电子行业:探寻中国半导体设备全产业链的发展机遇-20200312-兴业证券-154页_7mb
报告摘要
中国半导体设备全产业链发展总结
核心内容
中国半导体设备市场正处于快速发展的关键阶段,受益于国内晶圆厂投资高峰期和全球半导体景气周期的恢复。2020-2021年,预计中国半导体设备市场将达到149亿美金和164亿美金,逐步成长为全球最大的半导体设备市场。同时,随着技术突破和国产替代的加速,国内设备厂商迎来前所未有的发展机遇。
主要观点
- 半导体景气周期:全球半导体市场调整接近尾声,预计2020年Q2开始企稳回升,设备销售额将开启新一轮增长。
- 国内晶圆厂突破:中芯国际、长江存储、合肥长鑫等企业在14nm、64L 3D NAND、1xnm DDR4等关键工艺上取得重大进展,推动设备需求。
- 国产替代空间广阔:国内半导体设备厂商整体体量较小,与巨大的市场需求形成对比,国产替代空间巨大。
- 硅片加工设备需求增长:随着大硅片扩产,硅片加工设备厂商如晶盛机电将充分受益。
- 晶圆制造设备受益:国内晶圆厂持续突破,设备厂商如北方华创、刻蚀设备龙头A公司、盛美半导体等将获得大量订单。
- 过程控制设备重要性提升:过程控制设备在晶圆制造中起到“检察官”作用,精测电子、赛腾股份、睿励科学仪器等厂商值得关注。
- 封测设备需求上升:随着芯片出货量的增加,封测设备厂商如华峰测控、长川科技将受益。
- 硅片需求持续增长:硅片作为晶圆制造的关键原材料,其需求将随着半导体行业的扩张而持续上升,预计到2021年8英寸硅片自给率将达90%,12英寸自给率将超50%。
- 设备采购占比较高:硅片厂资本开支中约80%用于设备采购,12英寸硅片厂设备投资金额约为8英寸的两倍。
- 技术演进推动设备需求:摩尔定律驱动工艺节点不断缩小,从2D Planar到3D FinFET再到GAA,设备需求持续升级。
关键信息
国内主要设备厂商
| 环节 | 主要厂商 |
|---|---|
| 硅片加工设备 | 晶盛机电 |
| 晶圆制造设备 | 北方华创、刻蚀设备龙头A公司、盛美半导体、Mattson、芯源微、至纯科技、万业企业、华海清科、沈阳拓荆、上海微电子装备 |
| 晶圆过程控制设备 | 精测半导体(精测电子)、Optima(赛腾股份)、睿励科学仪器 |
| 芯片封装测试设备 | 华峰测控、长川科技 |
国内晶圆厂投资情况
-
中芯国际:
- 上海Fab 8、SN1、SN2等,主要产品为手机芯片、CIS等。
- 14nm工艺实现量产,N+1工艺在客户认证阶段。
- 2020年资本开支31亿美金,创历史新高。
-
长江存储:
- 武汉Fab 1、成都Fab 2、南京Fab 3等,主要产品为3D NAND和DRAM。
- 64L 3D NAND实现量产,128L工艺在研发中。
- 2020年资本开支预计大幅增加,以提升产能。
-
合肥长鑫:
- 合肥Fab 1、Fab 2,主要产品为DRAM。
- 1xnm DDR4实现量产,1ynm工艺在研发中。
- 未来几年资本开支将提速,以提升全球市场份额。
硅片加工环节设备市场
- 全球硅片加工设备市场约25-30亿美金。
- 国内部分企业如晶盛机电已在单晶炉、切磨抛等环节实现12英寸小规模量产。
设备采购空间测算
| 硅片尺寸 | 2020年设备采购空间(亿元) | 2021年设备采购空间(亿元) |
|---|---|---|
| 8英寸 | 18.2 | 16.8 |
| 12英寸 | 20.2 | 62.4 |
硅片尺寸与利用率
- 硅片尺寸越大,利用率越高,成本越低。
- 未来可能进一步扩大至18英寸。
工艺节点演进
- 从2D Planar到3D FinFET再到GAA,工艺节点不断缩小。
- 20nm以下工艺节点面临漏电流和栅极控制问题,FinFET结构可有效解决,预计GAA将在5nm、3nm节点中使用。
晶体管微观结构
- FEOL(前道工艺)是核心器件形成阶段,决定工艺节点。
- BEO(后道工艺)主要涉及金属层和封装。
风险提示
- 下游晶圆厂扩产不达预期。
- 设备厂商新产品研发进度低于预期。
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