半导体设备,即在芯片制造和封测流程中应用到的设备,广义上也包括生产半导体原材料所需的机器设备。在整个芯片制造和封测过程中,会经过上千道加工工序,涉及到的设备种类大体有九大类,细分又可以划出百种不同的机台,占比较大市场份额的主要有:光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备、离子注入机、测试机、分选机等。
半导体行业周期性带来新动能
从全球半导体发展情况来看,受宏观经济变化及技术革新影响,半导体行业存在周期性。2017-2019年,全球半导体行业来到了下滑周期。2019年,全球固态存储及智能手机、PC需求增长放缓,全球贸易摩擦升温,导致全球半导体需求市场下滑,全年销售额为4121亿美元,同比下降12.1%。进入2020年,有5G商用化、数据中心、物联网、智慧城市、汽车电子等一系列新技术及市场需求做驱动,将给予半导体行业新的动能。
全球半导体设备市场规模约600亿美元
根据国际半导体产业协会SEMI统计数据显示,近年来全球半导体设备销售额呈波动态势,2019年为597.5亿美元,比2018年的645.3亿美元的历史高点下降了7.4%。2020年一季度,全球半导体设备销售额为155.7亿美元,比2019年第四季度减少13%,但与2019年一季度相比,增长了13%。半导体设备总市值虽仅几百亿美元,但其是半导体制造的基石,支撑着全球上万亿的电子软硬件大生态,设备对整个半导体行业有着放大和支撑作用,确立了整个半导体产业可达到的硬性尺寸标准边际值。
前道设备占据主要市场份额
从半导体的制造流程来看,前道流程较多,涉及的设备种类也较多。在一个新晶圆投资建设中,设备投资一般占70-80%。而按工艺流程分类,在新晶圆的设备投资中,晶圆加工的前道设备占据主要的市场份额,约80%封测设备占据约18%的比重。
市场主要集中在中国台湾及大陆地区
近些年,在全球半导体设备消费市场中,中国大陆,中国台湾,韩国这三大市场一直排在前三位。其中,中国大陆最具发展潜力,从前些年的第三,到最近一年的第二,一直处于上升态势。
具体来看,2019年,中国台湾是半导体设备的最大市场,销售额增长了68%,达到171.2亿美元,占全球市场的比重为28.65%。中国大陆则以134.5亿美元的销售额保持其第二大设备市场的地位,占比为22.51%。排名第三的是韩国,销售额为99.7亿美元,同比下降44%,占比为16.69%。
2020年一季度,排名前三的仍是中国台湾、中国大陆以及韩国,销售额占比分别为25.82%、22.48%、21.58%。
日美荷品牌占领前位
目前全球半导体设备市场集中度较高,以美国、荷兰、日本为代表的TOP10企业垄断了全球半导体设备市场90%以上的份额。美国著名设备公司应用材料、泛林半导体、泰瑞达、科天半导体合计占据整个设备市场40%以上份额,而且均处于薄膜、刻蚀、前后道检测三大细分领域的绝对龙头地位。技术领先和近半的市场占有率,任何半导体制造企业都很难完全脱离美国半导体设备供应体系。
未来规模预计超千亿
从整体来看,尽管受疫情的影响,半导体行业及半导体设备行业依然逆势增长。存储器支出回升、先进制程投资及中国大陆积极推动半导体投资的背景下,预计2020年全球半导体设备市场将持续保持增长,市场规模预计达到632亿美元,同比增长6%2021年预计达到700亿美元2025年将超千亿美元。
以上数据来源于前瞻产业研究院《中国半导体产业战略规划和企业战略咨询报告》。
非常大。印度半导体市场在2021-2026年间的累计消费量将达到3000亿美元,有望成为全球第二大半导体消费市场。这份预测是基于一个非常关键的要素,那就是印度的人口规模以及当前印度在智能化时代所处的阶段。第一,美国“硅谷”,目前全球规模最大,最具影响力的半导体产业中心依然是美国“硅谷”,整体来看,“硅谷”是芯片产业链最完整,竞争力最强,同时也是规模最大的芯片产业中心,生产的芯片约占全美国的三分之一。
全球最大的芯片企业和微处理器制造商-英特尔公司,就位于美国硅谷。在过去长达20多年的时间里面,英特尔一直是全球最大的芯片企业,英特尔是一家IDM,也就是涵盖设计,制造,封测等垂直一体化的芯片供应商。
而全球5大芯片设计企业,有4家总部位于“硅谷”,包括博通,高通,英伟达和AMD,当然这里面还包括自研芯片的苹果公司,FPGA巨头赛灵思。由于拥有强大的芯片设计能力,硅谷实际上也是全球芯片代工产业最重要的市场源头,在半导体设备领域,美国三大芯片设备供应商应用材料公司,科磊,泛林研发的总部也都在“硅谷”。
第二,得克萨斯州,如果说“硅谷”是美国芯片产业的研发和设计中心,那么得克萨斯州就是美国芯片产业的制造中心。该州的晶圆工厂主要集中在达拉斯和奥斯丁,总共有15家晶圆工厂。达拉斯是TI(德州仪器)的总部所在地,而TI总共在德州拥有5家晶圆工厂。
而中国两大芯片龙头企业的台积电,中芯国际的创始人张忠谋,张汝京均出身于德州仪器。作为全球最大的模拟芯片供应商,TI的市场份额远远领先于其它厂商。此外,三星电子在该州拥有一座12吋晶圆工厂,Qorvo拥有3座晶圆工厂,恩智浦有3座工厂,英飞凌,高塔半导体,X-Fab各有一座工厂。
第三,韩国京畿道,整体来看,韩国是仅次于美国的全球第二大芯片产业生产国,三星电子,SK海力士在存储芯片市场处于垄断地位。而韩国芯片生产的大部分产能又都集中在京畿道。
从三星电子来看,目前在韩国的晶圆工厂有5座(其中12吋晶圆厂4座,8吋晶圆厂1座),分别位于华城,平泽等地,主要产品包括逻辑芯片代工,图像传感器,存储芯片等。京畿道的韩国芯片企业大都是IDM,覆盖从设计,晶圆制造以及封装测试环节。而从事专业代工的企业有东部高科等。
第四,中国台湾省,台湾地区是全球最大的晶圆代工基地,而主要晶圆工厂分布于北部的新竹,南部和中部的科技园区。在新竹科学园,这里是众多芯片企业总部所在地。
包括代工企业台积电,联电,世界先进半导体;芯片设计企业联发科,联咏,瑞昱;硅晶圆企业环球晶圆等。而在中部,南部的科技园区,同样拥有众多的晶圆工厂。目前代工龙头台积电在台湾地区拥有12吋晶圆工厂4座,8吋晶圆工厂4座。
第五,日本九州岛,日本芯片产业以IDM为主,尤其在功率半导体,图像传感器,闪存等领域拥有优势。日本芯片企业的研发部门大都位于东京等大城市,九州岛以芯片生产为主,产值约占日本总产值的30%左右,其中比较大的工厂包括索尼的12吋晶圆工厂,瑞萨电子的8吋晶圆工厂,三菱电机的IGBT工厂等。
第六,德国德累斯顿,德累斯顿也被称为德国的“硅谷”,这里聚集了美国芯片代工企业格罗方德,本土芯片巨头英飞凌,博世等。英飞凌是功率半导体市场的领导者,博世在汽车电子,MEMS传感器领域拥有很强的实力,两家本土企业都以IDM模式为主。格罗方德是全球三大晶圆代工企业之一,德累斯顿工厂也是格芯最早建立的晶圆工厂。
第七,新加坡,新加坡拥有完整的芯片产业体系,涵盖芯片设计,制造及封测等环节,其中大部分是外资企业,包括有存储芯片巨头美光科技,晶圆代工企业格罗方德,台积电,联电等。其中美光科技拥有三座NAND闪存工厂,包括部分研发业务,目前该工厂是美光在亚洲地区的主要研发和生产中心。
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