泛半导体设备洗净服务行业未来发展趋势

泛半导体设备洗净服务行业未来发展趋势

泛半导体设备洗净服务行业未来发展趋势1、泛半导体设备洗净服务行业政策助推在半导体和显示面板制造领域，由于高端产品和设备技术壁垒，国内企业长期研发投入和积累不足，高端产品和设备市场主要被欧美、日韩、中国台湾地区等少数国际大企业垄断，造成高端设备维护长期受到国际设备供应商的限制，无法根据市场价格自主选择精密洗净服务提供商。这在较大程度上掣肘着我国精密洗净服务企业的发展。2014年6月，《国家集成电路产业发展推进纲要》提出以技术创新、模式创新和体制机制创新为动力，突破集成电路关键装备瓶颈，推动产业整体提升。随后我国各级政府出台了一系列政策和规划目标，以打破国外在集成电路设计和制造等关键领域的垄断。当前中国半导体产业的自主化进程已经开启。目前国内在硅片、光刻胶、CMP、湿化学品等多方面均实现了一部分的。由于海外的持续封锁，本土晶圆厂也会加速国产设备的导入认证过程，给予充分的试错机会和反馈，有助于国产设备的成长；国内泛半导体精密洗净服务企业将有更多机会、更早阶段参与到客户的技术更新和设备引进中，提供配套的洗净服务。显示面板领域，伴随着韩国厂商LG显示和三星显示（SDC）相继退出LCD产业，预示着在多年的日本、韩国和中国之间的屏幕竞争终于落下了帷幕。当前京东方、TCL华星领跑全球LCD行业，有望带动本土产业链全面崛起，将为国内精密洗净服务企业提供更多的市场机会。2、泛半导体设备洗净行业技术要求提升，频次增加随着半导体技术的不断进步，半导体器件集成度不断提高。一方面，芯片工艺节点不断缩小，由12μm-0．35um（1965年-1995年）到65nm-22nm（2005年-2015年），且还在向更先进的方向发展；另一方面半导体晶圆的尺寸却不断扩大，主流晶圆尺寸已经从4英寸、6英寸，发展到现阶段的8英寸、12英寸。此外，半导体器件的结构也趋于复杂。这些对半导体专用设备的精密度与稳定性的要求越来越高，未来半导体专用设备将向高精密化与高集成化方向发展，对生产过程中的污染控制要求也会越来越高，对洗净技术的要求不断提升、洗净频次也不断缩短。自2009年以来，我国围绕玻璃基板、高世代液晶面板线、模组与整机一体化以及相关产业配套的总投资规划超过2000亿元，我国正在加速对先进生产线的投资力度，中国成为投资全球高世代线产线建设最为活跃的国家，为全球新型液晶显示设备和原材料提供了主要市场。随着智能手机、平板电脑等智能终端产业快速发展，以及在车载显示、工控和医疗显示等专业显示领域的发展，使得LCD高世代线及OLED等新型显示面板需求不断增长，高世代线对生产精度要求不断提升，生产过程中易污染设备的洗净要求及洗净频次亦不断提升。3、下游新兴终端崛起，促进泛半导体设备洗净服务行业持续增长受益于全球信息化，网络化和知识经济的迅速发展，特别是在以物联网、人工智能、汽车电子、智能手机、智能穿戴、云计算、大数据和安防电子等为主的新兴应用终端领域强劲需求的带动下，全球半导体行业市场规模巨大。物联网和人工智能等新兴产业的革命为整个半导体行业的下一轮进化提供了动力，形成对半导体行业长期旺盛的增量需求。精密洗净服务作为这些应用行业中不可或缺的必要环节，将直接受益于下游行业持续强劲的市场需求。AMOLED在新型显示技术的驱动下具有长期的成长性。AMOLED可以实现自发光，因而无需额外配备背光模组，仅需非常薄的有机涂层和玻璃盖板或柔性有机基板即可成像，可以让手机更轻薄、质感更好、反应速度更快；此外基于AMOLED自发光的特性，可以使屏幕的视角更广、分辨率更高。同时相较于LCD屏幕，AMOLED在非白光状态下的耗电量仅为LCD的6成。目前市面上大多数曲面屏手机采用的都是AMOLED显示屏。对于手机面板而言，AMOLED显示技术正在成为中高端5G机型的标配，尤其是折叠手机成为新的手机形态，带来行业历史性的成长机遇。2019年AMOLED在智能手机机型渗透率已达31．0%（Omdia数据），未来这一渗透率将进一步上升。从需求端来看，智能手机端，AMOLED屏幕由高端向中低端机型渗透，可折叠形态带来新增量，Counterpoint预测2022年配备AMOLED屏的智能手机出货量有望达到8亿台；叠加可穿戴设备领域的应用拓展，AMOLED需求前景可观。由于AMOLED半导体显示面板产品生产和组装的精度要求极高（达到微米级），同时产品品质要求日益严格；作为面板行业的新技术，对配套提供洗净服务企业的技术和工艺也提出更高的要求，加速推动洗净技术的迭代更新，同时有望带来洗净服务企业经济效益的提升。4、泛半导体设备洗净服务行业下游潜在洗净设备范围扩大LED显示屏指通过半导体发光二极管显示文字、图像、视频等信号的屏幕设备。LED显示屏以单个半导体发光二极管为像素点，不同材料的半导体发光二极管可产生不同色彩的LED像素点。传统LED显示屏制造要求相对较低，生产设备对污染控制要求不高，一般不存在设备洗净服务需求。随着LED显示应用技术的不断升级，LED显示屏行业还逐渐出现小间距LED显示屏、MiniLED显示屏、MicroLED显示屏等高密度LED显示屏产品。MiniLED技术可改善小间距LED显示屏易损坏、产品维护性差等问题，稳定性进一步提高，还具备防潮、耐磨、抗静电、易清洁、高效散热等特点，市场关注度不断提升。MicroLED技术相比MiniLED技术难度更高，MicroLED显示屏具有功耗低、寿命长、亮度高、对比度高、色域宽、分辨率高、刷新率快、视角宽等特点。MiniLED、MicroLED显示屏的以上特点决定其对生产过程的洁净度、对设备污染控制的要求较高，相关易受污染生产设备亦成为企业未来洗净服务对象。5、集成电路工艺进步，半导体设备洗净服务市场有望量价齐升在摩尔定律推动下，元器件集成度的提高要求集成电路线宽不断缩小，直接导致集成电路制造工序愈为复杂。随着集成电路尺寸及线宽的缩小、产品结构的立体化及生产工艺的复杂化等因素叠加，使得刻蚀设备、薄膜沉积设备为代表的核心腔体装备需求增加。根据SEMI统计，20纳米工艺所需工序约为1，000道，而10纳米工艺和7纳米工艺所需工序已超过1，400道。尤其当线宽向更小的方向升级，当前市场普遍使用的光刻机受波长的限制精度无法满足要求，需要采用多重模板工艺，重复多次薄膜沉积和刻蚀工序以实现更小的线宽，使得薄膜沉积和刻蚀次数显著增加。工序步骤的大幅增加意味着需要更多以刻蚀设备、薄膜沉积设备为代表的半导体腔体设备参与集成电路生产环节，而腔体设备的洗净服务需求也相应增长。随着芯片先进制程的进步及芯片结构的复杂化，将带动精密洗净服务市场的需求量和价格增长。随着芯片工艺不断进步，清洗工序的数量大幅提高，所需清洗设备数量也在持续增长。根据IBS统计，随着技术节点的不断缩小，集成电路制造的设备投入呈大幅上升的趋势。以5纳米技术节点为例，其投资成本高达数百亿美元，是14纳米的两倍以上、28纳米的四倍左右。随着制程不断向高制程演进，半导体领域洗净服务的投入及重要性有望上升，相应的洗净服务价格有望提高。全球半导体行业正在开始第三次产业转移，即向中国大陆转移。历史上每一次产业转移都带动了当地产业的发展、垂直化分工进程的推进，最终实现全产业链的整体发展。随着我国晶圆代工和显示面板产业的蓬勃发展，精密洗净服务行业各类客户不再局限于基本的洗净需求，设备维修、陶瓷熔射、阳极氧化等洗净衍生服务需求势必增加，同时服务内容需求呈现个性化和多样化趋势。我国泛半导体精密洗净服务行业，正处于企业技术进步、产业升级的进程中。未来洗净再生等增值领域成长机会较大，将成为有竞争实力的精密洗净服务企业新的业务增长点。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。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。常见的精密清洁方法化学溶剂清洗:化学溶剂清洗是指硝酸、氢氧化钾、双氧水、氨水等。根据技术要求配制成相应浓度的溶液，然后将零件浸泡在清洗槽中，去除表面的金属膜。喷涂:喷涂是指利用热源熔化金属或非金属材料，以一定的速度喷涂在基体表面形成涂层的方法。如果在操作过程中需要，在零件表面喷铝以增加表面粗糙度。电解清洗:将待清洗的设备挂在阴极或阳极上，放入电解液中。施加直流电时，金属与电解质溶液之间的界面张力因极化而降低，溶液渗透到工件表面的污垢下，在界面上起氧化或还原作用，产生大量气泡。当气泡聚集形成气流从污垢与金属之间的缝隙溢出时，起到搅动、搅拌的作用，使污垢从工件表面脱落，从而达到清除污垢、清洁表面的目的。根据设备和装置挂在阳极和阴极上的位置不同，可分为阴极电解和阳极电解。电解清洗用途广泛。可去除金属或非金属附着物，如氧化膜、旧涂膜、漆膜等。清洗效果好，清洗效率高，彻底性好。蒸汽清洗:蒸汽清洗可分为蒸汽清洗和溶剂蒸汽清洗。水蒸汽清洗是一种常见而简单的清洗工艺，主要是利用蒸汽的热气流蒸发到设备和装置的表面，与设备和装置的表面充分接触。由于水蒸气温度高，有一定的压力和冲击力，所以有一定的清洁作用。溶剂清洗是一种用有机溶剂蒸发蒸汽进行清洗的方法。由于溶剂的高温和蒸发过程中形成的气流，污渍被溶解并带走。纯水清洗和高压水洗:纯水清洗是指将零件浸泡在纯水清洗槽中，去除产品中可能残留的药液成分；高压水洗是指高压水洗枪对零件表面进行清扫，去除颗粒、熔灰、灰尘等。对零件表面有一定的附着力。超声波清洗:超声波清洗是指在浸泡在工件中的液体中发射超声波，使液体产生超声波振荡。液体内部的压力在某一瞬间突然增大或减小，这样不断重复。当压力突然降低时，溶液中会产生许多小空孔，溶解在溶液中的气体被吸入空孔中形成气泡。小气泡形成后，被突然增大的压力击碎，产生冲击波，能在界面处剥离金属表面的污垢和水垢，与工件表面分离，从而达到比一般去污方法更快的清洗效果。超声波清洗可以与化学去污、电化学去污、去除金属涂层的酸清洗等相结合。，以提高去污效果和清洁质量。半导体设备清洗服务对象专用半导体设备一般指生产各种半导体产品所需的生产设备，属于半导体行业产业链的配套环节。半导体专用设备是半导体行业的技术龙头，芯片设计、晶圆制造、封装测试等都需要在设备技术允许的范围内设计制造。设备的技术进步反过来促进了半导体产业的发展。以半导体产业链中技术难度最高、附加值最大、工艺最复杂的集成电路为例，集成电路领域使用的设备通常可以分为前工艺设备和后工艺设备两大类。其中，在之前的晶圆制造中，有七大工艺步骤，即氧化/扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、清洗抛光、金属化。相应的专用设备主要包括氧化/扩散设备、光刻设备、刻蚀设备、清洗设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、机械抛光设备等。晶圆制造设备的市场规模占集成电路设备总市场规模的80%以上。其中，刻蚀设备、光刻设备和薄膜生长设备是集成电路前期生产过程中最重要的三类设备。上述集成电路制造过程中的氧化/扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、机械抛光等设备都是本公司的清洗服务对象，覆盖集成电路几乎2/3工序的生产设备定期维护。全球半导体产业的周期性半导体产业新技术从最初研发储备到终端产品应用并量产的周期大约在10年左右，驱动信息市场的引擎（下游应用市场主要产品）也大概10年左右产生一次新变化。中期维度上，半导体产业表现出由企业设备投资和产能扩张驱动周期波动，称为产能周期（也称资本支出周期、朱格拉周期、设备投资周期等）。投资端观测：全球半导体产业资本支出从1983年的43亿美元增长到2021年的1531亿美元，年均复合增速约为10%。以同比增速的极大值点划分，全球半导体资本开支周期平均约3~4年。销售端观察：产能周期在半导体产品销售端上也有所体现，以全球半导体月度销售额为例，1976年3月至今，半导体月销售额同比增速（3个月移动平均值）呈现出周期波动特征，每个周期间隔大约在3-4年，平均数值为2．95年。短期维度上，由销售端（市场）短期供需驱动库存周期，也称基钦周期，约3~6个季度。由于下游需求端向上传导存在时滞，导致了库存周期的产生。半导体产业库存周期可以分为4个阶段：主动补库存：在新一轮库存周期的起点，由于短期需求端指标上升，企业提升产线稼动率，主动补充库存水平，产成品存货环比上升，行业处于短期繁荣阶段。被动补库存：这一阶段需求端指标已经见顶，但企业稼动率无法立即下降，存货水平仍然保持上升，导致利润率水平到达顶部后开始下降，行业开始进入短期衰退阶段。主动去库存：需求端指标持续下降，企业稼动率开始下降，但已经出现库存过剩，企业主动降价去库存，减少存货压力，行业处于萧条阶段。被动去库存：需求端指标企跌回升，企业稼动率降至低点，库存水平持续降低至低点，库存压力得到缓解，随着需求回温，行业开始进入下一轮库存周期起点。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