薄膜沉積設(shè)備行業(yè)發(fā)展概況_第1頁
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文檔簡介

薄膜沉積設(shè)備行業(yè)發(fā)展概況半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備發(fā)展趨勢(一)半導(dǎo)體行業(yè)景氣度帶動半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備需求增長隨著半導(dǎo)體行業(yè)整體景氣度的提升,全球半導(dǎo)體設(shè)備市場呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢,拉動市場對薄膜沉積設(shè)備需求的增加。薄膜沉積設(shè)備行業(yè)一方面長期受益于全球半導(dǎo)體需求增加與產(chǎn)線產(chǎn)能的擴充,另一方面受益于技術(shù)演進(jìn)帶來的增長機遇,包括制程進(jìn)步、多重曝光與3DD存儲技術(shù),全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場規(guī)模將因此高速增長。MaximizeMarketResearch預(yù)計全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場規(guī)模在2025年將從2020年的172億美元擴大至340億美元,保持年復(fù)合13.3%的增長速度。(二)半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備進(jìn)口替代空間巨大近年來,在國家政策的拉動和支持下,我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,整體實力顯著提升,設(shè)計、制造能力與國際先進(jìn)水平不斷縮小,但半導(dǎo)體先進(jìn)設(shè)備制造仍然相對薄弱。《中國制造2025》對于半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化提出明確要求:在2020年之前,90-32nm工藝設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到50%,實現(xiàn)90nm光刻機國產(chǎn)化,封測關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到50%。在2025年之前,20-14nm工藝設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到30%,實現(xiàn)浸沒式光刻機國產(chǎn)化。為推動我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,國家先后設(shè)立國家重大專項和國家集成電路基金,國家集成電路基金首期募資1,387億元,二期募資超過2,000億元。伴隨著國家鼓勵類產(chǎn)業(yè)政策和產(chǎn)業(yè)投資基金不斷的落實與實施,本土半導(dǎo)體及其設(shè)備制造業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展契機,而薄膜沉積設(shè)備作為半導(dǎo)體制造的核心設(shè)備,將會迎來巨大的進(jìn)口替代市場空間。(三)薄膜要求提高半導(dǎo)體薄膜沉積衍生設(shè)備需求在晶圓制造過程中,薄膜發(fā)揮著形成導(dǎo)電層或絕緣層、阻擋污染物和雜質(zhì)滲透、提高吸光率、阻擋刻蝕等重要作用。由于芯片的線寬越來越窄、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,薄膜性能參數(shù)精細(xì)化要求也隨之提高,如先進(jìn)制程的前段工藝對薄膜均勻性、顆粒數(shù)量控制、金屬污染控制的要求逐步提高,臺階覆蓋能力強、薄膜厚度控制精準(zhǔn)的ALD設(shè)備因此被引入產(chǎn)線。(四)先進(jìn)制程增加導(dǎo)致半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場攀升隨著集成電路制造不斷向更先進(jìn)工藝發(fā)展,單位面積集成的電路規(guī)模不斷擴大,芯片內(nèi)部立體結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,所需要的薄膜層數(shù)越來越多,對絕緣介質(zhì)薄膜、導(dǎo)電金屬薄膜的材料種類和性能參數(shù)不斷提出新的要求。在90nmCMOS工藝大約需要40道薄膜沉積工序。在3nmFinFET工藝產(chǎn)線,則超過100道薄膜沉積工序,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。只有薄膜沉積設(shè)備的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步才能支撐集成電路制造工藝向更小制程發(fā)展。目前,半導(dǎo)體行業(yè)的薄膜沉積設(shè)備中,PVD設(shè)備與CVD設(shè)備均已初步實現(xiàn)國產(chǎn)化,而ALD設(shè)備作為先進(jìn)制程所必須的工藝設(shè)備,在大規(guī)模量產(chǎn)方面國內(nèi)廠商尚未形成突破。當(dāng)技術(shù)節(jié)點向14納米甚至更小的方向升級時,與PVD設(shè)備和CVD設(shè)備相比,ALD設(shè)備的必要性更加凸顯。目前,基于供應(yīng)鏈安全考慮,國內(nèi)設(shè)備制造商正面臨更多的機會。面對半導(dǎo)體設(shè)備向高精度化與高集成化方向發(fā)展的趨勢,以及國產(chǎn)化進(jìn)程加快的背景下,國產(chǎn)半導(dǎo)體ALD設(shè)備迎來前所未有的發(fā)展契機。目前主流應(yīng)用的顯示技術(shù)為LCD和OLED,在海茲定律(即在給定的光波長下,每流明成本每十年降低10倍,每LED組件的發(fā)光量每十年提高20倍)驅(qū)動下,從中長期看,新型顯示技術(shù)如柔性電子、Mini/MicroLED市場規(guī)模將快速提升。水汽穿透率(WVTR)是衡量膜層抗水氧的重要指標(biāo),由于顯示器件被水和氧氣滲透后極易發(fā)生老化變性,導(dǎo)致器件亮度和使用壽命出現(xiàn)明顯衰減,因此需要使用阻水阻氧材料進(jìn)行封裝保護(hù),其中可彎折的柔性O(shè)LED顯示器對水汽較為敏感,其WVTR指標(biāo)需要達(dá)到10-4g/m2/d以下。其他新型顯示技術(shù)的WVTR至少也需要小于10-3g/m2/d的程度,才能保證在嚴(yán)苛環(huán)境之下的可靠度??紤]到新型顯示技術(shù)對封裝保護(hù)的更高要求,而ALD膜層擁有高密度、無針孔、保型性能好、絕緣、阻水阻氧等特點,柔性O(shè)LED等新型顯示技術(shù)開始使用ALD膜層來保證其穩(wěn)定性。早期的LED加工工藝要求的精密度無法與集成電路相比,防水汽與防氧化也沒有OLED那么嚴(yán)格,但隨著芯片尺寸持續(xù)縮小的趨勢與高功率密度芯片級別封裝CSP的興起,ALD技術(shù)優(yōu)勢逐漸體現(xiàn),并進(jìn)入新型顯示行業(yè)的視線,ALD技術(shù)的市場需求將進(jìn)一步擴大。半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展情況和未來發(fā)展趨勢(一)半導(dǎo)體行業(yè)概覽半導(dǎo)體行業(yè)是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)支撐,主要分為集成電路、分立器件、傳感器和光電子器件等四大類,廣泛應(yīng)用于5G通信、計算機、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等下游終端應(yīng)用市場,是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會中的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。自半導(dǎo)體核心元器件晶體管誕生以來,半導(dǎo)體行業(yè)遵循著摩爾定律快速發(fā)展。2013年到2018年,全球半導(dǎo)體市場規(guī)模從3,056億美元迅速提升至4,688億美元,年均復(fù)合增長率達(dá)到8.93%。2019年,受國際貿(mào)易環(huán)境惡化導(dǎo)致市場信心不足等因素影響,全球半導(dǎo)體市場出現(xiàn)下跌。2020年,受益于疫情催生遠(yuǎn)程辦公設(shè)備銷量提振以及全球汽車產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇所推動的需求強勁反彈,全球半導(dǎo)體市場規(guī)模恢復(fù)增長態(tài)勢。2021年,全球半導(dǎo)體市場規(guī)模進(jìn)一步增長至4,743億美元,發(fā)展態(tài)勢良好。(二)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)1、半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展基本情況及特點半導(dǎo)體設(shè)備主要包括前道工藝設(shè)備和后道工藝設(shè)備,前道工藝設(shè)備為晶圓制造設(shè)備,后道工藝設(shè)備包括封裝設(shè)備和測試設(shè)備,其他類型設(shè)備主要包括硅片生長設(shè)備等。其中晶圓前道工藝設(shè)備整體占比超過80%,是半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)最核心的組成部分。從晶圓廠的投資構(gòu)成來看,刻蝕設(shè)備、光刻設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備是集成電路前道生產(chǎn)工藝中最重要的三類設(shè)備。其中,薄膜沉積設(shè)備投資額占晶圓廠投資總額的16%,占晶圓制造設(shè)備投資總額的21%。2、半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)發(fā)展情況2013年以來,隨著全球半導(dǎo)體行業(yè)整體景氣度的提升,半導(dǎo)體設(shè)備市場也呈增長趨勢。根據(jù)SEMI統(tǒng)計,全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額從2013年的約318億美元增長至2021年的1,026億美元,年均復(fù)合增長率約為15.77%。由于半導(dǎo)體專用設(shè)備行業(yè)對制造工藝和標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格,行業(yè)進(jìn)入的技術(shù)壁壘、市場壁壘和客戶認(rèn)知壁壘較高,全球半導(dǎo)體設(shè)備市場集中度較高。目前全球前十大半導(dǎo)體設(shè)備制造商主要集中在美國、日本和荷蘭。根據(jù)VLSIResearch數(shù)據(jù),2020年全球半導(dǎo)體設(shè)備前十名廠商合計實現(xiàn)銷售收入708億美元,市占率為76.63%。中國半導(dǎo)體設(shè)備廠商因發(fā)展起步較晚,目前尚未進(jìn)入全球行業(yè)前列。從需求端分析,根據(jù)SEMI統(tǒng)計數(shù)據(jù),2013-2021年半導(dǎo)體設(shè)備在大陸銷售額的年復(fù)合增長率達(dá)到31.07%。2021年,中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備的銷售額達(dá)到296.2億美元,同比增長58.23%,發(fā)展勢頭強勁。2020年、2021年,中國大陸市場約占全球半導(dǎo)體設(shè)備市場比例分別為26.30%、28.87%。中國大陸已成為全球第一大半導(dǎo)體設(shè)備需求市場。晶圓擴產(chǎn)與驅(qū)動,份額提升貢獻(xiàn)主要增量半導(dǎo)體設(shè)備市場空間廣闊。2019年-2021年,受到下游應(yīng)用需求的驅(qū)動以及疫情對行業(yè)供需關(guān)系的影響,全球半導(dǎo)體設(shè)備市場經(jīng)歷了一輪高景氣周期。2022年,半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模有望再創(chuàng)新高。根據(jù)SEMI的數(shù)據(jù),2022年,全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額有望達(dá)1143.4億美元,同比增長11.24%,以2021年中國市場的占比測算,預(yù)估2022年中國半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模有望達(dá)329.48億美元,同比增長11.24%。半導(dǎo)體設(shè)備公司的增量將更多地來源于市場份額的提升。在半導(dǎo)體設(shè)備整體市場規(guī)模保持穩(wěn)定的過程中,產(chǎn)業(yè)鏈公司的增量將更多地來源于市場份額的提升。市場份額的提升主要由三個因素驅(qū)動:產(chǎn)品的競爭力、所處細(xì)分市場的份額或空間、品類擴張能力。其中,產(chǎn)品的競爭力是公司立足于市場獲取份額的基礎(chǔ),所處市場的份額或空間將決定公司高速成長的持續(xù)性,而品類擴張能力能夠持續(xù)拓展公司的成長邊界。在市場國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)自主可控等多重因素的驅(qū)動下,中國大陸晶圓制造及其配套設(shè)備環(huán)節(jié)的加速發(fā)展勢在必行。中國大陸是全球最大的電子終端消費市場和半導(dǎo)體銷售市場,吸引著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向大陸的遷移。從產(chǎn)業(yè)鏈配套層面來看,在中游晶圓制造環(huán)節(jié),中國具備成為全球最大晶圓產(chǎn)能基地的潛力。特別是在中國打造制造強國的戰(zhàn)略下,政府在產(chǎn)業(yè)政策、稅收、人才培養(yǎng)等方面大力支持和推進(jìn)本土半導(dǎo)體制造的規(guī)?;透叨嘶?。近年來,中美貿(mào)易摩擦凸顯出供應(yīng)鏈安全和自主可控的重要性和急迫性,晶圓制造及其配套設(shè)備等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石,加速發(fā)展勢在必行。根據(jù)ICInsights的數(shù)據(jù),2021年,全球晶圓產(chǎn)能約2160萬片/月(8寸約當(dāng)),同比增長3.78%,中國大陸晶圓產(chǎn)能350萬片/月(8寸約當(dāng)),同比增長9.92%,在全球的占比約16.2%。根據(jù)SIA的數(shù)據(jù),伴隨著中國大陸晶圓產(chǎn)能的持續(xù)快速擴張,2030年,大陸晶圓產(chǎn)能在全球的占比有望達(dá)24%,屆時將成為全球最大的晶圓產(chǎn)能區(qū)域市場。中國大陸晶圓產(chǎn)能的持續(xù)擴張,有望持續(xù)拉動上游配套半導(dǎo)體設(shè)備的市場需求。內(nèi)資晶圓產(chǎn)線產(chǎn)能距離規(guī)劃仍有較大的提升空間,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的訂單增量前景廣闊。目前,內(nèi)資晶圓產(chǎn)線仍然是國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的消費主力,從遠(yuǎn)期內(nèi)資晶圓產(chǎn)線的建設(shè)情況來看,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的需求前景更為樂觀。根據(jù)各公司官網(wǎng)的不完全統(tǒng)計,目前,內(nèi)資晶圓產(chǎn)線的總產(chǎn)能約為162.5萬片/月(8寸約當(dāng)),而各條產(chǎn)線的規(guī)劃總產(chǎn)能約為454.5萬片/月(8寸約當(dāng)),現(xiàn)有產(chǎn)能距規(guī)劃產(chǎn)能仍有較大的擴充空間,因此,內(nèi)資晶圓產(chǎn)能的大幅擴張,有望為國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備公司帶來廣闊的訂單增量。當(dāng)前半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化率仍處于非線性提升區(qū)間,驅(qū)動的份額提升,將為行業(yè)貢獻(xiàn)可觀的成長速度和空間。對于國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商而言,其驅(qū)動力除了行業(yè)規(guī)模的自然擴張,還包括在國內(nèi)市場的。根據(jù)中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù),2021年,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為385.5億元,同比增長58.71%,占中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷售額的比例為20.02%。以半導(dǎo)體晶圓制造設(shè)備為例,當(dāng)前的國產(chǎn)設(shè)備對28nm及以上制程的工藝覆蓋度日趨完善,并積極推進(jìn)14nm及以下制程的工藝突破,產(chǎn)品正處于驗證密集通過、開啟規(guī)?;鹆康某砷L階段。并且,各大半導(dǎo)體設(shè)備廠商基于產(chǎn)品上線量產(chǎn)的契機,也在與客戶密切開展工藝設(shè)備的合作研發(fā)、已有產(chǎn)品的迭代和細(xì)分新品類的擴充,利于產(chǎn)品競爭力和市場拓展的繼續(xù)深入。所以,目前的半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化率仍處于非線性增長區(qū)間,未來國產(chǎn)設(shè)備有望加速滲透。假設(shè)2025年,該統(tǒng)計口徑下的中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備市場的國產(chǎn)化率提升至50%,則2021-2025年,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額的CAGR近30%。并且,對于65-40nm等國內(nèi)配套較成熟的制程,本土半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商的單一供應(yīng)比例最高已達(dá)80%,足見設(shè)備國產(chǎn)化有較高的成長空間。豐富的半導(dǎo)體工序催生出眾多的半導(dǎo)體設(shè)備類型,從硅片制造、芯片設(shè)計、晶圓制造、封裝和測試,配套的半導(dǎo)體設(shè)備品類多元,各個領(lǐng)域間具備較高的技術(shù)和市場壁壘。布局刻蝕、沉積等大賽道的設(shè)備廠商,具備更為廣闊的收入空間。通過對半導(dǎo)體設(shè)備市場競爭格局的分析可知,營收在百億美金量級的龍頭公司,其業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)基本覆蓋了半導(dǎo)體設(shè)備細(xì)分市場規(guī)模前三大的品類:刻蝕、光刻和沉積。鑒于此,對于本土半導(dǎo)體設(shè)備廠商而言,在刻蝕和沉積等大賽道深入布局的公司,具備更為廣闊的遠(yuǎn)期收入空間,未來的發(fā)展前景十分廣闊。在各類細(xì)分賽道布局領(lǐng)先的設(shè)備廠商,有望率先卡位供應(yīng)鏈優(yōu)勢位置。半導(dǎo)體設(shè)備市場細(xì)分品類眾多,目前,本土半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)仍處于成長早期,在各個細(xì)分賽道率先卡位并建立競爭優(yōu)勢的設(shè)備廠商,有望在下游客戶端搶占更優(yōu)勢的生態(tài)位-包括先發(fā)的研發(fā)驗證機會、領(lǐng)先的供應(yīng)份額以及積累更豐富的量產(chǎn)經(jīng)驗,從而在細(xì)分品類中建立起更高的競爭壁壘。在工藝技術(shù)方面,目前,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商在刻蝕、沉積、清洗、涂膠顯影、CMP、離子注入以及測試機、分選機、探針臺等核心工藝環(huán)節(jié)已取得長足進(jìn)步,并且與海外傳統(tǒng)廠商形成了初步的技術(shù)對標(biāo)。具體到產(chǎn)品方面,在前道領(lǐng)域,28nm及以上的制程范圍,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商實現(xiàn)了工藝、技術(shù)和產(chǎn)品的大部分覆蓋;在新技術(shù)節(jié)點上,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商配套14nm及以下制程的邏輯工藝、128層3DD工藝以及17nmDRAM工藝開展產(chǎn)品驗證和合作研發(fā)。同時,以北方華創(chuàng)、中微公司、盛美上海為代表的國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備公司不斷完善產(chǎn)品的平臺化布局,可服務(wù)市場規(guī)??焖贁U張,遠(yuǎn)期收入空間不斷打開。另一方面,以拓荊科技、華海清科、芯源微、萬業(yè)企業(yè)等為代表國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備公司在各自專長的領(lǐng)域內(nèi)已占據(jù)了領(lǐng)先的供應(yīng)份額,不斷夯實技術(shù)和市場壁壘。目前,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商的產(chǎn)品已在中芯國際、華虹半導(dǎo)體、長江存儲、合肥長鑫等晶圓產(chǎn)線快速起量,市場份額持續(xù)提升。在后道領(lǐng)域,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商在測試機、分選機、探針臺等設(shè)備方面的配套較前道更為完善,并且以長川科技、華峰測控為代表的國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商在SoC測試機、存儲測試機、探針臺等高端新品研發(fā)和市場拓展也快速推進(jìn),整體已在后道設(shè)備市場具備一定的市場份額優(yōu)勢。根據(jù)國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備公司2021年的收入測算,目前,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備在清洗、CMP、刻蝕、測試機、分選機等設(shè)備市場的國產(chǎn)化率已突破雙位數(shù),而在沉積、離子注入、探針臺等領(lǐng)域也取得一定的國產(chǎn)化突破。整體而言,隨著細(xì)分品類的市場份額提升,以及產(chǎn)品品類的多元擴張,未來,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備公司的成長邊界有望不斷拓寬。(一)半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展基本情況及特點半導(dǎo)體設(shè)備主要包括前道工藝設(shè)備和后道工藝設(shè)備,前道工藝設(shè)備為晶圓制造設(shè)備,后道工藝設(shè)備包括封裝設(shè)備和測試設(shè)備,其他類型設(shè)備主要包括硅片生長設(shè)備等。其中晶圓前道工藝設(shè)備整體占比超過80%,是半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)最核心的組成部分。從晶圓廠的投資構(gòu)成來看,刻蝕設(shè)備、光刻設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備是集成電路前道生產(chǎn)工藝中最重要的三類設(shè)備。其中,薄膜沉積設(shè)備投資額占晶圓廠投資總額的16%,占晶圓制造設(shè)備投資總額的21%。(二)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)發(fā)展情況2013年以來,隨著全球半導(dǎo)體行業(yè)整體景氣度的提升,半導(dǎo)體設(shè)備市場也呈增長趨勢。根據(jù)SEMI統(tǒng)計,全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額從2013年的約318億美元增長至2021年的1,026億美元,年均復(fù)合增長率約為15.77%。由于半導(dǎo)體專用設(shè)備行業(yè)對制造工藝和標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格,行業(yè)進(jìn)入的技術(shù)壁壘、市場壁壘和客戶認(rèn)知壁壘較高,全球半導(dǎo)體設(shè)備市場集中度較高。目前全球前十大半導(dǎo)體設(shè)備制造商主要集中在美國、日本和荷蘭。根據(jù)VLSIResearch數(shù)據(jù),2020年全球半導(dǎo)體設(shè)備前十名廠商合計實現(xiàn)銷售收入708億美元,市占率為76.63%。中國半導(dǎo)體設(shè)備廠商因發(fā)展起步較晚,目前尚未進(jìn)入全球行業(yè)前列。從需求端分析,根據(jù)SEMI統(tǒng)計數(shù)據(jù),2013-2021年半導(dǎo)體設(shè)備在大陸銷售額的年復(fù)合增長率達(dá)到31.07%。2021年,中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備的銷售額達(dá)到296.2億美元,同比增長58.23%,發(fā)展勢頭強勁。已經(jīng)投產(chǎn)的有27條,在建未完工、開工建設(shè)或簽約項目有29條。其中宣布投產(chǎn)的項目合計裝機月產(chǎn)能約118萬片,在建未完工、開工建設(shè)或簽約項目的規(guī)劃月產(chǎn)能總計132萬片。受益于中國大陸地區(qū)晶圓廠建設(shè)加速推進(jìn),中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備市場需求快速增長。2020年、2021年,中國大陸市場約占全球半導(dǎo)體設(shè)備市場比例分別為26.30%、28.87%。中國大陸已成為全球第一大半導(dǎo)體設(shè)備需求市場。半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備行業(yè)發(fā)展情況(一)薄膜沉積設(shè)備市場規(guī)模持續(xù)增長根據(jù)MaximizeMarketResearch數(shù)據(jù)統(tǒng)計,全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場規(guī)模從2017年的125億美元擴大至2020年的172億美元,年復(fù)合增長率為11.2%。(二)薄膜沉積設(shè)備國產(chǎn)化率低我國半導(dǎo)體設(shè)備經(jīng)過最近幾年快速發(fā)展,在部分領(lǐng)域已有一定的進(jìn)步,但整體國產(chǎn)設(shè)備特別在核心設(shè)備化上的國產(chǎn)化率仍然較低。半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備行業(yè)基本由AMAT、ASM、Lam、TEL等國際巨頭壟斷。近年來隨著國家對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的持續(xù)投入及部分民營企業(yè)的興起,我國半導(dǎo)體制造體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)得以建立和完善。半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備的國產(chǎn)化率雖然由2016年的5%提升至2020年的8%,但總體占比尤其是中高端產(chǎn)品占比較低。(三)各類薄膜沉積設(shè)備發(fā)展態(tài)勢從半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備的細(xì)分市場上來看,根據(jù)Gartner統(tǒng)計,2019年全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備中PECVD、PVD、ALD設(shè)備的市場規(guī)模占比分別為33%、23%和11%;2020年全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備中PECVD、PVD、ALD設(shè)備的市場規(guī)模占比分別為34%、21%和12.8%。在半導(dǎo)體制程進(jìn)入28nm后,由于器件結(jié)構(gòu)不斷縮小且更為3D立體化,生產(chǎn)過程中需要實現(xiàn)厚度更薄的膜層,以及在更為立體的器件表面均勻鍍膜。在此背景下,ALD技術(shù)憑借優(yōu)異的三維共形性、大面積成膜的均勻性和精確的膜厚控制等特點,技術(shù)優(yōu)勢愈加明顯,在半導(dǎo)體薄膜沉積環(huán)節(jié)的市場占有率也將持續(xù)提高。半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀(一)市場規(guī)模中國半導(dǎo)體設(shè)備的市場規(guī)模增速明顯,從2017年的554.18億元增長至2019年的905.70億元。2020年,中國半導(dǎo)體設(shè)備市場亦保持快速增長趨勢,銷售額為1260.62億元,同比增長達(dá)39.2%,成為全球第一大半導(dǎo)體設(shè)備市場;2021年,中國半導(dǎo)體設(shè)備市場連續(xù)增長,銷售額為1993.35億元,同比增長達(dá)58.1%,連續(xù)兩年成為全球第一大半導(dǎo)體設(shè)備市場。2022年中國半導(dǎo)體預(yù)計將繼續(xù)增長,規(guī)模達(dá)到2745.15億元。(二)市場結(jié)構(gòu)從細(xì)分產(chǎn)品來看,光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設(shè)備為半導(dǎo)體設(shè)備主要核心設(shè)備,分別占比24%、20%、20%。其次為測試設(shè)備和封裝設(shè)備,分別占比9%、6%。(三)進(jìn)口情況中國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)整體國產(chǎn)化率的提升還處于起步階段,目前國內(nèi)半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商所使用的半導(dǎo)體設(shè)備仍主要依賴進(jìn)口。根據(jù)中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計,2021年半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)口46894臺,合計進(jìn)口額1147.96億元,同比分別增長84.3%和56.4%。(四)國產(chǎn)化率情況中國設(shè)備產(chǎn)業(yè)未來10年,第一步將迎接中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對設(shè)備投資需求成倍的增長,同時目標(biāo)將國產(chǎn)化率從平均5%~10%,提升到70%~80%以上甚至更高;第二步中國設(shè)備技術(shù)能力與國際廠商同臺競技之后,實現(xiàn)打開國門走向世界。只有在設(shè)備上擁有核心技術(shù)升級與迭代能力,才能真正實現(xiàn)半導(dǎo)體制造上實現(xiàn)超越,國產(chǎn)化率是當(dāng)務(wù)之急,也勢不可擋。薄膜沉積是晶圓制造的三大核心步驟之一,薄膜的技術(shù)參數(shù)直接影響芯片性能。半導(dǎo)體器件的不斷縮小對薄膜沉積工藝提出了更高要求,而ALD技術(shù)憑借沉積薄膜厚度的高度可控性、優(yōu)異的均勻性和三維保形性,在半導(dǎo)體先進(jìn)制程應(yīng)用領(lǐng)域彰顯優(yōu)勢。用于薄膜沉積的技術(shù)包括物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)和原子層沉積(ALD)。其中ALD技術(shù)是一種將物質(zhì)以單原子膜的形式逐層鍍在基底表面的方法,能夠?qū)崿F(xiàn)納米量級超薄膜的沉積。目前ALD技術(shù)可以細(xì)分為TALD、PEALD、SALD等,制備的薄膜類型包括氧化物、氮(碳)化物、金屬與非金屬單質(zhì)等,涵蓋介電層、導(dǎo)體和半導(dǎo)體。ALD反應(yīng)的自限制性和窗口溫度較寬的特征,使其生長的薄膜具有很好的臺階覆蓋率、大面積均勻、致密無孔洞等優(yōu)勢,且厚度等沉積參數(shù)易于精確控制。ALD技術(shù)特別適合復(fù)雜形貌、高深寬比溝槽表面的薄膜沉積,被廣泛應(yīng)用于High-K柵介質(zhì)層、金屬柵、銅擴散阻擋層等半導(dǎo)體先進(jìn)制程領(lǐng)域。2020年,全球ALD設(shè)備市場規(guī)模約占薄膜沉積設(shè)備整體市場的11%。從晶圓廠設(shè)備投資構(gòu)成來看,薄膜沉積設(shè)備投資額占晶圓制造設(shè)備總投資額的比重約達(dá)25%。隨著全球和國內(nèi)晶圓廠的加速建設(shè)和擴產(chǎn),以及半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)向更細(xì)微演進(jìn),ALD設(shè)備市場空間廣闊。根據(jù)SEMI,全球晶圓產(chǎn)能2022年將增長8%,2020年至2024年期間,中國大陸和中國臺灣將分別增加8家和11家300mmFab廠,合計約占全球新增數(shù)量的50%。在Fab廠設(shè)備投資額構(gòu)成中,前道晶圓制造設(shè)備占比高達(dá)80%,其中薄膜沉積設(shè)備投資額約占晶圓制造設(shè)備的25%。MaximizeMarketResearch統(tǒng)計顯示,2017至2020年全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場規(guī)模從125億美元增至172億美元,CAGR達(dá)11.2%,預(yù)計2025年可達(dá)340億美元。根據(jù)Gartner統(tǒng)計,2020年ALD設(shè)備市場規(guī)模約占薄膜沉積設(shè)備的11%,SEMI預(yù)測,受益于半導(dǎo)體先進(jìn)制程產(chǎn)線數(shù)量增加,2020年至2025年全球ALD設(shè)備銷售額CAGR將達(dá)到26.3%,遠(yuǎn)高于PVD和PECVD設(shè)備的增速,市場前景可觀。半導(dǎo)體ALD設(shè)備市場由海外廠商高度壟斷。2020年,我國薄膜沉積設(shè)備國產(chǎn)化率為8%,雖然較2016年的5%有所提升,但總體水平尤其是中高端設(shè)備的國產(chǎn)占比仍然較低。在國際市場,ASMI、TEL、Lam、AMAT等知名半導(dǎo)體廠商均提供ALD設(shè)備,其中ASMI為全球ALD設(shè)備市場龍頭企業(yè),公司在ALD技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)深耕,通過跨國并購?fù)卣共㈧柟塘薃LD業(yè)務(wù),2020年ALD設(shè)備銷售額市占率高達(dá)55%。在國內(nèi)市場,經(jīng)營薄膜沉積設(shè)備業(yè)務(wù)的公司主要包括拓荊科技、微導(dǎo)納米、中微公司、盛美上海、北方華創(chuàng),目前具備半導(dǎo)體ALD技術(shù)產(chǎn)業(yè)化能力的企業(yè)仍然較少。建議關(guān)注在ALD設(shè)備領(lǐng)域取得較大進(jìn)展的拓荊科技、微導(dǎo)納米。光伏行業(yè)概覽(一)光伏

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