2022年半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場規(guī)模分析

1、2022年半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場規(guī)模分析1. 半導(dǎo)體設(shè)備市場高景氣，國產(chǎn)替代加速推進(jìn)半導(dǎo)體專用設(shè)備位于產(chǎn)業(yè)鏈的上游，是半導(dǎo)體制造的基石。半導(dǎo)體專用設(shè)備泛指用 于生產(chǎn)各類半導(dǎo)體產(chǎn)品所需的生產(chǎn)裝備，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和支撐環(huán)節(jié)，芯片設(shè) 計、晶圓制造和封裝測試等均需在相關(guān)設(shè)備的基礎(chǔ)上開展。同時，集成電路制造工 藝的技術(shù)進(jìn)步，也會推動半導(dǎo)體專用設(shè)備的技術(shù)革新，帶來對設(shè)備投資的持續(xù)性需 求。此外，半導(dǎo)體專用設(shè)備價值較高、技術(shù)復(fù)雜，對下游客戶的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率 的影響較大。半導(dǎo)體專用設(shè)備在硅片制造、晶圓制造和封裝測試等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。應(yīng)用于集成電路領(lǐng)域的設(shè)備，可分為前道工藝設(shè)備(晶圓制造)和后道工藝設(shè)備

2、(封裝 測試)兩大類。其中，前道制造設(shè)備在半導(dǎo)體設(shè)備市場中占比為 80% 左右，后道封 裝測試設(shè)備占比為 20% 左右。在前道晶圓制造中，主要有氧化/擴(kuò)散(Thermal Process)、光刻 (Photo-lithography)、刻蝕(Etch)、離子注入(Ion Implant)、薄膜生 長 (Dielectric and Metal Deposition) 、 清 洗 與 拋 光 (Clean & CMP) 、 金 屬 化 (Metalization)等步驟，所對應(yīng)的專用設(shè)備主要包括氧化/擴(kuò)散設(shè)備、光刻設(shè)備、刻蝕 設(shè)備、離子注入設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、清洗設(shè)備、機(jī)械拋光設(shè)備等。伴隨全球信

3、息化、網(wǎng)絡(luò)化和知識經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，特別是以物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、汽車 電子、智能手機(jī)、智能穿戴、云計算、大數(shù)據(jù)和安防電子等為主的新興應(yīng)用領(lǐng)域的強(qiáng) 勁增長，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)景氣度持續(xù)上行。汽車是未來 5 年半導(dǎo)體下游市場中復(fù)合增速最快的應(yīng)用領(lǐng)域。汽車行業(yè)正在向電動 化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的方向快速轉(zhuǎn)型和發(fā)展，對汽車半導(dǎo)體的需求將隨之快速增加， 未來汽車應(yīng)用成為半導(dǎo)體下游應(yīng)用的新增長極。根據(jù) Gartner 的預(yù)測數(shù)據(jù)，汽車半 導(dǎo)體市場 2025 年的市場規(guī)模將達(dá)到 800 億美元，20 - 25年 CAGR 為 15.7%。消費(fèi)電子（含手機(jī)、PC）為半導(dǎo)體市場主流下游應(yīng)用，未來市場規(guī)模穩(wěn)中有升。從 半導(dǎo)體

4、市場下游應(yīng)用構(gòu)成情況來看，目前主要應(yīng)用仍為半導(dǎo)體價值量較高的消費(fèi)電 子類產(chǎn)品。隨著 5G 生態(tài)的逐步完善和服務(wù)提升，5G 手機(jī)激發(fā)的換機(jī)潮有望帶動 智能手機(jī)市場溫和回暖。根據(jù) Gartner 的預(yù)測數(shù)據(jù)，2025 年消費(fèi)電子（含手機(jī)、 PC）的市場規(guī)模將達(dá)到 3,430 億美元，20 - 25年 CAGR 為 5.38%。數(shù)據(jù)中心是半導(dǎo)體市場主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，未來市場規(guī)模將持續(xù)增長。隨著云計算、 物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)的快速滲透，近年來全球數(shù)據(jù)量呈幾何增長態(tài)勢，海 量數(shù)據(jù)催生了巨大的數(shù)據(jù)處理和存儲需求，作為信息系統(tǒng)運(yùn)行的重要物理載體，數(shù) 據(jù)中心已成為不可或缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù) Gartn

5、er 的預(yù)測數(shù)據(jù)，2025 年服務(wù) 器、數(shù)據(jù)中心和存儲的市場規(guī)模將達(dá)到 1,120 億美元，20 - 25年 CAGR 為 8.0%。受益于下游市場需求的增長，半導(dǎo)體市場規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大。終端需求是推動半導(dǎo)體 市場成長的主要動力，以汽車、消費(fèi)電子和數(shù)據(jù)中心為代表的下游應(yīng)用領(lǐng)域需求的 強(qiáng)勁增長，全球芯片需求量不斷增加，驅(qū)動半導(dǎo)體市場規(guī)模穩(wěn)步提升。全球芯片需求激增，晶圓制造擴(kuò)產(chǎn)穩(wěn)步推進(jìn)。半導(dǎo)體下游應(yīng)用市場的快速成長，催 生了強(qiáng)勁增長的芯片需求，芯片行業(yè)的高景氣帶動晶圓制造、封裝測試的需求提升， 進(jìn)而推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)的產(chǎn)能穩(wěn)步擴(kuò)張。根據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，2025 年，全球 8 英 寸晶圓產(chǎn)能將達(dá)

6、到 428.9 萬片/月，20 - 25年 CAGR 為 3.7%；12 英寸晶圓產(chǎn)能 2025 年將達(dá)到 521.1 萬片/月，20 - 25年 CAGR 為 10.1%。各大晶圓廠增加資本支出，驅(qū)動半導(dǎo)體設(shè)備需求擴(kuò)容。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)。在產(chǎn)業(yè)高景氣的推動下，晶圓廠和封測廠開啟擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃， 增加資本支出，以配套相關(guān)半導(dǎo)體設(shè)備，從而驅(qū)動半導(dǎo)體設(shè)備需求擴(kuò)容，帶動半導(dǎo) 體設(shè)備市場規(guī)模持續(xù)增長。在行業(yè)高景氣度持續(xù)的背景下，2022 年各大晶圓廠的資 本支出計劃均大幅增長，預(yù)計今年全球半導(dǎo)體設(shè)備需求依然保持高增長。根據(jù) SEMI 在2021年二季度的預(yù)測，全球前端晶圓廠設(shè)

7、備支出將在 2022 年同比增長 10%， 達(dá)到超過 980 億美元的歷史新高?；谏鲜鲆蛩氐尿?qū)動，全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模有望再創(chuàng)歷史新高。半導(dǎo)體專用設(shè) 備作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的支持環(huán)節(jié)，受益于半導(dǎo)體市場下游應(yīng)用激增的需求，隨著全 球晶圓廠產(chǎn)能的持續(xù)擴(kuò)張和資本支出的增加，半導(dǎo)體專用設(shè)備市場將進(jìn)入穩(wěn)步增長 階段。根據(jù) SEMI 的預(yù)測數(shù)據(jù)，2022 年半導(dǎo)體設(shè)備市場的銷售額將到達(dá) 762 億美 元，同比增長 6%。中國大陸已成為全球主要的半導(dǎo)體設(shè)備市場，半導(dǎo)體設(shè)備需求量不斷提升。目前中 國大陸正處于新一代智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G 通信等行業(yè)快速崛起的進(jìn)程 中，已成為全球最重要的半導(dǎo)體應(yīng)用和消

8、費(fèi)市場之一。隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈向中 國大陸持續(xù)轉(zhuǎn)移，中國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)將持續(xù)快速發(fā)展。根據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)，中國 半導(dǎo)體設(shè)備市場在全球的占比從 2012 年的 6.74% 提升到了 2020 年的 26.31%， 已成為全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備區(qū)域市場。國內(nèi)晶圓產(chǎn)線建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)增，國產(chǎn)設(shè)備迎來發(fā)展黃金期。據(jù) SEMI 統(tǒng)計，21年 和 22 年全球?qū)⑿陆?29 座晶圓廠，其中將有 8 座新晶圓廠座落中國大陸，占比達(dá) 28%。大量的晶圓廠項(xiàng)目新建投產(chǎn)將帶來設(shè)備資本開支的增加，中國大陸半導(dǎo)體設(shè) 備產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展期。半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)率較低，國產(chǎn)替代勢在必行。國內(nèi)一二線晶圓廠開啟了擴(kuò)產(chǎn)潮，但 目前

9、我國半導(dǎo)體專用設(shè)備的自給率水平較低，仍主要依賴進(jìn)口，在地緣政治風(fēng)險反 復(fù)的背景下，半導(dǎo)體、特別是半導(dǎo)體設(shè)備的國產(chǎn)替代勢在必行。國產(chǎn)設(shè)備滲透率正穩(wěn)步提升，未來國產(chǎn)替代空間廣闊。在國家戰(zhàn)略和政策的支持下， 國內(nèi)半導(dǎo)體專用設(shè)備企業(yè)正加速追趕，部分企業(yè)經(jīng)過長期的技術(shù)研發(fā)和積累，在部 分領(lǐng)域已經(jīng)取得突破，成功進(jìn)入芯片制造企業(yè)的供應(yīng)商行列，依托廣大的本土市場， 未來中國半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)替代空間廣闊。2. 清洗是半導(dǎo)體制造的高頻工藝，市場需求穩(wěn)步擴(kuò)增清洗貫穿半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈，是芯片制造工藝步驟中占比最大的工序。半導(dǎo)體清洗是 指針對不同的工藝需求對晶圓表面進(jìn)行無損傷清潔，以清除半導(dǎo)體制造過程中的顆 粒、自然氧化層

10、、金屬污染、有機(jī)/無機(jī)化學(xué)污染、拋光殘留物等雜質(zhì)的工藝。芯片生產(chǎn)對工藝潔凈度、可靠性要求嚴(yán)格，雜質(zhì)清洗工藝直接關(guān)系到半導(dǎo)體產(chǎn)品的 良率和性能。隨著晶圓制造工藝不斷向精密化方向發(fā)展，芯片結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度不斷提 高，芯片對雜質(zhì)含量的敏感度也相應(yīng)提高。為了保障產(chǎn)品的良率及性能，多種制造 工序后均需設(shè)置清洗工序，清洗步驟數(shù)量約占所有芯片制造工序步驟的 30% 以上， 是所有芯片制造工藝步驟中占比最大的工序。濕法清洗是目前的主流清洗技術(shù)路線。根據(jù)清洗介質(zhì)的不同，半導(dǎo)體清洗技術(shù)主要 分為濕法清洗和干法清洗兩種工藝路線。濕法清洗是針對不同的工藝需求，采用特 定的化學(xué)藥液和去離子水，對晶圓表面進(jìn)行無損傷清洗；干法

11、清洗是指不使用化學(xué) 溶劑的清洗技術(shù)，主要包括等離子清洗、超臨界氣相清洗、束流清洗等技術(shù)。目前， 晶圓制造產(chǎn)線以濕法清洗為主，占芯片制造清洗步驟數(shù)量的 90% 以上，少量特定 步驟采用濕法和干法清洗相結(jié)合的方式構(gòu)建清洗方案，互補(bǔ)所短。清洗設(shè)備主要包括單片清洗設(shè)備、槽式清洗設(shè)備、組合式清洗設(shè)備和批式旋轉(zhuǎn) 噴淋清洗設(shè)備等，其中單片清洗設(shè)備市場份額占比最高。單片清洗的優(yōu)點(diǎn)在于能夠 提供更好的工藝控制，改善單個晶圓和不同晶圓間的均勻性，提高產(chǎn)品良率，但每 個清洗腔體內(nèi)每次只能清洗單片晶圓，設(shè)備產(chǎn)能較低。槽式清洗的優(yōu)點(diǎn)在于產(chǎn)能 高，適合大批量生產(chǎn)，但顆粒，濕法刻蝕速度控制差，交叉污染風(fēng)險大。單片槽式 組合

12、清洗技術(shù)的出現(xiàn)，可綜合單片清洗和槽式清洗的優(yōu)點(diǎn)，在提高清洗能力及效率的同時，減少硫酸的使用量，幫助客戶降低成本，符合國家節(jié)能減排的政策要求。清洗是半導(dǎo)體制造的高頻工藝，同時與工藝良率高度相關(guān)，隨著下游半導(dǎo)體擴(kuò)產(chǎn)的 推進(jìn)，全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備市場規(guī)模平穩(wěn)增長。在半導(dǎo)體行業(yè)高景氣度下，晶圓廠 擴(kuò)產(chǎn)帶來清洗設(shè)備需求的增加，同時隨著芯片工藝的不斷進(jìn)步，清洗工序的數(shù)量和 重要性將繼續(xù)提升，在實(shí)現(xiàn)相同芯片制造產(chǎn)能的情況下，對清洗設(shè)備的需求量也將 相應(yīng)增加，給清洗設(shè)備帶來了巨大的新增市場需求。此外，為了進(jìn)一步提高集成電 路性能，芯片結(jié)構(gòu)開始 3D 化，此時清洗設(shè)備在清洗晶圓表面的基礎(chǔ)上，還需在無 損情況下清洗

13、內(nèi)部污染物，這對清洗設(shè)備提出了更高的技術(shù)要求。芯片工藝的進(jìn)步 及芯片結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化導(dǎo)致清洗設(shè)備的價值持續(xù)提升。根據(jù)公司招股書引用的 Gartner 的數(shù)據(jù)，2020 年全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備市場規(guī)模為 25.39 億美元，隨著全 球半導(dǎo)體生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)張，清洗設(shè)備市場規(guī)模有望保持穩(wěn)定增長。3. 盛美上海清洗設(shè)備龍頭地位顯著，差異化技術(shù)構(gòu)建高壁壘清洗設(shè)備核心技術(shù)領(lǐng)先，具備國際競爭力。公司的 SAPS 及 TEBO 兆聲波清洗、 單片槽式組合清洗等技術(shù)，均為自主研發(fā)所得。SAPS 與 TEBO 清洗設(shè)備產(chǎn)品在全 球范圍內(nèi)首次解決了兆聲波清洗技術(shù)在單片清洗設(shè)備上應(yīng)用的兩大世界性難題，即 晶圓翹曲引起的表

14、面兆聲波能量分布不均勻性的難題和兆聲波氣穴破裂在圖形晶圓表面上造成芯片結(jié)構(gòu)損傷的問題。目前，公司的兆聲波單片清洗設(shè)備、單片槽式組 合清洗設(shè)備可應(yīng)用于 45nm 及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的晶圓清洗領(lǐng)域，能有效解決刻蝕后有 機(jī)沾污和顆粒的清洗難題，并大幅減少濃硫酸等化學(xué)試劑的使用量，技術(shù)水平已達(dá) 到國際領(lǐng)先或國際先進(jìn)水平。清洗設(shè)備產(chǎn)品線不斷豐富，工藝覆蓋率已達(dá) 80%。截至 2021 年，公司共有 SAPS 兆聲波清洗設(shè)備、單片 TEBO 兆聲波清洗設(shè)備、單片背面清洗設(shè)備、單片刷洗設(shè)備、 槽式清洗設(shè)備和單片槽式組合清洗設(shè)備等十余款半導(dǎo)體清洗設(shè)備，公司的清洗技術(shù) 及設(shè)備已經(jīng)可以覆蓋 80% 以上的清洗工藝。為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能最大化，公司單片清洗設(shè) 備還可根據(jù)客戶需求配置多個工藝腔體，最高可單臺配置 18 腔體，有效提升客戶 的生產(chǎn)效率。獲國內(nèi)外知名廠商訂單，客戶資源優(yōu)質(zhì)。憑借先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢和產(chǎn)品性能，公司成 功打入海力士、長江存儲、華虹集團(tuán)、中芯國際等知名晶圓廠產(chǎn)線。2021 年， 公司完成了 14 臺槽式清洗機(jī)的設(shè)計組裝和測試工作，其中 10 臺已經(jīng)運(yùn)到客戶端 進(jìn)行產(chǎn)品片的工藝驗(yàn)證和量產(chǎn)。在原有客戶的基礎(chǔ)上，公司也拓展了多家國內(nèi)外新 客戶，其中包括全球主要半導(dǎo)體制造商在中國工廠的兆聲波單片清洗設(shè)備(12 腔)DEMO 訂單和美國主要國際半導(dǎo)體制造商的 SAPS 單片清洗設(shè)