自動化產(chǎn)品在半導(dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用

文:2020年第四期

導(dǎo)語:半導(dǎo)體做為高端制造業(yè)的代表,工藝對于精密性要求較高,對于自動化產(chǎn)品有著較為廣泛的需求,受到業(yè)內(nèi)的普遍關(guān)注。

半導(dǎo)體做為高端制造業(yè)的代表,工藝對于精密性要求較高,對于自動化產(chǎn)品有著較為廣泛的需求,受到業(yè)內(nèi)的普遍關(guān)注。

半導(dǎo)體行業(yè)政策概況

1.稅收優(yōu)惠政策

● 2019年5月22日,為支持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展,財(cái)政部、稅務(wù)總局就有關(guān)企業(yè)所得稅符合條件企業(yè)將自2018年開始兩免三減半。

2.02專項(xiàng)-對設(shè)備商的補(bǔ)貼

● 2019年1月26日,北廣科技承擔(dān)的“射頻發(fā)生器研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”國家科技重大專項(xiàng)02專項(xiàng)課題,通過國家正式驗(yàn)收。

● 2019年8月26日,湖北鼎匯微電子材料有限公司獲準(zhǔn)成為國家重大科技專項(xiàng)——02專項(xiàng)子課題的聯(lián)合承擔(dān)單位。

3.大基金投資動態(tài)

● 10月22日,“大基金二期”正式注冊成立,注冊資本為2041.5億元。

● 11月14日,“大基金一期”正式投資國產(chǎn)存儲芯片公司深圳市江波龍電子股份有限公司,直接持有6.93%股權(quán)。

4.地方政府政策

● 江蘇南京、無錫、昆山,浙江杭州、福建晉江、深圳以及長沙等地相繼出臺優(yōu)惠政策,助力地方集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

5.半導(dǎo)體行業(yè)典型事件

● 7月1日日本政府宣布,7月4日起日本將對韓國執(zhí)行經(jīng)濟(jì)制裁,限制日本半導(dǎo)體材料、OLED顯示面板材料的對韓出口。

● 10月29日,華為自研的PA(功率放大器)芯片將交給國內(nèi)公司三安集成代工,并計(jì)劃在2020年Q1小幅量產(chǎn),Q2大量生產(chǎn)。

半導(dǎo)體行業(yè)投資建廠概況

1.半導(dǎo)體公司M&A

● 2019H2,半導(dǎo)體行業(yè)收并購活動有所放緩,主要有英飛凌收購賽普拉斯、蘋果收購英特爾手機(jī)調(diào)制解調(diào)器業(yè)務(wù)以及美國達(dá)爾科技收購敦南科技。

2.半導(dǎo)體公司積極申報科創(chuàng)板

● 目前科創(chuàng)板上市的半導(dǎo)體公司有13家:華興源創(chuàng)、睿創(chuàng)微納、光峰科技、瀾起科技、新光光電、中微公司、樂鑫科技、安集科技、瀚川智能、晶晨股份、西部超導(dǎo)、晶豐明源、嘉元科技。

3.半導(dǎo)體行業(yè)投資動態(tài)

● 多個半導(dǎo)體材料、集成電路以及功率半導(dǎo)體器件相關(guān)項(xiàng)目在遼寧、四川、浙江、江西、武漢、濟(jì)南、紹興等地落戶。

4.半導(dǎo)體行業(yè)開工建廠動態(tài)

● 2019H2,多個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、光電芯片以及IC項(xiàng)目正式開工建廠。

5.半導(dǎo)體行業(yè)投產(chǎn)新聞

● 2019H2,多條半導(dǎo)體產(chǎn)線即將竣工投產(chǎn)或已經(jīng)量產(chǎn),其中多個項(xiàng)目有技術(shù)上的突破,如中欣晶圓半導(dǎo)體大硅片項(xiàng)目的竣工投產(chǎn),打破了國外企業(yè)壟斷;銳駿半導(dǎo)體12英寸MOSFET的成功投產(chǎn),填補(bǔ)了國內(nèi)這一領(lǐng)域的空白。

市場規(guī)模

2019年全球半導(dǎo)體行業(yè)景氣度下行,但國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)受產(chǎn)業(yè)政策支持以及國產(chǎn)替代訂單增加影響,對于自動化產(chǎn)品的采購依然保持較高增速。2019年,全球自動化產(chǎn)品在半導(dǎo)體行業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售83.5億元人民幣,同比增長10.2%,其中國內(nèi)市場占比31.9%,達(dá)到26.6億元人民幣,同比增長18.5%(圖1、圖2)。

自動化產(chǎn)品在半導(dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用1.jpg

圖1 2016~2023年全球半導(dǎo)體行業(yè)自動化產(chǎn)品市場規(guī)模增長及預(yù)測

自動化產(chǎn)品在半導(dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用2.jpg

圖2 2016~2023年中國半導(dǎo)體行業(yè)自動化產(chǎn)品市場規(guī)模增長及預(yù)測

展望2020-2023年,因全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國轉(zhuǎn)移增長強(qiáng)勁,中國的半導(dǎo)體行業(yè)將會保持較高景氣度,對于自動化設(shè)備的采購也會維持在較高增速。

市場結(jié)構(gòu)

從結(jié)構(gòu)上來看,自動化產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域分為半導(dǎo)體設(shè)備和半導(dǎo)體廠務(wù),國內(nèi)市場主要以半導(dǎo)體設(shè)備為主,占比68%;廠務(wù)的風(fēng)機(jī)、泵、空調(diào)等環(huán)節(jié)主要使用變頻器、PLC等,占比32%(圖3)。

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圖3 2019年半導(dǎo)體行業(yè)自動化產(chǎn)品市場規(guī)模-分應(yīng)用領(lǐng)域

半導(dǎo)體前道技術(shù)較為先進(jìn),設(shè)備主要以進(jìn)口為主,國產(chǎn)設(shè)備主要應(yīng)用在材料端和后道,因此材料設(shè)備和后道設(shè)備自動化產(chǎn)品采購規(guī)模大,分別占比40%和37%(圖3)。近年來,前道設(shè)備國產(chǎn)替代開始提速。

國內(nèi)自動化產(chǎn)品大客戶包括北方華創(chuàng)、中微半導(dǎo)體、晶盛機(jī)電、連城數(shù)控、大族激光等,市場較為分散,大客戶采購金額在千萬數(shù)量級(圖4)。

自動化產(chǎn)品在半導(dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用4.jpg

圖4 2019年半導(dǎo)體設(shè)備自動化產(chǎn)品市場規(guī)模-分設(shè)備商與Fab廠

典型的半導(dǎo)體行業(yè)廠務(wù)系統(tǒng)包括:潔凈室系統(tǒng)、純水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、特殊氣體系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和電梯系統(tǒng)(表1)。

表 1 典型的半導(dǎo)體行業(yè)廠務(wù)系統(tǒng)自動化設(shè)備配置.png

表1 典型的半導(dǎo)體行業(yè)廠務(wù)系統(tǒng)自動化設(shè)備配置

1.潔凈室系統(tǒng)

● 潔凈系統(tǒng)的控制是由PLC+HMI完成的。

● 風(fēng)機(jī)通過變頻器調(diào)節(jié)新風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)速。

2.純水系統(tǒng)

● 純水系統(tǒng)通過PLC控制出口閥門、水位、壓力、流量和溫度。

● 變頻器控制水泵電機(jī)。

3.廢水系統(tǒng)

● 廢水系統(tǒng)采用PLC控制。

● 變頻器控制現(xiàn)場設(shè)備風(fēng)機(jī)和泵。

4.冷凍水系統(tǒng)

● 冷凍水系統(tǒng)的自動控制是由DDC控制臺完成,不使用PLC。

● 7個水泵中,3個水泵會安裝變頻器來控制速度。

5.特殊氣體系

● 特氣系統(tǒng)采用PLC自動控制和人機(jī)界面控制,警報輸出至遠(yuǎn)端。

6.冷卻塔系統(tǒng)

● 在10個冷卻塔里面,有2個冷凍機(jī)循環(huán)冷卻水冷凍塔為變頻器。

●在冷卻塔系統(tǒng)中會有一個PLC來控制各個子系統(tǒng)。

7.空調(diào)系統(tǒng)

● 中央控制是由PLC自動控制完成的。

● 6個主機(jī)系統(tǒng)會通過各自變頻器來調(diào)節(jié)溫度和壓強(qiáng)。

8.電梯系統(tǒng)

● 電梯控制系統(tǒng)硬件由轎廂操縱盤、廳門信號、PLC、變頻器、調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成。

● 變頻器只完成調(diào)速功能,而邏輯控制部分是由PLC完成的。

據(jù)調(diào)研,以國內(nèi)某晶圓代工龍頭企業(yè)的廠務(wù)系統(tǒng)為例,其中自動化產(chǎn)品配置如下:

國內(nèi)廠務(wù)市場大客戶包括中芯國際、臺積電、海力士和三星等,市場相對半導(dǎo)體設(shè)備較為集中。

分產(chǎn)品來看,半導(dǎo)體行業(yè)自動化市場規(guī)模TOP3分別為伺服系統(tǒng)(SV)、PC-based、變頻器(INV),分別占比25.6%、17.8%和13.4%(圖5)。

自動化產(chǎn)品在半導(dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用6.jpg

圖5 2019年半導(dǎo)體行業(yè)自動化產(chǎn)品市場規(guī)模-分產(chǎn)品

競爭格局

伺服系統(tǒng)作為最大的細(xì)分市場,目前以松下、安川、三菱三家日系品牌為主,國內(nèi)廠商份額較低。

PC-based市場前三家供應(yīng)商為研華、固高、倍福。研華主要為OEM廠商提供搭配運(yùn)動控制卡產(chǎn)品行程控制器,由于性能穩(wěn)定,因此受到OEM廠商的歡迎。固高主要集中在清洗、固晶機(jī)等設(shè)備上,為這些設(shè)備提供運(yùn)動控制卡產(chǎn)品。倍福主要集中在裝片機(jī)、貼片機(jī)等中高端設(shè)備上,主要為這些設(shè)備提供嵌入式控制器和軟PLC產(chǎn)品。

表 2 自動化各主要品牌優(yōu)劣勢分析.png

表2 自動化各主要品牌優(yōu)劣勢分析

變頻器市場以丹佛斯、ABB、施耐德三家歐美系品牌為主。

半導(dǎo)體設(shè)備的自動化產(chǎn)品配套,主要競爭優(yōu)勢來源于用戶需求的快速響應(yīng),產(chǎn)品精度和穩(wěn)定性以及成本等方面。

松下在半導(dǎo)體行業(yè)的市場占有率第一,達(dá)到8%(圖6),優(yōu)勢在于本地化工廠,使得松下對半導(dǎo)體行業(yè)客戶需求的把握更為直接,更有利于實(shí)現(xiàn)用戶需求和產(chǎn)品研發(fā)的銜接。同時松下伺服產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性高,半導(dǎo)體客戶認(rèn)可度高。

自動化產(chǎn)品在半導(dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用7.jpg

圖6 2019年國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)自動化產(chǎn)品市場規(guī)模-分供應(yīng)商

歐姆龍?jiān)诎雽?dǎo)體行業(yè)市場占有率第二,達(dá)到7%。歐姆龍進(jìn)入半導(dǎo)體行業(yè)多年,早在2003年就在中國成立半導(dǎo)體行業(yè)事業(yè)部,針對半導(dǎo)體行業(yè)類用戶具備提供一整套解決方案的能力。

歐姆龍“PLC+伺服系統(tǒng)”解決方案是半導(dǎo)體行業(yè)自動化主流,競爭對手以三菱、西門子、基恩士等外資廠商為主。國產(chǎn)廠商目前沒有實(shí)現(xiàn)整體解決方案的供應(yīng),但國產(chǎn)廠商以成本優(yōu)勢可以實(shí)現(xiàn)伺服系統(tǒng)的國產(chǎn)替代,代表為匯川、臺達(dá)等。

半導(dǎo)體廠務(wù)業(yè)務(wù),人脈因素較為重要,其次是配電產(chǎn)品配套和價格等因素、人脈因素。

● 廠務(wù)中的自動化產(chǎn)品采購決定權(quán)基本掌握在業(yè)主與SI手中,所以做業(yè)主與SI的商務(wù)工作顯得十分重要。

● 歐美系廠商進(jìn)入中國市場較早,區(qū)域銷售長期做當(dāng)?shù)貥I(yè)主與SI工作,深入了解當(dāng)?shù)谾ab廠需求與技術(shù)要求,具有較強(qiáng)的人脈資源。

● 日系廠商做業(yè)主與SI的工作較少,主要靠代理商分銷產(chǎn)品,所以在廠務(wù)中的占比較小。

配電產(chǎn)品

廠務(wù)中除了自動化產(chǎn)品以外,同時需要大量的配電產(chǎn)品。擁有較強(qiáng)的配電產(chǎn)品體系可以很好的輔助自動化產(chǎn)品的銷售。

價格

廠務(wù)中的自動化產(chǎn)品基本已經(jīng)成熟,在同等商務(wù)攻略的條件下,優(yōu)先選擇性價比高的品牌。所以與配電產(chǎn)品打包銷售,或者行業(yè)特價是比較常見的價格策略。

行業(yè)技術(shù)方案

半導(dǎo)體的工藝段發(fā)展很快,廠務(wù)中某些子系統(tǒng)也需要及時的更新。例如潔凈室系統(tǒng),需要根據(jù)需求改進(jìn)技術(shù)方案,所以長期與業(yè)主與SI的溝通也顯得尤為重要。

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