半导体清洗设备是贯穿半导体产业链的重要环节,用于清洗原材料及每个步骤中半成品上可能存在的杂质,避免杂质影响成品质量和下游产品性能,在单晶硅片制造、光刻、刻蚀、沉积等关键制程及封装工艺中均为必要环节.
一、半导体清洗行业清洗方法
在硅晶体管和集成电路生产中,几乎每道工序都有硅片清洗的问题,所有与硅片接触的媒介都可能对硅片造成污染,硅片清洗的好坏对器件性能有严重的影响.污染途径可能来自于水、大气、设备、各类化学试剂以及人为加工造成的污染,污染可以分为颗粒污染、有机物污染和金属污染.若半导体材料表面存在痕量杂质,如钠离子、金属和其他杂质粒子等,在高温过程中会扩散、传播,进入半导体材料内部,对器件不利.要得到高质量的半导体器件,硅片必须具有非常洁净的表面.
市场上最主要的清洗设备有单晶圆清洗设备、自动清洗台和洗刷机三种.在21世纪至今的跨度上来看,单晶圆清洗设备、自动清洗台、洗刷机是主要的清洗设备,其他清洗设备包括超声/兆声清洗设备、晶圆盒清洗设备、干法清洗设备（如等离子清洗设备）等,占比较小.半导体清洗设备设备清洗方法适用场合单晶圆清洗设备旋转喷淋全生产流程中，比如扩散前清洗、栅极氧化前清洗、外延前清洗、CVD前清洗、氧化前清洗、光刻胶清除、多晶硅清除和刻蚀环节等自动清洗台溶液浸泡全生产流程中洗刷台旋转喷淋锯晶圆、晶圆磨薄、晶圆抛光、研磨、CVD超音波清洗设备超声清洗半导体前道各阶段晶圆盒清洗设备机械擦拭晶圆盒清洗等离子体清洗设备等离子体清洗光刻胶去除
单晶圆清洗设备有着极高的制程环境控制能力与微粒去除能力,市场份额相对小.单晶圆清洗设备一般采取旋转喷淋的方式,用化学喷雾对单晶圆进行清洗的设备,相对自动清洗台清洗效率较低,产能较低,但有着极高的制程环境控制能力与微粒去除能力.可用于多种工艺中,包括扩散前清洗、栅极氧化前清洗、外延前清洗、CVD前清洗、氧化前清洗、光刻胶清除、多晶硅清除等多个清洗环节和部分刻蚀环节中.还有另一种单晶圆清洗设备采取超声波清洗方式,市场份额相对小.
二、半导体清洗行业市场现状
2019年全年半导体销售同比下滑12.4%.2019年全年全球半导体销售额4110亿美元.其中累计销售额为3017亿美元,同比下降14.2%,四季度虽然依然下降,但降幅明显收窄,全年降幅收窄至12.4%.1999-2019年全球半导体销售额
2019年中国半导体市场需求约为全球的35%,中国为全球需求增长最快的地区,年均复合增速超过20%.在中国半导体产业的大规模引进、消化、吸收以及产业的重点建设下,中国已成为全球半导体的主要市场之一.2014年中国半导体产业销售额已达4887.8亿元,同比增长11%；到了2016年中国半导体产业销售额达到6378亿元,同比增长14.8%；2018年全球半导体销售额为4688亿美元,其中中国半导体销售额1579亿,占全球市场的33.7%.2019年以来,全球市场半导体累计销售额同比下降14%至3017亿元.截至2019年9月,中国今年半导体累计销售额达到1057亿,同比下降12%,占全球市场的35%.随着5G、消费电子、汽车电子等下游产业的进一步兴起,预计中国半导体产业规模将快速增长.中国及全球半导体销售额（亿美元）
在整个半导体设备市场中,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,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%,25%,25%.
从半导体设备供给侧来看,全球规模以上晶圆制造设备商共计58家,其中日本的企业最多,达到21家,占36%,其次是欧洲13家、北美10家、韩国7家,而中国大陆仅4家,分别是上海盛美、中微半导体、Mattson（被亦庄国投收购）和北方华创,占比不到7%.2018年全球半导体设备厂商营收排名（百万美元）2018年排名国家公司20172018同比增速1北美AppliedMaterials13154.614016.16.50%2欧洲ASML9758.312771.630.90%3日本TokyoElectron8675.110914.825.80%4北美LamResearch955810871.413.70%5北美KLA36894209.814.10%6日本Advantest1673.82593.354.90%7日本SCREEN1863.5222619.50%8北美Teradyne16631492-10.30%9日本KokusalElectric1181.6148625.80%10日本HitachiHigh-Technologies1200.31402.716.90%11中国ASMPacificTechnology1107.31181.26.70%12韩国SEMES13531173.9-13.20%13欧洲ASMInternational836991.218.60%14日本Daifuku724.691.534.10%15日本Canon499.4765.453.30%总计56937.567066.917.80%半导体设备制造商规模总计70280.681140.315.50%
整体晶圆代工市场2019年到2023年的复合年均成长率为4.5%,市场营收可望于2023年达到783亿美元.随着众多新晶圆厂的出现显着提高了设备需求,对晶圆厂技术和产品升级以及额外产能的投资将会增加.全球晶圆市场营收及同比增速
随着半导体产业明显向中国转移,国产清洗设备企业将迎来良好的机遇.预测到2019年,中国的设备销售将增长46.6％,达到173亿美元.预计到2019年,中国,韩国和台湾将保持前三大市场,中国将跻身榜首.韩国预计将变成第二大市场,为163亿美元,而台湾预计将达到123亿美元的设备销售额.
2018-2019是建厂高峰期,2019-2021是设备的高峰期,整体行业正进入清洁设备采购期.2018年中国大陆Fab的设备采购付出接近120亿美元,同比增加67%,超越中国台湾成为全球第二大半导体设备市场,而到2019年,中国大陆的半导体设备采购金额有望超过韩国位居全球第一,达到180亿美元,同比增加58%.
三、半导体清洗行业企业营收情况
目前在国内,至纯科技、盛美半导体和北方华创主要承担着清洗设备国产化的重任.其中盛美半导体技术起步较早,主攻单片式清洗设备.至纯科技虽然起步在2015年,但近年来通过引进海外优秀人才,进步迅速,目前已经开拓了中芯、万国、燕东、TI、华润等知名企业.与至纯科技,盛美半导体通过自主研发不同,北方华创主要是通过收购美国Akrion公司实现槽式清洗设备国产化.
1.至纯科技
至纯科技成立于2000年,一直致力于为高端先进制造业企业提供高纯工艺系统的解决方案,特别是在半导体集成电路领域,拥有较好的客户口碑,客户包括上海华力、中芯国际、长江存储、合肥长鑫、士兰微等企业,2015年至纯科技精准定位半导体设备国产化市场,通过引进海外优秀人才、设立海外子公司的方式,进军半导体清洗设备领域.公司目前已经获得了中芯、万国、TI、燕东、华润等客户的正式订单,并与长江存储、合肥长鑫等国内最主流存储器厂商建立了密切合作关系.
2019年前三季度公司实现收入6.22亿元,同比增长94.35%,归母净利润约7430万元,同比增长172%.今年第三季度公司销售毛利率35%,销售净利率11.26%.公司发布2019年业绩预告,预计19年归属上市公司股东净利润1.12-1.25亿元,同比增长245-285%,扣非净利润0.95-1.08亿元,同比增长231-276%.至纯科技总营业收入及同比增速至纯科技归母净利润及同比增速
2.北方华创
北方华创以生产销售高端集成电路装备为主,重点发展刻蚀设备（Etch）、物理气相沉积设备（PVD）和化学气相沉积设备（CVD）三大类设备,广泛应用于集成电路制造、先进封装、半导体照明(LED)、微机电系统（MEMS）等领域.北方华创已经成为了国家02专项承担研发项目最多的机构之一,尤其是关于12寸晶圆制造的刻蚀机、PVD、立式氧化炉、清洗机、LPCVD等设备,已经批量进入了国内主流集成电路生产线.
得益于公司在半导体设备方面的良好表现,营业收入和利润保持稳步增长.2019年1-9月,公司实现营业收入27.36亿元,同比增长加30.25%；实现归属于上市公司股东的净利润2.16亿元,同比增长27.3%.北方华创总营业收入及同比增速北方华创归母净利润及同比增速
3.盛美半导体
盛美半导体设备在1998年由国家千人专家王晖博士为代表的一群清华校友成立于美国硅谷,2006年9月与上海市政府合资落户上海张江高科技园区.公司主要产品包括：兆声波单片清洗设备,TEBO,背面清洗设备,无应力抛铜设备,TSV深孔清洗设备,干法刻蚀设备,涂胶机,显影机,去胶机,腐蚀机,薄片清洗机等.公司近期