全球及中国化学机械抛光设备行业现状分析国内市场规模稳中有进

时间:2021-01-13 来源:首页/金铭国际注册/登陆平台

  化学机械抛光(CMP)设备主要用于单晶硅片制造和芯片制造前道工艺,依托CMP技术的化学-机械动态耦合作用原理,通过化学腐蚀与机械研磨的协同配合作用,实现晶圆表面多余材料的高效去除与全局纳米级平坦化——全局平整落差5nm以内的超高平整度;

  CMP从概念上很简单,但纳米级CMP其实是一项很复杂的工艺。在晶圆表面堆叠的不同薄膜各自具有不同的硬度,需以不同的速率进行研磨。CMP的主要检测参数包括研磨速率、研磨均匀性和缺陷量:

  2013年以来,随着全球半导体行业整体景气度的提升,半导体设备市场也呈增长趋势。受资本开支削减影响,虽然2019年全球半导体设备市场规模下滑至597.5亿美元,中国大陆、中国台湾和韩国将在2019年的支出中居领先地位。

  据统计,2012-2018年全球CMP设备市场规模呈波动趋势,截至2019年,受下游的影响,全球CMP设备市场规模为23.05亿美元,同比下降10.7%。

  相关报告:华经产业研究院发布的《2021-2026年中国半导体设备行业投资分析及发展战略研究咨询报告》

  与2019年全球CMP设备市场规模下降趋势不同,2019年中国大陆地区的CMP设备市场规模保持平稳,达到4.6亿美元的销售额,2013-2019年复合增长率为33.85%,但大部分高端CMP设备仍依赖于进口。

  2018年全球半导体设备系统及服务销售额为811亿美元,其中前五大半导体设备制造厂商占据了全球半导体设备市场65%的市场份额;2019年全球半导体设备系统及服务销售额虽然略有下滑,但行业格局基本保持稳定,前十大设备厂商的市场份额依旧占主导地位。

  目前,美国和日本在CMP设备制造领域处于领先地位,主要的生产商有美国的应用材料公司和日本的荏原机械公司。国内CMP设备的主要研发单位有天津华海清科和中国电子科技集团公司第四十五研究所,其中华海清科的抛光机已在中芯国际生产线月,华海清科的Cu&SiCMP设备进入上海华力。2019年美国应用材料CMP设备市场份额占比70%,日本荏原机械CMP设备市场份额占比25%,其他企业仅占比5%。

  CMP设备市场是一个高度垄断的市场,市场份额主要集中于美国应用材料和日本荏原两家巨头,二者占据了全球CMP设备98%的市场份额。其中美国应用材料更是一家独大,2018年市场份额高达71%,排名第二的日本荏原只占有27%[1]。国产CMP设备目前主要为中低端产品,12英寸的高端CMP设备也主要处在产品验证阶段。虽然出货量较少,但是相较其他半导体设备,国产CMP设备取得了较大的成就,华海清科和中电45所自主研发的12英寸CMP设备填补了我国CMP设备市场的空白,为我国半导体设备国产化替代做出了重要的贡献。

  从市场前景的角度分析,一方面,2018年中国半导体设备市场规模增速将近60%,占全球20%的市场份额。据SEMI预计,2017-2020年间,全球将新增半导体产线条新增产线%,新增产线将为半导体设备带来巨大的市场空间。另一方面,随着新能源汽车、5G通信以及物联网应用的兴起,MOSFET功率器件、电源管理芯片、5G射频芯片、物联网芯片、MEMS器件以及化合物半导体器件需求非常旺盛,而这些芯片大多是在200mm的产线上生产完成的,全球集成电路行业在200mm晶圆厂产能和设备方面都严重短缺,晶圆制造厂一直在寻求扩大200mm制造产能。但目前国际龙头企业已经基本停产200mm设备,二手200mm设备价格也在水涨船高,200mm设备的市场空间巨大。国内CMP设备厂商200mm英寸设备技术相对较成熟,国产设备厂商可以抓住集成电路产业快速发展的大好形势,依靠产业政策导向,抢抓机遇、抢占市场,依靠产品价格优势逐步在个别产品或细分领域挤占国际厂商的市场空间,做大做强、实现跨越式发展,为中国极大规模集成电路制造做出积极贡献。

  国内半导体工业的相对落后导致了半导体设备产业起步较晚,尤其在关键设备领域与海外巨头的差距仍有好几十年,受到技术、资金以及人才的限制,国内半导体设备底子薄、基础弱,产业总体表现出企业规模偏小、技术水平偏低、以及产业布局分散的特征。而国际半导体设备发展比较成熟,CMP设备呈现高度垄断的特征,在现有的竞争格局下,国产设备通过研发投入再重头做起,必然会花费大量的时间和精力,产品在下游应用推广过程中还要和海外巨头竞争,而下游厂商对替代也会考量成本因素,能否打开下游市场是企业盈利存活的关键因素。

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