3月2日，國務(wù)院副總理劉鶴說，發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)必須發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，用好政府和市場兩方面力量。被視為是半導(dǎo)體行業(yè)反轉(zhuǎn)的契機(jī)，3月3日，半導(dǎo)體行業(yè)迎來了大漲，半導(dǎo)體設(shè)備概念股強(qiáng)勢大漲，長川科技、中微公司、北方華創(chuàng)、芯源微、華峰測控、華亞智能、通富微電、安集科技、圣邦股份等表現(xiàn)亮眼。

發(fā)展到今天，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備公司在各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域都已取得了很大成績，那么其是否有機(jī)會(huì)進(jìn)一步改變行業(yè)格局？


國外巨頭把持著每一細(xì)分領(lǐng)域

半導(dǎo)體設(shè)備主要是指應(yīng)用于集成電路制造和封測環(huán)節(jié)的設(shè)備，因此又可細(xì)分為晶圓制造設(shè)備和封裝、測試設(shè)備，其中制造設(shè)備的價(jià)值占比高達(dá)86%，是最核心的組成部分。

技術(shù)壁壘，市場壁壘，客戶認(rèn)知度壁壘，三大難題促使半導(dǎo)體設(shè)備逐步走向壟斷競爭格局，且市場份額在過去幾年加速向頭部企業(yè)集中。

VLSI Research的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021年，行業(yè)CR5大約為84%，相比2019年的65%大幅提升了近20個(gè)百分點(diǎn)。

細(xì)分來看，半導(dǎo)體制造設(shè)備主要包括薄膜沉積設(shè)備、刻蝕設(shè)備、光刻機(jī)、清洗設(shè)備、CMP、離子注入設(shè)備、熱處理設(shè)備、涂膠顯影等。其中薄膜沉積、刻蝕和光刻環(huán)節(jié)的價(jià)值量占比最高，分別達(dá)到了27%、22%和20%。

每一細(xì)分領(lǐng)域，都被巨頭牢牢把持著。

比如，薄膜沉積設(shè)備主要包括CVD、PVD、ALD三種，而這基本已經(jīng)被AMAT（美國應(yīng)用材料）、Lam Research（拉姆研究）以TEL（東京電子）三家壟斷。CVD領(lǐng)域，三者市占率合計(jì)達(dá)到約70%；PVD設(shè)備市場，應(yīng)用材料一家就占到了85%；ALD設(shè)備市場，應(yīng)用材料和東京電子的市場占有率為60%。

刻蝕設(shè)備還是上述三家巨頭的天下。根據(jù) Gartner的數(shù)據(jù)，2020年，拉姆研究、應(yīng)用材料、東京電子在全球刻蝕設(shè)備市場中的占比分別為47%、27%和17%。

光刻機(jī)更不必多說，幾乎全部出自阿斯麥、尼康和佳能三家企業(yè)，其中阿斯麥獨(dú)享高端光刻機(jī)市場，在EUV領(lǐng)域根本沒有對手。

CMP設(shè)備領(lǐng)域，應(yīng)用材料和日本荏原霸占了全球超90%的市場。

更讓人絕望地是，美、日等國在近幾年不斷推動(dòng)建立一個(gè)排他性的“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”，試圖在行業(yè)先天壁壘的基礎(chǔ)上再增加人為障礙。

領(lǐng)跑者的圈子文化強(qiáng)化了供應(yīng)鏈的馬太效應(yīng)，加上專利封鎖，后來者一步落后，步步跟不上。在客戶粘性極高、認(rèn)證壁壘極高的半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，這一問題被無限放大。

但是，即便在如此困難的局面下，中國企業(yè)依然表現(xiàn)出了極強(qiáng)的韌性。


車規(guī)級(jí)芯片產(chǎn)能向本土轉(zhuǎn)移

車規(guī)級(jí)IC的景氣度頗高，其市場規(guī)模增長可觀。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2022年中國新能源汽車銷量超過688.7萬輛，其中純電動(dòng)汽車銷量為536.5萬輛，后者約占前者的比例的78%。該機(jī)構(gòu)還預(yù)測，2023年中國新能源汽車總銷量將達(dá)900萬輛，同比增長35%。

單臺(tái)傳統(tǒng)汽車和單臺(tái)純電動(dòng)汽車的半導(dǎo)體成本結(jié)構(gòu)對比 制圖：國際電子商情 數(shù)據(jù)來源：麥肯錫

此外，麥肯錫數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前平均每輛傳統(tǒng)汽車中的半導(dǎo)體成本約為350美元，其中有118美元是功率器件的成本，每輛純電動(dòng)汽車中的半導(dǎo)體成本約為704美元，其中功率器件成本為387美元。

若中國純電動(dòng)汽車占新能源汽車的比例不變，到2023年年底，中國預(yù)計(jì)將銷售約700萬輛純電動(dòng)汽車。筆者根據(jù)上述信息大致推斷出，今年中國純電動(dòng)汽車將帶來49億美元的車用半導(dǎo)體需求，其中有27億美元與車用功率器件有關(guān)。

未來，全自動(dòng)駕駛汽車的半導(dǎo)體價(jià)值或?qū)⑹欠亲詣?dòng)駕駛汽車的8-10倍。對此，畢馬威預(yù)測，到2040年，全球汽車半導(dǎo)體的市場規(guī)模有望達(dá)到2,000億美元，年復(fù)合增長率將為7.7%。汽車芯片的用量和比例也隨汽車技術(shù)的進(jìn)步而提升，汽車行業(yè)對晶圓產(chǎn)能的需求也會(huì)更大。

不過，受限于國際貿(mào)易沖突，全球各國/地區(qū)正聚焦本土半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，試圖建立起相對獨(dú)立的半導(dǎo)體生態(tài)圈，這也給本土的半導(dǎo)體企業(yè)帶來了機(jī)遇。現(xiàn)在，大部分(約80%)車規(guī)級(jí)IC的芯片制程≥28納米，小部分(約20%)車規(guī)級(jí)IC的芯片制程≤14納米。

以中國半導(dǎo)體市場為例，中國大陸企業(yè)可量產(chǎn)28納米及以上尺寸的芯片，中國在汽車芯片方面并未被完全“鎖死”。在中美貿(mào)易爭端持續(xù)期間，中國加大了汽車產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)工作。近年來，中國新增了許多汽車零部件廠商，雖然大部分廠商的體量較小、競爭格局也較分散，但在細(xì)分領(lǐng)域已出現(xiàn)了一批優(yōu)秀企業(yè)，例如中車時(shí)代電氣、比亞迪在車用IGBT芯片上已做出較好的成績。還有許多中國企業(yè)從MCU芯片來切入，對新進(jìn)入汽車MCU領(lǐng)域的企業(yè)而言，出貨量達(dá)到數(shù)千萬顆是一個(gè)門檻，這意味著其產(chǎn)品已通過市場的初步驗(yàn)證。比如，杰發(fā)科技、芯旺微電子、航芯、賽騰微等公司的車規(guī)MCU芯片的出貨量已累計(jì)突破上千萬顆。

2023年3月29至30日，AspenCore將在上海舉辦國際集成電路展覽會(huì)暨研討會(huì)（IIC Shanghai 2023），IIC Shanghai 2023將聚焦物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、智慧工業(yè)、IC 設(shè)計(jì)、EDA/IP、射頻與無線技術(shù)等重大新興技術(shù)及產(chǎn)品。同期舉辦的“MCU 技術(shù)與應(yīng)用論壇”邀請到國內(nèi)外領(lǐng)先的MCU供應(yīng)商，MCU設(shè)計(jì)和方案商等，歡迎感興趣的朋友點(diǎn)擊這里 ，并到場交流。

除了企業(yè)層面的努力之外，政府也通過頒布新能源汽車購置稅免征政策、各地區(qū)的購車補(bǔ)貼政策等政策來扶持汽車行業(yè)的發(fā)展。在各級(jí)政府的支持下，中國的長三角地區(qū)、珠三角地區(qū)、東三省地區(qū)、京津冀地區(qū)、川渝一帶等地區(qū)已經(jīng)形成汽車行業(yè)集群。

隨著本土汽車產(chǎn)業(yè)集群日益完善，未來對本土汽車芯片的需求只會(huì)更大，也將推動(dòng)該類芯片產(chǎn)能向本土轉(zhuǎn)移。其實(shí)，不只是在中國汽車市場有這種表現(xiàn)，在全球其他的汽車市場也會(huì)出現(xiàn)類似的趨勢。


國產(chǎn)替代進(jìn)行時(shí)

2022年4月，在新一輪的大陸半導(dǎo)體設(shè)備招標(biāo)中，國內(nèi)企業(yè)中標(biāo)了67臺(tái)，國產(chǎn)化率高達(dá)62%。從年度數(shù)據(jù)來看，2021年半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化率27.4%，相比2020年的16.8%已有顯著提升。

這意味著，歷時(shí)多年的國產(chǎn)替代，已經(jīng)進(jìn)入集中兌現(xiàn)期。

以前國內(nèi)主流觀念還是“造不如買”，本土晶圓廠基本也都傾向于采購海外頭部企業(yè)的成熟設(shè)備，這樣可以盡可能地減少認(rèn)證周期和成本，進(jìn)而能在一輪半導(dǎo)體景氣周期中快速完成產(chǎn)線建設(shè)。

但半導(dǎo)體設(shè)備并不能獨(dú)立發(fā)展，需要晶圓廠協(xié)同開發(fā)，由于缺少驗(yàn)證和導(dǎo)入機(jī)會(huì)，大陸半導(dǎo)體設(shè)備公司在很長一段時(shí)間里止步不前。

以中芯國際為代表的國內(nèi)晶圓廠在設(shè)備、原材料領(lǐng)域所面臨的斷供風(fēng)險(xiǎn)越來越大，迫使相關(guān)公司開始扶持本土供應(yīng)商，大面積國產(chǎn)替代正式起步。

發(fā)展到今天，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備公司在各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域都已取得了很大成績。

薄膜沉積設(shè)備環(huán)節(jié)，北方華創(chuàng)與拓荊科技是主要的兩大領(lǐng)軍企業(yè)，其中北方華創(chuàng)已實(shí)現(xiàn)了28nm/14nm技術(shù)的突破，覆蓋PVD、CVD和ALD等全領(lǐng)域。

刻蝕設(shè)備環(huán)節(jié)，國內(nèi)主要參與者包括中微公司、北方華創(chuàng)和屹唐股份等。其中，中微公司的刻蝕設(shè)備包含CCP與ICP，目前CCP已突破7-5nm，在5nm以下也進(jìn)展順利。2021年公司總共生產(chǎn)交付了298腔CCP刻蝕設(shè)備，產(chǎn)量同比大增40%。

光刻環(huán)節(jié)，上海微電子一馬當(dāng)先，在90nm、110nm、280nm等制程上已全面實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。2022年2月，上海微電子交付了首臺(tái)2.5D\3D先進(jìn)封裝光刻機(jī)。按照之前的計(jì)劃，28nm的光刻機(jī)也將在年內(nèi)完成交付。

CMP設(shè)備領(lǐng)域國內(nèi)參與者主要是華海清科和北京爍科精微電子，其中華海清科是國內(nèi)唯一一家實(shí)現(xiàn)12英寸CMP設(shè)備量產(chǎn)的企業(yè)，公司12英寸系列CMP設(shè)備產(chǎn)品已經(jīng)完成批量化應(yīng)用，制程上也開始向14nm推進(jìn)，目前已進(jìn)入驗(yàn)證階段。

《中國制造2025》規(guī)劃中指出，到2025年，國內(nèi)半導(dǎo)體核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料應(yīng)實(shí)現(xiàn)70%的自主保障。

對比2021年不到30%的國產(chǎn)化率，未來空間還很大。只要國內(nèi)企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破，訂單是完全有保障的。但相較于存量市場的替代，芯片景氣周期所帶來的增量市場更值得關(guān)注。

2020年以來，由于智能手機(jī)、數(shù)據(jù)中心、人工智能、新能源汽車等下游需求大幅提升，全球范圍內(nèi)掀起了一股“缺芯潮”，到現(xiàn)在不僅沒有緩解，反倒愈演愈烈，各項(xiàng)指標(biāo)均能印證這一點(diǎn)。

比如庫存水平，2019年半導(dǎo)體產(chǎn)品的庫存中位數(shù)大約是40天，而到了2021年只剩下不到5天。

再比如交貨周期，到2022年2月，16位處理器通用產(chǎn)品的平均交付周期已經(jīng)上升44周，相比2021年10月份增加了15周。

現(xiàn)在來看，芯片短缺問題在短期內(nèi)根本無解。根據(jù)《2022全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大調(diào)查》中的數(shù)據(jù)，有近六成的芯片企業(yè)高管認(rèn)為芯片短缺要到2023年才能解決。

高景氣周期下，晶圓廠紛紛擴(kuò)產(chǎn)鎖定利潤，資本開支持續(xù)攀升。

2021年，全球代工龍頭臺(tái)積電的資本開支高達(dá)300億美元，中芯國際的資本開支也提升到了45億美元。

進(jìn)入2022年，晶圓廠繼續(xù)加大投資力度，臺(tái)積電將資本開支提升到400-440億美元，中芯國際則增長至50億美元。

IC Insights給出的預(yù)測是，2022年全球半導(dǎo)體行業(yè)資本開支規(guī)模將超過1904 億美元，同比增長24%。

根據(jù)之前業(yè)內(nèi)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，晶圓廠的資本開支有70%-80%用于購買設(shè)備。也就是說，半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)的訂單量在2022年依然有很大增長空間。

總的來看，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備已在成熟制程打破壟斷，在存量替代和增量擴(kuò)張的共振下，大概率將進(jìn)入商業(yè)化高速放量階段。