中國半導體設備市場有望“砸”出新格局

            日期:2021-07-21 09:16:37 作者:kunshan 瀏覽量:126

            美國擁有世界一流的半導體設備公司,如應用材料、Lam 和 KLA,這些公司的全球市場份額超過 40%,并且都制造半導體關鍵設備,例如蝕刻、沉積和檢測。然而,令人意外的是,雖然美國收緊了半導體出口法規以遏制中國在高科技領域的進步,但中國對美國設備的購買量卻增加了。


            據 ET News 分析,今年第一季度,美國向中國出售的半導體設備總額為 12.71 億美元,較上一季度(10.63 億美元)增長約 20%。今年 1-5 月 , 美國半導體設備對華出口總額為 21.96 億美元,比去年同期的 14.12 億美元增長了 55%。


            之所以出現以上情況,一方面是因為中國必須盡快獲得半導體設備,并在可能的情況下通過購買設備來為美國可能追加的制裁做好準備。目前,只有用于 10nm 及更先進制程的半導體設備受到出口管制,但 10nm 及以上工藝的設備可隨時納入出口禁令。另一方面,可以看出中國大陸半導體消費市場的火爆程度,各晶圓廠建設如火如荼,對各種半導體設備有著強烈的需求。


            半導體設備消費力大增


            在消費端,隨著晶圓產能向中國大陸轉移,晶圓廠建設提速,對半導體設備的需求也水漲船高。美國最大的半導體設備制造商應用材料 2020 財年數據顯示,該財年的營收為 172 億美元,其中,來自中國大陸的營收達到 54.6 億美元,占比 31.7%,而且連續 5 年增長。中國大陸超過韓國和中國臺灣,成為世界最大的半導體設備市場。


            另外,Lam 公司 2020 財年營收 100.45 億美元,中國大陸市場貢獻了 31% 的營收,超過韓國成為其最大營收市場。日本東京電子 2021 財年前兩個季度來自中國大陸的營收達到 1530 億日元,占到其營收的 24%,2021 財年前兩個季度來自中國大陸的營收已經超過韓國,成為其營收最大市場。此外,ASML 的 DUV 光刻機營收最大市場也是中國大陸。


            按照 SEMI 的統計和預測,中國大陸市場對半導體設備的需求量已經超過全球所有其它市場,且增長潛力還很大,這在很大程度上是由存儲芯片制造驅動的。這是因為生產制造能力是存儲器廠商的核心競爭力,促使投資規?;?、長期化。存儲器產業的兩大特點是拼制造工藝和產能,原因在于存儲芯片技術標準化程度高,各家廠商的產品容量、封裝形式都遵循標準的接口,在同質化競爭下,存儲廠商通過改進制造工藝,提升產能,利用規模優勢降低成本,以提升競爭力。


            在這種情況下,中國大陸存儲器廠商正在積極進行工藝研發與產能建設,需要長期、大規模的設備投入。


            在過去幾年里,中國大陸掀起了存儲芯片制造廠建設熱潮,代表企業有:主要生產 3D NAND 閃存的長江存儲,專注于 DRAM 的合肥長鑫,以及福建晉華。其中,長江存儲和合肥長鑫在 2020 年都進入了產能爬坡期,對相應設備需求很迫切。


            以長江存儲為例,據集邦咨詢統計,該公司 2019 年第四季度產能約為 2 萬片 / 月(12 英寸),到 2020 年底有望擴產至 7 萬片 / 月,預計 2023 年將擴產至 30 萬片 / 月。根據湖北省發改委發布的信息,長江存儲一期投資 569.5 萬元(對應 10 萬片 / 月產能),其中 2018、2019 年投資分別為 200 萬元和 50 萬元。


            此外,紫光集團曾宣布在南京、成都、重慶陸續展開集成電路基地建設,投資總規模在千億級別,其中,計劃在紫光南京存儲器制造基地投資 300 億美元,根據南京市人民政府發布的信息,紫光南京存儲器制造基地(一期)投資計劃 800 億元。


            就目前情況來看,預計中國大陸主要存儲器廠在 2019-2022 年的投資規模分別為 321.7 億元、495.0 億元、806.0 億元、1116.3 億元。這些錢 " 砸 " 下去,會對相應的半導體設備市場繁榮做出很大貢獻。


            本土設備供給能力提升


            中國大陸具備強大的半導體設備消費能力,因此,各大半導體設備廠商都在緊盯著這塊蛋糕。然而,在供給側,中國本土的設備廠商在全球市場影響力比較小,很難對國際大廠形成壓力。


            不過,隨著貿易壁壘加劇,以及本土設備廠商的頑強成長,還有政府的大力支持,使得本土設備廠商有了更大的試錯和成長空間,近兩年的訂單量明顯提升。有統計顯示,多家本土半導體設備企業斬獲大單,2020 年第四季度,國內設備商中標 82 臺,同比增長 100%,訂單周期 2-3 個季度,收入確認在 2021 年,多項設備國產市場份額大幅提升 10% 以上。


            國內半導體設備企業營收陸續突破 7-10 億盈利拐點(統計國內外設備企業,營收 7-10 億是盈利拐點區間)。


            按這樣的勢頭發展下去,2021 年中國半導體設備國產化率有望繼續提升。有望在競爭激烈的國際半導體設備市場占有一席之地。


            下面看一下 WFE 市場中國本土設備企業的發展情況。


            刻蝕機方面,Lam、TEL、應用材料都實現了硅刻蝕、介質刻蝕、金屬刻蝕的全覆蓋,占據了全球干法刻蝕機市場 80% 以上的份額。


            在中國市場,介質刻蝕機是我國最具優勢的半導體設備,目前,我國主流設備中,去膠設備、刻蝕設備、熱處理設備、清洗設備等的國產化率均已經達到 20% 以上。而這其中市場規模最大的就是刻蝕設備,代表廠商為中微公司、北方華創,以及屹唐半導體。


            中微半導體在介質刻蝕領域較強,其產品已在包括臺積電,SK 海力士、中芯國際等廠商的 20 多條生產線上實現了量產。該公司 5nm 等離子體蝕刻機已通過臺積電驗證,已用于全球首條 5nm 工藝生產線。中微半導體還切入了 TSV 硅通孔刻蝕和金屬硬掩膜刻蝕領域。


            北方華創在硅刻蝕和金屬刻蝕領域較強,其 55nm/65nm 硅刻蝕機已成為中芯國際主力設備,該公司的 28nm 硅刻蝕機也已進入產業化階段,14nm 硅刻蝕機正在產線驗證中,金屬硬掩膜刻蝕機則攻破了 28nm-14nm 制程。


            物理薄膜沉積(PVD)方面,應用材料一家獨大,占全球市場份額的 80% 以上?;瘜W沉積(CVD)方面,應用材料、Lam Research、TEL 三家占全球市場份額的 70% 以上。


            中國設備廠商中,北方華創的薄膜沉積設備產品種類最多,其 28nm 硬掩膜 PVD 已實現量產,銅互連 PVD、14nm 硬掩膜 PVD、Al PVD、LPCVD、ALD(原子沉積)設備已進入產線驗證階段。2020 年 4 月,北方華創宣布,其 THEORISSN302D 型 12 英寸氮化硅沉積設備進入國內集成電路制造龍頭企業。該設備的交付,意味著國產立式 LPCVD 設備在先進集成電路制造領域的應用拓展上實現重大進展。


            另外,中微半導體的 MOCVD 在國內已實現國產替代。沈陽拓荊 65nm 的 PECVD 已實現量產。


            離子注入方面,廠商主要有應用材料和 Axcelis。中國生產線上使用的離子注入機多數依賴進口。


            在國內,北京中科信、中電科 48 所、上海凱世通等也能提供少量產品。其中,中科信公司已具備不同種類(低能大束流、中束流和高能)離子注入機上線機型的量產能力。


            清洗設備方面,目前槽式圓片清洗機在整個清洗流程中約占 20% 的份額,市場已逐漸被單圓片清洗機取代。槽式圓片清洗機主要廠商有迪恩士、TEL 和 JET,三家約占全球 75% 以上的市場份額。


            在中國的單圓片濕法設備廠商中,盛美半導體獨家開發的空間交變相位移 ( SAPS ) 兆聲波清洗設備和時序氣穴振蕩控制 ( TEBO ) 兆聲波清洗設備已經成功進入韓國及中國的集成電路生產線。北方華創的清洗設備也已成功進入中芯國際生產線。


            據中國國際招標網統計,在長江存儲、華虹無錫、上海華力二期項目累計采購的 200 多臺清洗設備中,按中標數量對供應商排序,依次是迪恩士、盛美股份、Lam、TEL 以及北方華創,所占份額依次是 48%、20.5%、20%、6% 和 1%。


            拋光機(CMP)方面,主要生產商是應用材料,以及日本的 Ebara,其中應用材料約占全球 CMP 設備市場 60% 的份額,Ebara 約占 20% 的份額。在中國,CMP 設備的主要研發單位包括天津華海清科和中電科 45 所,其中,華海清科的拋光機已在中芯國際生產線上試用。


            變數


            針對中國半導體設備市場,韓國一家半導體設備公司的負責人表示,中國 " 囤積 " 半導體設備直接或間接影響到韓國半導體產業。首先,中國對半導體設備的持續采購將給韓國設備企業帶來出口機會,這對韓國半導體設備行業是利好因素。


            實際上,不僅是韓國,日本也有望在這波禁令和設備采購熱潮中受惠。


            目前來看,韓國半導體設備市占率與日本相比還是有不小差距的,而日本半導體設備在全球范圍內,市占率僅次于美國。


            在日本,除了全球排名第三的東京電子之外,還有多家排名在全球前 15 的半導體設備廠商,如迪恩士(SCREEN),日立高新(Hitachi-High Technologies),日立國際電氣(hitachi kokusai),Daifuku(大福),尼康和 Advantest。


            韓國方面,與日本相比,半導體設備廠商的數量和市場影響力都比較有限。最知名的就是 SEMES 了,該公司成立于 1993 年,是韓國半導體設備第一大廠,主要生產清洗、光刻和封裝設備。


            在政府的支持下,韓國本土的中小半導體設備廠商躊躇滿志,有望實現快速增長。


            代表廠商如 Jusung Engineering,該公司生產半導體,平板顯示器和太陽能電池生產設備。盡管該公司在 2020 年苦苦掙扎,當地客戶的訂單減少了,但在政府的支持下,今年有望恢復增長,主要的半導體和顯示設備客戶已恢復投資,近幾個月來,來自中國客戶的訂單也已恢復。Jusung 與 LG Display 簽訂了一項合同,于 2020 年 11 月提供 175 億韓元的顯示器制造設備。它還與中國的 InfoVision 光電公司簽訂了顯示設備供應協議。該公司正加大在下一代設備上的研發投資力度,2020 年前三季度,累計投資 383 億韓元,占公司銷售額的 43.3%。


            中國大陸對半導體設備的長期需求強烈,而美國禁令難以繞開,因此,今后幾年,韓國和日本的半導體設備廠商很有希望迎來一大波商機。


            此外,隨著中國半導體設備采購量的增加,設備供應短缺的情況可能會惡化。由于全球半導體供應短缺,半導體設備的供應期變長,中國的 " 囤積 " 很可能會加劇這種情況。事實上,由于設備交付期延長以及對供需失衡的擔憂,SK 海力士正在將明年的部分投資投入到今年下半年。另外,對于日韓的設備廠商而言,中國對本土半導體設備的投資正在成為一個 " 負面 " 信號,因為這意味著日韓半導體設備行業的潛在競爭對手正在崛起。


            韓國一家半導體設備公司的負責人表示,由于中國的采購量增加,其他半導體制造商采購設備變得越來越困難。而這也可能是全球半導體設備市場的一個變數。


                                                                                                                                                                                                                    注:本文選自半導體行業觀察


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