中国半导体设备严重依赖进口 测试设备有望实现突破

发表于 2018-12-06 16:13:09 收藏 已收藏
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中国半导体设备严重依赖进口 测试设备有望实现突破

发表于 2018-12-06 16:13:09

受益于国内半导体产业逆周期投资和国家战略支持,中国大陆设备市场有望在全球产业增速趋缓的背景下逆势保持高速扩张,本土设备企业将迎来重大机遇,测试设备有望成为率先实现设备国产化突破的领域之一。

半导体测试核心设备:测试机、分选机、探针台

测试工艺贯穿半导体生产过程,是进行成品率管理的重要途径

广义的半导体测试包括前道的工艺检测和中后道的性能测试。

其中,前段的工艺检测偏重于从微观角度在线监测晶圆制造的微观结构是否符合工艺要求(例如几何尺寸与表面形貌的检测、成分结构分析和电学特性检测等),而中后道的性能测试主要偏重于从芯片功能性的角度检测芯片的性能表现是否符合设计要求。

而狭义的半导体测试,则主要指中后道的性能测试,对应设备包括:测试机、探针台、分选机等。

▌半导体测试设备中国市场渐趋庞大,本土企业高速成长正当时

设备制造业是半导体产业的基础,是完成晶圆制造、封装测试环节和实现集成电路技术进步的关键。

所需专用设备主要包括晶圆制造环节所需的光刻机、化学汽相淀积(CVD)设备、刻蚀机、离子注入机、表面处理设备等;封装环节所需的切割减薄设备、度量缺陷检测设备、键合封装设备等;测试环节所需的测试机、分选机、探针台等;

以及其他前端工序所需的扩散、氧化及清洗设备等。这些设备的制造需要综合运用光学、物理、化学等科学技术,具有技术壁垒高、制造难度大、设备价值及研发投入高等特点。

我们认为国产测试设备的发展已具备三大机遇,或可成为实现设备国产化的前沿阵地。

目前全球半导体测试机主要市场仍被泰瑞达、爱德万两大海外龙头占据,探针台市场东京电子、东京精密等企业技术实力较为领先。

但我们认为国产测试设备的发展已具备三大机遇:

1) 国际ATE厂商面临拐点,海外测试设备研发投入有所收缩;

2) 本土晶圆厂、封测厂发展迅速,产能从台湾及海外转到中国大陆的过程是本土设备重大崛起机会;

3) 下游行业进入“后手机时代”,IoT、自动驾驶等应用变得分散,测试标准化程度变低,服务贴近客户需求、以应用为中心、成本更优化的国产设备将有望更受青睐。目前以长川科技为代表的本土厂商正处于进口替代的关键阶段。

全球半导体及设备产业增速虽有放缓,中国大陆设备市场正逆势扩张

受全球电子、汽车等半导体下游行业景气度走弱影响,全球半导体销售近期出现增速放缓迹象,但国内市场仍持续保持高速增长。2018年6月以来全球半导体销售出现增速放缓迹象。

据SIA数据,2018年6~9月全球半导体销售额同比增速分别为20.5%、17.4%、14.9%、13.8%,明显低于上年同期的23.7%、24%、23.9%、22.2%。

其中,美洲、欧洲、日本、亚太(不含日本)市场2018年6~9月同比增速均低于上年同期水平。

相比于海外市场走弱,全球增长最快的中国大陆半导体市场则继续保持强劲增长,2018年6~9月分别同比增长30.7%、29.4%、27.3%、26.3%,在上年同期增速25.5%、24%、23.2%、20%的基础上进一步提速。

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半导体销售市场增速的回落也传导至半导体设备环节,2018年5月以来北美半导体设备制造商出货量增速明显趋缓。

据SEMI数据,2018年5~9月北美半导体设备制造商出货金额同比增速由19%持续下滑至1.8%,9月增速远低于上年同期的37.6%,考虑到全球较多半导体设备龙头集中于北美地区,我们认为或预示全球设备销售增速趋缓。

中芯国际、长江存储为代表的国内一线晶圆厂建设进度稳步推进,我们认为国内正处于逆周期投资的产业突破关键阶段。

据中芯国际18年中报,公司14纳米FinFET技术研发已进入客户导入阶段,力求19年上半年开始风险生产;28纳米HKC+技术将于18年底试生产。

据SEMI报道,18年9月总投资105亿美元的“紫光南京集成电路基地项目”开工,月产存储芯片10万片。

我们认为虽然海外设备市场增速或将放缓,但在国内主流制造企业大力投资拉动下,国内设备市场有望逆势扩张。

相比于全球设备市场的增速回落,2018年以来中国大陆设备市场保持高速增长,印证半导体产业投资景气向上趋势。

2018Q1、Q2全球半导体设备销售额同比增长30%、19%,明显低于上年同期的增速58%、35%。中国大陆设备市场则与全球增速下滑趋势相反,2018Q1、Q2同比增长31%、51%,在上年同期26%、11%的基础上显著提升。

2019年中国大陆市场规模或居全球之首,测试设备市场或达108亿元

中国大陆设备市场的全球占比不断升高,2018年有望赶超中国台湾跃居全球第二大市场,2019年或将跃升全球首位。

2008~2017年十年间,全球半导体设备市场的地区分布不断变化。

2016年中国台湾以122亿美元市场规模位居榜首,2017年韩国则以180亿美元设备销售跃居第一,中国台湾、中国大陆分别以115、82亿美元紧随其后。

据SEMI预计,2018年韩国、中国大陆、中国台湾预计将分列世界前三大设备市场,韩国有望以169亿美元保持榜首地位,中国大陆有望以113亿美元超越中国台湾成为世界第二大市场,2019年中国有望以173亿美元首次位居全球第一。

值得关注的是,过去十年中国大陆市场的全球比重总体呈显著上升趋势,由2008年的6%提高到2017年的15%,据SEMI预测,2018、2019年中国市场的全球占比有望大幅提升到19%、26%。

中国大陆设备市场连续五年扩张,2018年有望首次突破百亿级别达118亿美元/yoy+44%,2019年或将趋势延续达173亿美元/yoy+47%。

中国大陆作为全球最大半导体消费市场,半导体产业规模不断扩大,随着国际产能不断向中国转移,中资、外资半导体企业纷纷在中国投资建厂,大陆设备需求不断增长。

2012~2017年,中国大陆地区半导体设备销售规模由25亿美元增至82亿美元,复合增速达27%。

受益于中国大陆进入晶圆厂建设高峰,我们认为设备市场将继续保持高速增长,SEMI预计2018、2019年中国大陆市场规模有望分别达到118亿美元/yoy+44%和173亿美元/yoy+47%,大幅高于全球设备市场增速。

测试设备销售额约占整个半导体市场销售额的9%。根据SEMI的数据统计,2015~2017年,晶圆加工设备、测试设备、封装设备、其他设备(前道设备等)三年累计销售额的占比分别为80%、9%、6%、5%。

▌中国大陆半导体测试设备市场空间测算

测算方法:我们基于SEMI对2018、2019年中国大陆半导体设备市场空间的预测值(118、173亿美元),结合各类设备所占空间比例,预测2018、2019年中国大陆各类半导体设备的市场空间。

2018、2019年中国大陆半导体测试设备市场空间约11、16亿美元,约合人民币74、108亿元(采用2018年11月5日人民币兑美元汇率6.93估算)SEMI预计,2018、2019年中国大陆半导体设备市场有望达118、173亿美元。

据此我们估计,晶圆加工设备、测试设备、封装设备、其他设备(前道设备等)四大类设备在2018年的市场规模分别为94、11、7、6亿美元,2019年的市场规模分别为139、16、10、9亿美元。

泰瑞达、爱德万两大巨头垄断全球市场,本土测试设备企业步入成长期

全球半导体设备市场集中度高,美日欧五大巨头引领全球半导体设备市场。据SEMI数据,2017年全球五大半导体设备制造商分别为应用材料(AMAT)、阿斯麦(ASML)、拉姆研究(LamReserch)、东京电子(TEL)、科磊(KLA)、这五大半导体制造商在2017年以其领先的技术、强大的资金支持占据着全球半导体设备制造业超过70%的份额。

其中阿斯麦公司在光刻机设备上一家独大,2013~2017年一直拥有18%以上的全球半导体设备市场份额,凭借在高端光刻机市场上的垄断地位以及持续高额的研发投入,阿斯麦在设备市场上保持着较高的市场认可度。

与之并驾齐驱的是研发用于其他制造流程设备的应用材料与拉姆研究,两家公司2013~2017年来也保持稳健的市场份额增长。应用材料公司在

其强势领域表现全面而稳定,一直占据着半导体设备销售额前三的位置。

细分领域术业有专攻,全球设备行业龙头各显神通占据世界领先地位。在半导体产业价值链中,光刻机作为产业的核心,占了半导体设备投资较大的份额,其中荷兰ASML公司凭借领先的技术和优秀的产品,在45纳米以下制程的高端光刻机市场中占据大部分以上的市场份额,而在EUV光刻机领域目前处于垄断地位,市占率为100%(业内独家)。

应用材料公司在除了光刻领域外的其他核心半导体设备领域有着较强的竞争力,在PVD设备上,应用材料作为行业龙头占据了大部分的市场份额,在CVD和蚀刻设备上应用材料与拉姆研究、东京电子等企业竞争激烈,同时应用材料在CMP、检查和量测(包括半导体、掩摸和光伏)、电镀ALD、离子注入、外延工艺和RTP领域都有涉猎。

全球半导体测试设备寡头垄断,前四家公司营收占总市场比例为77%。

据Bloomberg数据,2016年全球半导体测试设备销售额为36.4亿美元,其中泰瑞达的半导体测试设备营业收入为13.7亿美元,爱德万为9.4亿美元,科休和科利登分别为2.8亿和2.2亿美元的营收规模,四家公司合计占全球半导体测试设备市场总份额的77%。

中国半导体设备的进口依赖问题较为严重,2017年国产化率仅为9%。

半导体装备业具有较高的技术壁垒、市场壁垒和客户认知壁垒,由于我国半导体设备产业整体起步较晚,目前国产规模仍然较小。

据SEMI统计,2017年中国大陆半导体设备销售额为82.3亿美元,据中国电子专用设备工业协会数据,2017年中国国产半导体设备(不含光伏设备)48.07亿元,据此计算中国半导体设备市场国产化率仅为9%。

国内设备市场仍主要由美国应用材料(AppliedMaterial)、美国拉姆研究(LamResearch)、日本东京电子(TokyoElectron)、日本爱德万(Advantest)、美国科磊(KLA-Tencor)等国外知名企业所占据。

集成电路设备是集成电路产业发展的重要基石,专用设备的大量依赖进口不仅严重影响我国集成电路的产业发展,也对我国电子信息安全造成重大隐患。

目前国内测试设备市场仍由海外制造商主导,市场集中度高。

国外知名企业凭借较强的技术、品牌优势,在高端市场占据领先地位,面对我国较大的市场需求和相对较低的生产成本,纷纷通过在我国建立独资企业、合资建厂的方式占领大部分国内市场。

少数优秀的本土测试设备制造商正在奋起直追。

本土企业中,包括长川科技、上海中微半导体、北方华创、北京华峰等业内少数专用设备制造商通过多年的研发和积累,已掌握了相关核心技术,拥有自主知识产权,具备较大规模和一定品牌知名度,占据了一定市场份额,其中以长川科技、北京华峰为代表的测试设备优势企业产品已成功进入国内封测龙头企业供应链体系,奠定了一定的市场地位。

与国外知名企业相比,国内优势企业对客户需求更为理解,服务方式更为灵活,产品性价比更高,具有一定的本土优势。

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