集成电路设备 趋势

2018年我国集成电路设备行业发展现状分析,集成电路专用设备技术水平不断提高「图」

设备制造业是集成电路的基础产业,是完成晶圆制造和封装测试环节的基础,是实现集成电路技术进步的关键,在集成电路产业中占有极为重要的地位。集成电路生产线投资中设备投资占比较大,达总资本支出的80%左右,2017年我国集成电路设备市场规模约为284.7亿元,同比2016年的210.5亿元增长35.2%。
  一、集成电路制造设备行业概述

集成电路制造设备产品主要包括光刻机、刻蚀机、化学汽相淀积(CVD)设备、离子注入机、表面处理设备、切割减薄设备、度量缺陷检测设备、键合封装设备、测试机、分选机、探针台扩散、氧化及清洗设备等。

集成电路设备行业上游为精密零部件,下游为相关的先进制造业。上游主要为精密零部件, 由于国内工业基础薄弱,国内精密机械加工行业的技术水平相对落后制约了高端设备行业的发展,近年来逐渐有所改善。下游主要为集成电路、先进封装、 LED、 MEMS 等先进制造业,下游产业的迅猛发展直接带来了对集成电路制造设备需求的扩张。

集成电路设备行业产业链结构示意图

资料来源:华经产业研究院整理

集成电路是半导体产业的核心,占整个半导体行业规模的80%以上。半导体产业主要包括集成电路(Integrated Circuit,简称IC)和分立器件两大类,各分支包含的种类繁多且应用广泛。集成电路应用领域覆盖了几乎所有的电子设备,是计算机、家用电器、数码电子、自动化、通信、航天等诸多产业发展的基础,是现代工业的生命线,也是改造和提升传统产业的核心技术。按其功能、结构的不同,集成电路又可以分为模拟集成电路、数字 集成电路和数模混合集成电路等。集成电路的生产流程可分为设计、制造、封装与测试三个步骤。

集成电路的主要生产环节

环节

概况

集成电路设计

根据当前集成电路的集成规模,亦可称之为超大规模集成电路设计(VLSI design),是指以集成电路、超大规模集成电路为目标的设计流程。集成电路设计通常是以“模块”作为设计的单位的。

晶圆制造加工

集成电路制造过程可分为晶圆制造和晶圆加工两部分。晶圆制造指运用二氧化硅原料逐步制得单晶硅晶圆的过程;晶圆加工是指在晶圆上制造用于电气电子设备中的集成电路的过程。该技术是一个多步骤、反复处理的过程。在实施过程中多次重复运用掺杂、沉积、光刻等工艺,最终实现将高集成度的复杂电路“印制”在半导体基质上的目的。整个晶圆加工过程一般历时六至八周,需要在高度专业化的晶圆加工厂中进行。

封装与测试

封装是保护芯片免受物理、化学等环境因素造成的损伤,增强芯片的散热性能,以及将芯片的I/O端口联接到部件级(系统级)的印制电路板(PCB)、玻璃基板等,以实现电气连接,确保电路正常工作;

测试主要是对芯片、电路以及老化后的电路产品的功能、性能测试等,外观检测也归属于其中。其目的是将有结构缺陷以及功能、性能不符合要求的产品筛选出来。目前,国内测试业务主要集中在封装企业中。

资料来源:公开资料整理

二、我国集成电路设备制造业发展现状分析

设备制造业是集成电路的基础产业,是完成晶圆制造和封装测试环节的基础,是实现集成电路技术进步的关键,在集成电路产业中占有极为重要的地位。集成电路生产线投资中设备投资占比较大,达总资本支出的80%左右,2017年我国集成电路设备市场规模约为284.7亿元,同比2016年的210.5亿元增长35.2%。

2011-2017年中国集成电路设备规模情况

资料来源:公开资料整理

2017年国内集成电路需求市场规模284.7亿元,其中国产集成电路需求市场规模40.4亿元,占比约14.2%。

2011-2017年中国集成电路设备行业市场规模及国产设备占比

资料来源:公开资料整理

三、集成电路设备行业竞争格局

国内专用设备市场仍主要由美国应用材料(Applied Material)、美国泛林半导体(Lam Research)、日本东京电子(Tokyo Electron)、日本爱德万(Advantest)、美国科磊(KLA-Tencor)等国外知名企业所占据。集成电路专用设备是集成电路产业发展的基石,专用设备的大量依赖进口不仅严重影响我国集成电路的产业发展,也对我国电子信息安全造成重大隐患。

在测试设备细分领域,目前国内市场仍主要由美国泰瑞达(Teradyne)、日本爱德万(Advantest)、美国安捷伦(Agilent)、美国科利登(Xcerra)和美国科休(Cohu)等国际知名企业所占据。随着集成电路行业步入成熟发展阶段,降低成本已成为各集成电路厂商提高自身竞争力的关键因素,测试作为贯穿于集成电路全产业链的重要环节,其成本的降低可有效降低整个集成电路产品的成本,采用高品质低成本的国产测试设备已成为国内各集成电路厂商的选择。

目前,本土企业中,包括上海中微半导体、北方微电子、七星电子、北京华峰及杭州长川科技在内的行业内少数专用设备制造商通过多年的研发和积累,已掌握了相关核心技术,拥有自主知识产权,具备较大规模和一定品牌知名度,占据了一定市场份额,其中以杭州长川科技、北京华峰为代表的测试设备优势企业产品已成功进入国内封测龙头企业供应链体系,奠定了一定的市场地位。与国外知名企业相比,国内优势企业对客户需求更为理解,服务方式更为灵活,产品性价比更高,具有一定的本土优势。

2017年国内主要集成电路设备企业品牌

序号

企业品牌

1

美国应用材料(Applied Material)

2

泛林半导体

3

日本东京电子

4

爱德万

5

科磊

6

阿斯麦

7

台湾鸿劲科技

8

中电科电子装备

9

北方华创

10

中微半导体设备

       资料来源:公开资料整理

四、集成电路设备行业前景及趋势展望

集成电路封装行业为国家行业政策鼓励和支持发展的行业,近几年,国家已出台一系列政策,支持该行业的发展,这些政策促进了国内电子信息产业及集成电路产业的快速发展,行业管理体制”。根据国家发展规划,预期未来国家还将出台更多针对集成电路产业的优惠,这将有力推动我国集成电路产业的健康稳步发展。集成电路设备行业是我国重点发展的产业之一,未来全球集成电路设备行业仍将呈现稳步增长的趋势。伴随着下游行业技术的飞跃,应用在企业的集成电路设备在面临更高技术含量、更高附加值挑战的同时,也孕育着增长空间,将为高端集成电路设备生产企业带来发展机遇。

虽然当前我国集成电路专用设备市场仍主要由国外知名企业所占据,但随着我国集成电路产业的不断发展,装备制造业技术水平的不断提高,集成电路的国产化势必向着装备国产化方向传导,国产设备进口替代趋势将越趋明显,国产替代空间巨大。

1、我国集成电路专用设备技术水平不断提高

我国集成电路消费需求增长以及芯片国产化进程有力推动了我国集成电路产业快速发展,然而与我国快速增长的集成电路产业不相匹配的却是我国集成电路专用设备市场大量依赖进口,极大影响了我国集成电路整体产业的可持续良性发展。当前,我国集成电路专用设备行业技术水平已有长足进步并在部分关键设备取得较大突破,与国外设备制造水平差距不断缩小。2015年5月我国出台的《中国制造2025》明确将集成电路及其专用装备作为“新一代信息技术产业”纳入大力推动突破发展的重点领域。随着我国集成电路装备业技术水平的不断提高,国产集成电路装备业正逐步实现技术升级和产业结构调整。

2、成本因素驱动各大集成电路厂商选择本土优势设备企业产品

随着集成电路产业发展阶段逐步走向成熟,很多集成电路厂商不得不开始考虑在专用设备上节约成本,此时,采用产品性价比高、能满足特定类型产品个性化需求并能够提供及时、快速售后服务的国产专用设备已成为各大集成电路厂商的重要选择。

3、本土优势集成电路企业不断崛起

当前,我国集成电路产业已涌现出多个在细分领域中具备较强竞争优势的本土企业,如长电科技、华天科技、通富微电已进入全球封测企业前20名,随着本土封装测试龙头企业越来越多地通过海外并购整合等方式,从规模、渠道和技术实力等方面全面提升整体竞争力,本土封测企业经营规模不断扩大,为本土测试设备制造业带来更大的市场空间。此外,海思半导体、展讯通信等本土设计公司的崛起为装备业发展带来新的机遇,以测试设备为例,设计公司一般需在设计完成后、批量生产前,通过对芯片样品的测试完成性能、功能的详细分析以改进设计或工艺,下游制造和封测厂商为保持与芯片设计公司对集成电路各项性能测试的协同,避免不同测试设备测试效果的大相径庭,芯片设计公司选择的测试设备类型是与其合作的晶圆制造厂商、封测厂商选择测试设备的重要考虑因素,本土芯片设计优势企业的崛起为本土装备制造业带来了巨大发展机遇。

相关报告:华经产业研究院发布的《2019-2025年中国集成电路设备行业市场供需预测及投资战略研究咨询报告

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