資訊動(dòng)態(tài)
行業(yè)動(dòng)態(tài)
主要半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)
半導(dǎo)體設(shè)備主要應(yīng)用于芯片的制造的封測(cè)環(huán)節(jié)。芯片制造中,主要用到包括光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、CVD、PVD、離子注入機(jī)等。芯片封測(cè)中,主要用到測(cè)試機(jī)、探針臺(tái)、分選機(jī)等。
圖1. 主要半導(dǎo)體設(shè)備分類
本文選取的19家企業(yè)中,覆蓋半導(dǎo)體設(shè)備的各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域??涛g機(jī)、CVD、前道檢測(cè)和后道檢測(cè)四個(gè)領(lǐng)域均有4-6家企業(yè),光刻機(jī)、PVD、離子注入機(jī)和CMP設(shè)備領(lǐng)域有1-3家企業(yè)。
19家企業(yè)中,最早的中科泰龍成立于1992年,最新的北京悅芯成立于2017年,一半企業(yè)(10家)在2010-2015年間成立。部分企業(yè)如中微半導(dǎo)體、沈陽(yáng)拓荊已經(jīng)是首批科創(chuàng)板上市企業(yè)的熱門候選。有些企業(yè)如江蘇魯汶、北京悅芯、東方晶源等,雖然成立時(shí)間不長(zhǎng),卻已成為投資機(jī)構(gòu)追捧的對(duì)象。
研究框架及結(jié)論
本文從技術(shù)先進(jìn)性和潛在市場(chǎng)規(guī)模兩個(gè)維度對(duì)19家半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)進(jìn)行評(píng)估。技術(shù)先進(jìn)性是半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)發(fā)展的最核心動(dòng)力,而潛在市場(chǎng)規(guī)模評(píng)估企業(yè)的發(fā)展空間。
圖4.科創(chuàng)板企業(yè)評(píng)估框架
技術(shù)先進(jìn)性是設(shè)備企業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力。技術(shù)先進(jìn)性分析參考產(chǎn)業(yè)化水平和專利價(jià)值評(píng)估兩方面。
產(chǎn)業(yè)化水平是公司產(chǎn)品應(yīng)用情況,例如產(chǎn)品應(yīng)用在邏輯芯片制造的企業(yè)比產(chǎn)品應(yīng)用在光伏制造的企業(yè)技術(shù)先進(jìn)更高,產(chǎn)品應(yīng)用在14nm制程的企業(yè)比產(chǎn)品應(yīng)用在90nm制程的企業(yè)技術(shù)先進(jìn)更高。
為衡量企業(yè)間專利的相對(duì)價(jià)值,我們構(gòu)建了一個(gè)CIA(Comprehensive Innovation Ability)指數(shù),以已公開(kāi)專利為基礎(chǔ),從專利數(shù)量、專利質(zhì)量、專利價(jià)值和研發(fā)實(shí)力四個(gè)方面對(duì)潛在企業(yè)進(jìn)行技術(shù)先進(jìn)性評(píng)估。
圖5. 專利價(jià)值CIA指數(shù)評(píng)估體系
半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模是評(píng)估企業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ闹匾笜?biāo)。我們采用自下而上和自上而下兩種方法評(píng)估半導(dǎo)體設(shè)備細(xì)分領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模。自下而上方法根據(jù)目前已披露的晶圓廠建設(shè)計(jì)劃投資額估算。自上而下的方法則參考了行業(yè)協(xié)會(huì)SEMI和Gartner等咨詢機(jī)構(gòu)對(duì)于行業(yè)規(guī)模的預(yù)測(cè)。
圖6. 2020年我國(guó)細(xì)分設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模及主要企業(yè)
綜合技術(shù)和市場(chǎng)兩個(gè)維度、四個(gè)方面信息,我們將上述19家企業(yè)分為5個(gè)等級(jí)。下圖給出技術(shù)先進(jìn)性和潛在市場(chǎng)規(guī)模的結(jié)果,詳細(xì)信息見(jiàn)文末。5星企業(yè)有中微半導(dǎo)體、中電科電子裝備和屹唐半導(dǎo)體三家,這些企業(yè)在技術(shù)先進(jìn)性上均有較多高質(zhì)量專利積累,產(chǎn)品也得到很好應(yīng)用。4星和3星企業(yè)相對(duì)星企業(yè)在技術(shù)先進(jìn)性或市場(chǎng)規(guī)模上相對(duì)較弱。例如上海微電子,雖然光刻機(jī)市場(chǎng)很大,但公司90nm光刻機(jī)雖通過(guò)驗(yàn)證但仍未進(jìn)入市場(chǎng)。2星和1星企業(yè)所在市場(chǎng)規(guī)模較小。部分企業(yè)如江蘇魯汶、北京悅芯成立時(shí)間較短但技術(shù)先進(jìn),企業(yè)處于高速發(fā)展期。
圖7. 半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)綜合評(píng)價(jià)
半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析
半導(dǎo)體設(shè)備是國(guó)家戰(zhàn)略性基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心,而半導(dǎo)體設(shè)備是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上的重要環(huán)節(jié),設(shè)備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)于掌握與突破先進(jìn)制造和封測(cè)技術(shù)具有重要意義,是國(guó)家戰(zhàn)略性基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。
發(fā)展先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)備必須依靠自主創(chuàng)新?!锻呱{協(xié)定》針對(duì)先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)備對(duì)我國(guó)禁運(yùn)。該協(xié)定在巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)(二戰(zhàn)后成立旨在限制蘇聯(lián))的基礎(chǔ)上于1996年簽訂,至今締約國(guó)包括“巴統(tǒng)”17國(guó)在內(nèi)的42個(gè)國(guó)家。協(xié)定要求,對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備等9大類、45個(gè)方面的敏感產(chǎn)品或技術(shù),如果締約國(guó)要將這些產(chǎn)品賣給非成員國(guó),要向其他締約國(guó)通報(bào)。理論上,該協(xié)定制約除了42個(gè)締約國(guó)以外的全部非締約國(guó)。但實(shí)際上,締約國(guó)在重要技術(shù)的出口決策上受美國(guó)的影響很大,目前重點(diǎn)限制對(duì)象包括中國(guó)、伊朗、利比亞、朝鮮等國(guó)家。
發(fā)展半導(dǎo)體設(shè)備是國(guó)家重點(diǎn)戰(zhàn)略。在《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中的16個(gè)國(guó)家科技重大專項(xiàng)中,兩項(xiàng)專項(xiàng)針對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),其中02專項(xiàng)“極大規(guī)模集成電路制造技術(shù)及成套工藝”用于支持半導(dǎo)體設(shè)備研發(fā)。2014年,國(guó)務(wù)院頒布《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》,設(shè)立集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金,基金一期規(guī)模國(guó)家和地方合計(jì)6500億,二期仍在募集中,預(yù)計(jì)超過(guò)6000億,二期將加大對(duì)于半導(dǎo)體設(shè)備和材料的投資。
半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)空間大
短期內(nèi),新建晶圓廠和舊產(chǎn)線折舊換新是半導(dǎo)體設(shè)備的主要需求。長(zhǎng)期看,國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期處于制造和封測(cè)技術(shù)的追趕態(tài)勢(shì)下,而這些技術(shù)的升級(jí)需要設(shè)備升級(jí),這保障了設(shè)備市場(chǎng)的長(zhǎng)期高速發(fā)展。
大量新建晶圓廠推高設(shè)備需求。在新建晶圓廠的投資中,制造設(shè)備約65%,封裝測(cè)試設(shè)備約12%。根據(jù)SEMI估算,2018年中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約128.2億美元,超越中國(guó)臺(tái)灣成為全球第二大設(shè)備市場(chǎng),2020年預(yù)計(jì)增長(zhǎng)至170.6億美元(合11143億元人民幣),年復(fù)合增長(zhǎng)率約15.4%。
圖8. 我國(guó)主要已建與在建8/12英寸產(chǎn)線
工藝升級(jí)帶動(dòng)設(shè)備升級(jí),保障設(shè)備市場(chǎng)長(zhǎng)期增量。晶圓代工廠工藝從28nm升級(jí)到7nm,設(shè)備支出增加一倍。目前,以臺(tái)積電、三星主導(dǎo)的尺寸縮減競(jìng)賽有望延續(xù)至2023年。3nm制程之后,以英特爾為代表的Chiplet技術(shù)有望延續(xù)摩爾定律。國(guó)內(nèi)制造技術(shù)的追趕態(tài)勢(shì)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍將持續(xù),國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備升級(jí)將同步發(fā)展。
半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)本土化率低
全球市場(chǎng)呈現(xiàn)壟斷格局。半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)高門檻使得全球設(shè)備市場(chǎng)格局高度集中,銷量前十企業(yè)常年被美國(guó)、日本、荷蘭企業(yè)所壟斷。占比較大的細(xì)分市場(chǎng)上,光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、PVD、大束流離子注入機(jī)和CMP設(shè)備方面,市場(chǎng)前三企業(yè)占據(jù)市場(chǎng)超過(guò)90%的市場(chǎng)份額。CVD、前道檢測(cè)和后道檢測(cè)方面,前三企業(yè)占據(jù)市場(chǎng)超過(guò)70%市場(chǎng)份額。
圖9. 2012-2017年,全球半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)銷量前十企業(yè)
圖10. 2012-2017年,全球半導(dǎo)體設(shè)備分類別銷量前三企業(yè)
我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備本土化率低。半導(dǎo)體設(shè)備主要應(yīng)用于芯片制造和芯片封測(cè)環(huán)節(jié)。制造環(huán)節(jié)包括光刻、金屬與化合物薄膜的沉積和刻蝕、離子注入、熱擴(kuò)散、剝離與清洗以及晶圓測(cè)試。芯片封測(cè)中,主要包括晶圓切割、裝片、焊線以及成品測(cè)量。我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備整體本土化率在10%左右,面向先進(jìn)工藝半導(dǎo)體設(shè)備如光刻機(jī)、離子注入機(jī)、薄膜設(shè)備等則更低。
圖11. 2011-2016年我國(guó)國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備比重
總結(jié)
半導(dǎo)體設(shè)備是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心環(huán)節(jié),是短板中的短板,其發(fā)展需要給予更多的關(guān)注和支持。作為信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上,還有芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、芯片封裝與測(cè)試、關(guān)鍵材料、EDA工具和云服務(wù)等環(huán)節(jié)。這些領(lǐng)域也一樣需要關(guān)注和支持,從科創(chuàng)板視角,產(chǎn)新智庫(kù)也在進(jìn)行研究,后續(xù)將陸續(xù)推出相應(yīng)的成果,敬請(qǐng)關(guān)注!