集微咨詢（JW insights）認為：

- 在應用驅動及產能擴張潮拉動下，將顯著拉動半導體設備需求。國內設備廠商在政策、資金以及代工廠供應鏈策略傾斜之下，有望進一步加快國產化率步伐；

- CMP設備的國產化率依然較低，國內CMP設備廠商應多路并進，不斷提高研發投入，同時加強垂直整合提供多元化的增值服務，并進一步加強整合并購，不斷提升競爭力。

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

半導體設備可謂是半導體產業的技術先導者，直接關系芯片設計能否落成實物，產品可靠性和良率能否達到設計標準，國內行業是否能夠參與全球競爭。因此要實現我國半導體產業鏈的自主可控，半導體設備至關重要。而晶圓制造是半導體制造過程中最重要也是最復雜的環節，占比為80%左右，整個晶圓制造過程包括數百道工藝流程，涉及數十種半導體設備，其技術壁壘高，研發難度大周期長，可謂是整個產業中最關鍵的環節之一。當前半導體設備當前我國半導體設備依舊高度依賴于海外企業，并且在核心技術和零部件上受到一定的限制。中國作為半導體設備的重要市場，隨著各地半導體項目的林立，晶圓代工廠的產能擴建潮以及自主可控進程的推進，本土半導體設備廠商迎來了快速成長和突破的新黃金期。

半導體設備國產化率待提升

Gartner最新預測稱，2021年全球半導體市場規模將達到5450億美元左右，到2022年和2025年則將分別達到6020億美元和6490億美元，呈現6.8%的年平均增長率。

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

縱觀全球半導體設備市場，由于半導體設備技術壁壘高，研發周期長難度大，整個行業呈現著高度壟斷、強者恒強的局面，市場主要被少數美、日、歐巨頭企業所壟斷，現階段不論是國際還是國內建造一條芯片生產線，美設備占設備總數的比例都接近50%，這是我國半導體制造受制的主要原因，也說明設備是最關鍵、最核心的環節。

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

據集微咨詢（JW insights）根據相關資料統計，各主要設備的國產率如下表所示。

當下，全球半導體設備行業在多重因素影響下，將持續處于高景氣階段，我國半導體設備廠商應抓住新一輪機遇，加快持續突破。

集微咨詢（JW insights）認為，一方面，5G、物聯網、大數據、人工智能以及汽車電子等新技術和新產品的應用，將帶來龐大的半導體市場需求，行業將進入新一輪的上升周期，持續帶動產能需求。同時為應對全球性的產能緊缺，晶圓代工廠擴建潮此起彼伏。據SEMI統計，到2022年，全球將擴建29座晶圓廠，產能最高可達每月40萬片。中國大陸和中國臺灣將各擴建8座晶圓廠，是其中主要的發力方，無疑這將顯著拉動半導體設備需求。

另一方面，國內代工廠的供應鏈策略有變，轉向批量采購支持戰略供應商，與國內設備廠商加強緊密聯動，預計未來更多的國產設備將進入制造產線，實現進一步的自立自強。

此外，國家在政策、資本投入上均大力支持半導體設備行業發展，國內半導體業有望逐步實現從低端向高端替代、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設備需求走高

在晶圓制造過程中，CMP（化學機械研磨）設備扮演著重要角色。作為一種移除工藝技術，CMP通過化學反應和機械研磨的協同配合作用，實現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、表/界面力學、分子動力學、精密制造、化學/化工、智能控制等多領城最先進技術于一體的設備，是集成電路制造設備中較為復雜和研制難度較大的專用設備之一。

要指出的是，在1995年以前，工藝制程仍大于0.35微米，業界極少用到CMP技術。而到1995年工藝節點發展到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線材料，CMP逐漸成長為IC制造以及銅互聯技術必不可少的關鍵工藝技術。

對CMP設備而言，其產業化關鍵指標包括工藝一致性、生產效率、可靠性等，涉及研磨速率、研磨均勻性和缺陷量等參數。據廣發證券指出，為實現這些性能，CMP設備需應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鍵先進技術。拋光技術可以實現納米尺度的“拋得光”、晶圓全局“拋得平”，可謂是CMP工藝的基礎。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”、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明顯，降低缺陷是CMP工藝的核心技術要求，包括清洗、智能化控制技術等重要輔助類技術的重要性愈發突出。

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構的加工制造成為可能。半導體制造也成為CMP設備應用的最主要場景，重復使用在薄膜沉積后、光刻環節之前。隨著芯片制造技術發展，CMP工藝在集成電路生產流程中的應用次數逐步增加。以邏輯芯片為例，65nm芯片需要經歷約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也從28nm所需的約400次提升至5nm的超過1200次。隨著先進制程對CMP應用步驟增加，CMP需求占比有望進一步提升，成為各類設備中市場空間與需求增長速度最快的設備之一。而且除了制造之外，CMP設備還可以用于硅片制造環節與先進封裝領域。

數據顯示，2021年全球CMP設備的市場規模將達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設備市場高度集中，美國應用材料、日本荏原兩家公司就占據了全球90%以上的市場份額。

從地區來看，CMP設備主要需求地區集中于亞太，主要為電子信息業比較發達的中國、韓國、日本。北美和歐洲CMP設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一步發展，他們的份額會被進一步壓縮。

2019年，大陸CMP設備市場規模達4.6億美元，但絕大部分的高端CMP設備仍然依賴于進口。在應用驅動以及國產化替代浪潮的推動下，CMP設備的國產化將迎來新機遇。

探索國產化之路

從目前CMP設備的國產化情況來看，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唯一實現12英寸系列CMP設備量產銷售的半導體設備供應商，打破了國際廠商的壟斷，填補國內空白并實現進口替代。

但總體情況難容樂觀。有業內人士謹慎表示，CMP設備的國產化率增量在10%，但總量應該低于1%。

作為半導體制造過程中關鍵工藝制程設備之一，如今CMP設備市場將持續受益國內晶圓廠的大規模8英寸及12英寸產能擴產以及國產替代進程。對于國內CMP廠商的國產化之路，集微咨詢（JW insights）認為，一方面隨著應用領域對高端芯片的需求日益強勁，集成電路向高集成度、低功耗和低成本方向發展，CMP技術將不斷趨于拋光頭分區精細化、工藝控制智能化、清洗單元多能量組合化方向發展，拋光驅動技術、壓力調控技術、智能控制系統等關鍵模塊技術將是CMP技術未來發展的重要突破方向。國內廠商在這些方面要持續精進，不斷加大投入和研發力度。

另一方面，回顧CMP設備史，曾發生了多起并購，如泛林選擇通過收購OnTrak來迅速切入新興的CMP市場；應用材料收購無漿料CMP設備的龍頭企業Obsidian，以追求最為先進的一體化CMP設備等等，為進一步提升國內CMP廠商的競爭實力，整合并購也必不可少。

此外，設備的開發需要特別重視關鍵零部件和材料的發展，需要協同作戰，而CMP設備是使用耗材較多、核心部件有定期維保更新需求的制造設備之一。在使用CMP設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，且該等服務需求會隨著廠商銷售設備數量的增加而快速增長。據悉，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%。美國應用材料與日本荏原均有為客戶提供CMP設備關鍵耗材銷售和維保業務。

因此，集微咨詢（JW insights）認為，國內CMP設備廠商可向上往耗材、向下朝服務領域延伸，加強垂直整合，基于自身設備及工藝技術向客戶提供專用耗材銷售和關鍵耗材維保等技術服務，在設備銷售之外獲取更長期穩定和更高盈利能力的服務收入。據悉，由上海華力牽頭，形成了華海清科的CMP機臺+鼎匯微電 子的研磨墊+安吉微電子的研磨液的國產CMP三合一模式，是全球首次12英寸先進生產線上全國產CMP裝備的攻關探索。而且，目前華海清科也在尋求新的利潤增長點，重點開拓CMP設備的關鍵耗材更新與技術服務、晶圓再生、減薄設備等業務。

誠然，國內CMP廠商面臨的挑戰依然巨大。集微咨詢（JW insights）認為，一方面，美國應用材料和日本荏原的CMP設備已達到5nm制程水平，國內廠商面對的競爭壓力依舊較大，未來能否在技術上持續積累和突破，打破巨頭壟斷仍需觀望。另一方面，新工藝、新機型設備需要在代工客戶產線上進行較長時間的驗證，未來一定期間存在無法盈利的風險，需要在資金上有足夠的抗壓能力。

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