雷火竞技全球半导体设备的市场分析

　　雷火竞技雷火竞技根据 SEMI 世界晶圆厂预测报告显示的数据，2017 年全球半导体设备的销售规模达到历史最高值570 亿美元，比 2016 年增长了 38%[1]。预计 2018年将继续增长 9%，达到 620 亿美元。到 2019 年再增长 5%，达到 650 亿美元。从 2016～2019 年实现连续 4 年的正增长。SEMI世界晶圆厂预测报告中对于 2011～2019 年全球半导体设备市场销售规模的统计和预测数据如图 1 所示。

　　2017 年，全球半导体设备市场高涨的原因在于全球芯片需求旺盛，存储器价位飙升及激烈竞争推动晶圆厂设备投资额达到高位。许多厂商用于新的晶圆厂建设和购置设备的投资都超过了历史纪录半导体。英特尔、美光、东芝（包括西部数据）及格罗方德在 2017 年和 2018 年都增加了对晶圆厂的投资。韩国的三星更是掀起了新一波投资浪潮，2017 年其设备投资从原计划的 80 亿美元增加到 180 亿美元，同比增长 128%。SK 海力士的设备支出也增加了 70%，达到 55 亿美元，也创历史新高。三星和SK 海力士购置的设备大部分都用在韩国，还有一部分用于它们在中国大陆地区和美国的生产工厂。预计 2018 年三星和 SK 海力士仍旧会维持在高额投资的水平上。

　　SEMI 的另一份报告指出，全球 2017 年晶圆加工设备的市场规模为 450 亿美元，比 2016 年增长 37.5%；晶圆加工前端部分，包括 Fab 设施设备、晶圆制造辅助设备和掩膜设备为 26 亿美元，同比增长 45.8%；封装设备为 38 亿美元，同比增长 25.8%；半导体测试设备达到 45 亿美元，同比增长 22%。

　　2015～2018 年全球各地区的半导体设备市场规模如表 1 所示。由此可见，2017 年韩国首次成为全球最大的设备市场，连续 5 年排名榜首的中国台湾地区现排名第二位，中国大陆地区升居第三位。2017 年，除了世界其他地区（主要是东南亚）之外雷火竞技，其他地区的设备市场都有增长。韩国以 133% 的增速领先全球。其次是欧洲，增长率为57.2%，日本的增长率也达到了 30%。根据 SEMI 的预测，2018 年中国大陆地区的设备销售增长率将最高，达到 49.2%，销售规模为 113.3 亿美元。2018 年，韩国、中国大陆地区和中国台湾地区将保持世界前 3 位的市场排名。到 2019 年，中国大陆地区将继续增长 45%。从2017年起的 3 年中，中国大陆地区有近 20 条 12 英寸及 8 英寸晶圆生产线需要安装晶圆制造设备。

　　根据市场调研机构 Information Network 的报道，2016 年和 2017 年全球前 7 大半导体设备厂商的设备市场份额如图 2 所示。在该图中，各设备厂商的销售份额仅包括半导体设备本身，不包括售后服务、备品备件及汇率的变化等。应用材料（Applied Material）仍然是半导体设备行业的“老大”，其市场份额从 2016 年的 28.8% 变化到 2017 年的 27.0%，下降了 1.8 个百分点。泛林（Lam Research）的市场份额从 2016 年的 19.4% 上升到 2017 年的 20.9%，增加了 1.5 个百分点。东京电子（Tokyo Electron）在 2017 年市场份额增加最大，达到 2.1 个百分点，从 2016年的 17.4% 升至 2017 年的 19.5%。阿斯玛尔（ASML）在 2017 年由于 10 台以上 EUV 光刻机出货，其 2017 年的市场份额比2016年增加了 0.6个百分点。科林（KLA Tencor）是全球占有统治地位的工艺检测设备的供应商，其 2017 年市场份额与 2016 年基本持平，仅增加 0.1 个百分点。近年来，科林的竞争对手也日益增多，如应原材料、日立高新及其他几家从事工艺检测设备的厂商，如纳米计量（Nanometrics）、诺瓦测量仪器（Nova Measuring Instruments）和鲁道夫科技（Rudolph Tech）等。

　　2017 年全球半导体设备行业还有两个热题：一是 EUV（极紫外）光刻设备显著推进，二是 8 英寸（ 200 mm）晶圆制造设备市场重新回暖。

　　随着半导体制程技术的递升，工艺加工成本也越来越高，如今能负担得起 10 nm 以下最新制程研发的基本上只剩英特尔、三星、台积电和格罗方德4家。这几家厂商对采购 EUV 光刻机的计划最为迫切，因为接下来几代制程技术 EUV 光刻系统是技术的核心。

　　因此，英特尔半导体设备、三星和台积电都曾对 ASML 投资，以支持 EUV 光刻设备研发，并希望取得 EUV 设备的优先权。英特尔计划在 2019 年进入 7 nm 领域，三星将在 2018 年利用EUV 光刻实现 7 nm 技术，台积电已经加快了 7 nm技术的研发步伐，在 2018 年第二季度进入量产。格罗方德也将在 2018 年年底生产 7 nm 芯片。

　　最近，ASML 宣布在 2017 年已出货了 10 台EUV 系统，2018 年将再出货 20～22 台，最近出货的EUV系统拥有或至少可支持每小时生产 125 片晶圆所需的 250 W 激光光源系统。这些 EUV 系统将首先用于制造微处理器等逻辑芯片，随后再应用于DRAM 芯片的制造，而现今的 3D NDND 闪存芯片已经不适用于 EUV 光刻。

　　ASML 的目标是到 2020 年，将其 250 W 光源所能达到的每小时 145 片晶圆的吞吐量进一步提高到每小时 155 片。ASML 企业策略和营销负责人也表示，该公司已经具有实验室可行的 375 W 光源。同时也表示，ASML 目前正在计划将 EUV 系统的正常运行时间从现在的 75% 提高到 90% 以上。

　　对于 EUV 的用户而言雷火竞技，他们希望在 2018 年年底或 2019 年年初量产第二代 7 nm 制程时，首先采用 EUV 系统来制作接触孔和通孔来代替原来采用193 nm ArF 浸没式光刻系统采用的 15 次掩膜层数，以缩短加工周期和制造成本。如果将 EUV 光刻系统用于 5 nm 制程的话，用于 EUV 的光致抗蚀剂在减少感光量方面还需要继续努力，即感光量应该从目前的 30 mJ/cm2 减至 20 mJ/cm2。

　　2017 年，ASML 的销售收入（包括 10 台 EUV光刻系统和其他 100 多台光刻设备）达到90.5亿欧元（约合 110.4 亿美元），比 2016 年增长 33%，实现利润 21.2 亿欧元（约合 31.2 亿美元）。在2017 年第四季度，ASML 还意外接到了 10 台以上的 EUV 光刻设备的订单。目前 ASML 等待出货的EUV 光刻设备共 28 台。

　　在过去两年中，由于传统的 MCU、电源管理（PMIC）、指纹识别、显示驱动及新型功率器件等芯片需求激增，8英寸晶圆产能出现严重短缺。据多家市场调研机构预测，直至 2018 年全球 8 英寸晶圆的出货量不会有明显增加，因此，2018 年已成为 8英寸晶圆产能紧张的第三年。

　　当前，8 英寸晶圆的工艺技术从 3μm 到65μm，特征尺寸的跨度很大。在这些成熟的技术节点上，晶圆厂商可以提供诸如模拟、混合信号、BCD、非挥发存储器嵌入式 SoC、MEMS、射频（RF）和功率驱动等多种特殊（特色）工艺类型。因此，继续发展 8 英寸晶圆生产开始变得更具战略意义。

　　根据 IC Insights 报告提供的数据，2017 年全球纯晶圆代工业营业收入按特征尺寸的分布如表 2 所示。以 8 英寸晶圆为主力担当的 90 nm 到＞ 0.18μm 晶圆代工的市场份额，已占纯晶圆代工整体市场的 35%。

　　这为全球半导体设备制造业又一次带来巨大的商机，就连美国的应用材料公司也建议考虑重启 8 英寸晶圆设备的供应。

　　全球 8 英寸晶圆制造设备市场重新回暖也给我国大陆地区半导体设备制造业提供了前所未有的商机。近年来，在国家科技重大专项 02 专项（极大规模集成电路重大装备和成套工艺专项）和各级地方政府的鼓励发展集成电路装备技术创新项目的大力支持下，我国 12 英寸和 8 英寸晶圆制造设备、先进封装设备和半导体材料加工设备等领域的研发和产业化都取得了卓著的业绩。

　　在 8 英寸晶圆制造设备方面，除了晶圆前道光刻机尚须进一步改进外，我国已基本具备了 8 英寸晶圆制造整线设备的配套能力和先进封装主要设备的供货能力，可以借助于全球 8 英寸设备回暖的商机，大显身手。

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