2021年和2022年是全球半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)的高光時(shí)期。2021年高漲的設(shè)備需求由景氣的下游市場(chǎng)和需求旺盛的中游晶圓制造共同支撐。
轉(zhuǎn)至2022年,中游晶圓大廠不謀而合的“逆周期擴(kuò)產(chǎn)熱”降低了下游市場(chǎng)需求不振對(duì)上游設(shè)備的影響,多數(shù)廠商景氣度持續(xù),設(shè)備行業(yè)儼然成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中業(yè)績(jī)確定性最強(qiáng)的細(xì)分領(lǐng)域。
這兩年也是本土設(shè)備廠商難得一遇的黃金發(fā)展期。半導(dǎo)體設(shè)備研發(fā)周期長(zhǎng)、投入大,并且需要較長(zhǎng)的試錯(cuò)期。我國(guó)許多老牌設(shè)備企業(yè)已在行業(yè)內(nèi)摸爬滾打十幾年,在許多細(xì)分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的突破,當(dāng)下打開國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)正缺這樣一個(gè)契機(jī)。
在此機(jī)遇期,本土廠商將會(huì)迎來哪些突破呢?現(xiàn)下半導(dǎo)體領(lǐng)域正值下行周期,是否會(huì)對(duì)本土設(shè)備業(yè)產(chǎn)生一定影響?本文將結(jié)合最新企業(yè)半年報(bào)以及我國(guó)2022年1-8月的設(shè)備開標(biāo)中標(biāo)情況一探究竟。
按照工藝流程劃分,半導(dǎo)體設(shè)備可分為晶圓制造(前道設(shè)備)和封裝、測(cè)試設(shè)備(后道設(shè)備)。
前道晶圓制造設(shè)備占據(jù)了市場(chǎng)80%以上的份額,設(shè)備類型主要包括薄膜沉積、光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、熱處理設(shè)備、離子注入機(jī)、CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)設(shè)備等。其中,薄膜沉積、光刻、刻蝕是半導(dǎo)體設(shè)備的三大件,價(jià)值含量最大。

△全球半導(dǎo)體觀察根據(jù)公開資料制圖
半導(dǎo)體設(shè)備的增長(zhǎng)與晶圓廠的擴(kuò)張緊密關(guān)聯(lián),晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)的資本支出中約有70%-80%是用于購(gòu)買半導(dǎo)體設(shè)備。全球半導(dǎo)體觀察根據(jù)公開數(shù)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2022年全球半導(dǎo)體資本支出將超過1800億美元。
結(jié)合SEMI發(fā)布的最新報(bào)告,2021年全球半導(dǎo)體制造設(shè)備銷售額增至1026億美元的歷史新高,年增44%,中國(guó)再次成為全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng),并預(yù)計(jì)2022年全球芯片廠設(shè)備支出總額將至990億美元,同比增長(zhǎng)約9%。
當(dāng)下正值下行周期,支撐設(shè)備行業(yè)的晶圓制造動(dòng)力在近期出現(xiàn)了一絲變動(dòng)跡象,主要體現(xiàn)在部分晶圓大廠延緩擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,削減部分還未開始的資本開支等。業(yè)界對(duì)于設(shè)備行業(yè)景氣度還能持續(xù)多久產(chǎn)生了些許疑問。
從晶圓制造前景看,近期許多大廠紛紛表示,當(dāng)前的擴(kuò)產(chǎn)行為不僅僅是為了緩解短期的芯片短缺問題,更是適應(yīng)未來長(zhǎng)期的市場(chǎng)需求。雖然當(dāng)下電子消費(fèi)市場(chǎng)疲軟,但未來云、服務(wù)器、高性能運(yùn)算、車用與工控等領(lǐng)域高速發(fā)展,未來市場(chǎng)對(duì)于晶圓制造這塊蛋糕的需求只會(huì)越來越大,頭部企業(yè)對(duì)其發(fā)展前景較為看好。由此來看,支撐半導(dǎo)體設(shè)備的這塊強(qiáng)力后盾還將持續(xù)發(fā)力,設(shè)備景氣度還有望延續(xù)。
2021年度國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)十分亮眼,營(yíng)收創(chuàng)歷史新高比比皆是。近期國(guó)內(nèi)主要設(shè)備廠商的半年報(bào)數(shù)據(jù)也已陸續(xù)開出,景氣度持續(xù),多家大廠利潤(rùn)一度破百分之百。

總體情況看,近半企業(yè)營(yíng)收同比增長(zhǎng)均超50%。營(yíng)收方面,北方華創(chuàng)、中微公司、長(zhǎng)川科技、至純科技、盛美上海、華海清科營(yíng)收占據(jù)前六,其中北方華創(chuàng)以54.44億元營(yíng)收居于榜首。在同比增長(zhǎng)率上,華海清科、拓荊科技、長(zhǎng)川科技、華峰測(cè)控、盛美上海保持較高水準(zhǔn),華海清科連續(xù)兩年同比增長(zhǎng)超過百分百,拓荊科技今年則實(shí)現(xiàn)364.87%的同比增長(zhǎng),充分收益本次機(jī)遇,營(yíng)收達(dá)5.23億元。
在財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)中,各大設(shè)備廠的合同負(fù)債率十分值得關(guān)注。通常來講,半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)交付、驗(yàn)收均需要3-6個(gè)月左右的時(shí)間周期,因此訂單反映到公司收入上一般需要6-12個(gè)月的時(shí)間。半導(dǎo)體設(shè)備的客戶通常會(huì)預(yù)先支付一部分訂金,形成合同負(fù)債。從財(cái)報(bào)分析角度看,合同負(fù)債能在一定程度上反映設(shè)備廠商的在手訂單情況。

從上表可知,在合同負(fù)債方面,北方華創(chuàng)、中微公司、拓荊科技、萬業(yè)企業(yè)、華海清科分別為57億、16億、10億、9.07億、11億,上述公司在未來6—12個(gè)月里在手訂單飽滿。
近兩年設(shè)備成為香餑餑的重要原因,還在于設(shè)備缺芯缺部件,致使設(shè)備交期不斷延長(zhǎng)。但結(jié)合我國(guó)設(shè)備廠商交付情況看,他們受到該因素的影響比國(guó)外廠商小,這也推動(dòng)了國(guó)內(nèi)廠商在近兩年里快速出圈。具體來講,北方華創(chuàng)和中微公司等企業(yè)超額采購(gòu)保障供給,以及重視本地產(chǎn)業(yè)鏈條搭建、加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)替代等方法對(duì)營(yíng)收收效較大。
以北方華創(chuàng)為例,根據(jù)其財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示,2021年其采購(gòu)總額為176億元,為該年50億原材料成本的3倍之多,而今年上半年,北方華創(chuàng)的存貨持續(xù)創(chuàng)新高,表明該公司在手訂單充沛,下游需求依舊旺盛。
此外,顧慮于全球設(shè)備供應(yīng)鏈的不確定性,我國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)將更多目光投向本地零部件及設(shè)備供應(yīng)鏈,本土廠商借此獲得更多的驗(yàn)證機(jī)會(huì)。
據(jù)中微公司消息,其在全球共有700余家供應(yīng)商,活躍的有450余家。其刻蝕機(jī)的零部件國(guó)產(chǎn)化程度達(dá)60%,MOCVD設(shè)備國(guó)產(chǎn)化情況達(dá)80%。官方消息顯示,其較高的國(guó)產(chǎn)化程度,是中微公司在材料費(fèi)漲價(jià)、運(yùn)輸時(shí)間推遲的情況下,至今仍保持100%的產(chǎn)品運(yùn)出和準(zhǔn)時(shí)的關(guān)鍵。
從整體類別上看,國(guó)產(chǎn)設(shè)備基本可以覆蓋到半導(dǎo)體制造的各階段所需,在制造實(shí)力上,我國(guó)在刻蝕、清洗、薄膜沉積設(shè)備方面較為突出,尤其是我國(guó)的刻蝕設(shè)備,已經(jīng)成長(zhǎng)為我國(guó)最具優(yōu)勢(shì)的半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域,逐漸進(jìn)入到成熟期。而在CMP、光刻、離子注入等設(shè)備上,我國(guó)仍較為薄弱。
首先看刻蝕設(shè)備,目前我國(guó)刻蝕設(shè)備代表企業(yè)主要是北方華創(chuàng)、中微公司、屹唐半導(dǎo)體和嘉芯半導(dǎo)體。其中,中微公司的CCP刻蝕設(shè)備已進(jìn)入一線晶圓代工廠商5nm產(chǎn)線,而在3D NAND芯片制造方面,中微公司的CCP刻蝕設(shè)備可應(yīng)用于64層堆疊芯片的量產(chǎn),目前正在開發(fā)96層及更先進(jìn)的刻蝕設(shè)備。近年來,由于中微公司較高的刻蝕技術(shù)話語權(quán)及成本控制能力,其利潤(rùn)率水平連年上升,2019年至2021年,其刻蝕設(shè)備毛利率分別為34.93%、37.67%、44.32%,今年上半年則為46.05%。
在薄膜沉積設(shè)備上,我國(guó)的代表企業(yè)為拓荊科技和北方華創(chuàng)。其中,拓荊科技是國(guó)內(nèi)唯一一家產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的集成電路PECVD(等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積)設(shè)備廠商,其PECVD設(shè)備產(chǎn)品已適配國(guó)內(nèi)先進(jìn)的28/14nm邏輯芯片、19/17nm DRAM芯片及64/128層3D NAND FLASH晶圓制造產(chǎn)線。目前拓荊科技正以PECVD設(shè)備為核心并加快發(fā)展更先進(jìn)的ALD(原子層沉積)和SACVD(次常壓化學(xué)氣相沉積)設(shè)備。
相比于其它半導(dǎo)體設(shè)備,清洗設(shè)備的技術(shù)門檻較低,我國(guó)廠商在此領(lǐng)域發(fā)展迅速,國(guó)產(chǎn)化率上升明顯。該領(lǐng)域代表廠商盛美上海、北方華創(chuàng)、芯源微、至純科技產(chǎn)品各具特色,這四家廠商目前持差異化競(jìng)爭(zhēng)布局。其中,盛美上海成功研發(fā)出全球首創(chuàng)的SAPS、TEBO兆聲波清洗技術(shù)和Tahoe單片槽式組合清洗技術(shù)等,可應(yīng)用于45nm及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的晶圓清洗領(lǐng)域。
根據(jù)中國(guó)國(guó)際招標(biāo)網(wǎng)公開數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,我國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率為25%左右,其中盛美上海市場(chǎng)份額為23%。另外值得一提的是,盛美上海于今年7月中旬推出了新型化學(xué)機(jī)械研磨后(Post-CMP)清洗設(shè)備,業(yè)界對(duì)此較為關(guān)注。
而在涂膠顯影設(shè)備上,芯源微是國(guó)內(nèi)主要供應(yīng)商,該公司前道涂膠顯影設(shè)備在28nm及以上工藝節(jié)點(diǎn)的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破,其最新的前道KrF涂膠顯影機(jī)顯示也在今年上半年實(shí)現(xiàn)批量銷售。官方消息顯示,當(dāng)前芯源微在國(guó)內(nèi)前道涂膠顯影市場(chǎng)的市占率為4%左右。
在其他設(shè)備細(xì)分領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn)設(shè)備企業(yè)也有所突破,如華海清科的CMP設(shè)備成功填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白,其推出了國(guó)內(nèi)首臺(tái)擁有核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的12英寸CMP設(shè)備并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)銷售;晶盛機(jī)電則在晶體生長(zhǎng)設(shè)備見長(zhǎng),近日該公司表示,公司已成功生長(zhǎng)出行業(yè)領(lǐng)先的8英寸碳化硅晶體,并建設(shè)了6英寸碳化硅晶體生長(zhǎng)、切片、拋光環(huán)節(jié)的研發(fā)實(shí)驗(yàn)線。
此外,未上市與申請(qǐng)上市中的屹唐半導(dǎo)體、上海微電子也值得關(guān)注。屹唐半導(dǎo)體憑借較高的全球市占率在全球干法去膠設(shè)備市場(chǎng)確立了其國(guó)際領(lǐng)先的地位。近日,其通過科創(chuàng)板上市委會(huì)議,這意味著其距離上市又進(jìn)了一步;上海微電子則專攻光刻機(jī),其技術(shù)在中低端領(lǐng)域已達(dá)相對(duì)較領(lǐng)先水平,產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)90nm制程覆蓋。
在眾多設(shè)備領(lǐng)域中,光刻機(jī)可以說是我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備的薄弱之地,除了上述的上海微電子外,我國(guó)還有華卓精科和國(guó)科精密等可以生產(chǎn)光刻機(jī)零部件??傮w來講,我國(guó)光刻機(jī)水平與光刻機(jī)巨頭ASML、佳能、尼康差距較大。當(dāng)代光刻機(jī)代表著芯片性能的先進(jìn)性,其是我國(guó)實(shí)現(xiàn)高科技發(fā)展自主可控的關(guān)鍵因素之一,因此在該領(lǐng)域取得技術(shù)突破是我國(guó)未來半導(dǎo)體發(fā)展的必然舉措。
目前,我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)依舊非常依賴進(jìn)口,較多設(shè)備企業(yè)仍在單一細(xì)分市場(chǎng)上集中度較高。但值得關(guān)注的是,國(guó)內(nèi)已有部分企業(yè)正依托于主營(yíng)業(yè)務(wù)的發(fā)展在橫向拓展業(yè)務(wù)范圍,向平臺(tái)型企業(yè)轉(zhuǎn)型。
建設(shè)平臺(tái)型廠商是設(shè)備廠商發(fā)展的潮流趨向,國(guó)際前五大廠商中應(yīng)用材料、泛林半導(dǎo)體、東京電子均為平臺(tái)型廠商,其涉足領(lǐng)域涵蓋刻蝕、薄膜、清洗、離子注入等多方面,實(shí)力不言而喻。而以前道設(shè)備大類統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備廠商產(chǎn)品覆蓋度較高的廠商主要有北方華創(chuàng)、中微公司、盛美上海、屹唐半導(dǎo)體等。

其中北方華創(chuàng)作為我國(guó)較為成熟的平臺(tái)型企業(yè),產(chǎn)品覆蓋了薄膜沉積設(shè)備、刻蝕設(shè)備、清洗機(jī)、氧化擴(kuò)散爐等,國(guó)產(chǎn)化率在近年顯著上升。此外,還有中微公司從刻蝕及化合物半導(dǎo)體外延設(shè)備延展到集成電路薄膜設(shè)備;萬業(yè)企業(yè)從離子注入設(shè)備延展到其嘉芯半導(dǎo)體子公司,覆蓋除光刻機(jī)之外的幾乎全部前道大類;盛美上海從清洗,電鍍等業(yè)務(wù)逐步覆蓋,爐管,沉積及其他前道品類;屹唐半導(dǎo)體從干法去膠設(shè)備向快速熱處理設(shè)備、干法刻蝕設(shè)備其他工藝段設(shè)備發(fā)展等等。
國(guó)內(nèi)設(shè)備市場(chǎng)的景氣度直接反映在設(shè)備招標(biāo)中標(biāo)數(shù)據(jù)上,通過對(duì)中國(guó)國(guó)際招標(biāo)網(wǎng)招標(biāo)情況進(jìn)行梳理,可明顯發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率有所提高。但近期受到下游消費(fèi)市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力不足影響,晶圓制造廠的資本開支計(jì)劃有所放緩,近兩個(gè)月的設(shè)備招標(biāo)中標(biāo)節(jié)奏也有所放緩。
據(jù)全球半導(dǎo)體觀察根據(jù)公開信息不完全統(tǒng)計(jì),2022年1—8月我國(guó)主要晶圓廠共開標(biāo)906臺(tái)工藝設(shè)備。按照不同工藝設(shè)備開標(biāo)數(shù)量從高到低排列,前五名分別爐管設(shè)備(165臺(tái))、薄膜沉積設(shè)備(152臺(tái))、刻蝕設(shè)備(103臺(tái))、清洗設(shè)備(100臺(tái))、前道檢測(cè)設(shè)備(80臺(tái))。其中,上海積塔半導(dǎo)體、華虹半導(dǎo)體、燕東微電子、杭州積海半導(dǎo)體這四家企業(yè)招標(biāo)設(shè)備數(shù)量較多。

而結(jié)合中標(biāo)數(shù)據(jù)看,2022 年上半年我國(guó)主要設(shè)備廠共中標(biāo)469臺(tái)工藝設(shè)備。前五名分別為清洗設(shè)備(113臺(tái))、刻蝕設(shè)備(97臺(tái))、薄膜沉積設(shè)備(47臺(tái))、爐管(45臺(tái))、涂膠顯影設(shè)備(36臺(tái))。中標(biāo)較多的國(guó)內(nèi)廠商為北方華創(chuàng)、中微公司、拓荊科技、芯源微、盛美上海、嘉芯半導(dǎo)體。

綜合數(shù)據(jù)看,國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商在薄膜沉積、刻蝕、濕法清洗、涂膠顯影等環(huán)節(jié)上占據(jù)優(yōu)勢(shì)。其中,在刻蝕設(shè)備上,北方華創(chuàng)和中微公司上半年合計(jì)中標(biāo)超70臺(tái),遠(yuǎn)超泛林半導(dǎo)體與東京電子總和。根據(jù)此前中微公司創(chuàng)始人尹志堯預(yù)計(jì),在刻蝕設(shè)備領(lǐng)域,未來國(guó)產(chǎn)率有望達(dá)到50%。
此外結(jié)合國(guó)內(nèi)晶圓廠建設(shè)以及設(shè)備開標(biāo)數(shù)據(jù)看,國(guó)內(nèi)企業(yè)越來越重視本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈安全的搭建,近兩年產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的聯(lián)系愈發(fā)緊密,隨著本土晶圓廠的持續(xù)擴(kuò)建,本土設(shè)備廠商國(guó)產(chǎn)化率有望持續(xù)提高,景氣度依舊。
總體來看,我國(guó)設(shè)備廠商在近兩年迎來了發(fā)展的黃金時(shí)期,在薄膜沉積、刻蝕、清洗、涂膠顯影、拋光等領(lǐng)域多點(diǎn)開花,國(guó)產(chǎn)化率有所上升,并帶動(dòng)了零部件在內(nèi)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。
總體來看,全球半導(dǎo)體市場(chǎng)正步入下行周期,下游市場(chǎng)需求萎縮明顯,低迷期還將持續(xù)一段時(shí)間。
從全球視野看,中游制造晶圓擴(kuò)張大趨勢(shì)不變,國(guó)際設(shè)備廠商對(duì)于未來一年內(nèi)發(fā)展預(yù)期看好。但回歸本土市場(chǎng),我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)的高速發(fā)展十分需要國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同支持發(fā)展,當(dāng)下正值國(guó)產(chǎn)替代的關(guān)鍵期,本土設(shè)備廠商更需要嚴(yán)陣以待。
高技術(shù)壁壘驗(yàn)證了那句“有技術(shù)便不怕餓死”的老話,當(dāng)下全球設(shè)備廠商競(jìng)爭(zhēng)激烈,本土設(shè)備廠商要想脫穎而出更需要加強(qiáng)研發(fā),發(fā)力技術(shù)才能贏取更廣大的市場(chǎng)。
封面圖片來源:拍信網(wǎng)