前言:
半导体设备是半导体产业的基础和先导产业,具有产品种类多、设备价值高、行业壁垒深厚等特点。近年来,在下游半导体行业发展带动下,我国半导体设备市场规模整体扩大,2019年至2023年的年均复合增长率约为22.63%,高于全球水平。同时我国半导体设备市场规模在全球市场中的占比不断提升,已成为全球最大的半导体设备市场。随着国产替代进程持续推进,我国半导体设备国产化率有所提高,2023年达到20%左右,提升空间仍然大。此外,在全球市场中,我国半导体设备企业正奋力崛起,北方华创便是其中的佼佼者,2023年其首次闯入全球半导体设备厂商营收前十强,表现亮眼。
1.半导体设备行业具有产品种类多、壁垒深厚等特点,已形成较为完整的产业链
半导体设备是指在半导体器件的制造过程中所使用的各种设备和工具的总称。其是半导体产业的基础和先导产业,具有产品种类多、设备价值高、行业壁垒深厚等特点。
半导体设备行业特点
特点 | 详情 |
产品种类多 | 包括晶圆制备设备、掩模制备设备、曝光设备、衬底处理设备、湿法蚀刻设备、干法蚀刻设备、化学气相沉积(CVD)设备、物理气相沉积(PVD)设备、光刻机、离子注入设备、化学机械抛光设备等。 |
设备价值高 | 一条半导体生产线中设备投资约占总投资规模的70-80%;半导体设备公司毛利率一般在40%-45%左右。 |
研发周期长 | 设备研发周期达5-10年,且需持续迭代。 |
行业壁垒深厚 | 技术壁垒:半导体设备行业属于技术密集型行业,涉及微电子、电气、机械、材料、化学工程、流体力学、自动化、图像识别、通讯、软件系统等多学科、多领域知识的综合运用,研发制造难度大,技术壁垒高。尤其是光刻机、检测设备、离子注入设备等领域,国际巨头企业在这些技术领域采取了知识产权保护措施,进一步提高了技术门槛。 |
客户壁垒:下游客户认证过程复杂且周期长,包括产品验证和工厂资质验证等多个阶段,耗时长达6-24个月。一旦确认供应商,一般不会轻易更换。因此新入局企业难以在短时间内获得客户的信任和认可。 | |
资金壁垒:半导体设备的研发和生产需要大量的资金投入,包括研发资金、生产设备购置费用等。以光刻机为例,一台高端EUV光刻机的成本可能超过3-4亿美元。 | |
供应链壁垒:半导体设备需适配全球超500种半导体材料,新进者难以快速构建兼容体系。 | |
人才壁垒:半导体设备行业需要大量专业人才,涉及集成电路、机械、材料、物理、力学、化学、计算机等多个学科领域。我国在半导体设备人才培养方面相对滞后,人才缺口大。 |
资料来源:公开资料、观研天下整理
根据观研报告网发布的《中国半导体设备行业发展趋势分析与未来投资研究报告(2025-2032年)》显示,我国半导体设备行业的发展历程可以追溯到20世纪50年代,经过几十年的发展,其已形成较为完整的产业链。其上游主要为零部件和系统,零部件包括轴承、传感器、反应腔喷淋头、射频发生器、机械臂、泵等;系统则包括气液流量控制系统、真空系统、制程诊断系统、光学系统。中游为半导体设备制造,根据用于工艺流程的不同,其通常分为制造设备(前道设备)和封测设备(后道设备)。下游为应用领域,半导体设备应用于半导体行业,用于制造半导体材料、芯片和器件等。
资料来源:观研天下整理
2.半导体设备市场规模整体扩大,占全球比重已超三成
近年来,在下游半导体行业发展带动下,我国半导体设备市场规模整体扩大,由2019年的968.40亿元增长至2023年的2190.24亿元,年均复合增长率约为22.63%,高于全球水平(2019-2023年的年均复合增长率约为15.47%)。
数据来源:国际半导体产业协会(SEMI)、观研天下整理
同时我国半导体设备市场规模在全球市场中的占比不断提升,2020年达到26.26%,首次成为全球最大的半导体设备市场;其后,其占比进一步提高,2023年达到34.43%,依旧保持领先地位。
数据来源:国际半导体产业协会(SEMI)等、观研天下整理
3.半导体设备国产替代推进,但国产化率仍然较低
我国半导体设备行业起步较晚,技术积累和人才储备相对不足。ASML、尼康、佳能等国外厂商入局时间早,凭借着技术、专利和市场先发等优势,在我国半导体设备市场中占据主导地位,国产化率偏低。数据显示,2019年我国半导体设备国产化率仅有7.5%,随着国产替代进程持续推进,其国产化率不断提高,2023年达到20%左右,国产替代空间依旧广阔。从细分产品来看,2023年刻蚀设备、薄膜沉积设备、清洗设备等国产化率已达到20%及以上;但检测与量测设备、涂胶显影设备、光刻机等半导体设备仍处于国产化替代的初级阶段,国产化率仅为个位数。
2023年我国部分半导体设备国产化率情况
设备名称 | 国外厂商 | 本土企业 | 国产化率 |
光刻机 | ASML、尼康、佳能等 | 上海微电子等 | <3% |
检测与量测设备 | KLA、应用材料 | 精测电子、中科飞测 | 约 5% |
涂胶显影设备 | TEL、DNS等 | 芯源微、盛美上海等 | <10% |
刻蚀设备 | 泛林半导体、引用材料等 | 北方华创、屹唐半导体等 | 20%左右 |
薄膜沉积设备 | 应用材料、泛林半导体、TEL等 | 北方华创、拓荆科技、微导纳米、盛美上海等 | 约为22.7% |
清洗设备 | 泛林半导体、DNS、TEL等 | 盛美上海、北方华创、芯源微等 | 约30% |
资料来源:公开资料、观研天下整理
4.本土企业北方华创首次闯入全球半导体设备厂商营收前十强
从全球市场来看,2023年阿斯麦(荷兰)凭借着在光刻机市场中的垄断地位登顶全球最大半导体设备公司,营业收入约为305.8亿美元;应用材料(美国)和泛林(美国)分别位列第二、第三,营业收入约为264.85亿美元和143.17亿美元。值得一提的是,我国半导体设备企业正奋力崛起,在全球半导体设备市场中的综合实力和竞争力不断增强。北方华创便是我国半导体设备企业中的佼佼者。2023年其首次闯入全球半导体设备厂商营收前十强,排名第八,营业收入约为30.88亿美元。
2023年全球半导体设备厂商营收前十强
排名 | 企业简称 | 营业收入(亿美元) | 所属国家 |
1 | 阿斯麦(ASML) | 305.80 | 荷兰 |
2 | 应用材料(AMAT) | 264.85 | 美国 |
3 | 泛林(LAM) | 143.17 | 美国 |
4 | 东京电子(TEL) | 131.08 | 日本 |
5 | 科磊(KLA) | 96.72 | 美国 |
6 | 爱德万(Advantest) | 35.98 | 日本 |
7 | 迪恩士(SCREEN) | 34.13 | 日本 |
8 | 北方华创 | 30.88 | 中国 |
9 | ASMI | 28.54 | 荷兰 |
10 | 泰瑞达(Teradyne) | 26.76 | 美国 |
资料来源:公开资料、观研天下整理(WJ)
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