2022年半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模及發(fā)展趨勢分析

1、2022年半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模及發(fā)展趨勢分析一、半導(dǎo)體設(shè)備核心賽道，市場規(guī)模持續(xù)增長1、三大核心制造工藝之一，價值占比高半導(dǎo)體設(shè)備為芯片制造工藝適配的專用設(shè)備，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中重要的支撐環(huán)節(jié)。根據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，設(shè)備投資占晶圓建設(shè)投資的 80%左右，工程投資-潔凈室環(huán)境等約占 20%，進(jìn)一步拆分，應(yīng)用于集成電路領(lǐng)域的設(shè)備通常可分為前道工藝設(shè)備（晶圓/制造） 和后道工藝設(shè)備（封裝測試）兩大類，其中晶圓制造設(shè)備分為氧化/擴(kuò)散、光刻、刻蝕、 離子注入、薄膜生長、清洗與拋光、金屬化等七大類，其合計投資總額通常占整個晶圓 廠設(shè)備投資總額的 80%左右，價值量較高。全球半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)銷售額再創(chuàng)新

2、高。半導(dǎo)體專用設(shè)備市場與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)景氣狀況緊密 相關(guān)，根據(jù)日本半導(dǎo)體制造裝置協(xié)會和 SEMI 數(shù)據(jù)，2019 年受全球宏觀經(jīng)濟(jì)低迷影響， 半導(dǎo)體行業(yè)景氣度呈現(xiàn)先低后高，全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額同比-7%至 597.5 億美元，隨著 半導(dǎo)體行業(yè)周期性復(fù)蘇疊加 AIOT 和汽車電子等新興需求拉升，2020 年市場逐步回暖至 712 億美元，2021 年再度高增 44%至 1026 億美元，創(chuàng)歷史新高，中國大陸地區(qū)穩(wěn)居最大市場，銷售額增長 58%達(dá)到 296 億美元，連續(xù)第四年增長。薄膜沉積是在半導(dǎo)體制造過程中構(gòu)造晶體管的關(guān)鍵一步。薄膜沉積是在襯底上形成并沉 積薄膜涂層的過程，這些涂層可以由包括金屬、氧

3、化物、化合物等在內(nèi)的許多不同的材 料制成，薄膜涂層具有許多不同的特性，可用來改變或改善襯底的性能，如阻擋污染物 和雜質(zhì)滲透、增加或減少導(dǎo)電性/信號傳輸、提高吸光率等?？捎糜诔练e過程的技術(shù)包括 化學(xué)氣相沉積 （CVD）、原子層沉積 （ALD） 和物理氣相沉積 （PVD）以及外延技術(shù)。2、細(xì)分品類眾多，市場高度壟斷在不同制程和功能需求的驅(qū)動下，各大類沉積方法逐漸衍生出了多種技術(shù)。如化學(xué)氣相 沉積（CVD）中，有針對更細(xì)致制程劃分的 APCVD、LPCVD、PECVD、HDPCVD、FCVD 等；物理氣相沉積（PVD）則包括濺射 PVD 和蒸鍍 PVD。Maximize Market Researc

4、h 數(shù)據(jù)顯示，2017 年至 2020 年全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場規(guī) 模由 125 億美元增長至約 172 億美元，復(fù)合增速約為 11.2%。根據(jù) Gartner 統(tǒng)計的細(xì)分種 類市場份額數(shù)據(jù)，CVD 約占 66%，PVD 約占 23%，ALD 約占 11%。公司主要從事 CVD 設(shè)備的研發(fā)和銷售，根據(jù) Mordor intelligence 調(diào)查統(tǒng)計，2021 年全球半導(dǎo)體 CVD 設(shè)備市 場約為 119 億美元，預(yù)計至 2027 年市場規(guī)模將達(dá)到 212 億美元，復(fù)合增長率為 8.8%。ALD 設(shè)備在 28nm 及以下節(jié)點制程邏輯芯片、DRAM、3D NAND 以及新型存儲器、新型 應(yīng)用

5、市場中的應(yīng)用需求越來越大。ALD 技術(shù)擁有優(yōu)越的臺階覆蓋率和精確的膜厚控制能 力，能夠較好地滿足線寬制程不斷縮小以及 3D 立體化等技術(shù)演進(jìn)中，工藝對于薄膜沉 積在超薄、三維共形性、成膜質(zhì)量等方面的更高要求。根據(jù)調(diào)查機(jī)構(gòu) Acumen research and consulting 預(yù)測數(shù)據(jù)，隨著半導(dǎo)體先進(jìn)制程產(chǎn)能快速增長，預(yù)計 2026 年全球 ALD 設(shè)備市 場規(guī)模約為 32 億美元。薄膜沉積設(shè)備行業(yè)呈現(xiàn)出高度壟斷的競爭格局。各細(xì)分賽道基本由應(yīng)用材料、泛林半導(dǎo) 體、東京電子、先晶半導(dǎo)體等國際巨頭壟斷。根據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)顯示，2020 年全球 CVD 市場中排名前五的供應(yīng)商分別為應(yīng)用

6、材料（28%）、泛林半導(dǎo)體（25%）、東京電子（17%）、 先晶半導(dǎo)體（11%）、Kokusai（8%）；全球 ALD 市場中排名領(lǐng)先的供應(yīng)商分別為東京電 子（29%）和先晶半導(dǎo)體（26%），剩下 46%的份額由其他廠商占據(jù)；而應(yīng)用材料（AMAT） 則基本壟斷了 PVD 市場，占 85%的比重，處于絕對龍頭地位。3、平臺型半導(dǎo)體設(shè)備，對各式沉積薄膜的理解是重要 know-how由于半導(dǎo)體制造對于薄膜的材料、特性需求不同，各類薄膜沉積設(shè)備因其技術(shù)特點差異， 各自滿足適合的應(yīng)用領(lǐng)域，彼此之間不存在明顯的替代關(guān)系，因此即便用 PECVD 原理 的薄膜沉積設(shè)備占總規(guī)模的 1/3，但該類別下針對不同產(chǎn)品

7、、不同性能需求而適配的不同膜材決定了這一市場絕非依靠爆品致勝，而更多憑借的是廠商對膜材覆蓋的廣度和深度。以設(shè)備反應(yīng)源為例，主要分為是液態(tài)源和氣態(tài)源兩種，前者主要使用 TEOS 和 SiO2，后 者主要為硅烷和笑氣，而公司目前開發(fā)的 APF（Advanced pattern films）氣態(tài)源創(chuàng)新性地 使用了丙烯和乙炔，每一種材質(zhì)對應(yīng)的設(shè)備參數(shù)和技術(shù)要求都需要投入大量的研究和開 發(fā)。而在 3D NAND 領(lǐng)域，對于薄膜沉積又提出了一些新的技術(shù)需求，在制造工藝推進(jìn) 中越往后沉積，因膜的堆疊導(dǎo)致晶圓四周翹起呈現(xiàn)碗狀的現(xiàn)象越普遍，極大地影響了芯 片性能和成品率，通過加裝 E-chuck 裝置創(chuàng)建獨特的

8、分離晶圓接觸表面層，可以解決翹 曲問題，讓薄膜完好吸附，達(dá)到沉積平整化的效果。應(yīng)用材料和泛林半導(dǎo)體在薄膜沉積 市場布局多年，膜材覆蓋全面，性能完善，在特定技術(shù)應(yīng)用方面也具有多年成功實踐經(jīng) 驗，公司在國內(nèi)廠商中技術(shù)最為全面，其中關(guān)鍵的 E-chuck 技術(shù)也于 2021 年獲得大客戶 認(rèn)可，加裝該技術(shù)的設(shè)備通過產(chǎn)線驗證，量產(chǎn)訂單可期。二、高景氣疊加國產(chǎn)替代，半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)天花板不斷打開1、半導(dǎo)體投資熱情不減，設(shè)備市場持續(xù)受益資本開支是設(shè)備銷售的重要先導(dǎo)指標(biāo)。根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù)，全球半導(dǎo)體行業(yè)資本開支 在 2021 年同比大漲 36%至 1536 億美元，創(chuàng)歷史新高，隨著數(shù)字轉(zhuǎn)型的

9、加速，全球經(jīng)濟(jì) 出現(xiàn)了強(qiáng)勁反彈，對半導(dǎo)體元件的需求也在增加，受限于疫情期間許多供應(yīng)鏈緊張或斷 裂，電子產(chǎn)業(yè)應(yīng)對強(qiáng)勁需求準(zhǔn)備不足，這些均推動了大多數(shù)晶圓廠產(chǎn)能利用率遠(yuǎn)高于 90% （甚至超過 100%）。憑借強(qiáng)勁的產(chǎn)能利用率和持續(xù)高需求的預(yù)期，IC Insights 預(yù)計 2022 年的半導(dǎo)體行業(yè)資本支出總額繼續(xù)增長 24%至 1904 億美元。晶圓廠的擴(kuò)產(chǎn)計劃將是重要的推手。全球主要代工廠和 IDM 均公布了 2022 年資本開支 計劃，其中臺積電、三星、英特爾分別將投資 400、400、250 億美元以上，大幅提振相 關(guān)設(shè)備市場的銷售情緒。中國大陸晶圓廠規(guī)劃產(chǎn)能空間大，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)持續(xù)

10、受益。2019 年以來，華虹半 導(dǎo)體（無錫）項目、廣州粵芯半導(dǎo)體項目、長鑫存儲 DRAM 項目均正式投產(chǎn)。2020 年 以來，國內(nèi)包括長江存儲、廣州粵芯、上海積塔、中芯南方、士蘭微（廈門）、廣東海芯 項目等產(chǎn)線也取得新進(jìn)展，根據(jù)集邦咨詢、Semi 及各公司官網(wǎng)等公開的資料整理，截止 2021 年底中國大陸內(nèi)資晶圓廠（含 IDM）12 寸產(chǎn)能約 70 萬片/月，遠(yuǎn)期規(guī)劃產(chǎn)能約 250 萬片/月，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)將持續(xù)受益。2、技術(shù)端多重因素驅(qū)動，薄膜沉積設(shè)備需求持續(xù)提升芯片制程升級帶動薄膜沉積工序、薄膜種類不斷增加。以邏輯芯片為例，90nm CMOS 工藝大約需要 40 道薄膜沉積工序，而在

11、3nm FinFET 工藝產(chǎn)線，對薄膜沉積工序的需求 超過了 100 道，涉及的薄膜材料由 6 種增加到近 20 種，對于薄膜顆粒的要求也由微米級 提高到納米級。先進(jìn)制程驅(qū)動設(shè)備用量提升。隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)線制程升級，晶圓廠對薄膜沉積設(shè)備數(shù) 量和性能的需求將持續(xù)提升，在實現(xiàn)相同芯片制造產(chǎn)能的情況下，制程越先進(jìn)，對薄膜 沉積設(shè)備的需求量也將相應(yīng)增加。以中芯國際晶圓產(chǎn)線薄膜沉積設(shè)備用量為例，根據(jù)公 司招股書披露，180nm 8 寸晶圓產(chǎn)線對于 CVD 和 PVD 的需求量分別為 9.9 和 4.8 臺/萬片 月產(chǎn)能，而在其 90nm 12 寸的晶圓產(chǎn)線上，需求量分別提升至 42 和 24 臺/萬片月

12、產(chǎn)能。在 NAND FLASH 芯片市場，主流制造工藝已由 2D 發(fā)展為 3D 結(jié)構(gòu)，這一趨勢增加了薄 膜沉積設(shè)備的用量需求。根據(jù)東京電子數(shù)據(jù)，薄膜沉積設(shè)備在 FLASH 芯片產(chǎn)線資本開 支中的占比由 2D 時代的 18%增長至 3D 時代的 26%，在各大類半導(dǎo)體制造設(shè)備中提升 幅度僅次于刻蝕。未來隨著 3D NAND FLASH 層數(shù)的增加，對于薄膜沉積設(shè)備需求提升 的趨勢仍將延續(xù)。3、大陸市場欣欣向榮，國產(chǎn)替代勢在必行中國大陸市場廣闊，亟待國產(chǎn)廠商突破。通過對 Semi、IC Insights、CSIA、集邦咨詢以 及 Knometa 的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，2021 年中國大陸在半導(dǎo)體設(shè)計、制造、設(shè)備方面的市場需 求占全球比重分別為 38%、16%和 29%，而本土企業(yè)占全球比重分別為 9%、9%和 20.5% （出貨量口徑，銷售額口徑下會低于這一數(shù)值），國產(chǎn)化空間較大。同時，根據(jù) CSIA 與 IC Insights 數(shù)據(jù)，2010 年前后、2016 年前后和 2017 年前后，中國 IC 封測、IC