国产半导体设备几点思考(深度)

智能计算芯世界

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 · 2021-06-28



我们先回顾上一轮朱格拉周期(2009~2019),中国的半导体建设主要集中在泛半导体领域,中国大陆通过十年密集的投资将面板、光伏、 LED 、消费电子制造、新能源均发展成全球前列,分别在半导体能源(光伏)、半导体照明(LED)、 半导体显示(面板)培育出了隆基股份、三安光电、京东方三大世界龙头 。


1、 朱格拉周期也叫设备投资周期 ,其背后就是中国的产业升级周期。


2、 下游库存周期的逆向传导 ,从创新传递到库存,然后传递到设备投资。目前这两个周期都在启动的早期。



下一轮朱格拉周期(2020~2030),中国将在集成电路领域进行巨额投资,以存储(DRAM 、NAND)、晶圆代工(成熟工艺为主、先进工艺为辅)、第三代化合物半导体为主。这就是国产设备的黄金红利期。与前一轮周期相比,此轮周期有两个不一样:


1、 国产设备的投资金额巨大 ,此轮设备投资周期的金额将数倍于上一轮泛半导体。


2、 国产设备的参与度大幅提升 。上一轮周期由于装备基础薄弱问题,虽然在光伏设备领域培育出了晶盛机电和北方华创, LED 设备领域的北方华创和中微公司,但是在面板领域,绝大多数设备都来自海外,错失了一轮行业红利。


此轮朱格拉周期是以集成电路为主,国内产业已经开始在低端和成熟工艺匹配,除了光刻环节,已经在PVD 、CVD 、刻蚀机、氧化设备、ALD 、清洗设备、量测设备逐渐匹配。


2、设备的意义是什么?

我们将技术分为四个层次:根技术、干技术、枝技术、叶技术,其中处于支配地位的就是根技术,而半导体设备 在根技术中具备支配地位。


目前,我国已经在部分领域开始有所突破,但是与国外先进水平相比差距仍存。华为目前已提出将在半导体全面布局,从深层要素通过新工艺、新材料紧密联动,实现全栈要素创新。国内外硬 科技代表公司是半导体设备(应用材料、北方华创)。


半导体设备是中国实现科技自强的根本,是实现外循环的内在条件。我们认为未来的格局将是:


1、成熟工艺 内循环为主 外循环为辅


2、先进工艺 外循环为主 内循环为辅




3、设备的格局如何?

我们将设备公司分为:生态级、平台级、产品级三类。平台化是全球半导体巨头的必经之路,全球半导体设备的 大部分 份额都被少数几家(应用材料、 LAM 、 TEL 等 )把持。通过分析巨头的成长之路,我们总结出半导体设备的两大必然趋势:


1、 产品的平台化:前道工艺设备全覆盖(除光刻、量测设备外);


2、泛半导体领域全覆盖:泛半导体技术的同源性导致了产品矩阵必须要扩充到 LCD 、 LED 、第三代半导体等多重领域。


基于以上分析,我们将未来国产半导体设备市场的格局定义为:“一超四霸多强”:


一超(跨平台级):北方华创

四霸(多产品级):屹唐半导体、盛美半导体、中微半导体、上海微电子;

多强(单产品级):沈阳拓荆、万业企业、华海清科、中科飞测、中科信、华峰测控、精测电子、 至纯科技。他们共同构成了整个中国半导体的底层生态。


我们认为设备行业发展的必然就是平台级(多下游平台多产品管线),谁能做好这两种扩张,谁就能在发展中取得先机。一超四霸多强的格局来源正是以上研究半导体设备的两个维度:


1、横向(场景扩张):半导体集成电路(IC)、半导体显示(面板)、半导体照明(LED)、半导体能源(光伏)。


2、纵向(全栈技术):光刻机、沉积设备、刻蚀机、清洗机、离子注入机、炉管、量测设备、其他设备(CMP 等)。



正是由于半导体技术的同源性,导致其发展过程中会顺着半导体的底层处理 工艺逐步横向和纵向扩张 所以,下游的广覆盖是半导体平台级企业的基础,我们以国内外各巨头为例:


应用材料:集成电路面板 + 光伏

TEL/KLA:集成电路 面板 +LED

Nikon/Canon光刻机:集成电路 面板 +LED

北方华创:集成电路面板 + 光伏

中微公司:集成电路+LED


另外,最核心的产品管线,全球半导体巨头都是全栈覆盖,实现平台级的销售。最后我们得出一张半导体产业的终局图:


跨平台级(北方华创):刻蚀机沉积设备(PVD+ CVD+ALD清洗机 热处理设备

多产品级(屹唐):刻蚀 退火 去胶

多产品级(盛美):清洗机镀铜 炉管

单产品级(中微):刻蚀机

单产品级:沈阳拓荆(CVD)、万业企业(Imp)、华海清科(平坦)、中科飞测(量测)、中科信(Imp)、华峰测控(测试)、精测电子(量测)、至纯科技(清洗)。



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