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半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)深度梳理

發(fā)布人:旺材芯片 時間:2023-01-01 來源:工程師 發(fā)布文章

半導(dǎo)體設(shè)備是支撐電子行業(yè)發(fā)展的基石,也是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)市場空間最廣闊,戰(zhàn)略價值最重要的一環(huán)。從整體來看,中國大陸的半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè),同全球半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)一樣,享受著本土晶圓廠擴產(chǎn),地方規(guī)劃重點扶持的政策福利。從國內(nèi)市場而言,供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)合理化和地緣政治的需求,帶來了國內(nèi)設(shè)備市場國產(chǎn)替代的動能。因此,國產(chǎn)設(shè)備商享有晶圓廠擴產(chǎn)+國產(chǎn)化提速的雙重增速。

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根據(jù)SEMI2022年7月中旬發(fā)布的報告預(yù)測,半導(dǎo)體制造設(shè)備全球總銷售額預(yù)計將在2022年再次突破記錄達到1175億美元,比2021的1025億美元增長14.7%,并預(yù)計在2023年增至1208億美元。全球半導(dǎo)體設(shè)備作為一個具有顯著的周期性特點的行業(yè),將實現(xiàn)罕見的連續(xù)四年的快速增長。本輪的半導(dǎo)體設(shè)備周期在全球范圍內(nèi)延續(xù)的時長超出預(yù)期。

下面我們就從半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈出發(fā),從半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀、驅(qū)動因素等方向進行分析,探尋其各個細分子行業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈中的占比及市場空間、相關(guān)公司等,力圖把握半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)未來發(fā)展空間與方向。


半導(dǎo)體設(shè)備分類、發(fā)展現(xiàn)狀及驅(qū)動因素

1.分類

以產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用環(huán)節(jié)來劃分,半導(dǎo)體設(shè)備可分為前道工藝設(shè)備(晶圓制造)和后道工藝設(shè)備(封裝測試)兩個大類。其中后道工藝設(shè)備還可以細分為封裝設(shè)備和測試設(shè)備。設(shè)備中的前道設(shè)備占據(jù)了整個市場的80%-85%,其中光刻機,刻蝕機和薄膜設(shè)備是價值量最大的三大環(huán)節(jié),各自所占的市場規(guī)模均達到了前道設(shè)備總量的20%以上。因此,全球半導(dǎo)體設(shè)備前十名廠商之中,有多家是平臺型企業(yè),橫跨多個半導(dǎo)體工藝環(huán)節(jié)。

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2.發(fā)展現(xiàn)狀

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈龐大復(fù)雜的特性,使得很難有某一家公司能夠在所有設(shè)備領(lǐng)域做到全覆蓋。來自全球各個國家的企業(yè)共享整個市場。

從2021年的全球競爭格局來看,第一梯隊top5的收入規(guī)模均在百億規(guī)模左右或以上,排名前top10的公司營收體量也要在20億美元以上。對比國內(nèi)設(shè)備龍頭北方華創(chuàng)2021年電子裝備業(yè)務(wù)(包含集成電路業(yè)務(wù)和泛半導(dǎo)體業(yè)務(wù))約為79.5億元人民幣的營收,我國半導(dǎo)體裝備行業(yè)的營收規(guī)模距行業(yè)頭部廠商仍存在較大差距,替代空間巨大。

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按照2021財年半導(dǎo)體業(yè)務(wù)收入排名,全球前五大半導(dǎo)體設(shè)備廠商分別為應(yīng)用材料242億美元營收,ASML約211億美元營收,東京電子171億美元營收,泛林半導(dǎo)體165億美元應(yīng)收,柯磊82億美元營收。分地區(qū)來看,排名前十的廠商中有五家日本公司,四家美國公司,以及一家荷蘭公司。

2021年全球營收排名前五的設(shè)備廠商均屬于前道設(shè)備的應(yīng)用廠商,與前道設(shè)備占據(jù)80%以上的設(shè)備市場相匹配。同時,前五大廠商中有三家是平臺型(應(yīng)用材料,泛林半導(dǎo)體,東京電子),橫跨刻蝕,薄膜,清洗,離子注入等多個領(lǐng)域,對比來看,國內(nèi)許多公司也在橫向拓展業(yè)務(wù)領(lǐng)域以不斷突破天花板,向平臺型轉(zhuǎn)型。比如,中微公司從刻蝕及化合物半導(dǎo)體外延設(shè)備延展到集成電路薄膜設(shè)備;萬業(yè)企業(yè)從離子注入設(shè)備延展到其嘉芯半導(dǎo)體子公司,覆蓋除光刻機之外的幾乎全部前道大類;盛美上海從清洗,電鍍等業(yè)務(wù)逐步覆蓋,爐管,沉積及其他前道品類。

3.驅(qū)動因素

先進制程發(fā)展、工藝流程改進,半導(dǎo)體設(shè)備迎來新需求。

(1)新能源,AIot推進成熟制程設(shè)備發(fā)展加速

半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)波動性成長,產(chǎn)業(yè)鏈最下游電子應(yīng)用終端發(fā)生新變化,產(chǎn)生新需求。半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)呈現(xiàn)波動性上漲的趨勢。近二十年間半導(dǎo)體設(shè)備的周期性正在減弱,行業(yè)成長趨勢加強。得益于各類電子終端的芯片需求,智能化,網(wǎng)聯(lián)化,AIOT的發(fā)展,行業(yè)規(guī)模連續(xù)四年出現(xiàn)大幅度的正增長。2022年仍將維持較高增速,這在半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展歷史上極為罕見。

先進制程(5nm以下先進制程)的擴產(chǎn)和研發(fā)投入變得十分巨大,同時成熟制程的芯片需求量大大提升。根據(jù)ASML的財報顯示,Arf光刻機單價在6000萬歐元左右,EUV光刻機單價在1.5億歐元左右,而最新一代預(yù)告的3nm/2nm世代光刻機預(yù)計的單價將在3億歐元以上,先進制成的研發(fā)和突破成本以指數(shù)曲線的形式上升。在先進制程未來2nm,1nm的發(fā)展方向愈發(fā)接近物理極限的同時,成熟制程經(jīng)濟效益在不斷提高,車規(guī)MCU,超級結(jié)MOS,光伏IGBT等成熟制程芯片大量缺貨,交付期延長,使得行業(yè)重新審視成熟制程產(chǎn)線的經(jīng)濟效益,臺積電也在2022年提出在未來三年將成熟制程擴產(chǎn)50%。我國半導(dǎo)體設(shè)備廠商精準卡位12英寸成熟制程所對應(yīng)設(shè)備,覆蓋28nm/14nm以上節(jié)點成熟制程領(lǐng)域并不斷完善。

(2)從襯底到芯片:工藝流程決定設(shè)備使用需求量變化

芯片產(chǎn)線的精細化,自動化程度高,芯片/設(shè)備對于環(huán)境的要求高。

半導(dǎo)體設(shè)備處于產(chǎn)業(yè)鏈最上游環(huán)節(jié),中游的芯片代工晶圓廠采購芯片加工設(shè)備,將制備好的晶圓襯底進行多個步驟數(shù)百道上千道工藝的加工,配合相關(guān)設(shè)備,通過氧化沉積,光刻,刻蝕,沉積,離子注入,退火,電鍍,研磨等步驟完成前道加工,再交由封測廠進行封裝測試,出產(chǎn)芯片成品。

芯片的制造在極其微觀的層面,90nm的晶體管大小與流行感冒病毒大小類似。在制程以納米級別來計量的芯片領(lǐng)域,生產(chǎn)加工流程在自動化高精密的產(chǎn)線上進行,對設(shè)備技術(shù)的要求極高。無論是設(shè)備的制造產(chǎn)線,還是晶圓廠的生產(chǎn)產(chǎn)線,所有芯片的生產(chǎn)加工均在無塵室中完成。任何外部的灰塵都會損壞晶圓,影響良率,因此對于環(huán)境和溫度的控制也有一定的要求。在代工廠中,晶圓襯底在自動化產(chǎn)線上在各個設(shè)備間傳送生產(chǎn),歷經(jīng)全部工藝流程大致所需2-3個月的時間,這其中不包括后道封裝所需要的時間。通常來說,晶圓廠中的設(shè)備90%的時間都在運行,剩余時間用于調(diào)整和維護。

前道工藝步驟繁雜,工序繁多,是芯片出產(chǎn)過程中技術(shù)難度較大,資金投入最多的環(huán)節(jié)。在芯片代工廠中的芯片的工藝制備流程如下:氧化、勻膠、曝光、顯影、刻蝕、沉積、研磨、離子注入、退火。離子注入完成之后,繼續(xù)沉積二氧化硅層,然后重復(fù)涂膠,光刻,顯影,刻蝕等步驟進入另一個循環(huán),用以挖出連接金屬層(導(dǎo)電層)的通孔,從而使互通互聯(lián)得以是現(xiàn)在晶圓中。實現(xiàn)這一功能的是使用物理氣相沉積的方式沉積金屬層。上述步驟在晶圓的生產(chǎn)制造中將重復(fù)數(shù)次,直到一個完成的集成電路被制作完成。最后,將制備好的晶圓進行減薄,切片,封裝,檢測。完成后到的工藝流程,至此,一顆完整的芯片制作完成。

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半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈梳理及相關(guān)公司

半導(dǎo)體設(shè)備主要由七大設(shè)備零部件構(gòu)成:光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備、清洗設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、離子注入設(shè)備、機械拋光設(shè)備及封裝、測試設(shè)備。下面我們分別進行分析。

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1.光刻機:摩爾定律的續(xù)命****

(1)圖形刻畫,光刻機必不可少

光刻是將設(shè)計好的電路圖從掩膜版轉(zhuǎn)印到晶圓表面的光刻膠上,通過曝光、顯影將目標圖形印刻到特定材料上的技術(shù),可以簡單理解為畫圖過程,是晶圓制造中最重要的技術(shù)。光刻工藝包括三個核心流程:涂膠、對準和曝光以及光刻膠顯影,整個過程涉及光刻機,涂膠顯影機、量測設(shè)備以及清洗設(shè)備等多種核心設(shè)備,其中價值量最大且技術(shù)壁壘最高的部分就是光刻機。

(2)光刻機不斷迭代,滿足制程提升需求

光刻機經(jīng)過多年發(fā)展,已經(jīng)演化出五代產(chǎn)品,由光源波長進行區(qū)分可以分為可見光(g-line),紫外光(i-line),深紫外光(KrF、ArF)以及極紫外(EUV)幾大類,從工作類型又可以分為接觸式、掃描式、步進式、浸沒式等方式。不同類型的光刻機主要是為了滿足日益提升的制程需求,當前最先進的3nm制程只能通過EUV光刻機才能實現(xiàn)。

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(3)復(fù)雜程度高,多廠商合作才能組成光刻機

全世界沒有任何一家公司可以獨立制造光刻機,其生產(chǎn)技術(shù)要求極高,可以分為十一個主要部件,包含超過十萬個零件,涉及上下游多家供應(yīng)商,具有極強的生態(tài)屬性。光刻機的主要部件有工件臺、激光源、光束矯正器、能量控制器、光束形狀設(shè)置、遮光器、能量探測器、掩模臺、物鏡、封閉框架與減震器。

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(4)三大海外廠商占據(jù)主導(dǎo),EUV僅ASML一家獨供

目前全球光刻機市場幾乎由ASML、尼康和佳能三家廠商壟斷,其中又以ASML一家獨大。由于光刻機需要超十萬個零部件,在各大晶圓廠不斷擴產(chǎn)的背景下,光刻機的交貨時間一再推遲,EUV光刻機的交期已經(jīng)推遲到24個月以后。從銷量來看,2021年ASML占比65%,出貨量達到309臺,力壓尼康和佳能,其中EUV/ArFi/ArF高端光刻機占比分別為100%/95.3%/88%。從銷額來看,EUV光刻機單價超過1億歐元,最新一代0.55NA大數(shù)值孔徑EUV光刻機單價甚至超過4億歐元,全球僅有ASML可提供,使其占據(jù)市場絕對龍頭地位,2021年市場份額達到85.8%。

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(5)上海微電子重點突破,國產(chǎn)光刻機有望打破封鎖

目前國內(nèi)具備光刻機生產(chǎn)能力的企業(yè)主要是上海微電子裝備有限公司,主要致力于半導(dǎo)體裝備、泛半導(dǎo)體裝備、高端智能裝備的開發(fā)、設(shè)計、制造、銷售及技術(shù)服務(wù)。公司設(shè)備廣泛應(yīng)用于集成電路前道、先進封裝、FPD面板、MEMS、LED、Power Devices等制造領(lǐng)域。公司的光刻機產(chǎn)品有SSX600和SSB500兩個系列,其中SSX600系列主要應(yīng)用于IC前道光刻工藝,可滿足IC前道制造90nm、110nm、280nm關(guān)鍵層和非關(guān)鍵層的光刻工藝需求;SSB500系列光刻機主要應(yīng)用于IC后道先進封裝工藝。

2.刻蝕機:微觀世界雕刻師

(1)半導(dǎo)體制造核心工藝,刻蝕雕刻芯片大廈

作為半導(dǎo)體制造過程中三大核心工藝之一,刻蝕可以簡單理解為用化學(xué)或物理化學(xué)方法有選擇地在硅片表面去除不需要的材料的過程,可以分為干法刻蝕和濕法刻蝕,目前市場主流的刻蝕方法均為干法刻蝕,可將其分為CCP刻蝕和ICP刻蝕。CCP刻蝕主要是以高能離子在較硬的介質(zhì)材料上,刻蝕高深寬比的深孔、溝槽等微觀結(jié)構(gòu);而ICP刻蝕主要是以較低的離子能量和極均勻的離子濃度刻蝕較軟的或較薄的材料。

(2)新技術(shù)路線步入量產(chǎn),對刻蝕提出更高技術(shù)要求

三星宣布將成為全球首家采用GAA工藝進行3nm制程的生產(chǎn),相較于Fin FET工藝,GAA被譽為突破3nm制程的有力手段。每一代芯片新技術(shù)的突破,晶體管體積都會不斷縮小,同時性能不斷提升。從平面MOSFET結(jié)構(gòu)到Fin FET晶體管架構(gòu),再到后面的GAA結(jié)構(gòu)甚至MBCFET結(jié)構(gòu),晶體管的復(fù)雜度不斷提升,對刻蝕和薄膜沉積等核心技術(shù)提出了更高的要求

(3)芯片線寬的縮小及多重模板工藝對刻蝕的精度和重復(fù)性提出更高要求

隨著芯片制程的提升,受到光刻機波長的限制,往往需要采用多次曝光,才能得到要求的線寬,實現(xiàn)更小的尺寸。這對刻蝕速率、各向異性、刻蝕偏差、選擇比、深寬比、均勻性、殘留物、等離子體引起的敏感器件損傷、顆粒沾污等指標上對刻蝕設(shè)備都提出了更高的要求。我國因無法購買EUV光刻機而無法進行更先進制程的產(chǎn)線建設(shè),如果想要用28nm產(chǎn)線生產(chǎn)14nm線寬的芯片,只能通過多次刻蝕才有可能實現(xiàn),這使得對刻蝕的需求進一步提升。

(4)海外廠商占據(jù)8成份額,國內(nèi)廠商正迎難而上

從全球范圍來看,刻蝕設(shè)備主要由美國泛林半導(dǎo)體、日本東京電子以及美國應(yīng)用材料三家占據(jù)領(lǐng)先地位,2020年三家市場份額合計占比近9成。目前國內(nèi)有中微公司和北方華創(chuàng)兩家刻蝕設(shè)備供應(yīng)商,從營收端來看,2020年和2021年中微公司和北方華創(chuàng)刻蝕設(shè)備營收占國內(nèi)總刻蝕市場規(guī)模的9.19%和10.48%左右,隨著公司的訂單逐步釋放,國產(chǎn)化率有望明顯提升。

(5)中微公司是國內(nèi)領(lǐng)先刻蝕設(shè)備廠商,持續(xù)創(chuàng)新,不斷推出新產(chǎn)品

中微公司半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備主要包含CCP刻蝕設(shè)備、ICP刻蝕設(shè)備以及深硅刻蝕設(shè)備,在邏輯、存儲等諸多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。在邏輯芯片制造環(huán)節(jié),公司開發(fā)的12英寸高端刻蝕設(shè)備已運用在國內(nèi)外知名客戶65nm到5nm制程的芯片生產(chǎn)線上;同時,公司根據(jù)客戶需求,已開發(fā)出5nm及更先進刻蝕設(shè)備用于若干關(guān)鍵步驟的加工,并已獲得行業(yè)領(lǐng)先客戶的批量訂單。公司目前正在開發(fā)新一代刻蝕設(shè)備和包括大馬士革在內(nèi)的刻蝕工藝,能夠涵蓋5nm以下更多刻蝕需求。在3DNAND芯片制造環(huán)節(jié),公司的CCP刻蝕設(shè)備可應(yīng)用于64層、128層及更高層數(shù)NAND的量產(chǎn),并且正在開發(fā)新一代能夠涵蓋200層以上極高深寬比的刻蝕設(shè)備和工藝。此外,公司的ICP刻蝕設(shè)備已經(jīng)在多個邏輯芯片和存儲芯片廠商的生產(chǎn)線上量產(chǎn),正在進行下一代產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā),以滿足5nm以下的邏輯芯片、1X納米的DRAM芯片和200層以上的3DNAND芯片等產(chǎn)品的刻蝕需求。

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3.薄膜沉積設(shè)備:集成電路奠基者

(1)薄膜沉積支撐集成電路,多種類型滿足不同需求

薄膜沉積技術(shù)是以各類化學(xué)反應(yīng)源在外加能量(包括熱、光、等離子體等)的驅(qū)動下激活,將由此形成的原子、離子、活性反應(yīng)基團等在襯底表面進行吸附,并在適當?shù)奈恢冒l(fā)生化學(xué)反應(yīng)或聚結(jié),漸漸形成幾納米至幾微米不等厚度的金屬、介質(zhì)、或半導(dǎo)體材料薄膜。作為芯片襯底之上的微米或納米級薄膜,是構(gòu)成了制作電路的功能材料層。隨著集成電路制造不斷向更先進工藝發(fā)展,單位面積集成的電路規(guī)模不斷擴大,芯片內(nèi)部立體結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,所需要的薄膜層數(shù)越來越多,對絕緣介質(zhì)薄膜、導(dǎo)電金屬薄膜的材料種類和性能參數(shù)不斷提出新的要求。薄膜設(shè)備的發(fā)展支撐了集成電路制造工藝向更小制程發(fā)展。

(2)薄膜沉積設(shè)備市場增速穩(wěn),規(guī)模大

隨著半導(dǎo)體行業(yè)整體景氣度的提升,全球半導(dǎo)體設(shè)備市場呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢,拉動市場對薄膜沉積設(shè)備需求的增加。根據(jù)Maximize Market Research數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2017-2020年全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場規(guī)模分別為125億美元、145億美元、155億美元和172億美元,2021年擴大至約190億美元,年復(fù)合增長率為11.04%。預(yù)計全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場規(guī)模在2025年將從2021年的190億美元擴大至340億美元,保持年復(fù)合15.7%的增長速度。

(3)下游應(yīng)用多樣化促進各種薄膜沉積設(shè)備需求

近年來,下游產(chǎn)業(yè)新技術(shù)、新產(chǎn)品快速發(fā)展,正迎來市場快速增長期。5G手機、新能源汽車、工業(yè)電子等包含的半導(dǎo)體產(chǎn)品數(shù)量較傳統(tǒng)產(chǎn)品大比例提高;人工智能、可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)等新業(yè)態(tài)的出現(xiàn),對于半導(dǎo)體產(chǎn)品產(chǎn)生了新需求。經(jīng)過不斷發(fā)展,根據(jù)不同的應(yīng)用演化出了PECVD、LPCVD、濺射PVD、ALD等不同的設(shè)備用于晶圓制造的不同工藝。其中,PECVD是薄膜設(shè)備中占比最高的設(shè)備類型,占整體薄膜沉積設(shè)備市場的33%;ALD設(shè)備目前占據(jù)薄膜沉積設(shè)備市場的11%;SACVD是新興的設(shè)備類型,屬于其他薄膜沉積設(shè)備類目下的產(chǎn)品,占比較小。

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(4)芯片工藝進步及結(jié)構(gòu)復(fù)雜化提高薄膜設(shè)備需求

在晶圓制造過程中,薄膜起到產(chǎn)生導(dǎo)電層或絕緣層、阻擋污染物和雜質(zhì)滲透、提高吸光率、臨時阻擋刻蝕等重要作用。隨著集成電路的持續(xù)發(fā)展,晶圓制造工藝不斷走向精密化,芯片結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度也不斷提高,需要在更微小的線寬上制造。制造商要求制備的薄膜品種隨之增加,最終用戶對薄膜性能的要求也日益提高。這一趨勢對薄膜沉積設(shè)備產(chǎn)生了更高的技術(shù)要求,市場對于高性能薄膜設(shè)備的依賴逐漸增加。

(5)產(chǎn)線升級,薄膜設(shè)備需求陡增

隨著集成電路的持續(xù)發(fā)展,產(chǎn)線逐漸升級,晶圓廠對薄膜沉積設(shè)備數(shù)量和性能的需求將繼續(xù)隨之提升。越先進制程的產(chǎn)線所需的薄膜沉積設(shè)備數(shù)量越多。先進制程使得晶圓制造的復(fù)雜度和工序量都大大提升,為保證產(chǎn)能,產(chǎn)線上需要更多的設(shè)備。

(6)精密結(jié)構(gòu)要求性能更好的薄膜設(shè)備

隨著當前存儲器性能瓶頸的出現(xiàn),主流工藝方式不斷拓展,精密結(jié)構(gòu)加工所需的設(shè)備性能要求不斷增加。在FLASH存儲芯片領(lǐng)域,隨著主流制造工藝由2DNAND發(fā)展為3DNAND結(jié)構(gòu),相關(guān)產(chǎn)線中薄膜設(shè)備支出占比由18%提升至26%,結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化導(dǎo)致對于薄膜沉積設(shè)備的需求量也逐步增加。

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(7)進入壁壘高,行業(yè)高度壟斷

半導(dǎo)體設(shè)備屬于高新技術(shù)領(lǐng)域,相關(guān)廠商均在各自專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域耕耘幾十年。從全球市場份額來看,薄膜沉積設(shè)備行業(yè)呈現(xiàn)出高度壟斷的競爭局面,行業(yè)基本由應(yīng)用材料(AMAT)、先晶半導(dǎo)體(ASMI)、泛林半導(dǎo)體(Lam)、東京電子(TEL)等國際巨頭壟斷。2019年,ALD設(shè)備龍頭東京電子和先晶半導(dǎo)體分別占據(jù)了31%和29%的市場份額,剩下40%的份額由其他廠商占據(jù);而應(yīng)用材料則基本壟斷了PVD市場,占85%的比重,處于絕對龍頭地位;在CVD市場中,應(yīng)用材料全球占比約為30%,連同泛林半導(dǎo)體的21%和TEL的19%,三大廠商占據(jù)了全球70%的市場份額。

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(8)CVD領(lǐng)域差異化應(yīng)用,共同發(fā)力彌補行業(yè)短板

CVD設(shè)備需求量大,設(shè)備種類較多。國內(nèi)從事CVD設(shè)備開發(fā)銷售的公司主要有北方華創(chuàng)、中微公司和拓荊科技。北方華創(chuàng)主要研發(fā)PVD、LPCVD和APCVD設(shè)備,中微公司主要研發(fā)MOCVD設(shè)備,和拓荊科技的PECVD以及SACVD設(shè)備無直接競爭關(guān)系。各公司專注于不同細分領(lǐng)域,共同發(fā)展彌補國內(nèi)企業(yè)在相關(guān)行業(yè)的短板。

4.其他前道設(shè)備:占比不高但缺一不可

除了光刻、薄膜沉積以及刻蝕三大核心工藝外,其他前道設(shè)備雖然占比不高,但同樣不可或缺。從芯片制造工藝來看,包括涂膠顯影設(shè)備、清洗設(shè)備、離子注入設(shè)備以及擴散設(shè)備。其中涂膠顯影設(shè)備與光刻機共同完成光刻工藝;清洗機與CMP共同完成芯片的各步驟的清洗與拋光;離子注入機和擴散爐則專注于摻雜工藝。

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(1)相關(guān)公司:

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(2)涂膠顯影設(shè)備

涂膠顯影設(shè)備是光刻工藝中除光刻機外的另一核心設(shè)備。涂膠顯影設(shè)備是光刻工序中與光刻機配套使用的涂膠、烘烤及顯影設(shè)備,包括涂膠機、噴膠機和顯影機,在8英寸及以上晶圓的大型生產(chǎn)線上,此類設(shè)備一般都與光刻設(shè)備聯(lián)機作業(yè),組成配套的圓片處理與光刻生產(chǎn)線,與光刻機配合完成精細的光刻工藝流程。作為光刻機的輸入(曝光前光刻膠涂覆)和輸出(曝光后圖形的顯影),涂膠顯影機的性能不僅直接影響到細微曝光圖案的形成,其顯影工藝的圖形質(zhì)量和缺陷控制對后續(xù)諸多工藝(諸如蝕刻、離子注入等)中圖形轉(zhuǎn)移的結(jié)果也有著深刻的影響。

日本廠商占據(jù)前道涂膠顯影機領(lǐng)先地位,國內(nèi)芯源微重點突破。在光刻工序涂膠顯影設(shè)備領(lǐng)域,主要企業(yè)有日本東京電子(TEL)、日本迪恩士(DNS)、德國蘇斯微(SUSS)、臺灣億力鑫(ELS)、韓國CND等,國內(nèi)前道涂膠顯影目前只有芯源微能提供相關(guān)產(chǎn)品。相對而言,芯源微技術(shù)水平整體弱于東京電子和迪恩士,產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域也不如競爭對手完整。盡管目前國產(chǎn)化率不高,但隨著國內(nèi)自主產(chǎn)線的通線,有望進入設(shè)備快速驗證期,屆時有望快速提升產(chǎn)品競爭力,擴大市場份額。

(3)清洗設(shè)備

清洗是貫穿晶圓制造的重要工藝環(huán)節(jié)。清洗的主要目的是去除晶圓制造中各工藝步驟中可能存在的雜質(zhì),避免雜質(zhì)影響芯片良率和芯片產(chǎn)品性能。目前,隨著芯片制造工藝先進程度的持續(xù)提升,對晶圓表面污染物的控制要求不斷提高,每一步光刻、刻蝕、沉積等重復(fù)性工序后,都需要一步清洗工序。清洗不僅應(yīng)用于晶圓制造,在硅片制造和封裝測試過程中也必不可少。

在全球清洗設(shè)備市場,日本DNS公司占據(jù)40%以上的市場份額,此外,TEL、LAM等也在行業(yè)占據(jù)了較高的市場份額,市場集中度較高。國內(nèi)的清洗設(shè)備領(lǐng)域主要有盛美半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)、芯源微、至純科技。其中,盛美半導(dǎo)體主要產(chǎn)品為集成電路領(lǐng)域的單片清洗設(shè)備和單片槽式組合清洗設(shè)備;北方華創(chuàng)收購美國半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商Akrion Systems LLC之后主要產(chǎn)品為單片及槽式清洗設(shè)備;芯源微產(chǎn)品主要應(yīng)用于集成電路制造領(lǐng)域的單片式刷洗領(lǐng)域;至純科技具備生產(chǎn)8-12英寸高階單晶圓濕法清洗設(shè)備和槽式濕法清洗設(shè)備的相關(guān)技術(shù)。

(4)CMP設(shè)備

工藝限制催生CMP技術(shù),CMP設(shè)備應(yīng)運而生。在芯片制造制程和工藝演進到一定程度、摩爾定律因沒有合適的拋光工藝無法繼續(xù)推進。傳統(tǒng)的機械拋光和化學(xué)拋光去除速率均低至無法滿足先進芯片量產(chǎn)需求,因此結(jié)合了機械拋光和化學(xué)拋光各自長處的CMP技術(shù)應(yīng)運而生,是目前唯一能兼顧表面全局和局部平坦化的拋光技術(shù),在目前先進集成電路制造中被廣泛應(yīng)用。對應(yīng)的CMP設(shè)備也成為了半導(dǎo)體芯片制造過程中不可或缺的核心設(shè)備。CMP設(shè)備主要依托CMP技術(shù)的化學(xué)-機械動態(tài)耦合作用原理,通過化學(xué)腐蝕與機械研磨的協(xié)同配合作用,實現(xiàn)晶圓表面多余材料的高效去除與全局納米級平坦化;其涉及集成電路、機械、材料、物理、力學(xué)、化學(xué)、化工、電子、計算機、儀器、光學(xué)、控制、軟件工程等多學(xué)科的交叉,研發(fā)制造難度大。

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下游應(yīng)用多樣化促進CMP設(shè)備需求。集成電路按制造工藝及應(yīng)用領(lǐng)域主要分為邏輯芯片、3DNAND閃存芯片、DRAM內(nèi)存芯片,上述三種芯片雖然在結(jié)構(gòu)及制造工藝上有明顯的區(qū)別,但無論哪種芯片的制造,都要求每層制造表面必須保持納米級全局平坦化,以使下一層微電路結(jié)構(gòu)的加工制造成為可能,因此在集成電路制造流程中CMP設(shè)備必不可缺且需要循環(huán)使用,通常每片芯片制造完成需經(jīng)過幾十道拋光工藝,尤其是集成電路制造工藝在納米節(jié)點上的持續(xù)推進,將使CMP設(shè)備的平坦化應(yīng)用機會及關(guān)鍵作用愈加凸顯。

平坦化工藝助力芯片制造。CMP設(shè)備系依托CMP技術(shù)的化學(xué)-機械動態(tài)耦合作用原理,通過化學(xué)腐蝕與機械研磨的協(xié)同配合作用,實現(xiàn)晶圓表面多余材料的高效去除與全局納米級平坦化,在硅片制造、集成電路制造、封裝測試等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。CMP設(shè)備在制造芯片過程中起到重要的作用,保證芯片每層之間足夠平坦,確保了芯片的整體性能和可靠性。在硅片制造領(lǐng)域,CMP設(shè)備及工藝實現(xiàn)平整潔凈的拋光片;在集成電路制造領(lǐng)域,芯片制造過程按照技術(shù)分工主要可分為薄膜淀積、CMP、光刻、刻蝕、離子注入等工藝環(huán)節(jié),各工藝環(huán)節(jié)實施過程中均需要依靠特定類型的半導(dǎo)體專用設(shè)備;在先進封裝領(lǐng)域,CMP工藝會越來越多被引入并大量使用,其中硅通孔技術(shù)、扇出技術(shù)、2.5D轉(zhuǎn)接板、3DIC等將用到大量CMP工藝,這將成為CMP設(shè)備除IC制造領(lǐng)域外一個大的需求增長點。

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芯片復(fù)雜化,CMP步驟次數(shù)提升。隨著芯片制造技術(shù)發(fā)展,CMP工藝在集成電路生產(chǎn)流程中的應(yīng)用次數(shù)逐步增加,以邏輯芯片為例,65nm制程芯片需經(jīng)歷約14道CMP步驟,而7nm制程所需的CMP處理增加為30道;晶體管結(jié)構(gòu)從平面型向3DFinFET轉(zhuǎn)變,新增10次CMP過程;存儲器由2D向3D轉(zhuǎn)換,新增5次CMP步驟。

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進入壁壘高,技術(shù)路徑延續(xù)性強。半導(dǎo)體設(shè)備屬于高新技術(shù)領(lǐng)域,相關(guān)廠商均在各自專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域耕耘幾十年。全球CMP設(shè)備市場處于高度壟斷狀態(tài),主要由美國應(yīng)用材料和日本荏原兩家設(shè)備制造商占據(jù),兩家制造商合計擁有全球CMP設(shè)備超過90%的市場份額,尤其在14nm以下最先進制程工藝的大生產(chǎn)線上所應(yīng)用的CMP設(shè)備僅由兩家國際巨頭提供。根據(jù)SEMI統(tǒng)計,2019年美國應(yīng)用材料和日本荏原機械市占率合計達95%,而其他廠商總份額僅5%。

華海清科是目前國內(nèi)唯一實現(xiàn)12英寸系列CMP設(shè)備量產(chǎn)銷售的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商,打破了國際廠商的壟斷,填補國內(nèi)空白并實現(xiàn)進口替代。據(jù)其營收統(tǒng)計,2021年國內(nèi)市場占有率已經(jīng)達到25.8%,有望實現(xiàn)CMP設(shè)備的完全國產(chǎn)替代。

(5)離子注入機

精確可控性使得離子注入技術(shù)成為最重要的摻雜方法。隨著芯片特征尺寸的不斷減小和集成度增加,各種器件也在不斷縮小,由于晶體管性能受摻雜剖面的影響越來越大,離子注入作為唯一能夠精確控制摻雜的手段,且能夠重復(fù)控制摻雜的濃度和深度,使得現(xiàn)代晶圓片制造中幾乎所有摻雜工藝都從熱擴散轉(zhuǎn)而使用離子注入來實現(xiàn)。

根據(jù)離子束電流和束流能量范圍可將離子注入機分為三大類。三類離子注入機分別是中低束流離子注入機、低能大束流離子注入機、高能離子注入機。另外還有用于注入氧的氧注入機,或者注入氫的氫離子注入機。離子注入機包含5個子系統(tǒng):氣體系統(tǒng)、電機系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和射線系統(tǒng)。其中,射線系統(tǒng)為最重要的子系統(tǒng)。

離子注入機約占半導(dǎo)體前道設(shè)備的2~3%,大束流離子注入機占比過半。從半導(dǎo)體前道設(shè)備規(guī)模來看,離子注入機約占2~3%,對應(yīng)2021年全球市場規(guī)模約22億美元,國內(nèi)市場規(guī)模6億美元。在三類主要離子注入機中,大束流離子注入機占比約60%,中束流離子注入機占比約20%,高能離子注入機占比約18%,可分別推算出2021年國內(nèi)市場中三類離子注入機市場規(guī)模為3.6/1.2/1.08億美元。

集成電路離子注入機的市場份額高度集中,國內(nèi)凱世通完成0到1的突破。美國應(yīng)用材料公司、Axcelis占據(jù)全球大部分市場份額,其中美國應(yīng)用材料公司在離子注入機產(chǎn)品上的市占率達到70%,主要產(chǎn)品包括大束流離子注入機、中束流離子注入機、超高劑量的離子注入。美國Axcelis主要產(chǎn)品高能離子注入機市占率55%。除此以外,日本Nissin主要生產(chǎn)中束流離子注入機,在中束流離子注入機的市占率約為10%;日本SEN公司的產(chǎn)品包括高束流離子注入機、中束流離子注入機、高能量離子注入機,但在中國大陸地區(qū)的市占率相對較低。在國內(nèi)市場,萬業(yè)企業(yè)旗下凱世通率先完成了國產(chǎn)離子注入機從0到1的突破,2022年上半年取得在手訂單超過11億元,并逐步向客戶批量交付低能離子注入機,邁入1到N的放量階段。

5.測試設(shè)備:晶圓質(zhì)量把關(guān)人

(1)測試設(shè)備分類

晶圓與芯片兩大檢測領(lǐng)域,三大設(shè)備協(xié)同作用。集成電路生產(chǎn)需要檢測工藝是否合格、版圖設(shè)計是否合理、產(chǎn)品是否可靠,而這些都需要用到專門的測試設(shè)備,以此提高芯片制造水平,保證芯片質(zhì)量。測試設(shè)備主要有測試機、分選機和探針臺三大類設(shè)備,其中測試機用于檢測芯片功能和性能,對芯片施加輸入信號,采集輸出信號來判斷芯片在不同工作條件下功能和性能的有效性;而分選機和探針臺則是將芯片的引腳與測試機的功能模塊起來,進而實現(xiàn)批量自動化測試。在晶圓檢測中,探針臺將晶圓傳送至測試位置,芯片的Pad點通過探針、專用連接線與測試機連接,測試機通過I/O信號,判斷芯片性能是夠是否達到規(guī)范設(shè)計要求。在芯片檢測中,分選機將被測芯片逐個自動傳送至測試工位,測試機對芯片進行性能檢測,最后分選機將被測芯片進行標記、分選、收料。

(2)測試設(shè)備市場規(guī)模

預(yù)計2022年全球半導(dǎo)體測試設(shè)備市場規(guī)模達到82億美元。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,2021年全球半導(dǎo)體測試設(shè)備市場規(guī)模為78億美元,同比增長30%,預(yù)計2022年測試設(shè)備增長5%,達到82億美元。對于細分的半導(dǎo)體測試設(shè)備,2021年全球測試機、分選機和探針機占半導(dǎo)體測試設(shè)備的比例分別為63.1%、17.4%和15.2%,市場規(guī)模約為49.2、13.6、11.9億美元。據(jù)此可以簡單估算,2022年測試機、分選機和探針機的全球市場規(guī)模分別約為51.7、14.3和12.5億美元。

(3)數(shù)字測試機

數(shù)字測試機相比于模擬測試機難度較高,SoC占據(jù)主要市場份額。根據(jù)測試對象的不同,測試機可以分為SoC、存儲、模擬和RF等,其中數(shù)字測試機主要包括SoC和存儲測試機。相比于模擬測試機,數(shù)字測試機的技術(shù)難度更高。從市場份額來看,SoC測試機占據(jù)60%份額,與存儲測試機共同占據(jù)全球80%市場份額。

(4)測試機相關(guān)公司

測試機領(lǐng)域國產(chǎn)份額較低,本土廠商逐步追趕。全球測試機行業(yè)被泰瑞達和愛德萬占據(jù)大部分市場份額,據(jù)華經(jīng)情報網(wǎng)援引SEMI數(shù)據(jù),2021年全球半導(dǎo)體測試機市場中泰瑞達、愛德萬和科休的市場份額占比分別為51%、33%、11%,合計市占率為95%,份額高度集中。在國內(nèi)市場,競爭格局相對分散,國內(nèi)廠商華峰測控和長川科技的市占率分別為8%和5%,正逐步追趕當中,長川科技數(shù)字測試機等產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)有效突破。

(5)分選機市場空間

分選機市場國產(chǎn)替代空間較大,探針臺由日本企業(yè)壟斷。不同于測試機,全球分選機的競爭格局相對分散,2020年前五大分選機廠商分別為科休、Xcerra、愛德萬、臺灣鴻勁、長川科技,市占率分別為21%、16%、12%、8%、2%。其中大陸企業(yè)只有長川科技并且市占率僅為2%,未來國產(chǎn)替代的空間廣闊。而探針臺市場幾乎由日本東京電子和東京精密兩家占據(jù),2020年兩家企業(yè)在全球范圍市占率分別為46%和42%,具有極高的進入壁壘。

半導(dǎo)體設(shè)備零部件及相關(guān)公司

1.市場空間

半導(dǎo)體設(shè)備市場2022年增長15%。根據(jù)SEMI統(tǒng)計,全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售規(guī)模從2010年395億美元增長到2021年的1026億美元,其中中國大陸市場296億美元。SEMI預(yù)計到2022年將進一步增長15%至1175億美元。

零部件持續(xù)緊缺,設(shè)備以及零部件的交期均延長。半導(dǎo)體零部件的短缺限制了設(shè)備公司大規(guī)模擴產(chǎn),產(chǎn)品交付期延長。從2021年下半年開始,國際龍頭AMAT、Lam Research、ASML等均在法說會上表示半導(dǎo)體零部件短缺是公司上游供應(yīng)的關(guān)鍵問題,對向客戶及時交貨構(gòu)成了挑戰(zhàn),我們認為此次短缺同時也為零部件國產(chǎn)化加速提供了機遇。據(jù)ET News二季度報道,半導(dǎo)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,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和電力線通信(PLC)設(shè)備。由于半導(dǎo)體零部件的持續(xù)性短缺,部分相關(guān)零部件廠商京瓷、Edwards等均有擴產(chǎn)計劃,將有助于緩解半導(dǎo)體零部件短缺問題。ASML預(yù)測2023年半導(dǎo)體零部件的短缺將有所緩解。

2021年大陸半導(dǎo)體前道設(shè)備廠商北方華創(chuàng)、中微公司、拓荊科技、華海清科、芯源微、盛美上海、中科飛測毛利率均值為42%,同時以上大陸半導(dǎo)體設(shè)備廠商直接材料費用占營業(yè)成本比例平均值為90%。結(jié)合起來測算,半導(dǎo)體零部件占半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模的比例估計在50%,而2021年前道晶圓制造設(shè)備規(guī)模約為875億美元,因此對應(yīng)半導(dǎo)體零部件市場規(guī)模預(yù)計430億美元以上,中國大陸市場約為850億元人民幣。

此外,設(shè)備零部件除了直接對設(shè)備廠的供應(yīng)外,在晶圓廠方面,據(jù)芯謀研究口徑,2020年中國大陸晶圓線8英寸和12英寸前道設(shè)備零部件采購金額超過10億美元。因為晶圓廠設(shè)備零部件和材料一樣也具有耗材屬性,按照2020年中國大陸半導(dǎo)體材料占全球18%來估算,預(yù)計全球晶圓廠對前道設(shè)備零部件采購金額約為56億美元。2021年增長16%,預(yù)計全球市場約為65億美元,中國大陸市場約為85億元人民幣。

結(jié)合設(shè)備廠及晶圓廠采購金額,我們保守測算全球半導(dǎo)體零部件市場規(guī)模預(yù)計接近500億美元,中國大陸市場超過900億元人民幣。

(1)設(shè)備廠采購

根據(jù)國產(chǎn)設(shè)備廠商披露的采購零部件類型比例,例如拓荊科技主要產(chǎn)品為干法設(shè)備,其機械類+機電一體類零部件占比分別達到41%,電氣類占比也較高達到27%;而華海清科的主業(yè)CMP設(shè)備為濕法設(shè)備沒有真空反應(yīng)腔,沒有氣體反應(yīng)的設(shè)備,零部件成本中機械零部件的占比往往較高,華海清科2021年采購額中,機械標準件+加工件占比高達67%。

(2)晶圓廠采購

晶圓廠采購結(jié)構(gòu)方面,從芯謀研究統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,大陸晶圓廠采購零部件中金額占比較大的主要有石英件(Quartz)、射頻電源(RF Generator)、各種泵(Pump)等,占比在10%及以上,此外還有各種閥門(Valve)、吸盤(Chuck)、反應(yīng)腔噴淋頭(Shower Head)、邊緣環(huán)(Edge Ring)等零部件。

2.零部件國產(chǎn)化持續(xù)提升

(1)零部件行業(yè)市場集中度低,美日歐公司為主

因為半導(dǎo)體設(shè)備本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜,導(dǎo)致精密零部件制造工序繁瑣,品類管理難度大,不同零部件之間存在著一定的差異性和技術(shù)壁壘,因此行業(yè)內(nèi)多數(shù)企業(yè)只專注于個別生產(chǎn)工藝,或?qū)W⒂谔囟ň芰悴考a(chǎn)品,整體行業(yè)相對分散。根據(jù)VLSI的數(shù)據(jù),2020年全球半導(dǎo)體零部件領(lǐng)軍供應(yīng)商前十中,包括蔡司ZEISS(光學(xué)鏡頭),MKS儀器(MFC、射頻電源、真空產(chǎn)品),愛德華Edwards(真空泵),Advanced Energy(射頻電源),Horiba(MFC),VAT(真空閥件),Ichor(模塊化氣體輸送系統(tǒng)以及其他組件),Ultra Clean Tech(密封系統(tǒng))等。龍頭廠商收入體量大多在幾億美元到十幾億美元的體量,2020年全球前十公司營收規(guī)模約為80億美元,CR10低于20%。

對比海外龍頭,國產(chǎn)設(shè)備零部件中電子/機械類產(chǎn)品的精度較低、材料加工工藝要求不達標。零部件中比較復(fù)雜的電子和機械產(chǎn)品,開發(fā)技術(shù)難度較大,精度要求高。例如RF generator直接關(guān)系到腔體中的等離子體濃度和均勻度,是Etch、PECVD等重要機臺最關(guān)鍵的零部件之一,而國產(chǎn)RF generator主要的技術(shù)問題在于電源電壓和頻率等參數(shù)尚不夠穩(wěn)定,較Advanced Energy等國外企業(yè)有一定差距。此外,中國廠商強于機加工和成型,但往往無法解決材料和表面處理問題,因此發(fā)展受到基礎(chǔ)的制約。

根據(jù)芯謀研究,國內(nèi)晶圓制造廠商采購的設(shè)備零部件中國產(chǎn)化率超過10%的有Quartz成品、Showerhead、Edgering等少數(shù)幾類,其余的國產(chǎn)化程度都比較低,特別是Valve、Gauge、O-ring等幾乎完全依賴進口。目前我國半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)尚處于起步期,核心零部件仍然依賴進口。根據(jù)芯謀研究,目前石英、噴淋頭、邊緣環(huán)等零部件國產(chǎn)化率達到10%以上,射頻發(fā)生器、MFC、機械臂等零部件的國產(chǎn)化率在1%-5%,而閥門、靜電吸盤、測量儀表等零部件的國產(chǎn)化率不足1%。

(2)國內(nèi)設(shè)備廠商的零部件國產(chǎn)化率進入加速提升階段

隨著下游晶圓制造廠及設(shè)備廠商迎來高速發(fā)展期,且在外部環(huán)境不確定背景下各環(huán)節(jié)自主可控進程加速,零部件環(huán)節(jié)已在2021年開啟替代元年,我們判斷未來三年正是替代高峰期。在一些細分品類實現(xiàn)技術(shù)和客戶突破的優(yōu)質(zhì)廠商,訂單和業(yè)績有望加速釋放。

國產(chǎn)設(shè)備廠商在快速推進供應(yīng)鏈國產(chǎn)化。

根據(jù)中微公司2022年報:公司主要刻蝕設(shè)備的國產(chǎn)化率快速提升,CCP刻蝕機零部件國產(chǎn)化比例達到61.5%,ICP達到59%,美國供應(yīng)商占比約為9%和13%左右。

根據(jù)華海清科招股書:公司進口原材料占原材料采購總額的比例約為50%左右,主要為標準化、非壟斷型的通用零部件,大部分為非半導(dǎo)體專用,產(chǎn)地分別為日本、德國和美國等,其中采購產(chǎn)地為美國的零部件占比約10%。

根據(jù)屹唐股份招股書:公司預(yù)計將于2021年下半年完成干法去膠設(shè)備主要機型的關(guān)鍵本土備選零部件內(nèi)部認證,2022年分階段實現(xiàn)國產(chǎn)零部件量產(chǎn)導(dǎo)入。同樣干法刻蝕設(shè)備備選供應(yīng)商原材料覆蓋程度預(yù)計可達到較高比例??焖贌崽幚碓O(shè)備主要機型的相關(guān)原材料供應(yīng)主要來源于德國,供應(yīng)鏈本土化工作于2021年下半年正式啟動,預(yù)計于2023年之前完成。

針對不同類型的零部件,技術(shù)難點各不相同,國產(chǎn)化率差異大。機械類零部件應(yīng)用最廣,市場份額最大,目前主要產(chǎn)品技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)突破和國產(chǎn)替代,先進制程相關(guān)難突破。機電一體類和氣液傳輸/真空系統(tǒng)零部件同樣品類繁多,國內(nèi)部分產(chǎn)品已實現(xiàn)技術(shù)突破,但產(chǎn)品穩(wěn)定性和一致性與國外有差距。技術(shù)難度相對比較高的為電氣類、儀器儀表類、光學(xué)類零部件,國內(nèi)企業(yè)的電氣類核心模塊(射頻電源等)少量應(yīng)用于國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠商,主要應(yīng)用于光伏、LED等泛半導(dǎo)體設(shè)備,國產(chǎn)化率低,高端產(chǎn)品尚未國產(chǎn)化;儀器儀表類對測量精度要求高,國內(nèi)企業(yè)通過收購進入國際半導(dǎo)體設(shè)備廠商,自研產(chǎn)品少量用于國內(nèi)設(shè)備廠商,國產(chǎn)化率低,高端產(chǎn)品尚未國產(chǎn)化;光學(xué)類零部件對光學(xué)性能要求極高,由于光刻設(shè)備國際市場高度壟斷,高端產(chǎn)品一家獨大,國內(nèi)光刻設(shè)備尚在發(fā)展,相應(yīng)配套光學(xué)零部件國產(chǎn)化率低。

3.相關(guān)國產(chǎn)設(shè)備零部件廠商

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發(fā)展空間

中國市場在半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)中的重要性逐步提升。全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模2005年到2007年的17年間市場規(guī)模復(fù)合增速6.9%,對比來看,中國地區(qū)17年來復(fù)合增速為20%,中國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)過去數(shù)年一直維持著較高的成長性。周期性弱于全球。同時,中國市場的占比從2005年的4%提升到2021年的28.8%,17年間高速發(fā)展。近幾年,中國半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模擴大繼續(xù)提速,近五年行業(yè)規(guī)模復(fù)合增速高達35%。隨著下游晶圓廠訂單和驗證效率的提升,預(yù)計2022-2025將是半導(dǎo)體國產(chǎn)設(shè)備的放量期,高增速有望延續(xù)。

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內(nèi)資晶圓廠擴產(chǎn)空間充足。中國市場占比的提升,除了內(nèi)資晶圓廠的不斷擴產(chǎn),還包括了外資和中國臺灣廠商的產(chǎn)能,8英寸的萬國半導(dǎo)體,海辰半導(dǎo)體,12英寸的SK海力士,臺積電南京,Intel,三星西安等等。內(nèi)資+外資共通構(gòu)筑國內(nèi)市場,而內(nèi)資晶圓廠的擴產(chǎn)訴求和國產(chǎn)替代訴求更加強烈。因此,對于本土產(chǎn)業(yè)鏈的國產(chǎn)替代層面來說,設(shè)備廠商面對的內(nèi)資產(chǎn)能存在更大增量空間。


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