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2018年全球半导体材料和设备厂商大盘点,国产替代路还很远!

2018-08-06

半导体这个产业,从芯片设计,到芯片制造,到封装测试,到芯片设备,到半导体材料,可以说从下游到上游,技术难度和壁垒都非常高,可以说没有容易做的东西。


在半导体的产业链里面,设备和材料被认为是上游。这两个领域美国和日本是占据优势的。


根据SEMI(国际半导体产业协会)的统计,2017年全球半导体设备销售额为570亿美元,而全球半导体材料市场销售额为469亿美元,增长了9.6%。


也就是设备+材料=1039亿美元。


整个半导体2017年总的销售额,如果按照Gartner的数据,是4197亿美元,也就是设备+材料占了整个市场的24.76%,也就是差不多25%的水平。


所以说半导体生产设备和半导体材料非常重要,但是在半导体整个产业链中,这两项加起来只是占四分之一,其他四分之三的价值是在设计,制造,封测等领域。下面主要来讲讲半导体生产材料和半导体设备。


一、半导体材料

半导体材料,可以分为晶圆制造需要的材料和封装需要的材料。


封装材料包括引线框架、封装基板、陶瓷封装材料、键合丝、包装材料、芯片粘结材料等,其中封装基板是占比最大。


当然了晶圆制造所需的材料是核心,大体可以分成以下:硅片,靶材,CMP抛光材料(主要是抛光垫和抛光液),光刻胶,湿电子化学品(主要是高纯试剂和光刻胶配套试剂),电子特种气体,光罩(光掩膜),以及其他。


半导体制造过程中所需材料


制造材料分占比


半导体材料厂商


二、半导体设备

半导体集成电路制造过程及其复杂,需要用到的设备包括硅片制造设备、晶圆制造设备、封装设备和辅助设备等。

由SEMI统计的2017年全球前10的IC设备厂商排名


美日荷三国垄断,半导体设备行业集中度非常高

从上表可以看出半导体设备核心装备集中于日本、荷兰、美国、韩国四个地区。Gartner的数据显示,列入统计的、规模以上全球晶圆制造设备商共计58家,其中,日本企业最多,达到21 家,占36%。其次是欧洲的13家、北美10家、韩国7家,中国大陆4家(上海盛美、上海中微、 Mattson(亦庄国投收购)和北方华创,仅占不到 7%)。


荷兰ASML几乎垄断了高端领域的光刻机,市场份额高达80%。ASML新出的EUV光刻机可用于试产7nm制程,价格高达1亿美元。AMAT在CVD设备和PVD设备领域都保持领先,LamResearch是刻蚀机设备领域龙头。


国产设备星星之火可以燎原

随着我国半导体产业持续快速发展,国内半导体设备业呈现出较快发展的势头。在国家科技重大专项以及各地方政府、科技创新专项的大力支持下,国产半导体设备销售快速稳步增长,多种产品实现从无到有的突破,甚至有些已经通过考核进入批量生产,在国内集成电路大生产线上运行使用。

中国方面虽然半导体设备具备了一定的产业基础,但是技术实力与国外相比仍存在较大的差距。即使在发展水平相对较高的 IC 封装测试领域,我国与先进国际水平相比仍然存在较大差距。尤其是单晶炉、氧化炉、 CVD 设备、磁控溅射镀膜设备、 CMP 设备、光刻机、涂布/显影设备、 ICP 等离子体刻蚀系统、探针台等设备市场几乎被国外企业所占据。另外,我国本土半导体设备企业数量不算少,但总体不强。


目前,国产半导体设备处于局部有所突破,但整体较为落后的状态。尤其与应用材料、 ASML等相比,国产半导体设备公司的实力仍然偏弱,绝大部分企业无法达到国际上已经实现量产的10nm工艺,部分企业突破到28nm或14nm工艺,但在使用的稳定性上与国际巨头差距较大,较难大批量进入量产线,也较难进入国际代工巨头的生产线。


从研发支出来看,该行业比例基本处于15%左右,远远高出其他装备类制造企业。从绝对值来看,应用材料每年的研发支出超过15亿美元。相对而言,国内半导体龙头北方华创的年研发支出仅8432万美元,差距明显。


当然,在落后的局面下,我国的半导体设备也在奋起直追,而且取得了一定的成绩。


例如,最核心的光刻机在上海微电子装备公司有所突破,已经研制成功90nm设备;在刻蚀机方面,北方华创以硅刻蚀机见长,在沉积设备方面,北方华创的PVD和LPCVD,以及沈阳拓荆的PECVD,已通过主流晶圆代工厂验证,实现了小批量的设备交付;天津华海清科和上海盛美的CMP设备也已经达到国际先进水平;中电科在离子注入机和CMP(化学机械抛光机)领域能力较强;中微半导体在介质刻蚀机、硅通孔刻蚀机以及LED用MOCVD领域能力较强;晶盛机电在半导体级8英寸单晶炉领域已成功实现进口替代;捷佳伟创、北京京运通、天通吉成的产品主要应用于光伏产业。


总结:

当前我国集成电路产品对外依存度较高,国产芯片自主创新与进口替代势在必行。半导体设备与半导体材料的采购与国产替代必定先行,半导体设备与材料率先实现技术突破,进口替代,与自主可控是我国半导体行业继续向更高端发展与竞争的先行条件与基石,可以说半导体设备与材料就是我国半导体行业发展的基建事业,必定被摆在极高的战略地位与率先推进的位置。


总之一句话:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!

作者: ITTBANK 来源: ittbank

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