【半导体产业链大观之三】国内半导体设备:先天不足,后天奋起

2018-11-06 17:05:00 来源:EEFOCUS
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中芯国际创始人张汝京对我国集成电路产业曾有过这样的点评,“我国半导体产业发展最薄弱的环节就是材料和设备,但这也意味着市场机遇。”经过长期发展,我国企业在半导体应用、封装测试领域已发展到全球领先,拥有了完整的终端产业链,但在产业链前端环节非常薄弱。关于材料以及封装 ,小编在前文都有提及,感兴趣的朋友可以去看一下。这一篇文章,我们将着重来说半导体设备

 

半导体设备是半导体产业最为重要的一环,是生产部门不可或缺的生产资料。从半导体产业链中可以看出,无论是上游设计制造,还是下游封装测试,几乎每一个产业环节都需要相关设备的投入。半导体设备主要应用于IC制造(前端设备)、IC封测(后道设备)两大领域。
 

其中,IC制造设备又包括晶圆制造设备和晶圆加工设备。其中晶圆制造设备主要由硅片厂(如SUMCO、金瑞泓、上海新昇)进行采购,最终产品为硅片;晶圆加工设备主要由代工厂(Foundry,如台积电、中芯国际、上海长虹)或IDM企业(如Intel、Samsung)进行采购,最终产品为芯片;IC封测设备通常由专门的封测厂(如日月光、Amkor、长电科技)进行采购,包括拣选、测试、贴片、键合等多个环节。

 


半导体设备格局一览
据Gartner统计,全球规模以上晶圆制造设备商共计58家,其中日本的企业最多,达到 21 家,占36%,其次是欧洲13家、北美10家、韩国7家,而中国大陆仅4家,分别是上海盛美、上海中微、Mattson(亦庄国投收购)和北方华创,占比不到7%。
 

从半导体设备需求端来看,近几年销售额前三大地区分别是韩国、中国台湾和大陆。从半导体设备销售额情况看,从2014 年开始,北美半导体设备投资逐年减少,日本基本维持稳定,整个半导体制造的产能转移到了韩国、中国台湾和大陆三地。另外,从这三个地区市场份额占比来看,中国大陆买家买下了全球 15%的半导体设备,市场份额提升了近一倍,且一直处于稳步上升的状态。

 

图:2017全球半导体设备市场规模(单位:十亿美元)
 

从供给侧来看,半导体设备是一个高度垄断的市场。根据各细分设备市场占有率统计数据,在光刻机、PVD、刻蚀机、氧化/扩散设备上,前三家设备商的总市占率都达 90%以上,而且行业龙头都能占据一半左右的市场,所以,要想在半导体装备市场中分一杯羹,就必须在细分领域能够做到全球前三。
 

美国处于领先地位
来自SEMI的最新数据显示,北美半导体设备制造商3月出货金额为24.2亿美元,比2月微增0.4%,年增16.7%,创17年来新高。这主要得益于近两年内存及晶圆代工投资持续带动。
 

美国半导体设备的发展起源于二战后期,由于军用计算机的带动,造就了最初的半导体产业,在之后的二三十年中,美国半导体产业稳步发展,奠定了其半导体设备行业的坚实基础。
 

来自北美的设备商主要包括:应用材料,泰瑞达、Axcelis Technologies,KLA-Tencor,Lam Research,Kulicke & Soffa、Nanometrics,Rave,Rudolph Technologies,Ultratech,Ushio等。
 

虽然在所有半导体设备厂商和市场中,美国跟随在日本和欧洲之后,处于第三的位置。但就晶圆处理设备而言,其实力非常强劲,在全球晶圆处理设备供应商前5名中,美国就占据了3席,分别是排名第一的应用材料(AMAT),市占率19%左右;第二的Lam Research,市占率13%左右;以及排名第5的KLA-Tencor,市占率6%左右。
 

具体而言,晶圆处理设备中,几个主要工序的设备也都基本处于行业龙头的高度垄断之中。其中,在PVD领域,应用材料公司占据了近 85%的市场份额,CVD占30%;刻蚀设备方面,Lam Research最多,市占率达53%,而KLA-Tencor在半导体光学检测领域,全球市占居冠。在各个领域中,前三大巨头的市场份额相加均超过70%,整个市场呈现强者恒强、高度垄断的状态。
 

应用材料可以说是全球最大的半导体设备公司了,产品横跨CVD、 PVD、刻蚀、CMP、RTP等除光刻机外的几乎所有半导体设备。应用材料2017财年营收为145.3亿美元,其中,半导体设备收入95.2亿美元。
 

半导体设备行业技术壁垒非常高,随着制程越来越先进,对半导体设备的性能和稳定性提出了越来越高的要求,需要投入大量的研发资金。应用材料公司一直保持着在研发上的高投入,其30%的员工为专业研发人员,拥有近12000 项专利,平均每天申请4个以上的新专利。正是这种持续的高研发投入,促成了应用材料的内部创新,构成了较高的技术壁垒,使其自1992年以来一直保持着世界最大半导体设备公司的地位。
 

 
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作者简介
邱丽婷
邱丽婷

与非网编辑,网名:泥点子。愿做电子世界的沧海一粟,以赤子之心,追寻真理。

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