2023年半导体设备市场洞察报告

2023年半导体设备行业研究 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 1 行业概述 2 行业规模 3 行业特征 4 产业链分析 5 二级市场表现 6 半导体设备行业投资事件分析 7 总结及行业展望 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。 资料来源：创咖资本整理 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: 向高精密化与高集成化方向发展 •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。 各技术等级设备并存 •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。 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： 发布日期 政策名称 主要内容 2022年10月 《虚拟现实与行业应用融合发展行动 重点推动Fast-LCD、硅基0LED、MicroLED等微显示技术升级，发展言性能自由曲面、BirdBath光学模组、阵列与衍射光波导等器件，开展辐 计划(20222026年)》 揍调节冲突缓解、光场显示等前瞻领域研发，加快近眼显示向高分辨率、大视场角、轻薄小型化方向发展。 2022年6月 《深圳市培育发展半导体与集成电路 大力引进技术领先的半导体设备企业,推进检测设备、清洗设备等高端设备部件和系统集成开展持续研发和技术攻关，支持探索行业前汇技术 产业集群行动计划（2022-2025年)》 。对进入知名集成电路制造企业供应链.进行量产应用的国产半导体材料、设备及零部件给子支持。 2021年12月 《“十四五”数字经济发展规划》 在“数字技术创新突破工程”方面,提出要抢先布局前治技术融合创新，推进前治学科和交叉研究平台建设,重点布局下一代移动通信技术、量子信息、第三代半导体等新兴技术。推动信息、生物、材料、能源等领域技术融合和群体性突破。 2021年12月 《十四五“国家信息化规划》 完成信息领域核心技术突破，加快集成电路关键技术攻关。推动计算芯片、存储芯片等创新,加快集成电路设计工具、重点装备和高纯郭材等关键材料研发,推动绝缘栅双极型晶体管、微机电系统等特色工艺突破。 《中华人民共和国国民经济和社会发 攻关集成电路领域:集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关钱材料研发:集成电路先进工艺和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、微机电系统 2021年3月 展第十四个五年规划和2035年远景目 (EmS)等特色工艺突破,先进存储技术升级,碳化硅、氮化稼等宾禁带半导体发展。 标纲要》 《国务院关于印发新时期促进集成电 提出为进一步优化集成电路产业和软件产业发展环境.深化产业国防合作,提升产业创新能力和发展质量,制定出台了关于财税、投融资、研究开 2020年8月 路产业和软件产业高质量发展若干政 发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等八个方面的政策措施。 策的通知》 2020年7月 《新时期促进集成电路产业和软件产 继续实施集成电路企业和软件企业增值税优惠及企业所得税政策，包括设计、装备、材料、封装、测试企业和软件企业。 业高质量发展若干政策》 资料来源：创咖资本整理 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。 400 350 中国半导体设备市场规模（亿美元） 375 70% 60% 342 318 269 168 31% 9 18% 8% .60% 60% 300 250 200 150 100 50 50% 40% 30% 20% 10% 0 2020 2021 2022 市场规模 增长率 2023 0% 2024F 数据来源：SEMI、创咖资本整理 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%。 •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。 •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。 •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。 302 350 中国半导体设备国产化率规模（亿美元） 16.00% 1400 2021-2024年全球半导体设备环节市场规模及预测（亿美元） 300 250 200 150 100 7.20% 156 9.30% 10.70% 244 11.70% 13.60%14.00% 324 12.00% 10.00% 8.00% 6.00% 4.00% 进口设备国产设备国产化率 1200 1170 1155 1075 925 1000 800 600 400 200 50253440 12 51 2.00% 0 2021年 2022年 2023年 2024E 0 20202021202220232024F 0.00% 封装设备测试设备晶圆设备制造 284 数据来源：SEMI、创咖资本整理 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。 美国及其盟友对半导体设备供应相关管控政策 2021年11月 美国政府否决了英特尔中国的扩产计划美国政府阻止韩国存储大厂海力士引进EUV光刻机 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 2022年8月 美国：美国签署《芯片法案》，禁止受资助的企业10年内向中国增产先进制程半导体，同时对先进制程的半导体设备进行了限制。其中美国的应用材料和泛林分别是世界第一、第三大半导体设备公司，科磊是世界上最大的量测公司，对先进制程生产线建设影响较大，尤其在刻蚀、薄膜沉积、量测等领域 2023年3月 日本：2023年3月日本政府份发布了半导体设备出口管制政策，针对23类设备进行管控，包括最核心的薄膜沉积、刻蚀和光刻设备。对中国影响大的主要是TEL的ALD等设备（刻蚀因为中微和北方华创已有相当的基础，光刻日本已经落后于ASML，此两部分影响相对较小） 2023年6月 荷兰：2023年6月，荷兰政府颁布先进半导体设备出口管制新条例，管制范围包括光刻机、ALD、外延设备及其附属软件和技术。主要限制类别如下：ALD设备：部分ALD设备受限（沉积Al前驱体、TiAlC和功函数高于4.0eV的金属设备）外延（Epi）设备：具备特定参数的用于生长硅、碳掺杂硅、硅锗或碳掺杂硅锗的外延设备 数据来源：创咖资本整理 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。 轴承 传感器 反应腔喷淋头 真空系统 气液流量控制系统 光学系统 上 游 零部件核心子系统 石英 边缘环 泵 热管理系统 制程诊断系统 集成系统 陶瓷件 机械臂 射频发生器 晶圆传送系统 电源及气体反应系统 量测设备 热处理设备 清洗设备 划片设备 打标设备 中 游 前道设备后道设备 光刻设备 刻蚀设备 薄膜沉积设备 封装设备 包装设备 下 游 烘烤设备 测试设备 涂胶/显影设备 半导体制造商 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。 •京创先进(苏州) •和林微纳(苏州） •艾科瑞思(苏州 •微导纳米(无锡) •北方华创 •华峰测控 •屹唐股份 •中电科45所 •北京中科信 •冠中集创北京 •华海清科 •金海通天津 •精测电子 武汉 •长川科技（杭州） •晶盛机电（绍兴） 沈阳 北京:依托国有大型国资背景企业与科研院所，发力关键设备的技术攻关 上海:依托海外归国技术人才，在光刻、刻蚀、光学检 江苏测等关键设备领域形成了一批优质的公司，同时也带动了江苏、浙江等地封测设备的发展 上海 浙江 中薇公司盛美股份凯世通 至纯科技上海微电子上海睿励 •中科