集微網訊息,隨著全球半導體行業進入下行週期及半導體裝置銷售到中國受到多方國家的制約,全球半導體裝置正提前進入到下行週期。根據SEMI 12月最新預測,2023年全球半導體裝置銷售額同比下降6%至1009億美元,預計2024年、2025年分別為1050、1240億美元,同比+4%、+18%。
從細分市場來看,2023年晶圓製造裝置、封裝裝置、測試裝置同比-4%、-31%、-16%,預計2024年同比+3%、+24%、+14%。從需求市場來看,2023年代工/邏輯、NAND、DRAM的半導體裝置市場分別同比+6%、-49%、+1%,預計2024年同比-2%、+21%、+3%。
但是,2023年中國大陸半導體裝置市場逆勢增長,預計將達300億美元,而前值為283億美元,佔比預計高達29%,與此同時,中國半導體裝置國產化仍在進一步的提速,這主要歸結於以下幾個主要因素:美日荷聯盟對中國晶圓製造先進製程的封鎖、先進製程和成熟製程的擴產結果導向和部分國產裝置0-1的關鍵性突破。
裝置自主可控“如火如荼”
時移世換,美日荷先進裝置管理新規正陸續落地,市場對裝置管制擔憂情緒逐步消弭,而國內晶圓廠積極向本土裝置公司開放工藝驗證機會,藉此,我國半導體裝置廠商仍處在國產化替代的“黃金時期”。
其中,美國10月17日新規細化的半導體裝置管制範圍主要包括:a.外延裝置,包括矽、碳摻雜矽、矽鍺或碳摻雜矽鍺的外延裝置;b.離子注入裝置;c.刻蝕裝置,包括同向幹法刻蝕、原子層刻蝕、用於溼法刻蝕且矽鍺與矽的刻蝕選擇性比為100倍或更高的裝置;d.沉積裝置,用於金屬互聯的阻擋層、襯墊層、種子層、頂蓋層的金屬沉積裝置、PECVD裝置(碳硬掩模、低氟鎢等)、ALD裝置等;e.部分光刻裝置;f.用於設計EUV掩模的離子束或物理氣相沉積裝置;g.用於先進節點製造的退火、清洗裝置。
日本經濟產業省5月釋出的清單涉及:清洗、成膜、熱處理、曝光、刻蝕、檢查等23個種類,包括極紫外(EUV)相關產品的製造裝置和三維堆疊儲存器的刻蝕裝置等。
基於此,國內先進製程過往數年已實現部分工藝突破,先進製程的擴產也已漸行漸近。國內半導體裝置廠商仍在進一步加大產品線的研發投入,除光刻機外,在重點環節均能實現28nm的製程突破,部分刻蝕、清洗環節已經推進至先進製程節點。其中,塗膠顯影、CVD、刻蝕、PVD環節國產化率位於10%~30%之間,清洗(35%)、熱處理(40%)、去膠國產化率達到了90%;而ALD、光刻、量檢測、離子注入環節國產化率仍然較低,處於5%以下。
而在國產裝置替代的相關領域之中,刻蝕、薄膜沉積、光刻、量檢測市場規模居前四,分別為418億、399億、323億、228億人民幣,而其中量檢測市場空間最大,當前國產化率不足5%。
值得提及的是,國產裝置廠商也在對關鍵工藝正不斷攻克,提振自主可控信心。根據拓荊科技半年報顯示,其PECVD通用介質薄膜材料(包括SiO2、SiN、TEOS、SiON、SiOC、FSG、BPSG、PSG 等)和先進介質薄膜材料(包括ACHM、LoKⅠ、LoKⅡ、ADCⅠ、HTN、a-Si 等)均已實現產業化應用;中科飛測半年報披露,其無圖形晶圓缺陷檢測裝置已覆蓋2Xnm及以上需求,1Xnm工藝節點裝置研發進展順利;其圖形晶圓缺陷檢測裝置已在客戶端進行產線工藝驗證,進展順利;中微公司半年報表述,其超高深寬比掩膜(≥40:1)和超高深寬比介質刻蝕(≥60:1)都已經開展現場驗證,目前進展順利;根據芯源微半年報提及,其浸沒式塗膠顯影機客戶端匯入進展良好,超高溫烘烤Barc裝置已實現客戶重複訂單。
儲存回溫引領擴產需求
基於2023Q3及Q4終端市場的改善,WSTS上調2023年全球半導體銷售額預至同比下降9.4%達5200億美元。展望2024年,WSTS預計全球半導體市場同比增長13.1%達5880億美元,預計儲存、邏輯、微型器件、模擬晶片、分立器件、感測器、光電器件在2024年將同比增長44.8%、9.6%、7.0%、3.7%、4.2%、3.7%、1.7%。
據悉,作為全球第二大記憶體晶片廠商的SK海力士預計行業即將好轉,決定在2024年預留約10萬億韓元(約76億美元)的設施資本支出-相較2023年6萬億-7萬億韓元的預計設施投資,同比增幅43%~67%,主要投向高附加值DRAM晶片擴建設施,包括HBM3、DDR5及LPDDR5和升級HBM的TSV新進封裝專案。並且透過供應鏈訊息傳出,SK海力士2024年的HBM3和HBM3E產能已完全告罄,公司正與客戶討論2025年HBM的產量和供應。
無獨有偶,2023年2月27日,長江儲存科技控股有限責任公司註冊資本由約562.75億元增至約1052.70億元,其中大基金二期增資128.87億元;10月29日,長鑫新橋儲存技術有限公司註冊資本從50億元增加到439.24億元,大基金二期增資145.6億元。
行業周知,長江儲存當前生產的3D NAND並不需要非常先進的晶圓製程,但是對特殊工藝要求較高,比如超深寬比刻蝕裝置等,所以長江儲存對於國產化產線的驗證的作用無可替代。再疊加資料儲存是資訊產業的重中之重,而3D NAND又是其中不可或缺的組成部分,因此隨著大基金二期陸續增資長存、長鑫,國記憶體儲廠商資本開支有望提升,而刻蝕、薄膜沉積等裝置是儲存擴產價值最高的環節。
“0-1”裝置迎放量機遇
受行業去庫存等多因素影響半導體裝置板塊起伏不定,半導體量/檢測裝置、圖膠顯影、離子注入裝置國產替代空間大,下游客戶重點加速匯入,且現階段重點面向成熟製程,裝置種類更眾多,在0-1的快速滲透中快速放量且有利於抵禦半導體行業週期波動的衝擊。
其中,全球量/檢測裝置百億美元市場,美國科磊半導體(KLA)佔比54%一家獨大。2018-2022年,中科飛測、上海精測、上海睿勵三家國內量/檢測裝置標杆公司在國內檢測量測裝置的市佔率由0.7%提升至4%。目前整體半導體裝置的國產化率約在15-20%,量/檢測裝置的國產化率仍遠低於其他裝置品類,是僅次於光刻機的國產化率較低的裝置細分領域。
另外,在裝置領域研發難度僅次於光刻機的離子注入機也值得重點關注。離子注入機注入工藝驗證非常困難,常常需要2~3個月晶片製造完成後,測量電性才知道離子注入質量如何。在28奈米以後的先進製程中,離子注入機的數量雖然在減少,但難度卻在不斷提升,對於裝置的Particle控制、角度控制、損傷控制等要求更加嚴格。
2023年,萬業企業(凱世通)新增兩家 12 英寸晶片晶圓製造客戶,新簽訂單金額超 1.6億元,涵蓋邏輯、儲存、功率多個方向,已實現 28nm 低能離子注入工藝全覆蓋,並已完成產線驗證及驗收。同時,公司啟動新的研發製造基地,提供低能大束流、超低溫低能大束流、重金屬低能大束流、高能離子注入機等全系列產品的評估,縮短從技術驗證到客戶匯入的時間。
在光刻工序塗膠顯影裝置領域,日本東京電子處於壟斷地位,市佔率高達90%。中國大陸前道塗膠顯影裝置中僅芯源微的裝置在產業鏈中具備高階in-line裝置的量產製造能力,在華力整合、中芯紹興、上海積塔、青島芯恩等晶圓廠獲得批次招標採購,產品包括聚合物塗膠顯影機、背面塗膠顯影機、KrF勻膠顯影機、I-line勻膠顯影機等,2023年公司銷售訂單量較上年有較大幅度增加,光刻工序塗膠顯影裝置和單片式溼法裝置銷量較上年均有不同程度增長。
量檢測裝置上市輔導者眾
2023年,半導體產業新受理企業為48家,同比下降36%;募資金額共計470億元,下降幅度更是高達61.94%。與此同時,“上市夢”終止的IPO企業數量則在增加,2023年達到40家,同比增長81.82%。但在國產半導體裝置爆發需求之際,仍有一批裝置廠商開啟了IPO上市輔導之路,以期募集資金提升技術實力並擴張產能。
其中,量檢測裝置類企業扎堆在2023年開啟上市輔導,以期在空缺市場中拔得頭籌。其中,中科飛測率先完成上市,其產品目前已廣泛應用在中芯國際、長江儲存、士蘭集科、長電科技、通富微電等前道製程及先進封裝企業,打破量檢測裝置領域國際裝置廠商對國內市場的長期壟斷局面,募資擴充產能並加速研發以期在國產替代“紅利期”完成“進化”。
另外從遞表上市的受理企業中,不難發現,與已上市裝置型別同質化的企業微乎其微,或許未來國產“應用材料”“東京電子”類龍頭企業會在完成上市的企業當中脫穎而出,實現半導體裝置自主可控的細分龍頭也將紛至沓來。