中国半导体设备投资迎来历史性机遇

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中国半导体设备投资迎来历史性机遇

半导体行业观察

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本周，SEMI公布了最新半导体设备出货报告，2021年7月，北美半导体设备制造商出货金额为38.6亿美元，环比6月的36.9亿美元提升4.5%，相较于2020年同期25.7亿美元上涨49.8%。除了再度改写新高，也已是连续 7 个月创新高。

中国半导体设备投资迎来历史性机遇

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图片来源@视觉中国

文 | 半导体行业观察

近期，全球半导体光刻设备龙头ASML上调了全年营收展望，总裁Peter Wennink表示，逻辑、存储芯片厂商均提高产能，支撑数字基础建设建设，对公司产品需求相当强劲，预期今年营收年增幅将达 35%，较先前预期的 30% 提升5个百分点。

半导体设备市场的火爆，主要基于全球市场对芯片产能需求的极度渴望。世界半导体贸易统计协会(WSTS)公布的预测报告显示，因内存需求旺盛，带动今年全球半导体销售额大幅上涨，预估将年增19.7%，至5272.23亿美元，远高于2020年12月预估的4694.03亿美元(年增8.4%)，年增幅将为2018年来首度达到2位数，且年销售额将远超2018年的4687亿美元，创下历史新纪录。

WSTS指出，因当前强劲的半导体需求似乎很难找到会呈现急速走弱的因素，因此，预估2022年全球半导体销售额将年增8.8%，至5734.40亿美元，将持续创下历史新纪录。

显然，这非常利好半导体设备市场。

晶圆厂建设如火如荼

芯片产能不足，晶圆厂数量则呈现明显上升态势，无论是IDM，还是Foundry，都对半导体设备有着旺盛的需求。

据SEMI统计，全球半导体制造商将在今年底前开始建设19座新晶圆厂，2022年再另外建设10座。未来数年内，这29座晶圆厂的设备支出预计将超过1400亿美元。

从地区分布来看，中国大陆、台湾地区各有8座晶圆厂建设项目，其次是美洲6个，欧洲和中东3个，日本和韩国各2个。这些新厂以12吋晶圆为主，总共22座，包括2021年15 座，以及2022年开始建设的7座。

另外其它7座晶圆厂分别为4吋、6吋和8吋厂。

这29座晶圆厂中，15座为代工厂，月产能达3-22万片晶圆 (约当8吋)，存储器厂4座，月产能达10-40万片晶圆 (8吋)。

SEMI认为，尽管预测明年即将开工的晶圆厂为10座，但也不排除后续还有芯片制造商宣布新建项目，因此，29是一个相对保守的数字。

带动半导体设备市场增长

兴建晶圆厂的热潮，直接带动了半导体设备市场增长。前文提到，未来两年将新建至少29座晶圆厂，相应的设备支出预计将超过1400亿美元。新厂动工后通常需要至少两年才能达到设备安装阶段，因此多数今年开始建造新厂的芯片制造商最快也要2023年才能启装，不过有些制造商可能提前在2022上半年就会开始相关作业。

预计到2022年，半导体设备投资都将维持在30亿美元以上的水平，晶圆代工将占总支出一半以上，以下依序为分立/功率器件占21%，模拟IC占15%、MEMS和传感器占7%。

日本半导体制造装置协会(SEAJ)公布的初步统计显示，2021年6月，日本制半导体设备销售额(3个月移动平均值)较去年同期暴增近4成(38.3%)，连续第6个月增长、月增幅连续第4个月达2位数水平，且月销售额创有数据可供比较的2005年以来，史上第3高纪录(仅低于2021年5月的3,054亿日元和2021年4月的2,820亿日元)。2021年1-6月期间日本制半导体设备销售额较去年同期大增27.5%。

SEAJ 7月1日公布预测报告指出，因逻辑/晶圆代工厂积极投资，加上整体内存预期将进行高水平的投资，因此预估2021年度(2021年4月-2022年3月)日本制半导体设备销售额(指日系企业于日本国内及海外的设备销售额)将年增22.5%，至2兆9,200亿日元，远优于2021年1月预估的2兆5,000亿日元、将连续第两年创下历史新纪录。

在日本半导体设备商中，有59%表示最近1年曾因现有零件供货商因生产跟不上需求而导致零件供应不足问题。另外，7成以上厂商表示，曾面临采购交期、价格、质量等问题。在面临零件供应不足问题的企业中，已出现寻找新零件供货商的动向、包含找上了之前未曾生产过半导体设备用零件的厂商。

在半导体设备消费市场，台湾地区需求最旺。由于台积电今年资本支出约有8成用于先进制程，7nm以下必备的EUV设备供应链将受惠，其中包括EUV光刻机厂商ASML、EUV光罩盒供货商家登、EUV设备模块代工厂帆宣和公准，而应材供应链的京鼎、瑞耘，还有真空服务解决方案厂商日扬也能享受商机。此外，台积电2021年资本支出约1成将用在先进封测及光罩，换算约有30亿美金的水平。据了解，台积电竹南新厂预计今年底至明年上半年量产，预期自动化机器设备商万润、半导体湿制程设备厂弘塑、辛耘将分食大单。

今年3月，媒体传出三星紧急找上联电，要洽谈联电南科厂的产能，双方前后谈了两个月之后，终于拍板定案，以三星为首，包下南科厂约一半产能。此外，联电也与其他客户共同谈成合约，包括联发科，联咏、瑞昱等，以预付订金的方式包下南科厂未来6年、每个月2万7500片产能的合约，而联电将拿这笔资金添购南科P6厂扩建28nm制程所需的设备。

中国半导体设备市场成潜力股

中国大陆具备强大的半导体设备消费能力，因此，各大半导体设备厂商都在紧盯着这块蛋糕。然而，在供给侧，中国本土的设备厂商在全球市场影响力比较小，很难对国际大厂形成压力。

不过，随着贸易壁垒加剧，以及本土设备厂商的顽强成长，还有政府的大力支持，使得本土设备厂商有了更大的试错和成长空间，近两年的订单量明显提升。有统计显示，多家本土半导体设备企业斩获大单，2020年第四季度，国内设备商中标82台，同比增长100%，订单周期2-3个季度，收入确认在2021年，多项设备国产市场份额大幅提升10%以上。

国内半导体设备企业营收陆续突破7-10亿盈利拐点（统计国内外设备企业，营收7-10亿是盈利拐点区间）。按这样的势头发展下去，2021年中国半导体设备国产化率有望继续提升。有望在竞争激烈的国际半导体设备市场占有一席之地。

在中国市场，介质刻蚀机是我国最具优势的半导体设备，目前，我国主流设备中，去胶设备、刻蚀设备、热处理设备、清洗设备等的国产化率均已经达到20%以上。而这其中市场规模最大的就是刻蚀设备，代表厂商为中微公司、北方华创，以及屹唐半导体。

根据中微半导体创始人尹志尧预计，在刻蚀设备领域，未来国产率有望达到50%。这是因为，在国产核心设备（晶圆加工）中，刻蚀机的国产化率最高，且占比在逐年上升，据SEMI预计，2020年，中国国内刻蚀设备国产率有望达到20%。

中微半导体在CCP刻蚀领域具备明显优势。在逻辑集成电路制造方面，中微半导体是国内唯一进入台积电先进制程生产线的国产设备厂商，2017年，中微刻蚀设备进入台积电7nm生产线，5nm制程正在展开合作。同时，该公司的刻蚀设备进入了长江存储、华虹宏力等国内晶圆制造厂商。在3D NAND 芯片制造方面，中微半导体的CCP设备技术可应用于64层芯片量产，据悉，该公司根据存储器厂商的需求，正在开发96层及更先进的刻蚀设备和工艺。

物理薄膜沉积（PVD）方面，北方华创的薄膜沉积设备产品种类最多，其28nm硬掩膜PVD已实现量产，铜互连PVD、14nm硬掩膜PVD、Al PVD、LPCVD、ALD（原子沉积）设备已进入产线验证阶段。2020年4月，北方华创宣布，其THEORISSN302D型12英寸氮化硅沉积设备进入国内集成电路制造龙头企业。该设备的交付，意味着国产立式LPCVD设备在先进集成电路制造领域的应用拓展上实现重大进展。

清洗设备方面，中国的单圆片湿法设备厂商中，盛美半导体独家开发的空间交变相位移(SAPS)兆声波清洗设备和时序气穴振荡控制(TEBO)兆声波清洗设备已经成功进入韩国及中国的集成电路生产线。北方华创的清洗设备也已成功进入中芯国际生产线。据中国国际招标网统计，在长江存储、华虹无锡、上海华力二期项目累计采购的200多台清洗设备中，按中标数量对供应商排序，依次是迪恩士、盛美股份、Lam、TEL以及北方华创，所占份额依次是48%、20.5%、20%、6%和1%。

抛光机（CMP）方面，中国主要研发单位包括天津华海清科和中电科45所，其中，华海清科的抛光机已在中芯国际生产线上试用。