2023年半导体设备市场洞察报告

2024.03 创咖简介 ⚫创咖资本是一家集融资、并购、投资和资本服务为一体的一级市场专业服务机构，由多位资深投行、投资、财务及产业背景的合伙人创办，以“一米宽、百米深、万里长”为经营思想，拥有丰富的投融资实战经验。 ⚫团队聚焦新材料、先进制造两大赛道，已服务超过150家明星企业，累计投资、融资金额近百亿元。 ⚫创咖资本针对聚焦行业会定期发布相关研究报告，感兴趣的小伙伴可以加小编微信。 目录 产业链分析4 行业特征 半导体设备行业投资事件分析 二级市场表现 总结及行业展望7 1、行业概述——行业定义 半导体设备是用于半导体生产流程中使用的各种设备的统称，这些设备不仅具有高度的技术含量和复杂性，而且要求高度稳定性、高效率和高度自动化。半导体设备的出现和改进对于半导体工业的发展和技术的进步起到了至关重要的作用。 半导体设备可分为前道设备（晶圆制造）和后道设备（封装与测试）两大类。前道设备涉及硅片加工、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、清洗、抛光、金属化等工艺，所对应的核心专用设备包括硅片加工设备、光刻设备、刻蚀设备、清洗设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、机械抛光设备、量测设备等。后道设备则包括封装设备和测试设备。 1、行业概述——发展背景 随着中美贸易摩擦的加速，半导体全供应链国产化势在必行。在需求拉动和国产替代浪潮的推动下，伴随着国家政策和产业投资基金不断的落实与实施，如加大资金支持、出台税收优惠政策、加强知识产权保护等，这些都有助于半导体设备市场的持续发展，半导体设备行业迎来巨大的发展契机。未来几年我国半导体设备行业仍将保持高速增长,未来半导体设备技术发展趋势主要有以下两个、个方面: 各技术等级设备并存 向高精密化与高集成化方向发展 随着度不断•考虑到半导体芯片的应用极其广泛，不同应用领域对芯片的性能要求及技术参数要求差异较大，不同技术等级的芯片需求大量并存，这决定了不同技术等级的半导体专用设备均存在市场需求。•未来随着半导体产业技术的持续发展，适用于12英寸晶圆以及更先进工艺的半导体专用设备需求将以更快的速度成长，但高、中、低各类技术等级的设备均有其对应的市场空间，短期内将持续并存发展。 •随着半导体技术的不断进步，半导体器件集成度不断提高。一方面，芯片工艺节点不断缩小，且还在向更先进的方向发展，另一方面晶圆的尺寸却不断扩大。•半导体署件的结构也趋于复杂，通过增加立体层数，解决平面上难以微缩的工艺问题。这些对半导体专用设备的精密度与稳定性的要求越来越高，未来半导体设备将向高精密化与高集成化方向发展。 1、行业概述——政策助力 近年来，中国半导体设备行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。国家陆续出台了多项政策，鼓励半导体设备行业发展与创新，为企业提供了良好的生产经营环境。具体情况列示如下： 2、行业规模 •2023年中国大陆半导体设备市场规模达到创纪录的342亿美元，增长8%，全球占比达到30.3%。预计2024年中国大陆半导体设备市场规模将达到375亿美元，增长9.6%。 •在全球其他地区设备市场陷入停滞甚至下滑的情况下，中国大陆市场成为全球半导体设备市场主要增长引擎。一方面各大设备厂商营收中，中国市场占比显著提升；另一方面国产设备厂商营收大增，且主要供应国内市场。受国际环境影响，预计2024年大陆头部晶圆厂扩产将更加积极。 2、行业规模——中国和全球视角 •2023年国内半导体设备公司总体营收增长超17.6%，达到40亿美元，设备国产化率达到11.7%；创咖资本预计2024年中国设备厂商营收将进一步增长至51亿美元，国产化率达到13.6%。 •前道设备：2023年晶圆厂设备市场规模将较上年同期下降18.8%至764.3亿美元，2024年晶圆厂设备市场规模将增长至878亿美元，前道设备将成为半导体设备行业反弹的主要驱动力。 •在国产替代的大趋势下，国内设备厂商将从点式突破向纵、横两个维度加速拓展，设备产业将进入全面高速发展的新阶段。 后道设备：受到宏观经济环境的挑战，半导体行业整体需求疲软，2023年半导体测试设备市场较上年同期下降15%，到64亿美元；封装设备预计同比下降20.5%，达到46亿美元。 3、行业特征——美日荷半导体设备封锁，倒逼国产化率快速提升 2018年以来，美国对华半导体管制不断加码，从华为、中兴、中芯国际等下游不断向上游延伸。2022年7月美国禁止LAM（世界上最大的刻蚀公司）和科磊（世界上最大的量测公司）两家公司向中国出售14纳米以下的设备。 3、行业特征——半导体设备技术壁垒高，不断向先进工艺制程迭代 半导体设备研发难度大，涉及多个学科领域，由成千上万个零部件组成，同时产品验证周期较长。“制程变小” +“硅片尺寸变大”驱动半导体技术进步，带动半导体设备向先进工艺制程迭代。其核心逻辑包括： ✓制程越小→晶体管越小→相同面积上的元件数越多→性能越高→产品越好✓硅片直径越大→硅片面积越大→单个晶圆上芯片数量越多→效率越高→成本越低 •全球硅晶圆行业完成了从4英寸到12英寸的迭代，目前以12寸晶圆为主 4、产业链分析 从半导体设备产业链来看，其产业链上游主要是零部件及系统。中游主要是半导体设备，主要分为前道设备用于晶圆制造环节，和后道设备用于封装和测试环节。下游主要是半导体制造，主要公司包括华润微电子、水晶光电、赛微电子、士兰微等。 4、产业链分析——本土半导体设备厂商区域分布情况 总体来看产业布局相对集中，由于设备制造对技术及资金的要求较高，因此主要分布在科研实力或生产技术较强、经济较发达地区。例如北京、上海、沈阳、深圳等地区。 4、产业链分析——产业链核心环节 半导体设备市场中制造设备占比重高达85.6%。前道制造设备，光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备是三大主设备，销售额占比较高，合计占据60%以上的市场份额。制造设备中，各设备占比情况 4、产业链分析——光刻机决定芯片制程的关键 光刻是决定集成电路集成度的核心工序，决定了芯片关键尺寸。光刻机是集成电路制造中难度最高的设备。 •光刻的作用是将电路图形信息从掩膜板上保真传输、转印到半导体材料衬底上。•光刻基本原理是利用涂抹在衬底表面的光刻胶 的光化学反应作用，记录掩膜板上的电路图形，从而将集成电路图形转印到衬底上。 光刻技术经历五代技术进步，由最早的普通光源到193nm波长的DUV光，目前最先进波长为13.5nm，制程节点提高到7-3nm。 4、产业链分析——形成立体结构的核心设备，干法刻蚀是主流 刻蚀的目的是把图形从光刻胶转移到待刻蚀的薄膜上，即有选择性地去掉薄层上不需要的部分。 •刻蚀分为湿法刻蚀和干法刻蚀。湿法刻蚀各向异性较差，侧壁容易产生横向刻蚀造成刻蚀偏差，通常用于工艺尺寸较大的应用，或用于干法刻蚀后清洗残留物等。•干法刻蚀是目前主流的刻蚀技术，其中以等离子 体干法刻蚀为主导。干法刻蚀是指用气态的化学刻蚀剂与多余部分材料发生反应，形成可挥发物质从而去掉多余部分。 国内刻蚀设备是我国相对有优势的半导体设备领域，是国产替代占比最高的重要半导体设备之一。 4、产业链分析——薄膜沉积设备形成膜层的关键 PVD是指采用物理的方法，如真空蒸发、溅射镀膜、离子体镀膜和分子束外延等，其中溅射镀膜应用最广。 薄膜沉积：采用物理或化学的方法使物质附着于衬底表面，形成薄膜。根据工作原理不同，可以分为化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)。此外还会少量使用电镀、蒸发等其他工艺。根据工艺特性，ALD（原子层沉积）属于CVD技术的一种，用于精细度要求较高的沉积。 CVD是指采用化学的方法，多种气相状态反应物在一定温度和气压下发生化学反应生成固态物质沉积在衬底材料表面。广泛应用于绝缘介质薄膜(如SiO2、Si3N4、SiON等)和金属薄膜(如钨)的生长。 ALD是化学气相沉积中一种特殊的工艺。通过将两种或多种前驱物交替通过衬底表面，发生化学吸附反应逐层沉积在衬底表面，能对复杂形貌基底表面全覆盖成膜。可以实现高深宽比、极窄沟槽开口的优异台阶覆盖率及精确薄膜厚度控制。 5、二级市场表现机会——市值变化 选取A股19家2023年以前上市的半导体设备上市公司，从2023年第一个交易日的收盘市值，到2023年最后一个交易日，有9家公司的市值出现下滑，占比达到31.6%。个别公司市值出现超过50%的上涨，这部分公司数量占比达到21%。 光力科技75.2深科达36.3广立微149.5由于篇幅限制，以下所有融资信息仅展示部分案例，感兴趣的小伙伴可以加小编微信索取完整融资信息和PDF版完整分析报告 5、二级市场表现机会 选取A股18家半导体设备赛道可获取2023年营收和净利润预测数据的上市公司，根据这些上市公司的营收和净利润算动态P/S和P/E，经计算，P/S的区间在11.3-12.1倍，P/E的区间在64.8-73.1倍。 富乐德6.59光力科技7.63金海通3.76由于篇幅限制，以下所有融资信息仅展示部分案例，感兴趣的小伙伴可以加小编微信索取完整融资信息和PDF版完整分析报告 6、2023年半导体设备行业投资事件分析 •2023年1月1日到12月31日，据不完全统计，半导体设备投资事件超百起，其中前道设备共23起分别为：薄膜沉积设备3起、测量设备2起、光刻设备2起、刻蚀设备10起、清洗设备2起、显影设备4起。后道设备共85起分别为：封装设备54起、测试设备29起、划片设备2起。•根据数据研究发现，天使轮占比4%，A轮占比58%，B轮占比12%。占整个融资事件比例超二分之一。C轮及后期占比17%其中上市占比4%A、B轮占比达到70%，说明投资机构今年更倾向于成长期半导体设备项目进行投资布局。 6、2023年半导体设备行业投资事件分析——前道设备 •2023年1月1日到12月31日半导体设备领域投资事件我们按照前/后道设备进行分类 •前道设备是半导体制造过程中最重要的设备主要用于晶圆制造。市场规模占整个设备市场规模的80%以上。2023年融资事件达到32起。 芯米半导体显影设备A轮2023.9.2未披露由于篇幅限制，以下所有融资信息仅展示部分案例，感兴趣的小伙伴可以加小编微信索取完整融资信息和PDF版完整分析报告 企业案例一：前道光刻设备制造—双图精密装备 •成立时间：2017年•行业领域：光刻设备•核心优势：公司拥有光刻设备翻新改造的核心技术和能力。针对8寸及以下的不同硅片尺寸（包括特殊材质衬底如碳化硅、氮化镓、蓝宝石等）、不同掩模版尺寸的要求，可实现自主设计、加工制造、集成调整的改造能力•核心产品：公司产品覆盖自研全自动对准光刻设备和翻新光刻设备 公司亮点 公司技术能力和技术资源覆盖ASML、Nikon两家公司的光刻机，技术水平可以达到193nm波长90nm的8寸/12寸光刻机。 公司针对不同特性的产品（如MEMS、COMS、PSS、IC等）在关键工艺技术方面具备相深刻理解设备的工艺人才资源和技术基础，能够按照不同的产品特性进行设备选型、技术匹配及工艺试验。 公司能够根据市场实际产品指标需求进行快速工艺设备参数的调整与匹配。 企业案例二：前道薄膜沉积设备研发制造商—陛通半导体 •行业领域：薄膜沉积设备 •核心优势：公司独有自主知识产权的“小亮旋转”技术，这是基于CVD、UV Cure和PVD磁控溅射腔的成功应用，该技术已使用在陛通的多款产品上•核心产品：公司产品有12寸和8寸薄膜沉积设备，包括12寸PECVD、SACVD、磁控溅射PVD、射频溅射PVD、反应离子溅射PVD、ThermalALD产品，可以应用SiC、GaN、IGBT、MOSFET等功率芯片制造 董事长——宋维聪 毕业院校：•加州州立大学微电子材料学硕士学位 团队情况 职业经历： •1993-2006年在美国应材公司工作13年期间，曾担任应材刻蚀产品部、CMP产品部和全球技术服务部AGS商务总监。•2006年2月回国第一次创立了北京