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2022年泛半导体设备洗净服务行业市场盈利规模分析预测及竞争格局研究

2022泛半导体设备洗净服务行业市场盈利规模分析预测及竞争格局研究

 

(1)泛半导体专用设备在半导体产业链中至关重要:泛半导体专用设备在泛半导体行业产业链中占据重要的地位。泛半导体专用设备的技术复杂,客户对设备的技术参数、运行的稳定性有苛刻的要求,以保障生产效率、质量和良率。按照摩尔定律,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。相应的,半导体行业的设备洗净服务提供商也必须每隔18-24个月推出更先进的洗净工艺;泛半导体制造工艺的技术进步,反过来也会推动泛半导体专用设备的技术革新,从而带动上游设备清洗服务提供商的洗净技术工艺不断提升。同时,集成电路行业的技术更新迭代也带来对于设备投资的持续性需求,从而带动泛半导体设备洗净服务行业的持续快速发展。

中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国泛半导体设备洗净服务行业市场全景调研分析及投资可行性研究预测报告

2)泛半导体设备洗净服务技术壁垒高,通过客户验证难度较大:泛半导体产品制造过程中,需要用到蒸镀、薄膜、蚀刻和光刻等工艺过程。这些工艺使机台设备会沉积覆着物或被刻蚀,有效的污染控制是保证和提高泛半导体行业产品良率的必要条件,为确保生产功效,阶段性对泛半导体生产设备进行洗净,是泛半导体产品制造过程中必不可少的需求。

泛半导体设备洗净领域技术涉及物理、半导体物理、物理化学、电化学等多种基础科学和化工、机械、材料、表面处理等多种工程学科,属于多学科交叉行业。泛半导体专用设备行业的国际巨头企业的市场占有率很高,特别是在光刻机、检测设备、离子注入设备等方面处于垄断地位,且其在大部分技术领域已采取了知识产权保护措施,因此早期国内泛半导体设备洗净服务行业集中在中低端设备,洗净附加值相对较低。早期高端泛半导体设备行业的技术壁垒非常高,洗净服务均由设备原厂提供,由于设备厂商在国内无设备洗净服务能力,所有洗净服务均需履行进出口手续,洗净服务费用高、且响应速度慢,严重影响国内泛半导体生产厂商的稳定生产。

泛半导体行业客户对半导体专用设备的质量、技术参数、稳定性等有严苛的要求,为保证稳定生产,投产初期一般主要选择设备原厂提供洗净服务,对新的设备洗净供应商的选择也较为慎重。一般选取行业内具有一定市场口碑和市占率的供应商,并对其设备洗净服务开展周期较长的验证流程。通常,泛半导体行业客户要求设备洗净供应商先提供设备试洗服务测试,待通过内部验证后纳入合格供应商名单。因此,泛半导体设备洗净服务企业在客户验证、开拓市场方面周期较长、难度较大。

中国大陆少数企业经过了十年以上的技术研发和工艺积累,在泛半导体设备洗净领域实现了技术突破和创新,已基本能够满足国内泛半导体生产企业的设备洗净需求,设备洗净服务已基本实现国内替代。3)技术更新较快,与下游应用行业协同发展

根据摩尔定律,芯片工艺节点不断缩小,由12μm-0.35μm(1965年-1995年)到65nm-22nm(2005年-2015年),且还在向更先进的方向发展,如14nm-5nm。随着芯片工艺的不断进步,相应生产技术与制造工序愈为复杂,设备清洗工序的需求增加,而对配套洗净服务企业的洗净技术和表面处理工艺要求也更加严格。精密洗净服务企业需要不断学习新技术,研发新工艺,以满足半导体客户不断提升的标准与要求,并配合客户寻找提升良率的方法。

显示面板产业方面,随着技术的革新和产品的不断迭代,对精密洗净服务企业的技术和工艺要求也日趋提升。随着显示的应用领域不断扩大,对显示的响应速度、液晶屏幕厚度、显示视角等技术提出了更高的要求;未来面板行AMOLED渗透率有望不断提升,而AMOLED半导体显示面板产品生产和组装的精度要求极高(达到微米级),产品品质要求日益严格。精密洗净服务企业需要密切跟踪行业发展动向以及客户需求变化情况,只有不断精进技术和改进工艺,才能提供配套优质的服务。

(2)泛半导体设备洗净服务行业发展情况:

1)较长时期发展缓慢且滞后:我国泛半导体设备精密洗净服务行业的发展滞后于欧美等先进工业国家。精密洗净自进入工业化生产后就已经出现,迄今已有近200年的历史。上世纪八九十年代,国际上半导体工业和显示面板工业快速发展,使产品不断向高精密性、高技术、多种技术手段相结合的方向发展,从而催生出精密洗净在泛半导体设备清洗领域的应用,目前精密洗净已经广泛应用于工业领域,包括显示面板、半导体、光伏、装备制造等。

我国精密洗净行业起源于上世纪50年代,但由于当时国内工业生产水平较低,精密洗净行业发展较为缓慢。上世纪80年代,随着中国改革开放和大规模的技术引进,整体工业技术水平不断提高,国内工业生产对精密洗净服务的需求日益加大,但是国内精密洗净行业由于多年停滞发展无法满足市场需求,特别是早期的泛半导体设备精密洗净领域,基本上被国外设备厂商垄断,中国大陆精密洗净服务行业(包括泛半导体设备精密洗净服务)长期处于萌芽发展状态。

2)成长于国内“缺芯少屏”困局时代:国内泛半导体设备精密洗净服务行业起步较晚,发行人前身上海申和(表面处理事业部)作为国内最早从事精密洗净服务的企业之一,于2000年正式进入泛半导体设备精密洗净服务领域。国内泛半导体设备精密洗净服务行业伴随着国内半导体和显示面板产业的发展共同成长,它是在国内寻求突破“缺芯少屏”的困局背景下发展起来的。

从“屏”来看,全球LCD面板产业的转移经历了“美国起源—日本发展—韩国超越—中国台湾地区崛起—中国大陆发力”的过程。中国大陆显示面板产业发端于2003年;2009年以前中国大陆在全球面板产业中基本没有话语权;从2009年后,在液晶面板替代传统CRT显示器和中国大陆市场庞大需求的大背景下,全球液晶面板产能逐渐由日韩及中国台湾转向中国大陆,行业经历了从无到有、从小到大的发展历程,中国大陆面板产业的实力实现跨越。

从“芯”来看,2010年国务院确定将新一代信息技术被作为战略性新兴产业之一,提出要着力发展集成电路等核心基础产业。2014年6月,国务院首次发布集成电路的纲领性文件《国家集成电路产业发展推进纲要》,突出企业的主体地位,以技术创新、模式创新和体制机制创新为动力,突破集成电路关键装备瓶颈,推动产业整体提升。集成电路产业作为国民经济和社会发展的战略性、基础性、先导性产业,近几年来发展迅速。随着中游晶圆制造厂的快速崛起,如中芯国际的14nm量产,长鑫存储DRAM量产,长江存储NANDFlash量产,标志着国产半导体实现瓶颈突破,推动设备、材料等上下游产业链的快速发展。

国内泛半导体设备精密洗净服务行业伴随着国内半导体和显示面板产业的发展而成长。随着国内半导体和显示面板行业先进制程的不断进步,国内泛半导体设备精密洗净服务的洗净工艺也随之更新,不断保障高阶制程的落实,保障泛半导体产业国产化进程的顺利进行。

由于泛半导体行业高端核心设备至今仍然较多为国外公司垄断,国外公司在出售核心设备时,一般会设置PACKAGE条款限定国内客户的生产设备维护只能或在一定时间内只能由出售方或其指定方提供,一定程度限制了国内泛半导体精密洗净服务行业的发展。目前我国泛半导体精密洗净服务行业仍处于上升阶段,在技术水平上仍有较大的提升空间。

中金企信国际咨询公布的《泛半导体专用设备行业专项深度调研及“十四五”发展规划指导可行性预测报告(2022版)

(3)行业在新技术、新产业、新业态、新模式等方面的未来发展趋势:泛半导体设备精密洗净服务的市场发展与下游应用行业的发展密不可分。随着下游应用产业升级发展的困局逐步破解,国内泛半导体设备精密清洗净务行业呈现出如下趋势:

1)国产替代政策助推,研发环节加深产业联动:在半导体和显示面板制造领域,由于高端产品和设备技术壁垒,国内企业长期研发投入和积累不足,高端产品和设备市场主要被欧美、日韩、中国台湾地区等少数国际大公司垄断,造成高端设备维护长期受到国际设备供应商的限制,无法根据市场价格自主选择精密洗净服务提供商。这在较大程度上掣肘着我国精密洗净服务企业的发展。

2014年6月,国务院首次发布集成电路的纲领性文件《国家集成电路产业发展推进纲要》,提出以技术创新、模式创新和体制机制创新为动力,突破集成电路关键装备瓶颈,推动产业整体提升。如下图所述,随后我国各级政府出台了一系列政策和规划目标,以打破国外在集成电路设计和制造等关键领域的垄断。

2020年11月,在国务院发布的十四五规划中强调,要打好关键核心技术攻坚战,瞄准集成电路等前沿领域,加快壮大新一代信息技术等产业。

当前中国半导体产业的自主化进程已经开启。目前国内在硅片、光刻胶、CMP、湿化学品等多方面均实现了一部分的国产替代。由于海外的持续封锁,本土晶圆厂也会加速国产设备的导入认证过程,给予充分的试错机会和反馈,有助于国产设备的成长;国内泛半导体精密洗净服务企业将有更多机会、更早阶段参与到客户的技术更新和设备引进中,提供配套的洗净服务。

显示面板领域,伴随着韩国厂商LG显示和三星显示(SDC)相继退出LCD产业,预示着在多年的日本、韩国和中国之间的屏幕竞争终于落下了帷幕。当前京东方、TCL华星领跑全球LCD行业,有望带动本土产业链全面崛起,国产替代将为国内精密洗净服务企业提供更多的市场机会。

2)泛半导体设备洗净技术要求提升、频次增加:随着半导体技术的不断进步,半导体器件集成度不断提高。一方面,芯片工艺节点不断缩小,由12μm-0.35um(1965年-1995年)到65nm-22nm(2005年-2015年),且还在向更先进的方向发展;另一方面半导体晶圆的尺寸却不断扩大,主流晶圆尺寸已经从4英寸、6英寸,发展到现阶段的8英寸、12英寸。

此外,半导体器件的结构也趋于复杂。这些对半导体专用设备的精密度与稳定性的要求越来越高,未来半导体专用设备将向高精密化与高集成化方向发展,对生产过程中的污染控制要求也会越来越高,对洗净技术的要求不断提升、洗净频次也不断缩短。

自2009年以来,我国围绕玻璃基板、高世代液晶面板线、模组与整机一体化以及相关产业配套的总投资规划超过2000亿元,我国正在加速对先进生产线的投资力度,中国成为投资全球高世代线产线建设最为活跃的国家,为全球新型液晶显示设备和原材料提供了主要市场。随着智能手机、平板电脑等智能终端产业快速发展,以及在车载显示、工控和医疗显示等专业显示领域的发展,使得LCD高世代线及OLED等新型显示面板需求不断增长,高世代线对生产精度要求不断提升,生产过程中易污染设备的洗净要求及洗净频次亦不断提升。

3)下游新兴终端产业崛起,促进洗净服务行业持续增长:受益于全球信息化、网络化和知识经济的迅速发展,特别是在以物联网、人工智能、汽车电子、智能手机、智能穿戴、云计算、大数据和安防电子等为主的新兴应用终端领域强劲需求的带动下,全球半导体行业市场规模巨大。

物联网和人工智能等新兴产业的革命为整个半导体行业的下一轮进化提供了动力,形成对半导体行业长期旺盛的增量需求。精密洗净服务作为这些应用行业中不可或缺的必要环节,将直接受益于下游行业持续强劲的市场需求。

4)AMOLED渗透率不断提升,推动洗净技术迭代更新:AMOLED在新型显示技术的驱动下具有长期的成长性。AMOLED可以实现自发光,因而无需额外配备背光模组,仅需非常薄的有机涂层和玻璃盖板或柔性有机基板即可成像,可以让手机更轻薄、质感更好、反应速度更快;此外基于AMOLED自发光的特性,可以使屏幕的视角更广、分辨率更高。同时相较于LCD屏幕,AMOLED在非白光状态下的耗电量仅为LCD的6成。目前市面上大多数曲面屏手机采用的都是AMOLED显示屏。对于手机面板而言,AMOLED显示技术正在成为中高端5G机型的标配,尤其是折叠手机成为新的手机形态,带来行业历史性的成长机遇。2019年AMOLED在智能手机机型渗透率已达31.0%(Omdia数据),未来这一渗透率将进一步上升。从需求端来看,智能手机端,AMOLED屏幕由高端向中低端机型渗透,可折叠形态带来新增量,Counterpoint预测2022年配备AMOLED屏的智能手机出货量有望达到8亿台;叠加可穿戴设备领域的应用拓展,AMOLED需求前景可观。

由于AMOLED半导体显示面板产品生产和组装的精度要求极高(达到微米级),同时产品品质要求日益严格;作为面板行业的新技术,对配套提供洗净服务企业的技术和工艺也提出更高的要求,加速推动洗净技术的迭代更新,同时有望带来洗净服务企业经济效益的提升。

5)下游潜在洗净设备范围扩大:LED显示屏以单个半导体发光二极管为像素点,不同材料的半导体发光二极管可产生不同色彩的LED像素点。传统LED显示屏制造要求相对较低,生产设备对污染控制要求不高,一般不存在设备洗净服务需求。随着LED显示应用技术的不断升级,LED显示屏行业还逐渐出现小间距LED显示屏、MiniLED显示屏、MicroLED显示屏等高密度LED显示屏产品。MiniLED技术可改善小间距LED显示屏易损坏、产品维护性差等问题,稳定性进一步提高,还具备防潮、耐磨、抗静电、易清洁、高效散热等特点,市场关注度不断提升。MicroLED技术相比MiniLED技术难度更高,MicroLED显示屏具有功耗低、寿命长、亮度高、对比度高、色域宽、分辨率高、刷新率快、视角宽等特点。MiniLED、MicroLED显示屏的上述特点决定其对生产过程的洁净度、对设备污染控制的要求较高,相关易受污染生产设备亦成为公司未来洗净服务对象。

6)集成电路工艺进步,洗净服务市场有望量价齐升:在摩尔定律推动下,元器件集成度的提高要求集成电路线宽不断缩小,直接导致集成电路制造工序愈为复杂。随着集成电路尺寸及线宽的缩小、产品结构的立体化及生产工艺的复杂化等因素叠加,使得刻蚀设备、薄膜沉积设备为代表的核心腔体装备需求增加。根据SEMI统计,20纳米工艺所需工序约为1,000道,而10纳米工艺和7纳米工艺所需工序已超过1,400道。尤其当线宽向更小的方向升级,当前市场普遍使用的光刻机受波长的限制精度无法满足要求,需要采用多重模板工艺,重复多次薄膜沉积和刻蚀工序以实现更小的线宽,使得薄膜沉积和刻蚀次数显著增加。工序步骤的大幅增加意味着需要更多以刻蚀设备、薄膜沉积设备为代表的半导体腔体设备参与集成电路生产环节,而腔体设备的洗净服务需求也相应增长。

随着芯片先进制程的进步及芯片结构的复杂化,将带动精密洗净服务市场的需求量和价格增长。随着芯片工艺不断进步,清洗工序的数量大幅提高,所需清洗设备数量也在持续增长。根据IBS统计,随着技术节点的不断缩小,集成电路制造的设备投入呈大幅上升的趋势。以5纳米技术节点为例,其投资成本高达数百亿美元,是14纳米的两倍以上、28纳米的四倍左右。随着制程不断向高制程演进,半导体领域洗净服务的投入及重要性有望上升,相应的洗净服务价格有望提高。

7)产业升级进程,客户需求呈现多样化:全球半导体行业正在开始第三次产业转移,即向中国大陆转移。历史上每一次产业转移都带动了当地产业的发展、垂直化分工进程的推进,最终实现全产业链的整体发展。发行人另一应用行业即面板制造行业产业链,已由欧美、日韩、中国台湾等地区逐渐转移至我国大陆地区。随着我国晶圆代工和显示面板产业的蓬勃发展,精密洗净服务行业各类客户不再局限于基本的洗净需求,设备维修、陶瓷熔射、阳极氧化等洗净衍生服务需求势必增加,同时服务内容需求呈现个性化和多样化趋势。

我国泛半导体精密洗净服务行业,正处于企业技术进步、产业升级的进程中。未来洗净再生等增值领域成长机会较大,将成为有竞争实力的精密洗净服务企业新的业务增长点。

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