“ 受制于人的半導體設備,不止光刻機．．．
2020年全球半導體制造設備市場規模達到712億美元,預計到2025年將達到959億美元。作為半導體產業的上游行業,疫情影響對研發設施增加的投資、電動混合動力汽車市場的發展、消費市場的反彈、以及半導體供應緊張導致的擴產都拉動了這一行業的景氣。
關鍵的半導體設備主要用于半導體的制造和封測的環節,主要分為晶圓加工設備、封裝設備和檢測設備。其中最關鍵的IC制造設備主要包括氧化/擴散爐、光刻機、刻蝕機、離子注入機、薄膜沉積設備檢測設備。
半導體設備市場行業排名前五的企業的市場占有率高達66%,被荷蘭、美國、日本高度壟斷的。
2020年全球半導體設備營收排名前十的公司有四家來自美國,分別是:第一位應用材料(Applied Materials)營收163．65億美元,主要產品為:沉積、刻蝕、離子注入機等;第三位泛林半導體(Lam Research)營收119．29億美元,主要產品:刻蝕、沉積、清洗等;第五位科磊(KLA)營收54．43億美元,主要產品硅片檢測、測量設備、第八位泰瑞達(Teradyne)營收22．59億,主要產品為檢測設備。
四家公司來自日本,分別是:第四位東京電子(Tokyo Electron ),營收113．21億美元,主要產品為:沉積、刻蝕、勻膠顯影設備等;第六位愛德萬(Advantest),營收25．31億美元,主要產品為檢測設備;第七位迪恩士(Screen),營收23．31億美元,主要產品為檢測設備;第九位日立高新(Hitachi HighTechnologies ),主要產品:沉積、刻蝕、檢測、封裝貼片設備等。
兩家來自荷蘭的公司分別為光刻機的絕對龍頭企業阿斯麥(ASML),以153．96億美元的營收排名第二;和以沉淀、封裝鍵合設備等為主的ASM國際(ASM International),以15．16億美元的全年營收排名第十。
面對國外傳統的企業,我國半導體設備國產化率仍不足20%。數據顯示2020年我國半導體設備國產化程度最高的為清洗設備,達到了20%;其余大類設備均不高于10%,光刻設備則低于1%。
國產半導體設備廠商盤點
雖然半導體設備國產化率仍較低,但部分國產設備廠商也逐漸進入一線廠商的供應鏈。例如以刻蝕為主營業務的中微公司擁有臺積電、聯華電子等客戶,2020年在中國臺灣的收入占整體收入的18%。
資料來源:中微公司2020年財報
以清洗設備為主要產品的盛美股份,2020年對SK海力士的銷售額為1億,占整體收入的10%左右;以測試設備為主的華峰測控也拿下了如意法半導體這樣的重要客戶。
目前國內取得一定成績的半導體設備企業有
刻蝕設備:中微公司、北方華創
測試設備:華峰測控、長川科技
拋光設備:華海清科
清洗設備:盛美股份、至純科技、北方華創
離子注入設備:萬業企業
涂膠顯影設備:芯源微電子
刻蝕設備
中微半導體設備(上海)股份有限公司
中微半導體主要業務為芯片前端制造、先進封裝、LED 生產、MEMS 制造以及其他微觀制程的高端設備領域,中微公司的等離子體刻蝕設備已被廣泛應用于國際一線客戶從65納米到5納米及更先進工藝的眾多刻蝕應用。
2019年中微在科創板掛牌上市,是首批在科創板上市的公司之一。截至2020年12月,中微公司在長江存儲、華虹六廠刻蝕設備招標項目中為國產第一大刻蝕設備供應商,占比分別為14%、19%。
清洗設備
盛美半導體設備(上海)股份有限公司
2005年,盛美在上海成立,公司主要產品有半導體清洗設備、半導體電鍍設備和先進封裝濕法設備等。通過自主研發的單片兆聲波清洗技術、單片槽式組合清洗技術、電鍍技術、無應力拋光技術和立式爐管技術等,公司主要客戶包括SK海力士、中芯國際、華虹集團、長江存儲、長電科技等。
盛美曾承擔十一五國家科技重大專項課題“65-45nm銅互連無應力拋光設備研發項目”的研發和十二五國家科技重大專項課題“20-14nm銅互連鍍銅設備研發與應用”和“45-22納米單片晶圓清洗裝備研發與應用”的研發。
今年8月盛美半導體科創板IPO獲批,成為首家美股分拆登陸科創板的公司。
至純科技
至純科技成立于2000年,是一家在上交所上市的高新技術企業,致力于為高端先進制造業企業提供高純工藝系統的解決方案。
至純科技的濕法工藝設備所部署的技術路線:提供槽式設備(槽數量按需配置)及單片機設備 (8～12 反應腔)均可以提供 8～12 寸晶圓制造的濕法工藝設備。該類設備可以應用在先進工藝 上,主要為存儲(DRAM,3D Flash)、先進邏輯產品以及一些特殊工藝上,例如薄片工藝、化合物半導體、金屬剝離制程等。用戶有中芯國際、華虹集團、長鑫存儲、華為、華潤、燕東、臺灣力晶等等一線用戶。
測試設備
北京華峰測控技術股份有限公司
華峰測控作為國內最早進入半導體測試設備行業的企業之一,公司在行業內深耕二十余年, 聚焦于模擬和混合信號測試設備領域。華峰測控的產品已經進入了中國臺灣、歐美、日韓等半導體產業發達的市場。目前全球累計裝機量突破4000臺。
據華峰測控上半年財報,由于第三代半導體市場的發展,華峰測控出貨量創歷史新高。華峰測控從2016年就開始在第三代化合物半導體領域布局,已經可以為的氮化鎵芯片提供成熟的測試方案。
杭州長川科技股份有限公司
長川科技主營產品包括測試機、分選機、探針臺、AOI設備和自動化設備。21 年上半年公司實現收入 6．73 億元,同比增長 111．53%,其中測試機業務實現 2．52 億元, 占收入比例 37．39%, 同比增長 347．96%,分選機及 AOI 檢測設備實現收入共計3．82億元,占收入比例 56．69%,同比增長 70．09%;從毛利結構角度,公司高毛利率的測試機業務實現毛利 1．75 億元,占比 48．37%, 且高速增長,該業務已超過公司分選機及 AOI 設備,成為驅動公司業績增長的最主要業務。
離子注入設備
上海萬業企業股份有限公司
2018年,萬業企業成功收購上海凱世通半導體股份有限公司。凱世通是中國領先的離子注入機研發制造企業,其在全球光伏離子注入領域市占率第一,并正在積極開發集成電路離子注入機。收購后,公司正式進入集成電路核心裝備產業之一的離子注入機領域。
今年,凱世通自主研發的低能大束流離子注入機率先在國內一家12英寸主流集成電路芯片制造廠已完成設備驗證工作并確認銷售收入,這也是首臺完成國內主流客戶驗證并確認收入的國產低能大束流設備,標志國產化設備在成熟工藝這一重大技術領域取得商用化突破。
涂膠顯影設備
沈陽芯源微電子設備股份有限公司
芯源成立于2002年,是由中科院沈陽自動化研究所發起創建的國家高新技術企業,其主要產品有涂膠機、顯影機、噴膠機、去膠機、濕法刻蝕機、單片清洗機等,廣泛應用于半導體生產、高端封裝、MEMS、LED、OLED、3D-IC TSV、PV等領域,可以為客戶提供半導體裝備與工藝整體解決方案。
芯源公司連續承擔國家02科技重大專項《極大規模集成電路制造裝備及成套工藝》項目,連續兩年被評為中國半導體行業十強企業。2019年12月16日,芯源公司在上交所科創板上市,是“遼寧省科創板第一股”。
北方華創
同于以上專攻某一領域的設備廠商,北方華創則是一家產品線更為綜合的半導體設備企業。其產品涵蓋:等離子刻蝕(Etch)、物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、氧化/擴散、清洗、退火等半導體工藝裝備。
10月7日,北方華創發布公告,預告前三季度營收為57．65～65．94 億元,同比增長50%～72%;Q3營收為 21．56～29．85 億元,環比增長-1%～37%,測算 21Q3 毛利率區間為 46%～49%,環比增長 0～3pct;測算凈利率 區間為 15%～16%,環比增長 2～3pct。受下游市場需求的拉動,以北方華創為代表的國內半導體設備的龍頭企業前三季度的業務都進展良好。
此前公告顯示,公司2021年非公開發行事項于4月通過董事會審議,擬募集資金不超過85億元,本次非公開發行事項已于8月24日取得證監會核準批復。本次定增計劃的落地將會用于公司半導體裝備研發項目、產業化擴產項目和精密元器件擴產項目建設。
除了專為集成電路制造提供設備的廠商,由于光伏產業和半導體的交叉相關性,一些光伏設備廠商的產品也會有半導體相關設備。
例如以自動串焊機為主要產品的無錫奧特維科技公司,其推出的鋁絲鍵合機可以為大功率晶體管提供鍵合方案。
以動力電池裝備、太陽能絲網印刷線系列產品為主的邁為股份,可以提供用于MEMS、RFID等產品激光改制切割的半導體切割設備、開槽設備以及研磨設備。
此外還有類似帝爾激光這樣致力于激光技術的公司,通過定制化方案在晶圓生產環節實現硅片進出、翻面等功能。
國產半導體設備的機遇
根據 SEMI 的報告,2020 年中國大陸半導體設備市場規模為 187．2 億美元,同比增長 39%,首次超過中國臺灣地區和韓國,成為全球最大的半導體設備區域性市場。
為了發展集成電路產業,國內先后出臺了《集成電路產業“十二五” 發展規劃》、《國家集成電路產業發展推進綱要》、《關于集成電路生產企業有關企業所得稅政策問題的通知》、《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》、《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》等一系列政策去助推集成電路的發展。
如果半導體設備一直受制于人,集成電路的國產替代進程將大大受阻。雖然在政府的大力推動和業界的努力下,國內集成電路前端設備公司和后端封裝設備公司的發展已經初具規模,國產設備性能和大規模量產的能力等方面的差距仍然存在。
但隨著國內晶圓制造廠商的擴產計劃紛紛提上日程,由下游市場刺激的需求將會為這些半導體設備企業提供良好的營商環境。我們期待盡早看到領先全球的國產半導體設備企業出現!
