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光伏行業(yè)發(fā)展概況分析光伏行業(yè)發(fā)展概況2010年以來,全球太陽能光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展期,太陽能光伏年裝機(jī)容量快速增長,上游相關(guān)行業(yè)也得到迅速發(fā)展。2011年至2021年間,全球年度光伏新增裝機(jī)容量和累計裝機(jī)容量大幅增長,其中,新增裝機(jī)容量由2011年的32.2GW增加至2021年的170GW,增長超過5倍。IRENA根據(jù)《巴黎協(xié)定》制定的目標(biāo)進(jìn)行測算,從現(xiàn)在起至2050年,與能源有關(guān)的二氧化碳排放量需要每年減少3.5%左右,并在此后持續(xù)減少。因此,全球能源格局的深刻變革對于實(shí)現(xiàn)該協(xié)定的氣候目標(biāo)至關(guān)重要。隨著清潔能源的使用和迅速發(fā)展,太陽能和風(fēng)能將引領(lǐng)全球電力行業(yè)的轉(zhuǎn)型,取代傳統(tǒng)的化石燃料發(fā)電將成為可能。根據(jù)IRENA的預(yù)測,未來,風(fēng)力發(fā)電將占總電力需求的三分之一以上,而太陽能光伏發(fā)電將緊隨其后,占總電力需求的25%,這意味著在未來十年內(nèi),太陽能光伏發(fā)電的全球總?cè)萘繉?018年的480?GW,到2030年達(dá)到2,840?GW,到2050年達(dá)到8,519?GW。按年增長率計算,到2030年,太陽能光伏發(fā)電的年新增容量較2018年水平需要增加近3倍,達(dá)到270?GW/年,到2050年,需要增加4倍,達(dá)到372?GW/年。到2050年,太陽能光伏將有助于減少4.9Gt的二氧化碳年排放量,占實(shí)現(xiàn)巴黎氣候目標(biāo)所需能源部門總減排量的21%。我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)起步相對國外較晚,但受惠于全球光伏行業(yè)的高速發(fā)展,憑借國家政策的大力支持與人力資源、成本優(yōu)勢,發(fā)展極為迅速。截至2021年底,我國光伏發(fā)電裝機(jī)量達(dá)307GW,同比增長21%,連續(xù)7年位居全球首位;2021年新增光伏發(fā)電裝機(jī)54.88GW,同比增長13.9%,連續(xù)9年位居世界第一。2020年9月中國提出了努力爭取2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的應(yīng)對氣候變化新目標(biāo)。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會預(yù)測,在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下,十四五期間我國光伏市場將迎來市場化建設(shè)高峰,預(yù)計國內(nèi)年均光伏裝機(jī)新增規(guī)模在70-90GW。半導(dǎo)體設(shè)備分類發(fā)展現(xiàn)狀及驅(qū)動因素以產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用環(huán)節(jié)來劃分,半導(dǎo)體設(shè)備可分為前道工藝設(shè)備(晶圓制造)和后道工藝設(shè)備(封裝測試)兩個大類。其中后道工藝設(shè)備還可以細(xì)分為封裝設(shè)備和測試設(shè)備。設(shè)備中的前道設(shè)備占據(jù)了整個市場的80%-85%,其中光刻機(jī),刻蝕機(jī)和薄膜設(shè)備是價值量最大的三大環(huán)節(jié),各自所占的市場規(guī)模均達(dá)到了前道設(shè)備總量的20%以上。因此,全球半導(dǎo)體設(shè)備前十名廠商之中,有多家是平臺型企業(yè),橫跨多個半導(dǎo)體工藝環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈龐大復(fù)雜的特性,使得很難有某一家公司能夠在所有設(shè)備領(lǐng)域做到全覆蓋。來自全球各個國家的企業(yè)共享整個市場。從2021年的全球競爭格局來看,第一梯隊top5的收入規(guī)模均在百億規(guī)模左右或以上,排名前top10的公司營收體量也要在20億美元以上。對比國內(nèi)設(shè)備龍頭北方華創(chuàng)2021年電子裝備業(yè)務(wù)(包含集成電路業(yè)務(wù)和泛半導(dǎo)體業(yè)務(wù))約為79.5億元人民幣的營收,我國半導(dǎo)體裝備行業(yè)的營收規(guī)模距行業(yè)頭部廠商仍存在較大差距,替代空間巨大。按照2021財年半導(dǎo)體業(yè)務(wù)收入排名,全球前五大半導(dǎo)體設(shè)備廠商分別為應(yīng)用材料242億美元營收,ASML約211億美元營收,東京電子171億美元營收,泛林半導(dǎo)體165億美元應(yīng)收,柯磊82億美元營收。分地區(qū)來看,排名前十的廠商中有五家日本公司,四家美國公司,以及一家荷蘭公司。2021年全球營收排名前五的設(shè)備廠商均屬于前道設(shè)備的應(yīng)用廠商,與前道設(shè)備占據(jù)80%以上的設(shè)備市場相匹配。同時,前五大廠商中有三家是平臺型(應(yīng)用材料,泛林半導(dǎo)體,東京電子),橫跨刻蝕,薄膜,清洗,離子注入等多個領(lǐng)域,對比來看,國內(nèi)許多公司也在橫向拓展業(yè)務(wù)領(lǐng)域以不斷突破天花板,向平臺型轉(zhuǎn)型。比如,中微公司從刻蝕及化合物半導(dǎo)體外延設(shè)備延展到集成電路薄膜設(shè)備;萬業(yè)企業(yè)從離子注入設(shè)備延展到其嘉芯半導(dǎo)體子公司,覆蓋除光刻機(jī)之外的幾乎全部前道大類;盛美上海從清洗,電鍍等業(yè)務(wù)逐步覆蓋,爐管,沉積及其他前道品類。半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)波動性成長,產(chǎn)業(yè)鏈最下游電子應(yīng)用終端發(fā)生新變化,產(chǎn)生新需求。半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)呈現(xiàn)波動性上漲的趨勢。近二十年間半導(dǎo)體設(shè)備的周期性正在減弱,行業(yè)成長趨勢加強(qiáng)。得益于各類電子終端的芯片需求,智能化,網(wǎng)聯(lián)化,AIOT的發(fā)展,行業(yè)規(guī)模連續(xù)四年出現(xiàn)大幅度的正增長。2022年仍將維持較高增速,這在半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展歷史上極為罕見。先進(jìn)制程(5nm以下先進(jìn)制程)的擴(kuò)產(chǎn)和研發(fā)投入變得十分巨大,同時成熟制程的芯片需求量大大提升。根據(jù)ASML的財報顯示,Arf光刻機(jī)單價在6000萬歐元左右,EUV光刻機(jī)單價在1.5億歐元左右,而最新一代預(yù)告的3nm/2nm世代光刻機(jī)預(yù)計的單價將在3億歐元以上,先進(jìn)制成的研發(fā)和突破成本以指數(shù)曲線的形式上升。在先進(jìn)制程未來2nm,1nm的發(fā)展方向愈發(fā)接近物理極限的同時,成熟制程經(jīng)濟(jì)效益在不斷提高,車規(guī)MCU,超級結(jié)MOS,光伏IGBT等成熟制程芯片大量缺貨,交付期延長,使得行業(yè)重新審視成熟制程產(chǎn)線的經(jīng)濟(jì)效益,臺積電也在2022年提出在未來三年將成熟制程擴(kuò)產(chǎn)50%。我國半導(dǎo)體設(shè)備廠商精準(zhǔn)卡位12英寸成熟制程所對應(yīng)設(shè)備,覆蓋28nm/14nm以上節(jié)點(diǎn)成熟制程領(lǐng)域并不斷完善。半導(dǎo)體設(shè)備處于產(chǎn)業(yè)鏈最上游環(huán)節(jié),中游的芯片代工晶圓廠采購芯片加工設(shè)備,將制備好的晶圓襯底進(jìn)行多個步驟數(shù)百道上千道工藝的加工,配合相關(guān)設(shè)備,通過氧化沉積,光刻,刻蝕,沉積,離子注入,退火,電鍍,研磨等步驟完成前道加工,再交由封測廠進(jìn)行封裝測試,出產(chǎn)芯片成品。芯片的制造在極其微觀的層面,90nm的晶體管大小與流行感冒病毒大小類似。在制程以納米級別來計量的芯片領(lǐng)域,生產(chǎn)加工流程在自動化高精密的產(chǎn)線上進(jìn)行,對設(shè)備技術(shù)的要求極高。無論是設(shè)備的制造產(chǎn)線,還是晶圓廠的生產(chǎn)產(chǎn)線,所有芯片的生產(chǎn)加工均在無塵室中完成。任何外部的灰塵都會損壞晶圓,影響良率,因此對于環(huán)境和溫度的控制也有一定的要求。在代工廠中,晶圓襯底在自動化產(chǎn)線上在各個設(shè)備間傳送生產(chǎn),歷經(jīng)全部工藝流程大致所需2-3個月的時間,這其中不包括后道封裝所需要的時間。通常來說,晶圓廠中的設(shè)備90%的時間都在運(yùn)行,剩余時間用于調(diào)整和維護(hù)。前道工藝步驟繁雜,工序繁多,是芯片出產(chǎn)過程中技術(shù)難度較大,資金投入最多的環(huán)節(jié)。在芯片代工廠中的芯片的工藝制備流程:氧化、勻膠、曝光、顯影、刻蝕、沉積、研磨、離子注入、退火。離子注入完成之后,繼續(xù)沉積二氧化硅層,然后重復(fù)涂膠,光刻,顯影,刻蝕等步驟進(jìn)入另一個循環(huán),用以挖出連接金屬層(導(dǎo)電層)的通孔,從而使互通互聯(lián)得以是現(xiàn)在晶圓中。實(shí)現(xiàn)這一功能的是使用物理氣相沉積的方式沉積金屬層。上述步驟在晶圓的生產(chǎn)制造中將重復(fù)數(shù)次,直到一個完成的集成電路被制作完成。最后,將制備好的晶圓進(jìn)行減薄,切片,封裝,檢測。完成后到的工藝流程,至此,一顆完整的芯片制作完成。半導(dǎo)體設(shè)備主要由七大設(shè)備零部件構(gòu)成:光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備、清洗設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、離子注入設(shè)備、機(jī)械拋光設(shè)備及封裝、測試設(shè)備??涛g機(jī):微觀世界雕刻師作為半導(dǎo)體制造過程中三大核心工藝之一,刻蝕可以簡單理解為用化學(xué)或物理化學(xué)方法有選擇地在硅片表面去除不需要的材料的過程,可以分為干法刻蝕和濕法刻蝕,目前市場主流的刻蝕方法均為干法刻蝕,可將其分為CCP刻蝕和ICP刻蝕。CCP刻蝕主要是以高能離子在較硬的介質(zhì)材料上,刻蝕高深寬比的深孔、溝槽等微觀結(jié)構(gòu);而ICP刻蝕主要是以較低的離子能量和極均勻的離子濃度刻蝕較軟的或較薄的材料。三星宣布將成為全球首家采用GAA工藝進(jìn)行3nm制程的生產(chǎn),相較于FinFET工藝,GAA被譽(yù)為突破3nm制程的有力手段。每一代芯片新技術(shù)的突破,晶體管體積都會不斷縮小,同時性能不斷提升。從平面MOSFET結(jié)構(gòu)到FinFET晶體管架構(gòu),再到后面的GAA結(jié)構(gòu)甚至MBCFET結(jié)構(gòu),晶體管的復(fù)雜度不斷提升,對刻蝕和薄膜沉積等核心技術(shù)提出了更高的要求。隨著芯片制程的提升,受到光刻機(jī)波長的限制,往往需要采用多次曝光,才能得到要求的線寬,實(shí)現(xiàn)更小的尺寸。這對刻蝕速率、各向異性、刻蝕偏差、選擇比、深寬比、均勻性、殘留物、等離子體引起的敏感器件損傷、顆粒沾污等指標(biāo)上對刻蝕設(shè)備都提出了更高的要求。我國因無法購買EUV光刻機(jī)而無法進(jìn)行更先進(jìn)制程的產(chǎn)線建設(shè),如果想要用28nm產(chǎn)線生產(chǎn)14nm線寬的芯片,只能通過多次刻蝕才有可能實(shí)現(xiàn),這使得對刻蝕的需求進(jìn)一步提升。從全球范圍來看,刻蝕設(shè)備主要由美國泛林半導(dǎo)體、日本東京電子以及美國應(yīng)用材料三家占據(jù)領(lǐng)先地位,2020年三家市場份額合計占比近9成。目前國內(nèi)有中微公司和北方華創(chuàng)兩家刻蝕設(shè)備供應(yīng)商,從營收端來看,2020年和2021年中微公司和北方華創(chuàng)刻蝕設(shè)備營收占國內(nèi)總刻蝕市場規(guī)模的9.19%和10.48%左右,隨著公司的訂單逐步釋放,國產(chǎn)化率有望明顯提升。晶圓擴(kuò)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(kuò)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(kuò)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(fèi)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(qiáng)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(kuò)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(kuò)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(fèi)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(kuò)充空間,因此,內(nèi)資晶圓產(chǎn)能的大幅擴(kuò)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(kuò)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(yàn)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(jī),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(kuò)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(yàn)證機(jī)會、領(lǐng)先的供應(yīng)份額以及積累更豐富的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),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(jī)、分選機(jī)、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(shí)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(diǎn)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(yàn)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(kuò)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(shí)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(jī)、分選機(jī)、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(jī)、存儲測試機(jī)、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(jī)、分選機(jī)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(kuò)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(diǎn)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(shí)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(qiáng)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(xiàng)目有29條。其中宣布投產(chǎn)的項(xiàng)目合計裝機(jī)月產(chǎn)能約118萬片,在建未完工、開工建設(shè)或簽約項(xiàng)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。測試設(shè)備:晶圓質(zhì)量把關(guān)人晶圓與芯片兩大檢測領(lǐng)域,三大設(shè)備協(xié)同作用。集成電路生產(chǎn)需要檢測工藝是否合格、版圖設(shè)計是否合理、產(chǎn)品是否可靠,而這些都需要用到專門的測試設(shè)備,以此提高芯片制造水平,保證芯片質(zhì)量。測試設(shè)備主要有測試機(jī)、分選機(jī)和探針臺三大類設(shè)備,其中測試機(jī)用于檢測芯片功能和性能,對芯片施加輸入信號,采集輸出信號來判斷芯片在不同工作條件下功能和性能的有效性;而分選機(jī)和探針臺則是將芯片的引腳與測試機(jī)的功能模塊起來,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)批量自動化測試。在晶圓檢測中,探針臺將晶圓傳送至測試位置,芯片的Pad點(diǎn)通過探針、專用連接線與測試機(jī)連接,測試機(jī)通過I/O信號,判斷芯片性能是夠是否達(dá)到規(guī)范設(shè)計要求。在芯片檢測中,分選機(jī)將被測芯片逐個自動傳送至測試工位,測試機(jī)對芯片進(jìn)行性能檢測,最后分選機(jī)將被測芯片進(jìn)行標(biāo)記、分選、收料。預(yù)計2022年全球半導(dǎo)體測試設(shè)備市場規(guī)模達(dá)到82億美元。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,2021年全球半導(dǎo)體測試設(shè)備市場規(guī)模為78億美元,同比增長30%,預(yù)計2022年測試設(shè)備增長5%,達(dá)到82億美元。對于細(xì)分的半導(dǎo)體測試設(shè)備,2021年全球測試機(jī)、分選機(jī)和探針機(jī)占半導(dǎo)體測試設(shè)備的比例分別為63.1%、17.4%和15.2%,市場規(guī)模約為49.2、13.6、11.9億美元。據(jù)此可以簡單估算,2022年測試機(jī)、分選機(jī)和探針機(jī)的全球市場規(guī)模分別約為51.7、14.3和12.5億美元。數(shù)字測試機(jī)相比于模擬測試機(jī)難度較高,SoC占據(jù)主要市場份額。根據(jù)測試對象的不同,測試機(jī)可以分為SoC、存儲、模擬和RF等,其中數(shù)字測試機(jī)主要包括SoC和存儲測試機(jī)。相比于模擬測試機(jī),數(shù)字測試機(jī)的技術(shù)難度更高。從市場份額來看,SoC測試機(jī)占據(jù)60%份額,與存儲測試機(jī)共同占據(jù)全球80%市場份額。測試機(jī)領(lǐng)域國產(chǎn)份額較低,本土廠商逐步追趕。全球測試機(jī)行業(yè)被泰瑞達(dá)和愛德萬占據(jù)大部分市場份額,據(jù)華經(jīng)情報網(wǎng)援引SEMI數(shù)據(jù),2021年全球半導(dǎo)體測試機(jī)市場中泰瑞達(dá)、愛德萬和科休的市場份額占比分別為51%、33%、11%,合計市占率為95%,份額高度集中。在國內(nèi)市場,競爭格局相對分散,國內(nèi)廠商華峰測控和長川科技的市占率分別為8%和5%,正逐步追趕當(dāng)中,長川科技數(shù)字測試機(jī)等產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)有效突破。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(jī)、刻蝕機(jī)、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(shí)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(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體制造上實(shí)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(kuò)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(kuò)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。薄膜沉積設(shè)備:集成電路奠基者薄膜沉積技術(shù)是以各類化學(xué)反應(yīng)源在外加能量(包括熱、光、等離子體等)的驅(qū)動下激活,將由此形成的原子、離子、活性反應(yīng)基團(tuán)等在襯底表面進(jìn)行吸附,并在適當(dāng)?shù)奈恢冒l(fā)生化學(xué)反應(yīng)或聚結(jié),漸漸形成幾納米至幾微米不等厚度的金屬、介質(zhì)、或半導(dǎo)體材料薄膜。作為芯片襯底之上的微米或納米級薄膜,是構(gòu)成了制作電路的功能材料層。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(kuò)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。薄膜設(shè)備的發(fā)展支撐了集成電路制造工藝向更小制程發(fā)展。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。根據(jù)MaximizeMarketResearch數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2017-2020年全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場規(guī)模分別為125億美元、145億美元、155億美元和172億美元,2021年擴(kuò)大至約190億美元,年復(fù)合增長率為11.04%。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2021年的190億美元擴(kuò)大至340億美元,保持年復(fù)合15.7%的增長速度。近年來,下游產(chǎn)業(yè)新技術(shù)、新產(chǎn)品快速發(fā)展,正迎來市場快速增長期。5G手機(jī)、新能源汽車、工業(yè)電子等包含的半導(dǎo)體產(chǎn)品數(shù)量較傳統(tǒng)產(chǎn)品大比例提高;人工智能、可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)等新業(yè)態(tài)的出現(xiàn),對于半導(dǎo)體產(chǎn)品產(chǎn)生了新需求。經(jīng)過不斷發(fā)展,根據(jù)不同的應(yīng)用演化出了PECVD、LPCVD、濺射PVD、ALD等不同的設(shè)備用于晶圓制造的不同工藝。其中,PECVD是薄膜設(shè)備中占比最高的設(shè)備類型,占整體薄膜沉積設(shè)備市場的33%;ALD設(shè)備目前占據(jù)薄膜沉積設(shè)備市場的11%;SACVD是新興的設(shè)備類型,屬于其他薄膜沉積設(shè)備類目下的產(chǎn)品,占比較小。在晶圓制造過程中,薄膜起到產(chǎn)生導(dǎo)電層或絕緣層、阻擋污染物和雜質(zhì)滲透、提高吸光率、臨時阻擋刻蝕等重要作用。隨著集成電路

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