2022年中国半导体设备产业发展全景分析（附行业政策、行业发展现状、竞争格局分析）

关键词：半导体设备产业链、半导体设备行业规模、半导体设备竞争格局、半导体设备行业促进与阻碍因素

 

一、半导体设备行业综述

 

1、半导体设备定义及分类

 

半导体设备是指用于生产各类型集成电路与半导体分立器件的专用设备，具有产品种类多、技术要求高、制造难度大、设备价值高、行业壁垒深厚的特点。

 

在整个集成电路制造和封测过程中，一个芯片的生产会经过上千道工序，可以划分出百种不同的机台。根据制造流程，可以将其分为前道的晶圆制造设备与后道封测设备。前道设备主要包括光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备等；后道设备主要包括划片机、贴片机等，前道设备的市场规模占整个设备市场规模的80%以上。

半导体设备分类

资料来源：智研咨询整理

 

2、半导体设备行业商业模式

 

生产模式。半导体设备产品具有较强的定制化属性，因此行业内企业主要实行“以销定产”和“安全库存”的生产模式，结合库存和市场情况确定产量。生产环节主要包括整机设备定制方案设计、部分零部件的生产加工、软件的安装、整机装配和调试等步骤

 

销售模式。半导体设备的销售模式有直销模式和代理模式。其中，境内销售以直销模式为主，境外销售主要有直销和代理模式。针对直销模式与代理模式，企业主要与终端客户直接签署销售合同。代理模式下，待客户验收设备并支付货款后，公司根据代理协议支付代理商相应佣金，一般为成交金额的 5%~10%。

 

定价模式。半导体设备产品结构复杂且定制化属性较强，需采购的原材料种类较多，上游采购价格与下游产品价格之间传导具有一定的滞后性，半导体设备生产企业一般根据产品设计方案及产品生产所需的原材料成本为基础，并综合考虑产品的技术要求、设计开发难度、创新程度、产品需求量、生产周期、下游应用行业及竞争情况等因素，确定产品的价格。同时，企业持续跟踪产品的市场情况，在出现设计优化、原材料价格波动、汇率波动及出口退税政策变化等必要情形时，及时对产品价格进行相应的调整。主要定价方式：在成本核算的基础上，结合市场及竞争对手情况，对具体产品设定指导价，并根据客户对配置和服务的要求，调整报价，协商确定最终销售价格。

 

3、半导体设备行业产业链

 

半导体设备生产企业采购的原材料主要包括电机、传感器、电磁阀、真空发生器等通用型号标准件，加热棒、热电阻等电器加工件和基板、钣金等机械加工件等。上游原材料的价格波动、定制加工件复杂程度将直接影响企业的生产经营成本。就目前而言，原材料供应充足，原材料价格较稳定。

 

半导体设备下游行业为半导体制造行业（主要为晶圆制造企业和封装测试企业），半导体设备产品属于下游客户的资本性支出，因此订单量会根据客户产能扩产和资本支出周期而变化。下游行业与终端消费电子等终端应用领域关系密切，终端需求则与经济环境、科技发展相关。当半导体终端需求增长时，半导体制造企业会加大资本性支出，扩大其生产规模，开始建设新厂或进行产能升级。随着半导体制造的资本性支出加大，半导体设备销售也会随之增长。因此，半导体设备销售的周期性和波动性较下游半导体制造行业更大。随着半导体产业日趋成熟，特别是集成电路和微观器件产业不断地出现更多半导体产品，半导体终端应用越来越广，并逐渐渗透到国民经济的各个领域，下游客户的资本性支出的周期性和波动性会有所降低。

 

半导体设备制造行业产业链图

资料来源：智研咨询整理

 

集成电路产业是信息技术产业的基础与核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，同时也是当前世界上最具有竞争力和最具活力的高技术产业之一。集成电路是利用微加工技术将数百万个或更多的电子器件集成在单个硅片上的电路。随着信息技术和电子技术的快速发展，以及人工智能、汽车电子、云计算、大数据及5G等为主的新兴应用领域需求的不断增长，我国集成电路产业持续保持高速发展，产业市场规模一直呈现增长趋势。2022年中国集成电路产业销售额为12,006.1亿元，同比增长14.8%，创下历史新高。

2011-2022年中国集成电路产业销售收入走势

资料来源：中国半导体行业协会、智研咨询整理

 

2022年中国集成电路设计业销售额5,156.2亿元，同比增长14.1%；制造业销售额为3,854.8亿元，同比增长21.4%；封装测试业销售额2,995.1亿元，同比增长8.4%。可以看出，在集成电路应用领域市场需求保持快速增长，订单持续增加，产品出货规模继续增长。

2011-2022年中国集成电路细分产业销售收入

资料来源：中国半导体行业协会、智研咨询整理

 

4、半导体设备行业政策环境分析

 

（1）行业主管部门及监管体制

 

半导体设备行业的政府主管部门为国家工业和信息化部，行业自律性组织为中国半导体行业协会、中国电子专用设备工业协会和国家集成电路封测产业链技术创新联盟。

 

工业和信息化部：主要负责制定行业发展战略、发展规划及产业政策，拟定技术标准，指导行业技术创新和技术进步，组织实施与行业相关的国家科技重大专项，推进相关科研成果产业化。

 

中国半导体行业协会和中国电子专用设备工业协会：主要负责贯彻落实政府产业政策；开展产业及市场研究，向会员单位和政府主管部门提供咨询服务；行业自律管理；代表会员单位向政府部门提出产业发展建议和意见等。

国家集成电路封测产业链技术创新联盟：在国家政策引导下，围绕“02 专项”中的创新课题，整合产业链资源，突破关键技术，实现集成电路产业技术创新。

 

工信部、行业协会和产业联盟构成了半导体设备行业的管理体系，各企业在主管部门产业宏观调控、行业协会和产业联盟自律规范的约束下，面向市场自主经营，自主承担市场风险。

 

在我国，半导体设备制造业属于战略性新兴产业，其发展受到国家和各级政府的鼓励和支持，市场化程度较高，不存在行业限制或市场准入方面的行政管制。

 

（2）行业主要政策

 

随着半导体产业不断深化，我国对于半导体设备行业愈加重视。其主要表现在对于整个半导体产业链企业的政策优待以及对于半导体设备行业的相关规划与推动，为半导体设备及其专用设备制造行业提供了财政、税收、技术和人才等多方面的支持，为企业创造了良好经营环境，有力促进了本土半导体设备及其专用设备行业的发展。

半导体设备行业主要政策

资料来源：智研咨询整理

 

5、半导体设备行业发展现状分析

 

半导体专用设备市场与半导体产业景气状况紧密相关，其中芯片制造设备是半导体专用设备行业需求最大的领域。2021年受全球芯片供应紧张，芯片制造本土化因素影响，全球半导体设备规模高速增长，2021年全球半导体设备销售额同比增长率高达44%，2022年仍保持在高位，同比增长5%，达到了1076.6亿美元。

2016-2022年全球半导体设备销售额

资料来源：SEMI、智研咨询整理

 

从全球半导体设备销售区域来看，随着集成电路制造产业持续向亚太地区转移，中国大陆、中国台湾、韩国等亚太地区逐步成为全球半导体设备产业中心，2022年三个地区合计占到全球市场的71.15%。与2021年相比，,中国台湾地区半导体设备需求规模同比增长7.54%，达到268.2亿美元。韩国则因为存储芯片市场不景气，三星、SK海力士等厂商的生产放缓，导致设备需求规模大幅下降13.89%，为215.1亿美元，欧洲、北美半导体设备需求激增，其中欧洲半导体设备需求规模同比增长93.23%，北美增长了37.71%。

2022年全球半导体设备区域市场结构

资料来源：SEMI、智研咨询整理

 

受益于PC和智能手机的普及,中国大陆成为全球电子制造中心，大陆半导体产业开始加速发展。半导体产业向大陆转移的趋势加强。近年来中国大陆地区半导体设备需求规模占全球市场份额出现明显提升。中国大陆半导体设备市场在 2013 年之前占全球比重小于 10%，2014-2017 年提升至 10-20%，2018 年之后保持在 20%以上，2022 年中国大陆在全球市场占比实现 26.3%，连续3年成为全球最大半导体设备市场。

2012-2022年中国大陆半导体设备市场规模占全球比重情况

资料来源：SEMI、智研咨询整理

 

近年来，随着中国对半导体产业的高度重视，中国部分半导体专用设备企业经过了十年以上的技术研发和积累，在部分技术领域陆续取得了突破，成功地通过了部分集成电路制造企业的验证，成为了制造企业的设备供应商。近年来我国半导体设备企业销售额呈现较快增长态势。

2015-2022年中国半导体设备企业销售额

资料来源：中国电子专用设备工业协会、智研咨询整理

 

随着中国成为世界电子信息产品最重要的生产基地之一，越来越多的国际半导体企业向中国转移产能，持续的产能转移不仅带动了中国大陆半导体整体产业规模和技术水平的提高，为半导体专用设备制造业提供了巨大的市场空间。近年来中国半导体设备进口规模大幅度增长。

2015-2022年中国半导体设备进出口金额

资料来源：中国海关、智研咨询整理

 

由于中国半导体产业发展起步相对较晚，中国半导体设备行业发展更是步履维艰。受设备验证周期长、下游厂商缺乏动力、企业技术水平相对落后、规模较小、技术研发投入不足等因素制约，行业规模一直处于较小的状态。2018年以来，随着国家对半导体领域的支持政策进一步强化，晶圆厂对设备供应链安全更为关注，行业进入高速发展期，国产化率迅速攀升，自2018年的5.03%上升至了2022年的14.08%，但仍处于较低水平。

2015-2022年中国半导体设备国产化率走势

资料来源：智研咨询整理

 

本文内容摘自智研咨询发布的《中国半导体设备行业运营现状及发展前景预测报告》

 

二、半导体设备行业促进与阻碍因素分析

 

1、半导体设备行业促进因素

 

（1）政策指引叠加国家基金支持，国内半导体市场迎来黄金发展期

 

半导体设备行业是国家产业政策鼓励和重点支持发展的行业。2006 年，国务院将“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”以及“极大规模集成电路制造技术及成套工艺”列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》的“01”、“02”专项。2014 年，国务院发布《国家集成电路产业发展推进纲要》，《纲要》着重布局 IC 设计、IC 制造、先进封测和国产装备材料四大任务，提出到 2020 年，集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小，全行业销售收入年均增速超过 20%，到 2030 年，产业链主要环节达到国际先进水平，实现跨越发展。

 

除了政策指引半导体产业发展外，2014 年国家设立了集成电路产业投资基金（大基金），大基金一期注册资本 987.2 亿元，投资总规模达 1,387 亿元，撬动 5,145 亿元的社会融资，共计带来约 6,500 亿元资金进入集成电路行业。2019年 10 月 22 日国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司（简称“国家大基金二期”）注册成立，注册资本 2,041.5 亿元，预计会带来更多的社会资金进入集成电路行业。“国家大基金二期”重点支持龙头企业做大做强、产业聚集以及下游应用，其中对刻蚀机、薄膜设备、测试设备和清洗设备等领域已布局的企业保持高强度的持续支持。

 

在政策指引与融资护航的双保险下，国内半导体产业成果斐然，目前中芯国际 14nm 先进制程产品和长江存储 64 层 3D NAND 均已实现量产，北方华创、中微公司、华峰测控等公司的半导体设备均已实现进口替代，国内半导体市场迎来发展黄金时期。

 

国家鼓励类产业政策和产业投资基金的落地实施，为本土集成电路及其装备制造业提供了前所未有的发展契机，极大带动了集成电路的投资与产业整合，为产业发展破解融资瓶颈提供了保障，有助于我国集成电路装备业技术水平的提高和行业的快速发展。

 

（2）国产设备进口替代趋势将越趋明显

 

虽然当前我国半导体设备市场仍主要由国外知名企业所占据，但随着我国半导体产业的不断发展，装备制造业技术水平的不断提高，半导体集成电路的国产化势必向着装备国产化方向传导。当前，我国半导体集成电路产业上下游已经打通，产业生态体系已构筑完成，并形成了以海思半导体、中芯国际、长电科技为代表的本土设计、制造和封测领域优势厂商，具备实现半导体设备进口替代并解决国内巨大市场缺口的基础。同时，随着我国集成电路产业发展阶段逐步走向成熟，集成电路装备业正逐步实现技术升级和产业结构调整，在专用设备的技术性能符合客户要求的前提下，具备区位优势、性价比高的国产设备更容易得到客户青睐。尤其是自 2018 年以来，中美贸易摩擦持续升温，半导体供应链的安全日益受到重视，半导体设备自主化已迫在眉睫，美方限制将进一步刺激国内半导体企业加大对国产设备供应链扶持力度，国产半导体设备也得到更多的试用机会，进口替代明显提速。因此，我国集成电路本土装备行业面临巨大的发展机遇，国产设备进口替代趋势将越趋明显，专用设备进口替代空间巨大。

 

（3）成本及响应速度等因素驱动各大集成电路厂商选择本土优势设备企业产品

 

随着集成电路行业步入成熟发展阶段，降低成本已成为各集成电路厂商提高自身竞争力的关键因素。因此，采用产品性价比高、能满足特定类型产品个性化需求并能够提供及时、快速售后服务的国产设备已成为国内各集成电路厂商的重要选择。

 

（4）新型应用领域不断涌现，带动半导体设备行业快速发展，为技术超车创造机遇

 

伴随技术革新和产业升级换代的波浪式递进，市场机会窗口不断涌现，每一次的技术升级都为集成电路及其专用设备制造企业带来了发展机会。当前，以互联网、智能手机为代表的信息产业的第二次浪潮已步入成熟，增速放缓，而以物联网为代表的信息感知及处理正在推动信息产业进入第三次浪潮，物联网革命已经悄然开始。在物联网智能时代，由于交互模式的改变，智能化产品的多样性必然会更加丰富，对各类信息的采集形成了快速膨胀的数据处理需求，对海量数据的有效处理将成为真正推动集成电路行业发展的核心驱动力。物联网、大数据、人工智能、5G 通信、汽车电子等新型应用市场带来巨量芯片增量需求，为半导体设备企业提供更大的市场空间。

 

2、半导体设备行业阻碍因素

 

（1）高端技术人才紧缺

 

半导体设备行业属于典型技术密集型行业，对于技术人员的知识背景、研发能力及行业工作经验积累均有较高要求。虽然近年来国家对半导体设备行业给予鼓励和支持，但由于研发起步较晚，人才的培养需要一定时间和相应的环境，现有集成电路产业及其装备制造业的人才和技术水平难以满足行业内日益增长的人才需求，行业内企业主要依靠内部培养形成人才梯队，业内人才和技术水平仍然较为缺乏，在一定程度上制约了行业的快速发展。

 

（2）国产零部件配套能力有待进一步完善

 

半导体设备属于高精密的自动化装备，研发和生产均需使用高精度元器件，对产品机械结构的精度和材质要求也很高。国产半导体专用设备总体规模还不够大，对零部件市场拉动时间较短，我国与此相关的产业较国外而言相对落后，半导体专用设备零部件配套能力较弱，高精度国产元器件产能较低，机械加工精度和材料处理技术稳定性不足。与国外竞争对手相比，国产设备制造商无法享受良好的产业配套环境带来的全方位支持。

 

三、半导体设备行业壁垒分析

 

1、技术壁垒分析

 

半导体设备产品的工艺和制造技术难度高；技术研发周期较长；研发投入资金量大，需要以高级专业技术人员和高水平研发手段为基础。相比于其他行业，半导体设备尖端技术密集的特性尤其明显，有着精度高、工 艺复杂、要求极为苛刻等特点，主要是由于以下三个因素： 其一，半导体制造属于精密的制造业，对关键零部件在原材料的纯度、原材料批次的一致性、质量稳定性、机加精度控制、洁净清洗等方面要求更高，造成了极高的技术门槛。 例如，随着半导体加工的线宽越来越小，光刻工艺对极小污染物的控制极为严苛，不仅对颗粒严格控制，还要严控过滤产品的金属离子析出。另外，半导体制造过程经常处于高温、强腐蚀性环境中，且半导体设备需要长时间稳定运行，半导体零部件需要兼顾强度、应变、抗腐蚀、电子特性、材料纯度等复合功能要求。

 

2、人才壁垒

 

半导体设备行业是典型的人才密集型行业，集成电路产品更新换代快速，需要有丰富技术经验的研发团队对市场需求迅速做出反应。目前，国内半导体设备行业中具有完备知识储备、具备丰富技术和市场经验、能胜任相应工作岗位的技术人才、管理人才、销售人才均相对稀缺，企业培养相应人才所需时间较长，市场需求相对较大

 

3、客户验证壁垒

 

由于设备本身和产线构成的复杂性，单设备的良率、稳定性会在整个体系内产生累积效应的影响，同时可能带来巨额的潜在损失，半导体行业客户对半导体设备的质量、技术参数、稳定性等有严苛的要求，对新设备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，并对其设备开展周期较长的验证流程。通常，半导体行业客户要求设备供应商先提供产品供其测试，待通过内部验证后纳入合格供应商名单；部分客户尚需将使用该设备生产的半导体产品送至其下游客户处，获得其客户认可后，才会纳入合格供应商名单。因此，半导体专用设备企业在客户验证、开拓市场方面周期较长、难度较大。同时，对于制造厂而言，配合上游设备验证需要付出大量的人力（合作研发、调试）、物力（拿出其他设备配合验证的机会成本损失、验证过程中的物料损失），以及采用新设备供应商面临的巨大潜在风险（批量报废的风险、向客户延迟交货的风险），很少有企业愿意承担以上的损失和风险去验证新供应商的设备。

 

4、竞争壁垒分析

 

半导体设备是用于加工半导体芯片的机床，本质上仍然是为晶圆厂提供的工具，若脱离晶圆厂的客户视角，则无法准确衡量半导体设备企业的竞争实力。晶圆厂视角下选择半导体设备供应商主要出于两方面的考虑: 一是自主可控是晶图厂出于自身发展安全考虑，培养国内供应商的一种表现，强调设备从0到1的过程。但是，由于各种半导体设备在晶圆加工过程中往往用于多道工序，表面上很多国内半导体设备企业已经向单一品圈厂出货了多台设备，实际上很多细分的工序仍然处于验证成少量出货的阶段:这些设备在性能上基本满足需求，但综合效果上与海外设备仍有差距，因此在一座晶圆厂的某道工序中能够获得少量订单但市占率提升空间有限，长期来看存在发展瓶颈。二是产品逻辑是国内外半导体设备企业竞争的长期过程，更加强调产品是否能降低客户的综合成本，是一个从1到N的过程。在晶圆厂生产中，包括时间成本、原材料成本、劳动力成本以及维护成本在内的多种因素都是实际考虑在内的，在设备加工质量一定的情况下，能够将综合成本压到最低的产品更容易获得订单。但是短中期视角下国内半导体设备行业整体上还处于从0到1的国产化阶段，在短暂的时间窗口下获得更多工艺导入的半导体设备企业将实现卡位优势，成长空间更为广阔。长期视角下，产品本身才是企业走向最终胜利的根本。

 

5、资金壁垒分析

 

为保持技术的先进性、工艺的领先性和产品的市场竞争力，半导体设备行业内企业需进行持续的研发投入，资金需求量较大。从确定研究方向、正式研发、试产、质控到市场推广和销售的各阶段，需要投入较高的人力成本和研发费用，以及模具费用、测试费用等必须的经常性开支，特别是集成电路产品类别众多，性能参数不尽相同，下游客户对配套专用设备的技术和性能要求也有所不同，若无一定现金流支持，则难以承担较长投资回报期的投资风险，无法和市场优势企业进行有力的竞争。

四、半导体设备行业竞争格局分析

 

半导体设备行业具有较高的技术壁垒、市场壁垒和客户认知壁垒，以美国应用材料（Applied Material）、荷兰 ASML、美国 LAM、日本 TEL、美国 KLA 等为代表的国际知名企业经过多年发展，凭借资金、技术、客户资源、品牌等方面的优势，占据了全球半导体设备市场的主要份额。美国公司应用材料2022年营收近237亿美元，仍然稳居全球半导体设备老大地位；荷兰公司阿斯麦（ASML）以225.7亿美元的收入排名第二；美国公司泛林（LAM）排名第三；日本公司Tokyo Electron（TEL）排名第四；科磊（KLA）排名第五。

2022年全球半导体设备十大厂商及其相关业务营收统计

资料来源：智研咨询整理

中国半导体设备发展起步相对较晚，自2000年以来才正式起步，经过20余年的培育与发展，已经有不少如晶盛机电、北方华创、中微半导体、电科装备、屹唐半导体等一批企业成为在全球市场上具有一定竞争力的企业，追赶步伐不断加快。目前，国内半导体专用设备生产企业规模较大的超过40家，北京、上海、浙江、广东是国内半导体设备企业主要分布地区。

中国各类半导体设备主要参与者

资料来源：智研咨询整理

 

受益于强有力的国家战略支持，密集的资本和人才投入，起步较晚的本土半导体设备上市公司在国产替代的重大机遇下，2022年业绩迎来快速增长，增速普遍高于国际半导体设备巨头。以半导体设备营收计，2022年进入中国前五的上市公司是北方华创、中微公司、盛美上海、长川科技、拓荆科技。其中，北方华创以102.83亿元的半导体设备收入遥遥领先。2022年我国半导体设备为主营业务的上市公司有8家实现半导体设备营收增速大于50%，这再次证实了2022年中国半导体设备企业业绩快速增长的事实。

2022年中国半导体设备厂商及其相关业务营收统计

资料来源：智研咨询整理

 

五、半导体设备行业发展趋势

 

（1）向高精密化与高集成化方向发展

 

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-0.35μm（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。例如存储器领域的 NAND 闪存，根据国际半导体技术路线图预测，当工艺尺寸到达 14nm 后，目前的 Flash 存储技术将会达到尺寸缩小的极限，存储器技术将从二维转向三维架构，进入 3D 时代。3D NAND制造工艺中，主要是将原来 2D NAND 中二维平面横向排列的串联存储单元改为垂直排列，通过增加立体层数，解决平面上难以微缩的工艺问题，堆叠层数也从32 层、64 层向 128 层发展。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，未来半导体设备将向高精密化与高集成化方向发展。

 

（2）各类技术等级设备并存发展

 

考虑到半导体芯片的应用极其广泛，不同应用领域对芯片的性能要求及技术参数要求差异较大，如手机使用的 SoC 逻辑芯片，往往需要使用 12 英寸晶圆、7nm 的先进工艺，而对于工业、汽车电子、电力电子用途的芯片，仍在大量使用6 英寸和 8 英寸晶圆及 μm 级工艺。不同技术等级的芯片需求大量并存，这也决定了不同技术等级的半导体专用设备均存在市场需求。未来随着半导体产业技术的持续发展，适用于 12 英寸晶圆以及更先进工艺的半导体专用设备需求将以更快的速度成长，但高、中、低各类技术等级的设备均有其对应的市场空间，短期内将持续并存发展。

 

以上数据及信息可参考智研咨询（www.chyxx.com）发布的《中国半导体设备行业运营现状及发展前景预测报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构，提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号，每天及时掌握更多行业动态。