2020年全球半导体设备行业市场规模及发展前景分析

半导体设备，即在芯片制造和封测流程中应用到的设备，广义上也包括生产半导体原材料所需的机器设备。在整个芯片制造和封测过程中，会经过上千道加工工序，涉及到的设备种类大体有九大类，细分又可以划出百种不同的机台，占比较大市场份额的主要有：光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备、离子注入机、测试机、分选机等。

半导体行业周期性带来新动能

从全球半导体发展情况来看，受宏观经济变化及技术革新影响，半导体行业存在周期性。2017-2019年，全球半导体行业来到了下滑周期。2019年，全球固态存储及智能手机、PC需求增长放缓，全球贸易摩擦升温，导致全球半导体需求市场下滑，全年销售额为4121亿美元，同比下降12.1%。进入2020年，有5G商用化、数据中心、物联网、智慧城市、汽车电子等一系列新技术及市场需求做驱动，将给予半导体行业新的动能。

全球半导体设备市场规模约600亿美元

根据国际半导体产业协会SEMI统计数据显示，近年来全球半导体设备销售额呈波动态势，2019年为597.5亿美元，比2018年的645.3亿美元的历史高点下降了7.4%。2020年一季度，全球半导体设备销售额为155.7亿美元，比2019年第四季度减少13%，但与2019年一季度相比，增长了13%。半导体设备总市值虽仅几百亿美元，但其是半导体制造的基石，支撑着全球上万亿的电子软硬件大生态，设备对整个半导体行业有着放大和支撑作用，确立了整个半导体产业可达到的硬性尺寸标准边际值。

前道设备占据主要市场份额

从半导体的制造流程来看，前道流程较多，涉及的设备种类也较多。在一个新晶圆投资建设中，设备投资一般占70-80%。而按工艺流程分类，在新晶圆的设备投资中，晶圆加工的前道设备占据主要的市场份额，约80%封测设备占据约18%的比重。

市场主要集中在中国台湾及大陆地区

近些年，在全球半导体设备消费市场中，中国大陆，中国台湾，韩国这三大市场一直排在前三位。其中，中国大陆最具发展潜力，从前些年的第三，到最近一年的第二，一直处于上升态势。

具体来看，2019年，中国台湾是半导体设备的最大市场，销售额增长了68%，达到171.2亿美元，占全球市场的比重为28.65%。中国大陆则以134.5亿美元的销售额保持其第二大设备市场的地位，占比为22.51%。排名第三的是韩国，销售额为99.7亿美元，同比下降44%，占比为16.69%。

2020年一季度，排名前三的仍是中国台湾、中国大陆以及韩国，销售额占比分别为25.82%、22.48%、21.58%。

日美荷品牌占领前位

目前全球半导体设备市场集中度较高，以美国、荷兰、日本为代表的TOP10企业垄断了全球半导体设备市场90%以上的份额。美国著名设备公司应用材料、泛林半导体、泰瑞达、科天半导体合计占据整个设备市场40%以上份额，而且均处于薄膜、刻蚀、前后道检测三大细分领域的绝对龙头地位。技术领先和近半的市场占有率，任何半导体制造企业都很难完全脱离美国半导体设备供应体系。

未来规模预计超千亿

从整体来看，尽管受疫情的影响，半导体行业及半导体设备行业依然逆势增长。存储器支出回升、先进制程投资及中国大陆积极推动半导体投资的背景下，预计2020年全球半导体设备市场将持续保持增长，市场规模预计达到632亿美元，同比增长6%2021年预计达到700亿美元2025年将超千亿美元。

以上数据来源于前瞻产业研究院《中国半导体产业战略规划和企业战略咨询报告》。

一般硕士进泛林半导体不好进。泛林集团成立于1980年，是全球半导体产业创新晶圆制造设备及服务主要供应商，美国500强企业之一，2022年5月23日，位列2022年《财富》美国500强排行榜第250名，营收14626.2百万美元，是一家大型企业，要求很高非常难进。

那么我国能突破芯片制造的封锁吗？可以这样说，5nm毫无可能。先从制造设备说起，当芯片进入到7nm以后，在生产中必须需要用到一种设备，那就是EUV光刻机。目前全球仅有一家厂商能够生产EUV光刻机，那就是荷兰的阿斯麦，那么制造EUV光刻机有多难？

光源： 制造EUV需要极高的能量。EUV能被空气吸收，所以光刻环节必须耗电保持真空环境。更夸张的是，EUV还能被透镜吸收，所以只能用十几次面透镜，通过不断反射将光源集中。极紫外光EUV的能源转换效率只有0.02%左右。每反射1次，EUV的能量就会损失3成。

镜头： 在阿斯麦的背后，却站立着一家世界上非常伟大的公司，它就是总部设在德国的卡尔蔡司，没错，就是我们配眼镜用的蔡司镜片的蔡司公司，这个公司磨镜片磨了170年，它能把镜片磨的有多平呢？把光刻机的镜头放大成地球那么大，镜片都没有1mm的凸起。为啥我们总说德国人有工匠精神，蔡司就是最好的诠释。德国人的严谨达到了死板的地步，就是死脑筋、一根筋。有人开玩笑说，到了德国，才知道死板还能一套一套的。但也正是这种死板，才磨成了最平的镜头。

组装： 包含13个分系统，3万个机械件，200多个传感器，每一个都要稳定。机器内部温度的变化要控制在千分之五度，得有合适的冷却方法，精准的测温传感器。

控制： 光刻的原理就像在米粒大小的面积上，雕刻纳米级大小的文字，对于误差的要求可想而知。光刻机里有2个同步运动的工件台，一个载底片，一个载胶片。两者需始终同步，误差在2纳米以下。两个工作台由静到动，加速度跟导d发射差不多。

说了这么多，还只是说了EUV光刻机，而芯片制造的其他设备龙头都在美国跟日本，像美国的应用材料（AMAT），泛林半导体，KLA，日本的东京电子，斯科半导体，爱德万测试，中国距离这些公司差距也是相当的大。制造设备实际反应了我国基础工业，基础科学水平的差距，短期补课是补不来的，只能靠时间的积累，急不来。

而芯片相关的材料的龙头公司大都在日本美国德国，比如光罩中的日本TOPAN，大日本印刷，HOYA，光刻胶中的合成橡胶JSR，信越光学，东京化学，湿电子化学品中的德国巴斯夫，美国亚什兰集团，电子气体的美国气体化工，法国液空，德国林德，溅射靶材中的日本日矿金属，美国的霍尼韦尔。中国也不是一时半会儿就能赶上。

说完制造，再来谈设计，国内最能打的海思在美国的打压下退出前10。

排名第一的芯片设计企业是来自美国的高通，这个不用介绍，大家都知道。

能做高端手机处理器芯片的公司一个手都能数的过来，而使用高通的手机数量最多。

博通排在榜单的第二名，曾经博通打算以1300亿美元的价格收购高通，如今高通反而超过了博通。

英伟达这几年的业绩如同开挂一般，去年的营收更是大增53%，在人工智能时代，GPU的重要性超过CPU，而英伟达正是GPU领域的领导厂商。这几年的“挖矿热”，也让英伟达的显卡越卖越好。

华为在芯片供应被掐断之前，一次性向联发科订购了1.2亿颗芯片的大单，由此带动联发科2020年的营收创下新纪录。

在2019年时，华为海思的营收超过600亿元，力压联发科，登顶亚洲第一大无晶圆芯片设计企业。在美国的打压下，跌出前10.

最后看下技术门槛最低的封测，封装测试，简称“封测”，是芯片生产的最后一个流程。主要分部在中国台湾跟大陆，大陆有三家公司挤入前10，分别是长电 科技 、通富微电、华天 科技 。在制裁之前，华为高端芯片主要由日月光进行封测，日月光在2018年还曾获得华为最佳交付奖。

说到手机存储，存储器件按照掉电后数据是否能够保存分为 掉电非易失 与 掉电易失 存储器。前者包括各种 ROM 和 Flash 存储器，后者则包括 DRAM 与 SRAM。现在市场上仍在广泛应用的存储器包括 NOR Flash、NAND Flash、DRAM 和 SRAM，其中市场产值最大的为DRAM和NAND Flash，年销售额均在数千亿元以上。

三星、海力士、美光为全球三大存储芯片供应商，相关统计数据显示，美光 科技 与三星、海力士一起，垄断了全球95%以上的DRAM芯片市场。而NAND闪存领域，有6大企业垄断了99%的市场。而全球7大存储芯片供应商中还没有中国企业。国产存储龙头 兆易创新 在国际存储巨头面前连零头都不够！

随着三星、海力士、美光对华为存储芯片的断供，华为存储即使使用国产芯片，其质量与国际巨头还有明显的差距。

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