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复盘ASML崛起之路:宁德时代距离成为新能源领域的ASML有多远?

时间:2021-10-12 22:37:08       来源:钛媒体

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文 | 芯锂话

需求爆发叠加疫情停产,全球面临前所未有的“缺芯”危机,但想要快速扩充芯片产能却并不容易,尤其是高端芯片领域。

光刻机作为芯片制造的关键核心,是必不可少的,但高端EUV机型却只有荷兰阿斯麦公司(简称ASML)可以制造。

2020年全球共出货413台光刻机,其中ASML出货258台,占据62%的市场份额。由于在高端EUV机型的垄断效应,因此按销售统计,ASML占据了全球光刻机市场91%的份额,也就是说全球都被ASML卡了脖子。

但强大的ASML却并非生来如此,而是抓住产业机会慢慢完成超车逆袭的。在ASML 成立之前,实则光刻机行业已经发展了三十多年的时间,被美、日两国企业瓜分了整个市场。

复盘ASML的崛起之路,我们可以发现,ASML的成功值得中国企业借鉴。

面对极为被动的竞争格局,ASML依靠可拆卸的 PAS 5500产品,成功拿下IBM的订单,首次依靠品质向业界证明了自身,并在随后利用浸没式技术与 EUV 光源两次产业迭代机会,实现弯道超车成为光刻机行业单寡头。

与ASML类似,市值刚刚突破万亿的宁德时代也已经具备统治整个新能源产业链的机会,那么宁德时代距离成为新能源领域的ASML到底有多远呢?

ASML艰难起步,宁德时代趁势起航

光刻机行业总共发生了三次产业革命。

1980年之前,美国企业统治了整个光刻机行业。作为光刻技术的发源地,早期的产业技术革新都发生在美国,直至1980年尼康发售首台商用光刻机,日本厂商才首次打破了美国企业对于光刻机行业的垄断,并用更先进的光学技术大幅提升了技术门槛。

随着尼康、佳能等日系厂商入局光刻机行业,整个产业迎来了首次历史变革。在当时,半导体仍属于新兴行业,对于光刻机的需求远没有如今旺盛。这种情况下,新入局的日系厂商如鱼塘中的鲶鱼,搅乱了整个市场的平衡,光刻机行业开始出现供大于求的情况。

价格取决于供需,这是最基本的商业常识,即使最高端的精密仪器也不例外。

在日系厂商的冲击下,产能过剩、低价倾销成为80年代后期光刻机行业的常态。猛烈的碰撞中,美国光刻机三巨头GCA、Ultratech 和 P&E 纷纷败北,日本尼康取而代之成为行业龙头,而此时ASML刚处于初创阶段,仍没有机会证明自己。

ASML早期的销售主要来自母公司飞利浦的关联订单。在当时,飞利浦刚以技术入股的方式拿下台积电27%的股份,然后ASML就接到了来自于台积电的光刻机订单。在ASML成功交付订单后,台积电却突然发生大火,导致不得不再向ASML追加17台光刻机订单,这奠定了公司的早期基础。

虽然听上去有一些运气成分,但正是因为台积电的订单拯救了ASML的现金流,让其在最艰难的光刻机变局中生存下来,并拥有了6%的市场份额。

与ASML生于乱世不同,宁德时代诞生于中国新能源政策红利之下。

2009年-2012年,我国新能源电动车进入示范推广阶段,启动“十城千辆” 工程及若干新能源汽车专项规划,新能源汽车首次成为国家战略级规划。

在此期间,深耕能源电池领域多年的曾毓群敏锐的嗅到商机,果断在2011年将宁德时代从母公司锂电池巨头ATL中剥离,正式开始独立运营。

当时,专注于动力电池研发的企业并不多,具备能源电池行业专业知识和经验的玩家更是少之又少。凭借ATL时期积累的丰富经验,宁德时代顺利在拆分当年就接下来自华晨宝马的第一单。实际上,华晨宝马最早是希望与ATL合作的,它看中了ATL的电芯技术,但由于ALT无法生产动力电池,因此才改为选择与刚成立的宁德时代合作。

来源:亿欧汽车

正是得益于华晨宝马的示范效应,宁德时代在随后又接连获得了中车、金龙、宇通、上汽、北汽、吉利、东风等多个企业的合作项目,从而正式在行业中立足。

单从发展初期来看,宁德时代所面对的竞争力压力是远小于ASML的。

创新带来的全面赶超

真正让ASML成为行业焦点的事件发生在1991年,当时ASML发明的光刻机PAS 5500成功拿下IBM的订单,也为公司积攒了台积电、三星等后来的长期客户。

1989年IBM仍是世界科技领域扛鼎者,其率先完成8 英寸芯片的研发,并向全球光刻机厂商求购次时代8 英寸光刻机产品,对于光刻机公司来说,这是千载难逢的机遇,但同时也意味着各家将面临一场研发竞赛,胜者只有一个。

ASML抗住压力,仅有两年时间就推出了跨时代意义的PAS 5500,顺利赢下了这场全球光刻机竞赛。

PAS 5500瞄准8 英寸市场,不仅在当时领先于时代,而且还是第一台具备可拆卸模块的光刻机。对于芯片厂而言,可拆卸的光刻机大幅降低维护成本,如果有零件损坏,那么只需要更换相应模块就可以完成维修,省时省力省钱。

得益于对下游芯片产生企业需求的准确理解,ASML逆势拿下了IBM的订单,并一跃成为光刻机界的新宠儿。时至今日,PAS 5500依然是ASML最畅销的产品之一,颠覆性的产品构造帮助其完成了对传统光刻机厂商的追赶。

历史好似一个车轮,相同的故事在二十五年后再次重演。新能源汽车接力光刻机成为资本新焦点,宁德时代亦凭借对产品趋势的准确研判完成对竞争对手的追赶。

2016年之前,新能源汽车发展趋势还不甚明朗,所以各电池厂商都集中精力研发安全性较高的磷酸铁锂电池,宁德时代也曾在与宇通客车的合作中尝到了磷酸铁锂的甜头,但它却并没有沉迷于其中。

虽然磷酸铁锂性价比高,安全性强,但却有着致命缺点那就是克容量太低。数据显示,三元锂电池的能量密度能约200Wh/kg,约是磷酸铁锂的1.67倍。在新能源汽车负重量有限的情况下,想要保持足够的行驶里程,就需要锂电池具备足够高的能量密度。

深知其中利弊的曾毓群力排众议,领导宁德时代在2014年全力进军三元锂电池研发,从而形成三元锂电池+磷酸铁锂双路线布局。

重注三元锂电池,可谓宁德时代的一次豪赌,但由此却赢得了一个时代。

国家大力发展新能源汽车,本来是一件好的事情,但其中却不可避免的混入滥竽充数者。为了让补贴真正的给到所需的企业,从2016年开始我国新能源政策进入量质兼顾阶段,一方面调整补贴政策,纳入双积分政策,另一方面首次将能源密度纳入考核标准,续航里程成为政策的关键重点。

政策风口转向,新能源车企亦很快跟进,从而逐渐形成放弃磷酸铁锂电池,转而青睐于能量密度更高的三元锂电池的趋势。得益于2014年的提前布局,让宁德时代在三元锂电池领域积攒了大量的技术沉淀和产能优势。再加上此前赢得的良好口碑,宁德时代一跃成为动力电池冉冉升起的新星。

纵向来看,ASML与宁德时代对竞争对手的赶超,都源于对产业发展趋势的认识,对技术迭代方向的自信,对创新研发的执着。

新王当立,全面超越背后的主动求变

一直以来,光刻机行业都被传统思想所禁锢,直至第二次产业变革的到来。

日本厂商引导了光刻机行业的第一次产业变革,而ASML则是第二次产业变革的主角。

半导体行业的第二次产业变革发生在2000年初,按照传统思想光刻机设备一直采用最初的干式微影技术,这种技术较为成熟稳定,但却受限于波长的理论极限。

对于光刻机而言,光源波长越小,光刻技术越精密,越能够制造出性能更高的芯片产品。在当时,光刻机厂商们已经能够熟练制造193nm 波长的光源,但却始终无法将光源波长进一步缩短至157nm,整个光刻机行业遇到技术瓶颈。

这相当于第二次产业竞赛,胜出者有望成为全球领军者。这样背景下,日系厂商继续头铁烧钱研发干式微影技术,想要突破当时的技术极限。而ASML则另辟蹊径,选择时任台积电研发副总林本坚博士的浸没式系统。

所谓浸没式系统,指的是将透镜和硅片之间的介质从空气换成水。虽然沿用193nm的光源技术,但由于水对光的折射率高达1.44,因此理论上波长能够缩短至134nm,成功突破157nm的技术限制。

尽管此后尼康也成功突破157nm的技术限制,但ASML的革新技术是基于成熟系统的改进,从成本角度考虑,更受芯片厂商的欢迎,所以ASML产品销量远远超越尼康。当尼康被迫回头去研究浸没式系统时,ASML早已经完成产品迭代,正式将日系厂商远远的甩在了身后。

浸没式系统让ASML首次与竞争对手们拉开了身位。

现如今,宁德时代的机遇与当初ASML极为相似。经过多年的发展,宁德时代已经在行业中积聚了相当的竞争力,但这一竞争力依然不足以让其与对手拉开差距。

数据显示,2020年全球动力电池装机量中,宁德时代以25%的份额位居榜首,但LG化学、松下也分别以23%和18%的市场份额位列二三位,彼此之间的差距并不大。

从技术角度分析,目前三元锂电池的发展实则已经开始遭遇瓶颈,由于金属钴价格不断攀升,导致下游成本陡增,因此去钴加镍就成为三元锂电池不断精进的方向。

然而一味加镍并不是包治百病的万能药,随着镍含量的升高,电池稳定性已经成为新的问题,在宁德时代量产高镍811后,想要继续通过加镍来降低成本,显然已经不是一条正确之路。根据测算:NCM811 钴含量为 6.06%,较NCM523 钴含量 20.36%下降明显。

除了加镍外,动力电池未来的发展方向何在?这已经成为困扰现阶段全球动力电池厂商的难题,就好像当年光刻机如何突破193nm波长一样。

关于这道题,宁德时代已经给出了CTP技术和钠离子电池两个答案,并潜心研发固态电池及探寻新的技术路径。当然,LG化学、松下等竞争对手也在积极寻找答案,谁先解决这个难题将成为胜出的关键。

宁德时代想要更进一步,在市场中远远甩掉其他竞争对手,就需要成功解决掉这个问题,就好像当年ASML的浸没式系统一样。

技术升维带来的全面领先

虽然ASML在沉浸式系统中积攒了一定的优势,但仍不足以完全击溃对手,真正让ASML一战封神的则是在第三次产业变革带来的技术层全面升维。

当竞争对手仍在研发深紫外线(简称DUV)产品时,ASML则已经率先推出了下一代极深紫外线(简称EUV)产品。EUV是光源系统的全面升级,将DUV系统的193nm光源降至13.5nm,从而帮助下游芯片厂商成功突破7nm制程。

EUV光源的技术只掌握在美国 Cymer 公司手中,而这也成为了ASML称霸全球光刻机市场的关键。但实际上,在研发EUV光源的过程中,Cymer耗费了大量的资金,就在资金最困难的时候,已经成为巨头的ASML向Cymer伸出援手,耗资重金收购Cymer公司,并继续追加对EUV光源的研发投入。

由于EUV 波长只有 13.5nm,几乎已经逼近材料学极限,稍有不慎就会被其他材料吸收。因此EUV光刻机要求真空环境运作,同时透镜和反射镜系统也需要进一步提升,甚至调适一台EUV光刻可能就需要近一年的时间。

如果在DUV市场尼康等日系厂商尚能与ASML一战,那么在EUV的降维打击之下,ASML在全球市场已经没有了对手,真正的成为了光刻机行业的全球领先者。

坦率而言,目前将宁德时代类比成为ASML依然还为时过早,但有一点我们可以确信宁德时代已经具备了成为新能源界ASML的机会。

对于宁德时代的电池技术,市场用脚给出答案,但仍有投资者对此不以为然,认为这是炒作的结果,这种观点恰恰没有看透宁德时代的价值本质。

动力电池成品是由组件拼成,而组件又是由一个个电芯组成,市场偏见认为动力电池仅仅是电芯的简单拼装。实际上,动力电池在技术领域是具备核心竞争力的,特斯拉用的是松下提供的电芯,但其产品性能却远优于其他松下供应电池的厂商。

究其原因就在于,特斯拉独创了电芯的封装和电池管理系统,虽然电芯是采购的,但动力电池却是自己制造的。目前,中国市场大多数汽车品牌都选择与宁德时代合资建厂,这就表明宁德时代在电池封装领域已经具备统治力,并非单纯供应那样简单。

未来技术如何发展,我们不得而知,但从企业发展角度,我们在宁德时代身上,看到了三个与ASML相似的发展节点。

其一,在碳中和这一历史趋势下,整个新能源市场空间足够大。与当年半导体飞速发展类似,今天的新能源产业也处于爆发前夕,具备无限潜力。

过去十年,中国新能源汽车从无到有,至今年上半年渗透率已经达到12.05%,且仍保持高速增长势头。从数据绝对值看,12%的渗透率依然极低,仍有数倍的增长空间,行业爆发将是宁德时代最主要的发展机遇。

来源:天风证券

其二,下游关联企业的崛起。ASML的成功除技术因素外,最关键的核心就在于深度绑定的下游企业成功崛起。如今ASML的重要客户台积电和三星已经成为全球芯片制造业的龙头企业,今年二季度他们的市场占有率分别为51.5%和18.8%,合计占据70.3%的市场份额。

即使没有横空出世的EUV技术加成,在产品差距不大的情况下,ASML也依然可以凭借台积电和三星的加持而巩固住市场领先地位。

同样的,宁德时代也几乎与全球核心汽车厂商进行绑定,无论是特斯拉,还是宝马都能够看到宁德时代的身影。

此外,与宁德时代高度绑定的造车新势力们也有着很大的出海机会,如果中国造车新势力能够在海外成功杀出一条血路,那么无疑宁德时代会进一步巩固自身的市场领先优势,并有更多机会去研发革命性的升维产品。

其三,深度绑定产业链。虽然ASML是全球最尖端的光刻机制造商,但其绝大部分零件却是来自于全球企业。为了稳固的市场竞争力,ASML通过投资收购的方式,布局了产业链的多家公司,尤其针对Cymer的收购,直接奠定了自身行业寡头地位。

赋能产业链,同样是宁德时代的布局方向。截止目前,宁德时代已经将自身业务延伸至产业上下游,从上游锂矿、钴矿、正极材料、负极材料,到下游新能源汽车、电池回收、充电业务,宁德时代都进行了较为完整的布局。

结合以上三点,ASML的成功值得宁德时代借鉴,虽然短期而言,宁德时代很难通过次时代技术成为ASML那样的绝对领先公司,但长期而言宁德时代进一步发展的潜力已经显而易见。

技术、管理、战略,这是宁德时代过去成功的关键,同时也是企业更进一步的钥匙。