是850亿,对应的净利润是285亿)的科磊,代表了摩尔时代芯片制程前道测试设备商盈利规模和市值规模的天花板,请记住这个亮眼的数据。
结语:随着全球半导体先进制程竞争已进入埃米时代,台积电、三星和英特尔在3纳米以下制程的竞争中面临着物理极限、材料创新和巨额成本的多重挑战。随着摩尔定律逐渐逼近理论天花板,业界正在通过先进封装、硅光互连、存算一体等新技术寻求突破,以满足高性能计算和AI算力集群对效率、能耗和互联性能的极致要求。随着摩尔时代步入黄昏,进入后摩尔时代高性能算力制造与集群能力提升的新途径到底有哪些,全球半导体行业的发展逻辑正在发生哪些深刻变化,又会对全球测试设备市场竞争产生哪些重大影响?作者将在四-2中继续介绍,敬请期待!
以上,供大家参考,再次说明,由于作者是一个新手,能力有限,大家把系列一到系列三都当成一个查找初级资料的小白文档去看。本系列文章(从系列一到系列四)都只是作者通过网络资料和自身分析观点所做的整合,不提供任何投资建议!投资需谨慎!切记,切记!