近日，美國最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造商應(yīng)用材料公司公布了其上季度財(cái)報(bào)，并預(yù)計(jì)在汽車和工業(yè)芯片制造設(shè)備的強(qiáng)勁需求推動(dòng)下，公司在下一財(cái)季仍可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)勁的銷售數(shù)據(jù)。

應(yīng)用材料預(yù)計(jì)，盡管芯片行業(yè)整體仍然低迷，但汽車芯片和其他中低端芯片的設(shè)備銷量仍將增長，而中國將成為其最大動(dòng)力。


汽車芯片需求仍然強(qiáng)勁

財(cái)報(bào)顯示，在截至今年1月底的第一財(cái)季內(nèi)，應(yīng)用材料凈銷售額67.39億美元，同比增長7%；凈利潤17.17億美元，同比下降4%，稀釋后每股收益2.02美元。

該公司預(yù)計(jì)，第二財(cái)季其銷售額將約為64億美元。這超出了分析師63億美元的平均預(yù)期，并推動(dòng)應(yīng)用材料公司股價(jià)在盤后交易中上漲1.53%。

事實(shí)上，由于芯片行業(yè)仍處于普遍供過于求的狀態(tài)，許多芯片巨頭今年都削減了新工廠和設(shè)備的預(yù)算。但應(yīng)用材料的最新展望卻樂觀地認(rèn)為，包括汽車芯片在內(nèi)的一些細(xì)分芯片行業(yè)仍有亮點(diǎn)。

該公司CEO迪克森（Gary Dickerson）表示，雖然這類產(chǎn)品（汽車芯片等）通常是在使用成熟工藝的機(jī)器上生產(chǎn)的，但客戶正在增加產(chǎn)能以滿足需求。

“人們低估了這個(gè)行業(yè)對芯片的實(shí)際需求，”他說，“我們的定位是在2023年更有韌性地跑贏市場?！?/span>

除了應(yīng)用材料，亞諾德半導(dǎo)體（Analog）和格芯（GlobalFoundries）等芯片制造商也表示，某些類型的半導(dǎo)體仍存在短缺，尤其是用于汽車、工廠設(shè)備和智能聯(lián)網(wǎng)電器的半導(dǎo)體。

臺(tái)積電也已經(jīng)表示，該公司將不得不擴(kuò)大生產(chǎn)這類零部件的能力。


碳化硅進(jìn)入快車道 有望改變芯片格局

盡管國產(chǎn)芯片在制程上落后，但智能汽車所用的車規(guī)級芯片對納米工藝的要求并不像智能手機(jī)那樣高，反而對材料有更高要求。因此，碳化硅等新材料和新技術(shù)的發(fā)展，為汽車芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來新的可能。

德州儀器（TI）中國區(qū)汽車事業(yè)部總經(jīng)理蔡征對記者介紹稱，硅是應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體材料，但無法突破高溫、高功率和高頻的瓶頸。以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體，由于其材料本身的寬禁帶特征，可在更高的電壓、溫度下工作，提升功率密度。

其中，碳化硅主要用于襯底晶片和外延片。據(jù)介紹，由于碳化硅具有優(yōu)越的物理性能：高禁帶寬度、高電導(dǎo)率、高熱導(dǎo)率、低通損耗等，特別適合于制造電力電子領(lǐng)域的高功率半導(dǎo)體元器件。諸多優(yōu)勢在身，碳化硅搭上了新能源汽車推廣的快車道。蔡征表示，隨著電動(dòng)汽車800V系統(tǒng)的普及，以及市場對更高電驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換效率的需求，碳化硅器件在牽引逆變器和電動(dòng)壓縮機(jī)上會(huì)有越來越廣泛的應(yīng)用。

不過，業(yè)內(nèi)人士指出，碳化硅不可能全部替代絕緣柵雙極型晶體管（IGBT），未來更多是二者之間的互補(bǔ)。原誠寅告訴記者，碳化硅最大的問題在于基礎(chǔ)材料的成本偏高、效率偏低?！艾F(xiàn)在碳化硅還是在6英寸的晶圓上做，而IGBT已做到8英寸，同時(shí)也在向12英寸發(fā)起沖擊。相比之下，碳化硅的生產(chǎn)效率偏低，而且降低成本也是短期內(nèi)無法解決的難題。所以保守估計(jì)，短時(shí)間內(nèi)碳化硅的應(yīng)用占比會(huì)逐漸升高，但無法完全替代IGBT?！彼Q。

在蔡征看來，“互補(bǔ)共生”可以用來描述車規(guī)級功率半導(dǎo)體器件未來的競爭情況。受限于碳化硅器件較高的制造成本和有限的生產(chǎn)能力，傳統(tǒng)IGBT仍將占據(jù)主要市場份額，而要充分釋放碳化硅和IGBT的性能，有賴于功能強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)器相配合。

與現(xiàn)有的硅或碳化硅解決方案相比，氮化鎵能夠?qū)崿F(xiàn)更好的開關(guān)性能和對更高工作頻率的支持，以及更低的輸入和輸出電容和零反向恢復(fù)電荷，可顯著降低約25％的功率轉(zhuǎn)換損耗，從而降低成本并提升功率密度，因此適用于中等功率的交流／直流車載充電器和高壓直流／直流轉(zhuǎn)換器。

蔡征指出，氮化鎵的優(yōu)勢可在需要更高效率和更小尺寸的設(shè)計(jì)中得到最大程度的發(fā)揮。隨著電動(dòng)汽車的進(jìn)一步推廣，德州儀器將氮化鎵視為車載充電器和直流／直流轉(zhuǎn)換器的理想解決方案。


聚焦國產(chǎn)替代主線，擁抱自主可控

美國推出《芯片與科學(xué)法案》，向半導(dǎo)體行業(yè)提供約527億美元的資金支持及240億美元的投資稅抵免，鼓勵(lì)企業(yè)在美國研發(fā)和制造芯片。歐盟推出《歐洲芯片法案》計(jì)劃提供配套的430億歐元振興歐洲半導(dǎo)體制造業(yè)，目標(biāo)到2030年將歐盟半導(dǎo)體產(chǎn)量在全球的份額提升到20%左右。

受國際貿(mào)易環(huán)境影響，以及各國出臺(tái)的產(chǎn)業(yè)鼓勵(lì)扶持政策，半導(dǎo)體的在地化生產(chǎn)成為趨勢，全球各地出現(xiàn)晶圓廠擴(kuò)建潮。

根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2014年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售規(guī)模僅為375億美元，2021年在全球晶圓廠擴(kuò)建潮拉動(dòng)下，半導(dǎo)體制造設(shè)備銷售額激增，較2020年的712億美元增長44%，達(dá)到1026億美元的歷史新高；預(yù)計(jì)2022年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模將達(dá)到1140億美元。

2020年開始，中國大陸市場半導(dǎo)體銷售規(guī)模居全球第一，達(dá)到187億美元，占比26.3%，2021年銷售規(guī)模296億美元，占比28.86%，2022年前三季度219億美元，占比27.44%，仍然位居全球第一。

2021年，全球前十大半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商分別為應(yīng)用材料、ASML、東京電子、Lam、KLA、SEMES、Screen Semicondutor、Kokusal Electric、 ASM International、Murata Machinery，合計(jì)占據(jù)全球半導(dǎo)體市場83%份額。

主要的已上市半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)的收入數(shù)據(jù)顯示，近年來，半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)總營收呈現(xiàn)持續(xù)高增長，2021年收入合計(jì)達(dá)到195億元，同比增長64%，2022年前三季度收入合計(jì)209億元，同比增長約64%。

根據(jù)集微數(shù)據(jù)，中國大陸未來5年（2022年-2026年）將新增25座12英寸晶圓廠，總規(guī)劃新增月產(chǎn)能將超過160萬片。

90nm制程每5萬片晶圓產(chǎn)能對應(yīng)的設(shè)備投資額為21億美元，28nm制程每5萬片晶圓產(chǎn)能對應(yīng)的設(shè)備投資額約40億美元，而到3nm制程每5萬片晶圓產(chǎn)能對應(yīng)的設(shè)備投資額將達(dá)到215億美元。以此估算，中國大陸未來5年新增產(chǎn)能對應(yīng)的設(shè)備投資規(guī)模近千億美元。

根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)，2021年全球半導(dǎo)體前道設(shè)備市場規(guī)模超900億美元，其中占比較高的設(shè)備為刻蝕設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備和光刻設(shè)備。從各類型設(shè)備市場格局看，市場份額主要為美日歐等半導(dǎo)體設(shè)備廠占據(jù)，國內(nèi)廠商市占率較低，有較大的提升空間。

半導(dǎo)體測試設(shè)備市場主要由美日設(shè)備企業(yè)占主導(dǎo)。Gartner數(shù)據(jù)顯示，2019年全球質(zhì)量檢測設(shè)備市場規(guī)模為62.5億美元，主要供應(yīng)商包括KLA、應(yīng)用材料和日立高新，三家企業(yè)合計(jì)占74%市場份額；2019年全球電學(xué)測試設(shè)備市場規(guī)模約54億美元，主要供應(yīng)商是泰瑞達(dá)、愛德萬、COHU和東京電子。

半導(dǎo)體設(shè)備零部件種類繁多，競爭格局分散。全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模超千億美元，而設(shè)備成本構(gòu)成中90%以上為精密零部件產(chǎn)品，以此估算，全球半導(dǎo)體設(shè)備精密零部件市場規(guī)模約500億美金。

零部件的性能、質(zhì)量和精度對于半導(dǎo)體設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。伴隨著美國對中國半導(dǎo)體出口限制的不斷加強(qiáng)，半導(dǎo)體設(shè)備零部件的國產(chǎn)化日漸受到重視，核心零部件國產(chǎn)化已經(jīng)成為半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展必不可少的環(huán)節(jié)。另外，近年來，本土半導(dǎo)體設(shè)備廠商快速發(fā)展，也推動(dòng)著本土零部件企業(yè)的發(fā)展。

半導(dǎo)體材料方面，2022年全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)模預(yù)計(jì)再創(chuàng)新高。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2021年全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)模達(dá)到643億美元，同比增長16%，預(yù)計(jì)2022年將達(dá)到698億美元，同比增長8.6%，2023年預(yù)計(jì)超過700億美元。

中國大陸半導(dǎo)體材料市場規(guī)模全球第二，增速第一。分地區(qū)看，中國臺(tái)灣為全球半導(dǎo)體材料銷售規(guī)模最大的市場，2021年市場規(guī)模為147億美元，同比增長15.7%；中國大陸2021年半導(dǎo)體材料的市場約為119.3億美元，同比增長21.9%，增速在所有區(qū)域中排名第一。

半導(dǎo)體材料市場中，硅片占比超過30%，為市場規(guī)模最大的半導(dǎo)體材料類別；其次為特氣，占比14.1%；第三為光掩膜，占比12.6%；拋光材料、光刻膠配套試劑、光刻膠、濕電子化學(xué)品、靶材的占比分別為7.2%、6.9%、6.1%、4.0%、3.0%。

得益于下游客戶的供應(yīng)鏈國產(chǎn)化需求，近年來，國內(nèi)主要半導(dǎo)體材料企業(yè)收入快速增長。

展望2023，半導(dǎo)體板塊各環(huán)節(jié)、各企業(yè)、各產(chǎn)品將加速分化。從產(chǎn)業(yè)鏈來看，晶圓廠產(chǎn)能利用率回落、價(jià)格下滑，但成本仍然處于歷史高位，IC設(shè)計(jì)廠商則預(yù)計(jì)馬太效應(yīng)加劇。另一方面，隨著國產(chǎn)替代持續(xù)推進(jìn)，國內(nèi)晶圓廠逆周期擴(kuò)產(chǎn)，國內(nèi)相關(guān)半導(dǎo)體設(shè)備、材料廠商有望長期受益。