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半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)深度研究:決勝國產(chǎn)替代“上甘嶺”

作者:未來智庫 來源: 頭條號 71712/25

(報告出品方/作者:東北證券,李玖)1. 設(shè)備為 IC 制造之基,零部件系設(shè)備之核1.1. 芯片制造,設(shè)備為基半導(dǎo)體設(shè)備是集成電路產(chǎn)業(yè)的基石,為萬億數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)保駕護(hù)航。集成電路產(chǎn)業(yè) 在近年來全社會的數(shù)字智能化變革下迅速發(fā)展,隨著摩爾定律趨

標(biāo)簽:

(報告出品方/作者:東北證券,李玖)

1. 設(shè)備為 IC 制造之基,零部件系設(shè)備之核

1.1. 芯片制造,設(shè)備為基

半導(dǎo)體設(shè)備是集成電路產(chǎn)業(yè)的基石,為萬億數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)保駕護(hù)航。集成電路產(chǎn)業(yè) 在近年來全社會的數(shù)字智能化變革下迅速發(fā)展,隨著摩爾定律趨近極限,極尖端的 半導(dǎo)體設(shè)備至關(guān)重要且市場廣闊。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上來看,半導(dǎo)體設(shè)備位于行業(yè)上游, 與各種半導(dǎo)體材料共同形成半導(dǎo)體的支撐。而中游制造產(chǎn)業(yè)包括設(shè)計、制造與封測, 對應(yīng)下游通訊、消費(fèi)電子、工業(yè)電子、汽車電子等多種應(yīng)用。根據(jù) Gartner 的統(tǒng)計結(jié) 果,全球半導(dǎo)體行業(yè)銷售收入 2016 年至 2018 年一直保持增長趨勢,復(fù)合增長率達(dá) 17.34%。據(jù) WSTS 數(shù)據(jù),2021 年全球半導(dǎo)體銷售額為 5559 億美元,同比增長 26%; 同年半導(dǎo)體設(shè)備銷售額 1026 億美元。


半導(dǎo)體設(shè)備分為前道制造設(shè)備以及后道封測設(shè)備。其中,前道設(shè)備主要包括光刻設(shè) 備、刻蝕設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、離子注入設(shè)備、清洗設(shè)備、機(jī)械拋光設(shè)備以及擴(kuò)散 設(shè)備。而后道測試設(shè)備主要包括分選機(jī)、測試機(jī)、劃片機(jī)、貼片機(jī)等。從市場規(guī)模 來看,前道晶圓制造設(shè)備的市場規(guī)模占整個設(shè)備市場規(guī)模的 80%以上。

1.2. 受益于集成電路產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模持續(xù)增長,大 陸市場增速領(lǐng)先

設(shè)備行業(yè)增速明顯,設(shè)備自主化重要性凸顯。半導(dǎo)體設(shè)備作為整體產(chǎn)業(yè)的支柱,受 益于全球半導(dǎo)體行業(yè)的高速發(fā)展,全球?qū)Π雽?dǎo)體制造愈發(fā)重視,對應(yīng)半導(dǎo)體設(shè)備需 求快速增長。據(jù) SEMI 統(tǒng)計,2014 年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售規(guī)模僅為 375 億美元,而 2021 年在全球各地晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)的帶動下,半導(dǎo)體制造設(shè)備銷售額激增,相比 2020 年的 712 億美元增長了 44%,達(dá)到 1026 億美元的歷史新高;預(yù)計 2022 年全球半導(dǎo) 體設(shè)備市場規(guī)模將擴(kuò)大到 1140 億美元。

中國作為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要參與者,半導(dǎo)體設(shè)備增速顯著高于全球。在全球范 圍來看,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主要集中在美國、日本、韓國、中國臺灣以及中國大陸地區(qū)。 其中,中國大陸地區(qū)經(jīng)過多年快速發(fā)展,已經(jīng)成為全球最重要的半導(dǎo)體產(chǎn)出和消費(fèi) 地區(qū),2021 年中國半導(dǎo)體銷售約占全球 35%。在下游行業(yè)快速發(fā)展的推動下,半導(dǎo) 體設(shè)備保持快速增長。根據(jù) SEMI 統(tǒng)計,2020 年中國大陸地區(qū)半導(dǎo)體設(shè)備銷售規(guī)模 達(dá) 187.2 億美元,同比增長 39%;2021 年銷售額增長 58%,達(dá)到 296 億美元,占全 球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模的 28.86%,第二次成為全球半導(dǎo)體設(shè)備的最大市場。


海外廠商先發(fā)優(yōu)勢明顯,占據(jù)設(shè)備領(lǐng)先地位。目前全球半導(dǎo)體設(shè)備市場目前主要由 國外廠商主導(dǎo),其中又以美國和日本廠商為主,包括美國的應(yīng)用材料(AMAT)和 泛林半導(dǎo)體(Lam Research),日本的東京電子(TEL)和日立高新(HITACHI)等國際知名企業(yè)。除此以外,荷蘭的 ASML(ASMLHolding N.V.)憑借其在光刻機(jī)市 場的霸主地位,同樣在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域扮演著舉足輕重的角色。各大國際廠商經(jīng)過 幾十年發(fā)展,憑借資金、技術(shù)、客戶資源等多方面的優(yōu)勢,牢牢占據(jù)了全球半導(dǎo)體 設(shè)備市場的大部分份額。

1.3. 七大設(shè)備零部件構(gòu)成多種半導(dǎo)體設(shè)備,上游地位重要性顯著

半導(dǎo)體設(shè)備零部件作為半導(dǎo)體設(shè)備的基礎(chǔ),受重視程度日益提升。目前,全球范圍 內(nèi)地緣政治、產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性緊缺等因素極大地影響了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。根據(jù) Gartner 的數(shù)據(jù),全球芯片制造商 2022 年的資本支出預(yù)計合計將達(dá)到 1460 億美元,比疫情 之前的水平高出約 50%。而半導(dǎo)體設(shè)備零部件作為各種半導(dǎo)體設(shè)備的組成部分,供 應(yīng)鏈安全越來越成為各大設(shè)備廠商所重視的關(guān)鍵。從結(jié)構(gòu)上看,設(shè)備零部件可以簡 單分為七大類,在氣體輸送、機(jī)械運(yùn)動、電氣信號控制、晶圓傳輸、維持設(shè)備整體 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等諸多方面起到重要作用,實現(xiàn)高精度制造與高產(chǎn)率產(chǎn)出,為設(shè)備的穩(wěn)定 運(yùn)行和安全可靠提供保障。

設(shè)備零部件市場規(guī)模約占全球半導(dǎo)體設(shè)備市場的 50%。從半導(dǎo)體設(shè)備的毛利率可以 推出設(shè)備零部件的市場規(guī)模,一般來說,設(shè)備成本中 90%以上為零部件產(chǎn)品,而當(dāng) 前半導(dǎo)體設(shè)備公司毛利率一般維持在 45%~50%左右,從而可以推出設(shè)備零部件市 場規(guī)模約為半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模的一半,對應(yīng) 2021 年全球半導(dǎo)體設(shè)備零部件市場 規(guī)模約為 461 億美元。

2. 半導(dǎo)體設(shè)備:八種前道工藝,共筑 IC 制造輝煌

2.1. 光刻機(jī):摩爾定律的續(xù)命藥

圖形刻畫,光刻機(jī)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(biāo)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(zhǔn) 和曝光以及光刻膠顯影,整個過程涉及光刻機(jī),涂膠顯影機(jī)、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(jī)。


光刻機(jī)不斷迭代,滿足制程提升需求。光刻機(jī)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(jìn)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(jìn)式、 浸沒式等方式。不同類型的光刻機(jī)主要是為了滿足日益提升的制程需求,當(dāng)前最先 進(jìn)的 3nm 制程只能通過 EUV 光刻機(jī)才能實現(xiàn)。

三大海外廠商占據(jù)主導(dǎo),EUV 僅 ASML 一家獨(dú)供。目前全球光刻機(jī)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(dú)大。由于光刻機(jī)需要超 十萬個零部件,在各大晶圓廠不斷擴(kuò)產(chǎn)的背景下,光刻機(jī)的交貨時間一再推遲,EUV 光刻機(jī)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(dá)到 309 臺,力壓尼康和佳能,其中 EUV/ArFi/ArF 高端光刻機(jī)占比分別為 100%/95.3%/88%。從銷額來看,EUV 光刻機(jī)單價超過 1 億歐元,最新一代 0.55NA 大數(shù)值孔徑 EUV 光刻機(jī)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(dá)到 85.8%。

上海微電子重點(diǎn)突破,國產(chǎn)光刻機(jī)有望打破封鎖。目前國內(nèi)具備光刻機(jī)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(jìn)封裝、FPD 面板、MEMS、LED、Power Devices 等制造領(lǐng)域。公司的光 刻機(jī)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(jī)主要應(yīng)用于 IC 后道先進(jìn)封裝工藝。

2.2. 刻蝕機(jī):微觀世界雕刻師

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。


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(jìn)行 3nm 制程的生產(chǎn),相較于 FinFET 工藝,GAA 被譽(yù)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 FinFET 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。

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。

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(yùn)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(jìn)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 3D NAND 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(jìn)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 3D NAND 芯片等產(chǎn)品的刻蝕需求。

2.3. 薄膜沉積設(shè)備:集成電路奠基者

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(tuán)等在襯底表面進(jìn)行吸附,并在適當(dāng)?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(jìn)工藝發(fā)展,單位面積集成的電路規(guī)模不斷擴(kuò)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。


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(kuò)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(kuò)大至 340 億美元,保持年復(fù)合 15.7%的增長速度。

下游應(yīng)用多樣化促進(jìn)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(jī)、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。

芯片工藝進(jìn)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。 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(jìn)制程的產(chǎn)線所需的薄膜 沉積設(shè)備數(shù)量越多。先進(jìn)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。


進(jìn)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。

2.4. 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(kuò)散設(shè)備。其中涂膠顯影設(shè)備與光刻機(jī)共同完成光刻工藝;清洗機(jī)與 CMP 共 同完成芯片的各步驟的清洗與拋光;離子注入機(jī)和擴(kuò)散爐則專注于摻雜工藝。

涂膠顯影設(shè)備是光刻工藝中除光刻機(jī)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(jī)配套使用的涂膠、烘烤及顯影設(shè)備,包括涂膠機(jī)、噴膠機(jī)和顯影機(jī),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(jī)作業(yè),組成配 套的圓片處理與光刻生產(chǎn)線,與光刻機(jī)配合完成精細(xì)的光刻工藝流程。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),涂膠顯影機(jī)的性能不僅 直接影響到細(xì)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(jī)領(lǐng)先地位,國內(nèi)芯源微重點(diǎn)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(jìn)入設(shè)備快速驗證期,屆時有望快速提升產(chǎn)品競爭力,擴(kuò)大市場份額。

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)。


下游應(yīng)用多樣化促進(jìn) 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、3D NAND 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(diǎn)上的持續(xù)推進(jìn),將使 CMP 設(shè)備的 平坦化應(yīng)用機(jī)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(jī)械動態(tài)耦合作用原 理,通過化學(xué)腐蝕與機(jī)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。(1)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;(2)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;(3)在先進(jìn)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(diǎn)。

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。

進(jìn)入壁壘高,技術(shù)路徑延續(xù)性強(qiáng)。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(jìn)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(jī) 械市占率合計達(dá) 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(bǔ) 國內(nèi)空白并實現(xiàn)進(jìn)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(dá)到 25.8%, 有望實現(xiàn) CMP 設(shè)備的完全國產(chǎn)替代。

離子注入與熱擴(kuò)散共同進(jìn)行摻雜工藝。離子注入是一種添加工藝,利用高能量帶電 離子束注入的形式,將摻雜原子強(qiáng)行摻入半導(dǎo)體中,從而控制半導(dǎo)體的導(dǎo)電率。離 子注入提供了比擴(kuò)散過程更好的摻雜工藝控制,例如在擴(kuò)散工藝中摻雜物的濃度和 結(jié)深無法獨(dú)立控制,而在離子注入中可以通過離子束電流和注入時間控制摻雜物濃 度,通過離子的能量控制摻雜物的結(jié)深,因此離子注入是目前半導(dǎo)體行業(yè)中的主要 摻雜方法。


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(kuò)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(jī)分為三大類。三類離子注入機(jī)分別 是中低束流離子注入機(jī)、低能大束流離子注入機(jī)、高能離子注入機(jī)。另外還有用于 注入氧的氧注入機(jī),或者注入氫的氫離子注入機(jī)。離子注入機(jī)包含 5 個子系統(tǒng):氣 體系統(tǒng)、電機(jī)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(jī)約占半導(dǎo)體前道設(shè)備的 2~3%,大束流離子注入機(jī)占比過半。從半導(dǎo)體 前道設(shè)備規(guī)模來看,離子注入機(jī)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(jī)中,大束流離子注入機(jī)占比約 60%,中束流離子注入機(jī)占比約 20%,高能離子注入機(jī)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(jī)市場規(guī)模為 3.6/1.2/1.08 億美元。 集成電路離子注入機(jī)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(jī)產(chǎn)品上的市占率達(dá)到70%,主要產(chǎn)品包括大束流離子注入機(jī)、中束流離子注入機(jī)、 超高劑量的離子注入。美國 Axcelis 主要產(chǎn)品高能離子注入機(jī)市占率 55%。除此以 外,日本 Nissin 主要生產(chǎn)中束流離子注入機(jī),在中束流離子注入機(jī)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(jī)、中束流離子注入機(jī)、高能量離子注入 機(jī),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(jī)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(jī),邁入 1 到 N 的放量階段。


2.5. 測試設(shè)備:晶圓質(zhì)量把關(guān)人

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(jī)、分選機(jī)和探針臺三大 類設(shè)備,其中測試機(jī)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(jī)和探針臺則是將芯 片的引腳與測試機(jī)的功能模塊起來,進(jìn)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(diǎn)通過探針、專用連接線與測試機(jī)連接, 測試機(jī)通過 I/O 信號,判斷芯片性能是夠是否達(dá)到規(guī)范設(shè)計要求。在芯片檢測中, 分選機(jī)將被測芯片逐個自動傳送至測試工位,測試機(jī)對芯片進(jìn)行性能檢測,最后分 選機(jī)將被測芯片進(jìn)行標(biāo)記、分選、收料。

預(yù)計 2022 年全球半導(dǎo)體測試設(shè)備市場規(guī)模達(dá)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(dá)到 82 億美元。對于細(xì)分的半導(dǎo)體測試設(shè)備,2021 年全球測試 機(jī)、分選機(jī)和探針機(jī)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(jī)、分選機(jī)和 探針機(jī)的全球市場規(guī)模分別約為 51.7、14.3 和 12.5 億美元。

數(shù)字測試機(jī)相比于模擬測試機(jī)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(jī)可以分為 SoC、存儲、模擬和 RF 等,其中數(shù)字測試機(jī)主要包括 SoC 和存儲測試機(jī)。相比于模擬測試機(jī),數(shù)字測試機(jī)的技術(shù)難度更高。從市場份額來看, SoC 測試機(jī)占據(jù) 60%份額,與存儲測試機(jī)共同占據(jù)全球 80%市場份額。

測試機(jī)領(lǐng)域國產(chǎn)份額較低,本土廠商逐步追趕。全球測試機(jī)行業(yè)被泰瑞達(dá)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(jī)市 場中泰瑞達(dá)、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(dāng)中,長川科技數(shù)字測試機(jī)等產(chǎn)品已 經(jīng)實現(xiàn)有效突破。


分選機(jī)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(jī),全球分選 機(jī)的競爭格局相對分散,2020 年前五大分選機(jī)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(jìn)入壁壘。

3. 設(shè)備零部件:位處上游,雙重受益于設(shè)備需求和晶圓廠直接采購

3.1. 全球晶圓廠“擴(kuò)產(chǎn)+直接采購”,上游零部件迎機(jī)遇

半導(dǎo)體設(shè)備上游零部件,單一產(chǎn)值雖小但品類繁多,綜合價值量大,地位重要。從 半導(dǎo)體行業(yè)來看,零部件年產(chǎn)值上百億美元,卻是奠定信息產(chǎn)業(yè)幾十萬億美元產(chǎn)值 的重要基石。七大類設(shè)備零部件從機(jī)械、結(jié)構(gòu)、腔體等方面向設(shè)備供給各種工藝件、 結(jié)構(gòu)件、模組系統(tǒng)。其中以機(jī)械類占比最高,達(dá)到半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模的 12%,對 應(yīng) 2021 年有百億美元空間。國內(nèi)半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)起步較晚,我國半導(dǎo)體零部件產(chǎn) 業(yè)總體水平偏低,高端產(chǎn)品供給能力不足,產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性和一致性較差的問 題日益凸顯。

半導(dǎo)體設(shè)備需求+晶圓廠直接采購,零部件實現(xiàn)雙輪驅(qū)動。據(jù)統(tǒng)計,2020 年中國本 土晶圓制造廠商采購零部件金額約為 4.3 億美元,采購的設(shè)備零部件主要有石英 (Quartz)、射頻發(fā)生器(RF Generator)、各種泵(Pump)等,占零部件采購金額的 比重達(dá)到或超過 10%。此外,各種閥門(Valve)、吸盤(Chuck)、反應(yīng)腔噴淋頭(Shower Head)、邊緣環(huán)(Edge Ring)等零部件的采購占比也比較高。按照現(xiàn)有本土晶圓制 造產(chǎn)能計劃,設(shè)備和產(chǎn)線同時有零部件的采購需求,形成雙輪驅(qū)動。在晶圓廠的成 本當(dāng)中,設(shè)備折舊與當(dāng)年設(shè)備銷售之間存在一定比值關(guān)系,通過將設(shè)備銷售額分 5 年折舊可得每年晶圓廠設(shè)備折舊額約為設(shè)備銷售額的 70%。通過設(shè)備毛利率與零部 件占成本的比例,可以估算出 2021 年前道設(shè)備和后道設(shè)備帶來的零部件規(guī)模分別 為 407 億美元和 61 億美元。據(jù)晶合集成招股說明書披露,晶圓廠直接采購材料中, 零配件占成本的比重約為 10%。由此可以測算得出,2021 年全球由晶圓廠和封測廠 帶來的零部件規(guī)模分別達(dá)到 113 億美元和 36 億美元,全球零部件市場規(guī)模達(dá)到 618 億美元,空間廣闊,未來可期。

3.2. 設(shè)備零部件細(xì)分種類多,海外廠商占據(jù)領(lǐng)先

半導(dǎo)體零部件種類多,市場細(xì)碎,多為國際巨頭壟斷。半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)通常具有 高技術(shù)密集、學(xué)科交叉融合、市場規(guī)模占比小且分散,但在價值鏈上卻舉足輕重等 特點(diǎn),國際領(lǐng)軍企業(yè)以跨行業(yè)多產(chǎn)品線發(fā)展和并購策略為主。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10名均為海外廠商,且長期占據(jù)領(lǐng)先地位。


設(shè)備零部件國產(chǎn)化率較低,替代空間巨大。目前我國本土零部件企業(yè)的技術(shù)能力、 工藝水平、產(chǎn)品精度和可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足國內(nèi)設(shè)備和晶圓制造廠商的需求。據(jù)芯 謀研究數(shù)據(jù),在眾多零部件中,僅有石英件、Edge ring 和噴淋頭的國產(chǎn)化率在 10% 以上,而腔體、真空規(guī)(Vacuum Gauge)和 O-ring 還尚未有效突破。實際上,高端 零部件市場主要被美國、日本、歐洲供應(yīng)商占有;中低端零部件市場主要被韓國、 中國臺灣供應(yīng)商占據(jù)。隨著國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新建產(chǎn)能及擴(kuò)產(chǎn)速度加快,疊加新冠疫 情造成物流運(yùn)輸服務(wù)受阻導(dǎo)致國外零部件交期不斷延遲,為我國一些具有高成長潛 力的國內(nèi)半導(dǎo)體零部件企業(yè)帶來加快進(jìn)行國產(chǎn)替代的機(jī)會。

4. 增長邏輯:國產(chǎn)替代進(jìn)入 2.0 階段,“設(shè)備+零部件”國產(chǎn)化 將是貿(mào)易封鎖的突破口

4.1. 美國對華半導(dǎo)體遏制加速,國產(chǎn)替代迫在眉睫

限制范圍從公司擴(kuò)大到行業(yè),發(fā)展問題轉(zhuǎn)向生存問題。隨著我國經(jīng)濟(jì)實力與科技水 平的不斷發(fā)展,正在面臨美國層層加碼的限制措施。起初將中興通訊、華為列入實 體清單,實行出口管制以限制中國 5G 產(chǎn)業(yè)發(fā)展。隨后將限制公司數(shù)量進(jìn)一步擴(kuò)大, 禁止來自海康、大華等多家中國公司的產(chǎn)品進(jìn)入美國。而今年,更是對整個半導(dǎo)體 行業(yè)進(jìn)行全方位的限制,從基本的設(shè)備、軟件、芯片等對中國進(jìn)行科技封鎖。當(dāng)前 國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)面臨的問題已經(jīng)從“發(fā)展”轉(zhuǎn)向了“生存”,如何在外部重重封鎖下 保證企業(yè)的生存和行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為亟待解決的問題。

限制措施頒布頻次越來越快,影響程度越來越深?;仡櫧诿绹鴮ξ覈雽?dǎo)體行業(yè) 頒布的一系列限制措施,可以發(fā)現(xiàn)整體的限制領(lǐng)域正在逐步從下游應(yīng)用向上游制造 轉(zhuǎn)移。從最初的的 5G 產(chǎn)品出口限制到現(xiàn)在的設(shè)備、軟件限制,其影響程度越發(fā)深 遠(yuǎn)。底層的設(shè)備與軟件,正是支撐整個數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心,倘若無法破局,對我國發(fā) 展將是極大的掣肘。 半導(dǎo)體“鐵幕”正在形成,國產(chǎn)替代迫切性加劇。隨著美國發(fā)布《芯片法案》,遏制 中國半導(dǎo)體發(fā)展的“鐵幕”正在形成。該法案將為美國半導(dǎo)體研發(fā)、制造以及勞動 力發(fā)展提供 527 億美元。其中 390 億美元將用于半導(dǎo)體制造業(yè)的激勵措施,20 億美 元用于汽車和國防系統(tǒng)使用的傳統(tǒng)芯片。此外,在美國建立芯片工廠的企業(yè)將獲得 25%的減稅。而接受法案提供的聯(lián)邦資金和稅收補(bǔ)貼的芯片制造商將被禁止十年內(nèi) 在中國大陸建造先進(jìn)制程產(chǎn)線,以此遏制中國半導(dǎo)體發(fā)展。除此以外,還限制美國 14nm 及以下制程半導(dǎo)體設(shè)備和先進(jìn)制程 EDA 軟件出口中國,從上游對中國半導(dǎo)體 產(chǎn)業(yè)進(jìn)行封鎖。在此國際局勢下,半導(dǎo)體國產(chǎn)化進(jìn)程需要進(jìn)一步加強(qiáng)。而目前各種 半導(dǎo)體前道核心設(shè)備的國產(chǎn)化率還很低,如光刻機(jī)等設(shè)備尚未形成有效突破,整體 國產(chǎn)化率還有極大的提升空間。


4.2. 半導(dǎo)體自主化愈發(fā)重要,國產(chǎn)晶圓廠逆勢擴(kuò)產(chǎn)正在進(jìn)行

國內(nèi)晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)穩(wěn)步進(jìn)行,半導(dǎo)體設(shè)備需求強(qiáng)勁。據(jù) SEMI 最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,中 國大陸在晶圓廠建廠速度全球第一,預(yù)計至 2024 年底,將建立 31 座大型晶圓廠, 且全部鎖定成熟制程。據(jù)集微網(wǎng)統(tǒng)計,2021 年底中國大陸現(xiàn)有 12 英寸線和 8 英寸 線的產(chǎn)能分別為 120 萬片/月和 123 萬片/月,預(yù)計今年將分別新增 36.6 萬片/月和 9.6萬片/月,對應(yīng)半導(dǎo)體設(shè)備需求強(qiáng)勁。根據(jù) IC Insights 的數(shù)據(jù),中國大陸晶圓產(chǎn)能在 全球的占比約 16.2%。隨著國內(nèi)晶圓廠的快速擴(kuò)產(chǎn),預(yù)計到 2023 年,中國大陸晶圓 產(chǎn)能在全球的占比有望達(dá)24%,產(chǎn)能占比提升將極大地帶動半導(dǎo)體設(shè)備的市場規(guī)模。

緊抓成熟制程,中芯國際產(chǎn)能快速擴(kuò)張。作為國內(nèi)頭部晶圓代工廠,中芯國際今年 陸續(xù)有 4 條 12 英寸在建產(chǎn)線,分別位于北京、上海、深圳和天津。其中深圳廠共投 資 23.5 億美元,計劃產(chǎn)能 4 萬片/月,預(yù)計 2022 年投產(chǎn);上海臨港廠共投資 88.7 億 美元,計劃產(chǎn)能 10 萬片/月;北京廠共投資 76 億美元,計劃產(chǎn)能 10 萬片/月;天津 廠公投資 75 億美元,計劃產(chǎn)能 10 萬片/月。各大在建或待建晶圓廠均針對 28nm 及 以上的成熟制程,服務(wù)于通訊、消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)等領(lǐng)域,為我國相關(guān)領(lǐng) 域的芯片自主化提供極大助力。

4.3. 我國先進(jìn)制程受到針對性阻擊,但一旦突破將開辟更廣新天地

突破先進(jìn)制程,打開需求新空間。先進(jìn)制程一般指 28nm 以下的制程節(jié)點(diǎn),主要用 于高性能、低功耗的應(yīng)用領(lǐng)域,如手機(jī)、PC、IDC 等設(shè)備的 CPU、GPU、DRAM 等產(chǎn)品。目前國產(chǎn)產(chǎn)線正在努力突破先進(jìn)制程技術(shù)節(jié)點(diǎn),國內(nèi)晶圓廠尚未大規(guī)模進(jìn) 行 14nm 產(chǎn)線的擴(kuò)產(chǎn),但隨著技術(shù)的更新,開展 14nm 先進(jìn)制程產(chǎn)線趨勢必不可當(dāng)。 當(dāng)前由于外部諸多限制,中國先進(jìn)制程產(chǎn)能擴(kuò)張受限,但是若以全球先進(jìn)制程產(chǎn)能 的 15%測算,中國大陸 12 英寸先進(jìn)制程產(chǎn)能還有 6 倍的增長空間。假設(shè)未來全球 先進(jìn)制程產(chǎn)能達(dá)到 40 萬片/月,國內(nèi)設(shè)備市場將新增近百億美元規(guī)模,帶來國產(chǎn)設(shè) 備和零部件顯著營收增長。


4.4. 半導(dǎo)體中的“打印機(jī)墨盒”:雙輪驅(qū)動半導(dǎo)體零部件,更大市場空間

“打印機(jī)墨盒”邏輯,半導(dǎo)體零部件不單單用于設(shè)備。對于打印機(jī)的墨盒而言,既 能作為打印機(jī)的一部分進(jìn)行整體出售,又能通過打印店額外采購進(jìn)行銷售,打印機(jī) 的銷售與打印店的直采共同構(gòu)成了墨盒的市場空間。這一邏輯同樣適用于半導(dǎo)體零 部件,零部件之于半導(dǎo)體設(shè)備,就如同墨盒之于打印機(jī)。對于半導(dǎo)體零部件而言, 既是半導(dǎo)體設(shè)備的重要組成部分,也是晶圓廠場務(wù)建設(shè)與制造加工過程中必不可少 的環(huán)節(jié),設(shè)備零部件與晶圓廠直采共同驅(qū)動半導(dǎo)體零部件的整體發(fā)展。

晶圓廠直采零部件規(guī)模易被忽略,增量空間過百億美元。談到半導(dǎo)體零部件市場, 第一反應(yīng)就是設(shè)備零部件,據(jù)前文測算說明,當(dāng)前設(shè)備零部件市場規(guī)模約占設(shè)備規(guī) 模的一半。以 2021 年為例,全球設(shè)備市場空間 1026 億美元,按照設(shè)備毛利率 50%, 設(shè)備零部件占設(shè)備成本的 90%測算,對應(yīng)設(shè)備零部件規(guī)模達(dá)到 461 億美元。但是, 除了設(shè)備零部件,晶圓廠直采同樣能貢獻(xiàn)百億美元的市場空間。以晶圓制造為例, 據(jù)統(tǒng)計,全球晶圓廠平均毛利率在 45%左右,晶合集成招股說明書披露晶圓廠直采 零配件占成本約 10%,由此可以計算 2021 年前道晶圓制造廠和后道封裝廠對半導(dǎo) 體零部件的直采帶來了共計約 150 億美元的市場空間。未來在國內(nèi)晶圓廠加速擴(kuò)產(chǎn) 的情況下,設(shè)備零部件與晶圓廠直采將帶來更加旺盛的半導(dǎo)體零部件需求。 當(dāng)前國內(nèi)晶圓廠尚在產(chǎn)能擴(kuò)張期,遠(yuǎn)期存量市場更換周期帶動零部件二次增長。當(dāng) 前半導(dǎo)體零部件的市場規(guī)模主要由設(shè)備市場規(guī)模與晶圓廠新建產(chǎn)能共同決定,半導(dǎo) 體零部件的增速可簡單認(rèn)為是設(shè)備增速與晶圓廠資本開支增速的加權(quán)平均。隨著晶 圓廠產(chǎn)能不斷擴(kuò)大,存量市場中的設(shè)備零部件和晶圓廠直采零部件將會進(jìn)入更換周 期,使其更加貼近“打印機(jī)墨盒”邏輯。隨著時間推移,由設(shè)備和晶圓廠產(chǎn)線中半 導(dǎo)體零部件更換所貢獻(xiàn)的市場空間將會逐步放大,構(gòu)建半導(dǎo)體零部件市場規(guī)模第二 增長曲線。

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精選報告來源:【未來智庫】。系統(tǒng)發(fā)生錯誤

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