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      半導體設備最新國產化率:總體不到15%,有的晶圓廠0%

      作者:胡一侃時間:2021-09-27來源:胡一侃收藏

      半導體行業歷來有一代設備、一代工藝、一代產品的說法,設備始終走在工藝和產品的前面,因此行業被視作芯片制造的基石,是半導體行業的基礎和核心。

      本文引用地址:http://www.birebirmedya.com/article/202109/428518.htm

      我認為設備的率和技術節點是國產兩個最核心的指標,率衡量當下的發展現狀,技術節點決定未來的市場空間。

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      國產化率是難以精確統計的,判斷國產化率,我們主要通過國內晶圓廠公開的招標數據進行測算,這些數據是有很強的代表性。

      晶圓廠半導體設備招標總體情況:

      設備三大件,光刻、刻蝕和薄膜沉積占半導體設備的市場份額超過60%,今年總的招標數超過440臺,其中光刻機招標20臺,刻蝕機170臺,薄膜沉積設備招標254臺。

      檢測、清洗、拋光研磨、離子注入等設備合計招標556臺,總的前道設備招標數剛好1000臺,這是晶圓廠半導體設備公開招標的總體情況。

      招標的晶圓廠和IDM主要有長江存儲、中芯紹興、華虹半導體、華力微電子、華潤微、積塔半導體等等,其中長江存儲的前道設備招標數是最多的,達到了365臺,具有代表性,而大廠中芯國際公開的信息比較少,所以參考意義不大。

      從中標的設備公司來看,北方華創的所有產品線合計中標132臺。此外,中微公司中標6臺,其中5臺干法刻蝕,1臺MOCVD,芯源微涂膠顯影設備中標9臺,盛美半導體中標13臺清洗機,上海微電子中標1臺光刻機,屹唐半導體中標18臺去膠設備。

      通過以上的晶圓廠招標和設備廠中標數據,我們從國內主要的12寸晶圓產線以及主要晶圓廠兩個角度來看國產化率的變化。

      12寸晶圓產線國產化率

      統計在內的長江存儲、華虹無錫、合肥晶合、上海華力二期4條12英寸晶圓產線的國產化率大致如下:

      其中長江存儲最高,超過15%,合肥晶合最低,國產化率3%,這四條12英寸生產線的整體國產化率約13%。

      從具體的設備來看,4條產線國產化程度最高的是去膠設備,國產化率達到82%,拋光研磨、清洗設備、熱處理、刻蝕機和PVD的國產化率均在20%以上。

      從數據來看,12種細分設備有6種國產化率在20%以上,看上去是不錯的數據,但是,價值量最高的光刻機、刻蝕機、薄膜沉積國產化率總體很低,刻蝕機情況稍微好一點,總體達到20%的國產化率。

      薄膜沉積雖然PVD達到20%,但PVD只占薄膜沉積設備市場的20%,而市場更大的CVD,國產化率只有3%,光刻機現在只能說勉強的零突破。

      我們設備的國產化目前主要集中在價值量相對較低的部分設備,而價值量高的設備,國產化率不樂觀。

      晶圓廠的國產化率

      我們從統計在內的晶圓廠的國產化率來看,長江存儲的設備國產化率穩步提高,占比越來越大,今年已經超過20%;國產化率最高的是上海積塔半導體,國產化率達到46%,今年提升12.7個百分點,今年國產化率相對較低的是上海華力和中芯紹興,相對歷史數據有所下滑。

      其中長江存儲的招標數最大,今年招標數占已公布招標總數的36%,具有很強的代表性,總的來看,晶圓廠的設備國產化率在逐步提升。

      國產半導體設備的技術節點

      芯片制造主要的八種設備中,除光刻機以外的其它設備基本上都推進到28nm節點,其中刻蝕、熱處理和離子注入的部分設備技術節點已經突破了14nm,甚至推進到7nm、5nm。

      從技術節點看,我們國產設備跟國際最先進的設備代差約為3-4代,等到更先進的光刻機出來之后,理論上我們似乎能夠得出結論,28nm及以上的成熟工藝,可以實現全國產替代。

      但實際差距會比理論上來得更大,因為圖表中的數據只能說產品觸及到了28nm,但產品豐富程度,滿足不同的應用,實現里28nm還有不小距離。

      以刻蝕機為例,長江存儲已經公告中標的,涉及刻蝕工藝類別就多達80-90種,而中標最多的拉姆研究,僅刻蝕機一個品類,供應的設備多達40種不同工藝。


      雖然說國產廠商華創主攻硅刻蝕和金屬刻蝕,中微主攻介質刻蝕,且都取得了突破,但從中標數據來看,華創和中微的產品線跟拉姆研究還有不小的差距,雖然技術節點滿足,但產品相對比較單一。

      國外的設備商像設備超市,國內的設備商像商店,這是技術節點以外產品線的差距。

      此外,國內半導體設備廠商與外國巨頭在營收和研發投入方面差距很大。

      以應用材料為例,近十年來每年的研發投入保持在營收的15%左右, 2019 財年研發投入約133.5億人民幣,而北方華創2020年研發投入6.7億元,營收60.56億元,應用材料同期營收約1118億人民幣。

      這兩年我們也看到國產半導體設備廠商通過定增募資積極擴產,加大研發投入,追趕國際巨頭,今年上半年,北方華創研發投入14.96億元,同比增加308%。

      結語

      客觀來說,國產設備廠商在規模、技術、研發投入方向跟國外巨頭有不小的差距,國產化率在提高,但并沒有大多數人想象得那么快,目前僅為15%左右。

      不過,我們也看到很多積極的變化,國家在產業政策、資本市場、專業人才方面的大力支持,通過合理的布局,國內半導體設備行業逐漸形成了產業閉環和小的生態,所有的設備都有公司在做,內部競爭相對較小。

      總的來說,國產替代是一條道阻且長的路,需要持續投入,步步為營,穩步向前,真正實現國產替代還需要更多時間。




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