2022年半导体设备行业深度研究.docx

2022年半导体设备行业深度研究1.设备为IC制造之基，零部件系设备之核1.1.芯片制造，设备为基半导体设备是集成电路产业的基石，为万亿数字经济产业保驾护航。集成电路产业在近年来全社会的数字智能化变革下迅速发展，随着摩尔定律趋近极限，极尖端的半导体设备至关重要且市场广阔。从产业结构上来看，半导体设备位于行业上游，与各种半导体材料共同形成半导体的支撑。而中游制造产业包括设计、制造与封测，对应下游通讯、消费电子、工业电子、汽车电子等多种应用。根据Gartner的统计结果，全球半导体行业销售收入2016年至2018年一直保持增长趋势，复合增长率达17.34%。据WSTS数据，2021年全球半导体销售额为5559亿美元，同比增长26%；同年半导体设备销售额1026亿美元。半导体设备分为前道制造设备以及后道封测设备。其中，前道设备主要包括光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备、离子注入设备、清洗设备、机械抛光设备以及扩散设备。而后道测试设备主要包括分选机、测试机、划片机、贴片机等。从市场规模来看，前道晶圆制造设备的市场规模占整个设备市场规模的80%以上。1.2.受益于集成电路产业快速发展，半导体设备市场规模持续增长，大陆市场增速领先设备行业增速明显，设备自主化重要性凸显。半导体设备作为整体产业的支柱，受益于全球半导体行业的高速发展，全球对半导体制造愈发重视，对应半导体设备需求快速增长。据SEMI统计，2014年全球半导体设备销售规模仅为375亿美元，而2021年在全球各地晶圆厂扩产的带动下，半导体制造设备销售额激增，相比2020年的712亿美元增长了44%，达到1026亿美元的历史新高；预计2022年全球半导体设备市场规模将扩大到1140亿美元。中国作为全球半导体产业的重要参与者，半导体设备增速显著高于全球。在全球范围来看，半导体产业主要集中在美国、日本、韩国、中国台湾以及中国大陆地区。其中，中国大陆地区经过多年快速发展，已经成为全球最重要的半导体产出和消费地区，2021年中国半导体销售约占全球35%。在下游行业快速发展的推动下，半导体设备保持快速增长。根据SEMI统计，2020年中国大陆地区半导体设备销售规模达187.2亿美元，同比增长39%；2021年销售额增长58%，达到296亿美元，占全球半导体设备市场规模的28.86%，第二次成为全球半导体设备的最大市场。海外厂商先发优势明显，占据设备领先地位。目前全球半导体设备市场目前主要由国外厂商主导，其中又以美国和日本厂商为主，包括美国的应用材料（AMAT）和泛林半导体（LamResearch），日本的东京电子（TEL）和日立高新（HITACHI）等国际知名企业。除此以外，荷兰的ASML（ASMLHoldingN.V.）凭借其在光刻机市场的霸主地位，同样在半导体设备领域扮演着举足轻重的角色。各大国际厂商经过几十年发展，凭借资金、技术、客户资源等多方面的优势，牢牢占据了全球半导体设备市场的大部分份额。1.3.七大设备零部件构成多种半导体设备，上游地位重要性显著半导体设备零部件作为半导体设备的基础，受重视程度日益提升。目前，全球范围内地缘政治、产能结构性紧缺等因素极大地影响了半导体产业的发展。根据Gartner的数据，全球芯片制造商2022年的资本支出预计合计将达到1460亿美元，比之前的水平高出约50%。而半导体设备零部件作为各种半导体设备的组成部分，供应链安全越来越成为各大设备厂商所重视的关键。从结构上看，设备零部件可以简单分为七大类，在气体输送、机械运动、电气信号控制、晶圆传输、维持设备整体结构稳定等诸多方面起到重要作用，实现高精度制造与高产率产出，为设备的稳定运行和安全可靠提供保障。设备零部件市场规模约占全球半导体设备市场的50%。从半导体设备的毛利率可以推出设备零部件的市场规模，一般来说，设备成本中90%以上为零部件产品，而当前半导体设备公司毛利率一般维持在45%~50%左右，从而可以推出设备零部件市场规模约为半导体设备市场规模的一半，对应2021年全球半导体设备零部件市场规模约为461亿美元。2.半导体设备：八种前道工艺，共筑IC制造辉煌2.1.光刻机：摩尔定律的续命药图形刻画，光刻机必不可少。光刻是将设计好的电路图从掩膜版转印到晶圆表面的光刻胶上，通过曝光、显影将目标图形印刻到特定材料上的技术，可以简单理解为画图过程，是晶圆制造中最重要的技术。光刻工艺包括三个核心流程：涂胶、对准和曝光以及光刻胶显影，整个过程涉及光刻机，涂胶显影机、量测设备以及清洗设备等多种核心设备，其中价值量最大且技术壁垒最高的部分就是光刻机。光刻机不断迭代，满足制程提升需求。光刻机经过多年发展，已经演化出五代产品，由光源波长进行区分可以分为可见光（g-line），紫外光（i-line），深紫外光（KrF、ArF）