全球半導體市場研究：裝備篇（1）

半導體行業(yè)綜研|Semiconductor industry|

2022-12-01 21:30:19 586

半導體裝備市場發(fā)展的驅動力

下圖為全球半導體裝備（數(shù)據(jù)來源：SEMI）和全球半導體器件的市場銷售額數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)來源：WSTS）。由圖可見，半導體裝備市場在最近十余年里增長十分迅速。2021年全年銷售額相對2010年增長了187.0%，而同期半導體器件的銷售額只增長了83.9%。

如果我們仔細研究圖中數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)以下幾個規(guī)律：

1. 半導體裝備銷售變化呈現(xiàn)明顯的周期性起伏，而且起伏規(guī)律和器件市場變化十分一致，但幅度比例更大。
2. 雖然半導體裝備銷售額的總體增長明顯高于半導體器件，但這基本發(fā)生在2016年以后。在2010年到2015年的較長時間段里，裝備銷售額不僅沒有跑贏器件，甚至略有下降趨勢。

這兩個現(xiàn)象充分反映了半導體市場發(fā)展變化的兩個最主要的因素：產(chǎn)能驅動和技術驅動。

產(chǎn)能驅動：首先，顯而易見的是市場設備的數(shù)量決定了整體的產(chǎn)能上限。當市場需求*盛時，工廠為滿足下游需求的增長，才有擴充產(chǎn)能的意愿，從而大量采購裝備；而在市場不景氣的時候，生產(chǎn)單位會擴產(chǎn)意愿低下，壓縮資本支出，導致設備銷售量下降。由于設備的銷售額反映的是產(chǎn)能的變化量而非存量，所以其在景氣度交替的情況下更容易暴漲暴跌，使得其波動幅度大于器件市場。

如前圖所示，半導體器件市場在2010/11、2017/18年和2021/22年有三次高點，同期裝備市場都表現(xiàn)出幾乎同步的高景氣度來。

技術驅動：其次，除了產(chǎn)能增加帶來的市場需求以外，半導體器件制造工藝技術的高速發(fā)展也會造成大量額外的新裝備需求。一般每一個工藝節(jié)點的提升都需要更新部分新的裝備，而且單位產(chǎn)量對應的工序數(shù)量也會隨著節(jié)點的提升而增加。尤其是當MOSFET的結構從平面轉向立體（FinFET）以后，更小的線寬（需要多重套刻）和更復雜結構都導致工序數(shù)量成倍巨增，使得單位產(chǎn)能對應的所需設備數(shù)量同比增加。而且考慮到技術需求提升帶來的設備單價提升的疊加效應，技術更新帶來的市場驅動效應會更加明顯。

上圖為全球最大晶圓代工廠臺積電（TSMC）的各個工藝節(jié)點營收占比季度變化數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)來源：臺積電財報）。從2014年開始，16/20nm及以下的FinFET工藝正式投產(chǎn)，到了2016年前后形成較大規(guī)模，加上同樣需要更多工序步驟的28nm HKMG工藝，營收額已經(jīng)超過了總體的一半。而就在2016年同期，全球半導體裝備市場進入了高速增長期。兩者顯然不是完全巧合。

由此我們可以預期，隨著半導體制造技術的進一步發(fā)展，未來數(shù)年中裝備市場的宏觀增長速度會大概率繼續(xù)跑贏整體的器件市場。換而言之，半導體裝備的成本會在器件總成本中的比重越來越高。

不同領域半導體裝備市場規(guī)律

針對半導體裝備，我暫時將其大體分為前道設備、封裝設備和測試測試設備三個大類。

前道設備：

針對前道設備，我收集整理了全球最大的五家裝備供應商（都是前道設備為主的供應商）的財務數(shù)據(jù)：AMAT、ASML、TEL、LAM和KLA，并提取出半導體設備本體的銷售數(shù)據(jù)加以分析。

從上圖中我們可以看到，這五家的半導體裝備銷售額幾乎占全球裝備市場的60%以上。由于這五家?guī)缀鯄艛嗔烁叨酥圃旃に嚨慕^大多數(shù)市場，導致技術革新帶來的市場驅動紅利主要被這幾家瓜分，所以在整個統(tǒng)計周期里，這幾家的銷售額的全球總體占比還在不斷上升。贏家通吃的現(xiàn)象在裝備領域顯得尤為明顯。

由于這一情況的存在，對于二三線的小裝備廠商而言就會存在生存和發(fā)展的問題；而對于晶圓制造廠商而言，也面臨著供應鏈單一化的風險，降低了成本和風險的控制能力。

封裝設備：

封裝設備的市場規(guī)模遠小于前道設備，而且由于技術壟斷性弱，市場被更多小供應商瓜分，所以我目前只能找到兩家規(guī)模較大的供應商：ASM Pt（ASM Pacific Technology）和KNS（K&S：Kulicke & Soffa）。而且由于兩家公司的財報披露方式問題，下圖數(shù)據(jù)里的銷售額是包含設備本體和相關服務的營收總和，而且KNS只有2017-Q4以后的數(shù)據(jù)。

從表中數(shù)據(jù)可見，由于封裝設備和前道的工藝節(jié)點相關性較弱，所以2016以后工藝進度帶來的爆發(fā)性增長紅利在這兩家公司的財務數(shù)據(jù)上沒有明顯體現(xiàn)。2017/18年的存儲器市場的高景氣造成的影響也十分有限。不過2021/22的這一輪市場熱潮（非存儲器器件市場）對于兩家的營收都產(chǎn)生非常明顯的帶動作用。

然而，不同于前道設備市場的持續(xù)火熱狀態(tài)，封裝設備市場的熱度顯然已經(jīng)過去。由于封裝廠的產(chǎn)能建設要遠遠比前道容易和迅速，所以各家封裝面對市場的需求更早的做出擴產(chǎn)反應，這也導致了其產(chǎn)能過早地出現(xiàn)過剩。根據(jù)我的了解，從去年（2021年）年底開始，各個封裝廠就出現(xiàn)了不同程度的產(chǎn)能過剩情況，而今年這一形勢更加嚴峻。

所以，各家封裝廠在今年開始就大幅度削減設備采購預算，從而影響到上游封裝設備商的營收。

目前看來，傳統(tǒng)封裝設備市場的增量十分有限，而未來的高速增長機會在于先進封裝的發(fā)展，不過這個市場很有可能更多地屬于前道設備廠的領域。

測試設備：

測試設備（ATE）的全球市場大約是40~50億美金/年。雖然我個人統(tǒng)計的全球供應商有80余家，但大部分市場被Advantest和Teradyne兩家占據(jù)。尤其是高端的SOC和存儲器市場，兩家掌握了80~90%以上的市場份額。所以，我們只要統(tǒng)計這兩家的財報數(shù)據(jù)，就可以較好地了解整個半導體測試機的市場情況和趨勢。

由于測試設備與制造工藝技術沒有直接關系，所以測試設備市場和封裝設備類似，沒有吃到FinFET工藝革命的紅利。但是半導體器件的各類參數(shù)指標（信號速度/精度、電壓電流數(shù)值…）的提升和測試項目的增加，依舊給其帶來不小的市場增量。所以測試設備的市場發(fā)展前景介于封裝設備和前道設備間。

不過雖然測試設備市場的增量不及前道設備，但是其周期波動明顯較小，穩(wěn)定性較高。而且由于裝備商和下游設計公司聯(lián)系合作更加緊密，所以通過對于下游市場的分析，我們可以擁有對于測試設備市場具有更好的預測能力。

總結一下：

前道裝備市場的發(fā)展趨勢最好，但波動較大，目前（2022-Q3）依舊處于景氣狀態(tài)。

封裝設備（尤其是傳統(tǒng)封裝設備）市場整體偏弱，對市場的反應最快，目前最近已經(jīng)進入下行周期。

測試設備市場介于兩者之間，發(fā)展較為穩(wěn)定。由于其市場包含F(xiàn)inal Test（封裝領域）和Chip Probing（晶圓制造領域）兩大塊，所以目前的狀態(tài)也是介于前道和封裝之間，處于平穩(wěn)狀態(tài)（已經(jīng)見頂，后續(xù)略有回調(diào)跡象…）

限于篇幅和時間，我這次只能寫到這里。后面還會從兩個方面探討裝備市場：

1）存儲器和非存儲器市場對裝備的影響

2）光刻機市場出貨量研究

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