本周，SEMI發(fā)布了半導體設備市場年終預測報告，預計2020年全球半導體制造設備銷售總額將在2019年596億美元的基礎上增長16%，創(chuàng)下689億美元的業(yè)界新紀錄。而且，全球半導體設備市場在明、后兩年的增長后勁也很強，預估2021年將實現(xiàn)719億美元的銷售額，2022年將進一步升至761億美元。
相比于今年的狀況，2019年明顯疲軟。據(jù)統(tǒng)計，2019年全球排名前10的半導體設備商的總銷售額為590.4億美元，與2018年的615.4億美元相比，下降了4.07%。這其中，美國的應用材料以134.7億美元的銷售額位列全球第一，該公司從2007年開始就一直占據(jù)首位，不過，2011年，頭名位置曾被光刻機龍頭ASML奪得，那之后，應用材料又奪回了龍頭寶座。
從今年3月開始，雖然全球疫情還很嚴重，但半導體設備市場就一直呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，同比都實現(xiàn)了較大幅度的增長，如下圖所示。
特別是到了8月，北美半導體設備制造商出貨金額達到26.53億美元，環(huán)比增長3%，同比增長了32.5%，為2018年5月來的新高，并創(chuàng)下連續(xù)11個月超過20億美元的佳績。
在整個半導體設備市場中，晶圓制造設備大約占整體的80%，封裝及組裝設備大約占 7%，測試設備大約占 9%，其他設備大約占 4%。而在晶圓制造設備中，光刻機，刻蝕機，薄膜沉積設備為核心設備，分別占晶圓制造環(huán)節(jié)設備成本的30%，25%，25%。
而火爆的市場對半導體前道和后道設備都提出了更多的需求。其中，前道設備（如晶圓制造、晶圓廠設施和光罩設備等）2020年將增長15%，達到594億美元，預計2021和2022年將分別增長4%和6%。而占晶圓制造設備總銷售約一半的代工和邏輯芯片業(yè)務，拜先進技術大量投資所賜，今年支出出現(xiàn)兩位數(shù)增長，達到300億美元；NAND閃存制造設備支出則有30%的大幅增長，超過140億美元，DRAM則有望在2021和2022年成為帶動增長的火車頭。
后道設備方面，組裝和封裝設備在先進封裝應用的助長下，預估2020年增長20%，達到35億美元，2021和2022年也有望分別增長8%和5%。半導體測試設備市場2020年將大漲20%，達到60億美元，2021和2022年也有望在5G和高性能運算（HPC）應用需求帶動下延續(xù)增長態(tài)勢。
半導體設備廠商方面，據(jù)Gartner統(tǒng)計，全球規(guī)模以上晶圓制造設備商共計58家，其中日本的企業(yè)最多，達到 21 家，占36%，其次是歐洲13家、北美10家、韓國7家，而中國大陸僅4家，分別是上海盛美、上海中微、Mattson（亦莊國投收購）和北方華創(chuàng)等。半導體設備是一個高度壟斷的市場。根據(jù)各細分設備市場占有率統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在光刻機、PVD、刻蝕機、氧化/擴散設備上，前三家設備商的總市占率都達 90%以上，而且行業(yè)龍頭都能占據(jù)一半左右的市場。
晶圓廠助攻
半導體設備市場的紅火，與晶圓代工市場的火爆密不可分，特別是中國臺灣地區(qū)，作為全球晶圓代工業(yè)的核心地帶，有牽一發(fā)而動全身的影響力。產(chǎn)業(yè)龍頭臺積電的搶眼表現(xiàn)，更是對半導體設備市場做出了極大的貢獻。該公司持續(xù)投入先進制程，從今年資本支出來看，臺積電在第二季度宣布，今年資本支出增加至160億美元-170億美元的歷史新高，可見，臺積電并未因華為禁令而減少投資，同時也意味著蘋果、英偉達、AMD等其他客戶未來需求樂觀。
臺積電先進制程的不斷推進，從目前已經(jīng)量產(chǎn)的 5nm，到正在規(guī)劃的3nm及2nm制程技術，加上目前正在規(guī)劃興建的竹南先進封裝廠，未來幾年臺積電對設備的需求會持續(xù)旺盛。臺積電每年在先進制程產(chǎn)能（12吋晶圓）擴充上的投資都不低于100億美元，現(xiàn)已確定的是南科F18廠1~3期為5nm生產(chǎn)基地，1、2期已量產(chǎn)，3期正在裝機，預估至2022年，其5nm產(chǎn)能較2020年將增加3倍。而Fab18廠4~6期為3nm基地，目前正在建設中。同時，南科還會建設特殊制程與先進封裝廠。
此外，美光在中國臺灣地區(qū)的中科A3廠原計劃在下半年就位，A5廠也將在2021年確定是否擴建。臺灣地區(qū)其它廠商，如旺宏、華邦電、南亞科等也將啟動擴廠計劃，這也將提升半導體設備的市場需求。
就在不久前的8月，以中國臺灣地區(qū)為代表的晶圓代工廠部分產(chǎn)線已經(jīng)提高過一次報價，有產(chǎn)業(yè)鏈人士透露，臺積電、聯(lián)電等將8吋晶圓代工報價上調(diào)了10%到20%，同時，12吋晶圓代工產(chǎn)能也處于供不應求的狀態(tài)，近幾天，業(yè)界一直在傳聞明年臺積電的12吋晶圓代工報價將提升。
在8吋晶圓代工方面，進入第三季度以來，由于市場對電源管理芯片、功率器件、顯示面板驅(qū)動IC，以及CMOS圖像傳感器（CIS）等需求愈加強勁，再加上新增產(chǎn)能有限，使得全球市場的8吋晶圓代工產(chǎn)能更加吃緊，在這種情況下，8吋晶圓代工龍頭企業(yè)聯(lián)電和世界先進的相關產(chǎn)能都已滿載。
這種情勢使代工廠進一步增強了定價話語權，以8吋晶圓代工產(chǎn)能主要來源地中國臺灣為例，相關廠商都表示，目前產(chǎn)能確實很滿，在與客戶洽談新的代工訂單與價格時，情勢對于晶圓代工廠較為有利。而相關IC設計廠商則表示，現(xiàn)在想新增投片量非常難。一般來說，長期合作且投片量大的客戶，會被代工廠列為優(yōu)先照顧對象。而投片量小、價格相對低，或合作關系較普通的IC設計廠，面臨產(chǎn)能不足時，加價換產(chǎn)能是一種方式，但就算加價，也不一定會拿到足夠的產(chǎn)能。
今年，聯(lián)電的表現(xiàn)非常搶眼，一度有蓋過臺積電之勢。不僅8吋，聯(lián)電的12吋晶圓代工業(yè)務表現(xiàn)也非常搶眼。例如，近期，該公司12吋廠訂單大增，其中，聯(lián)發(fā)科因物聯(lián)網(wǎng)應用需求強，緊急增加了聯(lián)電22nm制程下單量，加上瑞昱主動式降噪無線藍牙耳機、擴充底座控制IC訂單涌入，都是主要訂單來源。另外，三星8月發(fā)布新機，其ISP影像處理器從9月開始追加聯(lián)電12吋晶圓投片量，估計總量將達1萬片，而且，三星28nm制程的OLED驅(qū)動芯片需求增加，訂單也交給了聯(lián)電12吋產(chǎn)線。同時，聯(lián)電80nm、90nm制程受惠TDDI芯片訂單量增加，在三星、聯(lián)發(fā)科、瑞昱等大客戶訂單帶動下，使得聯(lián)電12吋產(chǎn)能利用率同步滿載。
在中國大陸晶圓代工廠商中，中芯國際目前的產(chǎn)能利用率也在高位，今年第二季度達到了98.6%，而去年同期為91.1%，月產(chǎn)能從上一季度的47.6萬片增加至48萬片，在今年年底前，中芯國際8吋產(chǎn)能每月會增加3萬片，12吋每月會增加2萬片。
除了晶圓代工廠，IDM也都呈現(xiàn)出產(chǎn)能擴充的態(tài)勢。據(jù)IC Insights統(tǒng)計和預測，2020年全球?qū)⒂?0座新的12吋晶圓廠進入量產(chǎn)階段，全球晶圓產(chǎn)能將新增1790萬片8吋約當晶圓，2021年新增產(chǎn)能將創(chuàng)歷史新高，達到2080萬片8吋約當晶圓。新增產(chǎn)能主要來自于韓國大廠三星及SK海力士，還有中國的長江儲存、武漢新芯，以及華虹宏力等。這些都給半導體設備市場的繁榮提供了源源不斷的動力。
中國大陸存儲芯片貢獻大
按地區(qū)劃分，中國大陸、中國臺灣和韓國是2020年半導體設備支出的前三甲。據(jù)SEMI統(tǒng)計，中國大陸在晶圓代工和存儲器業(yè)務投資持續(xù)挹注下，今年將首次躍居全球半導體設備消費市場首位，韓國則在存儲器投資復蘇和邏輯芯片投資增加的推動下，有望在2021年領先全球；中國臺灣得益于先進邏輯晶圓代工的持續(xù)投資，設備支出依舊強勁。
按照SEMI的統(tǒng)計和預測，中國大陸市場對半導體設備的需求量已經(jīng)超過全球所有其它市場，且增長潛力還很大，這在很大程度上是由存儲芯片制造驅(qū)動的。這是因為生產(chǎn)制造能力是存儲器廠商的核心競爭力，促使投資規(guī)?；?、長期化。存儲器產(chǎn)業(yè)的兩大特點是拼制造工藝和產(chǎn)能，原因在于存儲芯片技術標準化程度高，各家廠商的產(chǎn)品容量、封裝形式都遵循標準的接口，在同質(zhì)化競爭下，存儲廠商通過改進制造工藝，提升產(chǎn)能，利用規(guī)模優(yōu)勢降低成本，以提升競爭力。
在這種情況下，中國大陸存儲器廠商正在積極進行工藝研發(fā)與產(chǎn)能建設，需要長期、大規(guī)模的設備投入。
在過去幾年里，中國大陸掀起了存儲芯片制造廠建設熱潮，代表企業(yè)有：主要生產(chǎn)3D NAND閃存的長江存儲，專注于DRAM的合肥長鑫，以及福建晉華。其中，長江存儲和合肥長鑫在2020年都進入了產(chǎn)能爬坡期，對相應設備需求很迫切。
以長江存儲為例，據(jù)集邦咨詢統(tǒng)計，該公司2019年第四季度產(chǎn)能約為2萬片/月（12英寸），到2020年底有望擴產(chǎn)至7萬片/月，預計2023年將擴產(chǎn)至30萬片/月。根據(jù)湖北省發(fā)改委發(fā)布的信息，長江存儲一期投資569.5萬元（對應10萬片/月產(chǎn)能），其中2018、2019年投資分別為200萬元和50萬元。
此外，紫光集團曾宣布在南京、成都、重慶陸續(xù)展開集成電路基地建設，投資總規(guī)模在千億級別，其中，計劃在紫光南京存儲器制造基地投資300億美元，根據(jù)南京市人民政府發(fā)布的信息，紫光南京存儲器制造基地（一期）投資計劃800億元。
就目前情況來看，預計中國大陸主要存儲器廠在2019-2022年的投資規(guī)模分別為321.7億元、495.0億元、806.0億元、1116.3億元。這些會對相應的半導體設備市場繁榮做出很大貢獻。
結語
當下，無論是晶圓代工廠，還是IDM，無論是邏輯芯片、模擬芯片，還是存儲器，都處于產(chǎn)能緊張期，且從可預見的未來兩年內(nèi)，這種狀況恐怕將一直持續(xù)下去，這也正是半導體設備市場如此火爆的重要原因所在。在這種情況下，除了國際巨頭，中國本土的半導體設備廠商也將迎來一波發(fā)展良機。