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【节选】半导体设备下半年策略:国产集成电路工艺设备全线出击

杨绍辉 陈祥 陶波 半导体设备与材料 2023-03-26

1、刻蚀、清洗、CMP、退火设备、去胶设备等的国产化趋势较好,而CVD、量测、离子注入机、光刻机、涂胶显影设备的国产化率低,几乎100%依赖于进口品牌;

2、行业景气度持续向好,已完成工艺验证的设备将加速进口替代,下游本土客户采购国产设备的意愿显著增加;

3、2019年主要产线的设备招投标进度在加快,预计国产集成电路工艺设备企业订单数量增长100%以上;

4、重点推荐北方华创、精测电子、晶盛机电,建议关注中微半导体、盛美半导体、长川科技、至纯科技等。


1、与产业规模不匹配的国产半导体设备

从芯片市场看,2018年全球芯片消费4000多亿美元,中国芯片消费市场2000多亿美元,占到全球芯片消费的50%-60%。

从晶圆代工看,2018年全球晶圆代工销售额642亿美元,中国仅60亿美元,全球占比仅为9.3%较2017年的8.8%略有上升。

2018年全球半导体制造设备订单合同额为645亿美元,其中中国大陆以年增59%达到131.1亿美元。但根据中国半导体协会数据,我们估计国内半导体设备企业的销售额为44亿元,折合6.6亿美元,全球占比1%。

 

 

2、大陆半导体设备市场需求爆发,但国产化率仍很低

从SEMI统计的数据表明,我国半导体设备市场规模从2012年25亿美元增长至2018年131亿美元,年均复合增速32%。

 

 单位:10亿美元


从SEMI统计的数据表明,我国半导体设备市场规模在全球市场中的比重,从2005年仅占4%,升至2012年的7%,在上升至2018年的20%,表明半导体产业向中国大陆转移的趋势十分明显。

 


根据中国半导体协会统计国内半导体设备企业2018年销售额估计为35-40亿元左右,而2018年国内半导体设备市场规模是131亿美元,按此金额推算,我国2018年半导体设备的国产化率仅为4.0%-5%。

如果考虑将在大陆扩产的外资晶圆厂排除在外,粗略估计本土晶圆厂建产带来的设备需求估计仅占1/2,从而推算国产设备在本土晶圆厂的设备采购中的比例将达到8%-10%左右(即国产化率)。

 

 

1、国产化的实证分析

根据中国国际招标网数据统计,我们选择3个具备代表性的项目按订单台数口径计算,本土晶圆厂的工艺设备国产化率大约是9.6%,如果剔除量测设备外,工艺设备国产化率约为15%。在各类工艺设备中,国产化率情况依次是:

(1)CMP:国产化率为12%,国产厂商仅有华海清科1家;

(2)PVD:国产化率为13%,国产厂商仅有北方华创1家;

(3)刻蚀:国产化率为21%,包括3家国产厂家即北方华创、中微半导体以及屹唐半导体;

(4)清洗设备:国产化率22%,国产清洗设备主要由盛美半导体、北方华创供应;

(5)去胶设备:国产化率87%,国产去胶设备厂家仅有屹唐半导体1家;

(6)热处理:国产化率达到25%,主要是北方华创;

(7)离子注入机:国产化率仅1.6%,仅中科信供应1台设备;

(8)量测设备:国产化率为0.3%,仅上海睿励在2017年底供应了1台膜厚设备;

(9)光刻设备:全部为进口品牌;

(10)涂胶显影:国产化率2.5%,主要是沈阳芯源主导涂胶显影国产化;

(11)镀铜设备:国产化率为11%,是盛美半导体新产品。

 

 

以某产线为例,各类工艺设备的供应商订单份额的情况如下:

(1) CMP:Applied Materials占65%,荏原制造所占29%,华海清科占6%;

(2) CVD:Applied Materials占66%,Lam Research占12%,日立科技占12%,TEL占4%,沈阳拓荆占3%,其他占3%;

(3) PVD:Applied Materials占90%,北方华创占比10%;

(4)离子注入机:Applied Materials占53%,Sumitomo占36%,Axcelis占7%,中科信占4%;

(5) 刻蚀:Lam Research占56%,TEL占18%,中微半导体占13%;

(6) 清洗设备:DNS占56%,Lam Research占22%,盛美半导体占20%;

(7) 热处理:TEL占比44%, Applied Materials占26%,日立科技占比18%,北方华创占9%,屹唐半导体占3%;

(8) 光刻设备:全部采购ASML;

(9) 涂胶显影:主要来自TEL。

 


2、国产设备步入高速增长

仍以以上3条产线为例,各家国产半导体设备厂商自2016年以来,共获170台工艺设备订单,其中:

(1)第一梯队:屹唐半导体、北方华创、中微半导体以及盛美半导体,分别累计获25-45台设备;

(2)第二梯队:华海清科、沈阳拓荆,累计获得7台设备订单;

(3)第三梯队:睿励、芯源、中科信等,累计获得1-2台设备订单。

 

 

从设备类别看,国产设备订单最多的依次是刻蚀设备、去胶设备、热处理设备、清洗设备;其次是CMP、CVD、PVD设备,而量测、离子注入机、涂胶显影、镀铜设备等仅有1-2台订单。

 

 

根据国产设备订单数据按年份统计,2016/2017/2018/2019年1-5月依次是2、37、44、87台,可见2019年1-5月新接订单数量已经相当于2018年的2倍左右,表明2019年国产设备再度发力。

 

 


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