半导体行业面临的机遇与挑战分析

半导体行业面临的机遇与挑战分析半导体设备行业发展情况作为半导体产业链的上游核心环节，半导体设备市场与半导体产业景气状况密切相关。2012年，由于受到全球宏观经济影响，半导体行业发展有所减缓，导致半导体设备行业相应受到抑制。随着经济的复苏，自2013年以来，半导体设备行业发展稳中有升。根据SEMI统计，2021年全球半导体设备行业市场规模为1,026.40亿美元，同比增长44.18%。随着下游应用领域的快速发展，半导体产业面临着新型芯片或先进工艺的产能扩张需求，为半导体设备行业带来广阔的市场空间。由于国外半导体设备厂商进入市场较早，拥有深厚的技术积累、稳定的客户关系、领先的市场品牌及雄厚的资金实力，同时结合“设备—工艺—产品”互相促进，不断推动设备端更新换代，在全球半导体设备市场中占据领先地位。全球半导体设备市场目前主要由美国、日本和欧洲等厂商主导，行业呈现高度垄断的竞争格局。根据VLSIResearch统计，2020年半导体设备厂商销售规模排名中，前五大半导体设备制造厂商包括AppliedMaterials、ASML、Lam、TEL和KLA，占据全球半导体设备市场70%以上的市场份额，具有较高的行业集中度。随着半导体产业的第三次转移，中国大陆半导体行业快速发展，带动半导体设备行业也随之发展。根据SEMI统计，中国半导体设备行业市场规模由2011年的36.50亿美元，增长至2021年的296.20亿美元，复合增长率为23.29%。在市场需求拉动、国家政策支持并引导资本扶持半导体设备企业的环境下，中国半导体设备行业发展进程有所加快，销售规模不断增长，半导体产业链得以不断完善。但目前半导体设备还主要依赖进口，整体国产率还处于较低水平，除去胶设备国产化率接近70%，清洗设备约22%外，其余设备国产化率基本均在20%以下，光刻机领域甚至低于1%。国产化率较低，不仅严重影响我国半导体产业发展，也对我国电子信息安全造成重大隐患，半导体制造国产化势必带动设备的国产化，设备进口替代空间巨大。此外，全球贸易纷争不断的商业环境，促使社会各界重新审视半导体设备等高端制造领域进口替代的重要性，将进一步催化国内半导体设备的发展。虽然短期内为保证产品良率，半导体设备仍将以采购进口设备为主，但随着国产设备不断取得突破，持续通过客户验证且下游客户产能顺利爬坡后，国产化率有望得到显著提升。同时，加大晶圆厂投资力度及新建产能进程加快，进一步刺激对半导体设备采购需求，为半导体设备行业，尤其是国产半导体设备行业的发展奠定了广阔的市场。此外，除传统硅基晶圆制造外，以碳化硅为代表的第三代半导体材料产业链也愈发成熟，随着下游市场需求逐渐增多，将会带动其晶圆制造产线的建设，进一步加大对半导体设备的需求。综上，由于不同技术等级的芯片需求大量并存，决定了不同技术等级的半导体设备依然存在较大的市场需求，各类技术等级的设备均有其对应的市场空间，短期内将持续并存发展。同时，在国内半导体设备市场空间不断扩大的情形下，各半导体设备厂商迎来巨大的成长机遇。随着下游客户新建产线及更新升级，均有机会获得新的业务机会，使设备产品有机会获得验证和试用，为国内半导体设备企业开发新产品、扩大市场占有率构建有利的竞争环境，形成“设备—工艺—产品”良好的相互促进作用，使国内半导体产业进一步发展，缩小与国际产业水平的差距。半导体设备行业概况作为半导体产业链的上游支撑产业，半导体设备通常决定了中游制造产业的品质及下游应用产业的广泛性。根据行业内“一代设备，一代工艺，一代产品”的经验，半导体产品制造要超前电子系统开发新一代工艺，而半导体设备要超前半导体产品制造开发新一代产品，“设备—工艺—产品”互相促进，共同推动半导体产业的快速发展。半导体设备种类丰富，复杂精细程度较高，涉及多学科综合，具有技术壁垒高，制造难度大及研发投入高等特点，在一条制造先进半导体产品的生产线投资中，设备价值约占总投资规模的75%以上，故半导体设备是半导体行业的基础和核心。以集成电路为例，其制造过程可分为硅片制造、芯片设计、芯片制造及芯片封测等多个流程，各个流程均需使用特定的设备，故其所对应的主要设备包括硅片设备、制造设备、封装设备和测试设备等。1、硅片设备在硅片制造环节，多晶硅在晶体生长设备中经过原料熔化、融入籽晶、旋转拉晶等前道工艺形成晶棒，再经过切磨抛设备、清洗设备和检测设备等对晶棒进行切片、打磨、抛光及清洗等后道工艺，最终形成用于半导体器件制造的硅片。晶体生长设备作为半导体产业链上游支撑产业的基础和起点，对硅片的品质及良率具有重大影响，故对设备的先进性、可靠性、稳定性和一致性提出了极高的要求。2、制造设备晶圆制造过程可分为氧化扩散、薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入、清洗抛光及金属化等，主要涉及的生产设备包括氧化扩散炉、薄膜沉积设备、光刻机、刻蚀机、离子注入机、抛光机和清洗机等。3、封装设备封装设备可分为晶圆级设备和芯片级设备，分别对应先进封装和传统封装。主要的封装设备包括贴片设备、焊机、划片机、倒装机、塑封机、切筋成形设备和清洗机等。4、检测设备按制造工艺的先后顺序可以将检测设备分为前道过程控制设备和后道测试设备，前道过程控制贯穿晶圆加工制造全流程，下游主要是晶圆代工厂和IDM，后道测试主要是对硅片成品进行检测，下游主要是封测厂、代工厂和IDM等。主要检测设备包括图形检查设备、掩膜检查设备、薄膜测量设备、测试机、分选机和探针台等。半导体行业发展情况半导体行业具有技术难度高、投资规模大、产业链环节长、产品种类多、更新迭代快、下游应用广泛的特点，其技术水平与发展规模已成为衡量一个国家综合国力和产业竞争力的重要标准之一。半导体行业遵循螺旋式上升规律，下游应用行业的需求增长是半导体产业快速发展的核心驱动力。半导体核心元器件晶体管自诞生以来，使得半导体产业迅猛增长，但随着计算机、液晶电视、手机、平板电脑等消费电子渗透率不断提高，行业增长逐步放缓。近年来，随着人工智能、大数据、云计算、物联网、汽车电子及消费电子等应用领域的快速发展，全球半导体行业逐渐恢复增长。根据WSTS统计及预计，2021年全球半导体行业市场规模为5,559亿美元，较2020年度增长约26.23%，同时预计2022年度半导体市场规模将增长10.40%，规模将接连创出历史新高。半导体产业经历了美国向日本的第一次产业转移，向韩国和中国台湾的第二次产业转移后，随着半导体下游应用领域不断发展，我国成为全球最重要的半导体应用和消费市场之一，半导体产业正在发生第三次产业转移。凭借巨大的市场需求、下游应用行业快速发展、稳定的经济增长及有利的政策等众多优势条件，我国半导体产业规模持续快速发展，由2015年的986亿美元增长至2021年的1,925亿美元，复合增长率11.80%。虽然中国大陆正在加速承接半导体产业第三次产业转移，但目前我国半导体产业自给率仍然较低，依然严重依赖进口。根据海关总署统计数据，自2013年起，集成电路产品超过原油成为我国第一大进口商品。2021年我国集成电路产品进口金额达4,326亿美元，同比增长23.57%，集成电路产品出口金额为1,538亿美元，进出口逆差达2,788亿美元，并且仍在进一步扩大。在中国半导体市场需求不断扩大的背景下，半导体产业国产化进程严重滞后于国内快速增长的市场需求，导致该行业存在较严重的进口依赖，市场供需错配状况亟待扭转，进口替代空间巨大。此外，随着中国大陆晶圆代工厂中芯国际、华虹集团，中国台湾晶圆代工厂台积电、联华电子等晶圆厂陆续在国内扩产、建厂，进一步加速了国内半导体产业发展和布局，半导体材料、设备等基础技术在本土晶圆产线及设计公司的工艺验证和应用中，将获得前所未有的发展机遇。与此同时，随着国际贸易纷争不断，基于电子信息安全等因素考虑，国内半导体产业链技术水平亟需发展和提升。基于上述主要因素，现阶段国内半导体行业正处于产业升级的关键阶段，实现核心技术“自主可控”为最重要的发展目标。半导体行业基本情况半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。按产品来划分，半导体产品可分为集成电路、分立器件、光电器件和传感器，其中集成电路占80%以上的份额，是电子设备的核心组成部分，也是现代信息产业的基础，下游应用最为广泛，其发展情况已成为全球各国经济、社会发展的风向标，是衡量一个国家或地区现代化程度和综合实力的重要标志。半导体产业链可按照主要生产过程划分为上游支撑产业、中游制造产业和下游应用产业。细分领域即为上游支撑产业中半导体设备——晶体生长设备领域，作为半导体产业链的基础和起点，其生长的晶体品质对芯片制造及下游应用具有重要决定作用，是半导体产业链中的重要环节之一。上游支撑产业为中游制造产业提供必要的原材料与生产设备，进行加工后应用于下游各个领域。面临的机遇与挑战1、面临的机遇（1）半导体下游应用和终端消费市场需求推动半导体设备需求增长近年来，随着人工智能、大数据、云计算、物联网、汽车电子及消费电子等应用领域的快速发展，全球半导体行业快速蓬勃发展。在工业自动化转型升级、自动化设备市场快速发展以及消费电子领域不断升级等环境下，催生了大量半导体相关器件的需求。此外，随着全球半导体行业正在进行第三次产业转移，受益于此，中国大陆作为全球最大的半导体终端产品消费市场，半导体产业规模不断扩大，越来越多的国际半导体企业向中国转移产能，持续的产能转移带动了中国大陆半导体整体产业规模和技术水平的提高，为半导体设备行业提供了巨大的市场空间和发展机遇。此外，随着半导体器件需求不断增长，作为半导体产业的核心原材料，硅片的尺寸和生产技术水平也在不断进步。基于成本因素的考虑，硅片尺寸越大，单位成本越低，故大尺寸的硅片逐渐成为主流，其需求也在不断增长。综上，旺盛的需求和产能转移推动了晶圆制造厂扩大资本开支，扩充产线产能，为半导体设备行业市场需求增长奠定基础。晶体生长设备作为晶圆制造的核心设备及起点，亦将受益于下游需求推动，迎来行业快速发展阶段。（2）半导体行业得到国家持续性关注和政策支持作为关系国民经济和社会发展的基础性、先导性和战略型产业，半导体行业得到了国家的持续关注。作为数码电子产业、汽车产业、互联网产业的基础，半导体产业的发展水平与下游行业息息相关。在全球疫情影响下，半导体产业自身产能不足的矛盾日渐突出，已经对下游行业供应链稳定造成巨大影响。在国际竞争背景下，半导体产业的技术及生产水平，牵动众多对国民经济造成重大影响的行业。近年来，我国不断出台包含税收减免、人才培养、科研支持、投资鼓励、产业协同等方面在内的多项半导体行业支持政策，在良好的政策环境下，国家产业投资基金及民间资本以市场化的投资方式进入半导体产业，鼓励国内半导体行业内企业不断发展，刺激半导体产业整体规模快速增长，为半导体设备企业带来巨大发展机会。（3）半导体国产设备进口替代趋势日趋明显我国半导体消费需求增长以及国产化进程有利于推动我国半导体产业快速发展，但我国半导体设备市场大量依赖进口，极大影响了我国半导体产业的可持续良性发展。近年来，在国家产业政策和资本的支持下，我国半导体产业链不断完善，随着半导体国产化不断发展，国产设备替代进口趋势将更加明显，进口替代空间巨大。此外，随着我国半导体产业发展阶段逐步走向成熟，基于服务的快速响应、无障碍沟通、产品性价比及自主可控等多方面考虑，国内半导体设备企业逐渐被各大半导体厂商接受并成为其重要选择。2、面临的挑战（1）半导体行业基础仍较为薄弱近年来，虽然在政策和需求的驱动下，我国半导体行业发展迅速，在技术水平和产业规模上都有所提升，但与美国、欧洲、日本和韩国等发达国家市场相比仍有一定差距。一方面，由于起步较晚、基础相对薄弱，我国半导体产业整体相对落后，产业链有待进一步完善。同时，由于半导体设备总体规模不大，对零部件市场拉动时间较短，故半导体设备零部件配套能力较弱，部分核心原材料仍然依赖进口，其技术指标、交货周期、价格等均不可控，一定程度上限制了半导体设备厂商的发展。另一方面，我国半导体技术基础薄弱，特别在先进技术上与发达国家存在较大差距，国内半导体企业资金实力薄弱，技术投入不足，在与境外企业的竞争中，由于其在经营规模和市场认可度上存在优势，客户在选择供应商时仍会考虑行业巨头所带来的便捷性与可靠性，存在一定程度的惯性和粘性，国产半导体设备厂商在与其竞争过程中面临较大的压力和挑战，市场认可度仍待进一步积累。（2）高端技术和人才的缺乏半导体设备行业属于技术密集型行业，对于技术人员的知识背景、研发能力和应用经验积累均有较高要求。人才的培养需要一定的时间和相应的环境，同时需要扎实的基础学科知识，故现有半导体设备行业的人才和技术水平难以满足行业内日益增长的人才需求。此外，由于发达国家对半导体设备的核心技术、工艺以及人才流动限制较为严格，也在一定程度上制约了行业的快速发展。市场与消费者市场1、市场市场是多门学科的研究内容，不同学科有不同的解释。在市场营销学中，市场指有货币支付能力的、有购买愿望的购买者群体。这个定义指明了市场必须具备一个要素：一是购买者群体，二是有购买愿望，三是有货币支付能力，可用公式表示为：市场=人口+购买力+购买愿望。市场规模取决于有购买力、有购买愿望的人数多少。2、消费者市场消费者市场是个人或家庭为了生活消费而购买产品和服务所形成的市场。生活消费是产品和服务流通的终点，因而消费者市场也称为最终产品市场。消费者市场是相对于组织市场而言的。组织市场指以某种组织为购买单位的购买者所形成的市场，购买目的是为了生产、销售或履行组织职能。市场细分的原则从企业市场营销的角度看，无论消费者市场还是生产者市场，并非所有的细分市场都有意义。所选择的细分市场必须具备一定的条件：（一）可实现性可实现性即企业所选择的目标市场是否易于进入，根据企业目前的人、财、物和技术等资源条件能否通过适当的营销组合策略占领目标市场。例如，通过适当的营销渠道，产品可以进入所选中的目标市场；通过适当的媒体可以将产品信息传达到目标市场，并使有兴趣的消费者通过适当的方式购买到产品。（二）可营利性可营利性即所选择的细分市场应当具有能够盈利的规模，且有一定的发展潜力，使企业赢得长期稳定的利润，值得营销者为之设计一套营销规划方案的尽可能大的同质群体。例如：如果专门为2米以上身高的人生产汽车，对于汽车制造商来说就是不合算的。应当注意的是：需求量是相对于本企业的产品而言，并不是泛指一般的人口和购买力。（三）可衡量性可衡量性表明该细分市场特征的有关数据资料必须能够加以衡量和推算。比如在电冰箱市场上，在重视产品质量的情况下，有多少人更注重价格，有多少人更重视耗电量，有多少人更注重外观，或兼顾几种特性，当然，将这些资料予以量化是比较复杂的过程，必须运用科学的市场调研方法（四）可区分性可区分性指细分市场在观念上能被区别并对不同的营销组合因素和方案有不同的反应，比如女性化妆品市场可依据年龄层次和肌肤类型等变量加以区分；汽车市场可以根据收入水平和年龄层次等变量进行区分。营销部门与内部因素企业营销系统指作为营销者的企业整体，微观营销环境包括企业外部所有参与营销活动的利益关系者。但从营销部门的角度看，营销活动能否成功，首先要受企业内部各种因素的直接影响。因此，营销部门在分析企业的外部营销环境前，必须先分析企业的内部因素或内部条件。企业为开展营销活动，必须设立某种形式的营销部门。市场营销部门一般由市场营销副总裁、销售经理、推销人员、广告经理、营销研究与计划以及定价专家等组成。营销部门在制定和实施营销目标与计划时，不仅要考虑企业外部环境力量，而且要争取高层管理，部门和其他职能部门的理解和支持，调动企业内部各方面的资源，充分运用企业内部环境，力量，使内部优势和劣势与外部机会和威胁相平衡。营销部门不是孤立存在的，它还面对着其他职能部门以及高层管理部门。企业营销部门与财务、采购、制造、研究与开发等部门之间既有多方面的合作，也存在争取资源方面的矛盾。这些部门的业务状况如何，它们与营销部门的合作以及它们之间是否协调发展，对营销决策的制定与实施影响极大。例如，生产部门对各生产要素的配置、生产能力和所需要的人力、物力的合理安排有着重要的决策权，营销计划的实施，必须取得生产部门的充分支持；市场营销调研预测和新产品的开发工作，需要研究与开发部门的配合和参与。高层管理部门由董事会、总经理及其办事机构组成，负责确定企业的任务、目标、方针政策和发展战略。营销部门在高层管理部门规定的职责范围内做出营销决策，市场营销目标从属于企业总目标，并为总目标服务的次级目标，营销部门所制定的计划也必须在高层管理部门的批准和推动下实施。扩大总需求市场领导者占有的市场份额最大，在市场总需求扩大时受益也最多。扩大总需求的途径有开发产品的新用户、寻找产品的新用途和增加顾客使用量等。（一）开发新用户1、转变未使用者转变未使用者，即说服那些尚未使用本行业产品的人开始使用，把潜在顾客转变为现实顾客。比如，有人担心电淋浴器使用不安全而不愿购买，企业可大力宣传它装有多重，安全保护装置，绝对不会发生意外，将这部分潜在购买者转变为现实购买者。有人认为纯水中不含有益矿物质而不愿安装家用纯水机。纯水机制造公司可大力宣传人们所需的矿物质主要从日常食物中获取，从饮水中获取的比例可以忽略不计，饮用纯水不会影响身体健康。而自来水中虽然含有矿物质但是也可能含有许多污染物质，危害身体健康。安装家用纯水机直接饮用纯水更加有益身体健康。2、进入新的细分市场“新的细分市场”指该细分市场的顾客使用本行业产品，但是不使用其他细分市场的同类产品和品牌。例如，服装市场可以根据性别分为男性和女性两个细分市场，根据年龄不同分为老年、中年、青少年和儿童等不同细分市场，一般而言，女性不会购买男性服装，男性也不会购买女性服装；老年人不会购买青少年时装，青少年也不会购买老年人服装。企业在原细分市场的需求饱和后可设法进入新的细分市场，扩大原有产品的适用范围，说服新细分市场的顾客使用本产品。例如，青年时装制造公司可通过营销宣传说服中老年人购买年轻人的时装，实现心理上的年轻。3、地理扩展地理扩展指寻找尚未使用本产品的地区，开发新的地理市场。例如，空调、摩托车等产品在城市市场已经趋于饱和，可着重开发农村市场。轿车在发达国家已经趋于饱和，可向发展中国家和不发达国家转移。（二）寻找新用途寻找新用途指在产品原有用途之外找出新用途或新使用方法以增加销售量。比如，食品生产者常常在包装上印制多种食用或烹制方法，有冷食、热食、浸泡、炸炒、干食等。自行车最初是作为交通工具而走向市场的，在摩托车、汽车普及的条件下，许多人购买自行车是作为健身工具。产品的许多新用途往往是顾客在使用中发现的，企业应及时了解和推广这些发现。烘焙苏打粉生产企业发现美国一些家庭将该产品作为冰箱除臭剂使用，就通过多种途径广泛宣传这一用途，成功地推动一半的美国家庭采用这一方法。（三）增加使用量1、提高使用频率企业应设法促使顾客更频繁地使用产品。例如，果汁营销人员应说服人们不仅在待客时才饮用果汁，平时也要饮用果汁以增加维生素。2、增加每次使用量企业可以设法促使顾客增加每次使用量以扩大产品销售。洗发剂生产企业可提示顾客，每次洗发时，洗发剂涂抹两次、冲洗两次比只用一次效果更好。洗衣粉包装袋上可说明增加洗衣粉用量则衣服更洁净。有的调味品制造商将调味品瓶盖上的小孔略微扩大，销售量就明显增加。3、增加使用场所电视机生产企业可以宣传在卧室和客厅等不同房间分别摆放电视机的好处，如观看方便、避免家庭成员选择频道的冲突等。宣传这是美好生活的需要而不是奢侈或浪费，打破原先只买一台的习惯和“节俭”思想，使有条件的家庭乐于购买两台以上的电视机。4、提醒顾客及时更换超过保质期或使用期的产品有的顾客由于节约或者疏忽而继续使用超过保质期或使用期的产品，不仅影响健康或者使用效果，也减少了企业的产品销售。企业可以通过及时提醒顾客更换产品而扩大市场需求，包括：提醒顾客注意产品的首次使用时间和应当更换的时间；提醒顾客注意产品当前的性能状况。轮胎经营企业在售出轮胎之后的适当时间可以提醒顾客注意轮胎的行驶里程并检查轮胎是否需要更换以保证行车安全。吉列剃须刀在反复使用之后，上面的彩条