半导体行业的产业链上游为半导体材料、半导体设备等支撑性行业;中游为芯片设计、晶圆制造和封装 测试等环节,产业链下游为终端产品及其应用行业。
全球半导体设备销售额呈现周期性波动。根据 SEMI 数据,2019-2021 年为全球半导体设备市场的高速 增长期,2020/2021 年同比增长 19.1%/44.1%;2022 年同比增长 4.9%,增速放缓,创下年度最高销售 额 1,076 亿美元;2023 年销售额同比下滑 1.2%至 1,063 亿美元。SEMI 预测,2024 年全球市场恢复增 长趋势,全年销售额再创新高,达到 1,130 亿美元(yoy+6.5%);2025 年增速进一步提升,全年销售 额有望达到 1280 亿美元。
根据 Gartner 数据,集成电路制造设备投资一般占集成电路制造领域资本性支出的 70%-80%,且随着 工艺制程的提升,设备投资占比也将相应提高——当制程达到 14/16nm 时,设备投资占比可达 85%。
芯片制造是集成电路制造过程中最重要、最复杂的环节,对应设备投资占比可达 80%。
SEMI 数据显示,全球晶圆厂产能保持稳步增长,25Q1 产能有望达到每季度 4270 万片(约当 12 英 寸)。资本开支方面,全球半导体 Capex 经历了 24H1 的短暂下降后,于 24Q3 实现反弹,有望开启新 一轮增势。得益于 HBM 等尖端产品产能的持续扩张,25Q1 全球半导体 Capex 预计同比增长 16%,其 中 WFE 季度支出将达 260 亿美元。
根据 SEMI 数据,2024 年全球半导体设备销售额为 1171 亿美元,同比增长 10%,未来有望保持增长态 势。其中,2024 年中国大陆半导体设备销售额为 495.5 亿美元,同比增长 35%;占比达 42%,同比提 升 7.85 个百分点,创历史新高,连续五年成为全球最大半导体设备市场。
相比后道环节,前道晶圆制造技术难度更高,涉及工艺更繁杂,涵盖光刻、刻蚀、薄膜沉积等工艺,因 此所需设备价值量更高、种类更多。SEMI 数据显示,2024 年晶圆制造设备市场规模约占半导体设备总 市场规模的 90%。
薄膜沉积是在晶圆上采用物理或者化学方法沉积一层待处理的薄膜材料。随着单位面积集成的电路规模 不断扩大,芯片内部立体结构日趋复杂,所需要的薄膜层数越来越多,薄膜沉积设备市场快速增长。根 据拓荆科技数据及我们测算,2024 年全球薄膜沉积设备市场规模约 231.86 亿美元,占晶圆制造设备总 市场规模的 22%。
国家大基金三期重点支持设备和零部件加速国产替代,同时北京、上海等多地政府成立专项基金,配套 税收优惠、人才便利政策,重点支持半导体产业链自主可控。2024 年中国晶圆厂国产设备平均验证周 期从 24 个月缩短至 14 个月。根据 SEMI,中国本土设备商份额从 2020 年的 7%提升至 2024 年的 19%, 国产半导体设备正加速替代应用材料、东京电子同类产品,国产替代逐步大势所趋。 2025 年政策持续加码,如《关于促进非银行金融机构支持设备更新》鼓励以融资租赁方式推进国产半 导体设备普及,叠加关税不确定性加速替代进程。
生成式 AI 支出爆发式增长,Gartner 预测 2025 年全球生成式 AI 支出将同比增长 76%达 6440 亿美元, 其中 80%集中于 AI 服务器、智能手机和 PC 等硬件领域。尽管地缘政治、关税波动和出口管制的不确 定性对中国半导体设备市场提出了很大的挑战,但随着 Deepseek 为代表的中国本土 AI 企业强势崛起, 人工智能竞赛拉开了新一轮科技战,基于对中国大陆本土自主可控的需求,尤其是对先进制程的需求, 预计未来将持续推动中国大陆先进晶圆厂扩张和设备销售。
2024 年以来,新“国九条”、“科创板八条”等政策发布,半导体领域产业并购持续升温,“并购六条”,明 确支持跨界并购、允许并购未盈利资产,有望促进半导体产业并购重组,提升产业集中度和企业竞争力。 2025 年上半年,北方华创完成收购芯源微 17.9%的股份,成为芯源微第一大股东,标志着国产半导体设 备行业进入深度整合期,有望提升产业集中度和龙头企业竞争力。
涂胶显影设备是半导体制造光刻工艺中的关键设备,主要用于半导体光刻工艺中的光刻胶涂布和显影过 程。涂胶显影设备的性能直接影响到光刻工序细微曝光图案的形成,以及显影工艺的图形质量,对后续 蚀刻和离子注入等工艺中图形转移的结果有着深刻的影响,是集成电路制造过程中不可或缺的关键处理 设备。根据不同的应用需求,涂胶显影设备可以划分为前道涂胶显影设备和后道涂胶显影设备,前道用 于晶圆制造前道工艺,后道用于封装环节中的相关工序。 半导体设备行业具有较高的技术壁垒、市场壁垒和客户认知壁垒,以美国应用材料、荷兰阿斯麦、美国 泛林集团、日本东京电子、美国科天等为代表的国际知名企业占据了全球半导体设备市场的主要份额。 目前,我国涂胶显影设备国产化正处于加速推进阶段,但整体国产化率仍相对较低,尤其是在精度和分 辨率、工艺稳定性和可靠性、产能和效率等方面与国际先进水平相比存在一定技术差距。但是随着国家 对半导体产业的重视和支持力度不断加大,以及国内企业在技术研发、人才培养等方面的持续投入,我 国涂胶显影设备的国产化进程有望不断加快,未来市场发展潜力巨大。 受益于市场景气度复苏影响,晶圆厂资本开支增加,产能逐步扩张,为涂胶显影设备等半导体设备厂商 带来良好机遇。根据国海证券研究所测算数据,2022/2023/2024/2025 年全球前道涂胶显影设备市场 空间为 38/38/39/45 亿美元,2025 年中国大陆前道涂胶显影设备市场空间预计将达到 18 亿美元,约 合 130 亿元;其中,2025 年中国大陆 KrF 及以下节点、ArFi、其他涂胶显影设备市场空间为 9.4/6.0/2.7 亿美元。
在 AIGC 等高算力需求持续释放背景下,全球服务器市场自 2024 年起步入新一轮成长周期。IDC 预测, 2024–2029 年全球服务器市场年均复合增长率(CAGR)将达 18.8%,其中加速型服务器支出年均增速 达 20%以上,显著高于传统非加速型产品。 随着 AI 服务器、高算力基础设施等新兴需求驱动,行业自 2024 年起逐步复苏,并呈现出显著的产品结 构升级趋势。随着终端需求传导,国内主流 PCB 厂商积极扩产,资本开支加速上行,布局 HDI、多层 板等高端方向。 2023 年后道封装设备占半导体设备的价值量比重约 5%,固晶机/划片机/键合机等为核心设备。根据 SEMI 预测,2025 年全球半导体封装设备市场规模有望达 417 亿元,其中固晶机(贴片机)占比 30%, 划片机(切片机)占比 28%,键合机占比 23%。
我国半导体设备国产化率相对偏低,根据 EEPW,2024 年除去胶设备、清洗设备、刻蚀设备和热处理 设备国产化率超 30%外,PVD/CVD/ALD、CMP、涂胶显影、离子注入、量检测和光刻等环节的国产 化率仍低于 20%,分别为 5-20%、30-40%、5-10%、10-20%、1-10%和 0-1%。过去国内半导体设备国 产化的主要方向聚焦于晶圆制造领域,目前先进封装等后端设备在芯片制造中扮演的角色日益重要,根 据相关数据,2025 年后端设备总收入约为 69 亿美元,预计到 2030 年将增长至 92 亿美元,复合年增 长率为 5.8%,目前国内供应商仅满足不到 14%的内部后端设备需求。
(1)全球 AI 计算测试设备的市场规模快速增长,2024 年达 23 亿美元
集成电路生产过程中需要进行 WAT 测试、CP 测试和 FT 测试等,其中 WAT 测试、CP 测试主要针对封 测工艺前的晶圆测试,FT 测试针对封装后的芯片测试,伴随芯片复杂性和集成度持续攀升,测试的重 要性持续凸显。根据 SEMI 数据,全球集成电路测试设备的市场规模 2024 年为 75.4 亿美元,到 2026E 将达到 97.7 亿美元,同比增 29.58%。根据全球测试机龙头公司 Teradyne25Q2 业绩电线 年全球 AI 计算(包括 VIPASIC、Merchant GPU 等)测试设备的市场规模为 23 亿美元,并 将持续成长。
得益于英伟达等 AI 芯片客户对 HBM 的强劲需求,SK 海力士在 HBM 市场领域处于领先地位,且 2025 年 9 月 12 日海力士宣布已成功完成面向 AI 的超高性能存储器新产品 HBM4 的开发,并在全球首次构 建量产体系。
伴随 HBM 产品的迭代,HBM 内存的堆栈由 8 层 DRAM 芯片组成往 12 层不断发展,再加上一颗基底 芯片(BaseDie),以前每颗 DRAM 芯片、BaseDie 都要进行晶圆级测试,以及进行 DRAM 芯片和 BaseDie 堆叠后的晶圆测试(Pose-Stack Wafertest);但由于 HBM 产品的质量问题,经常导致 HBM 产品封装好与 AI 加速芯片组装完成后的芯片出现问题从而影响最终产量,因此有些公司正在考虑增加 一个测试步骤,即 HBM 堆栈晶圆切割成单独的 HBM 堆栈后增加一个测试步骤,以期能提高质量。
随着机柜越来越复杂,为了保障机柜的正常使用,必须对服务器进行一系列的测试包括但不限于 ICT、 FCT、老化、SIT、性能、兼容性测试等,而相关测试设备供应商的重要性逐渐凸显,且需求量快速增 长。
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