加入星计划,您可以享受以下权益:

  • 创作内容快速变现
  • 行业影响力扩散
  • 作品版权保护
  • 300W+ 专业用户
  • 1.5W+ 优质创作者
  • 5000+ 长期合作伙伴
立即加入
  • 正文
    • 壹、设备为何持续供应不上?
    • 贰、试论设备芯片供应的可行举措
    • 叁、设备之争焦点:光刻机花落谁家
    • 肆、国产设备迎来发展黄金期
    • 伍、结语
  • 推荐器件
  • 相关推荐
  • 电子产业图谱
申请入驻 产业图谱

半导体不景气?不慌,先拿下那台设备

2022/07/11
1046
阅读需 15 分钟
加入交流群
扫码加入
获取工程师必备礼包
参与热点资讯讨论

虽然近期市场杂音频现,或总体代工扩产进展不及预期,或大幅砍单、芯片跌价,但是处于产业链上游的设备厂商并不囿于此。从中长期趋势看,产能扩建依旧是主旋律。结合全球设备厂商各项数据及业界观点,目前设备已成为半导体产业中业绩确定性最强的细分领域,设备厂商对未来发展预期较为看好,扩产意愿普遍较强。

但是,设备厂商也很焦灼。据TrendForce集邦咨询6月下旬表示,半导体设备交期面临延长至18~30个月不等的困境。业界消息显示,如果不能有更多设备的供应,额外新增产能的开出将遥遥无期。由此,“拿下那台设备”成为了当下各大晶圆代工厂在这场芯片产能竞赛中能否取胜的关键。

本文在此主要讨论的是以下问题,设备为何供应不上和其可探讨的解决措施,以及中国大陆设备厂商发展的具体情况。

壹、设备为何持续供应不上?

半导体设备短缺最早可在2020年看出端倪。业界消息反馈,疫情爆发前,设备交期在3到6个月之间;到了2021年Q1季度,交货周期拉长到了10个月。2021年Q3季度开始,交货周期进一步延长至12~14个月。发展至今,半导体设备交期面临延长至18~30个月不等的困境。

设备交期逐步拉长的背后,是设备长期缺芯、缺部件以及超预期的设备需求的多重困境。而追其深层原因,则可以看到复杂的产业链芯片供应及分配问题。

缺芯怪圈

缺芯需扩产,扩产要设备,设备也缺芯

毫无疑问,当前设备生产的最大掣肘是缺芯。据悉,常见的半导体制造设备如刻蚀机、等离子注入机、CMP等需要搭载少量芯片维持作业。从体量看,设备领域所需芯片在全球半导体市场中占比微乎其微,而只有最先进的设备(如光刻机)需要的芯片数量及种类才会越多。

但是据产业链消息反馈,目前设备领域所需的工业MCUFPGA、嵌入式处理器和其他关键芯片供应紧张,部分芯片已断供许久。今年5月业界消息显示,工业控制芯片短缺可能会持续到2023年底,而相关供应商如意法半导体英飞凌恩智浦瑞萨等在物以稀为贵驱使下,也在今年二季度提高了芯片价格。

矛盾现状

零部件短缺,厂商扩产意愿却不高

设备除了缺芯外,还十分缺乏零部件。今年上半年,ASML、应用材料、KLA等头部设备厂商已发出警告,部分关键机台需要等待18个月。因为从镜头、阀门和泵到微控制器、工程塑料和电子模块等零件全都缺。

但是,许多零部件厂商的扩产意愿却不高。谈及主要原因,一方面是目前下游需求量大,零部件厂商在手订单指向饱和。企业考虑到如若扩产,其所需要承担的设备投资负担过重,而未来还可能需要承担产能过剩风险;另一方面,在缺芯影响下,即便零部件厂商造出了零部件,也无法搭载芯片以成品交付设备厂。综合考虑下,或选择维持现状。

现实碰撞

不足的供应与超预期的需求

近两年晶圆厂高涨的扩产热情造成了对设备超预期的需求。据SEMI数据,2020年至2024年期间,全球将有86家新晶圆厂或大型晶圆厂扩建项目投产,2022年全球晶圆厂设备总支出将超过800亿美元,全球晶圆厂设备支出有望连续三年创下历史新高。

但是,在设备厂商接连翻番的股价,以及亮眼的财报背后隐藏的是甜蜜的烦恼。公开数据显示,全球大部分设备厂商在手订单已接近饱满,产能趋向饱和,望“单”兴叹者众。

结合各大设备厂商2021年的财报数据显示,全球营收前五企业为应用材料、ASML、东京电子、泛林集团以及科磊。以上五家设备厂商总营收占据了全球设备市场大半份额,头部效应明显。

△图片来源:全球半导体观察根据公开信息整理

今年一季度以来,上述厂家官方消息显示,目前其设备订单均已饱满,新增订单堆积严重,其中ASML积压订单创历史新高。上述厂商均表述,受缺芯、零部件短缺影响较大,企业递延收入大幅增加。据悉,泛林半导体递延收入已超过20亿美元。

另外,设备不能按时交付也给设备厂商带来了一系列的成本上升问题。泛林半导体首席执行官Timothy M. Archer称,其面临着物流和运费上涨、镍/铝等大宗商品推动的原材料,以及集成电路成本的增加等问题。应用材料首席财务官Brice Hill也提到其库存和发货成本不断上升,导致了公司毛利率的下降。

目前,距离晶圆代工厂产能大规模落地还有一段时间,设备需求仍然持续上升。叠加芯片零部件继续短缺情况,即便代工厂商还想要更多的设备,设备厂商们也有心无力了。

贰、试论设备芯片供应的可行举措

对于设备厂商而言,问题的核心关键在于,其所短缺的芯片不仅仅设备领域各同行在争抢,汽车厂商等其他厂商也十分亟需,且他们需要的数量十分巨大。而设备厂商并没有取得芯片的优先权,即便是在当下全球扩产的大势下。

所幸,上述问题已经在供应链中显现,近期,业界逐渐出现了“优先满足设备芯片供应”的声音,部分厂商也采取了或自研、或并购零部件供应商等措施解决缺芯问题。

首先是设备端厂商的自救。应用材料总裁兼CEO Gary Dickerson在2022财年第二季度财报电话会议上表示,应用材料正在通过和供应商加强联系、跟踪客户需求等方式解决短缺问题,这样不仅和供应商加强合作,还设立了能够克服零部件短缺的方案,将在未来几年加速产品交付效率。

东京电子在此问题上的解决方式则有着明显的借鉴意义。近日,东京电子高管在财报会议上表示,东京电子和供应商联系较为紧密,且大多数供应商都在其工厂附近设有办事处。东京电子目前每六个月举行一次生产更新会,向供应商分享长期的市场趋势,并在去年9月成立了企业生产部门,专注于解决零部件短缺问题。

此外,包括ASML、应用材料等国际半导体设备大厂尝试通过自身技术攻克,或是并购上游厂商将关键零部件掌握在自己手里。

芯片制造端也有所回应。微控制器芯片的制造商Microchip Technology Inc.首席执行官 Ganesh Moorthy 表示,公司现在将芯片设备供应商视为优先客户,并且如果任何设备制造商发现某个特定的Microchip产品是自己的瓶颈,该产品就会被列入公司的优先名单。

短期来看,设备供应紧张问题无法快速解决,但是供应端的调整协商会为行业发展积攒一定的经验,对企业长期发展有所裨益。

叁、设备之争焦点:光刻机花落谁家

如果说多数设备的获得对于当下的产能扩建起着先发作用,那么光刻机的争夺则意味着对未来一段时间内技术的掌控程度,因此当下设备之争高度聚焦于光刻机争夺上。

据TrendForce集邦咨询表示,设备缺货以DUV光刻机情况最为严重,其次为CVD/PVD沉积及蚀刻等。随着架构从FinFET结构过渡到GAAFET结构技术节点,先进节点之争剧烈,EUV光刻机的争夺也成为焦点。

由于ASML在光刻设备上一家独大,其光刻机供货情况牵动着半导体产业链。在当下设备严重缺芯缺零件下,ASML情况也十分胶着。

官方消息显示,2021年,ASML共销售光刻机309台,其中EUV光刻机42台。2022年,ASML预计能够生产和交付EUV光刻机55台、DUV光刻机240台。今年,ASML收到的EUV光刻机订单已超过100台,DUV的订单也已经积压了500多台。据ASML预计,公司在2024年才能将积压订单消化完毕。

ASML官方表示,ASML的元件中有85%是由公司和供应链共同研发,其应用的材料和产品均是独一无二。目前,ASML拥有700家产品相关供应商,其中200家是关键供应商。因此,ASML能否顺利快速提升产能,还将很大程度上取决于供应链合作伙伴能否持续跟进。

今年6月末三星已官宣量产3纳米芯片,而台积电也将在下半年开始量产3纳米。但近日,台积电方暗示4nm、3nm等产能将趋于紧张,原因显示可能是先进制造设备到货延期,这直接指向DUV和EUV光刻机。业界猜测,受到光刻机设备短缺影响,近两年先进工艺产能或面临紧缺。

肆、国产设备迎来发展黄金期

据国际半导体产业协会(SEMI)近期发布的最新报告显示,2021年全球半导体制造设备销售额增至1026亿美元的历史新高,年增44%,中国再次成为全球最大的半导体设备市场。

中国大陆设备厂商近两年业绩可谓出彩。虽然在营收体量上,大陆设备厂商与全球头部企业存有较大差距。但值得注意的是,中国大陆半导体设备公司2021年及2022年一季度营收同比增长普遍高于国外设备企业。

△图片来源:全球半导体观察根据公开信息整理

与国外设备厂商深受缺芯、零部件供应紧缺影响情况不同,大陆厂商受该因素影响较小。其中北方华创和中微公司等企业超额采购保障供给,以及重视本地产业链条搭建、加强国产替代等方法收效较大。

以北方华创为例,根据其财报数据显示,2021年其采购总额为176亿元,为该年50亿原材料成本的3倍之多,而今年Q1末,北方华创的存货继续创新高,表明该公司在手订单充沛,下游需求依旧旺盛。

此外,顾虑于全球设备供应链的不确定性,大陆半导体企业将更多目光投向本地零部件及设备供应链,大陆厂商借此获得更多的验证机会。

据中微公司消息,其在全球共有700余家供应商,活跃的有450余家。其刻蚀机的零部件国产化程度达60%,MOCVD设备国产化情况达80%。官方消息显示,其较高的国产化程度,是中微公司在材料费涨价、运输时间推迟的情况下,至今仍保持100%的产品运出和准时的关键。

另外,大陆设备市场的旺盛还体现在了今年上半年设备招标中标数据上,通过对中国国际招标网招标情况进行梳理,可明显发现大陆半导体厂的设备国产化率有所提高。

据悉,2022 年上半年大陆主要晶圆厂共开标765台工艺设备。按照不同工艺设备开标数量从高到低排列,前五名分别炉管设备(119台)、薄膜沉积设备(142台)、刻蚀设备(90台)、清洗设备(86台)、前道检测设备(64台)。从企业看,上海积塔半导体、华虹半导体、燕东微电子开标数量名列前三。

而结合中标数据看,2022 年上半年大陆主要设备厂共中标379台工艺设备。前五名分别为湿法清洗设备(81台)、刻蚀设备(70台)、薄膜沉积设备(47台)、炉管(45台)、涂胶显影设备(35台)。中标较多的前五名大陆厂商为北方华创、中微公司、拓荆科技、芯源微、盛美上海。

综合数据看,大陆设备厂商在薄膜沉积、刻蚀、湿法清洗、涂胶显影等环节上占据优势。其中,在刻蚀设备上,北方华创和中微公司上半年合计中标60余台,远超泛林半导体与东京电子总和。根据中微公司创始人尹志尧预计,在刻蚀设备领域,未来国产率有望达到50%。

总体来看,大陆设备厂商在这两年迎来了发展的黄金时期,在薄膜沉积、刻蚀、清洗、涂胶显影、抛光等领域多点开花,国产化率有所上升,并带动了零部件在内的相关产业迅速发展。

伍、结语

产业链各细分领域周期起伏早有迹象,当下现象是对此前业界变动的后续反应,机遇挑战均蕴藏其中。如今设备领域持续景气上行,总体来看未来两年仍旧是高速发展期,各国设备厂商仅仅盯着这块大肉,这或可成为我国设备发展长河中的关键转折点,能否迎来关键变局呢?我们拭目以待。

 文章来源:全球半导体观察 王凯琪

推荐器件

更多器件
器件型号 数量 器件厂商 器件描述 数据手册 ECAD模型 风险等级 参考价格 更多信息
FC0V474ZFTBR24 1 KEMET Corporation Electric Double Layer Capacitor, 3.5V, 80% +Tol, 20% -Tol, 470000uF, Surface Mount, 4343, CHIP, ROHS COMPLIANT

ECAD模型

下载ECAD模型
$3.28 查看
0008500106 1 Molex Wire Terminal, LOW HALOGEN, ROHS AND REACH COMPLIANT
$0.18 查看
P410EE104M300AH101 1 KEMET Corporation RC Network,

ECAD模型

下载ECAD模型
$3.05 查看

相关推荐

电子产业图谱

DRAMeXchange(全球半导体观察)官方订阅号,专注于半导体晶圆代工、IC设计、IC封测、DRAM、NAND Flash、SSD、移动装置、PC相关零组件等产业,致力于提供半导体产业资讯、行情报价、市场趋势、产业数据、研究报告等。