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半导体设备:国产替代进行时

国产替代征途漫漫。

据全球半导体贸易组织统计,2021年1-9月全球半导体市场销售额达到3915.4亿美元,同比增长23.14%;中国半导体市场销售额达到1369.4亿美元,同比增长24.76%,全球销售市场占比从2020年的34.24%上涨至34.97%。

由于美国对中国半导体行业进行制裁,中国半导体市场的销售额从2015年开始的连续增长出现首次下降,同时拖累了全球半导体市场销售额的增长。中国半导体市场的销售额从2015年的823.7亿美元增长至2018年的1581亿美元,2020年销售额反而较2018年下降至1508亿元;全球半导体市场销售额由2015年的3351.68亿美元增长至2018年的4687.78亿美元,2020年销售额较2018年下降至4403.89亿美元。

资料来源:wind,钛媒体产业研究部

目前,我国在半导体产业链中短板最明显的部分就是产业链上游的设备和材料领域,而半导体设备由于其在集成度和精度等方面有很高的要求,需要在资金、技术和人才等方面有大量投入,所以被国际少数几家厂商所垄断,严重制约着我国半导体产业的发展。因此,要想使半导体产业链自主可控就必须首先在设备领域实现突破。

本文将对半导体设备行业以及目前我国在该领域的发展进行分析。

半导体设备作为产业链上游核心环节,前道设备价值占比高

从产业链划分来看,半导体行业上游主要为IP核及设计、设备和材料;中游主要为芯片的设计、制造和封测;下游为应用端,包括集成电路、分立元件、光电子和传感器等。

资料来源:中微招股说明书

半导体设备作为半导体产业链上游核心环节之一,是半导体制造行业的基石,同时也对上千倍自身产值的下游电子信息行业的发展起到放大作用,2021年全球及中国半导体设备销售额均出现大幅增长,2021年1-9月全球半导体设备市场销售额达到752.3亿美元,同比增长45.5%,中国市场半导体设备销售额达到214.5亿美元,同比增长56.5%。

资料来源:wind,钛媒体产业研究部

半导体设备主要分为前道的晶圆加工设备和后道的封测设备,晶圆加工步骤主要包括扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积以及抛光等工序,加工过程中大部分工序需要重复进行多次,其中最重要的环节为光刻部分,光刻工序核心工艺为涂胶、曝光和显影,相对应的设备为涂胶机、曝光机和显影机,随着曝光波长的减小,对光刻机要求也越高,相应的生产厂商也越少,例如最先进的曝光波长为13.5nm的极紫外光刻机可以生产7nm制程的芯片,目前也就荷兰的ASML一家能够生产。

资料来源:芯源微招股说明书

后道的封测主要包括封装和测试两个环节,封装过程包括背面减薄、晶圆切割、贴片、引线键合、模塑和切割成型,对应的所用到的半导体设备包括减薄机、切割机、贴片机和注塑机以及切割成型设备;测试环节在封装环节之后,主要用来测试产品的功能和性能,主要用到测试机、探针机和分选机等设备。

资料来源:前瞻产业研究院

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