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半导体晶圆制程设备项目商业计划书

来源:半导体晶圆制程设备项目商业计划书      发布时间:2023-08-09

论半导体设备对中国制造的重要性(序言)

根据IHS Markit的统计,2017年,全球半导体市场的营收规模为4290亿美元,较上年增长21.6%。成长主要是由于存储器市场的供不应求导致价格上涨,仅存储器部分的年增长率高达58.8%,非存储器部分年增长率为10.3%;

作为资金与技术高度密集行业,半导体目前形成深化的专业分工、细分领域高度集中的特点,因此半导体受全球经济影响波动较大,且相关性越来越强。预计未来几年,全球经济仍将保持稳定增长,年增长率维持在3%左右,因此预计半导体市场的景气度也如以前一样,维持3%左右的增长率。

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在半导体设备这个领域,中国需要挑战的是,西方上百年积累起来的工业体系,中国半导体一直是在冒着敌人的炮火匍匐前进,如今,敌人的炮火越来越凶猛。中兴事件暴露出来的众多短板,包括ADC/DAC(数模转换)、FPGA、高速光通信接口等芯片,目前也都依赖美国厂商,包括德州仪器、赛灵思、亚德诺等。如今,在全球20大半导体公司中,美国依旧独占八席,处于绝对的霸主地位,并且基本都是卡住核心的关键性公司。釜底抽薪的方法,除了机台设备的自主研发外,更重要的是与学界做紧密的联合与结盟,使得人才,技术,设备三位一体,如此才有可能成为全世界的领头羊.

当下美中贸易纷争,美国为提高要求加重知识产权保护谈判筹码,考虑严格管制出口中国关键半导体设备,如果中国未做出适当响应与措施, 新厂陆续进入量产的中国半导体厂,恐面临无法取得关键制程设备,量产时程恐得延后。据了解,包括应用材料等重要半导体设备厂等,已被美方点名严格管制输中关键设备,应用材料股价上周连续两个交易重挫,跌幅高达百分之十二,反应美国打算拿中国半导体产业开刀,进行精准打击。

全球半导体蚀刻设备拥有五成市占率、薄膜设备市占高达四成的美商科林研发(Lam Research),也扮演举足轻重地位;美商科磊(KLA-Tencor) 在半导体光学检测领域,全球市占也居冠;日本东京威力(TEL)在涂布显影领域,市场占有率95%以上。

这些美商半导体设备厂在逻辑芯片及内存都掌握最关键设备,美国其实最有条件拿中国半导体产业开刀,因此中国全力发展半导体产业,还是得靠美国输出这些关键设备,才能如期顺利量产。

某(厦门)半导体设备有限公司正是在这一严峻的产业背景下选择量产“半导体晶圆制程设备项目”。目前项目以“能独立设计制造相同等级的制造机台、节能模组;自主知识产权的核心部件、替代部件、模组、软体方案;有丰富的半导体制造相关应用的经验,具有快速、弹性的客制化能力与对目前欧美日供应的设备有完善的制程升级、改造及维修能力”四大优势在国际上具备强大的竞争力,

并且有完整的理论基础与实务经验,有足够的能力与学界做深入的交流,进而培养国内优秀人才,使其产业界与学术界做无障碍的接轨。

同时在并未公布销售的前提下,仅凭业界口碑与资源以完成近3000万元的销售额。公司未来计划专营晶圆制造黄光制程Coater and Developer(涂布显影设备)系列,包括温湿度控制机、中央供酸系统、光阻PUMP 等配套设备,及国外高端机型的零部件开发、工艺升级、设备改造服务等。为各半导体生产制造企业制程升级、维护服务,目标在三年内成为国内第一,国际前五的黄光制程制造设备供应商,致力于为“中国芯”制造企业服务。

我国半导体设备行业情况

我国半导体市场供需两层不匹配,国产化率亟需提升:一方面,终端产品供需不匹配。2018年中国集成电路市场规模1550亿美元,但国产集成电路规模仅238亿美元,国产化率仅约15%;另一方面,制造端的设备供需不匹配。

图表1-2 2010---2018年中国半导体设备自给率诠释图

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数据来源:IC insights、中信建投证券研究发展部

国内半导体设备市场规模约145亿美元,但国产设备规模仅14亿美元不到,国产化率仅约10%。因此,从产业发展的角度,一方面,国内半导体制造领域仍有较大发展空间;另一方面,制造领域的设备仍有较大的国产提升空间。

下游厂商加速扩产,带动国内半导体设备需求。以刻蚀、成膜、量测、清洗、测试设备为例,分析细分领域设备的国产化进程及成长空间。

同时,制造端的设备供需不匹配。2018年中国半导体设备市场规模达到131.1亿美元,但据中国电子专用设备工业协会统计,2018年国产半导体设备销售额预计为109亿元,自给率仅约为12%。

图表1-3 2010年---2018年我国半导体设备占比(%)

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数据来源:SEMI、中国电子专用设备工业协会、中信建投证券研究发展部

考虑到以上数据包括集成电路、LED、面板、光伏等设备,实际上国内集成电路设备的国内自给率仅有5%左右,在全球市场仅占1-2%份额。半导体设备进口依赖长期看将严重阻碍中国半导体行业的自主发展,国内需求与国内供给的缺口昭示着巨大的国产化空间。

在晶圆制造流程中的设备种类较多,但由于核心设备单价很高,市场规模占比较高,比如沉积类设备占比近22%,光刻机及光刻涂胶机合计占比24%,刻蚀类设备占30%。

中国半导体设备细分产业

(a)半导体设备基本情况

晶圆制造设备大约占整体的80%,封装及组装设备大约占 7%,测试设备大约占 9%,其他设备大约占 4%。而在晶圆制造设备中,光刻机、涂布显影机.刻蚀机,薄膜沉积设备为核心设备,分别占晶圆制造环节设备成本的30%,20%,25%,25%。半导体设备处于该产业链的上游,虽然市场总量与下游的IC设计、制造、封测比相对较小,但其技术高度密集、尖端这一特点,决定半导体设备在整个行业中起着举足轻重的作用,为下游的制造、封测源源不断地提供着“粮食”。

2016年,我国6英寸及以上半导体制造线共计72条,其中12英寸线10条,8英寸线20条,总产能折合12英寸约为70万片/月。截至2017年三季度,国内在建的12英寸制造线有12条。

2018年全球半导体制造新设备销售金额预计增长9.2%,为621亿美元,高于去年所创下的566亿美元历史新高。2019年设备市场预期将微幅下滑4%,但2020年将增长20.7%,达到719亿美元的历史新高。大陆半导体设备企业起步较晚,市场集中度也很低。2016年大陆前十企业总收入约为47.57亿元,占国内设备市场份额仅为11.71%,占全球市场不足2%,

至2020年,中国集成电路产业规模将超过9000亿元,2017-2020年年均复合增长率高达20.8%.国产泛半导体设备(IC设备、LED设备、PV设备分立器件/MEMS设备)销售收入将达到258亿元左右 ,市场占有率将达到20%左右。从2018年-2020年国产泛半导体设备销售年均增长率将在25%左右。

图表1-4 2018年---2020年国内半导体设备总需求量

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(b) 芯片制造产业链构成

芯片制造产业分为设计、制造、封测,国家产业基金投资产业链占比参见下图所示:

图表1-6 国家产业基金投资产业链占比情况

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数据来源:华芯投资、西南证券

(c)技术领域的空白导致企业投资成本居高不下

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,2018年企业投资半导体制造资本比例大概占到80%左右。

图表1-7 新建产线资本支出半导体设备支出占比情况

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数据来源:西南证券

项目设备主要涉及晶圆制造设备中的黄光制程、涂布显影设备,占比情况参见下表:

图表1-8 黄光制程、涂布显影设备市场支出占比情况

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数据来源:中金产业研究院整理

项目发起缘由

伴随着中国半导体产业发展的极佳机遇,全球晶圆产能的持续增长,为晶片市场带来了大量需求,硅片企业纷纷加大了投资力度,但晶圆半导体设备核心技术中国的企业掌握的少之又少。

目前全球晶圆半导体设备皆有国际巨头垄断着全球高端晶圆设备市场,设备缺口非常明显,特别是光刻机、涂布及显影设备国内几乎没有。

某(厦门)半导体设备有限公司(以下简称“芯米公司”)正是在这一产业背景下选择构建“半导体晶圆研发及生产设备”,填补国内市场6-12寸涂布、显影制程设备生产的空白,为中国“芯”中国造做出积极的贡献。为2025智能制造的中国芯片之都增砖添瓦。

项目目前进展

芯米公司经过一年多的密切磋商及整合,将台湾半导体制造设备技术及核心研发生产团队筹建成功,现已将6寸及8寸的现有核心技术全部移转至国内成立国内控股合资公司,12寸的涂布显影的设备技术开发接近尾声,攻克了一系列关键技术,2019.4.10号设计图纸已经完成,核心模组测试均满足65NM制程工艺,公司现已取得19项发明及实用国际专利,超过100项专利正在紧急的申请中。

芯米公司于2019年7月已打造第一台4寸涂布显影设备样机,预计2020年Q1可制作出8寸涂布显影设备样机。从速为下游晶圆制造企业提供半导体装备生产的源动力与制程工艺整体解决方案;打破国际巨头相关企业在此行业的垄断。

收入测算

预估说明

(a)项目一期

根据前期数据分析,一期达成目标如下:

(1)核心设备:一期项目建成后,将替代二手市场设备,占比市场5%约7亿人民币(核算依据:2018年半导体设备131.1亿美元规模,晶圆制造设备占比65%约85.21亿美元,黄光制程、涂布显影设备占比24%约20.45亿美元,项目占比5%约7亿人民币),后期每三年上涨8%; 

(2)模组件、制程工艺服务、机台改造提升、中古设备改造:根据产能设计,预计第一年一个亿、第二年1.8亿,第三年按3.5亿。

(b)项目二期

(1)核心设备:月产能50台,年产能500台,市场拓展约占比10%,按照14亿计算;

(2)模组件、制程工艺服务、机台改造提升、中古设备改造:月服务能力3000台次,年服务能力30000台次;(二期投产翻倍后,按照10%递增)

(c)主要税项

增值税13%(销项税-进项税),附加税为增值税的12%(教育附加税:增值税的5%,城市维护税:增值税的7%),企业所得税:15%。(前三年享有三减两免半政策)

项目营业规模估算

根据4.3.1预估值分析,则项目正式运营后,十年期年均销售收入为180,717.04万元,详细核算过程参见附件二:2、项目十年期营业收入核算表

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