半导体设备:全球市场更大,国内替代加速。
2020-2022年国内晶圆厂总投资约1500/1400/1200亿元,其中国内晶圆厂总投资约1000/1200/1100亿元。2020-2022年,国内晶圆厂投资将是历史最高的三年,未来有新项目的可能。
在生产效率和成本降低因素的推动下,全球8英寸生产放缓,12英寸晶圆厂生产如火如荼。从2020年开始,国内12寸晶圆厂遍地开花。除了SMIC,还有文泰、戈克韦、海欣等。公司计划建设12英寸晶圆厂、心悦半导体和华虹。无锡等12寸生产线。
根据SEMI的数据,从2019年到2024年,全球至少有38家12英寸晶圆厂,其中台湾省有11家,中国大陆有8家。到2024年,中国12英寸晶圆产能将占全球的20%左右。大量晶圆厂的扩建投产将增加对上游半导体设备的需求,有望为国产设备打开发展空间。
2021年,SMIC的资本支出保持在较高水平,达到45亿美元(大部分用于拓展成熟进程,尤其是8英寸拓展。4.预计2022年将达到50亿美元,每月5万台)。2021年,华虹全年资本支出9000元,3900万美元,其中8亿美元,12英寸扩产39亿美元,0.8英寸产能99亿美元。
2022年,公司计划资本支出超过15亿美元,其中12寸产能由65寸提升至95公里,预计资本支出14亿美元。8寸工厂升级提高效率,预计支出约14亿美元。根据公司形势20222、Q1、华虹无锡规划二期开始,特色工艺平台技术延伸,相关工作正在推进。
合肥长信从19nm走向17nm,加速技术进步。北京建厂进一步扩大生产。2019年,长江仓开始量产64层和33层DNAND,2020年4月发布128层3DNAND,2022年8月正式推出Xtacking3。与上一代相比,第四代0-technology TLC 3D闪存X存储密度更高,I/O速度更快,高达2400MT/s,提升50%,采用60%。当新产品推出时,公司加快了追赶的步伐,进一步缩小了与海外领先者的差距。
长江仓储二期总产能为30万件/月。合肥长信计划三期全部投产后产能将达到36万片/月。长江存储,合肥长信作为国内仓储业发展的重镇,在开启国内仓储业替代方面具有重要作用。国内存储行业将对半导体设备和材料起到重要的推动作用。
SEMI数据显示,2021年半导体设备销售额达1026亿美元,同比激增44%,全年销售额创历史新高。2013年之前,大陆设备市场占全球市场的比重不到10%,2014年至2017年提升至10-20%,2018年后保持在20%以上,份额呈逐年上升趋势。2020-2021年,国内晶圆厂投入建设,半导体行业首次投资增加陆地半导体设备市场规模。2021年达到296.2亿美元,同比增长58%,占比28%。展望2022年存储需求复苏,韩国有望领跑全球,但大陆设备市场规模有望保持较高比例。
目前国内国产化已经逐步起航,基本完成了从0到1的过程。北方华创的产品分布很广。蚀刻机、PVD、CVD、氧化/扩散炉、退火炉、清洗机、ALD等新设备产品市场导入加快,产品工艺覆盖率和客户渗透率进一步提升,主流集成电路生产线批量销售,产品迭代加快;顺序三代半导体、新型显示器、光伏设备产品线进一步拓宽,出货量快速增长。
拓景科技是国内唯一一家。工业PECVD和SACVD设备供应商已应用PECVD交付150套,广泛应用于SMIC、华虹集团、长江仓库、合肥长信,厦门PEALD实现在连欣、延东微电子等国内主流晶圆厂销售;
微介质蚀刻机进入五纳米新高性能技术Mini-LED MOCVD设备UniMax2022Q,订单已超过180腔。
28nm以上芯源微前涂显影设备技术和大容量结构取得进展,各种核心部件实现国产化替代。公司前者物理清洗设备达到国际先进水平,在国内成功替代,前者产品在新订单结构中的比重显著增加;
芯片
华海清科CMP设备在逻辑芯片、3DNAND、DRAM制造领域分别突破了14nm、128层、1X/1Ynm。到2021年底,公司CMP设备已出货140多套,未发产品70多套。
迈特森(唐毅半导体)在脱胶设备市场占据全球第二;梅生半导体单片清洗机在海力士、常存、SMIC等生产线量产。电子的精确测量,上海瑞丽在计量领域突破了国外垄断。
从国内晶圆厂招标情况来看,设备各方面都有突破。2022年上半年,华虹无锡蚀刻设备招标49台,其中Lam中标26台,TEL中标5台,中小型。公司13台中标,北方华创中标4台。中威公司13个中标项目分别是氧化膜等离子体刻蚀机8台,钝化膜等离子体刻蚀机3台,氮化硅等离子体刻蚀机2台。北峰华创分别中标2台多晶栅等离子蚀刻机和2台有源区等离子蚀刻机。
2022H共招标蚀刻设备29台,其中北方华创和中威中标13台。公司8家中标,3家由TEL中标,2家由Lam中标。北方华创中标13台设备,7台金属等离子蚀刻机,5台多晶硅蚀刻机,1台铝蚀刻机。中威公司7台钝化层等离子蚀刻机和1台通孔深隔离槽钝化层介质层蚀刻机中标。
长江存储招标信息显示,截至2021年底,长江存储共招标蚀刻设备452台,其中蚀刻设备452台。Lam236,TEL61,中卫公司59台,应用材料38台,北方华创26台,scre EN13 13台,唐毅半导体11台。北方华创在蚀刻领域的布局以硅蚀刻为主,设备品类对标Lam还有很大的潜力空间。
以LamResearch为例。在生产线上,NandFlash只有一种蚀刻机,供应的设备数量接近40个不同的工艺环节,大部分都是独占的,尤其是深孔、深槽等环节。中威公司蚀刻设备有很多种,主要在介质蚀刻领域。北方华创在蚀刻领域的布局以硅蚀刻为主,设备品类对标Lam还有很大的潜力空间。
随着晶圆代工在半导体市场的不断扩大,对于晶圆制造中不可或缺的基础材料将会有很大的需求。现阶段可以看到,随着技术和工艺的进步,以及我国电子产业链的逐步完善,在已经进入量产供应的材料领域,各种厂商开始涌现。