應用材料或超ASML,重新成為半導體設(shè)備的頭羊

近期，知名半導體行業(yè)分析師Robert Castellano表示，應用材料（AMAT）將在2020年超過ASML，重新成為半導體設(shè)備的頭羊。按照Castellano在2019年的統(tǒng)計，ASML在當年超過了應用材料，登上了全球半導體設(shè)備廠商排名榜首位置。

Castellano表示，總部位于荷蘭的ASML在2020年第一季度收入同比下降31%，這是導致該公司在2020年失去榜首位置的主要原因。他預測，2020年，應用材料的市場份額將從2019年的15.9%提高至18.8%。而ASML在2019年的市占率為16.9%，2020年將小幅降至16.8%。

排名前五位的其他供應商包括Lam Research，東京電子（TEL）和KLA。

排名第三的TEL的市場份額將從2019年的11.7%增長到2020年的13.4%。

由于受低 ASP 和高庫存過剩的影響，Lam Research的市場份額將從 2019 年的 10.6%增長至2020年的11.8%。

KLA 的市場份額將從2019年的5.4%增長至2020年的6.8%。

2020年，晶圓加工前道設(shè)備（WFE，按工藝流程分類，在晶圓廠設(shè)備投資中，晶圓加工的前道設(shè)備占據(jù)主要的市場份額，約85%，封測設(shè)備約占15%）市場總規(guī)模為640億美元?？傮w上看，在WFE設(shè)備市場，刻蝕機、光刻機、薄膜設(shè)備的價值量占比最高，這些市場也是被排名前五廠商把控著。

Castellano表示，2020年，排名前五位的公司將取得更多的市場份額，其中，應用材料、ASML、TEL這三家公司合計占比高達60%-90%，特別是應用材料和TEL，橫跨多細分領(lǐng)域，是航母級龍頭企業(yè)。而規(guī)模較小的競爭對手的市場份額將會下降，從2019年的39.6%下降至2020年的33.4%。

預計2021年，內(nèi)存和邏輯芯片廠商，以及晶圓代工廠的半導體資本支出都將增長。Castellano表示，2021年經(jīng)濟氣候的主要受益者將是ASML、應用材料和Lam Research。

雙雄爭霸

在2018年之前的幾十年時間內(nèi)，應用材料長期穩(wěn)坐在全球半導體設(shè)備第一供應商的位置，憑借的就是其全面而強大的產(chǎn)品線，特別是具有更高技術(shù)含量的半導體制造前道設(shè)備，該公司具有深厚的技術(shù)功底。

從歷史來看，應用材料通過一系列的并購，不斷加強著自身的實力。不過，從1967到1996年的 30年中，該公司只有一次與核心業(yè)務(wù)相關(guān)的并購，即1980年收購了英國Lintott Engineering公司，進入了離子注入市場，并于1985年推出了第一臺全自動離子注入機Precision Implant 9000。1992年，應用材料超越TEL，成為全球最大的半導體設(shè)備制造商，并蟬聯(lián)多年。在成為市場龍頭后，該公司加快了并購的步伐，從1997到2007年，先后發(fā)起了14起并購案，不斷進入新市場并完善產(chǎn)品組成。

應用材料的產(chǎn)品線涵蓋了半導體制造的數(shù)十種設(shè)備，包括原子層沉積（ALD）、化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）、離子注入、刻蝕、快速熱處理（RTP）、化學機械拋光（CMP），以及晶圓檢測設(shè)備等。

半導體設(shè)備行業(yè)技術(shù)壁壘非常高，隨著制程越來越先進，對半導體設(shè)備的性能和穩(wěn)定性提出了越來越高的要求，需要投入大量的研發(fā)資金。應用材料一直保持著在研發(fā)上的高投入，其30%的員工為專業(yè)研發(fā)人員，擁有近12000 項專利，平均每天申請4個以上的新專利。正是這種持續(xù)的高研發(fā)投入，促成了應用材料的內(nèi)部創(chuàng)新，構(gòu)成了較高的技術(shù)壁壘，使其自1992年以來一直保持著世界最大半導體設(shè)備公司的地位。

ASML方面，據(jù)Gartner統(tǒng)計，該公司在全球光刻機市場中的份額接近80%，營收中，深紫外光光刻機（DUV）占比最高，達到55%，隨著臺積電5nm+制程的量產(chǎn)，其EUV光刻機的需求量明顯上升。

在2019年第三季度，ASML的EUV新增訂單達到23臺，這與歷史最高的10臺相比，增長了130%。同時，ASML的EUV交貨量也穩(wěn)步上升，據(jù)統(tǒng)計，2019年第三季度交付了7臺EUV設(shè)備，第四季度交付了8臺，從而實現(xiàn)全年交付26臺，而該公司在2016、2017和2018年，交付給客戶的EUV設(shè)備數(shù)量分別為5、11和18臺。

除了臺積電這一大客戶外，三星也在緊跟先進制程，特別是7nm工藝，為此，該公司在2019年向ASML 追加采購了15臺EUV設(shè)備，這是其2018年2月宣布采購10臺EUV后，再次大量采購。

2020年第三季度，ASML一共交付了 10臺EUV設(shè)備，并在本季度實現(xiàn)了 14 臺系統(tǒng)的銷售收入，第三季度的新增訂單達到29億歐元，其中5.95億歐元來自4臺EUV設(shè)備。

在DUV光刻機方面，該公司在2020年第三季度對第一臺TWINSCAN NXT：2050i 進行了質(zhì)量認證，并于第四季度初發(fā)貨。NXT：2050i是基于NXT平臺的新版本，其中包括掩模版工作臺，晶圓工作臺，投影物鏡和曝光激光器的技術(shù)改進。由于這些創(chuàng)新，該系統(tǒng)提供了比其前身更好的套刻精度控制，并具有更高的生產(chǎn)率。

EUV光刻機方面，絕大部分TWINSCAN NXE:3400B 系統(tǒng)在客戶處同時進行了生產(chǎn)率模組的升級。ASML公布了TWINSCAN NXE：3600D的最終規(guī)格，這是 EUV 路線圖上的新機型，具有30 mJ / cm2 的曝光速度，每小時可曝光160片晶圓，生產(chǎn)率提高了18%，并改進機器配套準精度至1.1nm，計劃于2021年中期開始發(fā)貨。

細分領(lǐng)域市場格局與中國力量

下面看一下WFE市場的幾大細分領(lǐng)域的市場格局。

光刻機方面，主要生產(chǎn)廠商包括 ASML（荷蘭）、尼康（日本）、佳能（日本）和上海微電子（SMEE，中國）。ASML于2001年推出了TWINSCAN系列步進掃描光刻機，采用雙工件臺系統(tǒng)架構(gòu)，可以有效提高設(shè)備產(chǎn)出率，已成為應用最廣泛的高端光刻機。

上海微電子研制的90nm高端步進掃描投影光刻機已完成整機集成測試，并在客戶生產(chǎn)線上進行了工藝試驗。在中國市場，上海微電子是國內(nèi)唯一能夠做集成電路光刻機的企業(yè)，在該公司已經(jīng)量產(chǎn)的光刻機中，性能最好的是SSA600/200，能夠達到90nm的制程工藝，而ASML生產(chǎn)的N+1光刻機采用了先進制程，能夠達到7nm。因此，國內(nèi)晶圓廠所需要的高端光刻機完全依賴進口。此外，從光刻機工作臺、涂布顯影、去膠/清洗等其他光刻設(shè)備來看，我國在研企業(yè)還有華卓精科、芯源微，以及屹唐半導體等。

刻蝕機方面，Lam Research、TEL、應用材料都實現(xiàn)了硅刻蝕、介質(zhì)刻蝕、金屬刻蝕的全覆蓋，占據(jù)了全球干法刻蝕機市場80%以上的份額。

在中國市場，介質(zhì)刻蝕機是我國最具優(yōu)勢的半導體設(shè)備，目前，我國主流設(shè)備中，去膠設(shè)備、刻蝕設(shè)備、熱處理設(shè)備、清洗設(shè)備等的國產(chǎn)化率均已經(jīng)達到20%以上。而這其中市場規(guī)模最大的就是刻蝕設(shè)備，代表廠商為中微公司、北方華創(chuàng)，以及屹唐半導體。

中微半導體在介質(zhì)刻蝕領(lǐng)域較強，其產(chǎn)品已在包括臺積電，SK海力士、中芯國際等廠商的20多條生產(chǎn)線上實現(xiàn)了量產(chǎn)。該公司5nm等離子體蝕刻機已通過臺積電驗證，已用于全球首條5nm工藝生產(chǎn)線。中微半導體還切入了TSV硅通孔刻蝕和金屬硬掩膜刻蝕領(lǐng)域。

北方華創(chuàng)在硅刻蝕和金屬刻蝕領(lǐng)域較強，其55nm/65nm硅刻蝕機已成為中芯國際主力設(shè)備，該公司的28nm硅刻蝕機也已進入產(chǎn)業(yè)化階段，14nm硅刻蝕機正在產(chǎn)線驗證中，金屬硬掩膜刻蝕機則攻破了28nm-14nm制程。

物理薄膜沉積（PVD）方面，應用材料一家獨大，占全球市場份額的80%以上?；瘜W沉積（CVD）方面，應用材料、Lam Research、TEL三家占全球市場份額的70%以上。

中國設(shè)備廠商中，北方華創(chuàng)的薄膜沉積設(shè)備產(chǎn)品種類最多，其28nm硬掩膜PVD已實現(xiàn)量產(chǎn)，銅互連PVD、14nm硬掩膜PVD、Al PVD、LPCVD、ALD（原子沉積）設(shè)備已進入產(chǎn)線驗證階段。2020年4月，北方華創(chuàng)宣布，其THEORISSN302D型12英寸氮化硅沉積設(shè)備進入國內(nèi)集成電路制造龍頭企業(yè)。 該設(shè)備的交付，意味著國產(chǎn)立式LPCVD設(shè)備在先進集成電路制造領(lǐng)域的應用拓展上實現(xiàn)重大進展。

另外，中微半導體的MOCVD在國內(nèi)已實現(xiàn)國產(chǎn)替代。沈陽拓荊65nm的PECVD已實現(xiàn)量產(chǎn)。

離子注入方面，廠商主要有應用材料和Axcelis。中國生產(chǎn)線上使用的離子注入機多數(shù)依賴進口。

在國內(nèi)，北京中科信、中電科48 所、上海凱世通等也能提供少量產(chǎn)品。其中，中科信公司已具備不同種類（低能大束流、中束流和高能）離子注入機上線機型的量產(chǎn)能力。

清洗設(shè)備方面，目前槽式圓片清洗機在整個清洗流程中約占20%的份額，市場已逐漸被單圓片清洗機取代。槽式圓片清洗機主要廠商有迪恩士、TEL和JET，三家約占全球75%以上的市場份額。

單圓片清洗設(shè)機主要廠商有日本的迪恩士、TEL和美國Lam Research，三家約占全球70%以上的市場份額。

在中國的單圓片濕法設(shè)備廠商中，盛美半導體獨家開發(fā)的空間交變相位移（SAPS）兆聲波清洗設(shè)備和時序氣穴振蕩控制（TEBO）兆聲波清洗設(shè)備已經(jīng)成功進入韓國及中國的集成電路生產(chǎn)線。北方華創(chuàng)的清洗設(shè)備也已成功進入中芯國際生產(chǎn)線。

據(jù)中國國際招標網(wǎng)統(tǒng)計，在長江存儲、華虹無錫、上海華力二期項目累計采購的200多臺清洗設(shè)備中，按中標數(shù)量對供應商排序，依次是迪恩士、盛美股份、Lam Research、TEL以及北方華創(chuàng)，所占份額依次是48%、20.5%、20%、6%和1%。

拋光機（CMP）方面，主要生產(chǎn)商是應用材料，以及日本的Ebara，其中應用材料約占全球CMP設(shè)備市場60%的份額，Ebara約占20%的份額。

在中國，CMP設(shè)備的主要研發(fā)單位包括天津華海清科和中電科45所，其中，華海清科的拋光機已在中芯國際生產(chǎn)線上試用。

結(jié)語

綜上可見，在半導體設(shè)備領(lǐng)域，全球排名前三的應用材料、ASML和TEL擁有很高的市占率和極強的話語權(quán)，而相對來看，中國本土排名靠前的廠商在絕對營收額及市占率方面還有較大差距。例如，中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計的一份數(shù)據(jù)顯示，2019年中國半導體設(shè)備制造商銷售收入排列首位的是浙江晶盛機電，其2019年半導體設(shè)備銷售收入為28.86億元人民幣，排在第二位的是北方華創(chuàng)，銷售收入為28.42億元。對標全球半導體設(shè)備頭部企業(yè)的銷售收入來看，我國半導體設(shè)備企業(yè)規(guī)模仍處于較低水平，行業(yè)設(shè)備需求多依賴于國際品牌，本土設(shè)備還有很大的發(fā)展空間。
責任編輯:tzh