中國半導體設備取得長足進步
由於冠狀病毒帶來的特殊需求,全球半導體市場在2022年創下了5,740億美元的歷史新高。然而,2023年,特殊需求結束,經濟進入衰退,下降約8%至5,269億美元。今年(2024年),經濟預計將從衰退中復甦,達到6,112億美元,超過新冠特殊需求的高峰。
同時,與半導體市場一樣,由於冠狀病毒帶來的特殊需求,設備市場在2022年創下了1,076億美元的歷史新高。然而,到2023年,當半導體市場大幅下滑時,設備市場規模將達到1,063億美元,僅下降13億美元(2%)。換句話說,可以說2023年半導體和設備市場的行為將會出現較大分化(圖1)。
那麼為什麼會出現這種差異呢? 本文認為,這種差異是由於受到美國出口限制的中國大量購買光刻設備所造成的。接下來,我們將分析主要前端設備製造商的出貨值趨勢,並解釋北方華創(NAURA)、中微半導體(AMEC)等中國製造商的快速進展。最後,我們要揭露一個事實,即日本前端加工設備的份額持續下降,到2023年將跌至第三位,僅次於美國和歐洲。
日本的半導體政策正在朝著不太可能實施的方向發展,例如Rapidus和台積電熊本工廠,而且沒有跡象表明該公司會採取任何措施來提高設備製造商的競爭力。因此,只能依靠各設備廠商的自救努力來應對前端設備份額下降的危機。我們只能希望前端設備產業不要變得像日本的半導體裝置產業。
中國在區域設備市場中快速成長
2023年全球半導體與設備市場差異的原因可以透過按地區查看設備市場來明確(圖2)。 2022年至2023年,台灣和韓國將顯著下降,而中國和美國將顯著成長。此外,日本和歐洲似乎幾乎持平。
在這裡,我們總結了2022年和2023年各國和地區的設備市場,以及2022年到2023年的增減情況。預計到2023年,中國大陸將增加83.3億美元,美國將增加15.7億美元,歐洲將增加1.8億美元,而韓國將增加15.6億美元,台灣將增加68.8億美元,日本將增加420百萬美元,其他地區則減少了23 億美元。加起來,2022年至2023年全球經濟將下降13.9億美元。
換言之,可以說乍看幾乎持平的全球設備市場的增減,根據各國和地區的不同,差異很大。其中,已成為全球最大的中國裝備市場成長尤為迅速。那麼,為什麼2023年中國設備市場在經濟衰退的情況下卻成長如此之大呢?
光刻設備因各類前端設備出貨量快速擴張
圖4顯示了各類前端設備的出貨額趨勢。另外,該圖描繪了檢查裝置的目視檢查和圖案檢查的合計、清洗裝置的批量式和單片式的合計。
現在,再看上圖,我們看到2023年,當因為疫情造成特殊需求崩潰時,許多設備市場,例如乾蝕刻設備、檢查設備和CVD設備將下降。然而,曝光設備市場迅速擴大,超越了先前排名第一的乾蝕刻設備市場,以246億美元成為最大市場。此外,PVD 設備也在成長,儘管速度不如曝光設備(其原因將在後面討論)。
在這裡,2023年,當半導體衰退來襲時,中國的設備市場正在顯著成長,曝光設備市場正在迅速擴大。這兩件事被認為是相關的。理由如下。
2022年10月7日,美國對中國可製造先進半導體的設備實施出口限制。日本和荷蘭也決定與美國法規保持一致,日本從2023 年7 月起暫停ArF 浸沒設備等設備的出口,荷蘭從2023 年9 月起暫停出口,日本對23 種物品實施出口限制。
因此,有人認為,中國在日本和荷蘭實施出口限制之前,在最後一刻(無視經濟原則)訂購了大量ArF浸液。這或許是中國設備市場快速擴張以及2023年曝光設備市場快速成長的因素。
同樣的現像也可以在前端設備廠商的出貨值走勢中看到。
ASML出貨額躍居前端設備廠商榜首
下圖顯示了主要前端設備製造商的出貨值趨勢。 2022-2023年,美國應用材料公司(AMAT)小幅成長,泛林集團(Lam)、東京電子(TEL)、KLA下降,而歐洲主業為曝光設備的ASML快速成長,AMAT成長追上了他,跳到了山頂。
背後的原因被認為是來自中國的ArF沉浸式訂單量較大,這從ASML按曝光設備的出貨量趨勢可以清楚看出。 ASML 每年出貨約80 個ArF 浸入式裝置。然而,到2023 年,ArF 浸入式裝置的出貨量為125 個,約為其數量的1.5 倍。增加的大部分似乎已出口到中國。
簡單總結一下,2023年半導體衰退來襲時,全球設備市場之所以幾乎持平,是因為當荷蘭ASML聯合美國對中國實施出口限制時,我們可以假設:這是因為他們下了很多訂單。由此,中國設備市場快速成長,曝光設備市場快速擴大,ASML在設備廠商出貨量躍居第一。
出貨量排名前五位與後五位之間的差異
現在再看圖5,我們看到ASML出貨量排名第一(237億美元),AMAT排名第二(204億美元),Lam排名第三(115億美元),TEL排名第四(103億美元)。 )。 有一個很大的不同。第三、第四名與第六名KLA(76億美元)之間也有較大差距。而且,第五名及以上與第六名及以下之間差距很大。簡單來說,第五位以上和第六位及以下之間,差距極為巨大。
但在圖5中,排名第6位及以下的設備商的行為並不清楚,所以我畫了一個縱軸為對數的圖表(圖7)。結果顯示韓國的SEMES正在成長。此外,2016年以來,中國的NAURA快速成長,日本的Lasertec也快速成長。此外,研究發現,自2018年以來,中國AMEC一直在成長。
中國北方華創裝備排名進入前十
這裡,我們列出了2000年以來設備製造商銷售排名前10名的變化趨勢(圖8)。首先我們可以看到,從2007年開始,前五大廠商就已經固定了。不過,前五名的排名偶爾會有所變動。
另一方面,第六位以下的排名每年都有很大變化,但自2016年以來,SEMES一直進入前十名。 2023年,中國北方華創首次排名第8。
這是中國裝備製造商首次進入前十名。因此,這是一個相當劃時代的事件。此外,關於圖4所示的各種前工序的出貨量,表示雖然2023年許多設備將減少,但曝光設備和PVD設備將增加。 PVD 設備的增加似乎是由於NAURA 出貨量的增加。
另一家中國設備製造商中微電子截至2023年排名第17位,可能仍需要相當長的時間才能躋身前十名。不過,由於銷量已經與尼康持平,中微未來可能會像北方華創一樣成為不可忽視的設備製造商。
2023年各公司各類前端製程設備佔比
圖9總結了各公司的前端設備份額、歐洲、美國和日本的份額以及2023年的市場規模。
首先來看歐美日地區份額,ASML所在的歐洲壟斷了94.2%的曝光設備。在美國,以AMAT、Lam、KLA為中心的有3家,包括乾式蝕刻設備(62.3%)、CVD設備(66.0%)、濺鍍設備(87.9%)、CMP設備(70.4%)、視覺裝置.檢驗設備(69.6%)及型式檢驗設備(90.3%)。
另一方面,在日本,塗佈機/顯影機(94.1%)、熱處理設備(93.3%)、單片清洗設備(64.6%)、大量清洗設備(80.1%)、光罩檢查設備(54.5%) 、CD -SEM(70.3%),佔最高。
但日本佔有率較高的設備市場規模並不是很大。另一方面,歐美佔據前端設備全球市場份額,市場規模超過100億美元。 ASML佔246億美元曝光設備中的94.6%,Lam和AMAT合計佔154億美元乾蝕刻設備中的62.3%,KLA和AMAT佔127億美元視覺檢測設備中的69.6%,以及69.6%。 102億美元CVD設備中AMAT和Lam佔66.0%。
也就是說,來自歐美的AMAT、ASML、Lam、KLA專注於市場規模較大的設備,並壟斷了全球市場份額。似乎有一種基於行銷的自上而下的策略。
那麼,所有前端流程的區域份額是多少?
日本前端設備份額持續下降
我第一次注意到奇怪的事情是在兩年前的2022 年夏天。
眾所周知,日本的半導體裝置產業已遭到重創,但我原以為日本的設備和材料具有很強的競爭力。然而,在計算所有前端設備的地區份額時發現,自2010年以來,日本設備的份額大幅下降。
這種情況在接下來的一年2023年也沒有改變。
此外,到了2024年,情況進一步惡化(圖10)。 2023年,前端設備分地區份額為美國41.8%、歐洲29.3%、日本21.1%、韓國1.7%、中國0.6%,日本位居第三被歐洲超越後第一次跌倒。
在這一點上,要再放心一點是很危險的,因為與第三名的日本、第四名的韓國和第五名的中國之間仍然存在很大差距。這是因為韓國和中國的設備銷售數據很難收集到準確的數字,因此韓國和中國的銷售份額可能會更大。
特別是中國以設備自主製造為主,我認為區域市佔率不可能只有0.6%。因此,如果日本的市佔率繼續下降,那麼很有可能會低於韓國和中國。
日本前端設備市佔率下降的原因
那麼為什麼日本的裝備份額下降如此之多呢?
圖11顯示了原因分析的結果。看看2011年日本13種設備的份額,10年後的2021年,再到2022年和2023年,我們發現大部分設備的份額都在下降。
其中,曝光設備、乾蝕刻設備、CVD設備、濺鍍設備、CMP設備、批量清洗設備、目視檢查設備、測長SEM等市佔率下降最為顯著。其中,曝光設備、乾式蝕刻設備、CVD設備、外觀檢查設備是市場規模超過100億美元的設備群,因此其市場份額的下降很大程度上與日本整體的下滑有關。我可以這麼說。
另一方面,日本只有一種mask檢測設備的市佔率顯著增加。這是因為Lasertec在最先進的曝光設備EUV中使用的掩模檢測設備方面取得了長足的進步,超越了此前一直處於領先地位的美國公司KLA。然而,即使只有一種口罩檢測設備的市場份額大幅增加,也無法彌補其他設備市場份額的下降。
日本目前正計劃向Rapidus、台積電熊本工廠等半導體裝置製造商注入約4兆日圓補貼。然而,這些政策實現最初目標的機會極小,而且上述大部分補貼都將被浪費。
相反,應該立即採取措施,阻止各種前端設備市場份額的下降。現在可能是日本前端設備產業最後的機會了……就算我在這裡講課,在這裡寫文章,根本不會體現在日本的半導體政策。
在這種情況下,設備製造商別無選擇,只能透過自救來求生存。