半導(dǎo)體設(shè)備材料行業(yè)市場前景及投資研究報(bào)告:研究框架_第1頁
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%%%%半導(dǎo)體設(shè)備、材料行業(yè)研究框架2025-08-20%%1%%%半導(dǎo)體設(shè)備、材料行業(yè)研究框架

半導(dǎo)體設(shè)備和材料作為國內(nèi)剛興起的高技術(shù)行業(yè),受政策和技術(shù)突破影響較大。

設(shè)備、材料公司環(huán)節(jié)、技術(shù)壁壘不同,不同的成長性帶來α。半導(dǎo)體設(shè)備、材料研究思路αβ先進(jìn)產(chǎn)線需求新產(chǎn)品?高技術(shù)設(shè)備帶來高單價(jià)工序增加帶來需求增長?下游客戶擴(kuò)產(chǎn)新產(chǎn)品研發(fā)能力成熟產(chǎn)線的更新擴(kuò)產(chǎn)企?高技術(shù)環(huán)節(jié)競爭格局更優(yōu)市場空間市場份額業(yè)盈利?材料:需求量受產(chǎn)能和稼動率影響設(shè)備:產(chǎn)能與設(shè)備數(shù)正相關(guān)卡位優(yōu)勢?舊產(chǎn)品迭代能力發(fā)達(dá)國家制裁政策??保持客戶粘性穩(wěn)定卡位帶來業(yè)績的持續(xù)兌現(xiàn)?國產(chǎn)廠商份額提升趨勢國內(nèi)扶持政策?業(yè)績兌現(xiàn)能力提升資料:研究所3%%%%半導(dǎo)體設(shè)備、材料行業(yè)研究框架EDA/IP廠務(wù)晶圓材料封測材料晶圓制造晶圓設(shè)備封測設(shè)備封裝測試芯片模擬數(shù)字功率光電MEMS硅基IGBTMOSFET信號鏈電源管理邏輯存儲碳化硅激光光學(xué)CPUGPUFPGAMCUAI/IoTDRAMFlash射頻%資%料:研究所4%%%%%%半導(dǎo)體設(shè)備、材料行業(yè)研究框架半導(dǎo)體設(shè)備半導(dǎo)體材料原材料零部件子系統(tǒng)上游碳化硅樹脂軸承反應(yīng)腔石英傳感器發(fā)生器泵流量控制系統(tǒng)真空系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)熱管理系統(tǒng)集成系統(tǒng)有色金屬氮化鎵鋁合金鐵合金陶瓷上游制程診斷系統(tǒng)砷化鎵電源系統(tǒng)光引發(fā)劑化學(xué)溶劑塑料玻璃陶瓷件機(jī)械臂晶圓傳送系統(tǒng)光刻機(jī)刻蝕設(shè)備薄膜沉積機(jī)硅片拋光材料掩模板ASML、尼康、上海微檢測/量測LAM、AMAT、華創(chuàng)、中微

LAM、AMAT、華創(chuàng)、拓荊信越化學(xué)、滬硅產(chǎn)業(yè)濕電子化學(xué)品杜邦、安集、鼎龍Toppan、

Photronics中游中游清洗設(shè)備離子注入機(jī)AMAT、Axcelis、凱世通熱處理設(shè)備光刻膠電子氣體KLA、飛測、精測涂膠顯影機(jī)TEL、芯源微盛美、芯源微、華創(chuàng)巴斯夫、英特格、中巨芯

TOK、JSR、彤程、鼎龍液化空氣、林德、中船CMP設(shè)備靶材封裝基板引線框架AMAT、華海清科AMAT、華創(chuàng)、屹唐霍尼韋爾、江豐電子欣興集團(tuán)、Ibiden、興森住友、新光下游:半導(dǎo)體制造芯片代工IDM芯片封裝臺積電、聯(lián)電、SMICSK海力士、德州儀器、美光、長存日月光、長電、通富、安靠%資%料:研究所5%%%半導(dǎo)體設(shè)備、材料行業(yè)研究框架

IC制造流程復(fù)雜,涉及半導(dǎo)體設(shè)備種類繁多。總體來說,半導(dǎo)體設(shè)備可分為制造設(shè)備與封測設(shè)備,其中制造設(shè)備又可分為晶圓生產(chǎn)設(shè)備和晶圓工藝設(shè)備,封測設(shè)備又可分為封裝設(shè)備和測試設(shè)備。半導(dǎo)體設(shè)備全景圖硅片制造1%~3%拉單晶擴(kuò)散磨外圓切片倒角磨削或研磨CMP薄膜沉積光刻刻蝕離子注入CMP金屬化檢驗(yàn)及清洗前道工藝78%~80%?????CVD設(shè)備PVD設(shè)備RTP設(shè)備ALD設(shè)備氣相外延爐PVD設(shè)備CVD設(shè)備電鍍設(shè)備???氧化爐???等離子體刻蝕等離子去膠機(jī)濕法刻蝕裝備?????涂膠/顯影??等離子去膠機(jī)離子注入機(jī)??CMP設(shè)備RTP設(shè)備光刻機(jī)刷片機(jī)激光退火量測/檢測

清洗引線鍵合背面減薄晶圓切割貼片模型切筋/成型FT后道工藝18%~20%????檢測設(shè)備貼膜機(jī)減薄機(jī)厚度/粗糙度測量儀剝膜機(jī)晶圓安裝機(jī)劃片機(jī)引線鍵合機(jī)注塑機(jī)激光打標(biāo)機(jī)烤爐????????????切筋/成型設(shè)??貼片機(jī)烤箱微波/等離子清洗備測試設(shè)備?清洗設(shè)備ADIAOI??AOIX-ray在IC制造環(huán)節(jié),晶圓制造包括硅片制造和晶圓加工工藝,其中前者包括拉單晶、晶體加工、切片、研磨、倒角、拋光等一系列步驟,后者包括氧化、涂膠、光刻等一系列步驟,半導(dǎo)體設(shè)備就在這些相應(yīng)的步驟中被使用。在IC制造環(huán)節(jié)后,內(nèi)嵌集成電路尚未切割的晶圓片會進(jìn)入IC封測環(huán)節(jié),包括磨片、切割、貼片等一系列步驟,在各步驟中需使用相對應(yīng)的半導(dǎo)體封裝和測試設(shè)備,最終得到芯片成品。資料:頭豹研究所,研究所6%%%%半導(dǎo)體設(shè)備、材料行業(yè)研究框架DRAM芯片NAND芯片邏輯芯片%資%料:維基百科,《3D

ICdevices,

technologies,

and

manufacturing》-Hong

Xiao,Union

Memory,研究所7%%%%%%半導(dǎo)體設(shè)備、材料行業(yè)研究框架從2DNAND到3D

NAND就像平房到高樓大廈MOSFET的結(jié)構(gòu)從平面到FinFET再到GAA資料:美光,三星,研究所%%8%%%半導(dǎo)體設(shè)備、材料行業(yè)研究框架

在摩爾定律放緩的情況下,單純的縮放晶體管的方式正在失效,需要新的三維結(jié)構(gòu)和材料來提升平面晶體管密度,工藝難度在不斷加大。

從晶圓設(shè)備(前道制造)銷售額/半導(dǎo)體銷售額的比例來看,2021-2024年分別為16.1%、16.1%、18.4%、16.9%,呈現(xiàn)出增長的趨勢。2015年后晶圓設(shè)備開支密度不斷加大先進(jìn)制程需要的制造步驟不斷提升18%16%14%12%10%8%2015年臺積電16nm量產(chǎn)成功額外的資本效率驅(qū)動因素:額外的資本密度驅(qū)動因素:6%1、從8寸過渡至12寸2、存儲器行業(yè)整合3、邏輯芯片向代工模式轉(zhuǎn)變4、用于lCAPS領(lǐng)域的過剩二手設(shè)備1、工藝難度增加2、芯片面積增加3、18寸晶圓沒有應(yīng)用4、缺少二手設(shè)備4%2%0%資料:AMAT,KLA,研究所9%%%%半導(dǎo)體設(shè)備、材料行業(yè)研究框架每5萬片晶圓產(chǎn)線對應(yīng)的設(shè)備需求半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模605040302010053.81,4001,2001,000800200%150%100%50%39.729.722.360017.512.50%40010.18.36.5-50%-100%4.82003.21.92.22.6090nm

65nm

45nm

28nm

16nm

7nm5nm4nm3nm2nm

1.4nm

1.0nm

0.8nm

0.6nm2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

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2018

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2020

2021

2022

2023

2024全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額(億美元)同比增速2024年各類半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模占比2024年半導(dǎo)體設(shè)備市場格局1.88%2.31%2.71%3.58%2.86%阿斯麥光刻設(shè)備應(yīng)用材料泛林半導(dǎo)體東京電子科磊半導(dǎo)體愛德萬15.17%刻蝕設(shè)備20.13%3.87%26.17%薄膜沉積設(shè)備4.34%6.28%6.87%化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備去膠及熱處理設(shè)備清洗設(shè)備9.26%北方華創(chuàng)迪恩士20.88%10.06%半導(dǎo)體測試設(shè)備組裝與封裝設(shè)備其他前道制造、后道制造設(shè)備ASM國際迪思科23.46%2.82%4.70%13.84%18.81%其他資料%%:SEMI、IBS、iFinD,半導(dǎo)體縱橫,WICA,研究所10%%%%%%半導(dǎo)體設(shè)備、材料行業(yè)研究框架100%80%60%40%20%0%200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022202320242025E-20%-40%-60%-80%半導(dǎo)體設(shè)備銷售額同比增速:全球半導(dǎo)體銷售額同比增速:全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額同比增速:中國大陸半導(dǎo)體銷售額同比增速:中國大陸40%30%20%10%0%20002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022202320242025E-10%-20%-30%半導(dǎo)體材料銷售額同比增速:全球半導(dǎo)體銷售額同比增速:全球半導(dǎo)體材料銷售額同比增速:中國大陸半導(dǎo)體銷售額同比增速:中國大陸資料:Wind,研究所%%11%%%半導(dǎo)體設(shè)備、材料行業(yè)研究框架?

ASML預(yù)測2025-2030年全球半導(dǎo)體市場銷售額有望從6,790億美元增長至10,510億美元,復(fù)合增速為9%;下游領(lǐng)域中,增速最快的為服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心&存儲,其市場規(guī)模有望從1,560億美元增長至3,610億美元,復(fù)合增速高達(dá)18%,傳統(tǒng)領(lǐng)域如智能手機(jī)、消費(fèi)電子等增速相對較慢。?

下游市場的產(chǎn)業(yè)升級也導(dǎo)致晶圓市場的需求呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)性分化,ASML預(yù)測2025-2030年成熟邏輯、先進(jìn)邏輯、DRAM、NAND的需求變化分別為580→750萬片/月、200→320萬片/月、170→250萬片/月、170→190萬片/月,平均每年的增量分別為34萬片/月、24萬片/月、16萬片/月、4萬片/月。從增幅來看,先進(jìn)制程的需求增速最快;從增量來看,成熟制程的絕對值較大,每年依舊有穩(wěn)定增長的需求。圖:不同下游領(lǐng)域?qū)Π雽?dǎo)體需求的增速預(yù)測圖:2025-2030年全球市場晶圓增長預(yù)測個(gè)人計(jì)算設(shè)備消費(fèi)電子2025-2030年晶圓增量(Kwspm/yr.)智能手機(jī)4%5%>28nm28nm34024016040成熟邏輯(1061128580757065603%83))17719212010080604020010120016012080801621001001581571499278先進(jìn)邏輯(≤DRAM747270NAND400780202520262027202820292030202520262027202820292030晶圓總需求202520262027202820292030有線和無線基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心&存儲半導(dǎo)體合計(jì)6%70361M

wspm)8070605040302010040035030025020015010050每月晶圓產(chǎn)出(6618%63602965710515311002432119%188941161412108100090080070060050040030020010001568457911.92.5紹67974901.71.72.02025202620272028202920302025202620272028202920303.2汽車電子工業(yè)電子61201008060402009%1141201008060402007%110120105989810047.5939184845.8762020252030成熟邏輯先進(jìn)邏輯DRAMNAND202520262027202820292030202520262027202820292030202520262027202820292030資料:ASML,研究所12%%%%半導(dǎo)體設(shè)備、材料行業(yè)研究框架美國BIS將及其非美國附屬美國禁止三星海力士在華工廠引進(jìn)ASML美國政府提出CHIP4聯(lián)盟,由美、韓、日、中國臺灣組成芯片四方聯(lián)盟,將中國大陸排除在全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈之外美國BIS宣布限制使用美國特定技術(shù)和軟件在國外設(shè)計(jì)和制造半導(dǎo)體拜登簽署芯片法案,禁止受益企業(yè)自接受資助70家公司納入出口“實(shí)體美國將SMIC等60多家中國技術(shù)企業(yè)列入美國清單”,對其進(jìn)出口進(jìn)行限制。隨后美國三大EDA廠商相繼暫起10年內(nèi)在中國增產(chǎn)先出口“實(shí)體清單”進(jìn)制程半導(dǎo)體停了對的授權(quán)和更新EUV光刻機(jī)2019.52020.52020.122021.122022.52022.8美國對設(shè)計(jì)GAAFET所必須的EDA軟件以及氧化鎵為代表的超寬禁帶半導(dǎo)體材料等四項(xiàng)技術(shù)實(shí)施出口2022.8逐步升級

圍追堵截限制美國人支持中國半導(dǎo)體,對AI芯片的性能及帶寬給出明確的限制2022.102025.12024.122024.92024.92024.12023.102025.1ASML將需要向荷蘭政府申請部分浸潤式DUV光刻系統(tǒng)的出口許可證AI芯片限令日本政府宣布擬對十余種半導(dǎo)體相關(guān)物項(xiàng)臺積電16nm產(chǎn)品封裝必須由符合BIS要求的OSAT企業(yè)完成;美國限制向中國出口14nm、16nm以下芯片BIS發(fā)布出口的“強(qiáng)化版”新規(guī),140日本政府宣布將ASML將不再會CMOS、SEM、進(jìn)一步加碼,A800/H800禁止對華出售,并且立即生效獲得2000i及更先進(jìn)光刻機(jī)對華出售的許可實(shí)施出口,并將家企業(yè)被列入等共GAAFET

5多家中國企業(yè)列入“最終用戶清單”“實(shí)體清單”,限項(xiàng)目加入出口物項(xiàng)清單制設(shè)備商和HBM資%%料:新智元網(wǎng),鈦媒體,觀察者網(wǎng),新華社,研究所13%%%%%%半導(dǎo)體設(shè)備、材料行業(yè)研究框架?

隨著半導(dǎo)體設(shè)備和材料公司的營收規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,其研發(fā)投入力度也隨之增強(qiáng),有望加速進(jìn)程。2024年主要半導(dǎo)體設(shè)備和材料上市公司的研發(fā)費(fèi)用總計(jì)分別為100.5億元和28.3億元,同比增速分別為42.5%和19.3%,目前已經(jīng)完成了從0到1的突破,后續(xù)需要進(jìn)一步加大研發(fā)投入,在中高端產(chǎn)品層面超越海外領(lǐng)先廠商。圖:半導(dǎo)體設(shè)備各環(huán)節(jié)國產(chǎn)化率水平:半導(dǎo)體設(shè)備上市公司收入圖國大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷售額比重25%20%15%10%5%國產(chǎn)化率匡算22.7%22.4%2024年全球市場規(guī)模21.1%晶圓制造環(huán)節(jié)國內(nèi)主要公司(億美元)年年年2024年20212022202314.1%熱處理設(shè)備31.5~11%~5%~14%~9%~19%~17%~23%~19%北方華創(chuàng)、屹唐股份北方華創(chuàng)、中微公司、拓荊科技、微導(dǎo)納米薄膜沉積設(shè)備256.30%2021202220232024刻蝕設(shè)備光刻設(shè)備CMP設(shè)備清洗設(shè)備180.9258.429.8~11%—~18%—~28%—~28%—北方華創(chuàng)、中微公司、屹唐股份上海微電子等半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)占比估算(不含進(jìn)口光刻機(jī))圖:半導(dǎo)體材料上市公司收入國大陸半導(dǎo)體材料銷售額比重35%30%25%~18%~26%~37%~29%~43%~34%~40%~32%華海清科、晶亦精微30.7%簡要介紹27.8%27.1%盛美上海、北方華創(chuàng)、芯源微、至純科技等23.9%65.720%15%10%5%涂膠顯影設(shè)備35.3~7%~3%~12%~3%~13%~4%~10%~5%芯源微0%檢測/量測142.5精測電子、中科飛測、上海睿勵(lì)等2021202220232024半導(dǎo)體材料國產(chǎn)占比估算資%%料:Wind,Gartner,公司公告,研究所14%%%半導(dǎo)體設(shè)備、材料行業(yè)研究框架晶圓制造中各環(huán)節(jié)中涉及材料?

市場大,自供低——材料國產(chǎn)化率瓶頸亟待突破硅片高純硅拉單晶磨外圓切片倒角磨削CMP外延生長半導(dǎo)體材料市場同樣是國產(chǎn)化突破的重要薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì),2018年中國大陸半導(dǎo)體材料市場規(guī)模達(dá)84.4億美元,僅次于中國臺灣、韓國的114.5億、87.2億美元。與半導(dǎo)體設(shè)備存在的問題類似,半導(dǎo)體材料的國產(chǎn)化率也較低,除超純試劑外的硅晶片、CMP拋光墊、濺射靶材等材料均主要依賴進(jìn)口。未來半導(dǎo)體材料仍需繼續(xù)加強(qiáng)國產(chǎn)化的推進(jìn)。由于半導(dǎo)體制造與封測技術(shù)的復(fù)雜性,從晶圓裸片到芯片成品,中間需要經(jīng)過氧化、濺鍍、光刻、刻蝕、離子注入、以及封裝等上百道特殊的工藝步驟,半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步也帶動了上游專用材料與設(shè)備產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。高純特氣高純試劑硅片靶材光刻膠涂膠掩膜版硅晶圓清洗沉積氧化前烘曝光顯影刻蝕后烘高純試劑制

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