2018年中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈、半導(dǎo)體國產(chǎn)化分析及2019年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢[圖]

    半導(dǎo)體產(chǎn)品種類繁多，不同產(chǎn)品之間設(shè)計和功能不盡相同，制造工藝和流程也存在一定差異。

    半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的下游為半導(dǎo)體終端產(chǎn)品以及其衍生的應(yīng)用、系統(tǒng)等。半導(dǎo)體產(chǎn)品按功能區(qū)分，可以分為集成電路、光電子器件、分立器件和傳感器等四大類。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2018年集成電路、光電子器件、分立器件和傳感器的全球市場規(guī)模分別為3,933億美元、380億美元、241億美元和134億美元，占半導(dǎo)體市場整體規(guī)模的比例分別約為83.9%、8.1%、5.1%和2.9%。全球集成電路和以LED為代表的光電子器件的銷售額合計占所有半導(dǎo)體產(chǎn)品銷售額的90%以上，是半導(dǎo)體產(chǎn)品最重要的組成部分。

2018年全球半導(dǎo)體銷售額的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)占比

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的中游可以分為半導(dǎo)體芯片設(shè)計、芯片制造（圓晶制造、圓晶加工）和封裝測試。半導(dǎo)體芯片的制造工藝相對復(fù)雜，需要的上游設(shè)備多樣，標(biāo)桿產(chǎn)品序涂膠顯影設(shè)備是集成電路制造中光刻環(huán)節(jié)不可或缺的關(guān)鍵處理設(shè)備，主要與光刻機配合進(jìn)行作業(yè)，通過機械手使晶圓在各系統(tǒng)間傳輸和處理，從而完成晶圓的光刻膠涂覆、固化、顯影、堅膜等工藝過程。

    半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的上游由為設(shè)計、制造和封測環(huán)節(jié)提供軟件及知識產(chǎn)權(quán)、半導(dǎo)體設(shè)備、原材料等生產(chǎn)資料的核心產(chǎn)業(yè)組成。其中半導(dǎo)體設(shè)備指半導(dǎo)體產(chǎn)品在制造和封測環(huán)節(jié)所要用到的所有機器設(shè)備，廣義上也包括生產(chǎn)半導(dǎo)體原材料所需的機器設(shè)備。主要有：光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設(shè)備、離子注入機、測試機、分選機、探針臺等。

    半導(dǎo)體制造技術(shù)精細(xì)、工藝復(fù)雜。隨著技術(shù)節(jié)點的縮小，集成電路的生產(chǎn)步驟也越來越多，任何一步的錯誤都可能導(dǎo)致最終產(chǎn)品無法使用。以20nm技術(shù)節(jié)點為例，集成電路產(chǎn)品的硅片制造工藝需要約1000步，若最終產(chǎn)品的合格率需要達(dá)到90%，則每一步的加工合格率都需要達(dá)到99.99%。因此，集成電路制造對設(shè)備的精度和可靠性要求極高。

集成電路產(chǎn)品生產(chǎn)步驟數(shù)量

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    一、半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化

    半導(dǎo)體行業(yè)是現(xiàn)代經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)支撐，其產(chǎn)品被廣泛地應(yīng)用于電子通信、計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)，是絕大多數(shù)電子設(shè)備的核心組成部分。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，中國已成為了全球最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)市場，各大半導(dǎo)體制造商紛紛投資建廠，對半導(dǎo)體設(shè)備的需求隨之增加。測算，到2020年，全球新增半導(dǎo)體設(shè)備的市場空間將達(dá)到750.4億美元（約5100億元人民幣），其中中國大陸市場空間將達(dá)到1186.5億美元（約11250億元人民幣），占全球市場的四分之一。

2015-2020年全球各地區(qū)半導(dǎo)體設(shè)備市場空間（單位：十億美元）

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    二、集成電路設(shè)備市場

    集成電路制造行業(yè)向中國大陸轉(zhuǎn)移的趨勢已十分明顯，諸多外資、臺資企業(yè)均計劃在中國大陸新建，但目前集成電路設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)則主要集中于歐美、日本、韓國和臺灣等國家和地區(qū)。其中起步較早的國際領(lǐng)先企業(yè)包括美國應(yīng)用材料（AMAT）、泛林半導(dǎo)體（LamResearch）、科磊（KLA-Tencor），荷蘭阿斯麥（ASML），日本東京電子（TokyoElectron）等。

    在細(xì)分領(lǐng)域，尤其是前段晶圓制造設(shè)備領(lǐng)域中，龍頭集中的則更加明顯。集成電路設(shè)備自給率較低，進(jìn)口替代空間廣闊。

    2018年半導(dǎo)體設(shè)備在中國大陸的銷售額估計為128億美元，同比增長56%，約占全球半導(dǎo)體設(shè)備市場的21%，已成為僅次于韓國的全球第二大半導(dǎo)體設(shè)備需求市場。但是從供給端來看，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2018年國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額預(yù)計為109億元，自給率約為13%。

2013-2018年中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷售額

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    中國電子專用設(shè)備數(shù)據(jù)包括集成電路、LED、面板、光伏等設(shè)備。實際上，我國LED、光伏等泛半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化率較高，而集成電路設(shè)備國產(chǎn)化率更低。

    對應(yīng)巨大的需求缺口，中國半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)口依賴的問題突出，不斷擴大的中國半導(dǎo)體市場規(guī)模嚴(yán)重依賴于進(jìn)口，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自給率過低，進(jìn)口替代的空間巨大。

國內(nèi)主要半導(dǎo)體設(shè)備制造商及產(chǎn)品種類

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    涂膠顯影設(shè)備包括涂膠機、噴膠機和顯影機。涂膠/顯影機作為光刻機的輸入（曝光前光刻膠涂覆）和輸出（曝光后圖形的顯影），主要通過機械手使晶圓在各系統(tǒng)之間傳輸和處理，從而完成晶圓的光刻膠涂覆、固化、顯影、堅膜等工藝過程，其不僅直接影響到光刻工序細(xì)微曝光圖案的形成，顯影工藝的圖形質(zhì)量對后續(xù)蝕刻和離子注入等工藝中圖形轉(zhuǎn)移的結(jié)果也有著深刻的影響，是集成電路制造過程中不可或缺的關(guān)鍵處理設(shè)備。公司生產(chǎn)的涂膠/顯影機可與光刻機設(shè)備聯(lián)機作業(yè)或者獨立作業(yè)，工藝范圍涵蓋LED芯片制造、集成電路制造后道先進(jìn)封裝制程以及前道的PI、Barc、SOC、SOD、I-line、KrF、ArF等制程工藝。

    噴膠機是一種能夠覆蓋不規(guī)則表面晶圓的光刻膠涂覆設(shè)備，可以有效、均勻地涂覆帶有溝槽圖形的晶片表面。該設(shè)備主要應(yīng)用于厚膠膜的涂覆工藝。獨特的噴涂工藝可以處理特殊形狀（如長方形、菱形等）的襯底，針對某些輕薄易碎的襯底，噴膠機在處理時也有其優(yōu)勢，可以保證襯底完整不碎裂。

    清洗機是將晶圓表面上產(chǎn)生的顆粒、有機物、自然氧化層、金屬雜質(zhì)等污染物去除，以獲得所需潔凈表面的工藝設(shè)備。從工藝應(yīng)用上來說，清洗機目前已廣泛應(yīng)用于集成電路制造工藝中的成膜前/成膜后清洗、等離子刻蝕后清洗、離子注入后清洗、化學(xué)機械拋光后的清洗和金屬沉積后清洗等各個環(huán)節(jié)。

清洗機原理示意圖

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    去膠機用于曝光后清除光刻膠。在半導(dǎo)體制造工藝中，光刻膠只是起到圖形轉(zhuǎn)移的媒介作用，因此在完成圖形轉(zhuǎn)移后，需要將光刻膠完全去除，以避免殘留的光刻膠影響后續(xù)工藝質(zhì)量。

去膠機原理示意圖

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    濕法刻蝕主要是利用溶液與預(yù)刻蝕材料之間的化學(xué)反應(yīng)來去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分而達(dá)到刻蝕目的。芯源微生產(chǎn)的單片式濕法刻蝕機，主要應(yīng)用于前道晶圓加工環(huán)節(jié)中干法刻蝕后殘留物的去除，以及后道先進(jìn)封裝環(huán)節(jié)微米級以上（大于3um）圖形的轉(zhuǎn)移。

濕法刻蝕原理示意圖

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    2019年第二季度，全球半導(dǎo)體銷售額為982億美元，同比下降16.8%，2019年上半年全球半導(dǎo)體市場銷售額同比下降14.5%;預(yù)測2019年全年，全球半導(dǎo)體銷售額將下滑13.3%。

    預(yù)測，2019年全球半導(dǎo)體收入為4290億美元，同比2018年的4750億美元下滑9.6%。

2012-2020年全球半導(dǎo)體行業(yè)市場銷售額及增速

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    2019年，全球半導(dǎo)體需求市場將出現(xiàn)下滑，其中，美國地區(qū)將下滑27.3%，歐洲地區(qū)下滑6.1%，日本地區(qū)下滑9.7%，亞太地區(qū)(除日本)將下滑9.8%。

2018-2019年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模區(qū)域分布及預(yù)測

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國半導(dǎo)體封裝材料行業(yè)市場供需規(guī)模及發(fā)展趨勢分析報告》