半导体设备和材料分析报告( 102 页)

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目录

一、半导体设备：大陆需求快速增长，国产替代加速 .... 7

1.1 全球设备市场创新高，受益于资本开支提升、制程节点进步 ..... 7

1.2 前道设备占主要部分，测试需求高增速 ...... 14

1.3 全球市场受海外厂商主导，前五大厂商市占率较高 ...... 16

1.4 海外设备厂商在手订单饱满，供应链限制延续 .... 17

1.5 国内需求爆发，国产替代空间快速打开 ...... 26

1.6 2022Q1 国产设备厂商营收持续高增 ....... 28

二、光刻机：半导体制程工艺核心环节，将掩膜板图形缩小 ..... 32

三、刻蚀设备：等离子刻蚀复杂程度高，且步骤逐渐增加 .... 36

四、薄膜设备：用于沉积物质，在设备市场占比较高 ....... 44

五、清洗设备：去除晶圆片表面杂质，各制程前后均需使用 ..... 51

六、过程控制：制造过程的准确性检测 ....... 54

七、测试设备：用于测试晶圆片及成品 ....... 59

八、化学机械抛光：全局纳米级平坦化 ....... 61

九、半导体材料：晶圆厂持续扩产，材料拐点已至 ...... 68

9.1 晶圆代工扩产拉动材料需求持续增长 ...... 68

9.2 各类材料持续持续突破，业绩佐证国产替代正式开幕 ...... 71

十、光刻胶：产品逐步突破，国产替代已开启 ..... 73

十一、CMP：突破重围，国产化启动 ...... 81

十二、硅片：“第四次硅含量提升周期”，全球硅片需求大幅提升 ....... 85

十三、电子特气：需求空间大，拉开进口替代序幕 ...... 94

十四、湿电子化学品：内资龙头效应显著 ..... 100

十五、投资建议 ...... 101

15.1 设备 ..... 101

15.2 材料 ..... 102

十六、风险提示 ...... 102

图表目录

图表1：全球半导体设备季度销售额（亿美元） ....... 7

图表2：全球半导体设备分地域季度销售额（亿美元） ..... 7

图表3：中国大陆半导体设备市场规模（亿美元） .... 8

图表4：中国半导体设备市场维持高速增长 ...... 8

图表5：北美半导体设备月销售额（亿美元） ...... 8

图表6：全球半导体月度销售额（亿美元） ...... 8

图表7：全球半导体销售规模 ...... 9

图表8：各机构预测2022 年全球半导体市场增速 ..... 9

图表9：半导体设备市场增速周期性 .... 9

图表10：海外半导体设备龙头季度营收跟踪（亿美元） ...... 10

图表11：海外半导体设备龙头季度营收同比增速跟踪 ...... 10

图表12：全球半导体资本开支（亿美金） ...... 11

图表13：全球晶圆厂前道设备支出（亿美金） .... 11

图表14：全球半导体资本开支集中度持续提升 .... 11

图表15：2022 年资本开支增速较快的厂商（百万美金） ..... 11

图表16：2021 年全球代工行业营收份额 .... 12

图表17：七家晶圆代工企业资本开支（亿美元） .... 12

图表18：全球12 英寸晶圆制程结构 ...... 13

图表19：100K 产能对应投资额要求（亿美元） ...... 13

图表20：集成电路前道工艺对应设备 ..... 14

图表21：半导体测试设备应用环节 .... 14

图表22：半导体封装流程 ...... 14

图表23：半导体制造领域典型资本开支分布 ....... 15

图表24：2013-2018 年全球半导体设备按工艺流程划分（亿美元） ...... 15

图表25：2020-2023 年全球半导体设备按工艺流程划分（亿美元） ...... 15

图表26：全球半导体前道设备划分（百万美元） .... 15

图表27：全球半导体测试设备划分（百万美元） .... 15

图表28：泰瑞达分业务季度营收及公司市场看法（百万美元） .... 16

图表29：AMAT、LAM、TEL 主导大部分前道工艺 .... 16

图表30：全球半导体设备厂商排名（亿美金） .... 17

图表31：五大设备厂商行业格局（百万美元） .... 17

图表32：ASML 季度营收及其增速 ..... 18

图表33：ASML 季度利润率 ....... 18

图表34：2022Q1 新增订单结构情况 ...... 19

图表35：ASML 销售结构 ....... 19

图表36：Lam Research 季度营收及增速 .... 20

图表37：Lam Research 季度利润率 ....... 20

图表38：Lam Research 2022Q1 营收结构 ...... 21

图表39：爱德万业绩表现（十亿日元） ...... 21

图表40：KLAC 营收及增速（亿美元，%，取自然年） .... 22

图表41：KLAC 营收分业务拆分 ..... 23

图表42：KLAC 营收分产品拆分 ..... 23

图表43：KLA 对于CY2022Q2 业绩预告 ...... 24

图表44：泰瑞达2022Q1 收入情况 ..... 24

图表45：泰瑞达2022Q1 业绩分业务拆分 ....... 25

图表46：东京电子业绩情况 ...... 25

图表47：东京电子分业务情况 ....... 26

图表48：国内晶圆厂投资规模（亿元）（2020~2022 年为预测数据） ....... 27

图表49：国产设备替代进程 ...... 28

图表50：设备核心公司营业收入及归母净利润（亿元） ...... 28

图表51：设备核心公司毛利率 ....... 29

图表52：设备核心公司研发费用（亿元） ...... 29

图表53：设备核心公司经营增速 .... 29

图表54：设备核心公司预收账款/合同负债（亿元） .... 30

图表55：设备核心公司合同负债占营收比 ...... 30

图表56：国内晶圆厂投建扩产计划 .... 31

图表57：光刻机技术特点 ...... 33

图表58：光刻机技术路径（2020 年后为预测情况） .... 33

图表59：不同产品随着制程节点提升各类光刻技术对应层数的需求比例 ....... 33

图表60：光刻机技术示意图 ...... 33

图表61：EUV 目标市场范围（2020 年后为预测情况） .... 34

图表62：Foundry 和DRAM 精度仍会不断提升（2020 年后为预测情况） ...... 34

图表63：两次技术分水岭奠定光刻机格局 ...... 34

图表64：全球EUV 光刻机出货量（台） ..... 35

图表65：全球光刻机市场格局（百万美元） ....... 35

图表66：上海微电子600 系列光刻机 ..... 36

图表67：上海微电子600 系列光刻机主要技术参数 ..... 36

图表68：刻蚀的目的是把图形从光刻胶转移到待刻蚀的薄膜上 .... 37

图表69：刻蚀工艺分类 ..... 37

图表70：不同刻蚀设备主要技术指标 ..... 38

图表71：电容性等离子体刻蚀反应腔 ..... 38

图表72：电感性等离子体刻蚀反应腔 ..... 38

图表73：刻蚀类别 .... 39

图表74：多重成像技术 ..... 39

图表75：电感性等离子体刻蚀反应腔 ..... 39

图表76：刻蚀步骤逐渐增加（步骤数量） ...... 39

图表77：干法刻蚀市场（百万美元）（2021~2023 年为预测数据） ...... 40

图表78：刻蚀在晶圆设备市场比重提升 ...... 40

图表79：全球刻蚀业务收入规模分别（百万美元） ..... 40

图表80：干法刻蚀市场份额 ...... 41

图表81：Conductor Etch 市场份额 .... 41

图表82：Dielectric Etch 市场份额 ...... 42

图表83：北方华创刻蚀设备发展进程图 ...... 42

图表84：北方华创刻蚀产品介绍 .... 43

图表85：中微公司刻蚀产品线布局 .... 44

图表86：薄膜设备分类 ..... 45

图表87：典型CVD 工艺流程 ..... 45

图表88：ALD 示例 .... 45

图表89：典型CVD 工艺流程 ..... 46

图表90：常见的薄膜材料制备工艺 .... 46

图表91：CVD 和PVD 技术比较 ...... 46

图表92：CVD 和PVD 技术比较示意图 .... 46

图表93：全球沉积设备市场趋势（百万美元） .... 47

图表94：2020 年沉积设备市场结构（百万美元） ....... 47

图表95：CVD 市场份额 ..... 48

图表96：PVD 市场份额 ..... 48

图表97：北方华创PVD 机台eVictor AX30 Al pad PVD .... 49

图表98：北方华创LPCVD 机台THEORIS SN302D ...... 49

图表99：拓荆科技主要产品情况 .... 50

图表100：中微公司战略规划 .... 51

图表101：清洗原理 ...... 52

图表102：清洗环节 ...... 52

图表103：全球半导体清洗设备规模（2021-2024 位预测数据） ....... 52

图表104：2020 年全球半导体清洗设备市场格局 .... 52

图表105：至纯科技主要产品 .... 53

图表106：区分过程控制（检测、测量）和ATE（测试）（2019 年市场空间） ....... 54

图表107：检测缺陷&量测尺寸 ...... 55

图表108：测量、检测分类 .... 55

图表109：不同环节关键过程控制指标 ....... 55

图表110：全球过程控制市场（百万美元） .... 56

图表111：过程控制在晶圆设备市场比重 .... 56

图表112：过程控制细分市场（百万美元）（2021 年为预测数据） ....... 57

图表113：2020 年全球过程控制市场格局 ...... 57

图表114：公司电子束检测设备eViewTM 全自动晶圆缺陷复查设备 ...... 58

图表115：中科飞测系列产品覆盖IC 前道和先进封装的各种检测需求 ...... 59

图表116：集成电路测试设备主要功能 ....... 59

图表117：华峰测控主要产品系列 ...... 60

图表118：长川科技测试机及分选机主要产品系列 ...... 61

图表119：CMP 设备在芯片制造前道工艺中的环节 ...... 62

图表120：CMP 抛光去除速率对比 ..... 62

图表121： CMP 平坦化效果图（CMOS 结构剖面图） ..... 62

图表122：CMP 抛光模块示意图 .... 63

图表123：CMP 抛光作业原理图 .... 63

图表124：9-11 层金属结构Cu CMP 的示意图 ..... 63

图表125：三个不同尺寸和制程的晶圆产线项目每万片月产能对应的设备数量需求 .... 64

图表126：CMP 工艺应用到研磨头、研磨垫、研磨液 ....... 64

图表127：CMP 设备的相关配套组成 ...... 64

图表128：2020 年全球CMP 设备市场区域结构 ...... 65

图表129：2020 年全球CMP 设备竞争格局 ..... 65

图表130：华海清科发展历程 .... 65

图表131：华海清科主要产品情况 ...... 66

图表132：华虹无锡2022 年1-5 月化学机械抛光设备采购情况 .... 67

图表133：长江存储2019-2020 年化学机械抛光设备采购情况 ..... 67

图表134：全球半导体销售市场规模 ...... 68

图表135：全球半导体材料市场规模 ...... 68

图表136：2020 及2021 年分地区半导体材料市场营收（亿美元） ....... 68

图表137：封装及晶圆制造材料市场规模 .... 68

图表138：半导体材料分类 .... 69

图表139：晶元制造过程所需材料 ...... 69

图表140：半导体原材料分布情况 ...... 70

图表141：2021 年半导体材料市场按地域分布 .... 70

图表142：半导体材料国产化进程 ...... 71

图表143：半导体材料公司在电子材料业务领域营收情况（亿元） ....... 71

图表144：当前部分A 股半导体材料公司在细分领域的进展及后续规划（研发费用为2021 年数字，亿元） .... 72

图表145：光刻技术及光刻材料的发展 ....... 73

图表146：正性及负性光刻胶的反应原理 .... 74

图表147：光刻胶分类 ...... 74

图表148：2019-2022 全球光刻胶产业市场规模（亿美元） ..... 75

图表149：全球光刻胶应用份额占比 ...... 75

图表150：国内光刻胶场规模 .... 76

图表151：中国半导体光刻胶及配套试剂市场规模 ...... 76

图表152：国内半导体光刻胶市场规模（亿元） ...... 76

图表153：中国光刻胶厂商生产结构情况 .... 77

图表154：全球光刻胶市占率情况 ...... 77

图表155：全球半导体光刻胶市占率情况 .... 77

图表156：2019 年krf 光刻胶市场占比 ....... 77

图表157：2019 年arf 光刻胶市场占比 ....... 77

图表158：2019 年g/i 线光刻胶市场占比 .... 78

图表159：光刻胶龙头专利积累 ..... 78

图表160：TOK 产品分类（按特征尺寸）.... 79

图表161：TOK KrF 正性光刻胶系列 ....... 79

图表162：KrF 深紫外光刻胶系列产品 .... 79

图表163：海外龙头光刻胶产品发展历程 .... 80

图表164：CMP 抛光模块示意图 .... 81

图表165：CMP 抛光作业原理图 .... 81

图表166：CMP 示意图 ...... 82

图表167：钨CMP 流程示意图 ....... 82

图表168：Poly CMP 流程示意图（Poly 为P2） ....... 83

图表169：抛光步骤随逻辑芯片技术进步增加 ..... 83

图表170：9-11 层金属结构Cu CMP 的示意图 ..... 83

图表171：全球CMP 材料市场规模（百万美金） .... 84

图表172：2021 年全球CMP 材料市场规模及占比（亿美金） ...... 84

图表173：抛光液主要生产企业 ..... 84

图表174：抛光垫主要生产企业 ..... 84

图表175：按终端应用领域分的12 英寸硅片需求（千片/月） ...... 86

图表176：全球12 英寸抛光片及外延片需求（千片/月） ..... 86

图表177：2020 年全球8 英寸晶圆代工厂下游需求分布 ...... 87

图表178：全球8 英寸晶圆下游产能需求预测（等效8 寸片，千片/月） ....... 87

图表179：全球8 英寸晶圆厂产能情况（千片/月） ..... 87

图表180：全球8 英寸硅片季度出货预测（千片/月） ...... 88

图表181：全球12 英寸硅片季度出货预测（千片/月） .... 88

图表182：晶圆厂12 英寸硅片库存 .... 88

图表183：全球12 英寸硅片供需情况 ..... 89

图表184：SUMCO 季度及同比增速 .... 90

图表185：SUMCO 毛利率及净利率 .... 90

图表186：信越化学电子材料季度营收及增速 ..... 90

图表187：信越化学电子材料季度盈利水平及资本投资情况 ..... 90

图表188：台胜科月度营收情况 ..... 91

图表189：环球晶圆季度营收及同比增速 .... 92

图表190：环球晶圆盈利水平 .... 92

图表191：全球硅片营收规模（亿美元，%） ..... 92

图表192：全球硅晶圆出货面积（百万平方英寸，%） .... 92

图表193：不同尺寸半导体硅片的市场份额预测 ...... 93

图表194：全球硅片平均单价及增速 ...... 93

图表195：2016-2018 年半导体硅片厂商盈利水平快速提升 ..... 93

图表196：中国台湾12 英寸及以上硅片月度进口价格及趋势 ....... 94

图表197：中国台湾12 英寸及以上硅片进口量（万片/月） ..... 94

图表198：中国台湾8”及以上12”（不含）以下硅片进口量（万片/月） ....... 94

图表199：我国电子特气市场规模（亿元） .... 95

图表200：高纯电子特气市场格局（按应用） ..... 95

图表201：电子气体分类 ....... 95

图表202：电子气体分种类份额占比 ...... 96

图表203：电子特气在晶圆制造中的应用 .... 96

图表204：我国集成电路产业销售额 ...... 97

图表205：全球各地区OLED 产能占比情况及预测 ....... 97

图表206：全球电子特气市场规模（亿美金） ..... 97

图表207：全球电子气体市场规模及预测（百万美元） .... 97

图表208：我国电子特气市场规模（亿元） .... 98

图表209：我国电子气体市场格局（2020 年） .... 98

图表210：公司电子特气项目建设规划 ....... 99

图表211：公司电子特气产品认证情况 ....... 99

图表212：2021 年至今公司披露的电子特气销售订单 .... 100

图表213：美国 SEMI 工艺化学品的国际标准等级 ..... 100