联系我们

江苏瑞合硕电子科技有限公司【官网】

电话:0512-65104281  

传真:0512-66357386

热线:400-600-9161

邮箱:chem@ebrio.cn

网址:http://www.berud.com/

地址:江苏省苏州市吴中区双祺路8号



新闻中心

网站首页 > 博时企业动态 > 脱水研报:国内半导体设备龙头 毛利为37% ...

脱水研报:国内半导体设备龙头 毛利为37% ROE为12% 看涨30%

发布日期:2021-10-11 内容来源于:http://www.berud.com/

更多 0

2020年半导体全球半导体设备销售创历史新高,中国大陆、中国台湾、韩国为领先地区。SEMI预计2020年原始设备制造商的半导体制造设备的全球销售额将比2019年的596亿美元增长16%,创下689亿美元的新纪录。

灌胶机,双液灌胶机,单液灌胶机

预计全球半导体制造设备市场将继续增长,2021年将达到719亿美元,2022年将达到761亿美元。代工和逻辑业务约占晶圆厂设备销售总额的一半,由于先进技术的投资,今年的支出将增长15%左右,达到300亿美元。

要点:

◆公司的等离子体刻蚀设备已应用在国际一线客户,单液灌胶机以及逐步打进7纳米、5纳米先进集成制造生产线;另外公司MOCVD设备已成为世界排名前列的氮化镓基LED设备制造商。

◆公司半导体刻蚀设备将受益于行业景气度回升,晶圆厂扩产带动设备需求及国产化率提升;MOCVD设备将受益于紫外LED,Mini LED 和 Micro LED新型显示快速成长。

◆公司为国内半导体设备龙头,国产替代加速,毛利为37%,净利为15%,ROE为12%,看涨30%。

全球半导体设备销售创历史新高,中国地区设备保持强劲

2020年半导体全球半导体设备销售创历史新高,中国大陆、中国台湾、韩国为领先地区。SEMI预计2020年原始设备制造商的半导体制造设备的全球销售额将比2019年的596亿美元增长16%,创下689亿美元的新纪录。

预计全球半导体制造设备市场将继续增长,2021年将达到719亿美元,单液灌胶机2022年将达到761亿美元。代工和逻辑业务约占晶圆厂设备销售总额的一半,由于先进技术的投资,今年的支出将增长15%左右,达到300亿美元。

NAND闪存制造设备的支出今年将猛增30%,超过140亿美元,而DRAM有望在2021年和2022年引领增长。2020年中国大陆、中国台湾和韩国将成为支出的领先地区。

预计在2021年和2022年,韩国将在存储器恢复和逻辑投资增加的背景下,在半导体设备投资方面领先于世界。在先进晶圆代工投资的推动下,中国台湾地区的设备支出将保持强劲。

中国半导体设备产业蓬勃发展,2020年市场占比位居全球第一

中国大陆的强劲晶圆代工和内存投资预计将首次推动该地区在今年的整个半导体设备市场中名列前茅。此外,受益于企业产能扩展及国产化的稳步推进,中国半导体设备销售额近年来一直保持持续增长。

根据SEMI报告预测数据,2020年中国半导体设备销售额为181亿美元,同比增长34.57%,中国在2018-2020年全球市场份额分别为20.32%、22.51%、26.31%,位列全球第二、第二、第一席位。但受限于产业起步晚、技术门槛高等问题,中国在刻蚀设备、热处理设备、清洗设备等领域国产化率相对较低,在光刻设备、离子注入设备、涂胶显影设备领域刚刚起步。

全球刻蚀设备市场稳步增长,中国市场发展迅猛

根据SEMI数据,2010-2016年,全球刻蚀设备市场规模在60亿美元左右波动;2017-2019年,刻蚀设备市场则呈现出明显增长态势。2019年全球刻蚀设备市场规模约为115亿美元,同比增长11%左右。长期以来,全球刻蚀设备市场份额大多掌握在应用材料、泛林半导体等企业中,中国本土企业竞争力弱。近年来,中国半导体产业发展迅猛叠加美国对华实施产业制裁,优秀本土企业实现了快速发展,极大加快了国产替代的步伐。2018年,中国刻蚀设备市场规模约为21亿元,同比增长55.30%。

集成电路制造工艺繁多复杂,其中光刻、刻蚀和薄膜沉积是半导体制造三大核心工艺

薄膜沉积工艺系在晶圆上沉积一层待处理的薄膜,匀胶工艺系把光刻胶涂抹在薄膜上,光刻和显影工艺系把光罩上的图形转移到光刻胶,刻蚀工艺系把光刻胶上图形转移到薄膜,去除光刻胶后,即完成图形从光罩到晶圆的转移。

制造芯片的过程需要数十层光罩,集成电路制造主要是通过薄膜沉积、光刻和刻蚀三大工艺循环,把所有光罩的图形逐层转移到晶圆上。

目前国产设备替代率低,依赖国外进口

虽然中国半导体专用设备企业销售规模不断增长,但整体国产率还处于较低的水平,目前中国半导体专用设备仍主要依赖进口。

在集成电路制造的专用设备中,国产设备自给率低下,光刻机、ALD、离子注入机等才实现零突破,热处理设备、半导体刻蚀设备、清洗设备均实现20%以上国产替代率;以光刻机为例,上海微电子最为先进的是 SSA600/200 产品,能够用于 90nm芯片制程的生产,与国际巨头光刻机设备厂商ASML技术相差巨大,其最为先进的EUV设备已经用于3nm芯片制程的生产,下代EUV光刻机则是针对3nm以下的节点,2nm甚至未来的1nm工艺都要用到NA 0.55的EUV光刻机。

高行业壁垒造就寡头垄断格局,刻蚀设备行业CR3高达91%

半导体设备行业具有较高的行业壁垒,阻止下位者的冲击。从资金面分析,单液灌胶机半导体设备行业投资周期长,研发投入大,是典型的资本密集型行业,为保持公司的技术优势,需要长期、持续不断的研发投入。

从技术层面分析,半导体设备行业是典型的技术密集型行业,设备的研发涉及等离子体物理、射频及微波学、结构化学、微观分子动力学、光谱及能谱学、真空机械传输等多种科学技术及工程领域学科知识的综合应用,对于技术人员的知识背景、研发能力及操作经验积累均有较高要求。

从专利层面分析,为了保持技术优势和竞争力,防止技术外泄风险,已掌握先进技术的半导体设备企业通常会通过申请专利等方式设置较高的进入壁垒,给后来者的研发造成困难。因此目前刻蚀设备行业集中度较高,行业龙头皆为历史悠久的国外公司,其中2019年仅泛林半导体就占据全球刻蚀设备52%的市场份额,行业CR3达到91%。

集成电路制造工艺可大致分为IC设计、晶圆制造以及封装测试

晶圆加工制造环节工艺繁多复杂,可分为氧化扩散、薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入、CMP、金属化等七个步骤。

其中光刻、刻蚀和薄膜沉积是半导体制造三大核心工艺。薄膜沉积工艺系在晶圆上沉积一层待处理的薄膜,匀胶工艺系把光刻胶涂抹在薄膜上,光刻和显影工艺系把光罩上的图形转移到光刻胶,刻蚀工艺主要通过刻蚀机来完成,刻蚀系把光刻胶上图形转移到薄膜,去除光刻胶后,即完成图形从光罩到晶圆的转移。

制造芯片的过程需要数十层光罩,集成电路制造主要是通过薄膜沉积、光刻和刻蚀三大工艺循环,把所有光罩的图形逐层转移到晶圆上。

晶圆制造设备是半导体设备中最重要的部分,刻蚀设备则占据晶圆制造设备投资的24%左右。半导体行业属于资本密集型产业,对半导体设备投入较大。根据中微公司招股书中的说明,2017年晶圆制造设备在集成电路设备总投资中占比最高,达到81%左右。

而在晶圆制造设备中,最为关键的就是光刻机、刻蚀机以及薄膜沉积设备,其中刻蚀设备投资占晶圆制造设备总投资的24%左右。

同时,随着集成电路线宽的不断缩小,光刻机渐渐不能充分发挥其作用,刻蚀机的配合变得愈发重要,其投资占比也将不断提高。

刻蚀按刻蚀工艺可以分为湿法刻蚀和干法刻蚀,干法刻蚀占据90%左右的市场。湿法刻蚀主要原理为将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀,湿法刻蚀各向异性较差,通常用于工艺尺寸较大的应用,或用于干法刻蚀后清洗残留物,精准度不高,刻蚀后侧壁容易产生横向刻蚀。

干法刻蚀主要原理为利用等离子体与表面的材料发生化学反应,产生可挥发的气体进行薄膜刻蚀,干法刻蚀可以实现各向异性刻蚀,符合现阶段半导体制造的高精准、高集成度的需求,干法刻蚀机普遍运用于小尺寸的先进工艺中。

同时干法刻蚀的刻蚀速率和线宽控制能力均优于湿法刻蚀,这使得干法刻蚀成为主流的刻蚀技术,目前干法刻蚀机占据90%左右的刻蚀市场,预计未来随着小尺寸逻辑器件和存储器件的广泛应用,干法刻蚀机市场份额将进一步提升。

按被刻蚀材料的不同,刻蚀可以分为介质刻蚀、硅刻蚀和金属刻蚀,介质刻蚀和硅刻蚀为市场主流。根据被刻蚀材料类型的不同,刻蚀主要是刻蚀介质材料(氧化硅、氮化硅、二氧化铪、光刻胶等)、硅材料(单晶硅、多晶硅、和硅化物等)和金属材料(铝、钨等)。由于下游的需求场景较多,介质刻蚀机与硅刻蚀机的市场占比较高,成为市场主流,分别占比49%和48%。

按产生等离子体方法的不同,干法刻蚀可分为电容性等离子体刻蚀和电感性等离子体刻蚀。等离子体刻蚀设备包括电容性等离子体刻蚀设备(CCP, Capacitively Coupled Plasma)和电感性等离体刻蚀设备(ICP, Inductively Coupled Plasma)。电容性等离子体刻蚀主要是以高能离子在较硬的介质材料上,刻蚀高深宽比的深孔、深沟等微观结构;而电感性等离子体刻蚀主要是以较低的离子能量和极均匀的离子浓度刻蚀较软的和较薄的材料。

这两种刻蚀设备涵盖了主要的刻蚀应用。目前大尺寸逻辑芯片主要采用CCP进行刻蚀,未来随着半导体器件的结构越发精细化,小尺寸逻辑器件和存储器件将占据越来越多的市场份额。与此同时,刻蚀设备需要具备刻蚀高精度薄膜的功能,要求刻蚀设备用较低能量的等离子体在低压下实现均匀刻蚀,而采用ICP能实现更好的效果,因此未来电感性等离体刻蚀设备将越来越广泛地应用于介质刻蚀应用中。

MOCVD是LED外延片制备的核心设备,占生产线总投入一半以上

LED产业链由衬底加工、LED外延片生产、芯片制造和器件封装组成。该产业链中主要涉及的设备包括:衬底加工需要的单晶炉、多线切割机;制造外延片需要的MOCVD设备;制造芯片需要的光刻、刻蚀、清洗、检测设备;封装需要的贴片机、固晶机、焊线台和灌胶机等。LED外延片的制备是LED芯片生产的重要步骤,与集成电路在多种核心设备间循环的制造工艺不同,主要通过MOCVD单种设备实现。

MOCVD是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。MOCVD设备将Ⅱ或Ⅲ族金属有机化合物与Ⅳ或Ⅴ族元素的氢化物相混合后通入反应腔,混合气体流经加热的衬底表面时,在衬底表面发生热分解反应,并外延生长成化合物单晶薄膜。

一台MOCVD生长设备可以简要地分为以下的3个部分。1)气体操作系统。包括控制Ⅲ族金属有机源和V族氢化物源的气流及其混合物所采用的所有的阀门、泵以及各种设备和管路。2)反应室和加热系统。MOCVD生长系统的核心组成部分,使混合气体流经衬底表面,使其发生反应,并生成化合物单晶薄膜。3)监测与尾气处理系统。对全过程进行监测,对反应过后的尾气进行处理。

MOCVD是LED制造中最重要的设备,采购金额占LED生产线总投入的一半以上。LED照明产业链上游是衬底制作和外延片生产,晶圆和外延片的质量直接决定了LED发光颜色和发光效率,对LED产业极为重要。衬底制作和外延片生产属于资本、技术密集型的领域,技术含量高、资本投入大、质量影响大,占LED制造成本70%左右。

其中LED外延片的制备是LED芯片生产的重要步骤,主要通过 MOCVD单种设备实现,MOCVD设备为 LED 制造中最重要的设备,其采购金额一般占 LED 生产线总投入的一半以上。因此MOCVD设备的数量成为衡量LED制造商产能的直观指标。近年来,中国LED芯片产业的快速发展带动了作为产业核心设备的MOCVD设备需求量的快速增长。

LED照明产品行业渗透率不断提升,LED新型显示蓬勃发展

LED照明发展正处于对传统白炽灯光源替换的冲刺阶段,渗透率不断提升。LED以其稳定、连续、高效、均匀的工作状态,多变、灵活、轻便的产品特性以及性能优势,已成为照明市场的主流。

目前LED照明发展处于对传统白炽灯光源替换的冲刺阶段。根据Digitimes统计,2009年至2018年全球LED照明渗透率由1.5%上升至42.50%,我国LED照明的起步虽然略晚于全球平均值,近几年实现赶超,根据国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)统计,我国LED照明市场渗透率短短几年内即由2012年的3%提升到2018年的61%,但距离LED照明发达国家如日本接近70%的LED照明渗透率仍存在较大距离,LED照明市场渗透率还有上升空间。

海兹定律引领LED行业进步,LED向小体积、低价格、高光效演进

与数字芯片领域的摩尔定律类似,在光电子半导体LED领域也存在一个类似摩尔定律的海兹定律,即LED的价格每10年将为原来的1/10,输出流明则增加20倍。这两个定律都依赖于半导体器件生产的工艺优化。

这也意味着,在海兹定律的驱动下,LED芯片的光效将不断提升,提供相同亮度所需LED芯片的体积不断缩小,成本也将呈指数型下降,LED出货量将不断提升。根据美国能源信息署公布报告显示,未来LED的平均光效将远远超过白炽灯;且随着LED技术水平的进步,未来LED的价格也将呈指数形式快速下降。

小间距LED是大势所趋,Mini/Micro LED推动显示技术革命

过去几年,LED行业的新应用和新技术层出不穷,更小间距的LED显示屏成为未来的趋势。近几年Mini/Micro LED被视为新一代显示技术,得到了越来越多的应用,相较于传统小间距LED,Mini LED在耗能、反应时间、可视角上有着一定的优势。

Mini LED采用局部调光设计,用既有的LCD技术基础、结合了同样成熟的RGB LED技术,使得Mini LED的HDR精细度达到了前所未有水平,在新一代背光设计的面板得到了广泛的应用。Mini LED显示屏在继承传统小间距LED显示屏的无缝拼接、宽色域、低功耗和长寿命等优点的同时,单液灌胶机还具有高分辨率、高亮度、省电及反应速度快等特点,吸引了苹果、三星、LG、索尼等大型企业布局发展。

LED行业双轮驱动发展,为MOCVD设备行业提供了增量空间

伴随LED照明产品在照明行业的持续性渗透,LED新型显示在显示行业的替代性增长,未来LED行业逐步形成了双轮驱动的发展模式。一方面,我国LED照明市场渗透率短短几年内即由2012年的3%提升到2018年的61%,未来有望进一步提升;另一方面,光电子LED产业中,以LED新型显示为代表的新兴产业,逐渐成为显示行业追逐的热点。

根据中国产业信息网统计的数据,从2015年到2017年,中国LED下游各个子行业中LED显示的市场规模为425亿、549亿、727亿,年均复合增长率约为30.79%,高于LED其他细分应用领域。当前新兴的小间距LED显示在物理拼缝、显示效果、功耗、使用寿命方面均有优越表现,单液灌胶机未来随着Mini LED和Micro LED技术的进一步发展和完善,LED新型显示产业有望成为继LED照明产业后MOCVD应用产业发展最迅速的板块之一。


相关评论:
暂无评论
在线评论:
评论人:
联系方式:
评论内容:
验证码:  换一张
在线客服