新闻 | 行业观察-半导体逆势上行，千亿市场一触即发

半导体行业：关系国家安全和经济增长，是数字经济之基石

半导体兼具战略性和市场性两大特点。“战略性”主要体现在维护国家信息安全、占据信息市场主导权。“市场性”主要体现在其市场需求日益增长。因此，半导体对国家安全和经济增长至关重要，一直是全球主要经济体竞争的目标。 

▶ 当前，国家将数字经济作为核心发展战略之一，半导体作为新一代信息技术的核心，是数字经济时代基石。要抓住新一轮科技和产业革命机遇，离不开半导体产业的发展。

▶ 半导体行业经济体量巨大，是由上游支撑产业、中游制造产业和下游应用产业构成。尤其是下游应用领域不断拓宽。

图：半导体产业链

半导体行业：全球市场5800亿美元，十年CAGR约7%

▶ 2022年全球半导体行业市场规模达到5801亿美元，达到历史新高，过去十年复合增长率7.4%。半导体五大下游领域为通讯、计算和数据存储、汽车电子、工业电子、消费电子，2022年销售额占比39%、34%、10%、9%、8%。

图：2022年全球半导体下游行业需求占比

▶ 根据麦肯锡预测，2022-2030年，全球半导体行业年复合增长率达6.7%，2030年市场规模达10300亿美元。

▶ 2022年至2030年，预计汽车电子和工业电子市场增速最快，汽车电子市场将从580亿美元增长至1600亿美元，年复合增长率14%，工业电子将从560亿美元增长至1400亿美元，年复合增长率12%。

图：世界半导体终端市场需求（十亿美元）及复合年增长率

半导体设备：2022年全球1076亿美元市场，中国占比约26%

▶ 2012-2022年全球及中国半导体设备市场规模年复合增长率分别达11%、27%，中国市场增速快于全球。

▶ 我国半导体设备销售额占全球比重提升。2022年全球半导体设备市场为1076亿美元，中国大陆半导体设备销售额占全球销售额26%，达到283亿美元，超出中国台湾（25%）、韩国（20%）、北美（10%），连续三年成为全球最大半导体设备市场。

图：中国在全球设备市场占比从2006年的6%提升至2022年的26%

图：2022年中国大陆连续三年成为全球半导体设备最大市场

半导体设备：我国芯片国产化率低，长期扩产需求大

▶ 2021年中国大陆集成电路市场规模1870亿美元，IC Insights预计2026年市场规模将达到2740亿美元，复合增长率8%。

▶ 2021年中国大陆集成电路产值为312亿美元，占中国大陆集成电路市场的13%，其中纯国产线集成电路产值约123亿美元，占比约7%。当前芯片国产化率极低，国产化市场空间广阔。

图:中国大陆集成电路产值及市场规模

半导体设备：半导体产业逆全球化发展，我国政策端支持预期增强

▶ 我国半导体设备市场驱动力一：美日荷先进设备封锁，倒逼国产化率快速提升。2018年以来，美国对华半导体管制不断加码，从华为、中兴、中芯国际等下游不断向上游延伸。2023年3月，日荷相继出台对半导体设备领域实施新的出口管制。

▶ 我国半导体设备市场驱动力二：国内政策大力扶持国内半导体产业的发展。举国体制强化国家战略科技力量，为产业链提供资金、税收、技术和人才等多方面的持续支持，国产替代迎来新的机遇。

▶ 我国半导体设备市场驱动力三：国家大基金二期不断加大投资。大基金二期在承接一期芯片产业链的基础之上，继续提升装备和材料领域的投资比重。近期，国家集成电路产业基金二期（大基金二期）向长江存储认缴出资129亿人民币，成为长江存储主要股东之一，为长江存储后续扩产提供资金援助。

图：2023年我国陆续推出半导体行业利好政策

芯片制造和封装测试工艺流程

芯片的制造过程可以分为前道工艺和后道工艺。前道工艺包括光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入、清洗、化学机械抛光、量测等工艺，后道工艺包括减薄、划片、装片、键合等封装工艺以及终端测试等。

光刻机、刻蚀设备、薄膜沉积设备是三大核心设备，价值量最高

薄膜沉积工艺在晶圆上沉积一层待处理的薄膜，匀胶工艺系把光刻胶涂抹在薄膜上，光刻和显影工艺把光罩上的图形转移到光刻胶，刻蚀工艺把光刻胶上图形转移到薄膜，去除光刻胶后，即完成图形从光罩到晶圆的转移。

图：薄膜沉积、光刻、刻蚀是三大核心工序

光刻机：半导体工业皇冠上的明珠，决定芯片制程的关键

光刻是决定集成电路集成度的核心工序，决定了芯片关键尺寸。光刻机是集成电路制造中难度最高的设备。

▶ 光刻的作用是将电路图形信息从掩膜版上保真传输、转印到半导体材料衬底上。光刻基本原理是利用涂敷在衬底表面的光刻胶的光化学反应作用，记录掩膜版上的电路图形，从而将集成电路图形转印到衬底上。

▶ 光刻技术经历五代技术进步，由最早的普通光源到193nm波长的DUV光，目前EUV光最先进波长为13.5nm，制程节点提高到7-3nm。

图：光刻原理示意图

光刻机：2021年市场175亿美元，上海微电子目前可达90nm制程

2021年全球光刻机市场规模175亿美元，由阿斯麦、佳能、尼康垄断，其中ASML占据绝对霸主地位。阿斯麦是全球唯一一家能够设计和制造EUV光刻机设备的公司，单台EUV光刻机市场售价超过1亿美元。尼康除EUV光刻机外波长均可覆盖，佳能主要集中在i-line和KrF光刻机。

▶ 光刻机三大性能指标：分辨率、套刻精度、产出率。分辨率是指光刻机能够将掩膜版上的电路图在衬底上转印的最小极限特征尺寸。套刻精度是指期望位置与实际转印位置之间的偏差。产出率决定经济性能，通常以wph表示。

▶ 国产光刻机主要公司为上海微电子，其产品主要采用ArF、KrF和i-line光源，可满足IC前道制造90nm、110nm、280nm关键层和非关键层的光刻工艺需求，28nm设备积极研发推进中。

刻蚀设备：形成立体结构的核心设备，干法刻蚀是主流

刻蚀的目的是把图形从光刻胶转移到待刻蚀的薄膜上，即有选择性地去掉薄层上不需要的部分。

▶ 刻蚀分为湿法刻蚀和干法刻蚀。湿法刻蚀各项异性较差，侧壁容易产生横向刻蚀造成刻蚀偏差，通常用于工艺尺寸较大的应用，或用于干法刻蚀后清洗残留物等。干法刻蚀是目前主流的刻蚀技术，其中以等离子体干法刻蚀为主导。干法刻蚀是指用气态的化学刻蚀剂与多余部分材料发生反应，形成可挥发物质从而去掉多余部分。

▶ 按照被刻蚀材料不同，刻蚀分为介质材料、硅材料和金属材料。

刻蚀设备：2021年全球规模223亿美元，美日垄断我国突围

全球刻蚀设备市场呈现美国和日本垄断格局，泛林、东京电子和应用材料全球市占率分别为46%、29%、16%。中微公司、北方华创的刻蚀设备处于国内领先地位，部分技术水平和应用领域已达国际同类产品标准，2021年全球市占率均约2%。

▶ 中微公司已覆盖CCP和ICP，CCP设备优势明显。中微刻蚀设备已应用在65nm、14nm、7nm、5nm的国际一线集成电路客户生产线，大马士革刻蚀和极高深宽比刻蚀进展顺利。

▶ 北方华创覆盖CCP和ICP，ICP刻蚀设备优势明显，CCP介质刻蚀设备已导入客户完成验证。

图：2021年全球刻蚀设备竞争格局

薄膜沉积设备：形成膜层的关键设备，种类众多

薄膜沉积：采用物理或化学的方法使物质附着于衬底表面，形成薄膜。 

表：PVD、CVD、ALD技术对比

国内半导体设备迅速发展，芯片制造各环节实现全覆盖

表：国内半导体设备公司布局

全球半导体设备预计2024年重回增长赛道

全球终端消费需求或将于2023下半年见底反弹，并于2024年传导至半导体设备端。从全球半导体下游情况来看，本轮半导体周期在2021年年中受消费电子需求急剧萎缩见顶，目前处于上游设计企业主动去库存阶段，结合全球主流晶圆厂整体下调资本开支及SEMI数据，半导体终端需求在2023上半年仍较低迷，但有望在下半年见底反弹，并于2024年传导至设备端，带动半导体设备销售额全面回升。

表：2023年全球半导体进入筑底、有望在下半年反弹

表：SEMI预计2024年半导体设备销售迎来反转

行业主管部门及监管体制

半导体专用设备行业的政府主管部门为国家工业和信息化部，行业自律性组织为中国半导体行业协会、中国电子专用设备工业协会和国家集成电路封测产业链技术创新联盟。 

工业和信息化部：主要负责制定行业发展战略、发展规划及产业政策，拟定技术标准，指导行业技术创新和技术进步，组织实施与行业相关的国家科技重大专项，推进相关科研成果产业化。 

中国半导体行业协会和中国电子专用设备工业协会：主要负责贯彻落实政府产业政策；开展产业及市场研究，向会员单位和政府主管部门提供咨询服务；行业自律管理；代表会员单位向政府部门提出产业发展建议和意见等。 

国家集成电路封测产业链技术创新联盟：在国家政策引导下，围绕“02 专项”中的创新课题，整合产业链资源，突破关键技术，实现集成电路封装测试产业技术创新。

工信部、行业协会和产业联盟构成了半导体专用设备行业的管理体系， 各企业在主管部门产业宏观调控、行业协会和产业联盟自律规范的约束下，面向市场自主经营，自主承担市场风险。 

在我国，半导体装备制造业属于战略性新兴产业，其发展受到国家和各级政府的鼓励和支持，市场化程度较高，不存在行业限制或市场准入方面的行政管制。

行业主要法律法规政策

为推动我国半导体产业的发展，增强信息产业创新能力和国际竞争力， 国家出台了一系列鼓励扶持政策，为半导体产业建立了优良的政策环境，主要包括：

参考资料

[1]《半导体设备行业研究框架：自主可控势在必行，国产替代大有可为》

[2]《半导体设备行业专题报告：四重逻辑共振，继续看好半导体设备投资机会》

[3]《半导体设备行业系列报告：先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮》

[4] 中微公司招股说明书，拓荆科技招股书，金海通招股说明书，微导纳米公告

[5] 国资委官网，中国电子报，日本半导体制造装置协会

[6] 浙商证券研究所，华经产业研究院，东吴证券研究所，头豹产业研究院，中信建投

[7] 麦肯锡，SEMI，IC insights，满天芯，集微网，电子技术应用ChinaAET，，ASML，三星半导体，远瞻智库，Gartner，Win，SEMI

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