2023年中国CMP设备行业发展现状:行业技术壁垒较高,国产替代空间广阔[图]

内容概要:近年来,在5G、物联网、汽车电子、云计算等需求的推动下,中国半导体产业快速发展,进而带动半导体设备行业的发展。在此背景下,CMP作为半导体制造领域中的重要工具也将得到快速发展,2022年中国大陆CMP设备行业市场规模增长至6.7亿美元,较上年增长36.73%。但由于行业技术壁垒较高,大量专利均由国外厂商所占有,加之国内企业起步较晚,导致CMP国产化率较低,进口依赖程度较高。

 

关键词:CMP设备半导体设备市场规模进出口规模

 

一、CMP设备主要应用于半导体制造领域

 

CMP设备是CMP技术应用的载体,集摩擦学、表/界面力学、分子动力学、精密制造、化学化工、智能控制等多领域最先进技术于一体,是集成电路制造设备中较为复杂和研制难度较大的设备之一。同时,由于铜连线在微处理器生产中广泛引用,因此作为唯一能够抛光铜金属层的CMP设备更是成为芯片制造厂商必需的重要工具。目前,CMP设备主要分为抛光部分和清洗部分,其中抛光部分包括抛光头、研磨盘;清洗部分包括清洗刷、供液系统等组成。抛光头主要是为了防止晶圆在抛光过程中产生位移,同时向下施加压力。研磨盘对晶圆起到一个支撑作用,承载抛光垫并带动其转动并对抛光头压力大小、转动速度、开关动作等进行控制。清洗刷主要用于CMP后清洗环节,保证晶圆干进干出。重点监测设备用于检测CMP工艺是否把材料磨到正确的厚度,从而避免过薄过厚带来的负面影响。

 

CMP设备主要用于半导体制造领域,根据应用端需求,CMP设备主要分为8英寸CMP设备、12英寸CMP设备和6/8英寸兼容CMP设备。半导体产业链可分为晶圆材料制造、半导体设计、半导体制造、封装测试四大环节,除了半导体设计环节,其他领域均有CMP设备应用。在晶圆材料制造环节,在完成拉晶、切割、研磨环节后,在抛光环节需要应用CMP设备得到平整的晶圆材料。在半导体制造环节,半导体制造过程按照技术分工可分为薄膜沉积、CMP、光刻及显影、刻蚀、离子注入等工艺,半导体制造中的CMP工艺环节是CMP设备最主要的应用场景。在封装测试环节,CMP设备主要应用于先进封装测试环节,其中硅通孔技术、2.5D转接板、3D IC等环节将应用到大量CMP工艺。

 

半导体设备快速发展,带动CMP设备行业持续增长

 

CMP设备在半导体产业链中扮演着重要角色,其市场规模与半导体市场息息相关。半导体产业是现代电子工业的核心,随着科技的不断发展,半导体设备市场也得到了持续的推动和发展。目前,全球半导体设备市场规模逐渐扩大,据统计,2017-2018年,全球半导体设备市场规模处于增长状态;2019年受汽车、消费电子等产品需求下滑,全球半导体市场需求不振,全球半导体设备市场规模同比下降7.41%,达597.5亿美元;2020年全球半导体市场逐渐回暖,半导体设备市场规模同比增长19.15%,达711.9亿美元;随后全球半导体设备市场规模持续上涨,2022年增长至1076.4亿美元,同比上涨4.87%。

 

随着全球半导体设备市场规模的增长,全球CMP设备的市场规模也随之高增。根据 SEMI 数据,2018年全球CMP设备的市场规模为25.82亿美元,2019-2020年受全球半导体景气度下滑影响,全球CMP设备市场规模短暂下滑;2021年受益于新一轮全球半导体上行周期晶圆厂持续扩产,全球CMP设备市场规模迅速回升至27.83亿美元;2022年达到27.78亿美元,市场规模整体保持稳定状态。

 

从2022年全球CMP设备市场区域结构占比来看,中国大陆CMP设备市场份额占全球的比重最高,为23.97%,且已连续3年保持全球第一,预计未来仍将保持领先地位;其次,中国台湾CMP设备市场份额占全球的比重排名第二,为23.69%;北美占比18.18%;韩国占比为26.27%;欧洲占比8.71%;日本占比5.36%;其他占比3.82%。

 

近年来,在5G、物联网、汽车电子、云计算等需求的推动下,中国半导体产业快速发展,进而带动半导体设备行业的发展。数据显示,2017年,中国半导体设备市场规模仅为554.18亿元,此后持续上涨,2022年上涨至2745.15亿元,较上年增长37.72%。预计未来在国家政策、市场需求的推动下,中国半导体设备将继续延续上升趋势,2023年将达到3032亿元,同比上涨10.45%。随着半导体设备的进一步发展,对高性能芯片和封装材料的需求不断增加,这促使半导体制造商不断提升生产工艺,其中抛光工艺对芯片的性能和质量有着重要影响,因此,CMP设备在半导体制造工艺中的需求将会持续扩大,未来发展空间巨大。

 

相关报告:智研咨询发布的《中国CMP设备行业市场全景调研及发展前景研判报告

 

随着半导体、光电子、平板显示器等行业的快速发展,对高精度平坦化加工的需求不断增加,推动了CMP设备的市场需求。据统计,自2018年以来,我国CMP设备市场规模整体保持平稳状态,2020年中国大陆CMP设备市场规模出现下降,同比下降6.52%至4.3亿美元,2021年逐步回升至4.8亿美元,同比上升13.95%;2022年中国大陆CMP设备行业市场规模增长至6.7亿美元,较上年增长36.73%。目前,中国大陆是全球最大的电子终端消费市场和半导体销售市场,吸引着全球半导体产业向大陆转移,这将为CMP设备行业带来巨大的发展空间。

 

CMP设备市场集中度较高,行业大部分被国外龙头企业垄断。国外龙头企业起步较早,经过多年的发展,凭借资金、技术、客户资源、品牌等方面的优势,占据了全球和中国大陆地区CMP设备市场的主要份额。据有关数据统计,美国应用材料和日本荏原合计拥有全球CMP设备超过90%以上的市场份额,其中在14nm以下最先进制程工艺市场上,CMP设备完全由这两家国际巨头垄断。在国内,华海清科是我国CMP设备龙头企业,目前以实现8/12英寸系列CMP的研发与销售,并且是国内唯一一家实现12英寸CMP设备量产销售的厂商,打破此前国外垄断局面。此外,公司14nm先进制程工艺也已在客户端进入关键验证环节,表明CMP设备国产化率不断提高。

 

CMP设备技术壁垒较高,行业进口依赖程度较高

 

CMP设备是集多个学科最先进技术于一体的设备,需要保持精密的机械控制与干湿化学和机械间的平衡,具有较为复杂的研制难度,对技术、工艺、专利等有严格的要求,厂商竞争存在较高的技术壁垒。当前,CMP大量专利掌握在国外巨头手中,全球CMP设备行业处于高度垄断状态。而国内企业进入时间相对较晚,整体技术水平偏低。从专利申请量来看,2020年,我国CMP设备专利申请量逐年降低,2022年降至12个;2023年1-10月,我国CMP设备专利申请量为7个。总体来看,我国CMP设备专利申请数量较少,且处于下降趋势。预计未来随着国家政策的扶持,企业不断加强研发投入,国内企业CMP技术将不断提高。

 

从进出口情况来看,进口数量和金额均大于出口数量和金额,表明我国CMP设备对外依存度较高,未来国产替代空间广阔。2022年,中国CMP设备进口数量达到465台,较上年末增加49台;进口金额达到6.26亿美元,较上年末增加0.24亿美元;出口数量达到239台,较上年末增加204台;出口金额达到0.16亿美元,较上年末减少0.07亿美元,这主要是因为出口均价下降所致。2023年1-10月,中国CMP设备进口数量为344台,较上年末减少34台,但进口金额同比增加0.35亿美元至5.38亿美元;出口数量为205台,较上年末增加23台;出口金额则同比减少0.1亿美元至0.03亿美元。

从进口来源地来看,2023年1-10月,中国从日本进口CMP设备143台;从德国进口CMP设备63台;从新加坡进口CMP设备55台;从中国台湾进口CMP设备33台;从美国进口CMP设备28台;从韩国进口CMP设备17台;从马来西亚进口CMP设备3台;从中国香港、英国进口CMP设备均为1台。总体来看,日本是我国进口CMP设备数量最多的地区,这是由于日本CMP设备较为先进,加之与其他地区相比,我国与日本的紧密贸易关系使得中国更倾向于从日本进口CMP设备。

 

以上数据及信息可参考智研咨询(www.chyxx.com)发布的《中国CMP设备行业市场全景调研及发展前景研判报告》。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。

本文采编:CY397
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2024-2030年中国CMP设备行业市场全景调研及发展前景研判报告
2024-2030年中国CMP设备行业市场全景调研及发展前景研判报告

《2024-2030年中国CMP设备行业市场全景调研及发展前景研判报告》共十四章,包含2024-2030年CMP设备行业投资机会与风险,CMP设备行业投资战略研究,研究结论及投资建议等内容。

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