2018年全球及中国半导体设备产业发展分析

——半导体产业链

一条完整的集成电路产业链主要包括设计、芯片制造和封装测试三个分支产业，另外还包括集成电路设备制造、关键材料生产等相关支撑产业。如果按照集成电路产业链上下游产业划分，可简单的划分为集成电路设计业和制造业，其中制造业又衍生出代工业。目前美国仍是集成电路产品设计和创新的发源地，全球前20 家集成电路设计公司大都在美国。集成电路代工业主要分布在亚洲，其中我国台湾地区和韩国是目前世界集成电路代工企业最重要的聚集地之一。

从产业链来看，集成电路产业可以分为上游的IC 设计、中游IC 制造以及下游IC 封装测试三个环节。

集成电路产业链

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心

从产业模式来看，也就是集成电路企业的经营模式来看，集成电路企业主要包括IDM、Fabless、Foundry 以及封装测试企业。其中，采用IDM 模式运营的企业，其业务涵盖了芯片设计、晶圆制造以及封装测试整个流程。采用Fabless 模式运营的企业，其业务主要是进行集成电路的设计工作，之后将设计版图交给晶圆制造企业进行加工，再由封装、测试厂商进行芯片封装、测试，最后由Fabless 企业进行产品的销售。纵观全球，科技含量最高的IDM 企业和IC 设计企业大多集中在美国、荷兰和日韩，如英特尔、三星、高通、联发科、东芝等；代工厂则主要集中在台湾，目前正向大陆转移，如台积电、中芯国际等。

中国集成电路产业是设计、制造、封装测试三业并举，各自相对独立发展的格局。到目前，中国集成电路产业已经形成了IC 设计、芯片制造、封装测试三业并举及支撑配套业共同发展的较为完善的产业链格局。

IC 设计业方面，目前以各种形态存在的设计公司、设计中心、设计室以及具备设计能力的科研院所等IC 设计单位已有近上千家。产品设计的门类已经涉及计算机与外设、网络通信、消费电子以及工业控制等各个整机门类和信息化工程的许多方面。

芯片制造业方面，中芯国际北京芯片生产线的建成投产则使中国拥有了首条12 英寸芯片生产线。国内已经有集成电路芯片制造企业早已超过50 家，拥有各类集成电路芯片生产线超过50 条。其中，其中12 英寸生产线已日益成为主流。

芯片封装测方面，由于其科技密集和劳动密集行特点决定，人力成本是其最重要因素，而中国有着全世界最丰富的受过良好教育又相对价格低廉的劳动力，所以这几年在芯片封测领域中国取得了全世界瞩目的成就。目前国内行业主体一直由无锡华晶（现华润微电子）、华越、首钢NEC 等芯片制造企业内部的封装测试线和江苏长电、南通富士通、天水永红（现华天科技）等国内独立封装测试企业组成。但近10 年来，随着众多国际大型半导体企业来华建立封装测试基地，国内封装测试行业的产量和销售额大幅增长，外资企业也开始成为封装测试业行的一支主要力量。

国内半导体产业链主要企业

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心

——半导体设备—包含晶圆制造、封测设备等

设备制造业是集成电路的基础产业，是完成晶圆制造和封装测试环节的基础，是实现集成电路技术进步的关键，在集成电路产业中占有极为重要的地位。集成电路生产线投资中设备投资占比较大，达总资本支出的80%左右，集成电路设备行业的发展情况一定程度上也决定了整个集成电路行业的发展情况。按照集成电路产业链的分布，设备可分为晶圆制造设备、封装设备和测试设备。

集成电路产业链主要设备与作用

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心

处在半导体产业链上游的设备企业具有技术难度大、进入门槛高的特点，因此半导体设备是半导体企业的主要资本支付部分，大概占到三分之二左右。根据SEMI 的调查，2017年全球半导体设备销售金额为559 亿美元，同比增长35%。这是继2000 年447 亿美元以来的最高值，同时SEMI预计2018年全球半导体设备市场销售额将持续增长7.5%，达到601 亿美元，再创历史新高。

全球半导体设备销售额

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心

在半导体设备中，晶圆制造与处理设备由于涉及环节最多，技术难度最大，其价值量占比也最高，可达整个半导体设备空间的80%以上。其次是测试设备，测试设备为半导体设备中的重要一环，价值量约占整个半导体设备的8-10%，封装设备约占6-8%。

根据 SEMI12 月份发布的年终预测报告，2017 年晶圆处理设备预计将增长37.5%，达到450 亿美元。其他前端设备（包括晶圆厂设备、晶圆制造，以及光罩/倍缩光罩设备），预计将成长40%以上，达到26 亿美元。2017 年封装设备预计将增长25.8%，达到38亿美元，半导体测试设备预计成长22%，达到45 亿美元。

2016-2017 半导体设备销售额与同比增速

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心

2017 年半导体设备各产品占比

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心

2017 年韩国半导体设备销售增幅最大，2018 中国有望迎来发展大年：国际半导体产业协会（SEMI）统计2017 年全球半导体设备销售金额达559 亿美元，大幅增长35.6％，创下历史新高。韩国增长率将大幅领先，达到132.6%，超越中国台湾成为全球最大半导体设备市场，其次是欧洲增长57.2%和日本增幅为29.9%。调查显示全球大部分地区均呈现增长，东南亚除外。其中中国增长22%，总销售额75.9 亿美元排名第三，仅次于韩国和台湾。

全球半导体设备各地区销售额（亿美元）与同比增长

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心

存储器涨价潮是韩国厂商大幅增加产能的原因。2017 年，DRAM、NAND 等存储器产品价格持续上涨，为韩国半导体企业三星和海力士带来巨额的利润。2017 年第三季度三星电子的净利润达到842 亿元，同比增长179%。面对如此高额的回报率，三星大力布局半导体领域，2017 年投资额高达260 亿美元，超过英特尔、台积电的总和。一方面持续扩建NANDFlash 产能及DRAM 制程升级，另一方面在逻辑芯片制程持续向7nm推动，买断ASML 的极紫外光（EUV）设备。

SEMI 预估，2018 年相关晶圆厂建厂支出将达630 亿美元，新晶圆厂基建完成后，2019年、2020 年设备支出会很可观，2018 年设备采购金额将由2017 年的560 亿美元增至630 亿美元，同比增长11.3%。材料端部分也带动硅晶圆涨价，去年平均报价涨幅17%，主要由12 寸硅晶圆带动。SEMI 表示，即使硅晶圆售价上涨一倍，也才回到2011 年的水平。

SEMI 预测2018 年中国半导体设备增速将达50%，达113 亿美元，并且大陆将超过台湾成为全球第二大半导体设备市场。中国大陆作为未来全球新增产线的重点区域，将迎来千亿量级的设备采购。未来一至三年，中国大陆将至少有7 条12 英寸产线采购设备，采购金额将达到2000 多亿元。SEMI 预计2018 年我国大陆地区设备投资额将达到86亿美元，超过中国台湾地区，成为第二大半导体装备市场。尽管中国大陆半导体投资大增，但中国大陆设备厂商的供应能力却严重不足，特别是缺乏成套设备的供应。面对巨大的市场需求和历史性的发展机遇，中国大陆设备厂商亟需突破。由于大陆大幅扩建新晶圆厂，今年大陆半导体前后段设备市场可能超过台湾市场。

测试设备在集成电路产业链中扮演着重要的作用。集成电路生产需经过几十步甚至几百步的工艺，其中任何一步的错误都可能是最后导致器件失效的原因，同时版图设计是否合理、产品是否可靠，都需要通过集成电路的功能及参数测试才能验证。作为重要的专用设备，集成电路测试设备不仅可判断被测芯片或器件的合格性，还可提供关于设计、制造过程的薄弱环节信息，有助于提高芯片制造水平。集成电路测试设备主要包括测试机、分选机和探针台等。

测试机是检测芯片功能和性能的专用设备，测试机对芯片施加输入信号，采集被检测芯片的输出信号与预期值进行比较，判断芯片在不同工作条件下功能和性能的有效性。分选机和探针台是将芯片的引脚与测试机的功能模块连接起来并实现批量自动化测试的专用设备。在设计验证和成品测试环节，测试机需要和分选机配合使用；在晶圆检测环节，测试机需要和探针台配合使用。