《120亿美元 半导体设备订单花落谁家》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2020-07-15
  • 长江存储开始新一轮半导体设备招标,中芯国际追加资本开支,半导体设备国产化趋势加快。

    近日,中国国际招标网显示,长江存储发布第40、41批设备采购招标公告,涉及产品包括封装级高并行度测试机台、高速芯片测试机、钛化学气相沉积-氮化钛原子层沉积机台、铝刻蚀设备、层间介质层化学机械抛光机等。

    除了长江存储,中国大陆最大晶圆代工厂中芯国际正式回归A股,成为国内首家同时实现“A+H”的科创红筹企业。从科创板上市申请获得正式受理到顺利过会仅过了18天,7月7日中芯国际迎来申购。

    先进集成电路大规模生产线的投资可达上百亿美元,其中75%以上的投资用于购买半导体设备。SEMI(国际半导体产业协会)的最新报告显示,虽然新冠肺炎疫情持续不利,中国大陆的半导体设备支出仍将同比增长5%左右,今年将超过120亿美元,并在2021年同比增长22%,达到150亿美元。

    晶圆厂设备招标加速

    长江存储正处于产能爬坡期。6月20日,湖北广电报道称,国家存储器基地项目二期在武汉东湖高新区未来科技城国家存储器基地建设工地开工建设。国家存储器基地项目于2016年12月30日开工,计划分两期建设,总投资240亿美元。一期主要实现技术突破,建成10万片/月产能;二期规划产能20万片/月,两期项目达产后月产能共计30万片。

    长江存储联席CTO程卫华在SEMI CON China2020称,从全球市场综合发展来看,企业级SSD(固态硬盘)、个人电脑和智能手机将是未来闪存市场增长的主要驱动力。预计到2024年,SSD的需求会占闪存总需求的57.7%,智能手机占27.0%。对长江存储而言,市场的容量足够大,机会足够多,还有很多高速率低延时的应用未被充分开发出来,长江存储的加入将为市场带来新活力。

    SEMI在关于全球半导体晶圆厂设备投资的最新报告中预测,2021年全球晶圆厂设备支出将迎来标志性一年,将达到创纪录的677亿美元,增长率达24%。具体而言,存储器工厂将以300亿美元的设备支出领先全球半导体领域,3DNAND闪存将在今年推动30%的投资激增,从而推动支出狂潮,在2021年实现17%的增长。

    继今年一季度创下季度营收新高后,中芯国际追加全年资本开支11亿美元至43亿美元。长江存储和中芯国际等国内晶圆厂的投资以及美国的出口限制将加速半导体设备国产化趋势。

    东吴证券统计称,截至7月初,长江存储已累计释放2048台工艺设备,其中国产设备290台,国产化率14%。年初以来,国产设备商中,北方华创中标3台刻蚀设备、3台薄膜沉积设备及4台退火设备,对应领域占比分别为6%、5%和18%;中微公司中标9台刻蚀设备,占比19%;华海清科中标6台CMP设备,占比18%;精测电子中标3台检测设备,占比13%。相较其他产线,长江存储产线国内厂商中标率更高,长江存储密集招标有望推动国产化率加速提升。

    程卫华在上述论坛上还特别感谢了其合作伙伴在疫情期间的支持,国产设备和材料供应商包括盛美半导体、北方华创、安集科技、沪硅产业子公司新昇半导体、江丰电子和晶瑞股份等。

    受疫情影响,上半年本土晶圆厂招标放缓。随着新冠肺炎疫情逐渐好转,本土晶圆厂的设备招投标重启,今年下半年有望加速。自3月以来,华力集成、合肥晶合、中芯国际开启招投标,中微公司、北方华创、华海清科等中标多个设备订单。

    根据东吴证券统计,年初以来,华虹无锡累计释放283台工艺设备,其中国产设备18台,国产化率6%。北方华创中标2台刻蚀设备、1台PVD设备及2台退火设备,相应领域占比分别为9%、9%、12%;中微公司中标3台刻蚀设备,所在领域占比为15%;此外吉姆西半导体中标2台抛光设备及2台检测设备,相应领域占比分别为40%、3%;华海清科中标3台抛光设备,占比60%。

    先进集成电路大规模生产线的投资可达上百亿美元,75%以上的投资用于购买半导体设备。国产半导体设备和材料厂将获得更多发展机遇。根据中芯国际招股书披露,中芯南方一期项目总投资90.6亿美元,其中73.3亿美元用于生产设备购置及安装费,占比81%。

    赛迪顾问数据显示,2018年中国半导体设备需求激增,市场规模达128.2亿美元,同比增长47.1%,是全球设备产业增长速度的近5倍,但是国产设备的自给率只有12%,国产设备的成长空间无限。在美国出口管制禁令下,国内晶圆厂也将调整供应链分散风险,给国内半导体设备企业更多机会。

    国产半导体设备龙头各有突破

    中国半导体行业协会资料显示,2018年中国半导体设备五强分别为中微公司、北方华创、中电科电子装备集团、盛美半导体和沈阳芯源微。

    晶圆制造设备占半导体设备八成以上,其中最关键的设备是光刻机、等离子体刻蚀设备和薄膜沉积设备等。

    中微公司的等离子体刻蚀设备已在国际一线客户从65纳米到14纳米、7纳米和5纳米的集成电路加工制造及先进封装生产线上有诸多应用。有媒体报道称,该公司自主研制的5纳米等离子体刻蚀机经台积电验证,性能优良,将用于全球首条5纳米制程生产线。

    北方华创28纳米硅刻蚀设备已经量产,16/14纳米硅刻蚀设备进入国内主流生产线验证。该公司主要客户包括中芯国际、长江存储、华虹集团、隆基股份和三安光电等。

    万业企业旗下凯世通主要研制、生产、再制造和销售高端离子注入机,重点应用于光伏太阳能电池、新型平板显示和集成电路领域。6月16日晚间,万业企业公告称,凯世通在集成电路领域积极开拓其他业务合作伙伴,后续成功拓展了中国台湾主要前道设备供应商,并取得离子注入平台业务订单,国内重要的12英寸晶圆芯片制造厂也启动了对凯世通集成电路离子注入设备的认证程序。

    盛美半导体主要提供半导体清洗设备、镀铜设备等先进装备解决方案,其研发产品也进入多家国内外半导体制造和封测厂商。6月1日,上证所正式受理了盛美半导体的科创板上市申请。根据招股书,2019年,该公司前五大客户为长江存储、华虹集团、海力士、长电科技和中芯国际。中国大陆目前能提供半导体清洗设备的企业主要有盛美半导体、北方华创、芯源微及至纯科技。

    芯源微生产的涂胶/显影机成功打破国外厂商垄断并填补国内空白,其中在LED芯片制造及集成电路制造后道先进封装等环节已成功实现进口替代;用于集成电路制造前道晶圆加工环节的涂胶显影设备产品目前正在长江存储、上海华力等厂商进行验证。

    华峰测控是国内最大的半导体测试机本土供应商,也是为数不多进入国际封测市场供应商体系的中国半导体设备商。

    中银国际证券指出,我国封装设备国产化率远低于晶圆制造设备。据中国国际招标网数据统计,封测设备国产化率整体上不超过5%,个别封测产线国产化率仅为1%,大幅低于制程设备整体上10%~15%的国产化率,主要原因是产业政策向晶圆厂、封测厂、制程设备等有所倾斜,而封装设备和中高端测试设备缺乏产业政策培育和来自封测客户的验证机会。

    尽管精测电子、长川科技、华峰测控、冠中集创、金海通等实现部分测试设备或分选机的国产化突破,但国产品牌主要聚焦在国内较为成熟的电源管理芯片测试设备等领域,而SOC和存储芯片测试设备仍主要依赖于美国泰瑞达和日本爱德万等进口品牌。精测电子、长川科技、北京冠中集创等布局的数字测试设备急需市场培育。

    此外,在半导体材料方面,半导体硅片是半导体制造的核心材料,约占半导体制造材料的三分之一。沪硅产业主要从事半导体硅片的研发、生产和销售,是中国大陆规模最大的半导体硅片制造企业之一。其子公司上海新昇率先实现300mm硅片规模化销售,打破了300mm半导体硅片国产化率几乎为零的局面。

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    • 芯思想研究院(ChipInsights)推出2019年全球半导体设备情况分析报告。报告中列出了2019年全球半导体设备商前10强。2019年榜单和2018年榜单一样,营收数据进行了调整,一是数据截止2019年12月31日;二是将服务收入和部分材料收入剔除。 数据表明,由于2019年上半年全球产业低迷,导致半导体设备商的收入也跟随下滑,前10强的营收合计544亿美元,较2018年减少40亿美元,下滑7%。 2019年最大的变化是阿斯麦(ASML)依靠EUV光刻机大量出货,营收首次突破100亿美元,排名跃居第二。 2019年表现最好的是KLA,是前10强中唯一取得两位数成长的公司,2019年营收达39亿美元,相交去年成长18%;其他取得业绩成长的公司有阿斯麦、日立国际、泰瑞达。 测试设备双雄两重天。2019年最大的意外是爱德万测试(Advantest)受存储测试设备的影响,营收下滑27%,要知道2018年爱德万的增幅高达53%,真是成也存储,败也存储。而同为测试设备提供商的泰瑞达则大不同,2018年前10强榜单中唯一负增长就是泰瑞达(Teradyne),2019年却已经4%的增长率排名增幅前三。 我们看到,排名前4位的企业营收都以百亿计,总营收达411亿美元,形成了半导体生产设备业界的第一阵营,是半导体设备业的顶级公司。应该说短期内无人可以撼动前四强的位置,当然四强每年会有排名的变化,但后来者要想进入第一阵营,应该是难于过蜀道,除非业界发生大的整合。 TOP10榜单中,美国和日本都是四喜临门。2019年4家美国公司(应用材料、泛林半导体、科天、泰瑞达)的总营收达261亿美元,相比2018年减少25亿美元,下滑增长8.7%。而4家日本公司(东京电子、爱德万测试、斯科半导体、日立高科)的总营收为158亿美元,相比2018年减少20亿美元,下滑11%。 一、应用材料Applied Materials 2019年营收为110亿美元,较2018年减少18亿美元,下滑14%。2019年应用材料来自中国大陆的营收高达46亿美元,占比为41.4%;2018年是49亿美元,占比为37.7%。 应用材料(Applied Materials,AMAT)依旧排名第一,自1992年超越东京电子成为全球最大的半导体设备制造商,并蝉联这一头衔至今。应用材料的产品涉及整个工艺链,包括原子层沉积ALD、物理气相沉积PVD、化学气相沉积CVD、刻蚀ETCH、离子注入、快速热处理RTP、化学机械抛光CMP、电镀、测量和硅片检测等。 二、阿斯麦ASML 阿斯麦(ASML)在2019年设备营收首次突破100亿美元,达到108亿美元,已经逼近应用材料的规模。 2019年最先进的EUV光刻机NXE:3400C出货9台,整体EUV光刻机出货达26台,价值高达30亿美元,为公司营收过100亿立下功劳。预估2020年EUV光刻机出货数量将接近40台,有望取代应用材料成为全球装备龙头。 三、东电电子Tokyo Electron 东电电子(Tokyo Electron,TEL)以103亿保持住前三的位置。 东京电子是一家位于日本的半导体设备提供商,主要从事半导体设备和平板显示器设备制造。目前半导体设备营收占90%以上。其主要产品包括:涂布/显像设备、热处理成膜设备、干法刻蚀设备、CVD、湿法清洗设备及测试设备。 四、泛林半导体Lam Research 泛林半导体(Lam Research)以95亿美元屈居第四。2019年营收较2018年下滑13%。2019年来自中国大陆的营收超过25亿美元,较2018年增加4亿美元。 泛林半导体致力于制造集成电路制造中使用的设备,其产品技术领先业界,主要用于前端晶圆处理,在薄膜沉积、等离子刻蚀、光阻去除、晶片清洗等前道工艺方案、后道晶圆级封装(WLP)以及新兴制造市场(如MEMS),公司提供了市场领先的产品和方案组合。 泛林半导体的三大核心产品是:刻蚀(ETCH--RIE/ALE)设备、沉积(Deposition--CVD/ECD/ALD)设备,以及去光阻和清洗(Strip & Clean)设备,刻蚀是按照光刻机刻出的电路结构来刻画出沟槽,沉积是用于生长薄膜用作绝缘层和导电结构,去光阻和清洗是去除晶圆上的光敏材料以及其它残留物,以提高良率。 泛林半导体通过专利刻蚀技术-变压器耦合等离子(TCP,transformer coupled plasma)提供高水平的刻蚀,巩固了Lam Research在半导体业界的地位。目前Lam Research占有全球刻蚀设备市场一半以上的市场份额。 五、科磊KLA 科磊(KLA)在2019年继续保持第五的位置,2019年的营收30亿美元,较2018年增加了18%。科磊第五的位置可以维持一段时间,如果公司不进行大的并购,将无法进入第一集团。 科磊是全球光学检测量测之王,拥有广泛的产品线,为半导体、数据存储、LED和其他相关纳米电子产业提供工艺控制与良率管理产品。公司的产品、软件和服务能满足客户在整个生产制造过程-从研发到最终量产-的检测与量测需求,帮助客户解决和应对不同应用、不同市场的挑战。 科磊的业务已经涵盖了半导体的多个领域,从硅片检测到线宽量测,以及光罩部分,都处于业界领先水平,并在专注的检测与量测领域排名第一,拥有70%以上的市场占有率。 六、斯科半导体SCREEN Semiconductor Solutions 斯科半导体(SCREEN Semiconductor Solutions Co., Ltd.,SCREEN)在2019年的排名前进一位,挤下爱德万,排名第六,但是2019年的营收较2018年下滑2%。 斯科半导体主要生产轨道(Track)、晶圆清洁系统(Wafer Cleaning System)、退火系统(Annealing System)、测量系统(Measurement System)、检测系统(Inspection System)、级封装光刻(Advanced Packaging Lithography)。 斯科半导体的湿法清洗设备具有极高的市占率。 七、爱德万测试Advantest 爱德万测试(Advantest)在 2018年受到存储市场增长的影响,存储测试机台出货大增,销售额同比增加53%,2019年却由于存储市场下滑,导致营收下滑27%。 爱德万测试一直致力于集成电路测试技术的开发,拥有种类完善的半导体后道测试台。在储存测试细分市场领域,爱德万长期位居全球首位。 八、先进太平洋科技ASM Pacific Technology 先进太平洋科技(ASM Pacific Technology,ASMPT)2019年的排名维持住第八位置,但是2019年的营收较2018年下滑20%。 先进太平洋科技于1975年从代理模塑料及封装模具起家,逐步成长为一全球最大的封装和SMT设备供应商。。从最初的4 个人,发展到16000多人,业务遍布全球超过30个国家和地区,拥有业界最完整的产品,涵盖其竞争对手无法比拟的所有主要装配和包装工艺。 先进太平洋科技在中国香港、中国成都、中国台湾、新加坡、德国慕尼黑、英国韦茅斯和荷兰布宁根等地拥有卓越的科研中心,每年投入的研发经费占营收的10%左右。 九、泰瑞达Teradyne 泰瑞达(Teradyne)在2019年由于功率器件测试市场成长,公司受惠于收购大功率器件测试商,营收取得4%成长,排名维持第九。 泰瑞达在1960年由Alex d'Arbeloff和Nick DeWolf在马萨诸塞州创办,从生产二极管测试仪起家,到今天已经成为自动测试设备(Automatic Test Equipment,ATE)领导品牌,其高端客户包括三星、高通、英特尔、ADI公司、德州仪器和IBM。 50多年来,泰瑞达一直坚守“创新”,根据市场和产业趋势的变化不断自我调整。从成立至今,不间断地研发领先技术、开发创新的产品和解决方案,为行业注入新鲜活力。 泰瑞达是一家总部位于美国的测试和工业用自动化设备供应商,其测试设备用来测试半导体、无线产品、数据存储和复杂的电子系统,服务于消费品、通信、工业和政府客户。 十、日立高科Hitachi High-Tech 日立高科(Hitachi High-Tech)2019年的营收为14亿美元,较2018年增长了6%。 日立高科在半导体设备方面主要生产沉积、刻蚀、检测设备,以及封装贴片设备等。另外,公司还生产分析和临床仪器,如电子显微镜和DNA测序仪;平板显示器(FPD),液晶显示器(LCD)和硬盘的制造设备;计量和检查设备。此外还销售相关材料。日立高科技在日本的销售额接近5成。 说明 2019年半导体设备营收在10-13亿美元之间的有4家,其他公司的营收都在10亿美元以内。 中国本土最大的半导体装备供应商北方华创受惠于国产设备替代,2019年的半导体设备营收预估25亿人民币(约3.5亿美元),可惜无缘进入前20强,排名22位。