封鎖之下,國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備的真實現(xiàn)狀與差距
前 言
近年來,由于美國不斷加碼的“封鎖”行為,國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備自主化程度受到持續(xù)關(guān)注。
2月15日,中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會就美日荷限制向華出口先進芯片制造設(shè)備發(fā)布嚴(yán)正聲明,反對這一破壞產(chǎn)業(yè)生態(tài)的行為,并號召產(chǎn)業(yè)界堅定信心、積極應(yīng)變。在聲明刺激下,A股半導(dǎo)體設(shè)備指數(shù)當(dāng)日午后加速上漲,報收1.92%。今年以來半導(dǎo)體設(shè)備指數(shù)累計漲幅已接近17%。
事實上,2022年半導(dǎo)體行業(yè)集體衰退,海外芯片巨頭業(yè)績紛紛暴雷的情況下,國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠商普遍向好、逆勢增長,這在當(dāng)前局勢下無疑給半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化注入信心。
據(jù)電巢了解,中國半導(dǎo)體設(shè)備廠商近兩年正在高速成長,國產(chǎn)替代浪潮下多個細(xì)分領(lǐng)域設(shè)備國產(chǎn)化率持續(xù)上升,其中去膠設(shè)備的國產(chǎn)率已達90%以上。
本文,我們將從中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)的2022年業(yè)績及專利情況、各細(xì)分領(lǐng)域國產(chǎn)化率、當(dāng)下的機遇和挑戰(zhàn)等方面梳理國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)的真實成績與差距。
01
2022年半導(dǎo)體設(shè)備成績亮眼,國產(chǎn)替代進入快車道
2022年國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)逆勢增長
截至2023年2月1日,近100家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)相關(guān)公司發(fā)布了2022年業(yè)績預(yù)告,其中半數(shù)以上企業(yè)實現(xiàn)了凈利潤同比增長,且多為設(shè)備和材料類的半導(dǎo)體上市公司。增速大于100%的公司中就有拓荊科技、芯源微、華海清科、長川科技、北方華創(chuàng)等多家半導(dǎo)體設(shè)備公司。
據(jù)悉,已公布的12家半導(dǎo)體設(shè)備公司2022年業(yè)績預(yù)告均實現(xiàn)正增長。以增長下限計算,增長超1倍的有6家,9家增長下限均超30%。最為亮眼的拓荊科技業(yè)績預(yù)告顯示,預(yù)計公司2022年年度實現(xiàn)歸屬于母公司所有者的凈利潤與上年同期相比增長381.85%至484.06%。
拓荊科技在公告中表示,業(yè)績較上年同期大幅增長的主要原因是受益于國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)良好的發(fā)展態(tài)勢,國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)設(shè)備需求增加,該公司加大了產(chǎn)品研發(fā)投入,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,產(chǎn)品競爭力持續(xù)增強,進一步拓展客戶群體,本年銷售訂單大幅增加,營業(yè)收入維持高增長趨勢。
據(jù)了解,截至2022Q3末,11家半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)存貨和合同負(fù)債分別達到133和284億元,分別同比增長69%和76%,達到歷史最高點,驗證在手訂單飽滿。考慮到已有訂單取消概率不大,隨著相關(guān)訂單陸續(xù)交付,2022Q4和2023年行業(yè)業(yè)績高增長有較強確定性。
2022年國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)專利概況
專利實力往往是企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新水準(zhǔn)與市場話語權(quán)的重要體現(xiàn),國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)對其核心技術(shù)進行全面的專利布局,能夠在該領(lǐng)域占據(jù)更有利的競爭地位。
以下為2022年中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)專利榜單:
*以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)截至2022年9月30日,來源IncoPat專利數(shù)據(jù)庫,原表由愛集微整理
從榜單中可以看出,北方華創(chuàng)、上海微電子和中科院光電所技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢明顯,位列前三位。作為半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)龍頭,它們也是當(dāng)前設(shè)備領(lǐng)域國產(chǎn)替代的主力軍。北方華創(chuàng)一直致力于生產(chǎn)薄膜沉積、刻蝕兩種核心工藝設(shè)備。上海微電子以光刻設(shè)備研發(fā)為核心,其專利布局主要集中于光刻機、工件臺、測量裝置、投影物鏡、預(yù)對準(zhǔn)等專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)創(chuàng)新在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化進程中相當(dāng)關(guān)鍵。
目前,產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)都在嘗試攻關(guān)半導(dǎo)體核心設(shè)備,如上海微電子、中微半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)等在嘗試突破一些高端設(shè)備,其中北方華創(chuàng)刻蝕設(shè)備已應(yīng)用于7納米和5納米生產(chǎn)線;中微半導(dǎo)體刻蝕機已經(jīng)達到5nm水平,并應(yīng)用于臺積電產(chǎn)線。但先進設(shè)備研發(fā)難度很高,國內(nèi)廠商仍任重道遠(yuǎn)。
02
半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化現(xiàn)狀
半導(dǎo)體設(shè)備分類及全球市場格局
根據(jù)SIA數(shù)據(jù)統(tǒng)計,全球半導(dǎo)體設(shè)備大致可以分為11大類,50多種機型。前道設(shè)備用于晶圓制造過程,覆蓋從光片到晶圓的成百上千道工序,主要有光刻機、刻蝕機、薄膜沉積機、離子注入機、CMP設(shè)備、清洗機、前道檢測設(shè)備和氧化退火設(shè)備八大類,前道設(shè)備占據(jù)了整個市場的80%~85%,其中光刻機、刻蝕機和薄膜設(shè)備是價值量最大的三大環(huán)節(jié),各自所占的市場規(guī)模均達到了前道設(shè)備總量的20%以上;后道設(shè)備主要分為測試設(shè)備和封裝設(shè)備。
目前,全球前5大半導(dǎo)體設(shè)備廠商均屬于前道設(shè)備的應(yīng)用廠商,分別為應(yīng)用材料、ASML、東京電子、泛林半導(dǎo)體、柯磊,其中3家平臺型橫跨刻蝕,薄膜,清洗,離子注入等多個領(lǐng)域。排名前10的廠商中5家日本公司,4家美國公司,1家荷蘭公司,寡頭格局明顯。
2021年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場格局,來源:華安證券
半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化分析
2021年國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模同比增長58.23%,以296.2億美元銷售金額保持全球半導(dǎo)體設(shè)備第一大市場,預(yù)計2023年中國大陸半導(dǎo)體市場規(guī)模將達3032億元,增長勢頭強勁。
中國半導(dǎo)體市場規(guī)模(億美元)來源:華安證券
根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)顯示,2022年中國晶圓廠商半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化率較2021年明顯提升,從21%提升至35%。國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備公司經(jīng)過多年的技術(shù)攻關(guān)以及國家政策支持,目前能滿足下游晶圓廠商大部分成熟制程(28nm及以上的邏輯芯片等)以及少部分先進制程的需求。
目前在28nm及以上的邏輯芯片、128層以下的NAND存儲芯片以及20nm以上的DRAM芯片的主要設(shè)備中,國產(chǎn)設(shè)備在刻蝕、薄膜沉積、清洗、涂膠顯影等大部分都可以進行替代。特別是檢測設(shè)備替代速度較快。去膠設(shè)備國產(chǎn)采用率已達91%
盡管國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備基本擺脫完全受制于人的局面,但國內(nèi)設(shè)備廠商目前仍然只是“點”的突破,尚未實現(xiàn)“面”的普及,缺乏成套設(shè)備的供應(yīng),設(shè)備的精度也不夠,只能滿足中低端芯片的生產(chǎn),難以打入高端芯片生產(chǎn)線。
尤其是光刻機等“卡脖子”的關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)尚未有明顯進展,上海微電子是我國唯一可量產(chǎn)光刻機的企業(yè),其90nm DUV光刻機在2016年已經(jīng)通過驗收,但45nm、28nm光刻機仍在研發(fā)過程中尚未量產(chǎn),亟待突破。
結(jié) 語
從上文的各項數(shù)據(jù)來看,全球半導(dǎo)體設(shè)備市場幾乎被美日荷所壟斷,核心設(shè)備如光刻、刻蝕、PVD、CVD、氧化/擴散等設(shè)備的Top3市占率普遍在90%以上。除技術(shù)差距及美國的限制外,國內(nèi)在投資、人才、市場競爭等方面都面臨極大挑戰(zhàn)。
不過好的一點是,中國半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模擴大持續(xù)提速,近五年行業(yè)規(guī)模復(fù)合增速高達35%。隨著下游晶圓廠訂單和驗證效率的提升,預(yù)計2022~2025將是半導(dǎo)體國產(chǎn)設(shè)備的放量期,高增速有望延續(xù),這對半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化進程而言勢必是有利的。同時,封鎖之下的國產(chǎn)設(shè)備企業(yè)勢必也會迎來更快速的成長。
以下為中國半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域的國產(chǎn)替代企業(yè)名錄:
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