国产半导体装备处在局部有所冲破，但总体较为掉队的状况。半导体装备的发展会追随着全世界芯片制造中央的迁移脚步，市场于哪里，活气就于哪里。
来历：贺贵鸿，SiSC 2020-10/11 Issue
韶光荏苒，自七月份以来，逐渐挣脱新冠疫情的我国半导体行业活气四射，时有行业勾当举办。好比，十月尾于合肥的“第八届中国半导体装备年会”，以和杭州举办的“集成电路装备-青山湖论坛”，姑苏微纳、IC CHINA、CIOE等等，业内专家、行业协会或者知名投行的调研职员踊跃介入此中，听众可从中窥伺全世界和中国半导体的近况和将来态势。于这篇以记载为主的综合报导中，咱们将着眼在中国半导体装备范畴。
作为开篇，起首存眷一下全世界半导体行业的近况。据SEMI中国财产研究与咨询高级总监冯莉女士于《全世界半导体财产成长瞻望》陈诉中提供数据，“2018-2024年12吋晶圆的产能增加迅速，2019年占比67%，估计2024年晋升至74%，年复合增加率为8.1%；8吋和如下产能基本连结平稳。中国的晶圆制造产能于颠末几年的成长后，20九五至尊官网19年已经到达全世界的17%，而此中40%为8吋和如下产能。”作为全世界最年夜的代工场，台积电每一年的装备采购实况很能申明问题。TSMC 2018年采购装备82.5亿美元，占本钱开支的87%，2019年1~11月采购装备99.9亿美元，同比增加55%（图1）。2020年疫情仍于连续，全世界半导体行业将遭遇差别水平的影响，各家行业调研机构尚需不停调解估值。
图1. 2019年TSMC装备采购支出占比饼图。来历：公然资料收拾
▌AMAT在2Q2020的存储需求占比45%，逻辑代工占比略有降落至55%；AMAT于中国年夜陆的收入占比超30%；其CMP装备占海内晶圆厂利用量的60~70%（占全世界市场70%）。
▌TEL在2Q2020的DRAM+NAND营业量占比51%；中国年夜陆市场占TEL总营收的12%，基本垄断涂胶显影。
▌Lam Research在2Q2020来自中国年夜陆的营收占比为29%，3Q2020营收同比晋升47%至占中国年夜陆的营收的37%；3Q营业增加点表现于3D布局差异化解决方案；3Q代工客户的营收环比晋升6%，且近五个季度比重连续晋升。
▌ASML在3Q2020的新机事迹反弹，此中来自中国年夜陆的营收（不含EUV）占比为21%，3Q中国台湾地域营收占47%（EUV为主），韩国26%，美国占比5%；进步前辈制程替换存储器成为工艺装备的营业重要增加点，2Q逻辑客户占比61%，3Q晋升至79%。
▌KLA在2Q2020营收同比增加15%摆布，此中存储器客户占比40%，而代工需求占比环比降落至50%摆布；于绍兴中芯的量测装备占比跨越50%；KLA拥有海内量测装备市场近30%的市场份额。
▌SCREEN以Foundry客户为主，2Q2020的NAND客户占比相对于1Q2020略有晋升，于中国年夜陆的客户占比降落。
晶圆产能的增加与海内新建产线互相关注的。据统计，2017年迄今我国有39个Fab新增项目，此中极个体企业已经呈现资金链断裂难以为继的征象。今朝中国晶圆厂正常运行57条产线，于建及规划设置装备摆设产线26条（9 * 12’’+ 7 * 8’’）。中国12吋和6吋晶圆厂产能约为227万片/月（等效在8吋晶圆），占全世界总产能的12.9%。估计到2021年，中国12吋和8吋晶圆厂产能将晋升至339万片/月，占全世界总产能的17.5%。
新建Fab厂象征着半导体装备的市场时机，从纵向财产环节分类，装备占半导体财产范围的14.3%。冯莉指出，全世界半导体装备市场于2Q2020出现复苏态势，总营收到达168亿（单元如下同：美元），同比增加26%，环比增加8%；此中中国以45.9亿领跑，韩国和中国台湾地域别离以44.8亿、35.1亿次之。为此SEMI将2020整年装备市场范围从608亿上调至632亿。根据营业分类，上半年月工场及逻辑晶圆厂装备投资强劲，存储器晶圆厂装备投资有望于下半年改善（表1）。将来几年内晶圆厂前道装备支出有望出现优良增加：2021~2022年将跨越600亿，估计2023年将跨越650亿；而DRAM及NAND厂的装备支出估计于2021年增加约20%，并于将来几年连结不变；估计2022~2023年，代工场及逻辑晶圆厂的投资将到达300亿摆布。
表1. 2Q2020全世界半导体装备市场出现复苏态势。来历：SEMI
半导体财产内部情况
信赖绝年夜部门存眷半导体行业的读者都通晓华为、复兴、晋华、中科曙光、年夜华、海康威视、奇虎360等企业及它所触及的一系列事务。我国半导体上、中游财产链遭受很年夜危机，比喻说复兴禁运、华为禁购致使前不久出售荣耀，海内多家知名企业和科研单元被划入“实体清单”，“洽商”技能已经然是“草蛇灰线、伏脉千里”。泉源于在，美国、日本于要害装备与质料范畴险些处在垄断职位地方，其上风很是较着（表2a）。比喻说，2019年ASML、KLA、Teradyne、Hitachi High-Tech于年夜情况倒霉的影响下依旧实现逆势增加（表2b）。
表2a. 美日于半导体要害工艺装备供给链盘踞显著上风。来历：Gartner、SEMI、SIA、J.P.Morgan，有研新材，公然资料收拾
表2b. 2019年全世界半导体装备厂商前10强营收排名。来历：VLSI，SEMI公然资料收拾
值其中美商业磨擦日渐频仍之际，中国半导体财产界深决心识此中的危机并存，国度层面亦赐与连续存眷并出台相干拔擢政策。2016年以来，国务院和各部委前后出台了各项政策以鼓动勉励及促成半导体要害工艺的成长，重点存眷焦点质料和装备，此中包括光刻机、刻蚀、薄膜生长、离子注入、抛光、单晶生长装备和焦点部件等，并于部门政策中给出了具体的指标以供参考（表3）。质料行业更是近五年政策拔擢的重点。
表3. 2014年迄今当局部分发布半导体工艺装备的相干拔擢政策。来历：国泰君安、SiSC公然资料收拾
中国电子专用装备工业协会常务副秘书长金存忠师长教师于“中国半导体装备回首与瞻望”陈诉中先容，当前半导体装备享有三项优惠政策。一是本年初国务院的关在延续集成电路及软件企业所患上税“两免三减半”优惠政策；二是由财务部属发的庞大技能设备入口税收政策；第三是首台（套）庞大技能设备保险机制优惠政策”。
所谓名正而言顺，政策定基调，本钱簇拥所致。“年夜基金”是今朝中国半导体行业本钱运作的最年夜且官方公认的行业激励和拔擢机制。冯莉总结到：国度年夜基金一期1387.2亿元，已经乐成为芯片设计（16家）、芯片制造（11家）、芯片封测（6家）、装备（6家，见表4）、质料（6家）和其他范畴（3家）共48家企业注资。国度年夜基金二期在2019年10月注册建立，2020年3月最先本色性投资，本钱金额共2041.5亿元；今朝，二期年夜基金已经向紫光展锐（22.5亿元）、中芯南边（15亿美元）以和中芯国际科创板配股（超35亿元）注资。据悉，二期基金将面向制造类、国产装备（包括检测装备）、质料龙头以和结构5G及AI相干及国产率较低的设计公司歪斜。其次是平易近间的投资机构，末了科创板成为接盘侠。据悉，自设立以来科创板总计刊行185家上市企业，此中半导体企业27家，占比约14.6%，半导体质料及装备企业充实受益，为我国部门范围较小但行业职位地方居前的质料及装备企业打开了新的募资渠道。以上来自各方面的气力促使中国集成电路整条财产链得到长足前进；“中国集成电路财产占比趋近合理，2019年芯片设计占40.5%、晶圆制造占28.4%、封测占31.1%，正于向3:4:3的黄金比例接近”。
表4. “年夜基金”已经投企业（装备厂商）。来历：国泰君安公然资料收拾
国产装备的体现
于各项政策、基金及市场的撑持及驱动下，集成电路出产线装备的国产化率正慢慢提高，最近几年来中国年夜陆涌现出一批优质的半导体装备新晋企业，国产装备占海内市场比重逐年晋升（表5）。据SEMI宣布：2019年中国半导体装备市场范围为134亿美元，同比增加2.3%；2019年中国半导体装备（集成电路+分立器件）发卖范围为70亿元，同比增加47.8%。
表5. 国产装备厂商。来历：SEMI
然而，国产半导体装备依然存于市占率较低的问题。据SEMI统计，国产半导体装备占中国运用市场的17.4%（同比增长5.2%），占全世界半导体市场的3.92%（同比增长1.18%）。因而可知：1）2019年我国工艺装备国产化略有成效；2）我国半导体产线仍以国际型装备为主，半导体装备供给能力间隔国际甚远；3）于半导体年夜硅片（8-12吋）出产装备中，今朝基本依靠入口，国产装备仍于实验傍边，还没有批量进入半导体年夜硅片出产线中；4）光刻机还没有进入IC晶圆产线。
(一) 半导体前道装备
对于中国47家重要半导体装备制造商（发卖额于500万以上）举行统计，金存忠统计，2016~2019年的CAGR值到达36.4%，相对于PV和LED的CAGR值略低。此中，浙江晶盛、北方华创、捷佳伟创、中电科CETC以和中微半导体位居2019年半导体装备发卖营收的前五名。然而，像中微半导体、盛美科技、上海微电子等的营业增加率相对于不高；华海清科、北京烁科、宁波润华全芯、上海睿励、沈阳芯源、沈阳拓荆等均不于头部十年夜企业以内。
按照国度海关信息网宣布的数据，本年1~8月半导体要害装备的入口额共645,764.7万美元，同比增加40.8%，这些装备包括：CMP、扩散炉、CVD、PVD、分步反复光刻机、等离子干法刻蚀机、离子注入机；此中，光刻机入口额同比增加1.75倍，其次是离子注入机（57.1%），CVD、干法刻蚀机、氧化炉以30.8%、28.7%、21%的同比增加率紧随其后（表6）。经由过程列表数据咱们可以看出CMP、PVD同比略有降落，这申明海内厂商于CMP和PVD两种装备的供给能力晋升了。
表6. 2020年1~8月重要半导体装备入口额。来历：国度海关信息网
据国泰君安证券投行事业部TMT组行政卖力人吴同欣师长教师于题为《半导体装备与质料财产的成长远景与本钱市场的时机》的陈诉中展示海关总署的另外一份数据表：近十年以来，我国IC财产境内企业发卖量增加迅速，净入口占比不停降低，从2009年的94%降至2019年的64%；特别自2018年以来，受制在外部前提咱们增强了半导体财产的自立化，2019年整年净入口占比相较在2018年显著降落（表7）。由此揣度，我国半导体入口依靠度仍然很高，这也象征着国产化替换的空间依然广漠。
表7. 我国IC财产国产化替换空间广漠。来历：中国半导体协会，海关总署
以中芯及华虹为例，本土下流厂商提高当地化采购比例将带来存量替换空间。2011~2019年，中芯国际当地采购金额复合增速为25.8%，远跨越同期营克复合增速12.8%，当地化采购金额占比从7.6%晋升至18.4%（表8a）。已往5年，华虹宏力本土供给商数目从298家晋升至399家，原质料本土化采购占比从20%晋升至28%，华虹宏力的境内采购意愿显著晋升（表8b）。但思量到两者的当地采购金额占比仍旧较低，将来晋升空间依然广漠，下流厂商的本土化采购意愿加强将为上游装备及质料厂商提供发展机缘。
表8.(a)SMIC不停晋升当地采购占比；(b)HHGrace不停增长本土供给商数目。来历：中芯国际CSR，华力年报，国泰君安
以上数据仅申明一点：国产装备存于局部冲破，然而总体掉队的事实也十分较着。站于技能的角度，台积电制程已经推进至5nm，本年已经实现量产，今朝正于操持3nm产线的设置装备摆设项目；相对于而言中芯国际的N+1制程已经导入并处在认证阶段，规划来岁量产。“我国要害质料与装备已经推进至14-28nm，约莫掉队全世界进步前辈程度5-7年，仅少部门环节可以或许靠近并跑程度；部门环节差距达20年摆布，如光刻质料及装备”。巨年夜的技能落差会致使一系列的问题，攸关国产装备厂商的保存与成长（表9）。
表9. 中国晶圆厂工艺制程线路。来历：SEMI，公然资料收拾
只管差距较着，然而将来可期。于国度庞大科技专项的撑持下，部门国产装备最先进入14nm制程量产线（12吋），包括介质刻蚀机、PVD、单片退火、立式氧化炉PECVD、LPCVD、ALD、CMP、全主动洗濯机。此中7nm介质刻蚀机进入顶尖的IC产线，为高端IC装备的进一步推广筑基。而离子注入、光刻、扩散等要害装备还有于研发傍边（表10）。
表10. 国产装备与国际领先技能存于的巨年夜落差。数据来历：《中国集成电路财产成长蓝皮书》
然而，上述国产装备的move in、投入产线仅仅是个最先。比喻说，按装备投资额计较，新建的8吋IC特点工艺出产线的装备国产化率达50%以上，包括上海积塔I期、北京燕东I期；作为国产IC装备新的增加点，北京屹唐于2019年的IC装备（干法去胶、干刻、RTP、MSA等）发卖额跃居第二，华海清科CMP装备的发卖量增至12台；至纯科技新组建的半导体装备部分也于2019年创造了9000万元的发卖事迹；等等。
(二) 封测装备
据SEMI猜测，因为5G等新兴运用市场的起步或者加快，进步前辈封装新建厂和封装厂产能的慢慢开释，今明两年封装装备需求将别离增加10%及8%，2020年后道测试装备市场将增加13%，2021年增加态势连续。站于封测厂的角度，通富微采购总监李金健师长教师于《国产装备面对的机缘及挑战》陈诉中掷地有声，跟着封测技能慢慢靠近国际进步前辈程度，部门要害设备及质料已经获得海内外出产线采用：于进步前辈封装范畴，黄光区（光刻、涂胶、显影、洗濯、固化）与白光区（电镀、刻蚀、溅射）的国产据有率较高，前者于90%摆布；反而于传统封装范畴的中高端部门差距国际品牌甚远，别离由美国泰瑞达和日本爱德万垄断。末了，针对于国产封测装备仍存于不少挑战，李金健提出了五点建议：1) 针对于差别类型或者差别技能要求的产物，研发制造响应技能规格的装备；2) 装备设计采用模块化、功效可选和可进级；3) 看重装备的一致性、不变性及靠得住性；4) 装备的设计开发与运用及工艺慎密联合；5) 自立立异、把握焦点技能，别具特点。
全世界化目标稳定
面临国际诸多挑战，业内专家发表各自的言论。浙江年夜学微纳电子学院院长吴汉明院士援引了李国杰院士的不雅点：财产技能是我国科技成长中最单薄的环节，我国需要设置装备摆设新的科技生态，即财产必需要以技能为导向。清华年夜学微电子研究所传授魏少军认为，于已往的几十年经济设置装备摆设傍边咱们已经彻底融入全世界的技能尺度系统，面临当前的困境与机缘，咱们更应做好“全世界化”事情。一言以蔽之，“越是面对封锁打压，越不克不及弄自我关闭，自我阻遏，而是要实行越发开放包涵、互惠同享的国际科技互助战略”——习近平主席不雅点精炼。
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