“按捺不住”的半导体设备

本周，SEMI发布了半导体设备市场年终预测报告，预计2020年全球半导体制造设备销售总额将在2019年596亿美元的基础上增长16%，创下689亿美元的业界新纪录。而且，全球半导体设备市场在明、后两年的增长后劲也很强，预估2021年将实现719亿美元的销售额，2022年将进一步升至761亿美元。

相比于今年的状况，2019年明显疲软。据统计，2019年全球排名前10的半导体设备商的总销售额为590.4亿美元，与2018年的615.4亿美元相比，下降了4.07%。这其中，美国的应用材料以134.7亿美元的销售额位列全球第一，该公司从2007年开始就一直占据首位，不过，2011年，头名位置曾被光刻机龙头ASML夺得，那之后，应用材料又夺回了龙头宝座。

从今年3月开始，虽然全球疫情还很严重，但半导体设备市场就一直呈现快速增长态势，同比都实现了较大幅度的增长，如下图所示。

特别是到了8月，北美半导体设备制造商出货金额达到26.53亿美元，环比增长3%，同比增长了32.5%，为2018年5月来的新高，并创下连续11个月超过20亿美元的佳绩。

在整个半导体设备市场中，晶圆制造设备大约占整体的80%，封装及组装设备大约占 7%，测试设备大约占 9%，其他设备大约占 4%。而在晶圆制造设备中，光刻机，刻蚀机，薄膜沉积设备为核心设备，分别占晶圆制造环节设备成本的30%，25%，25%。

而火爆的市场对半导体前道和后道设备都提出了更多的需求。其中，前道设备（如晶圆制造、晶圆厂设施和光罩设备等）2020年将增长15%，达到594亿美元，预计2021和2022年将分别增长4%和6%。而占晶圆制造设备总销售约一半的代工和逻辑芯片业务，拜先进技术大量投资所赐，今年支出出现两位数增长，达到300亿美元；NAND闪存制造设备支出则有30%的大幅增长，超过140亿美元，DRAM则有望在2021和2022年成为带动增长的火车头。

后道设备方面，组装和封装设备在先进封装应用的助长下，预估2020年增长20%，达到35亿美元，2021和2022年也有望分别增长8%和5%。半导体测试设备市场2020年将大涨20%，达到60亿美元，2021和2022年也有望在5G和高性能运算（HPC）应用需求带动下延续增长态势。

半导体设备厂商方面，据Gartner统计，全球规模以上晶圆制造设备商共计58家，其中日本的企业最多，达到 21 家，占36%，其次是欧洲13家、北美10家、韩国7家，而中国大陆仅4家，分别是上海盛美、上海中微、Mattson（亦庄国投收购）和北方华创等。半导体设备是一个高度垄断的市场。根据各细分设备市场占有率统计数据，在光刻机、PVD、刻蚀机、氧化/扩散设备上，前三家设备商的总市占率都达 90%以上，而且行业龙头都能占据一半左右的市场。

晶圆厂助攻

半导体设备市场的红火，与晶圆代工市场的火爆密不可分，特别是中国台湾地区，作为全球晶圆代工业的核心地带，有牵一发而动全身的影响力。产业龙头台积电的抢眼表现，更是对半导体设备市场做出了极大的贡献。该公司持续投入先进制程，从今年资本支出来看，台积电在第二季度宣布，今年资本支出增加至160亿美元-170亿美元的历史新高，可见，台积电并未因华为禁令而减少投资，同时也意味着苹果、英伟达、AMD等其他客户未来需求乐观。

台积电先进制程的不断推进，从目前已经量产的 5nm，到正在规划的3nm及2nm制程技术，加上目前正在规划兴建的竹南先进封装厂，未来几年台积电对设备的需求会持续旺盛。台积电每年在先进制程产能（12吋晶圆）扩充上的投资都不低于100亿美元，现已确定的是南科F18厂1~3期为5nm生产基地，1、2期已量产，3期正在装机，预估至2022年，其5nm产能较2020年将增加3倍。而Fab18厂4~6期为3nm基地，目前正在建设中。同时，南科还会建设特殊制程与先进封装厂。

此外，美光在中国台湾地区的中科A3厂原计划在下半年就位，A5厂也将在2021年确定是否扩建。台湾地区其它厂商，如旺宏、华邦电、南亚科等也将启动扩厂计划，这也将提升半导体设备的市场需求。

就在不久前的8月，以中国台湾地区为代表的晶圆代工厂部分产线已经提高过一次报价，有产业链人士透露，台积电、联电等将8吋晶圆代工报价上调了10%到20%，同时，12吋晶圆代工产能也处于供不应求的状态，近几天，业界一直在传闻明年台积电的12吋晶圆代工报价将提升。

在8吋晶圆代工方面，进入第三季度以来，由于市场对电源管理芯片、功率器件、显示面板驱动IC，以及CMOS图像传感器（CIS）等需求愈加强劲，再加上新增产能有限，使得全球市场的8吋晶圆代工产能更加吃紧，在这种情况下，8吋晶圆代工龙头企业联电和世界先进的相关产能都已满载。

这种情势使代工厂进一步增强了定价话语权，以8吋晶圆代工产能主要来源地中国台湾为例，相关厂商都表示，目前产能确实很满，在与客户洽谈新的代工订单与价格时，情势对于晶圆代工厂较为有利。而相关IC设计厂商则表示，现在想新增投片量非常难。一般来说，长期合作且投片量大的客户，会被代工厂列为优先照顾对象。而投片量小、价格相对低，或合作关系较普通的IC设计厂，面临产能不足时，加价换产能是一种方式，但就算加价，也不一定会拿到足够的产能。

今年，联电的表现非常抢眼，一度有盖过台积电之势。不仅8吋，联电的12吋晶圆代工业务表现也非常抢眼。例如，近期，该公司12吋厂订单大增，其中，联发科因物联网应用需求强，紧急增加了联电22nm制程下单量，加上瑞昱主动式降噪无线蓝牙耳机、扩充底座控制IC订单涌入，都是主要订单来源。另外，三星8月发布新机，其ISP影像处理器从9月开始追加联电12吋晶圆投片量，估计总量将达1万片，而且，三星28nm制程的OLED驱动芯片需求增加，订单也交给了联电12吋产线。同时，联电80nm、90nm制程受惠TDDI芯片订单量增加，在三星、联发科、瑞昱等大客户订单带动下，使得联电12吋产能利用率同步满载。

在中国大陆晶圆代工厂商中，中芯国际目前的产能利用率也在高位，今年第二季度达到了98.6%，而去年同期为91.1%，月产能从上一季度的47.6万片增加至48万片，在今年年底前，中芯国际8吋产能每月会增加3万片，12吋每月会增加2万片。

除了晶圆代工厂，IDM也都呈现出产能扩充的态势。据IC Insights统计和预测，2020年全球将有10座新的12吋晶圆厂进入量产阶段，全球晶圆产能将新增1790万片8吋约当晶圆，2021年新增产能将创历史新高，达到2080万片8吋约当晶圆。新增产能主要来自于韩国大厂三星及SK海力士，还有中国的长江储存、武汉新芯，以及华虹宏力等。这些都给半导体设备市场的繁荣提供了源源不断的动力。

中国大陆存储芯片贡献大

按地区划分，中国大陆、中国台湾和韩国是2020年半导体设备支出的前三甲。据SEMI统计，中国大陆在晶圆代工和存储器业务投资持续挹注下，今年将首次跃居全球半导体设备消费市场首位，韩国则在存储器投资复苏和逻辑芯片投资增加的推动下，有望在2021年领先全球；中国台湾得益于先进逻辑晶圆代工的持续投资，设备支出依旧强劲。

按照SEMI的统计和预测，中国大陆市场对半导体设备的需求量已经超过全球所有其它市场，且增长潜力还很大，这在很大程度上是由存储芯片制造驱动的。这是因为生产制造能力是存储器厂商的核心竞争力，促使投资规模化、长期化。存储器产业的两大特点是拼制造工艺和产能，原因在于存储芯片技术标准化程度高，各家厂商的产品容量、封装形式都遵循标准的接口，在同质化竞争下，存储厂商通过改进制造工艺，提升产能，利用规模优势降低成本，以提升竞争力。

在这种情况下，中国大陆存储器厂商正在积极进行工艺研发与产能建设，需要长期、大规模的设备投入。

在过去几年里，中国大陆掀起了存储芯片制造厂建设热潮，代表企业有：主要生产3D NAND闪存的长江存储，专注于DRAM的合肥长鑫，以及福建晋华。其中，长江存储和合肥长鑫在2020年都进入了产能爬坡期，对相应设备需求很迫切。

以长江存储为例，据集邦咨询统计，该公司2019年第四季度产能约为2万片/月（12英寸），到2020年底有望扩产至7万片/月，预计2023年将扩产至30万片/月。根据湖北省发改委发布的信息，长江存储一期投资569.5万元（对应10万片/月产能），其中2018、2019年投资分别为200万元和50万元。

此外，紫光集团曾宣布在南京、成都、重庆陆续展开集成电路基地建设，投资总规模在千亿级别，其中，计划在紫光南京存储器制造基地投资300亿美元，根据南京市人民政府发布的信息，紫光南京存储器制造基地（一期）投资计划800亿元。

就目前情况来看，预计中国大陆主要存储器厂在2019-2022年的投资规模分别为321.7亿元、495.0亿元、806.0亿元、1116.3亿元。这些会对相应的半导体设备市场繁荣做出很大贡献。

结语

当下，无论是晶圆代工厂，还是IDM，无论是逻辑芯片、模拟芯片，还是存储器，都处于产能紧张期，且从可预见的未来两年内，这种状况恐怕将一直持续下去，这也正是半导体设备市场如此火爆的重要原因所在。在这种情况下，除了国际巨头，中国本土的半导体设备厂商也将迎来一波发展良机。

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