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半导体设备的进步起着至关重要的作用

发表时间:2020/3/17 16:57:18 | 浏览次数:


半导体设备是半导体工业发展的核心发动机,半导体设备是半导体技术迭代的基石。大型制造业的发展需要推进产业设备的发展,半导体产业也是如此。遵循摩尔定律的旋律,晶体管的集成度在约18个月内倍增。半导体工艺由上世纪70年代的3-10微米发展到目前的7纳米,设备的进步起着至关重要的作用。

 


集成电路制造工艺复杂,所需设备类型宽,设备精度要求高。集成电路是在EDA软件上设计电路图来制作掩模(MASK),然后通过一系列复杂的工艺,例如构件,一层一层地在硅片上形成一个光片,然后包装试验成为一个成品。整个制造过程涉及大约300-400个工艺、半导体材料、设备和清洁工程上游产业链作为重要支持。

 


随着新一轮科技创新,半导体设备行业正在加速发展
回顾2000年以来全球设备市场的发展趋势:pc计算机网络时代(2000-2009):世界100-38nm半导体过程设备行业的市场规模平均每年为200亿至300亿美元。智能手机移动互联网时代(2010-2017年):全球最大的芯片制造能力是32-16纳米,半导体制造设备的市场平均每年增长到350亿至400亿美元。

 


5G、人工智能和物联网时代开放(2018-2025):世界顶级芯片工艺能力将达到5~10nm纳米,半导体工艺设备的市场规模将增长到600~650亿美元/年以上。

 


Semi预计2019-2021年设备市场销售规模将达到576/608/668亿美元,其中5G是半导体设备行业规模创历史新高,中国地区半导体设备销售市场将快速增长。

 


先进制程对设备需求显现日益加速增长。半导体技术的进程随着摩尔定律的节奏而进步,每一代新的工艺流程都需要更新更先进的设备。以台积电为例,各节点投资额急速上升,其中16nm工序1万张/月产能投资需15亿美元,7nm工序1万张/月产能投资需30亿美元,5nm工序1万张/月产能投资需50亿美元,3nm需100亿美元。
拆分细分半导体设备投资占比,光刻、沉积、刻蚀和清洗等投资占比较高

 


SEMI历史数据显示,从产业链的上下游看,晶片制造和处理设备类投资最大,占总设备投资81%的封测环节设备投资约占总设备投资的15%,晶片制造和处理设备是半导体行业固定资产的核心。

 


晶片制造设备投资主要分为步进器、蚀刻器、薄膜设备、扩散离子注入设备、湿法设备、工艺检测等6种设备,其中光刻、蚀刻和薄膜沉积设备等较高,步进器约占总设备销售额的30%,蚀刻约占20%,薄膜沉积设备约占20%。

 


全球半导体设备海外公司寡头垄断
全球半导体设备市场集中度较高,主要设备龙头CR4达57%,主要核心设备领域仍以国外厂商为主,2018年全球半导体设备制造商cr4达到57%,cr10达到78%,市场集中度较高。国内设备制造商在单晶炉、蚀刻、沉积、切片、细化等环节逐步取得突破,许多高端工业链条依赖国外进口。


 

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