半导体设备精密洗净服务行业发展趋势

半导体设备精密洗净服务行业发展趋势

半导体行业的特点及发展趋势半导体被称为制造业皇冠上的明珠，半导体产业是信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一。半导体芯片被誉为现代工业的粮食，在经过了超过半个世纪的发展之后，半导体芯片产业已经深入人类生活的各个方面，小到手机家电、大到火箭卫星都离不开半导体芯片，半导体芯片被广泛应用于计算机、消费类电子、网络通信、汽车电子、物联网等产业，是绝大多数电子设备的核心组成部分。根据国际国币基金组织测算，每1美元半导体芯片的产值可带动相关电子信息产业10美元产值，并带来100美元的GDP，这种100倍价值链的放大效应奠定了芯片行业在国民经济中的重要地位。显示器在信息交流中扮演着人机界面角色，是信息链中的关键环节。显示面板的下游终端应用市场非常广阔，包括智能手机、智能穿戴、平板/笔记本电脑等消费类终端电子产品以及车载、工控、医疗等专业显示领域产品或设备。显示面板产业作为先进制造业，在国民经济中占有重要地位，对国民经济的发展起到巨大的带动作用。在电子信息领域，半导体和显示面板行业是前两大应用领域，而显示面板行业目前主流的TFT-LCD和新一代显示技术AMOLED，以及包括柔性显示等新型显示技术，它们的基础技术也都是半导体技术。泛半导体设备洗净服务产业是泛半导体（包括半导体和显示面板等）产业的延伸环节，有助于保障泛半导体产业的安全、稳定生产，洗净技术随着泛半导体产业的发展逐步提高，通常是一代器件、一代设备、一代洗净工艺。全球半导体产业链概况设计，设备属于技术（研发）密集型，需要参与厂商不断投入研发支出用于开发新技术，推出新产品，从而保持自身竞争力。材料和晶圆制造属于资本（CapEx）密集型，通过成长性的资本开支将企业产能提升一个台阶，进而带动未来收入和利润的增长，对于晶圆材料和晶圆制造企业至关重要；对于以台积电为首的晶圆代工龙头，维持成长性资本开支的能力，本身也是企业的护城河之一。封测属于资本+劳动力密集型，封测环节通常技术含量较低，而对劳动力需求较高，经过数十年的发展，逐渐形成了以中国大陆的长电科技、通富微电和华天科技等OSAT厂商主导的产业格局。价值量：设计占60%，其中逻辑IC占30%、存储IC占9%、DAO占17%；设备占12%；材料占5%；晶圆制造占19%，封装与测试占6%。区域分布：欧美在设计、设备绝对主导；美国在EDA&IP核一家独大；韩国主导存储IC设计；日本在DAO、设备优势显著；中国在封测代工环节占比最高。全球IC产业链分工实例（以某款智能手机AP为例）：欧洲和美国主要负责提供EDA工具、IP授权和芯片设计环节；OEM厂商通过选型确定供应商和型号，芯片供应商将图纸交付给位于中国台湾的代工厂量产；晶圆厂产线设备主要由美国、日本和欧洲的供应商提供；晶圆片则先由一家美国公司提炼出冶金硅，然后交由日本多晶硅制造商加工厂电子级多晶硅，再由韩国厂商将单晶硅锭切割成硅片，最终送到中国台湾晶圆厂的产线上；中国台湾晶圆厂加工好的芯片送往马来西亚完成封装，最后在中国大陆的工厂被组装到智能手机中，然后智能手机OEM厂商将产品销往全球。全球半导体产业发展特征19世纪60年代后期开始的第二次工业革命，使人类进入了电气时代。电气时代以电子设备为载体，电路则是电子设备的核心。2022年12月29，台积电3nm正式量产。半导体产业在美国起源后，伴随地缘、地区产业政策、制造模式变革等多种因素，经历了三次制造重心的产业转移。第一次：1976年3月，日本政府以富士通、日立、三菱、NEC和东芝五家公司为核心，联合日本工业技术研究员、电子综合研究所和计算机综合研究所共同实施超大规模集成电路研究计划（VLSI），该计划取得了巨大成功，日本超越美国、一跃成为世界第一的DRAM大国。第二次：1983年，韩国政府对外发布进军LSI领域（DRAM）的计划，通过四年时间掌握了256KDRAM技术，并通过向日本大量进口高性能制造设备，快速壮大半导体产业。第三次：2001年后中国正式加入世贸组织，逐渐深度参与到全球电子制造产业链中。第四次：从人口红利过度到工程师红利（人口结构上，劳动力素质提升；产业结构上，技术要素比重增大），制造业低端产能或将持续外迁。2021年全球47个主要经济体数字经济规模为38．1万亿美元，占全球GDP比重为45%，较2020年提升1个百分点。2021年全球数字经济在第一产业渗透率为8．6%，在第二产业渗透率为24．3%，在第三产业渗透率为46．3%。增速：2021年全球47个经济体数字经济同比名义增长15．6%，高于同期GDP名义增速2．5个百分点。数字经济包括数字产业化、产业数字化和数字化治理三大部分：2021年全球数字产业化规模占数字经济比重为15%，占GDP比重为6．8%，2021年全球产业数字化规模占数字经济比重为85%，占GDP比重约为38．2%。美国信息科技产业增加值在GDP中占比接近中国2倍。美国经济分析局将信息通信技术生产行业在传统的产业划分框架外单列，2021年增加值占其GDP比重约为7．6%。中国国家统计局将信息传输、软件和信息技术服务业列示在第三产业下面，2021年占GDP比重约为3．9%。2021年科技行业在GDP的百分比，美国约为中国的1．95倍。中美两国信息科技产业占GDP比重整体上均呈现上升趋势。1987年美国信息科技产业占GDP比重约为3．4%，在科网泡沫前4年，迅速从1996年的3．9%提升至2000年的6．2%，此后略有下降，至2010年才回升至6．2%，此后缓慢提升至2021年的7．6%。中国信息科技产业起步较晚，信息科技产业占GDP比重数据最早可追溯至2004年的2．6%，2022年约为4．0%。根据Wind二级行业分类标准，分别测算中国和美国2021年半导体和其他二级行业的收入与净利润在总量中的比重。2021年，美国半导体行业收入占比约为1．9%，净利润占比约为3．9%；中国半导体行业收入占比约为1．2%，净利润整体亏损约7亿元。将半导体与半导体生产设备，以及电信服务、技术硬件与设备、媒体和软件与服务等泛TMT行业作为信息科技产业：美国上市公司中，2021年信息科技产业收入占比19．1%，净利润占比约为26．9%，净利率约为16．1%；中国上市公司中，2021年信息科技产业收入占比约为11．0%，净利润占比约为3．3%，净利率约为1．1%。中国泛半导体设备洗净服务市场半导体专用设备泛指用于生产各类半导体产品所需的生产设备，属于半导体行业产业链的支撑环节，半导体专用设备是半导体产业的技术先导者，芯片设计、晶圆制造和封装测试等需在设备技术允许的范围内设计和制造，设备的技术进步又反过来推动半导体产业的发展。根据清洗方法的不同，精密洗净可分为物理清洗和化学清洗。物理清洗是指利用力学、声学、光学、电学、热学的原理，依靠外来能量的作用，如机械摩擦、超声波、负压、高压冲击、紫外线、蒸汽等去除物体表面污垢的方法；化学清洗是指依靠化学反应的作用，利用化学溶剂清除物体表面污垢的方法。在实际应用过程中，通常将两者结合起来使用，以获得更好的洗净效果。我国泛半导体设备精密洗净服务行业的发展滞后于欧美等先进工业国家。精密洗净自进入工业化生产后就已经出现，迄今已有近200年的历史。上世纪八九十年代，国际上半导体工业和显示面板工业快速发展，使产品不断向高精密性、高技术、多种技术手段相结合的方向发展，从而催生出精密洗净在泛半导体设备清洗领域的应用，目前精密洗净已经广泛应用于工业领域，包括显示面板、半导体、光伏、装备制造等。我国精密洗净行业起源于上世纪50年代，但由于当时国内工业生产水平较低，精密洗净行业发展较为缓慢。上世纪80年代，随着中国改革开放和大规模的技术引进，整体工业技术水平不断提高，国内工业生产对精密洗净服务的需求日益加大，但是国内精密洗净行业由于多年停滞发展无法满足市场需求，特别是早期的泛半导体设备精密洗净领域，基本上被国外设备厂商垄断，中国大陆精密洗净服务行业（包括泛半导体设备精密洗净服务）长期处于萌芽发展状态，据统计，2020年中国大陆地区泛半导体零部件清洗市场规模总计26亿元，其中面板9．8亿元、半导体16．2亿元，预计到2025年洗净市场增加到43．4亿元，年复合增长率10．8%，其中半导体增量高于面板，市场扩大14．3亿元，年复合增长率达到13．5%。全球半导体产业的成长性1976年以来，全球半导体市场销售金额从最初的约29亿美元成长为2022年的5832亿美元，增长了约202倍，年均复合增速达到12．2%，远高于全球GDP同时期约3．1%的年均增速水平。截至2022年底，费城半导体指数涵盖包括台积电、英伟达、阿斯麦在内的设计、设备和代工制造等环节共30家头部企业：2005至2017年间的29家企业的合计收入在全球半导体销售额的比重从49%提升至67%。2021年GF上市后，指数成分拓展至30只股票，30家企业合计收入占全球半导体销售额的比重也提升至78．4%。1980年至今全球GDP增速和IC市场增速的相关性呈现上升趋势。1980至2010年间，全球GDP和IC市场增速相关系数最低时为-0．1（基本不相关），最高为0．63（弱相关），但在2010至2019年间，相关系数提升到了0．85，如果排除2017-2018年间存储器市场的表现，该阶段相关系数提升至0．96，表现出明显的强相关。ICInsights预计2019至2024年二者相关系数将达到0．90。原因：并购事件增加导致IC制造商减少，供应端基本面发生变化，行业竞争格局更加成熟。半导体→电子设备→数字经济→宏观经济，半导体价值量占比提升，下游应用更加分散，与宏观联系更加紧密。中国泛半导体设备洗净服务市场分析半导体（Semiconductor）：狭义上是指半导体材料，包括以硅（Si）、锗（Ge）等元素半导体（也是第一代半导体材料），和以砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、氧化镓（Ga2O3）等化合物半导体材料（第二代至第四代半导体材料）。广义上是指基于半导体材料制造的各类器件产品。集成电路（IntegratedCircuit，IC，中国台湾称为积体电路），是指通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻器、电容器等被动元件及布线集成、封装在半导体晶片上，执行特定功能的电路或系统。芯片（Chip），通常就是指集成电路芯片，因此绝大多数时候，芯片、集成电路、IC等术语可以混用。按产品类型划分4大类：集成电路、分立器件、光电子器件、传感器。除以上分类外，半导体产品还有多种分类维度，例如按照下游需求场景可分为：民用级（消费级）、汽车级（车规级）、工业级、级和航天级等。供给端由企业主导；需求端由下游应用主导；供给、需求、贸易创造市场；市场影响供给与需求；技术迭代是根因。中国半导体产业现状特征中国集成电路产业在GDP比重不断提升。根据中国半导体协会和国家统计局数据，2002年中国集成电路销售额在GDP占比约为0．22%，2021年时已经提升至0．91%，按照2021年集成电路销售额占半导体市场87%计算，2021年中国半导体产品销售额占GDP的比重超过1%，约为1．05%。作为对比，美国2021年半导体产业增加值对国内GDP的贡献约为2769亿美元，其中：直接贡献约961亿美元，间接贡献约856亿美元，其他相关贡献约953亿美元。2021年美国GDP现价约为23．32万亿美元，半导体产业贡献占比约为1．19%。根据SIA统计数据，2021年中国大陆市场半导体产品销售额约为1877亿美元，同比增长24．5%，与全球市场增速保持一致；2022年中国大陆半导体市场略微下降1．1%，约为1857亿美元。市场份额上，2016年中国大陆市场占全球约31．5%，然后逐年提升至2019年的34．8%，近两年略有下降，但整体较为稳定，2022年中国大陆销售占全球比重约为31．8%。集成电路（IC）产品在半导体市场占据主要份额。根据中国半导体行业协会统计数据，2004年中国IC产业整体规模约为545亿元人民币，2010年成长为1440亿元规模，2021年则同。比增长21．3%至10458亿元（约合1641亿美元，占中国半导体市场约87%），首次突破万亿规模。近10年中国IC产业年均复合增速约为18．4%，高于全球IC市场6．5%的增速水平。集成电路产业链中，设计环节销售额占比最高。2021年中国IC产业设计、制造、封测环节分别占43%、30%和26%。从三大环节销售额占比变化来看，IC设计环节销售额占比自2004年以来不断提升，制造环节销售份额在2011年前后时间出现局部下降，此后回升至30%，份额占比趋于稳定，而产业链价值较低的封测环节，则呈现持续下降趋势。2020年，新冠病毒全球大流行加速了在线办公渗透率提升，电脑、平板、手机等各类电子设备销量大幅提升，旺盛需求推动多数晶圆厂产能利用率超过85%（正常水平约为80%左右），部分代工厂接近或超过100%。2021年，企业纷纷扩大资本开支、提升产能，全球资本开支增速达到近几年极大值。2022年后，地缘、通货膨胀等因素致使全球经济放缓，H1资本开支仍在增加，但产能紧张局面已得到缓解，且晶圆厂的产能利用率21Q4已出现下滑，制造商开始削减未来资本支出预算。另一方面，存储器市场的疲软和美国对中国半导体生产商的限制（限制购买美国公司设备）也将对23年全球资本开支造成一定负面影响。ICInsights于11月22日下修预测，预计22年全球资本支出约为1817亿美元，同比增速约18．7%，而23年预计全球半导体资本支出将下滑约19．3%至1466亿美元。精密清洗服务行业市场利润规模精密清洗服务业概述:工业清洗是指工业产品或零件的表面受到物理、化学或生物作用，形成污染物或涂层，并将这些污染物或涂层去除，恢复其原有表面状态的过程。随着生产的发展和科学的进步，工业清洗领域出现了专业化的新型清洗技术，精密清洗服务也逐渐发展起来。精密清洁是指根据非常严格的标准进行清洁，对残留颗粒或其他污染物的容忍度非常低，通常在环境受到严格控制的洁净室中进行。在许多高科技行业的重要应用中，如半导体、显示面板、航空空航天和医疗，精密清洗服务是新制造零件装配前的先决条件，也是工艺设备日常维护的先决条件。以芯片制造为例，如果制造过程中有污染，就会影响芯片上器件的正常功能。因此，提高生产设备部件的清洁度是保证芯片生产良率的重要环节。在芯片蚀刻、化学气相沉积、扩散等过程中。各种污染杂质层，例如金属杂质、有机物、颗粒、氧化物等。会附着在设备部件上，一段时间后会剥落；对于芯片制造企业来说，杂质的污染导致芯片的电气故障，导致芯片报废，进而影响产品的良率和质量。通常，影响精密清洗服务价格的关键因素包括清洗零件的市场价值、厚度、材料、几何形状、零件的研发成本、污染杂质的种类、清洁度要求等。专业的精密清洗服务商根据工艺、机器设备品牌、零部件材质、涂层要求等分类提供精密清洗及衍生处理服务。，从而配合客户提高产品良率和制造设备的生产率。全球半导体产业