近日，美國最大的半導體設備制造商應用材料公司公布了其上季度財報，并預計在汽車和工業芯片制造設備的強勁需求推動下，公司在下一財季仍可以實現強勁的銷售數據。

應用材料預計，盡管芯片行業整體仍然低迷，但汽車芯片和其他中低端芯片的設備銷量仍將增長，而中國將成為其最大動力。


汽車芯片需求仍然強勁

財報顯示，在截至今年1月底的第一財季內，應用材料凈銷售額67.39億美元，同比增長7%；凈利潤17.17億美元，同比下降4%，稀釋后每股收益2.02美元。

該公司預計，第二財季其銷售額將約為64億美元。這超出了分析師63億美元的平均預期，并推動應用材料公司股價在盤后交易中上漲1.53%。

事實上，由于芯片行業仍處于普遍供過于求的狀態，許多芯片巨頭今年都削減了新工廠和設備的預算。但應用材料的最新展望卻樂觀地認為，包括汽車芯片在內的一些細分芯片行業仍有亮點。

該公司CEO迪克森（Gary Dickerson）表示，雖然這類產品（汽車芯片等）通常是在使用成熟工藝的機器上生產的，但客戶正在增加產能以滿足需求。

“人們低估了這個行業對芯片的實際需求，”他說，“我們的定位是在2023年更有韌性地跑贏市場。”

除了應用材料，亞諾德半導體（Analog）和格芯（GlobalFoundries）等芯片制造商也表示，某些類型的半導體仍存在短缺，尤其是用于汽車、工廠設備和智能聯網電器的半導體。

臺積電也已經表示，該公司將不得不擴大生產這類零部件的能力。


碳化硅進入快車道 有望改變芯片格局

盡管國產芯片在制程上落后，但智能汽車所用的車規級芯片對納米工藝的要求并不像智能手機那樣高，反而對材料有更高要求。因此，碳化硅等新材料和新技術的發展，為汽車芯片產業的發展帶來新的可能。

德州儀器（TI）中國區汽車事業部總經理蔡征對記者介紹稱，硅是應用最廣泛的半導體材料，但無法突破高溫、高功率和高頻的瓶頸。以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導體，由于其材料本身的寬禁帶特征，可在更高的電壓、溫度下工作，提升功率密度。

其中，碳化硅主要用于襯底晶片和外延片。據介紹，由于碳化硅具有優越的物理性能：高禁帶寬度、高電導率、高熱導率、低通損耗等，特別適合于制造電力電子領域的高功率半導體元器件。諸多優勢在身，碳化硅搭上了新能源汽車推廣的快車道。蔡征表示，隨著電動汽車800V系統的普及，以及市場對更高電驅動轉換效率的需求，碳化硅器件在牽引逆變器和電動壓縮機上會有越來越廣泛的應用。

不過，業內人士指出，碳化硅不可能全部替代絕緣柵雙極型晶體管（IGBT），未來更多是二者之間的互補。原誠寅告訴記者，碳化硅最大的問題在于基礎材料的成本偏高、效率偏低。“現在碳化硅還是在6英寸的晶圓上做，而IGBT已做到8英寸，同時也在向12英寸發起沖擊。相比之下，碳化硅的生產效率偏低，而且降低成本也是短期內無法解決的難題。所以保守估計，短時間內碳化硅的應用占比會逐漸升高，但無法完全替代IGBT。”他稱。

在蔡征看來，“互補共生”可以用來描述車規級功率半導體器件未來的競爭情況。受限于碳化硅器件較高的制造成本和有限的生產能力，傳統IGBT仍將占據主要市場份額，而要充分釋放碳化硅和IGBT的性能，有賴于功能強大的驅動器相配合。

與現有的硅或碳化硅解決方案相比，氮化鎵能夠實現更好的開關性能和對更高工作頻率的支持，以及更低的輸入和輸出電容和零反向恢復電荷，可顯著降低約25％的功率轉換損耗，從而降低成本并提升功率密度，因此適用于中等功率的交流／直流車載充電器和高壓直流／直流轉換器。

蔡征指出，氮化鎵的優勢可在需要更高效率和更小尺寸的設計中得到最大程度的發揮。隨著電動汽車的進一步推廣，德州儀器將氮化鎵視為車載充電器和直流／直流轉換器的理想解決方案。


聚焦國產替代主線，擁抱自主可控

美國推出《芯片與科學法案》，向半導體行業提供約527億美元的資金支持及240億美元的投資稅抵免，鼓勵企業在美國研發和制造芯片。歐盟推出《歐洲芯片法案》計劃提供配套的430億歐元振興歐洲半導體制造業，目標到2030年將歐盟半導體產量在全球的份額提升到20%左右。

受國際貿易環境影響，以及各國出臺的產業鼓勵扶持政策，半導體的在地化生產成為趨勢，全球各地出現晶圓廠擴建潮。

根據SEMI數據，2014年全球半導體設備銷售規模僅為375億美元，2021年在全球晶圓廠擴建潮拉動下，半導體制造設備銷售額激增，較2020年的712億美元增長44%，達到1026億美元的歷史新高；預計2022年全球半導體設備市場規模將達到1140億美元。

2020年開始，中國大陸市場半導體銷售規模居全球第一，達到187億美元，占比26.3%，2021年銷售規模296億美元，占比28.86%，2022年前三季度219億美元，占比27.44%，仍然位居全球第一。

2021年，全球前十大半導體設備供應商分別為應用材料、ASML、東京電子、Lam、KLA、SEMES、Screen Semicondutor、Kokusal Electric、 ASM International、Murata Machinery，合計占據全球半導體市場83%份額。

主要的已上市半導體設備企業的收入數據顯示，近年來，半導體設備企業總營收呈現持續高增長，2021年收入合計達到195億元，同比增長64%，2022年前三季度收入合計209億元，同比增長約64%。

根據集微數據，中國大陸未來5年（2022年-2026年）將新增25座12英寸晶圓廠，總規劃新增月產能將超過160萬片。

90nm制程每5萬片晶圓產能對應的設備投資額為21億美元，28nm制程每5萬片晶圓產能對應的設備投資額約40億美元，而到3nm制程每5萬片晶圓產能對應的設備投資額將達到215億美元。以此估算，中國大陸未來5年新增產能對應的設備投資規模近千億美元。

根據Gartner數據，2021年全球半導體前道設備市場規模超900億美元，其中占比較高的設備為刻蝕設備、薄膜沉積設備和光刻設備。從各類型設備市場格局看，市場份額主要為美日歐等半導體設備廠占據，國內廠商市占率較低，有較大的提升空間。

半導體測試設備市場主要由美日設備企業占主導。Gartner數據顯示，2019年全球質量檢測設備市場規模為62.5億美元，主要供應商包括KLA、應用材料和日立高新，三家企業合計占74%市場份額；2019年全球電學測試設備市場規模約54億美元，主要供應商是泰瑞達、愛德萬、COHU和東京電子。

半導體設備零部件種類繁多，競爭格局分散。全球半導體設備市場規模超千億美元，而設備成本構成中90%以上為精密零部件產品，以此估算，全球半導體設備精密零部件市場規模約500億美金。

零部件的性能、質量和精度對于半導體設備的可靠性和穩定性至關重要。伴隨著美國對中國半導體出口限制的不斷加強，半導體設備零部件的國產化日漸受到重視，核心零部件國產化已經成為半導體設備產業發展必不可少的環節。另外，近年來，本土半導體設備廠商快速發展，也推動著本土零部件企業的發展。

半導體材料方面，2022年全球半導體材料市場規模預計再創新高。根據SEMI數據，2021年全球半導體材料市場規模達到643億美元，同比增長16%，預計2022年將達到698億美元，同比增長8.6%，2023年預計超過700億美元。

中國大陸半導體材料市場規模全球第二，增速第一。分地區看，中國臺灣為全球半導體材料銷售規模最大的市場，2021年市場規模為147億美元，同比增長15.7%；中國大陸2021年半導體材料的市場約為119.3億美元，同比增長21.9%，增速在所有區域中排名第一。

半導體材料市場中，硅片占比超過30%，為市場規模最大的半導體材料類別；其次為特氣，占比14.1%；第三為光掩膜，占比12.6%；拋光材料、光刻膠配套試劑、光刻膠、濕電子化學品、靶材的占比分別為7.2%、6.9%、6.1%、4.0%、3.0%。

得益于下游客戶的供應鏈國產化需求，近年來，國內主要半導體材料企業收入快速增長。

展望2023，半導體板塊各環節、各企業、各產品將加速分化。從產業鏈來看，晶圓廠產能利用率回落、價格下滑，但成本仍然處于歷史高位，IC設計廠商則預計馬太效應加劇。另一方面，隨著國產替代持續推進，國內晶圓廠逆周期擴產，國內相關半導體設備、材料廠商有望長期受益。