半导体设备国产化专题七：硅片生长及加工设备超80%依赖进口，但国产化率有上升趋势

杨绍辉陈祥陶波半导体设备与材料 2023-03-26

集成电路硅片生长及加工环节，包括长晶、切磨抛、清洗、检测等工艺，对应设备种类包括长晶炉、切片机、研磨设备、抛光机、清洗机、检测设备等。硅片生长及加工设备供应商主要集中在日本、韩国、德国、美国，且每一类设备也被1-3家设备厂商垄断。我国大硅片产线设备采购中，仅有晶盛机电、南京晶能等少数厂家在长晶炉、研磨与切割设备已打破海外品牌绝对垄断格局。

报告要点

全球硅片生长及加工设备市场主要被日本、德国、瑞士、美国、韩国等的少数厂家垄断。半导体硅片生长设备厂商主要有德国PVA、日本Ferrotec、韩国S-Tech、美国Kayex等，切割设备主要是德国梅耶博格、日本KomatsuNTC等，研磨设备厂商包括东精工程、光洋机械、东京精机等日本厂商，抛光设备主要是日本东京精机、德国Lapmaster、日本冈本机械等，清洗设备厂商包括韩国ASE、日本SemiconCreated Corp.，检测设备主要来自美国KLA、匈牙利Semilab、日本KOBELCO研究所和Raytex。

我国主要大硅片产线的设备国产化率低于20%但上升趋势显著。据中国国际招标网数据统计，上海新昇采购的设备国产化率仅为8%左右，而中环领先直接目前采购的设备国产化率估计为18%左右，整体国产化率有较明显的提升，主要是晶盛机电长晶炉和切割设备打破外资品牌垄断进入中环领先大硅片产线。

抛光设备国产化率为0%，主要采购德国Lapmaster和日本多家厂商设备。大硅片抛光设备包括边缘抛光、双面抛光、最终抛光，按产线的采购数量计算，边缘抛光占20%，双面抛光占50%，最终抛光占30%。上海新昇的抛光设备中的55%来自德国的Lapmaster，45%来自日本的BBS金明、OKAMOTO、东京精机、日本MICRO；中环领先的抛光设备中的37%自德国的Lapmaster，21%来自日本的BBS金明，17%来自日本的不二越，10%来自日本OKAMOTO。两大硅片产线均无国产抛光设备。

研磨/减薄设备国产化率接近为0%，几乎全部采购日本品牌。上海新昇采购的研磨设备包括边缘研磨、双面研磨、外径研磨等，基本上边缘研磨、双面研磨各占1/2，研磨设备中的95%来自日本，其中1/3来自东京工程，1/4来自光洋机械，1/9来自东京精机；国产研磨设备中仅晶盛机电于2018年供应1台外径研磨设备。中环领先采购的减薄设备，包括单面减薄机、双面减薄机、全自动减薄机；减薄设备100%来自日本，其中3/4来自Disco，1/5来自光洋机械，7%来自冈本机械，暂无国产设备。

切割/截断设备主要来自进口品牌，晶盛机电取得突破。上海新昇采购的切割设备，84%来自梅耶博格（瑞士），KOMATSU NTCLTD占11%，东京精机占5%，但无国产设备。中环领先采购的切割设备中，70%-80%来自日本品牌KOMATSUNTC LTD.、Daitron、ToyoAdvanced Technologies，估计20%-30%来自晶盛机电。

检测设备主要采购KLA、Semilab、KOBELCO，暂无国产突破。大硅片检测设备包括边缘检测机、表面粗糙度量测仪、平坦度检测机、翘曲度检测机、金属量测仪等，上海新昇采购的检测设备有34%来自KLA，12%来自匈牙利Semilab，KOBELCO研究所和RAYTEX分别占比11%和9%，而中环领先采购的检测设备有46%来自KLA，其余来自E+HMetrology、Semilab、神钢研究所。

长晶炉国产化趋势明显，晶盛机电、南京晶能打破全球垄断格局。据中国国际招标网，上海新昇长晶炉主要采购韩国S-Tech和南京晶能，而中环领先的长晶炉主要采购晶盛机电和日立国际电气，晶盛机电在该产线长晶炉市占率估计75%-80%。

投资建议：晶盛机电不仅在长晶炉，而且在晶体滚圆机、截断机、双面研磨机、全自动抛光机等均有布局，有望全面受益于中环、西安奕斯伟硅产业、金瑞泓等大硅片扩产，重点推荐。

风险因素：大硅片扩产进度慢于预期。

硅片生产与加工设备市场状况

大硅片属于集成电路的主要材料之一，处于半导体产业链的上游。

硅片生产与加工工艺流程：长晶→端点去除与直径研磨→晶圆切片→研磨→清洗→抛光→清洗→检测等。我们这里主要探讨长晶炉、研磨设备、抛光机、检测、切割设备等。

全球硅片生产与加工设备供应商，主要来自日本，如日本的Ferrotec、ACCRETECH、TOKYO SEIKI、Okamoto Machine、DAITRON等，其他设备供应商来自美国、德国、匈牙利、韩国等，国内企业包括晶盛机电和南京晶能等。

全球半导体行业强势复苏。我们统计7家全球半导体设备上市企业，三季度收入142亿美元，环比增长10%，是连续四个季度负增长后首次恢复环比正增长，同比下降6%，下滑幅度较一、二季度明显收窄。展望四季度，ASML预计收入将环比大幅增长30%，而Lam、KLA、Teradyne等预计第四季度收入环比正增长。

我国大硅片产线的设备采购情况

项目A：上海某大硅片产线

根据中国国际招标网，我们公开累计采购240多台设备，其中数量最多的是检测设备56台，其次是抛光设备、研磨设备，而拉晶炉16台。

我们按数量统计的国产化率为8%，不包含辅助设备口径下的国产化率为3%，分产品统计：

（1）长晶炉、清洗设备国产化率为13%；

（2）切割、抛光、研磨、检测等国产化率接近为零。

国产设备主要是晶盛机电的外径研磨机、盛美的最终清洗机、南京晶能半导体的长晶炉，其他包括苏州华林科纳的抛光液供应控制系统，丹东新东方晶体仪器有限公司的晶棒方向测定和黏附机。

长晶炉主要采购韩国S-Tech，另2台采购南京晶能。

研磨设备包括边缘研磨、双面研磨、外径研磨等，基本上边缘研磨、双面研磨各占1/2。研磨设备95%来自日本，其中1/3来自东京工程，1/4来自光洋机械，1/9来自东京精机。晶盛机电于2018年供应1台外径研磨设备，应用材料2018年供应1台CMP。

抛光设备包括边缘抛光、双面抛光、最终抛光，边缘抛光占16%，双面抛光占55%，最终抛光占29%。抛光设备55%来自德国的Lapmaster ，45%来自日本的BBS 金明、OKAMOTO、东京精机、日本MICRO。该大硅片产线上无国产抛光设备。

切割设备包括线切割机、晶棒切断机。切割设备都来自进口品牌，其中84%来自梅耶博格（瑞士），KOMATSU NTC LTD占11%，东京精机占5%。无国产切割设备。

清洗设备包括晶盒清洗、抛光前后清洗、最终清洗、切割后清洗。清洗设备88%来自日本和韩国，其中韩国ASE占38%，日本SEMICONCREATED CORP占31%，芝浦机械展13%。国产清洗设备包括盛美半导体1台，苏州华林科纳1台。

检测设备包括边缘检测机、表面粗糙度量测仪、近表面电阻率量测仪、目视检测机、抛光后检验机、平坦度检测机、翘曲度检测机、铁金属量测仪等。检测设备34%来自KLA，12%来自匈牙利的Semilab， KOBELCO研究所和RAYTEX分别占比11%和9%，其他包括应用材料、Agilent等。无国产的检测设备。

项目B：中环领先

根据中国国际招标网，我们公开累计采购270台设备，其中数量最多的是长晶炉、抛光设备和检测设备，均为30-50台。

我们按数量统计的国产化率为18%，具体看：

(1) 设备对日本依赖程度高达50%，其他进口设备from德国、韩国、美国；

(2) 长晶炉：晶盛机电于2018年拿到3.6亿元长晶炉订单，根据单价估计长晶炉约35-40台，实现长晶炉国产化率70%-80%；

(3) 截断/切割：晶盛机电2018年拿到0.4亿元一体机和切割设备订单，我们估计切割设备约5-10台，实现国产化率20%-30%；

(4) 国产化率为0%的设备：研磨、倒角机、清洗、检测等设备全部依赖于进口品牌。

减薄设备包括单面减薄机、双面减薄机、全自动减薄机；合计采购了15台。减薄设备100%来自日本，其中3/4来自迪斯科，1/5来自光洋机械，7%来自OKAMOTO（冈本机械）。减薄设备中暂无国产设备。

抛光设备包括边缘抛光、双面抛光、最终抛光，边缘抛光占23%，双面抛光占42%，最终抛光占35%。抛光设备37%自德国的Lapmaster ，21%来自日本的BBS 金明，17%来自日本的不二越，10%来自日本OKAMOTO。该大硅片产线上无国产抛光设备。

切割设备中，进口品牌20台，包括KOMATSU NTC LTD.、 Daitron、 Toyo Advanced Technologies。国产品牌中，晶盛机电去年年中中标的0.4亿元中，包括若干台切割设备。

检测设备包括边缘轮廓仪、平坦度检测仪、外延膜厚检测仪、金属检测仪、自动四探针测试仪、硅片表面缺陷检测仪、表面颗粒检测、外延电阻率测试仪等。检测设备46%来自KLA，13%来自德国的E+H Metrology，10%来自匈牙利的Semilab，10%来自 KOBELCO研究所。无国产的检测设备。

硅片生产与加工设备国产化