楊興杰
一、半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)概述
半導(dǎo)體設(shè)備指用于制造各類半導(dǎo)體產(chǎn)品所用的生產(chǎn)設(shè)備，在半導(dǎo)體制造的工藝流程中，半導(dǎo)體設(shè)備扮演著十分重要的角色，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)市場(chǎng)空間最廣闊，戰(zhàn)略價(jià)值最重要的一環(huán)。以半導(dǎo)體設(shè)備為代表的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是支撐我國(guó)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略方向，也是大國(guó)間科技競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。半導(dǎo)體設(shè)備的技術(shù)升級(jí)與半導(dǎo)體制造的工藝發(fā)展相輔相成。半導(dǎo)體設(shè)備的技術(shù)升級(jí)為半導(dǎo)體制造工藝創(chuàng)造了發(fā)展空間，而半導(dǎo)體制造工藝的改進(jìn)是半導(dǎo)體設(shè)備實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的推動(dòng)力。因此，半導(dǎo)體設(shè)備的迭代升級(jí)很大程度上依賴精密零部件的技術(shù)突破。
半導(dǎo)體制造的步驟繁多且精細(xì)，半導(dǎo)體設(shè)備在產(chǎn)業(yè)鏈中的應(yīng)用領(lǐng)域主要可分為兩大類：前道晶圓制造和后道封裝測(cè)試。其中，前道晶圓制造流程是芯片制造中最為核心的環(huán)節(jié)，涉及的主要設(shè)備包括熱處理設(shè)備、光刻設(shè)備、涂膠顯影/去膠設(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)備等。其中，刻蝕技術(shù)和薄膜沉積技術(shù)與光刻技術(shù)并稱三大主要生產(chǎn)技術(shù)，也是前道設(shè)備中價(jià)值量最高的三大設(shè)備類型。
目前，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)已經(jīng)形成“一超多強(qiáng)”的格局，行業(yè)龍頭北方華創(chuàng)在刻蝕、沉積、清洗、熱處理、檢測(cè)等半導(dǎo)體制造工藝流程中實(shí)現(xiàn)了除光刻外的全棧式覆蓋，構(gòu)建了覆蓋面廣泛的半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)品銷售管線，成為了行業(yè)內(nèi)具備領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的平臺(tái)級(jí)企業(yè)。除北方華創(chuàng)外，國(guó)內(nèi)大部分半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)如中微公司、拓荊科技、華海清科、芯源微、華峰測(cè)控和長(zhǎng)川科技等多專注于單一工藝流程設(shè)備產(chǎn)品，在各自領(lǐng)域形成多強(qiáng)格局。其中，中微公司主要專注于刻蝕設(shè)備、MOCVD 設(shè)備領(lǐng)域，在產(chǎn)品級(jí)層面具備較大優(yōu)勢(shì)。2022 年，其主打產(chǎn)品等離子體刻蝕設(shè)備在國(guó)際最先進(jìn)的 5nm 芯片生產(chǎn)線及下一代更先進(jìn)的生產(chǎn)線上均實(shí)現(xiàn)了多次批量銷售，取得國(guó)產(chǎn)刻蝕設(shè)備的重大突破。由于半導(dǎo)體技術(shù)具有一定的同源性，在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)“一超多強(qiáng)”格局的基礎(chǔ)上，未來行業(yè)內(nèi)企業(yè)將繼續(xù)以半導(dǎo)體的底層處理工藝為依托，在流程工藝覆蓋和應(yīng)用場(chǎng)景拓展兩個(gè)領(lǐng)域逐步向平臺(tái)化方向轉(zhuǎn)型。
二、市場(chǎng)規(guī)模
半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)品作為精密加工的底層支撐，是芯片制造環(huán)節(jié)中的核心部件，廣泛應(yīng)用于晶圓制造和封裝測(cè)試各個(gè)環(huán)節(jié)，并在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率以及標(biāo)準(zhǔn)化等方面均發(fā)揮重要作用。同時(shí)，由于技術(shù)進(jìn)步帶來的集成電路生產(chǎn)成本的不斷降低以及各下游終端應(yīng)用領(lǐng)域的芯片需求大幅增加，半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)始終呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，具備廣闊的市場(chǎng)空間。
根據(jù)SEMI發(fā)布的數(shù)據(jù)，全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模到2024年將增長(zhǎng)至1,071.6億美元。以產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用環(huán)節(jié)來劃分，半導(dǎo)體設(shè)備主要應(yīng)用于前道工藝設(shè)備（晶圓制造）和后道工藝設(shè)備（封裝測(cè)試）兩個(gè)大類，前道設(shè)備占據(jù)了整個(gè)市場(chǎng)的80%-85%，其中光刻設(shè)備，刻蝕設(shè)備和薄膜沉積設(shè)備是價(jià)值量最大的三大環(huán)節(jié)，各自所占的市場(chǎng)規(guī)模均達(dá)到了前道設(shè)備總量的20%以上。
圖表：全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模（億美元）
數(shù)據(jù)來源：SEMI，中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理
國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)在下游快速發(fā)展的推動(dòng)下保持快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2022年中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備的銷售額達(dá)283億美元，占全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)26.30%的份額。目前我國(guó)已經(jīng)成為全球半導(dǎo)體設(shè)備第一大市場(chǎng)，市場(chǎng)規(guī)模及發(fā)展前景廣闊。
圖表：2013-2023年中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模(億美元)
數(shù)據(jù)來源：SEMI，中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理
三、半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)
1.全球半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
當(dāng)前全球半導(dǎo)體行業(yè)格局主要表現(xiàn)為美國(guó)、中國(guó)及第三方三足鼎立的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。其中美國(guó)以半導(dǎo)體設(shè)備、EDA軟件、芯片設(shè)計(jì)為核心，主導(dǎo)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。中國(guó)已逐步開始建立自己的全套半導(dǎo)體內(nèi)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，但在先進(jìn)制程設(shè)備還處于追趕態(tài)勢(shì)。獨(dú)立第三方如歐洲、日本和韓國(guó)等地區(qū)的廠商可同時(shí)參與中美兩國(guó)的產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建。然而近年來美國(guó)在半導(dǎo)體行業(yè)不斷加劇對(duì)我國(guó)的遏制封鎖，美國(guó)2022年8月9日頒布的《2022年芯片與科學(xué)法案》中諸多條款明確限制有關(guān)芯片企業(yè)在中國(guó)開展正常經(jīng)貿(mào)與投資活動(dòng)，以期晶圓廠制造產(chǎn)能重新回流美國(guó)，且日韓、歐洲等有跟進(jìn)趨勢(shì)。未來全球半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展將由供需競(jìng)爭(zhēng)、全球化大分工的自由市場(chǎng)主導(dǎo)逐步轉(zhuǎn)向國(guó)家科技競(jìng)賽、逆全球化的國(guó)家資本主導(dǎo)，可能向中美雙方半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)循環(huán)對(duì)峙的格局發(fā)展。
2.中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備將回歸產(chǎn)能擴(kuò)充和成熟工藝再造
半導(dǎo)體領(lǐng)域技術(shù)的高速發(fā)展對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備集成上限、精度和穩(wěn)定性提出了更高的要求。得益于各類電子終端的芯片需求，新能源、智能化、網(wǎng)聯(lián)化和AIoT等行業(yè)的發(fā)展加速了先進(jìn)制程設(shè)備研發(fā)進(jìn)程。與此同時(shí)，由于芯片的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，不同設(shè)備對(duì)于性能要求及技術(shù)參數(shù)等差異較大，各類性能、不同用途的芯片將大量并存并適配多種應(yīng)用場(chǎng)景。因此上述產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也為成熟制程的芯片帶來了大量需求。以全球視角來看，成熟制程工藝仍是主流，根據(jù)TrendForce集邦咨詢顯示，2021年晶圓代工廠中，成熟制程仍占據(jù)76%的市場(chǎng)份額。在美國(guó)半導(dǎo)體領(lǐng)域的封鎖下，我國(guó)先進(jìn)制程設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)目前仍受到較大限制。未來短期內(nèi)我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)回歸產(chǎn)能擴(kuò)充和成熟工藝再造，在把握全球半導(dǎo)體行業(yè)主流需求的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研發(fā)和突破。
3.國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程持續(xù)加快
目前全球半導(dǎo)體設(shè)備的生產(chǎn)廠商主要集中在歐洲、美國(guó)和日本，中國(guó)本土的半導(dǎo)體設(shè)備廠商的市占率有待提高，國(guó)產(chǎn)設(shè)備上升空間仍較大。由于美國(guó)等國(guó)家的封鎖，國(guó)產(chǎn)替代和自主可控已成為我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)亟待解決的問題，因此發(fā)展國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體裝備及配套零部件具有重要的戰(zhàn)略意義。另一方面，半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化將大幅降低我國(guó)芯片制造商的投資成本，提高我國(guó)芯片制造競(jìng)爭(zhēng)力。未來，隨著下游市場(chǎng)需求提高及政策鼓勵(lì)的推動(dòng)，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備制造廠商將進(jìn)一步擴(kuò)充成熟制程產(chǎn)能、加大研發(fā)投入并拓寬產(chǎn)品品類，加速推進(jìn)國(guó)產(chǎn)替代和自主可控裝備的研發(fā)生產(chǎn)進(jìn)程。
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