半导体产业逆全球化发展,我国政策端支持预期增强

    2023-08-17 10:54:52    作者     浏览量:2045034

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  2022年全球半导体资本开支1817亿美元,预计2023年1466亿美元,同比下降19%。

  中国大陆连续三年成为全球最大半导体设备市场,2022年销售额283亿美元,占全球26%,超过中国台湾(25%)、韩国(20%)、北美(10%)。

  前道检测量测设备占半导体设备比重约12%,2021年全球市场规模104亿美元,国外巨头份额领先,其中2020年科磊占比达54.8%,国产化空间巨大,国产替代加速进行。

半导体设备2022年全球1076亿美元市场,中国占比约26%。


  2022年全球半导体设备市场为1076亿美元,中国大陆半导体设备销售额占全球销售额26%,达到283亿美元,超出中国台湾(25%)、韩国(20%)、北美(10%),连续三年成为全球最大半导体设备市场。

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2022年中国大陆连续三年成为全球半导体设备最大市场

  半导体设备芯片制程不断缩小,带动设备资本开支提升。

  随着摩尔定律的失效,芯片制程缩小带来建设成本急速上升,带动设备资本开支提升。每万片5nm芯片的晶圆厂建设成本高达54亿美元,是28nm的6倍。

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每万片晶圆厂建设成本(亿美元)


  半导体设备周期受行业资本开支影响,约三年一个周期。

  IC insights预计2022年全球半导体资本开支1817亿美元,同比增长19%。内存市场疲软及美国对华制裁下,2023年全球半导体设备资本开支预计1466亿美元,同比下降19%。

  从2000年至今全球半导体资本开支同比增速来看,全球半导体资本开支约3年一个周期。2023年处于行业周期底部,预计2024年资本开支迎来反转。


我国晶圆厂积极扩产,带动设备需求。

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我国12英寸晶圆厂扩产计划


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申。

2022年10月7日,美国BIS对华进行半导体管制,范围扩大至先进芯片、设备、零部件、人员等。

美国半导体设备管制范围:16/14nm以下的先进逻辑工艺芯片、128层以上的NAND闪存芯片、18nm半间距或更低的DRAM存储器芯片所需的制造设备。

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美国对华半导体制裁范围不断扩大,先进设备纳入禁止出口范围


半导体产业逆全球化发展,我国政策端支持预期增强。

  半导体产业逆全球化成趋势,2022年以来各国积极制定支持政策扶持本土半导体产业发展。

  2023年3月10日,十四届全国人大一次会议决议重组科学技术部,组建中央科技委员会,此举有利于统筹科技创新各方力量,推动健全新型举国体制、优化科技创新全链条管理、促进科技成果转化、促进科技和经济社会发展相结合。

  2023年4月6日,全国集成电路标准化技术委员会成立,对推动集成电路产业高质量发展具有重要作用。

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2022年全球各国半导体行业政策


量测检测设备:集成电路良率控制关键,贯穿全流程。

检测和量测环节是集成电路制造工艺中不可缺少的组成部分,贯穿于集成电路全过程。

检测指在晶圆表面上或电路结构中,检测其是否出现异质情况,如颗粒污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷。量测指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述,如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测。

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量测检测设备占半导体设备比重约12%。

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2021年全球半导体设备市场空间及市占率


三种技术路线中,光学检测技术空间占比较大。

从技术路线原理上看,检测和量测主要包括光学检测技术、电子束检测技术和X光量测技术,其中光学检测技术空间占比较大。

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量测检测设备应用环节及市场份额


缺陷检测:有图形缺陷检测难度大,且价值量占比高。

按照照明方法,可以分为明场和暗场检测,两种检测各有优缺点,两者通常结合使用;

缺陷检测具体可以分为,有图形和无图形检测两大类。

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同一视场下明暗场颗粒检测对比(明场左、暗场右)

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有图形和无图形缺陷检测对比


量测环节:监控制造流程,提高工艺稳定性。

  在量测环节,光学检测技术基于光的波动性和相干性实现测量远小于波长的光学尺度,集成电路制造和先进封装环节中的量测主要包括三维形貌量测、 薄膜膜厚量测、套刻精度量测、关键尺寸量测等;

主要量测环节包括以下几种:

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零部件供应链:光源等核心部件仍依赖海外进口。

  以中科飞测上游零部件采购为例,如机械手等运动与控制系统类零部件主要向日本等境外供应商采购,光源等光学类零部件主要向德国等境外供应商采购,相关零部件国产化率相对偏低。

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中科飞测零部件供应情况


美国科磊全球市占率超50%,我国国产化率极低。

  2021年全球半导体量测检测设备市场规模104亿美元。2020年全球市场科磊、应用材料、日立稳居前三,合计市场份额超70%。根据2020年数据,全球半导体检测与量测设备市场呈现相对集中的格局,份额前五被美国和日本厂商包揽,科磊半导体、 应用材料、日立位居前三,科磊以营收38.9亿美元绝对优势占据50.8%的全球市场份额。

  国内量测设备国产化率较低,进口依赖度较高,科磊占据过半市场份额。VLSI Research 数据显示,2020年国内检测与量测设备市场仍由海外几家龙头厂商占据主导地位,其中科磊半导体在中国市场的占比仍然最高,2020年达 54.8%。

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2020中国半导体量检测设备市场情况


国内企业逐步完善产品品类。

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国内主流厂商布局逐渐实现全覆盖。

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国内主流厂商客户结构各有侧重。

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发布:中经在线

编辑:熊辉 王海珠

专家荐稿:于建华(国际院士科技创新中心主任、国际高新技术研究院院长、世界品牌组织亚洲工作委员会常务副主席兼中国工作委员会主席、中经网·中经在线专家智库首席特约专家顾问)

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