2022年半导体清洗设备行业发展前景分析 国产清洗设备替代空间较大

1. 设备是产业链核心支撑，半导体清洗设备行业受建厂热持续景气

半导体设备是制造半导体产品的专用设备，是半导体产业链上游支撑环节。半 导体产业链包括芯片设计、晶圆制造和封装测试，其中晶圆制造过程极其复杂艰难， 是整个产业链的核心，需要半导体材料、设备的支持。根据 Gartner 统计数据，集成 电路设备投资一般占 IC 制造领域资本性支出的 70%-80%，且随着工艺制程的提升， 设备投资占比也将相应提高——当集成电路制程达到 16 及 14 纳米时，设备投资占 比可达 85%。典型的集成电路制造产线设备投资中，芯片制造及硅片制造设备投资 占比约 80%，系集成电路制造设备投资中的最主要部分。

晶圆制造工艺复杂，专用设备种类较多。集成电路领域的设备通常分为晶圆制造 设备和封装测试设备两大类。其中，晶圆制造包括七大工艺步骤，分别为氧化/扩散、 光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、清洗与抛光、金属化，所对应的专用设备包括氧 化/扩散设备、光刻设备、刻蚀设备、清洗设备、 离子注入设备、薄膜沉积设备、机 械抛光设备等。

预计至 2025 年全球半导体设备市场规模为 857 亿美元。根据 Gartner，2020 年全球半导体行业资本开支为 1105 亿美元，设备市场规模也快速回升至 649 亿美元。 受益于缺芯潮、建厂热，预计 2022 年全球半导体资本开支将达到顶峰、为 1456 亿 美元，同时全球半导体设备市场规模将达到 851 亿美元；预计 2023-2025 年全球半 导体资本开支维持在 1400 亿美元，设备市场规模维持在 800 亿美元以上。

中国大陆半导体设备市场规模+国产设备销售额均处于高速增长，但设备国产化 率仍然较低。2014-2020 年，中国大陆半导体市场规模从 268.45 亿元增至 1291.61 亿元，期间 CAGR 为 29.93%；国产半导体销售额从 41 亿元增至 213 亿元，期间 CAGR 为 31.6%。根据上述数据，我们推算出半导体国产化率在 12%-17%之间，国 内半导体设备替代空间仍然较大。

从半导体设备国产替代进度来看，去胶设备国产化率最高，超过 90%；光刻设 备及涂胶显影设备替代率较低，但是目前进展较为顺利，预计将有零的突破。就清洗 设备而言，国内清洗设备国产替代率为 20%以上，主要是盛美上海、北方华创、至 纯科技、芯源微贡献的设备收入占比。

2. 国产清洗设备发展迅速，替代空间仍然较大

清洗工序可以降低杂质对芯片良率、产品性能的影响。清洗是贯穿半导体产业 链的重要工艺环节，用于去除半导体硅片制造、晶圆制造和封装测试每个步骤中可能 存在的杂质，包括半导体制造过程中的颗粒、自然氧化层、金属污染、有机物、牺牲 层、抛光残留物等杂质。

清洗步骤数量是芯片制造工艺步骤中占比最大的工序，并且随着工艺进步不断 提升。清洗贯穿硅片制造、晶圆制造、封装测试过程，其中清洗步骤数量约占所有芯 片制造供需步骤的 30%以上，是所有芯片制造工艺步骤中占比最大的工序，而且随 着技术节点的继续进步，清洗工序的数量和重要性将继续随之提升，在实现相同芯片 制造产能的情况下，对清洗设备的需求量也将相应增加。

湿法清洗是主流的清洗技术路线，单片清洗设备则是主流清洗设备。按照清洗 介质不同，半导体清洗技术分为湿法清洗和干法清洗。湿法清洗是针对不同的工艺需 求，采用特定的化学药液和去离子水，对晶圆表面进行无损伤清洗；干法清洗是指不 使用化学溶剂的清洗技术，目前在 28nm 及以下技术节点的逻辑产品和存储产品有应 用。晶圆制造产线上通常以湿法清洗为主，占芯片制造清洗步骤数量的 90%以上， 少量特定步骤采用湿法和干法清洗相结合的方式互补所短，构建清洗方案。在湿法清 洗工艺路线下，目前主流的清洗设备主要包括单片清洗设备、槽式清洗设备、组合式 清洗设备和批式旋转喷淋清洗设备等，其中以单片清洗设备为主流，占比约为 65%。

根据 Gartner，2018 年全球半导体清洗设备市场规模为 34.17 亿美元，2019 年 和 2020 年受全球半导体行业景气度下行的影响，有所下降，分别为 30.49 亿美元和 25.39 亿美元，预计 2021 年随着全球半导体行业复苏，全球半导体清洗设备市场将 呈逐年增长的趋势，2024 年预计全球半导体清洗设备行业将达到 31.93 亿美元。

全球半导体清洗设备市场主要由 Screen、TEL、Lam 和 SEMES 等日美韩企业瓜分。根据 Gartner 数据显示，2019 年全球排名前四的企业合计占据约 98%的市场 份额，行业马太效应显著，市场高度集中其中日本厂商迪恩士以市占率 45.1%处于绝 对领先地位，而国内清洗设备龙头盛美半导体市占率仅为 2.3%。（报告来源：未来智库）

国产清洗设备发展较快，但国产化率仍然不高。从 2019 年中国半导体清洗设备 招标采购份额来看，我国半导体清洗设备的国产化率已经超过了 20%。其中，盛美 半导体主要产品为集成电路领域的单片清洗设备，其中包括单片 SAPS 兆声波清洗 设备、单片 TEBO 兆声波清洗设备、单片背面清洗设备、单片前道刷洗设备、槽式 清洗设备、单片槽式组合清洗设备等，产品线较为丰富；北方华创收购美国半导体设 备生产商 Akrion 之后主要产品为单片及槽式清洗设备；芯源微目前产品主要应用于 集成电路制造领域的单片式刷洗领域；至纯科技具备生产 8-12 英寸高阶单晶圆湿法清洗设备和槽式湿法清洗设备的相关技术，能够覆盖包括晶圆制造、先进封装、太阳 能在内多个下游行业的市场需求。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）