2022年半导体设备行业市场现状分析.docx

2022年半导体设备行业市场现状分析1半导体设备行业：引线键合设备国产替代正当时1.1 半导体键合机是封装核心设备引线键合是使用金属焊线链接芯片电极和基板或引线框架等的过程。目前集成电路互 联的技术主要有：引线键合技术（Wire Bonding）、载带自动键合技术（Tape Automated bonding）及倒装芯片技术（Flip chip），其中引线键合技术是目前半导体封装领域采用 的主流封装技术，设备投入成本及生产维护成本低廉，技术稳定。按照键合方式的不同， 引线键合可分为球形键合和楔形键合，其中球形键合使用毛细管劈刀，第一焊点和第二焊 点成形过程及焊点形状存在较大的差异，楔形键合额采用楔形劈刀，第一焊点与第二焊点 成形过程及焊点形状基本相同。按照键合能量的不同，引线键合可分为热压键合（TCB）、 超声键合（USB）和热超键合（TSB），其中热压键合的能量主要来自于加热和加压，超声 键合的能量主要来自于超声波和压力，热超键合的能量兼顾前述两者。引线键合处于半导体封装环节，引线键合机是引线键合环节核心设备。半导体封测环 节可分为前段和后段工艺，其中前段工艺主要包括背面减薄、圆晶切割、贴片及引线键合 等，后段工艺主要包括塑封、电镀、切筋/成型及检测等。封装工艺流程主要分为六道步骤， 包括硅片测试和筛选、分片、贴片、引线键合、塑料封装和最终封装与测试。根据 VLSI Research 2021 年数据统计，引线键合机约占半导体封装环节价值量的 23%，为引线键合 环节核心设备。1.2 市场规模提升，国产替代空间广阔封测设备市场规模持续提升，先进封装市场需求不断释放。2021 年，全球封测设备市 场规模预期达 777 亿美元，同比增速 14.77%，其中封装设备市场规模预期达 70 亿美元， 同比增速 81.82%。2021 年，中国封测行业市场规模达 2763 亿元，同比增速 10.10%。引线键合设备进口需求旺盛。根据中国海关数据，2021 年，中国半导体设备累计进口 281.2 亿美元，同比增速 54.8%。2021 年中国引线键合装置进口规模达到 15.9 亿美元， 同比增长 137.2%，体现了中国市场旺盛的需求。随着市场对 5G、联网设备、汽车及内存 的持续需求，半导体封装需求预计将迎来进一步增长，随之带来引线键合设备进口提升。分区域看，2021 年，中国的引线键合装置进口金额占比较大的是新加坡，占比约 85.61%，大部分由江苏省、广东省和上海市进口，占比分别为 31.5%、18.03%和 12.25%； 2021 年中国的引线键合装置用零件及附件进口金额占比较大的是新加坡和日本，占比分别 为 24.81%和 19.07%，大部分由上海市和江苏省进口，占比分别为 53.77%和 29.19%。 K&S 和 ASMPT 公司作为键合机领域龙头企业，其在中国大陆 2021 年的营收分别为 8.4 亿美元和 105.0 亿港元，同比增速分别为 162.5%和 59.8%，约占总营收的 55.6%和 47.8%。国内键合机市场被海外企业主导，国产替代需求迫切。我国是全球主要的半导体封装 测试基地，市场空间广阔，但高端技术仍然掌握在国外公司手中，封装测试核心设备依赖 进口，国产化率较低。根据 MIR DATABANK 数据，2021 年，中国大陆封测装备综合国产 化率仅达到 10%，其中引线键合机、贴片机及划片机仅为 3%。长期以来，全球封测装备 市场主要被 Shinkawa、ASM Pacific、Besi、K&S 和 Towa 五家企业垄断，市占率近 80%， 其中键合机长期被 ASM Pacific 和 K&S 两家公司垄断，市占率总计超 80%。随着国内企 业的不断发力及战略布局，未来国内替代需求将被逐步满足，国产替代键合机将逐步从低 端设备向高端设备转变。根据 MIR DATABANK 预计，到 2025 年，国内封测设备综合国 产化率将达 18%，键合机国产化率将达 10%。国内封测项目扩产忙，封测设备需求或迎来一轮高增。据不完全统计，2020-2022 年 中国大陆主要封测厂商增发获批扩产项目达 14 个，单个投资金额均超 5 亿元，总投资额超 180 亿元。封测行业风头正胜，国内封测厂商近三年纷纷积极扩产，加速布局未来潜在市 场。产业上游景气、下游应用多样和封测技术的共同推动，使得中国大陆半导体封测行业 热情高涨。引线键合设备占下游封测厂项目设备采购量价值较高，此前公告的采购设备中并无国 产设备身影。作为奥特维半导体键合机产品的首位头部客户，通富微电在 2020 年定增加码， 积极扩产，战略布局电路封测先进产能及前沿应用热点。以集成电路封装测试二期工程项目为例，键合机占比设备采购比 17%，且键合机全部 为进口设备。项目设备购置及安装费预算 21.16 亿元，共购置工艺设备 1612 台（套）， 其中引进键合机分别为 1000 台（套），总价 5500 万美元。2.产品：斩获通富微电批量订单多年研发，半导体键合机在多个客户端验证、试用，并已获头部客户订单。公司自 2018 年对标进口设备立项研发高端铝线键合机，作为进入半导体封测环节的切入点，先后攻克 了超声应用、压力控制、焊丝检测、拉力检测等技术难题。经过三年的潜心研发和测试， 于 2021 年初成功推出首款高端铝线键合机产品 AS-WBA60 铝丝键合机，产品在产能、精 度、良率、稼动率和稳定性等关键技术指标上均达到国外同类设备水平，良品率达到 99.95% 以上，并在多家客户实现验证。2021 年 11 月 29 日，公司首获无锡德力芯的铝线键合机订单；2022 年 4 月 6 日，公 司宣布获得半导体封测头部客户富通微电的批量铝线键合机订单，正式开启打破键合机进 口垄断及高端装备国产化的进阶之路，预期未来键合机业务将进一步提升。目前，公司引 线键合涉及的相关核心技术，如高速高频超声波焊接技术、复杂工业环境精密电学检测技 术等均为自主研发，正式开启半导体封测领域的加速发展通道。海外企业键合机利润率较高。目前，键合机市场份额主要被 K&S 与 ASMPT 瓜分，其 中 K&S 市场份额超 60%，ASMPT 市场份额超 20%。2021 年 K&S 与 ASMPT 净利率分别 为 24.2%和 14.5%，由于披露口径我们拆分 K&S 与 ASMPT 键合机对应分部业务的毛利率， K&S 与 ASMPT键合机对应业务分别为 Capital equipment 和 Semiconductor Solutions， 2016 年2021 年引线键合机对应业务毛利率维持在 40%以上，盈利水平较高。3 .拟定增加码布局半导体封测定增加码 1.5 亿元，布局半导体封装测试核心设备。2022 年，奥特维发布定增公告， 募集资金不超过 5.3 亿元，计划 1.47 亿元用于半导体封装测试核心设备，项目实施周期 60 个月。公司拟研发装片机、金铜线键合机及倒装芯片键合机等半导体封装测试核心设备， 目前正处于前期阶段。引线键合可细分为热压键合、热超声键合和超声键合三种，热压键合和热超声键合的 焊接材料为金线、铜线，超声键合的主要焊接材料为铝线。铝线键合是目前工业上应用最 广泛的芯片互连技术，技术工艺十分成熟且价格低廉；铜线键合方式则满足了功率模块追 求小体积、高功率密度和快散热的需求；金线键合技术主要应用在集成度较高的 IC 芯片封 装中，金线的热导性较高、散热性好、电阻率低并且导电性强。公司半导体封装测试核心 设备以实现进口替代为主，本次拟研发金铜线键合机使用超声波引线键合技术，倒装键合 机使用倒装芯片封装技术，均选择较为成熟的主流技术路线。从装片到键合，产品体系和整体设备供应能力进一步提升。目前，公司生产的铝线键 合机主要用于 IGBT 芯片等功率半导体焊接，适用于处理器、存储器等器件的金铜线和倒装键合设备将进一步完善公司产品体系。装片机作为键合机的上游设备，与键合机有较好的 协同效应，有助于公司形成从装片到键合的整体设备供应能力，从而更好地抓住半导体封 测设备的市场机会。本次定增拟研发装片机及键合机在生产链中分别处于装片和焊线环节， 装片机应用于功率器件及 IC 芯片装片环节，键合机应用于功率器件及 IC 芯片焊线环节。科技储备资金项目启动，以硅片抛光设备布局公司现有封测设备上游工艺环节。2022 年 4 月，奥特维发布公告已启动本次定增“科技储备资金”项目的前期工作，新增硅片抛 光设备投资项目，应用于公司现有半导体封测设备的上游工艺环节。硅片抛光设备主要应 用在硅片生产环节及前道工艺环节。随着该项目进入公司科技储备投资项目库，公司产品 产业链将进一步完善，从而推动整体发展战略布局落地。