一、半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)定位及概述
按生產(chǎn)流程分類,半導(dǎo)體設(shè)備可以分為硅片制造設(shè)備,晶圓制造設(shè)備和晶圓封測設(shè)備。硅片制造設(shè)備主要有單晶爐、拋光機、切片機、研磨機、清洗機。晶圓制造設(shè)備主要有沉積設(shè)備、涂膠機、曝光機、光刻機、刻蝕機、去膠機、清洗機、ALD設(shè)備、CVD設(shè)備、PVD設(shè)備。晶圓封測設(shè)備主要分為封裝設(shè)備和檢測設(shè)備。
主要半導(dǎo)體設(shè)備分類示意圖
資料來源:公開資料整理
二、半導(dǎo)體設(shè)備政策背景
設(shè)備自給率過低及中美貿(mào)易摩擦下動蕩的國際環(huán)境促使集成電路設(shè)備等高端制造領(lǐng)域加速自主可控與國產(chǎn)替代進程。我國相繼推出一系列產(chǎn)業(yè)支持政策,加速半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化。根據(jù)《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》,到2030年集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達到國際先進水平,一批企業(yè)進入國際第一梯隊,實現(xiàn)跨越發(fā)展。整體來看,我國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)迎來了前所未有的政策契機。
近年來半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化相關(guān)政策
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三、半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)定位簡析
1、半導(dǎo)體設(shè)備
半導(dǎo)體專用設(shè)備泛指用于生產(chǎn)各類半導(dǎo)體產(chǎn)品所需的生產(chǎn)設(shè)備,屬于半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的支撐環(huán)節(jié),在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中的地位至關(guān)重要,摩爾定律推動微處理器的芯片面積持續(xù)縮減,對半導(dǎo)體設(shè)備的技術(shù)要求也隨之提高。半導(dǎo)體專用設(shè)備是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)先導(dǎo)者,芯片設(shè)計、晶圓制造和封裝測試等需在設(shè)備技術(shù)允許的范圍內(nèi)設(shè)計和制造,設(shè)備的技術(shù)進步又反過來推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)定位示意圖
資料來源:公開資料整理
2、需求:集成電路
我國集成電路發(fā)展較晚,高技術(shù)壁壘背景下,國產(chǎn)企業(yè)短期內(nèi)仍無法完全突破。數(shù)據(jù)顯示,2021年中國集成電路產(chǎn)量達3594.3億塊,加上凈進口量,表面國內(nèi)集成電路需求量近6800億塊。作為全球最大的半導(dǎo)體需求國之一,產(chǎn)業(yè)利潤主要集中在中游晶圓制造和芯片設(shè)計等,國產(chǎn)受限于技術(shù)及設(shè)備差距,產(chǎn)業(yè)仍主要集中封裝測試等領(lǐng)域,利潤水平較低,國產(chǎn)化勢在必行
2012-2021年中國集成電路產(chǎn)量及增長率
資料來源:國家統(tǒng)計局,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理
3、需求:汽車電子
隨著國內(nèi)新能源汽車滲透率持續(xù)增長,電動車相較油車整體汽車電子需求持續(xù)增長,將帶動汽車電子迎來新一輪爆發(fā)。數(shù)據(jù)顯示,2021年中國汽車電子市場規(guī)模達1104億元,同比2020年7.3%,目前電動車在車載顯示、智能駕駛領(lǐng)域仍存在較大技術(shù)限制,如HUD面臨的投影效果受光線影響較大,自動駕駛在轉(zhuǎn)向領(lǐng)域仍為突破機械操縱等,預(yù)計隨著汽車領(lǐng)域持續(xù)智能化、電動化推進,汽車電子市場規(guī)模將持續(xù)擴張。
2017-2021年中國汽車電子市場規(guī)模及增長率
資料來源:公開資料整理
四、全球半導(dǎo)體設(shè)備規(guī)模
1、市場規(guī)模
就全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模變動而言,隨著下游消費電子需求回暖,疊加汽車電子產(chǎn)業(yè)快速擴張,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)景氣度高漲帶動半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模持續(xù)擴張,數(shù)據(jù)顯示,2021年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模達1026.4億美元,同比2020年增長44%以上,經(jīng)歷了2019年產(chǎn)業(yè)的整體萎縮,產(chǎn)業(yè)回彈規(guī)模更快。就趨勢而言,目前汽車電子仍有較大發(fā)展空間,整體消費電子在東南亞等地滲透率有提升空間,半導(dǎo)體設(shè)備規(guī)模將保持?jǐn)U張趨勢。
2015-2021年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模及增長率
資料來源:SEMI,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理
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2、市場結(jié)構(gòu)
細(xì)分產(chǎn)品類型而言,晶圓制造設(shè)備種類眾多且技術(shù)壁壘深厚,如光刻機等產(chǎn)品價格極高,是半導(dǎo)體設(shè)備的主要組成部分,相較2020年結(jié)構(gòu)(晶圓制造設(shè)備占比84%、封裝和測試分別占比9%和6%),封裝設(shè)備因銷售額同比增長87%左右,遠高于晶圓設(shè)備增速(44%)和測試設(shè)備(30%),占比提升至12%左右。
2021年全球半導(dǎo)體設(shè)備細(xì)分類型結(jié)構(gòu)占比
資料來源:SEMI,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理
3、區(qū)域分布
就全球半導(dǎo)體區(qū)域分布而言,我國大陸再次成為全球最大的半導(dǎo)體銷售區(qū)域,2021年銷售額達29.62億元,同比2020年增長58%,但仍主要集中在封裝和測試設(shè)備,晶圓設(shè)備仍有較大滲透空間。韓國和中國臺灣銷售額分別為249.8億美元和249.4億美元,差距較小,中國大陸、韓國和中國臺灣占比全球總銷售額77.5%。
2021年全球半導(dǎo)體設(shè)備主要國家銷售額分布
資料來源:SEMI,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理
五、中國半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
1、市場規(guī)模
就中國半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模變動而言,政策持續(xù)推動疊加芯片國產(chǎn)化需求越加明顯,半導(dǎo)體設(shè)備作為影響芯片的關(guān)鍵技術(shù)組成,整體市場規(guī)模持續(xù)擴張。數(shù)據(jù)顯示,2021年中國半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模達296.4億美元,同比2020年增長58%左右。目前國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)相較國際先進水平仍有差距,除開產(chǎn)品技術(shù)工藝外,設(shè)備差距更是限制半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵,如ASML光刻機被“現(xiàn)代工藝之花”,國產(chǎn)設(shè)備差距極大,隨著國內(nèi)政策持續(xù)鼓勵,我國半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化替代空間廣闊。
2015-2021年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模及增長率
資料來源:SEMI,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理
2、國產(chǎn)化進程
雖然目前國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備需求占比全球最高,但國內(nèi)整體國產(chǎn)化水平仍較低。中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,2021年國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額385.5億元,同比2020年增長58.71%,國產(chǎn)設(shè)備整體僅占20%左右。
2021年中國半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化占比情況
資料來源:中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理
就目前國內(nèi)主要半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化率情況而言,刻蝕設(shè)備、薄膜設(shè)備、清洗設(shè)備技術(shù)要求較低,國產(chǎn)突破較早,目前國產(chǎn)化率都在10%以上,但光刻機、涂膠顯影、離子注入、探針臺等仍未來完全量產(chǎn)的產(chǎn)品,目前技術(shù)水平仍停留在研發(fā)及提升技術(shù)方面,這些設(shè)備不僅價值量占比高,且對工藝品質(zhì)影響較大,是實現(xiàn)國產(chǎn)替代的戰(zhàn)術(shù)重心。預(yù)計隨著國內(nèi)半導(dǎo)體國產(chǎn)化政策持續(xù)推進,半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化推進空間巨大。
2020年中國半導(dǎo)體設(shè)備與原材料國產(chǎn)化率
資料來源:公開資料整理
六、競爭格局
從全球半導(dǎo)體設(shè)備競爭格局來看,半導(dǎo)體設(shè)備種類眾多,高端設(shè)備價值較高,營收位列全球半導(dǎo)體設(shè)備廠商前列,目前半導(dǎo)體產(chǎn)線中最具價值量環(huán)節(jié)(光刻機、刻蝕機、薄膜沉積)的三大海外龍頭分別是:阿斯麥、拉姆研究、應(yīng)用材料,形成了穩(wěn)態(tài)競爭格局。數(shù)據(jù)顯示,2021年全球前三半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)分別為應(yīng)用材料、阿斯麥和東京電子,營收分別為241.72億美元、217.75億美元和172.78億美元,其中東京電子主要產(chǎn)品為半導(dǎo)體光刻涂層/顯像,沉積,干蝕刻和清洗相關(guān)設(shè)備。
2021年全球前十五大半導(dǎo)體設(shè)備廠商營收
資料來源:芯智訊,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理
光刻機被稱作“現(xiàn)代工藝之花”,光刻機是光刻工藝的核心設(shè)備,也是所有半導(dǎo)體制造設(shè)備中技術(shù)含量最高的設(shè)備,包含上萬個零部件,集合了數(shù)學(xué)、光學(xué)、流體力學(xué)、高分子物理與化學(xué)、表面物理與化學(xué)、精密儀器、機械、自動化、軟件、圖像識別領(lǐng)域等多項頂尖技術(shù)。全球光刻機市場主要由荷蘭的阿斯麥(ASML)、日本尼康和佳能三家把持,其中ASML更是全球絕對龍頭,幾乎壟斷了高端光刻機(EUV)市場。2021年阿斯麥42臺EUV系統(tǒng)貢獻了63億歐元銷售額。
2018-2021年阿斯麥EUV光刻機出貨量變動
資料來源:ASML公報,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理
七、半導(dǎo)體發(fā)展趨勢
目前大力提高中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備及材料供應(yīng)商的競爭力,對保障中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈安全具有顯著的溢出效益,有助于大大降低美國等出口管制所帶來的風(fēng)險。因此,盡管存在巨大的進入壁壘,中國政府將繼續(xù)重點支持本土的半導(dǎo)體設(shè)備及材料行業(yè),即使在中美關(guān)系緩和以及設(shè)備松綁的預(yù)期下,國產(chǎn)化大趨勢不變。
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