集微咨詢（JW insights）認(rèn)為：

- 在應(yīng)用驅(qū)動及產(chǎn)能擴(kuò)張潮拉動下，將顯著拉動半導(dǎo)體設(shè)備需求。國內(nèi)設(shè)備廠商在政策、資金以及代工廠供應(yīng)鏈策略傾斜之下，有望進(jìn)一步加快國產(chǎn)化率步伐；

- CMP設(shè)備的國產(chǎn)化率依然較低，國內(nèi)CMP設(shè)備廠商應(yīng)多路并進(jìn)，不斷提高研發(fā)投入，同時加強(qiáng)垂直整合提供多元化的增值服務(wù)，并進(jìn)一步加強(qiáng)整合并購，不斷提升競爭力。

地緣政治和全球半導(dǎo)體緊缺的雙重沖擊下，歐美等國已經(jīng)將半導(dǎo)體供應(yīng)鏈當(dāng)作了國家安全的重要組成部分，半導(dǎo)體也成為了國家角力的一大領(lǐng)域。在這一背景下，保障我國半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的安全可控意義重大。

半導(dǎo)體設(shè)備可謂是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)先導(dǎo)者，直接關(guān)系芯片設(shè)計能否落成實(shí)物，產(chǎn)品可靠性和良率能否達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)行業(yè)是否能夠參與全球競爭。因此要實(shí)現(xiàn)我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控，半導(dǎo)體設(shè)備至關(guān)重要。而晶圓制造是半導(dǎo)體制造過程中最重要也是最復(fù)雜的環(huán)節(jié)，占比為80%左右，整個晶圓制造過程包括數(shù)百道工藝流程，涉及數(shù)十種半導(dǎo)體設(shè)備，其技術(shù)壁壘高，研發(fā)難度大周期長，可謂是整個產(chǎn)業(yè)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。當(dāng)前半導(dǎo)體設(shè)備當(dāng)前我國半導(dǎo)體設(shè)備依舊高度依賴于海外企業(yè)，并且在核心技術(shù)和零部件上受到一定的限制。中國作為半導(dǎo)體設(shè)備的重要市場，隨著各地半導(dǎo)體項目的林立，晶圓代工廠的產(chǎn)能擴(kuò)建潮以及自主可控進(jìn)程的推進(jìn)，本土半導(dǎo)體設(shè)備廠商迎來了快速成長和突破的新黃金期。

半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化率待提升

Gartner最新預(yù)測稱，2021年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到5450億美元左右，到2022年和2025年則將分別達(dá)到6020億美元和6490億美元，呈現(xiàn)6.8%的年平均增長率。

從半導(dǎo)體設(shè)備市場來看，據(jù)SEMI報告顯示，2020年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額相比2019年的598億美元激增19%，達(dá)到712億美元，創(chuàng)歷史新高。而我國大陸首次成為全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備市場，銷售額同比大增39％，達(dá)187.2億美元。以此來計算，半導(dǎo)體設(shè)備在全產(chǎn)業(yè)鏈中占比超過13%，可謂是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈重要一環(huán)。

縱觀全球半導(dǎo)體設(shè)備市場，由于半導(dǎo)體設(shè)備技術(shù)壁壘高，研發(fā)周期長難度大，整個行業(yè)呈現(xiàn)著高度壟斷、強(qiáng)者恒強(qiáng)的局面，市場主要被少數(shù)美、日、歐巨頭企業(yè)所壟斷，現(xiàn)階段不論是國際還是國內(nèi)建造一條芯片生產(chǎn)線，美設(shè)備占設(shè)備總數(shù)的比例都接近50%，這是我國半導(dǎo)體制造受制的主要原因，也說明設(shè)備是最關(guān)鍵、最核心的環(huán)節(jié)。

近年來在國產(chǎn)替代成為主旋律的情形下，半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)替代步伐正在加快，在刻蝕、薄膜沉積、清洗等多個領(lǐng)域不斷取得突破。但從整體來看，仍相對弱小。從國產(chǎn)設(shè)備在生產(chǎn)線上所占的比例來看，樂觀的說大約是10%，悲觀一些僅有7%。

據(jù)集微咨詢（JW insights）根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，各主要設(shè)備的國產(chǎn)率如下表所示。

當(dāng)下，全球半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)在多重因素影響下，將持續(xù)處于高景氣階段，我國半導(dǎo)體設(shè)備廠商應(yīng)抓住新一輪機(jī)遇，加快持續(xù)突破。

集微咨詢（JW insights）認(rèn)為，一方面，5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能以及汽車電子等新技術(shù)和新產(chǎn)品的應(yīng)用，將帶來龐大的半導(dǎo)體市場需求，行業(yè)將進(jìn)入新一輪的上升周期，持續(xù)帶動產(chǎn)能需求。同時為應(yīng)對全球性的產(chǎn)能緊缺，晶圓代工廠擴(kuò)建潮此起彼伏。據(jù)SEMI統(tǒng)計，到2022年，全球?qū)U(kuò)建29座晶圓廠，產(chǎn)能最高可達(dá)每月40萬片。中國大陸和中國臺灣將各擴(kuò)建8座晶圓廠，是其中主要的發(fā)力方，無疑這將顯著拉動半導(dǎo)體設(shè)備需求。

另一方面，國內(nèi)代工廠的供應(yīng)鏈策略有變，轉(zhuǎn)向批量采購支持戰(zhàn)略供應(yīng)商，與國內(nèi)設(shè)備廠商加強(qiáng)緊密聯(lián)動，預(yù)計未來更多的國產(chǎn)設(shè)備將進(jìn)入制造產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的自立自強(qiáng)。

此外，國家在政策、資本投入上均大力支持半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)發(fā)展，國內(nèi)半導(dǎo)體業(yè)有望逐步實(shí)現(xiàn)從低端向高端替代、減少對國外依賴的局面，在這一過程中，仍需國家層面不斷加大投資比重。

CMP設(shè)備需求走高

在晶圓制造過程中，CMP（化學(xué)機(jī)械研磨）設(shè)備扮演著重要角色。作為一種移除工藝技術(shù)，CMP通過化學(xué)反應(yīng)和機(jī)械研磨的協(xié)同配合作用，實(shí)現(xiàn)晶圓表面多余材料的高效去除與全局納米級平坦化——全局平整落差5nm以內(nèi)的超高平整度，使得晶圓表面更加平坦和光滑。它是一種集摩擦學(xué)、表/界面力學(xué)、分子動力學(xué)、精密制造、化學(xué)/化工、智能控制等多領(lǐng)城最先進(jìn)技術(shù)于一體的設(shè)備，是集成電路制造設(shè)備中較為復(fù)雜和研制難度較大的專用設(shè)備之一。

要指出的是，在1995年以前，工藝制程仍大于0.35微米，業(yè)界極少用到CMP技術(shù)。而到1995年工藝節(jié)點(diǎn)發(fā)展到0.35微米時，非全局性的平坦化手段基本失效，只有CMP設(shè)備能夠提供光刻所需要的平滑度。此外，從0.18~0.13μm開始，銅正式取代鋁成為主流導(dǎo)線材料，CMP逐漸成長為IC制造以及銅互聯(lián)技術(shù)必不可少的關(guān)鍵工藝技術(shù)。

對CMP設(shè)備而言，其產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵指標(biāo)包括工藝一致性、生產(chǎn)效率、可靠性等，涉及研磨速率、研磨均勻性和缺陷量等參數(shù)。據(jù)廣發(fā)證券指出，為實(shí)現(xiàn)這些性能，CMP設(shè)備需應(yīng)用納米級拋光以及清洗、膜厚在線檢測、智能化控制等多項關(guān)鍵先進(jìn)技術(shù)。拋光技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)納米尺度的“拋得光”、晶圓全局“拋得平”，可謂是CMP工藝的基礎(chǔ)。而清洗、膜厚在線檢測、智能化控制等的作用在于晶圓拋光動作“停得準(zhǔn)”、以及拋光后納米顆粒“洗得凈”。隨著缺陷對于工藝控制和最終良率的影響愈發(fā)明顯，降低缺陷是CMP工藝的核心技術(shù)要求，包括清洗、智能化控制技術(shù)等重要輔助類技術(shù)的重要性愈發(fā)突出。

如今無論哪一種芯片的制造，都要求每層表面必須保持納米級全局平坦化，以使下一層微電路結(jié)構(gòu)的加工制造成為可能。半導(dǎo)體制造也成為CMP設(shè)備應(yīng)用的最主要場景，重復(fù)使用在薄膜沉積后、光刻環(huán)節(jié)之前。隨著芯片制造技術(shù)發(fā)展，CMP工藝在集成電路生產(chǎn)流程中的應(yīng)用次數(shù)逐步增加。以邏輯芯片為例，65nm芯片需要經(jīng)歷約12道CMP步驟，而7nm制程所需要的CMP處理增加至30多道，且單片晶圓的拋光次數(shù)也從28nm所需的約400次提升至5nm的超過1200次。隨著先進(jìn)制程對CMP應(yīng)用步驟增加，CMP需求占比有望進(jìn)一步提升，成為各類設(shè)備中市場空間與需求增長速度最快的設(shè)備之一。而且除了制造之外，CMP設(shè)備還可以用于硅片制造環(huán)節(jié)與先進(jìn)封裝領(lǐng)域。

數(shù)據(jù)顯示，2021年全球CMP設(shè)備的市場規(guī)模將達(dá)25億美元左右。而在CMP市場形成早期，市場迅速地形成了高度集中化的競爭格局。目前全球CMP設(shè)備市場高度集中，美國應(yīng)用材料、日本荏原兩家公司就占據(jù)了全球90%以上的市場份額。

從地區(qū)來看，CMP設(shè)備主要需求地區(qū)集中于亞太，主要為電子信息業(yè)比較發(fā)達(dá)的中國、韓國、日本。北美和歐洲CMP設(shè)備總需求量只能占到全球的20%左右，并且由于電子在亞太的進(jìn)一步發(fā)展，他們的份額會被進(jìn)一步壓縮。

2019年，大陸CMP設(shè)備市場規(guī)模達(dá)4.6億美元，但絕大部分的高端CMP設(shè)備仍然依賴于進(jìn)口。在應(yīng)用驅(qū)動以及國產(chǎn)化替代浪潮的推動下，CMP設(shè)備的國產(chǎn)化將迎來新機(jī)遇。

探索國產(chǎn)化之路

從目前CMP設(shè)備的國產(chǎn)化情況來看，主要廠商有華海清科、杭州眾硅、中電科45所、爍科精微等等。其中華海清科是目前國內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)12英寸系列CMP設(shè)備量產(chǎn)銷售的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商，打破了國際廠商的壟斷，填補(bǔ)國內(nèi)空白并實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。

但總體情況難容樂觀。有業(yè)內(nèi)人士謹(jǐn)慎表示，CMP設(shè)備的國產(chǎn)化率增量在10%，但總量應(yīng)該低于1%。

作為半導(dǎo)體制造過程中關(guān)鍵工藝制程設(shè)備之一，如今CMP設(shè)備市場將持續(xù)受益國內(nèi)晶圓廠的大規(guī)模8英寸及12英寸產(chǎn)能擴(kuò)產(chǎn)以及國產(chǎn)替代進(jìn)程。對于國內(nèi)CMP廠商的國產(chǎn)化之路，集微咨詢（JW insights）認(rèn)為，一方面隨著應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ω叨诵酒男枨笕找鎻?qiáng)勁，集成電路向高集成度、低功耗和低成本方向發(fā)展，CMP技術(shù)將不斷趨于拋光頭分區(qū)精細(xì)化、工藝控制智能化、清洗單元多能量組合化方向發(fā)展，拋光驅(qū)動技術(shù)、壓力調(diào)控技術(shù)、智能控制系統(tǒng)等關(guān)鍵模塊技術(shù)將是CMP技術(shù)未來發(fā)展的重要突破方向。國內(nèi)廠商在這些方面要持續(xù)精進(jìn)，不斷加大投入和研發(fā)力度。

另一方面，回顧C(jī)MP設(shè)備史，曾發(fā)生了多起并購，如泛林選擇通過收購OnTrak來迅速切入新興的CMP市場；應(yīng)用材料收購無漿料CMP設(shè)備的龍頭企業(yè)Obsidian，以追求最為先進(jìn)的一體化CMP設(shè)備等等，為進(jìn)一步提升國內(nèi)CMP廠商的競爭實(shí)力，整合并購也必不可少。

此外，設(shè)備的開發(fā)需要特別重視關(guān)鍵零部件和材料的發(fā)展，需要協(xié)同作戰(zhàn)，而CMP設(shè)備是使用耗材較多、核心部件有定期維保更新需求的制造設(shè)備之一。在使用CMP設(shè)備的過程中需要用到拋光液、拋光墊等，以及拋光頭、清洗等單元的定期維保更新，且該等服務(wù)需求會隨著廠商銷售設(shè)備數(shù)量的增加而快速增長。據(jù)悉，CMP的拋光材料主要包括拋光液和拋光墊，這兩者占CMP材料的份額超過80%。美國應(yīng)用材料與日本荏原均有為客戶提供CMP設(shè)備關(guān)鍵耗材銷售和維保業(yè)務(wù)。

因此，集微咨詢（JW insights）認(rèn)為，國內(nèi)CMP設(shè)備廠商可向上往耗材、向下朝服務(wù)領(lǐng)域延伸，加強(qiáng)垂直整合，基于自身設(shè)備及工藝技術(shù)向客戶提供專用耗材銷售和關(guān)鍵耗材維保等技術(shù)服務(wù)，在設(shè)備銷售之外獲取更長期穩(wěn)定和更高盈利能力的服務(wù)收入。據(jù)悉，由上海華力牽頭，形成了華海清科的CMP機(jī)臺+鼎匯微電 子的研磨墊+安吉微電子的研磨液的國產(chǎn)CMP三合一模式，是全球首次12英寸先進(jìn)生產(chǎn)線上全國產(chǎn)CMP裝備的攻關(guān)探索。而且，目前華海清科也在尋求新的利潤增長點(diǎn)，重點(diǎn)開拓CMP設(shè)備的關(guān)鍵耗材更新與技術(shù)服務(wù)、晶圓再生、減薄設(shè)備等業(yè)務(wù)。

誠然，國內(nèi)CMP廠商面臨的挑戰(zhàn)依然巨大。集微咨詢（JW insights）認(rèn)為，一方面，美國應(yīng)用材料和日本荏原的CMP設(shè)備已達(dá)到5nm制程水平，國內(nèi)廠商面對的競爭壓力依舊較大，未來能否在技術(shù)上持續(xù)積累和突破，打破巨頭壟斷仍需觀望。另一方面，新工藝、新機(jī)型設(shè)備需要在代工客戶產(chǎn)線上進(jìn)行較長時間的驗(yàn)證，未來一定期間存在無法盈利的風(fēng)險，需要在資金上有足夠的抗壓能力。

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