2018年全球及中國半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀本土企業(yè)進(jìn)口替代空間分析[圖]

半導(dǎo)體設(shè)備曹伍斌 2019-10-21 05:50 來源：智研咨詢

2018年全球半導(dǎo)體銷售額高達(dá)4688億美元，其中集成電路銷售額3933億美元，占比84%。集成電路是半導(dǎo)體最主要、技術(shù)難度最高的產(chǎn)品。

2018年全球半導(dǎo)體產(chǎn)品構(gòu)成

資料來源：智研咨詢整理

2018年中國集成電路產(chǎn)業(yè)自制率僅為24%，從進(jìn)出口來看，2018年我國集成電路進(jìn)口3121億美元，出口846億美元，貿(mào)易逆差高達(dá)2275億美元。近年來，我國集成電路進(jìn)口金額超過原油、汽車整車和汽車零部件。由于集成電路巨大的缺口以及貿(mào)易逆差，我國發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的需求非常迫切，半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)迎來機(jī)遇。

半導(dǎo)體領(lǐng)域中，集成電路運用最廣泛、占比最高、技術(shù)難度最大。本文將主要圍繞集成電路制造工藝和相關(guān)設(shè)備展開。

半導(dǎo)體設(shè)備主要運用于集成電路的制造和封測兩個流程，分為晶圓加工設(shè)備、檢測設(shè)備和封裝設(shè)備，以晶圓加工設(shè)備為主。檢測設(shè)備在晶圓加工環(huán)節(jié)（前道檢測）和封測環(huán)節(jié)（后道檢測）均有使用。

晶圓加工流程包括氧化、光刻和刻蝕、離子注入和退火、氣相沉積和電鍍、化學(xué)機(jī)械研磨、晶圓檢測。所用設(shè)備包括氧化/擴(kuò)散爐、光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)、薄膜沉積設(shè)備（PVD和CVD）、檢測設(shè)備等。

芯片制造工藝

步驟	主要功能
晶圓表面絕緣：氧化	芯片制造的第一步是對晶圓表面進(jìn)行氧化，形成一層絕緣層，一是可做后期工藝的輔助層，二是協(xié)助隔離電學(xué)器件，防止短路。
設(shè)計圖形轉(zhuǎn)移：光刻和刻蝕	把氧化后的晶圓表面旋涂一層光刻膠，隨后對其進(jìn)行曝光，再通過顯影把電路圖形顯現(xiàn)出來，光刻層數(shù)多達(dá)幾十層，每一層之間的校準(zhǔn)必須非常明確，接下來進(jìn)行刻蝕，用化學(xué)腐蝕反應(yīng)的方式，或用等離子體轟擊晶圓表面的方式，光刻膠覆蓋的位置被保護(hù)，沒有被覆蓋的位置被刻蝕，形成凹陷，實現(xiàn)電路圖形的轉(zhuǎn)移。
離子注入、退火：激活晶體電性	離子注入就是把雜質(zhì)離子轟進(jìn)半導(dǎo)體晶格中，使得晶格中的原子排列混亂或者成為非晶區(qū)，退火是將離子注入后的半導(dǎo)體放在一定溫度下進(jìn)行加熱，恢復(fù)晶體的結(jié)構(gòu)消除缺陷，從而激活半導(dǎo)體材料的不同電學(xué)性能。
形成金屬連線或絕緣層：氣相沉積、電鍍	物理氣相沉積用于形成各種金屬層，連通不同的器件和電路，以便進(jìn)行邏輯和模擬計算；化學(xué)氣相沉積用于形成不同金屬層之間的絕緣層。電鍍則專用于生長銅連線金屬層。
結(jié)構(gòu)層表面平整：化學(xué)機(jī)械研磨	每個結(jié)構(gòu)層完成后用化學(xué)腐蝕和機(jī)械研磨相結(jié)合的方式對晶圓表面進(jìn)行磨拋，實現(xiàn)表面平坦化。
后期處理	最后，晶圓再經(jīng)過背面減短、切片、封裝、檢測，一個完整的芯片產(chǎn)品制備完成。
重復(fù)流程	芯片制造的主要步驟需要循環(huán)反復(fù)幾十次甚至上百次。

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回顧歷史，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)歷過由美國向日本、向韓國和中國臺灣地區(qū)幾輪轉(zhuǎn)移，未來幾年預(yù)計將大面積向大陸轉(zhuǎn)移。

根據(jù)專家統(tǒng)計，大陸未來幾年將建成26座晶圓廠，大陸集成電路設(shè)備將迎來需求爆發(fā)增長期，國產(chǎn)設(shè)備企業(yè)有機(jī)會把握本輪投資高峰期，提升市場影響力。

晶圓廠投資總金額中，設(shè)備投資占比70%-80%，基建和潔凈室投資占比20%-30%。我們統(tǒng)計了目前在建的8寸和12寸晶圓廠，總投資金額超過900億美元，按照70%的比例測算，累計的相關(guān)設(shè)備投資超過630億美元。

我國集成電路產(chǎn)業(yè)相對落后的局面早已受到國家的高度關(guān)注，近些年國家出臺一系列政策支持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。這些政策通過集中研發(fā)、政府補(bǔ)助、稅收優(yōu)惠、培養(yǎng)人才、股權(quán)投資等多方面支持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2018年之后，受中美貿(mào)易沖突事件的刺激，我國發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)之心更加堅決。在政策扶持下，我國集成電路無論是代工廠和存儲器的建設(shè)力度將會加強(qiáng)，帶來設(shè)備需求。

政策大力支持我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展

時間	政策	相關(guān)內(nèi)容
2014年	《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》	到2020年，集成電路全行業(yè)銷售收入年均增速超過20%，16/14nm制造工藝實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)，并設(shè)立國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(簡稱大基金)。
2015年	《中國制造2025》	將集成電路及專用裝備作為“新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)”納入大力推動突破發(fā)展的重點領(lǐng)域。提出要形成關(guān)鍵制造裝備供貨能力。
2016年	《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知》	啟動集成電路重大生產(chǎn)力布局規(guī)劃工程，加快先進(jìn)制造工藝、存儲器、特色工藝等生產(chǎn)線建設(shè)。
2018年	《關(guān)于集成電路生產(chǎn)企業(yè)有關(guān)企業(yè)所得稅政策問題的通知》	分別給予2018年1月1日后投資新設(shè)的集成電路線寬小于130nm、小于65nm或投資額超過150億元的企業(yè)減免企業(yè)所得稅。

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2018年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場達(dá)到645.5億美元，同比增長14%。專家預(yù)計2019年全球市場有所調(diào)整，2020年將重回增長。

全球半導(dǎo)體設(shè)備市場（億美元）

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2018年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模區(qū)域分布（億美元）

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半導(dǎo)體設(shè)備分為晶圓加工設(shè)備、檢測設(shè)備、封裝設(shè)備和其他設(shè)備。專家預(yù)計，2019年全球晶圓加工設(shè)備、檢測設(shè)備和封裝設(shè)備市場規(guī)模分別為422億美元、47億美元和31億美元。晶圓加工設(shè)備是主要設(shè)備，占全部設(shè)備比重約80%。晶圓加工設(shè)備中，光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備（PVD和CVD）技術(shù)難度最高，三者占比分別為30%、25%、25%。預(yù)計2019年全球光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備市場規(guī)模分別為127億美元、106億美元和106億美元。

2019年全球半導(dǎo)體設(shè)備預(yù)計構(gòu)成情況

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2018年全球半導(dǎo)體設(shè)備榜單前五名包括應(yīng)用材料、東京電子、拉姆研究、ASML和科磊半導(dǎo)體。除ASML外，各家公司產(chǎn)品線均比較豐富，且前三名企業(yè)營收均超過一百億美元。

半導(dǎo)體設(shè)備高門檻導(dǎo)致競爭格局高度集中。目前全球半導(dǎo)體設(shè)備市場主要被美國、日本、荷蘭企業(yè)所壟斷。2018年行業(yè)CR5占比75%，CR10占比91%，全球半導(dǎo)體設(shè)備競爭格局呈現(xiàn)高度集中狀態(tài)。

2018年全球半導(dǎo)體設(shè)備十強(qiáng)

排名	企業(yè)	主要產(chǎn)品領(lǐng)域	國別	2018年營收(億美元)
1	應(yīng)用材料	沉積、刻蝕、離子注入機(jī)等	美國	128.74
2	東京電子	沉積、刻蝕、勻膠顯影設(shè)備等	日本	116.39
3	拉姆研究	刻蝕、沉積、清洗等	美國	108.71
4	阿斯麥	光刻設(shè)備	荷蘭	99.11
5	科磊	硅片檢測，測量設(shè)備	美國	33.20
6	愛德萬	檢測設(shè)備	日本	25.39
7	迪恩士	刻蝕、清洗設(shè)備	日本	22.39
8	先進(jìn)太平洋科技	封裝和SMT設(shè)備	新加坡	22.06
9	泰瑞達(dá)	檢測設(shè)備	美國	14.92
10	日立高新	沉積、刻蝕、檢測、封裝貼片設(shè)備等	日本	13.35

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2018年我國半導(dǎo)體設(shè)備十強(qiáng)單位完成銷售收入94.97億元，同比增長24.6%。目前，我國半導(dǎo)體設(shè)備最大的公司收入與海外巨頭差別較大。

2018年國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備公司營收和毛利率對比

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2018年，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)自制率僅為15%，國產(chǎn)設(shè)備自制率還有較大提升空間。我國計劃到“十三五”末期，國產(chǎn)集成電路設(shè)備在國內(nèi)芯片制造廠的替代率至少達(dá)到30%，全球半導(dǎo)體產(chǎn)能大轉(zhuǎn)移為國內(nèi)集成電路設(shè)備企業(yè)帶來重要歷史機(jī)遇。

2011-2018年我國半導(dǎo)體設(shè)備自制率