半导体设备市场现状及国产替代趋势分析

最佳答案 匿名用户编辑于2025/02/20 15:53

全球半导体设备市场有望反弹,成长型行业需求乐观。

半导体是周期型行业,更是成长型行业, 技术升级、产品创新是半导体需求提升的直接驱动因素,在以 5G、物联网、智能汽车、云计算、 大数据、医疗电子和安防电子等为主的新兴应用领域强劲需求的带动下,中长期需求乐观。2023 年全球半导体设备销售额小幅下降,到 25 年有望强劲反弹。根据国际半导体产业协会(SEMI) 数据,2023 年全球半导体制造设备销售额从 2022 年的 1075 亿美元的历史记录小幅下降 1.3%, 至 1063 亿美元,SEMI 表示,2024 年半导体设备市场总规模投资达到 1090 亿美元,其中前道设 备投资 980 亿美元,占比高达 90%,后道分仓和测试投资规模为 110 亿美元,占整体规模的 10%。预计 2025 年全球半导体设备市场总规模将出现 16%的增长,所有细分市场都将实现两位 数的增长,推动设备市场规模超过 1270 亿美元,创下新的纪录。

各细分市场保持增长,薄膜沉积和蚀刻设备占比最高。预计 2025 年,全球半导体设备市场规模 可达到 1270 亿美元,其中薄膜沉积设备和刻蚀设备占比最高,市场规模分别达到 274 亿美元和 269 亿美元。

中国市场全球最大,且保持高增长。中国大陆是全球最大的半导体设备市场,且保持最快增速, 占全球市场的比重持续提升且呈持续提升之势。半导体产业向中国大陆扩散,设计、制造、设备 等环节国产化配套空间广阔。纵观全球半导体产业的发展历程,经历了由美国向日本、向韩国和 中国台湾地区及中国大陆的几轮产业转移。目前中国大陆正处于智能电动汽车、物联网、人工智 能等行业快速崛起的进程中,已成为全球最重要的半导体应用和消费市场。2023 年中国大陆半导 体设备投资同比增加了 29%,达到 366 亿美元,中国大陆占全球市场的比重上升到 34%。

先进技术仍待突破,技术和客户验证壁垒突出。先进技术由美欧日等国主导,美国、荷兰、日本 在不同设备领域具有竞争优势。其中美国的刻蚀设备、离子注入机、薄膜沉积设备、测试设备、 程序控制、CMP 等设备的制造技术位于世界前列;荷兰凭借 ASML 的高端光刻机在全球处于领 先地位;日本则在刻蚀设备、清洗设备、测试设备等方面具有竞争优势。半导体设备技术壁垒高, 稳定运行要求高,客户验证壁垒高,验证成本高周期长,标准严苛。由于设备本身和产线构成的 复杂性,单设备的良率、稳定性会在整个体系内产生累积效应的影响,同时可能带来巨额的潜在 损失,因此晶圆制造厂商对于上游设备的验证、验收有严苛的标准和流程。对于晶圆制造厂而言, 配合上游设备验证需要付出大量的人力(合作研发、调试)、物力(拿出其他设备配合验证的机 会成本损失、验证过程中的物料损失),以及采用新设备供应商面临的巨大潜在风险(批量晶圆 报废的风险、向客户延迟交货的风险)。

半导体设备市场持续增长的底层逻辑是科技产业发展对半导体需求量的提升,直接驱动因素是下 游晶圆制造厂商的扩产。全球晶圆产能保持增长,中国 2024 年晶圆产能将以 13%的增长率居全 球之冠。SEMI 报告显示,继 2023 年以 5.5%增长率至每月 2960 万片晶圆之后,全球半导体产能预计 2024 年将增长 6.4%,突破每月 3000 万片大关。在政府和其他激励措施推动下,预期中国 大陆地区将扩大在全球半导体产能中的占比,全年新投产 18 座新晶圆厂,产能增长率将从 2023 年的 12%增至 2024 年的 13%,每月产能将从 760 万片增长至 860 万片。

技术升级驱动半导体设备行业扩容。摩尔定律推动产业发展,设备行业壁垒将持续提升,根据摩 尔定律演进,每隔 18-24 个月芯片性能将提升一倍。先进制程 IC 产能具有强劲的增长势头,根据 IC Insights 预测,2024 年先进制程(<10 nm)的 IC 产能预计增长并在全球产能占比提升至 30%。 每更新一代工艺制程,则需更新一代更为先进的制程设备,更加精密的制程带来半导体设备难度 直线上升,行业壁垒不断提高。随着制程推进和工艺升级,单位产能下设备需求将进一步增加, 先进工艺单位产能投资几何级数提升。制程和工艺升级推动芯片复杂度提升,更复杂的结构需要 更多的制造工序完成,各类设备的用量显著增加。以刻蚀环节为例,14nm 制程所需使用的刻蚀 步骤达到 64 次,7nm 所需刻蚀步骤达 140 次,较 14nm 提升 118%。

先进工艺单位产能投资几何级数提升。随着技术节点的不断缩小,集成电路制造的设备投入呈大 幅上升的趋势,5nm 技术节点的投资成本高达 156 亿美元,是 14nm 的两倍以上。一条新建生产 线最大的资本支出来自于半导体设备,新建产线资本支出中晶圆制造设备占比达 65%。

国内扩产更为激进,国产化率提升空间大。大陆半导体设备的成长空间较大,国产化率有望加速。 国产半导体设备进入生产线后,将推动其技术的不断完善、进步和创新。目前国内晶圆厂积极扩 产,极大拉动国内半导体设备需求,国产设备厂商将迎来增长机遇。 国产半导体设备进入生产线后,在不同产线持续测试和应用,可以及时掌握晶圆厂的技术需求, 有针对性地对设备进行研发、升级,推动其技术的不断完善、进步和创新。目前国内晶圆厂积极 扩产,极大拉动国内半导体设备需求;终端半导体产品的不断迭代推动晶圆厂开发新的工艺,随 着国内晶圆制造产业的迅速发展,国产半导体设备种类将不断增加,性能也将不断提升,国产设 备厂商将迎来增长机遇,进入加速成长阶段。

自 21 世纪以来,受益于 PC 和智能手机的普及,中国大陆成为全球电子制造中心,全球半导体产 业向中国大陆转移的趋势加强。

国家支持力度大,大基金三期已成立。国家大力支持半导体设备产业的发展,2014 年 6 月,经国 务院批准,工业和信息化部会同有关部门发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》,明确设立 国家集成电路产业投资基金,旨在通过资金投入,支持国内集成电路产业的研发、生产和应用, 促进产业链上下游的协同发展,提升中国在全球半导体产业中的竞争力,推动半导体产业的发展, 提升国家在关键技术领域的自主能力。大基金一期重点投资集成电路芯片制造业,占比达到 67%; 二期聚焦半导体设备材料等上游领域,芯片制造环节仍旧是大基金二期的主要投资对象;大基金 三期已成立,注册资本为 3440 亿,高于一期 987.2 亿和二期 2041.5 亿的总和,有望为半导体产 业链发展注入新动力。

地缘政治不确定性风险高,国产替代势在必行。在当前复杂多变的国际形势下,地缘政治因素对 全球半导体产业的影响日益凸显。贸易摩擦、技术封锁等事件不断发生,使得半导体供应链的稳 定性面临巨大挑战。尤其是对于中国这样的半导体消费大国而言,过度依赖进口半导体设备和产 品,不仅在经济层面存在风险,更在国家战略安全层面埋下隐患。目前中国半导体设备厂商已覆 盖多细分领域,国产化率有望提升。随着国内对半导体产业的重视程度不断提高,大量的资金、 人才和政策资源纷纷涌入。中国的半导体设备厂商在刻蚀机、光刻机、薄膜沉积设备等多个关键 细分领域持续发力,不断取得技术突破。 随着国产半导体设备国产化率提升,国产设备厂商市场规模有望迅速提升。随着半导体设备各细 分领域国产化率持续提升,预计到2025年,刻蚀、清洗、薄膜沉积、热处理和去胶设备国产化率 有望超过 50%,其中刻蚀设备和薄膜沉积设备市场规模均超过 300 亿元,国内半导体设备厂商的 市场空间有望过千亿人民币。