半导体设备：行业深度剖析与发展趋势 头豹词条报告系列

摘要本文介绍了半导体设备的定义、功能和分类，重点介绍了集成电路前道工艺设备的七大工艺步骤及其对应的核心专用设备。文章指出，在相同产能下，集成电路设随制程节点先进程度提升而大幅增长，当技术节点向5nm甚至更小的方向升级时，需要投入更多且先进的光刻机、刻蚀设备和薄膜沉积设备。此外，文章还介备行业市场规模历史变化的原因和未来变化的趋势，包括长期来看，半导体设备国产替代进程加速，中国半导体设备市场规模全球占比持续提升；短期来看，摘要行业定义半导体设备是指用于制造半导体材料、芯片和器件的设备。半导体设备的主要功能是在晶体管制造过程中完成材料的加工、附应用于集成电路领域的设备通常可分为前道工艺设备（晶圆制造）和后道工艺设备（封装测试）两大类。其中，晶圆制造设集成电路设备整体市场规模的80%以上。在前道晶圆制造中，共有七大工艺步骤，分别为氧化/扩散、光刻、刻与抛光、金属化，所对应的设备主要包括氧化/扩散设备、光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备、离子注入设备、清洗设备、机械抛光设备行业分类按照半导体制造工序的分类方式，半导体设备可以分为如下类别：半导体设备基于制造工序的分类前道工艺设备前道工艺设备是半导体制造过程中的重要设备，主要用于晶圆制造环节。前道设备涉及硅片加工、光刻、刻蚀、离子注入洗、抛光、金属化等工艺，所对应的核心专用设备包括硅片加工设备、光刻设备、刻蚀设备、清洗设备、离子注入设备、薄膜沉积后道工艺设备半导体设备行业基于半导体设备行业基于**的分类行业特征半导体设备投资额将大幅增长。目前，全球半导体设备市场集中度较高，海外厂商仍处于垄断地位。中国半导体设备厂商已基本覆积、清洗、抛光、金属化等工艺，所对应的核心专用设备包括硅片加工设备、光刻设备、刻蚀设备、清洗设备、离子注入设备、薄设备、机械抛光设备、测量设备等，其中光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备是半导体前道生产工艺中的三大核心设备。后道设备则包括），10%和8%。在晶圆制造设备中，刻蚀设备、薄膜沉积设备和光刻机分别占前道设备价值量的22%、22%和17%。），处于早期阶段对美国半导体设备的依赖。目前在28nm及以上领域，中国半导体设备厂商已基本实现了全点，国产化率达80%以上。而在14nm工艺上，中国半导体设备厂商也实现了50%以上的覆盖，国产化率可能达到了20%以上。目前在发展历程5G等新兴技术的快速发展，半导体设备行业也面临着新的机遇1947年，贝尔实验室的肖克利和巴丁发明了第一块晶体管，标志着半导体器件的诞生。这一事件开1958年，杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯发明了第一块集成电路，将多个晶体管和其他电子元件集成在一起，大大提高了电子器件的集成度和性能。这一事件推动了半导体设备行业的快速发展。在这个阶段，半导体设备行业处于起步阶段，主要生产简单的半在这个阶段，半导体设备行业处于起步阶段，主要生产简单的半导体器件和电子元件。这个时期的半导体设备主要由美国1980年代，日本企业开始大力投资半导体设备行业，推动了行三足鼎立的局面；1990年代，随着互联网的兴起和移动通信技术的发展，半导体设备行业进入了一个新的高速增长阶段。同时也开始加强对半导体设备行业的投资和研发，成为全球最重要的半导体市场之一。随着计算机、行业得到了迅速发展。在这个阶段，半导体设备行业开始生产更加复杂的芯片，如存储器、微处理器等。同时，行业内出现了行业得到了迅速发展。在这个阶段，半导体设备行业开始生产更加复杂的芯片，如存储器、微处理器等。同时，行业内出现了随着生产技术的不断提高，设备和工具的生产成本逐渐降低，市场规模也逐渐扩大。在这个阶段，发展，出现了一批具有国际竞争力的企业，如应用材料、东京电子、ASML等。同时，半导体设备的技术水平也得到了大幅随着信息技术的快速发展，半导体设备行业进入了现代化阶段。在这个阶段，行业内的企业开始注联网等新兴技术的快速发展，半导体设备行业的市场需求将继续增加。同时，随着生产技术的不断提高，设备和工具的生产成本随着人工智能、物联网、5G等新兴技术的快速发展，半导体设备产业链分析半导体设备发展现状半导体设备行业产业链上游为芯片制造与封测的支撑性环节，主要包括半导体材料和半导体设备；产业链中游为半导体制造环2022年以来，地缘政治不确定性持续加剧，半导体设备作为中国主要的“上2023年受供应链库存高企、全球经济疲软，以及市场复苏缓慢影响，晶圆代工产业处于下行周期，行业竞争加剧。目前，中座，其中12英寸晶圆厂25座，预计到2024年年底，中国大陆将新建32座晶圆厂，专注于成熟工艺。预计到2027年，中国大陆晶圆代工厂产球占比将从2023年的26%提升至28上半导体设备产业链上游分析生产制造端半导体材料股股杭州立昂微电子股份有限公司股湖南凯美特气体股份有限公司股江苏南大光电材料股份有限公司股湖南凯美特气体股份有限公司股江苏南大光电材料股份有限公司股金宏气体股份有限公司股广东华特气体股份有限公司股江苏雅克科技股份有限公司股天津绿菱气体有限公司股江苏雅克科技股份有限公司股天津绿菱气体有限公司股广东晶锐半导体有限公司股昊华化工科技集团股份有限公司股彤程新材料集团股份有限公司股上海新昇半导体科技有限公司股彤程新材料集团股份有限公司股上海新昇半导体科技有限公司股有研新材料股份有限公司股上海新阳半导体材料股份有限公司股上海新傲科技股份有限公司股南京特种气体厂股份有限公司股上海新傲科技股份有限公司股南京特种气体厂股份有限公司股华润微电子（重庆）有限公司股浙江巨化股份有限公司股湖北鼎龙控股股份有限公司股湖北鼎龙控股股份有限公司股苏州蓝昇精密制版科技有限公司股上海飞凯材料科技股份有限公司股上海飞凯材料科技股份有限公司股成都时代立夫科技有限公司股股上海华谊控股集团有限公司股股安集微电子科技（上海）股份有限公司股股瑞红（苏州）电子化学品股份有限公司股股天津晶岭微电子材料有限公司股股江苏艾森半导体材料股份有限公司股上海硅产业集团股份有限公司股浙江中晶科技股份有限公司股上海硅产业集团股份有限公司股浙江中晶科技股份有限公司股锦州神工半导体股份有限公司中产业链上游分析中产业链上游分析料中占比最高特种气体、掩膜版、光刻胶、光刻胶配套材料、通用湿电子化学品、靶材和CMP抛光材料等。封装材料包括封装基板、引线框架合丝、包封材料、陶瓷基板和芯片粘接材料等。具体来说，在晶圆制造材料中，硅片为晶圆基底材料；掩膜版用于光刻工艺底板；胶用于将掩膜版上的图案转移到硅片上；靶材用于薄膜沉积；电子特气用于氧化、还原、除杂；湿电子化学品用于清洗、刻蚀；抛料用于实现平坦化。封装材料中，封装基板与引线框架用于保护、支撑芯片及建立芯片与PCB间的连接；键合丝用于连接芯片和根据SEMI数据，2022年全球半导体材料市场营收达727亿美元，同比增长8.9%。从产品品类来看，2022年全球晶圆制造材料和封装材料营收分别为447亿美元和280亿美元，同比分别增长10.5%和6.3%。其中，以半导体硅片、电子特气和光罩等领域在晶圆半导体设备产业链中游分析半导体制造股上海华虹（集团）有限公司股合肥晶合集成电路股份有限公司股股上海华虹（集团）有限公司股合肥晶合集成电路股份有限公司股中芯国际集成电路制造有限公司股紫光展锐（上海）科技有限公司股上海壁仞科技股份有限公司股长沙景嘉微电子股份有限公司股上海壁仞科技股份有限公司股长沙景嘉微电子股份有限公司股沐曦集成电路（上海）有限公司股兆易创新科技集团股份有限公司股武汉新芯集成电路制造有限公司股华润微电子（重庆）有限公司股武汉新芯集成电路制造有限公司股华润微电子（重庆）有限公司股长江存储科技控股有限责任公司股翱捷科技股份有限公司股杭州士兰微电子股份有限公司股紫光国芯微电子股份有限公司股杭州士兰微电子股份有限公司股紫光国芯微电子股份有限公司股上海艾为电子技术股份有限公司股上海韦尔半导体股份有限公司股北京君正集成电路股份有限公司股苏州东微半导体股份有限公司股北京君正集成电路股份有限公司股苏州东微半导体股份有限公司股扬州扬杰电子科技股份有限公司股闻泰科技股份有限公司下产业链中游分析下产业链中游分析2023年受供应链库存高企、全球经济疲软，以及市场复苏缓慢影响，晶圆代工产业处于下行周期，前十成熟工艺。预计到2027年，中国大陆晶圆代工厂产能全球占比将从2023年的26%提升至28%。半导体设备产业链下游分析应用领域渠道端股股计算机股通信股消费电子股汽车股工业股医疗股军事产业链下游分析产业链下游分析），根据根据WSTS的数据，全球半导体市场规模由2019年的4,123亿美元增长至2023年的5,201亿美元。2023年全球半导体市场规模同比行业规模半导体设备行业规模的概况2018年—2023年，半导体设备行业市场规模由1处于第9轮周期的下行阶段。在半导体设备行业变化的长周期中，行业主要受自身及下游应用的创新驱动，依赖于终端技术、新代际应用的升级行动；在变化的中周期中，主要表现为供给侧扩产节奏波动，从全球半导体行业的资本开支增速来看，每3-5年会出现一次集中扩产。由于半导体产线从建设到量产需要1.5-2年的时间，产能释放与下游需求波动通常存在错配；在半导体设备行业变化的短周期中，由产业链供需比关系变化和自主调节决定，包括主动补库存、被动补库存、主动去库存、被动去库存四个阶段。2019年，中美贸易摩擦导致下游需求减弱，存储芯片供过于在相同产能下，集成电路设备投资量随制程节点先进程度提升而大幅增长。当技术节点向5nm甚至更小的方向升级时，集成电路的制），全球半导体设备市场高度集中，海外龙头厂商仍处于垄断地位，中国半导体设备厂商已覆盖多个细分领域，但国产替代仍处于2022年10月，美国对中国半导体产业制裁升级。2023年3月，荷兰也加入了美国对华芯片出口管制的阵营。日本经济产业令，将23类先进的芯片制造设备纳入出口管理的管制对象。其中包括清洗设备、成膜设备、热处理设备、曝光设备（包括极制造设备）、蚀刻设备、高端光刻胶等。2022年以来，地缘政治不确定性持续加剧，半导体设备半导体设备规模预测半导体设备行业规模数据来源:SEMI政策梳理政策名称颁布主体生效日期影响6政策内容政策解读增值税进项税额加计抵减是对特定行业的增值税一般纳税人，在一段期间内实施的降低其增值税税负的特殊政策，可以理解为给特定企业的抵税券，可让半导体设备政策性质政策名称颁布主体生效日期影响企业清单制定工作有关要求的通8政策内容政策解读政策性质政策名称颁布主体生效日期影响《“十四五”软件和信息技术服务业8政策内容重点突破工业软件，关键基础软件补短板。建立EDA开发商、芯片设计企业、代工厂商等上下游企业联合技术攻关机制，突破针对数字、政策解读作为集成电路产业链的最上游，EDA是一种在计算机辅助下，完成集成电路芯片的功能设计、综合、验证、物理设计等流程的软件工具，一直是集成键技术。尤其在芯片设计日益复杂的今天，EDA通过对设计过程的模拟和验证，可以大幅提升芯片设计效率；同时，EDA还广泛应用于集成政策性质指导性政策政策名称颁布主体生效日期影响8政策内容在事关国家安全和发展全局的基础核心领域，制定实施战略性科学计划和科学工程。瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种政策解读《纲要》提到推动集成电路产业创新发展，在集成电路领域，关注集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材政策性质指导性政策政策名称颁布主体生效日期影响7政策内容政策解读明确国家鼓励的集成电路设计、装备、材料、封装、测试企业和软件企业，自获利年度起按“两免三减半”征收企业所得税。政策性质竞争格局半导体设备概况全球半导体设备市场高度集中，海外龙头厂商仍处于垄断地位，中国半导体设备厂商已覆盖多个细分领域，但国产替代仍处根据半导体设备厂商的营收、专利数，以及其半导体设备国产化率三大维度，半导体设备厂商可划分为以下三个梯队：第一梯队公司华创和中微公司；第二梯队公司为盛美上海、拓荆科技、微导纳米、华海清科、芯源微、至纯科技、长川科技等；第三梯队有华峰测阶段。2022年中国晶圆厂商半导体设备国产化率明显提升，从2020年的21%提升至2022年的35%。具体到细分设备国产化率，光刻设备(<2022年10月，美国对中国半导体产业制裁升级。2023年3月，荷兰也加入了美国对华芯片出口管制的阵营。日本经济产业令，将23类先进的芯片制造设备纳入出口管理的管制对象。其中包括清洗设备、成膜设备、热处理设备、曝光设备（包括极制造设备）、蚀刻设备、高端光刻胶等。美日荷对半导体设备的出口管制，在一定程度上刺激了中国半导体制造商在有效期内加速采购半导体设备市场规模的增长离不开下游晶圆厂的持续扩张。在晶圆厂资本开支中，70%-80%用于购买晶圆制造设备。据不完全统计上市公司速览总市值----企业分析11北方华创科技集团股份有限公司【0公司信息企业状态企业总部法人企业类型注册资本行业统一社会信用代码成立时间经营范围组装生产集成电路设备、光伏设备、TFT设备、真空电子元器件；技术咨询；技术开发；技术转让；经济询；投资及投资管理；货物进出口；技术进出口；代口。（市场主体依法自主选择经营项目，开展经营活法须经批准的项目，经相关部门批准后依批准的内容营活动；不得从事国家和本市产业政策禁止和限制类财务数据分析财务指标2024(Q1)销售现金流/营//扣非净利润同/////////////////////////////////////////预收款/营业收入/////////////////流动负债/总负////////////扣非净利润滚//////////总资产周转率/////////////////////扣非净利润(元)///////////////扣非每股收益/////////////////经营现金流/营//北方华创科技集团股份有限公司竞争优势北方华创是一家以电子专用设备和电子元器件为主要产品，集研发、生产、销售及服务于一体的大型综合性高科技公司。电子专用设备方面，公司集成电路制造工艺技术为核心，研发生产了集成电路工艺设备、太阳能电池制造设备、气体质量流量控制器(MFC)、TFT设备、真空热处理设备、锂22拓荆科技股份有限公司【688072】公司信息企业状态企业总部法人企业类型拓荆科技股份有限公司注册资本行业统一社会信用代码成立时间经营范围术转让、技术推广，电子专用设备制造，电子专用设售，半导体器件专用设备制造，半导体器件专用设备销售，机械零件、零部件加工，机械零件、零部件销售，销理，非居住房地产租赁（除依法须经批准的项目外，凭财务数据分析财务指标2024(Q1)2024(Q2)2024(Q3)销售现金流/营业收入///扣非净利润同比增///////////////////////////////////////预收款/营业收入//////////////////流动负债/总负债//////////////////扣非净利润滚动环//////////////////总资产周