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我国是增速最快的地区,受益于晶圆厂积极扩产,带动对设备的需求高增,2023年半导体设备市场空间由2022年的282.7亿美元增至366.0亿美元,市场份额由2022年的27%增至34%,目前是全球最大且增速最快的地区。这个趋势大概率还会延续,SEmI预计在未来三年仍将引领全球半导体设备支出,预计年cApEx维持在300亿以上,位居第一,美国受益于本土芯片法案美国本土半导体设备cApEx预计将从2024年的120亿快速扩张至2027年的247亿,历史数据显示半导体设备市场规模占据行业资本开支的平均比重达到67%。
相较Ic设计封测环节,晶圆制造是我国当前半导体行业短板,自主可控驱动本土晶圆厂逆周期大规模扩产,我国市场晶圆产能缺口较大,2021年底晶圆全球产能占比仅为16%,远低于半导体销售额全球占比。而且包含台积电海力士等外资企业在本土的产能,加上外部制裁事件频发的背景下,晶圆环节自主可控需求越发强烈,本土晶圆厂逆周期扩产诉求持续放大,在本土大型晶圆厂中中芯国际和华虹等均已经明确相应的扩产计划,对应也会有半导体设备出货量的提升。
先进制程和存储是半导体行业最关键的技术之一,随着技术的进步生产环节和流程也对设备提出了更高的要求。
首先是先进制程国际上先进芯片线宽向7nm和5nm及更先进工艺的方向升级,但国内受光刻机波长限制,芯片制造过程中需要结合刻蚀和薄膜设备采用多重模板工艺,刻蚀设备方面需要利用刻蚀工艺实现更小的尺寸,使得刻蚀技术及相关设备的重要性进一步提升,尤其是在7nm及以下节点刻蚀工艺的精确性和一致性直接影响到芯片的性能和良品率,根据中微公司公告披露逻辑器件刻蚀次数,随先进制程升级而增多5nm,先进制程逻辑器件大约需要160次刻蚀相较于10nm增加50%,极大地增加了刻蚀设备的需求。
其次是存储器件,目前3dNANd可以克服2dNANd的容量限制与存储单元水平,堆叠的2dNANd不同3dNANd,使用多层垂直堆叠,在不牺牲数据完整性的情况下扩展到更高的密度,以实现更高的密度和更低的功耗,更好的耐用性,更快的读写速度和更低的成本。
刻蚀设备方面对于3dNANd而言,根据tokyoElectron的测算刻蚀设备支出占比从2d结构时的20%逐步提升至3d结构的50%。
沉积设备方面堆叠需要在多个层次上进行精确的薄膜沉积,以确保每一层的厚度和均匀性符合设计要求,ALd原子层沉积技术设备能提供更出色的薄膜均匀性和精确的厚度控制因此脱颖而出。
上一轮半导体周期的决定因素是地缘政治加上疫情导致的供求关系扭曲,2022年下半年全球半导体市场进入下行区间,库存水平较高和下游需求较弱这两个因素如同两座大山一样压制着本轮半导体周期。
从需求侧看,按照下游应用的分类,如果将像智能手机部分pc以及娱乐广告数据流相关的数据中心,统一计算通信消费类相关的市场,将占到半导体总市场规模的接近60%,是当前全球半导体的重要基本盘。
在长跨度时间周期上,全球半导体年度销售额历史增速呈现出大约每 10 年一个m形的波动特征,且每个阶段的在增长由不同的应用终端需求驱动,中短期维度上由于终端应用存在消费电子的换机周期等因素需求,呈现4-5年的周期性波动,但需要注意的是周期低点出现了明显的抬升周期成长的特性明显。
近一年多,AI带来的半导体革命可能将会重塑本次半导体周期,全球半导体在23年2月同比见底之后,同比跌幅开始修复23年