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。
二、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。
注:本文节选出自智研咨询发布的《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》行业分析文章,如需获取行业文章全部内容,可进入智研咨询官网搜索查看。
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本《报告》从2022年全国CMP设备行业发展环境、整体运行态势、运行现状、进出口、竞争格局等角度进行入手,系统、客观的对我国CMP设备行业发展运行进行了深度剖析,展望2024年中国CMP设备行业发展趋势。《报告》是系统分析2023年度中国CMP设备行业发展状况的著作,对于全面了解中国CMP设备行业的发展状况、开展与CMP设备行业发展相关的学术研究和实践,具有重要的借鉴价值,可供从事CMP设备行业相关的政府部门、科研机构、产业企业等相关人员阅读参考。
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