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半导体设备国产化率仅16%,九大细分领域正迎头追赶
作者: | 作者:韦伯咨询 | 发布时间: 2023-01-05 | 6646 次浏览 | 分享到:
2011-2016年,国内设备企业平均自制率仅为16%,国产设备自制率还有较大提升空间。我国计划到“十三五”末期,国产集成电路设备在国内芯片制造厂的替代率至少达到30%,全球半导体产能大转移为国内集成电路设备企业带来重要历史机遇。

国内企业北方华创实力领先,公司28nm氮化钛硬掩膜(HardmaskPVD)、Al-PadPVD设备已率先进入中芯国际供应链体系,成为国产PVD的佼佼者。

图表8:PVD设备市场内外资品牌格局

资料来源:各公司官网、韦伯咨询

2、CVD设备

薄膜沉积常见工艺为化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)。化学气相沉积是通过气体混合的化学反应在硅片表面沉积一层固体膜的工艺。目前CVD需要用到CVD设备,包括APCVD(常压CVD)、LPCVD(低压CVD)和等离子体辅助CVD。

全球CVD市场上,应用材料占据龙头地位,全球市场份额达到30%,其次是东京电子和拉姆研究,市场集中度较高。

国内市场上,北方华创的LPCVD,以及沈阳拓荆的PECVD,已通过主流晶圆代工厂验证,实现了小批量生产交付

图表9:CVD设备市场中外资品牌格局

资料来源:Gartner、《半导体制造工艺》、韦伯咨询整理

七、CMP设备

CMP(化学机械抛光)工艺指抛光机的抛光头夹持住硅片相对抛光垫做高速运动,抛光液在硅片和抛光点之间连续流动,抛光液中的氧化剂不断接触裸露的硅片表面,产生氧化膜,然后借助抛光液中的微粒机械研磨作用去除氧化膜。

CMP机台市场被应用材料和日本的Ebara高度垄断,两者市占率接近90%。

国内市场上,华海清科和电科装备45所是主要的研发力量。华海清科国产首台8英寸CMP设备已实现出厂销售。电科装备45所自主研发的CMP商用机已在中芯国际天津公司进行上线验证。

图表10:CMP设备市场中外资品牌格局

资料来源:各公司官网、韦伯咨询整理

八、检测设备

1、质量测量设备

半导体制造环节的检测流程分为前道检测和后道检测。其中,前道检测主要分为光学测量和缺陷检测,统称为质量测量。

目前集成电路质量测量设备全球主要的供应商是科磊半导体(KLATencor)、应用材料和日本日立,市占率分别为52%、12%和11%。市场竞争格局集中。

国产企业主要代表是上海睿励科学和上海精测。睿励科学具备光学膜厚测量系统、光学关键尺寸和形貌测量系统,国内技术领先。2014年获得三星数台订单,并于2018年获得三星的重复订单。上海精测开发了适用于半导体工业级应用的膜厚测量以及光学关键尺寸测量系统。

图表11:质量测量设备企业全球市场份额情况

资料来源:科磊半导体、韦伯咨询整理

2、电学检测设备

后道检测主要为电学检测,核心设备包括测试机、探针台和分选机。

目前,电学检测设备市场集中度很高,其中测试机主要被爱德万和泰瑞达垄断,分选机被爱德万、科休半导体、爱普生等企业垄断,探针台被东京电子、东京精密和伊智所垄断。国内龙头长川科技已经布局测试机和分选机市场,积极研发探针台。华峰测控主要产品为测试机,是国内大的半导体测试机供应商。上海中艺主要产品为分选机。’

图表12:国内外电学检测设备主要竞争企业名单

资料来源:各公司官网、韦伯咨询整理

九、清洗设备

硅片清洗的目标是去除所有表面沾污,包括颗粒、有机物、金属和自然氧化层。目前占统治地位的硅片清洗方法是湿法清洗。湿法清洗设备分为单片清洗设备和槽式清洗设备,槽式清洗设备可以批量清洗硅片,但是可能会导致互相污染现象。

全球清洗设备龙头迪恩士、东京电子和拉姆研究,CR3接近90%,其中迪恩士一家占比超过50%,是绝对的龙头。

国内企业中,盛美半导体是国产清洗设备的优秀代表,主流产品得到国际一流品牌包括中芯国际、长江存储、SK海力士等企业的认可。至纯科技正在积极布局集成电路清洗设备。

图表13:清洗设备市场中外资品牌格局

资料来源:TMr、公司官网、韦伯咨询

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