电子行业半导体设备及材料中期策略:国产链加速起航,长期成长性可期-20210604-国盛证券-58页_3mb
报告摘要
电子行业半导体设备及材料中期策略总结
核心内容
全球半导体设备市场在2020年达到712亿美元,同比增长19%,创历史新高。中国成为全球最大的半导体设备市场,占全球销售额的26.2%,首次登顶全球第一。随着全球晶圆厂资本开支的提升,中国半导体设备市场需求快速增长,国产替代进程明显提速。
主要观点
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全球资本开支提升,推动设备需求增长
- 全球领先的晶圆代工厂(如台积电、中芯国际)加大资本开支,带动设备投资需求增长。
- 2021年,台积电资本开支从170亿美金增长至300亿美金,中芯国际资本开支维持高位,达43亿美金。
- 2021-2022年,全球晶圆厂前道设备支出预计保持16%和12%的同比增速。
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国内设备市场快速增长,国产替代进程加快
- 中国半导体设备市场在2020年达到181亿美元,同比增长35.1%,预计未来几年仍将保持高位。
- 国产设备厂商如北方华创、中微公司、精测电子等在刻蚀、沉积、清洗、测量等领域取得突破,逐步替代进口设备。
- 设备国产化率较低,但随着技术进步和市场扩大,替代空间广阔。
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测试设备需求增长最快
- 测试设备是半导体制造中需求增速最快的环节,预计未来几年将保持高速增长。
- 测试设备主要分为测试机、分选机、探针台等,其中测试机市场规模最大。
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光刻机是制程工艺的核心,技术发展推动行业进步
- 光刻机是半导体制造中最重要的设备之一,用于将掩膜板上的图形曝光至晶圆表面。
- 光刻技术从g线、i线发展到193nm、EUV,分辨率和精度不断提升。
- EUV光刻机的使用将显著提升制程精度,减少刻蚀步骤,推动设备需求。
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刻蚀设备市场重要性提升,技术发展推动需求增长
- 刻蚀设备在晶圆设备市场中占比逐年提升,2021年达到20%以上。
- 干法刻蚀设备(ICP、CCP)为主流,未来将向原子层刻蚀(ALE)发展。
- 刻蚀步骤随制程复杂度增加,尤其在3D NAND和EUV应用中。
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薄膜沉积设备市场增长迅速,CVD技术占据主导地位
- 薄膜沉积设备是晶圆制造中的重要环节,CVD技术在市场中占主导地位。
- 随着制程进入纳米级别,ALD技术的应用逐步增加。
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清洗设备需求持续增长,技术升级提升效率
- 清洗设备在半导体制造中不可或缺,清洗环节占所有工艺步骤的1/3。
- 清洗技术向高效和无损方向发展,清洗设备市场持续增长。
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过程控制设备需求增加,国产替代空间广阔
- 过程控制设备用于制造过程中的尺寸测量、缺陷检测等,是提升良率的关键。
- 国内厂商如精测电子、上海睿励在过程控制领域逐步突破国外垄断。
关键信息
- 全球设备市场:2020年全球半导体设备市场达712亿美元,中国首次成为全球第一。
- 国内设备需求:2020~2022年国内晶圆厂投资金额预计达1500/1400/1200亿元,内资占比高。
- 设备厂商表现:2020Q4及2021Q1,设备行业核心公司收入和利润快速增长,北方华创、中微公司、精测电子等表现突出。
- 光刻技术发展:光刻技术从g线、i线发展到193nm、EUV,分辨率和精度不断提升。
- 刻蚀技术发展:干法刻蚀设备(ICP、CCP)为主流,未来向ALE发展,刻蚀步骤随制程复杂度增加。
- 薄膜沉积设备:CVD技术在薄膜沉积中占据主导地位,ALD技术在高端领域应用增加。
- 清洗设备需求:清洗设备在所有工艺步骤中占比约1/3,技术向高效无损发展。
- 过程控制设备:过程控制设备在制造中起关键作用,国内厂商逐步突破国外垄断。
重点推荐与建议关注
- 重点推荐:北方华创、中微公司、精测电子、华峰测控、长川科技、至纯科技、芯源微、万业企业
- 建议关注:盛美半导体
材料领域
- 国产替代进程:半导体材料市场中,光刻胶、CMP材料、电子特气等国产化率逐步提升。
- 市场格局:全球半导体材料市场中,中国占比约17%,但高端产品仍依赖进口。
- 材料需求:随着晶圆厂建设,材料需求将显著增长,尤其是高端材料。
风险提示
- 国产替代进展不及预期
- 全球贸易纷争影响
- 下游需求不确定性
图表引用
- 图表1:全球半导体设备季度销售额
- 图表2:全球半导体设备分地域季度销售额
- 图表3:中国大陆半导体设备市场规模
- 图表4:2021-2022年晶圆厂前道设备支出
- 图表5:中国半导体设备季度销售情况
- 图表6:中国半导体设备市场维持高速增长
- 图表7:北美半导体设备月销售额
- 图表8:全球半导体月度销售额
- 图表9:半导体设备市场增速周期性
- 图表10:海外半导体设备龙头季度营收
- 图表11:海外半导体设备龙头季度营收同比增速
- 图表12:晶圆代工企业资本开支
- 图表13:全球半导体资本开支及预测
- 图表14:100K产能对应投资额要求
- 图表15:全球各类芯片资本开支及预测
- 图表16:半导体制造领域典型资本开支分布
- 图表17:全球半导体设备按工艺流程划分
- 图表18:全球半导体测试设备划分
- 图表19:设备核心公司营收及归母净利润
- 图表20:设备核心公司毛利率
- 图表21:设备核心公司研发费用
- 图表22:设备核心公司经营增速
- 图表23:设备板块主要公司预收账款/合同负债
- 图表24:大陆12寸晶圆厂建厂潮
- 图表25:光刻机技术特点
- 图表26:光刻机技术路径
- 图表27:光刻机技术示意图
- 图表28:EUV目标市场范围
- 图表29:Foundry和DRAM精度
- 图表30:两次技术分水岭奠定光刻机格局
- 图表31:刻蚀工艺分类
- 图表32:刻蚀类别
- 图表33:刻蚀设备步骤增加
- 图表34:刻蚀市场主要驱动力
- 图表35:多重成像技术
- 图表36:刻蚀步骤逐渐增加
- 图表37:刻蚀在晶圆设备市场比重提升
- 图表38:干法刻蚀市场
- 图表39:刻蚀在晶圆设备市场比重提升
- 图表40:CVD、PVD占晶圆设备比
- 图表41:典型CVD工艺流程
- 图表42:2018年沉积设备市场结构
- 图表43:清洗原理
- 图表44:清洗环节
- 图表45:区分过程控制与ATE
- 图表46:不同环节关键过程控制指标
- 图表47:过程控制细分市场
- 图表48:2018年过程控制市场格局
- 图表49:科磊产品系列
- 图表50:上海精测产品布局
- 图表51:集成电路生产及测试具体流程图
- 图表52:集成电路测试设备主要功能
- 图表53:全球半导体ATE测试设备市场
- 图表54:泰瑞达和爱德万半导体设备业务收入
- 图表55:2018年中国集成电路测试设备市场结构
- 图表56:全球半导体材料市场销售额
- 图表57:封装及晶圆制造材料市场规模及增速
- 图表58:半导体材料分类
- 图表59:半导体上下游产业链
- 图表60:晶圆制造过程所需材料
- 图表61:半导体原材料分布情况
- 图表62:全球各区域半导体材料需求占比
- 图表63:2021年SEMI预期半导体材料市场按地域分布
- 图表64:半导体材料国产化进程
- 图表65:2012-2017年我国占半导体制造材料国产化情况
- 图表66:半导体材料公司在电子材料业务上营收情况
- 图表67:当前部分A股半导体材料公司在细分领域的进展及后续规划
- 图表68:光刻胶产业链图谱
- 图表69:光刻技术及光刻材料的发展
- 图表70:光刻胶构成
- 图表71:正性光刻胶和负性光刻胶反应原理
- 图表72:不同分类下的光刻胶分类
- 图表73:ASML光刻机
- 图表74:2019-2022全球光刻胶产业市场规模
- 图表75:全球光刻胶应用份额占比
- 图表76:2019-2022中国光刻胶产业市场规模
- 图表77:全球半导体光刻胶及配套试剂市场规模
- 图表78:中国半导体光刻胶及配套试剂市场规模
- 图表79:国内半导体光刻胶市场规模
- 图表80:中国光刻胶厂商生产结构情况
- 图表81:全球光刻胶市占率情况
- 图表82:全球半导体光刻胶市占率情况
- 图表83:2019年KRF光刻胶市场占比
- 图表84:2019年ARF光刻胶市场占比
- 图表85:2019年G/L线光刻胶市场占比
- 图表86:光刻胶龙头专利积累
- 图表87:IC集成度与光刻技术发展历程
- 图表88:CMP工艺工作原理
- 图表89:CMP材料细分市场份额
- 图表90:全球CMP材料市场规模情况
- 图表91:我国CMP材料市场规模情况
- 图表92:CMP抛光步骤随逻辑芯片和存储芯片技术进步而增加
- 图表93:抛光液主要生产企业
- 图表94:抛光垫主要生产企业
- 图表95:我国电子特气市场规模
- 图表96:高纯电子特气市场格局
- 图表97:电子气体分类
- 图表98:电子气体分种类份额占比
- 图表99:电子特气在晶圆制造中的应用
- 图表100:我国集成电路产业销售额
- 图表101:全球各地区OLED产能占比情况及预测
- 图表102:我国电子气体市场格局
- 图表103:晶圆制造用电子气体市场规模
- 图表104:我国电子特气市场规模
- 图表105:单片8英寸晶圆所需电子特气价值量估计
- 图表106:半导体硅片技术演变史
- 图表107:全球各类型半导体硅片出货面积占比
- 图表108:12英寸晶圆全球产能及需求对比
- 图表109:较大尺寸晶圆具备更高的理论生产效率
- 图表110:8英寸及12英寸理论成本变化情况
- 图表111:全球半导体硅片收入
- 图表112:全球半导体硅片出货面积
- 图表113:全球半导体硅片市场竞争格局及市占率
- 图表114:美国SEMI工艺化学品的国际标准等级
行业走势
- 行业整体呈现上升趋势,受益于全球“芯”拐点、新制程、新产能推动需求增长。
- 北美设备厂商月销售额稳站30亿+美金,显示全球行业景气度提升。
作者信息
- 分析师:郑震湘(执业证书编号:S0680518120002)
- 邮箱:zhengzhenxiang@gszq.com
- 分析师:陈永亮(执业证书编号:S0680520080002)
- 邮箱:chenyongliang@gszq.com
相关研究
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- 《电子:光学四月月度数据跟踪:车载、VR数据亮眼》2021-05-20
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