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中国崛起的半导体设备(上)

主要结论和投资建议

回顾中国改革开放40多年来,中国制造业的崛起离不开上游装备制造业的本土化。在此过程中,外国技术永远不会轻易放弃那些标志着生产能力制高点的设备技术。没有优秀的设备和设备,就像没有镰刀砍柴一样,发展和制造效率将不可避免地降低。中国半导体核心设备的缺乏已成为制约该行业发展的核心因素之一。

目前,主要半导体领域的核心设备仍被国外制造商垄断。国内设备制造商在单晶炉,蚀刻,沉积,切割和薄化方面已逐步取得突破。链接依赖国外进口。因此,半导体设备的本地化是振兴中国半导体产业的起点。

中国有一个巨大的市场。未来,中国将建设大量新的晶圆厂和生产线,这将刺激国内市场对近1000亿台国产设备的需求。在巨大的市场需求的帮助下,加上工程师的奖金和政策资金的支持,中国的半导体设备行业必将崛起。

技术进步促进设备投资

半导体设备是半导体产业进步的核心引擎

作为半导体工业的引擎,半导体设备是半导体技术迭代的基石。大型制造业的发展需要工业设备以及半导体工业的发展。遵循摩尔定律的旋律在大约18个月内使晶体管集成度翻了一番。半导体工艺已经从1970年代的3-10微米发展到1980年代的最先进的7纳米工艺,并且设备的进步也起着至关重要的基石作用。

集成电路制造工艺复杂,所需设备广泛,设备精度高。集成电路是通过将EDA软件上的电路图设计为掩模,然后经过许多复杂的过程(例如,构造块)在硅晶片上逐层形成裸芯片,然后进行封装测试和制造而产生的。成为成品。整个制造过程涉及大约300-400个过程,而上游产业链,例如半导体材料,设备和清洁工程,则为重要支持。

在新一轮技术创新的推动下,半导体设备行业迎来加速增长

自2000年以来全球设备市场的发展趋势回顾:

PC计算机网络时代(2000-2009年):世界顶级芯片制造能力为100〜38nm,半导体加工设备行业的市场规模平均为20至300亿美元/年。

智能手机移动互联网时代(2010-2017):世界顶级芯片制造能力为32〜16nm,半导体工艺设备行业的市场规模平均已升至35〜400亿美元/年。

5G,人工智能和物联网时代已经来临(2018-2025):世界顶级芯片处理能力达到5-10nm,半导体工艺设备的市场规模预计将增加到60到65数量级十亿美元/年及以上。

Semi预计,2019-2021年设备市场的销售规模将达到5776亿美元,668亿美元。随着5G的推广,半导体设备产业规模将达到历史新高,中国半导体设备销售市场将快速增长。

几代的工艺升级催生了下一代半导体工艺设备,增加了投资规模

先进工艺对设备的需求正在增加。半导体技术过程随着摩尔定律的发展而发展。对于每个新一代工艺,都需要新一代和更先进的工艺设备。以台积电为例,每个节点的投资额正在快速增长,其中16nm工艺的10,000片/月产能投资为15亿美元,7nm工艺的10,000片/月产能投资估计为30亿美元, 10,000件/月5nm工艺的生产能力投资估计为50亿美元,而3nm估计为100亿美元。

在分割和分段半导体设备上的投资,在光刻,沉积,蚀刻和清洗方面的投资相对较高

根据SEMI的历史数据,就产业链的上下游而言,晶圆制造和加工设备的投资最大,占设备总投资的81%。包装和测试过程中的设备投资约占设备总投资的15%,而晶圆制造和加工设备是半导体行业固定资产的核心。

晶圆制造设备的投资主要分为六类:光刻机,蚀刻机,薄膜设备,扩散/离子注入设备,湿设备和工艺检查。其中,光刻,蚀刻和薄膜沉积设备占比较高,光刻机约占设备总销售额的30%,蚀刻约占20%,薄膜沉积设备约占25%(PVD为15%,CVD 10%)。

全球半导体设备寡头垄断

半导体设备产业链概述

全球半导体设备市场高度集中,主要设备领导者CR4达到57%

主要核心设备领域仍由海外制造商主导。 2018年,全球半导体设备制造商CR4达到57%,CR10达到78%,市场集中度相对较高。国内设备制造商在单晶炉,蚀刻,沉积,划片,薄化等环节上已取得逐步突破。许多中高端产业链环节都依赖国外进口。

细分环节的核心设备由海外公司垄断

光刻机市场规模约为160亿美元,三个领先的市场份额为95%

国外EUV光刻机的领导者是ASML,尼康,佳能等。ASML是能够实现以前的5nm光刻的领导者。上海微电子是国内顶尖的光刻机制造商。该公司的封装光刻机在国内的市场份额为80%,在全球范围内为40%。光刻机可实现90nm工艺,并有望扩展至65nm和45nm。科技专项和02专项任务。

蚀刻设备市场规模约为115亿美元,排名前三的海外供应商拥有94%的市场份额

半导体制造中有两种基本蚀刻工艺:湿蚀刻和干蚀刻。当前,世界上主流的蚀刻工艺是干蚀刻。

在湿蚀刻中,液体化学试剂从硅晶片的表面化学去除材料。湿法蚀刻通常仅用于较大的尺寸(大于3微米)。干蚀刻是将硅晶片的表面暴露于气态产生的等离子体,并且等离子体穿过在光致抗蚀剂中打开的窗口以与硅晶片发生物理或化学反应,从而去除暴露的表面材料。

蚀刻还可以根据被蚀刻的材料的类型来分类,主要分为三种类型:金属蚀刻,电介质蚀刻和硅蚀刻,其中电介质蚀刻和硅蚀刻是主流。

目前,全球主要的硅基蚀刻供应商是Lam(Fanlin Group)和AMAT(Applied Materials),它们的市场份额均为97%。电介质蚀刻的主要制造商是TEL(东京电子)和Lam(Fanlin集团)。拥有97%的市场份额。中国微半导体是唯一进入台积电7纳米工艺的中国设备供应商。华北北部的8英寸等离子蚀刻机进入中芯国际。用于包装工艺的蚀刻机基本上已经国产,本地化率接近90%。

薄膜设备(气象沉积)市场规模约为145美元

主要的CVD制造商是日立,林(Fanlin集团),TEL(东京电子),AMAT(应用材料)等,占据了70%以上的市场。 PVD在AMAT(应用材料),Evatec和Ulvac的市场份额为90%;

国内制造商北方华创在28nm PVD设备上取得突破,国内PVD包装设备的市场份额接近70%。 CVD中的MOCVD目前是中国和中国微半导体的重要突破,目前的生产率为20%。

开发设备:全球核心供应商是TEL(东京电子)。目前,沉阳的国内核心货源有低端产品。

离子注入机:AMAT(应用材料)占据大约70%的市场,Axcelis Technologies占据18%的市场,前三个占有97%的市场。目前,只有Kasto和Zhongkexin拥有离子注入机的研发和生产能力。 2017年,Kasto已售出15台太阳能离子注入机。

清洁设备:主要设备制造商SCREEN,东京电子和LAM占总数的88%。目前,国内SAP的SAPS产品已进入一流的半导体制造商的生产线。华北华创集成的Akrion提供单芯片清洗和储罐清洗设备,已进入中芯国际生产线。志纯科技已获得湿式清洁设备的批量订单,在未来五年内将收到200多个订单。

CMP(化学机械抛光):AMAT(应用材料)拥有70%的市场份额,Ebara拥有26%的市场份额

热处理:主要制造商包括AMAT(应用材料),日立国际电气,TEL(东京电子)

排胶设备:主要制造商包括PSK,Lam,日立高科技,益堂半导体;

切丁/稀释机:日本DISCO绝对垄断;

测量设备:主要包括自动检测设备(ATE),分选机,探针台等。

对于前端测试设备,排名前三的制造商KLA的市场份额为50%,应用材料的市场份额为12%,日立高科技的市场份额为10%,三者的累计市场份额为72。 %;

后端测试设备制造商,包括美国的Teradyne和日本的Advan,占全球份额的64%。

分拣机制造商,其中包括Colin,Advan,Epson等市场份额高达70%;探测台基本上由Tokyo Precision,Tokyo Electronics,SEMES垄断。

国内制造商的长川技术测试设备主要在低端市场,主要在数模混合测试仪和功率测试仪上。其他包括上海瑞丽,中科飞行测试,上海精密测试半导体等。

半导体设备本地化是振兴中国半导体产业的起点

回顾中国改革开放40余年,中国制造业的崛起与装备制造业的本土化密不可分。外国技术不会在生产能力的制高点上轻易地放弃打标技术和设备技术。没有优秀的设备,设备就像没有镰刀的柴火。开发和生产效率将不可避免地大大降低。因此,半导体设备的本地化是振兴中国半导体产业的起点。

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作者:yupvip 分类:文库 浏览:61 评论:0