一文讀懂讀透 半導(dǎo)體行業(yè)設(shè)備

近年來，美國對(duì)華半導(dǎo)體限制持續(xù)加碼，制裁升級(jí)，主要聚焦先進(jìn)制程，在自主安全和國產(chǎn)替代背景下，本土化成為趨勢(shì)，隨著晶圓廠加速導(dǎo)入，半導(dǎo)體設(shè)備各環(huán)節(jié)國產(chǎn)替代有望高速發(fā)展。

設(shè)備在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的位置：

集成電路的發(fā)展離不開半導(dǎo)體設(shè)備的支撐，而我國目前在這方面存在短板，要實(shí)現(xiàn)發(fā)展半導(dǎo)體供給側(cè)，需要將半導(dǎo)體設(shè)備提到重要地位。

半導(dǎo)體應(yīng)用于集成電路領(lǐng)域的設(shè)備通?？煞譃榍暗拦に囋O(shè)備（晶圓制造）和后道工藝設(shè)備（封裝測(cè)試）兩大類。晶圓制造中，可分為7大工藝，分別為氧化/擴(kuò)散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積、清洗和金屬化。

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半導(dǎo)體設(shè)備核心環(huán)節(jié)

在半導(dǎo)體制造設(shè)備中，前道（晶圓制造）設(shè)備占比最大。其中***，刻蝕機(jī)，薄膜沉積設(shè)備為核心設(shè)備，其在晶圓制造設(shè)備的市場(chǎng)占比分別為21%、22%、28%?。市場(chǎng)高度集中于少數(shù)歐美日巨頭手中。國產(chǎn)設(shè)備自給率較低，技術(shù)處于追趕狀態(tài)，替代空間巨大。

01.刻燭設(shè)備

①刻蝕設(shè)備的重要性僅次于***。而隨著NAND閃存進(jìn)入3D、4D時(shí)代，要求刻蝕技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高的深寬比，刻蝕設(shè)備的投資占比顯著提升，從25%提至50%。同時(shí)，***由于波長(zhǎng)的限制不能直接加工小于14納米的微觀結(jié)構(gòu)，更小的微觀結(jié)構(gòu)要靠等離子體刻蝕和薄膜組合的“雙重模板”和“四重模板”工藝技術(shù)重復(fù)多次來實(shí)現(xiàn)。邏輯制程中的刻蝕步驟數(shù)量大幅增加，進(jìn)一步提升刻蝕技術(shù)及相關(guān)設(shè)備的重要性和需求量。目前主流的半導(dǎo)體刻蝕工藝以干法刻蝕技術(shù)為主。?

②刻蝕設(shè)備行業(yè)集中度高，行業(yè)壁壘顯著。2021年中國大陸以296億美元設(shè)備銷售額連續(xù)第二年成為全球半導(dǎo)體設(shè)備最大市場(chǎng)。全球刻蝕設(shè)備行業(yè)的龍頭企業(yè)仍然為泛林半導(dǎo)體、東京電子和應(yīng)用材料三家，2020年三家企業(yè)合計(jì)市場(chǎng)份額占到了全球刻蝕設(shè)備市場(chǎng)的90%以上，其中泛林半導(dǎo)體獨(dú)占44.7%的市場(chǎng)份額。預(yù)計(jì)2025年全球刻蝕設(shè)備規(guī)模將超155億美元，而2022年國內(nèi)刻蝕設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到70億美元左右。

由于海外供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，國內(nèi)晶圓廠將更依賴國產(chǎn)刻蝕設(shè)備，為國產(chǎn)刻蝕邁向高端提供充分機(jī)遇。我們預(yù)計(jì)國產(chǎn)企業(yè)有望迎來技術(shù)規(guī)模的雙重突破。

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02.薄膜沉積設(shè)備

薄膜沉積是芯片制造的核心工藝環(huán)節(jié)，薄膜沉積設(shè)備是芯片生產(chǎn)核心設(shè)備。

①薄膜沉積工藝在半導(dǎo)體制程中應(yīng)用廣泛，根據(jù)其成膜原理可以大致分為幾類：物理氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，PVD)以及化學(xué)氣相沉(Physical Vapor Depositon，CVD)，和原子層沉積（ALD）。CVD占沉積設(shè)備整體市場(chǎng)份額的64%，不需要高真空、設(shè)備簡(jiǎn)單、可控性和重復(fù)性好、適合大批量生產(chǎn)，因此是用途最廣的沉積設(shè)備。

②2020年全球薄膜設(shè)備市場(chǎng)達(dá)到138億美元，占IC制造設(shè)備21%；其中主要是CVD和PVD，合計(jì)占IC制造設(shè)備18%。CVD市場(chǎng)規(guī)模高度89億美元。

③CVD設(shè)備主要是由海外龍頭主導(dǎo)。根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)，全球CVD市場(chǎng)前五大供應(yīng)商包括 AMAT(28%)Lam Research(25%)、 TEL(17%)、Kokusai (原日立高新，8%)、ASM(11%)。從PVD市場(chǎng)格局來看，AMAT一家獨(dú)大，長(zhǎng)期占據(jù)約80%的市占率。中國整個(gè)薄膜沉積設(shè)備領(lǐng)域98%依賴進(jìn)口，國產(chǎn)化率很低，未來替代空間巨大，并且在設(shè)備單價(jià)中含金量高，值得長(zhǎng)期關(guān)注。

03.?***

①***主要分為兩類：DUV***和EUV***。前者只能做到7nm制程，后者是5nm及更先進(jìn)制程芯片的剛需。由于EUV***可實(shí)現(xiàn)的工藝制程更先進(jìn)，技術(shù)要求極高，全球只有***巨頭ASML一家廠商能夠設(shè)計(jì)和制造。國內(nèi)對(duì)標(biāo)產(chǎn)品為ASML的DUV***：TWINSCAN NXT:2000i。NXT:2000i為例。

②***產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游設(shè)備及配套材料、中游***系統(tǒng)集成和生產(chǎn)及下游***應(yīng)用三大環(huán)節(jié)，技術(shù)極為復(fù)雜，因此***的生產(chǎn)通常涉及上千家供應(yīng)商。

③我國***市場(chǎng)未來幾年預(yù)計(jì)將保持穩(wěn)步增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2025年，中國***市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到約100億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率約為8％。此外，5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的快速發(fā)展也將為***市場(chǎng)的增長(zhǎng)提供新的動(dòng)力，國內(nèi)相關(guān)配套設(shè)備都將迎來較好的增長(zhǎng)空間。

04.?涂膠顯影設(shè)備

涂膠顯影設(shè)備是光刻工序中與***配套使用的涂膠、烘烤及顯影設(shè)備。

①涂膠顯影作為前道環(huán)節(jié)中的必要一環(huán)，在晶圓廠設(shè)備采購中占有重要地位。根據(jù)VLSI數(shù)據(jù)，全球前道涂膠顯影設(shè)備銷售額由2013年的14.07億美元增長(zhǎng)至2018年的23.26億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)10.58%，預(yù)計(jì)2023年將達(dá)到24.76億美元。

②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(tái)灣億力鑫（ELS）、韓國CND等。在前道涂膠顯影設(shè)備領(lǐng)域，2020年日本廠商?hào)|京電子（TEL）在全球的市場(chǎng)份額高達(dá)87%。

③中國涂膠顯影設(shè)備市場(chǎng)，仍然以國外廠商為主，國內(nèi)廠商占比不超4%，國產(chǎn)化率很低，未來替代空間巨大。

05.?清洗設(shè)備

半導(dǎo)體清洗作為芯片生產(chǎn)中最基本的環(huán)節(jié)貫穿硅片制造、晶圓制造、封裝始末。隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)的進(jìn)步，清洗工序也愈加精細(xì)化，對(duì)清洗設(shè)備的需求也將相應(yīng)增加。

①目前，全球清洗設(shè)備市場(chǎng)主要被迪恩士SCREEN、東京電子TEL、泛林LAM與細(xì)美事SEMES把持，四家公司合計(jì)市場(chǎng)占有率達(dá)到90%以上，其中，迪恩士市場(chǎng)份額超過50%。

2024年全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到32億美元。

②我國半導(dǎo)體清洗設(shè)備的國產(chǎn)化率已經(jīng)維持在10%~20%，突破最快，國產(chǎn)化率超過了其他大部分設(shè)備。國產(chǎn)替代趨勢(shì)正在加速，國內(nèi)清洗設(shè)備企業(yè)有望保持較高成長(zhǎng)。

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另外相關(guān)設(shè)備細(xì)分還包括

氧化/擴(kuò)散設(shè)備(下游對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品性能需求的不斷提升，將對(duì)上游熱處理設(shè)備市場(chǎng)產(chǎn)生拉動(dòng)效應(yīng))、CMP拋光設(shè)備(國內(nèi)廠商涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀的企業(yè)，填補(bǔ)了CMP設(shè)備廠商空白。國產(chǎn)化率仍有較大提升空間)、離子注入機(jī)(我國離子注入機(jī)市場(chǎng)中，集成電路IC所占比最高，為97.1%，市場(chǎng)規(guī)模為43.2億元)、去膠設(shè)備(去膠設(shè)備國產(chǎn)化率74%。屹唐半導(dǎo)體市占率位居全球第一，已全面覆蓋全球前十大芯片制造商和國內(nèi)行業(yè)領(lǐng)先芯片制造商)、測(cè)試機(jī)(半導(dǎo)體測(cè)試機(jī)貫穿設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)全產(chǎn)業(yè)鏈，測(cè)試設(shè)備又分為測(cè)試機(jī)、分選機(jī)和探針機(jī)，其中測(cè)試機(jī)份額最大，占到63%。測(cè)試機(jī)按應(yīng)用領(lǐng)域劃分又分為模擬、存儲(chǔ)、SOC、分立器件和RF測(cè)試。

對(duì)于半導(dǎo)體后道測(cè)試設(shè)備，國內(nèi)已經(jīng)國產(chǎn)化比較高，相對(duì)于半導(dǎo)體后道測(cè)試，我們更看好前道量測(cè)檢測(cè)設(shè)備，市場(chǎng)空間更大，壁壘更高，國產(chǎn)化率超低，相關(guān)龍頭公司計(jì)劃IPO中，保持關(guān)注)。

半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)發(fā)展前景

全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模2005年到2021年的17年間市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合增速6.9%，對(duì)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(zhǎng)性。周期性弱于全球。同時(shí)，中國市場(chǎng)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(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大繼續(xù)提速，近五年行業(yè)規(guī)模復(fù)合增速高達(dá)35%。隨著下游晶圓廠訂單和驗(yàn)證效率的提升，預(yù)計(jì)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)。

編輯：黃飛