行業(yè)趨勢(shì): 半導(dǎo)體設(shè)備長(zhǎng)坡厚雪國(guó)產(chǎn)化替代破繭成蝶
半導(dǎo)體行業(yè):關(guān)系國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),是數(shù)字經(jīng)濟(jì)之基石半導(dǎo)體兼具戰(zhàn)略性和市場(chǎng)性兩大特點(diǎn)?!皯?zhàn)略性”主要體現(xiàn)在維護(hù)國(guó)家信息安全、占據(jù)信息市場(chǎng)主導(dǎo)權(quán)。“市場(chǎng)性”主要體 現(xiàn)在其市場(chǎng)需求日益增長(zhǎng)。因此,半導(dǎo)體對(duì)國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)至關(guān)重要,一直是全球主要經(jīng)濟(jì)體競(jìng)爭(zhēng)的目標(biāo)。 當(dāng)前,國(guó)家將數(shù)字經(jīng)濟(jì)作為核心發(fā)展戰(zhàn)略之一,半導(dǎo)體作為新一代信息技術(shù)的核心,是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代基石。要抓住新一輪科 技和產(chǎn)業(yè)革命機(jī)遇,離不開半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)濟(jì)體量巨大,是由上游支撐產(chǎn)業(yè)、中游制造產(chǎn)業(yè)和下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)構(gòu)成。尤其是下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬。半導(dǎo)體行業(yè):大周期約十年,需求核心驅(qū)動(dòng)源于技術(shù)發(fā)展2022年全球半導(dǎo)體行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到5801億美元,達(dá)到歷史新高,過(guò)去十年復(fù)合增長(zhǎng)率7.4%。 通過(guò)分析過(guò)去20年的全球半導(dǎo)體銷售額同比增速,發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體行業(yè)大周期約10年,即每10年一個(gè)“M”形波動(dòng),主要原因是 一方面受全球GDP增速變化影響,另一方面主要是技術(shù)驅(qū)動(dòng)帶來(lái)的行業(yè)發(fā)展。 2023年上半年全球半導(dǎo)體處于下行周期,但AIGC帶來(lái)的新一輪技術(shù)創(chuàng)新引發(fā)需求大幅提升,行業(yè)有望在2024年迎來(lái)上行周期。半導(dǎo)體行業(yè)因技術(shù)驅(qū)動(dòng)而形成的十年大周期,本質(zhì)上是因?yàn)榘雽?dǎo)體從研發(fā)到產(chǎn)品應(yīng)用的周期約10年,新產(chǎn)品的應(yīng)用驅(qū)動(dòng)著半 導(dǎo)體行業(yè)向上發(fā)展。從1965年至今,半導(dǎo)體產(chǎn)品制造技術(shù)經(jīng)歷了六代發(fā)展,核心指標(biāo)芯片特征尺寸從12μm縮小至3nm,縮 小了4000倍。半導(dǎo)體行業(yè):小周期約三年,預(yù)計(jì)2024年行業(yè)迎來(lái)上行周期大周期看技術(shù),小周期看需求。小周期主要是受下游需求周期波動(dòng)影響,從全球半導(dǎo)體銷售額同比來(lái)看,行業(yè)小周期約3年。 上一輪周期高點(diǎn)在2021年8月。2023年1月全球半導(dǎo)體銷售額413億美元,同比減少19%。從產(chǎn)業(yè)周期判斷,2023年下半年預(yù) 計(jì)迎來(lái)下行周期拐點(diǎn)。 2024年,一方面?zhèn)鹘y(tǒng)芯片將進(jìn)入庫(kù)存拐點(diǎn),另一方面AIGC對(duì)算力需求的大幅提升,將帶動(dòng)新興芯片需求的爆發(fā),將加快上行 周期的到來(lái)。半導(dǎo)體行業(yè):2022-2030年CAGR約7%,多領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)行業(yè)增長(zhǎng)根據(jù)麥肯錫預(yù)測(cè),2022-2030年,全球半導(dǎo)體行業(yè)年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)6.7%,2030年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)10300億美元。 半導(dǎo)體五大下游領(lǐng)域?yàn)橥ㄓ?、?jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、汽車電子、工業(yè)電子、消費(fèi)電子,2022年銷售額占比39%、34%、10%、 9%、8%。 2022年至2030年,預(yù)計(jì)汽車電子和工業(yè)電子市場(chǎng)增速最快,汽車電子市場(chǎng)將從580億美元增長(zhǎng)至1600億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率 14%,工業(yè)電子將從560億美元增長(zhǎng)至1400億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率12%。半導(dǎo)體行業(yè):集成電路是主要研究方向,占半導(dǎo)體銷售額的80%半導(dǎo)體產(chǎn)品分為四大類產(chǎn)品:集成電路、分立器件、光電器件和傳感器。WSTS預(yù)計(jì)2023年集成電路占半導(dǎo)體銷售額80%以上。 WSTS預(yù)計(jì)2023年集成電路產(chǎn)品中,邏輯、存儲(chǔ)、模擬、微處理器分別占據(jù)31%、20%、16%、14%的市場(chǎng)份額。半導(dǎo)體行業(yè):新興產(chǎn)業(yè)帶來(lái)“芯”需求,帶來(lái)新發(fā)展數(shù)據(jù)、信息爆發(fā)式增長(zhǎng),數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化需求浪潮迭起。以人工智能、云計(jì)算、智能汽車、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)等為代 表的新興產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,催生出許多新的芯片應(yīng)用需求,如AI芯片、HPC芯片、汽車MCU等,這些創(chuàng)新應(yīng)用將成為半導(dǎo)體行 業(yè)的驅(qū)動(dòng)力。半導(dǎo)體設(shè)備:制造集成電路,是半導(dǎo)體行業(yè)的基石半導(dǎo)體設(shè)備用來(lái)制造集成電路(芯片 )?!耙淮O(shè)備,一代工藝,一代產(chǎn)品”。半導(dǎo)體產(chǎn)品制造要超前電子系統(tǒng)開發(fā)新一代 工藝,而半導(dǎo)體設(shè)備要超前半導(dǎo)體產(chǎn)品制造開發(fā)新一代產(chǎn)品。行業(yè)的發(fā)展源于設(shè)備的更新迭代,是半導(dǎo)體行業(yè)的基石。 當(dāng)前半導(dǎo)體設(shè)備年產(chǎn)值約千億美元,支撐的是年產(chǎn)值幾十萬(wàn)億美元的下游應(yīng)用。半導(dǎo)體設(shè)備:2022年全球1076億美元市場(chǎng),中國(guó)占比約26%2012-2022年全球及中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增長(zhǎng)率分別達(dá)11%、27%,中國(guó)市場(chǎng)增速快于全球。 我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額占全球比重提升。2022年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)為1076億美元,中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷售額占全球銷售 額26%,達(dá)到283億美元,超出中國(guó)臺(tái)灣(25%)、韓國(guó)(20%)、北美(10%),連續(xù)三年成為全球最大半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)。競(jìng)爭(zhēng)格局: 美日荷當(dāng)前壟斷之局 重點(diǎn)設(shè)備的破局之路
集成電路制造工藝分為芯片制造和封裝測(cè)試兩大環(huán)節(jié)芯片的制造過(guò)程可以分為前道工藝和后道工藝。前道工藝包括光刻、刻蝕、薄膜沉積、離子注入、清洗、化學(xué)機(jī)械拋光、量 測(cè)等工藝,后道工藝包括減薄、劃片、裝片、鍵合等封裝工藝以及終端測(cè)試等。半導(dǎo)體設(shè)備:半導(dǎo)體資本開支的80%用于設(shè)備投資在晶圓制造廠資本開支中,20%-30%用于廠房建設(shè),70%-80%用于設(shè)備投資。 設(shè)備投資中,芯片制造和封裝測(cè)試投資額占比約80%、20%。芯片制造設(shè)備中薄膜沉積設(shè)備、光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備占比最高。全球半導(dǎo)體設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)格局高度集中,主要由美日荷主導(dǎo)美國(guó)在薄膜沉積、離子注入、量測(cè)領(lǐng)域占據(jù)壟斷地位。應(yīng)用材料在PVD、CMP、離子注入全球市占率分別為86%、68%、 64%,泛林在刻蝕、電鍍?cè)O(shè)備占率分別為46%、78%,科磊在量測(cè)領(lǐng)域市占率54%。 日本在涂膠顯影、清洗設(shè)備占據(jù)優(yōu)勢(shì)。東京電子涂膠顯影設(shè)備市占率89%、迪恩士清洗設(shè)備市占率40%。 荷蘭光刻機(jī)是絕對(duì)龍頭,原子層沉積處于領(lǐng)先地位。阿斯麥占據(jù)全球77%市場(chǎng)份額,先晶半導(dǎo)體ALD設(shè)備市占率45%。光刻機(jī)、刻蝕設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備是三大核心設(shè)備,價(jià)值量最高集成電路結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜,制造工藝繁多。光刻、刻蝕和薄膜沉積是半導(dǎo)體制造三大核心工藝。薄膜沉積工藝在晶圓上沉積一層 待處理的薄膜,勻膠工藝系把光刻膠涂抹在薄膜上,光刻和顯影工藝把光罩上的圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠,刻蝕工藝把光刻膠上圖形 轉(zhuǎn)移到薄膜,去除光刻膠后,即完成圖形從光罩到晶圓的轉(zhuǎn)移。光刻機(jī):半導(dǎo)體工業(yè)皇冠上的明珠,決定芯片制程的關(guān)鍵光刻是決定集成電路集成度的核心工序,決定了芯片關(guān)鍵尺寸。光刻機(jī)是集成電路制造中難度最高的設(shè)備。 光刻的作用是將電路圖形信息從掩膜版上保真?zhèn)鬏?、轉(zhuǎn)印到半導(dǎo)體材料襯底上。光刻基本原理是利用涂敷在襯底表面的光刻 膠的光化學(xué)反應(yīng)作用,記錄掩膜版上的電路圖形,從而將集成電路圖形轉(zhuǎn)印到襯底上。光刻技術(shù)經(jīng)歷五代技術(shù)進(jìn)步,由最早的普通光源到193nm波長(zhǎng)的DUV光,目前最先進(jìn)波長(zhǎng)為13.5nm,制程節(jié)點(diǎn)提高到7- 3nm。光刻機(jī):2021年市場(chǎng)175億美元,上海微電子目前可達(dá)90nm制程2021年全球光刻機(jī)市場(chǎng)規(guī)模175億美元,由阿斯麥、佳能、尼康壟斷,其中ASML占據(jù)絕對(duì)霸主地位。阿斯麥?zhǔn)侨蛭ㄒ灰?家能夠設(shè)計(jì)和制造EUV光刻機(jī)設(shè)備的公司,單臺(tái)EUV光刻機(jī)市場(chǎng)售價(jià)超過(guò)1億美元。尼康除EUV光刻機(jī)外波長(zhǎng)均可覆蓋,佳 能主要集中在i-line和KrF光刻機(jī)。 光刻機(jī)三大性能指標(biāo):分辨率、套刻精度、產(chǎn)出率。分辨率是指光刻機(jī)能夠?qū)⒀谀ぐ嫔系碾娐穲D在襯底上轉(zhuǎn)印的最小極限特 征尺寸。套刻精度是指期望位置與實(shí)際轉(zhuǎn)印位置之間的偏差。產(chǎn)出率決定經(jīng)濟(jì)性能,通常以wph表示。 國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)主要公司為上海微電子,其產(chǎn)品主要采用ArF、KrF和i-line光源,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,28nm設(shè)備積極研發(fā)推進(jìn)中。涂膠顯影機(jī):光刻工藝流程必需設(shè)備,影響電路圖形質(zhì)量涂膠顯影機(jī)(又稱 Track 或 Coater&Developer)是指光刻工藝過(guò)程中與光刻機(jī)配套的涂膠、顯影及烘烤設(shè)備。早期及較低端 的工藝中此類設(shè)備常單獨(dú)使用,在8寸及以上IC生產(chǎn)線上,該設(shè)備一般與光刻設(shè)備聯(lián)機(jī),配合完成精細(xì)的光刻工藝流程。 涂膠顯影機(jī)作為光刻機(jī)的輸入(曝光前光刻膠涂覆)和輸出(曝光后圖形的顯影),主要通過(guò)機(jī)械手使晶圓在各系統(tǒng)之間傳輸 和處理,從而完成晶圓的光刻膠涂覆、固化、顯影、堅(jiān)膜等工藝過(guò)程,其直接影響到光刻工序細(xì)微曝光圖案的形成,且圖形質(zhì) 量會(huì)對(duì)后續(xù)蝕刻和離子注入等工藝中圖形轉(zhuǎn)移的結(jié)果有較大的影響,是集成電路制造過(guò)程中不可或缺的關(guān)鍵處理設(shè)備。清洗設(shè)備:去除污染物的工藝,步驟占比最大的工序清洗環(huán)節(jié)是影響芯片成品率、品質(zhì)及可靠性的重要因素之一。半導(dǎo)體清洗是芯片制造過(guò)程中的重要環(huán)節(jié),用于去除半導(dǎo)體硅 片制造、晶圓制造和封裝測(cè)試中可能存在的雜質(zhì),避免雜質(zhì)影響芯片良率和芯片性能。隨著芯片制造工藝先進(jìn)制程的持續(xù)提 升,對(duì)清洗的質(zhì)量要求也不斷提升。 從具體環(huán)節(jié)來(lái)看:(1)硅片制造中,需要清洗拋光后的硅片,保證表面平整度和性能,提高良品率;(2)晶圓制造中,光 刻、刻蝕、沉積等關(guān)鍵環(huán)節(jié)后需要進(jìn)行清洗,去除晶圓上的化學(xué)雜質(zhì),減少缺陷率;(3)封裝環(huán)節(jié),根據(jù)封裝工藝進(jìn)行 TSV清洗、UBM/RDL清洗。離子注入機(jī):決定集成電路摻雜質(zhì)量關(guān)鍵設(shè)備離子注入工藝是指將離子束加速到一定能量(一般在keV至MeV量級(jí))范圍內(nèi),然后注入固體材料層,以改變材料表層物理性 質(zhì)的工藝。注入離子可以改變固體材料表層導(dǎo)電率或形成PN結(jié)。離子注入機(jī)主要由五部分組成:離子源、磁分析器、加速管 或減速管、聚焦和掃描系統(tǒng)、工藝腔(靶室和后臺(tái)處理系統(tǒng))。 離子注入機(jī)原理:從離子源引出的離子經(jīng)過(guò)磁分析器選擇出需要的離子,分析后的離子經(jīng)加速或減速以改變離子的能量,再經(jīng) 過(guò)兩維偏轉(zhuǎn)掃描器使離子束均勻的注入到材料表面,用電荷積分儀可精確的測(cè)量注入離子的數(shù)量,調(diào)節(jié)注入離子的能量可精確 的控制離子的注入深度。量測(cè)檢測(cè)設(shè)備:集成電路良率控制關(guān)鍵,貫穿全流程檢測(cè)和量測(cè)環(huán)節(jié)是集成電路制造工藝中不可缺少的組成部分,貫穿于集成電路全過(guò)程。 檢測(cè)指在晶圓表面上或電路結(jié)構(gòu)中,檢測(cè)其是否出現(xiàn)異質(zhì)情況,如顆粒污染、表面劃傷、開短路等對(duì)芯片工藝性能具有不良影響的特征性結(jié)構(gòu)缺 陷。量測(cè)指對(duì)被觀測(cè)的晶圓電路上的結(jié)構(gòu)尺寸和材料特性做出的量化描述,如薄膜厚度、關(guān)鍵尺寸、刻蝕深度、表面形貌等物理性參數(shù)的量測(cè)。 從技術(shù)路線原理上看,檢測(cè)和量測(cè)主要包括光學(xué)檢測(cè)技術(shù)、電子束檢測(cè)技術(shù)和X光量測(cè)技術(shù),其中光學(xué)檢測(cè)技術(shù)空間占比較大。重點(diǎn)公司: 技術(shù)突破平臺(tái)化發(fā)展 國(guó)內(nèi)公司邁入快車道
北方華創(chuàng):半導(dǎo)體設(shè)備平臺(tái)型龍頭,規(guī)模效應(yīng)凸顯盈利能力提升北方華創(chuàng)是國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備平臺(tái)型龍頭,布局半導(dǎo)體設(shè)備、真空設(shè)備、新能源鋰電設(shè)備及精密電子元件四大業(yè)務(wù)板塊。據(jù)公司 2022年業(yè)績(jī)預(yù)告,公司2022年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入147億元,同比增長(zhǎng)52%,歸母凈利潤(rùn)23.5億元,同比增長(zhǎng)118%,凈利率和扣非 凈利率分別為16.0%和14.3%,同比增加3.7pct、6.0pct,規(guī)?;?yīng)凸顯,盈利水平大幅提升。 半導(dǎo)體領(lǐng)域布局刻蝕、沉積、清洗、氧化擴(kuò)散等設(shè)備以及流量計(jì)、射頻電源兩大關(guān)鍵零部件,部分產(chǎn)品達(dá)14nm節(jié)點(diǎn),下游覆 蓋邏輯、存儲(chǔ)、功率、三代半、光伏、面板等多領(lǐng)域。公司持續(xù)受益于國(guó)產(chǎn)替代的浪潮,滲透率有望持續(xù)提升。晶盛機(jī)電:半導(dǎo)體硅片設(shè)備龍頭訂單高增長(zhǎng),發(fā)力半導(dǎo)體核心零部件國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片行業(yè):受益于國(guó)產(chǎn)替代 +大硅片需求提升。全球半導(dǎo)體硅片市 場(chǎng)90%以上由海外壟斷,中國(guó)大陸近7 成市場(chǎng)由海外廠商主導(dǎo)。 公司是國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片設(shè)備龍頭,8英 寸設(shè)備在晶體生長(zhǎng)、切片、拋光、CVD 等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)全覆蓋,12英寸長(zhǎng)晶、切片、 研磨、拋光等設(shè)備實(shí)現(xiàn)批量銷售,產(chǎn)品 達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。 布局半導(dǎo)體核心零部件(坩堝、金剛線、 閥門、磁流體、管接頭、精密零部件 等),強(qiáng)化供應(yīng)能力、解決海外卡脖子 。 2022年末未完成半導(dǎo)體設(shè)備合同33.92 億元(含稅),同比增加218%。拓荊科技:國(guó)產(chǎn)薄膜沉積設(shè)備龍頭,受益于國(guó)產(chǎn)替代驅(qū)動(dòng)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備龍頭,擴(kuò)展混合鍵合產(chǎn)品。2022年,公司PECVD 產(chǎn)銷高速增長(zhǎng),收入15.6億元,同比增長(zhǎng)131%; ALD 中PEALD設(shè)備已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,收入0.33億元,同比增長(zhǎng)14%,TALD設(shè)備已完成開發(fā),發(fā)貨至客戶端驗(yàn)證;SACVD 設(shè)備持續(xù)提升工藝覆蓋度,SA TEOS、BPSG、SAF薄膜工藝設(shè)備取得客戶驗(yàn)收,收入0.89億元,同比增長(zhǎng)117%。HDPCVD 設(shè)備已取得訂單,可沉積 SiO2、FSG、PSG 等介質(zhì)材料。公司積極拓展混合鍵合設(shè)備,晶圓對(duì)晶圓鍵合設(shè)備、芯片對(duì)晶圓鍵 合表面預(yù)處理設(shè)備均已發(fā)貨至客戶驗(yàn)證。 新簽訂單&合同負(fù)債高增長(zhǎng),業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)可期。2022年簽訂銷售訂單43.62億元(不含 Demo 訂單),新增訂單同比增加95%。 截至 22 年末公司合同負(fù)債14億元,較22Q3末增加4.74億元。報(bào)告節(jié)選:






























































