[原创] SEMI深度解读半导体产业的现状与未来

作为半导体生产设备、材料的业界组织——全球半导体生产设备协会（SEMI: Semiconductor Equipment and Materials International）的负责调查和统计的负责人、董事Clark Tseng先生在7月中旬于美国召开的半导体设备、材料相关展览会“SEMICON WEST”及SEMI 市场研讨会（Market Symposium）上做了题目为《展望市场~关于Fab设备投资、生产设备、材料的预测》的演讲。

半导体业界的现状

据Tseng先生表示，SEMI以自身统计的数据和半导体业界市场调查公司统计的数据为基础，得出了以下关于全球半导体元件（Device）、半导体生产设备、材料的现状（主要是今年1月-5月的状况）内容，如下所示：

全球半导体市场的销售额实绩（2019年1月-5月的累计值）去年同比减少13.7%，从国家、地区来看，美国同比减少27%，日本同比减少12%，中国同比减少10%，欧洲同比减少7%，各地区都呈现减少趋势。

关于2019年的全球半导体市场，市场调查公司在2018年末~2019年初时间点预计2019年将会出现2.4%的正增长（包括WSTS的各家调查公司的平均值），在2019年6月前后预测值下调至负增长10.6%（平均值）。在此次演讲之后，Gartner也公布了其最新的预测值，也是同比减少9.6%，几乎每家调查公司的预测值都是负增长。

关于2020年的全球半导体市场，包括WSTS在内的所有的市场调查公司都预测为正增长，其平均值约为7.8%。

DRAM市场的销售额实绩（2019年1月-5月的累计值）去年同比减少33.4%。

关于台湾半导体行业2019年第一季度的实绩，Fundry同比减少12%，OSAT同比减少26%，Fabless同比增加14%。

2019年第一季度硅晶圆（Silicon Wafer）的出货实绩上期同比减少6%，去年同比减少1%（虽然是“速报值”，SEMI在7月23日公布的2019年第二季度的出货实绩比上期减少2.2%，去年同比减少3.6%。）

硅晶圆的2019年1月-5月的累计出货实绩去年同比减少3%。

2019年1月-5月的半导体生产设备的销售额实绩（累计）去年同比减少22%。从国家、地区来看，韩国同比下滑55%，欧洲同比下滑45%，日本同比下滑34%，台湾同比增加62%，北美同比增加44%，由此可“分胜负”！

2017年、2018年“存储半导体泡沫（Memory Bubble）”的时候，关于半导体、半导体生产设备的市场预测，各家基本都没有看透存储半导体价格的趋势、且不断高估其价格；步入2019年，形势巨变，存储半导体价格不断下滑、且看不透不断持续的中美贸易摩擦，各家又低估存储半导体的价格。其结果就是存储半导体的市场状况即使在2020年也看不到任何回复的“苗头”。

在半导体行业，库存过剩、需求低迷、中美贸易摩擦、尤其是以Huawei为首的多家中国企业被制裁等令人担忧的情况、再加上日韩半导体材料出口的限制等状况的出现，对于市场情况的预测越来越难，对于未来的预测更是难上加难。

半导体前段工序Fab的设备投资动向

SEMI调查的半导体前段工序Fab的设备投资动向如图1 所示（历年推移和2019年、2020年的预测）。关于2019年的设备投资，SEMI在2018年的SEMICON WEST中提到“去年同比正增长”，后来，又慢慢下调其预测值，在2019年第一季度预测去年同比减少14%，然而这次又预测下滑20%！SEMI列举了短时间内半导体业界的需求低迷、供应链整体的过剩的库存等理由。但是，其对2020年的预测却是2位数的增长！关于这个2位数的增长，据SEMI透露，是由于存储半导体领域的设备投资再次兴起、中国大陆计划中的半导体Fab稼动带来的设备投资。也就是说，在2019年第一季度，SEMI预测2020年的设备投资将会比2019年增加27%，而最新的SEMI的预测又在27%的基础上稍微下调了一些。

图1： 全球半导体前段工序Fab的设备投资额推移（2010年-2018年的实绩、2019年和2020年的预测值。）（图片出自：SEMI）

存储半导体领域的设备投资

关于存储半导体领域的设备投资的推移如图2所示（历年的实绩和2019年、2020年的预测，NAND和DRAM分开统计）。存储半导体厂家在“存储半导体泡沫”膨胀的2017年、2018年以3D NAND为中心进行了大型投资之后，受到泡沫的影响，2019年的投资额将会推迟到2020年，预计2019年的DRAM和NAND的投资额都比去年同比减少40%以上。为此，在2020年，DRAM、NAND的投资额都会出现增长，很有可能在尖端工艺（Process）DRAM生产方面采用EUV Lithography技术，为此SEMI预测可能出现巨额投资。

图2： 存储半导体领域的设备投资额推移、每年增减对比（历年的实绩和2019年、2020年的预测。 ）（图片出自： SEMI）

Fundry和Logic方面的设备投资

Fundry和Logic Device方面的设备投资的推移图如图3所示（历年的实绩和2019年、2020年的预测，尖端Device和Legacy Device分开统计）。此处所言的“Legacy Device”，指的是：2014年-2016年期间，采用了比32nm还旧的工艺生产的元件；2017年-2020年期间，采用了比22nm还旧的工艺生产的元件。

关于用于尖端元件的2019年的设备投资，将会出现大幅度增长，可谓是与存储半导体形成鲜明对比！由于7/10nm工艺的增产而进行的投资、为采用EUV而增加的投资都将会持续下去，所以说尖端元件方面的投资起到了“带头”作用。

另一方面，用于成熟工艺方面的投资呈现稳定趋势，在中国的投资集中在20nm的生产、200mm产线。据SEMI预测，由于虚拟货币挖矿设备的市场情况还没有恢复，所以现时间点难以预测其设备投资的趋势。

图3： Fundry和Logic Device方面的设备投资的推移、每年增减对比（历年的实绩和2019年、2020年的预测。 ）（图片出自： SEMI）

各种产品的生产能力

2019年的各种半导体产品的Fab生产能力如图4所示，据预测，Fundry为32%，存储半导体为29%，离散元件（Discrete Semiconductor）为14%，光电子（Opto electronics）为8%。

图4的右侧是2020年第四季度与2018年的第四季度的生产能力的比较（今后2年内生产能力将会增加多少？）的排名。据预测，增长最明显的是NAND为20%，其次是光电子（包括Logic、Opto复合元件、CMOS图像传感器、传感器）为19%，离散元件、功率半导体（Power Device）为14%，Fundry为115,MEMS为10%。也就是说，2019年全球半导体的生产能力约为2,300万个/月（以200mm晶元换算）。

据SEMI预测，300mm Fab的数量会持续增加到2023年，全球半导体工厂的生产能力也会以年均7%的增长率增长，所以期待今后还会有持续性的设备投资。

图4： 2019年各种半导体产品的Fab生产能力预测（左）、未来2年内各种半导体产品的生产能力的增长率预测值（右）（图片出自： SEMI）

2019年的半导体生产设备、材料市场将会如何呢？

迄今为止的半导体生产设备、材料市场的动向

从过去30年的半导体生产设备、材料市场的销售额的推移表来看，关于生产设备，在20世纪90年中期200mm产线呈增长趋势、2010年前后的300mm产线的增长带动了销售额增加，而这期间的2000年，受到了所谓的“IT 泡沫”的“恩惠”，可以说半导体生产设备呈现了“异常增长”！但是，时间再后推16年，其销售额从未超过过2000年的销售额，可以说半导体生产设备领域呈现了“狂涨暴跌”情况。期间，半导体的生产能力虽然有提升，设备的销售额之所以没有提高，这是由于设备的“吐出量（Through Up）”、生产半导体元件的良率有了极大的提高。但是，由于受到2017年-2018年的“存储半导体泡沫”的影响，市场情况急剧变化，半导体设备市场急剧扩大，又刷新了历史新高值！

另一方面，材料市场的增长没有赶上“IT 泡沫”时的半导体设备的增长；材料市场的下跌也没有赶上“雷曼事件（Lehman Shock）”时半导体设备的下跌！1987年以后的25年，基本上是保持稳定的增长，虽然有一段时间曾经规模扩大、超过了半导体设备市场，但是受到降价压力等影响，2010年以后销售额基本呈低迷趋势。在材料市场中，规模最大的硅晶圆的平均销售价格在2007年/2008年达到顶峰后持续走低，整个行业的销售额都呈现下滑趋势。但是，受到2017年、2018年“存储半导体泡沫”的“恩惠”，晶元（Wafer）不足、平均销售价格上涨、同时出货数量增加，所以整个业界的销售额在2017年同比增加21%，2018年同比增加31%。

图5： 过去30年半导体生产设备市场、半导体材料市场的推移。 （图片出自： SEMI）

2019年和2020年的半导体生产设备市场

关于2019年的生产设备市场，SEMI在2018年末的Semicon Japan上提到，将会比2018年减少4.0%，下滑至595亿8,000万美元（约人民币4,051.44亿元），而在SEMICON WEST上又提出2019年将会比2018年减少18.4%，减少至526亿8,000万美金（约人民币3,582.24亿元）。关于2020年的预测值，据SEMI预测，将会比2019年同比增加11.6%，增至587亿8,000万美元（约人民币3,997.04亿元）。

图6是在2019年6月份前后对各种半导体生产设备的进行的市场预测。晶元工艺（Wafer Process）处理设备同比下滑19.1%，下滑至422亿美元（约人民币2,869.6亿元），其他的前段工序设备（Fab Facility、结晶·晶元生产设备、Mask·Reticle生产设备等）同比减少4.2%，减少至26亿美元（约人民币176.8亿元），组装、封装设备同比减少22.6%，减少至31亿美元（约人民币210.8亿元），测试设备同比减少16.4%，减少至47亿美元（约人民币319.6亿元）。

图6： 各种半导体生产设备的市场推移和2019年、2020年预测。 （图片出自： SEMI）

也就是说，2017年、2018年的半导体设备的销售额总额、各个类别的销售额都刷新了历史新高值（测试设备除外）。测试设备在2000年刷新了历史新高值为92亿美元（约人民币625.6亿元），至今都没有超过92亿美元。

图7： 各国家、地区的半导体生产设备的市场推移和2019年、2020年的预测值。 （图片出自： SEMI）

2019年和2020年的半导体材料市场

关于半导体材料市场，据SEMI预测，2018年比2017年同比增加11%,增至520亿美元（约人民币3,536亿元），2019年的增长率基本为0%，2020年同比增加3%。

其中，关于半导体前段工序Fab材料的市场规模，2018年虽然比2017年增加了16%，2019年基本没有变化，为326.5亿美元（约人民币2,220.2亿元），2020年同比增加4%。 据SEMI预测，在前段工序的Fab材料市场上，增长最明显的就是硅晶圆（Silicon Wafer），2018年同比增加31%，增至121亿美元（约人民币822.8亿元），2019年同比减少1.5%,2020年同比增加3.7%。 此外，关于封装（Packing）材料市场，2018年同比增加3%，增至197亿美元（约人民币1,339.6亿元），2019年基本与2018年持平，2020年同比增加2%。

表1： 半导体前段工序的Fab材料市场销售额预测。 （图片出自;SEMI）

表2： 半导体封装材料的市场销售额预测。 （图片出自： SEMI）

总结

SEMI虽然大幅度下调了2019年的半导体元件的市场预测值，其主要原因是2019年下半年的贸易摩擦、地区政治原因等不确定因素和不透明的市场情况。短期范围内（Range），需求的疲软、库存数量虽然“手持市场动向的钥匙”；但从长期来看，由技术革新带来的新技术层出不穷，未来的预测应该是乐观的。

此外，关于2019年Fab设备投资、生产设备市场，据SEMI预测，存储半导体行业的设备投资应该会暂时“冻结”或延迟；关于Fundry、Logic方面的投资总额，会由于7nm的量产、5nm的量产准备而有所增加。2020年存储半导体的投资会“再度花开”、中国大陆的新设备投资也会增加，所以投资额将会有两成左右的增长。

此外，关于2019年半导体材料市场的预测，与2018年（同比增加11%）相反，虽然短期内会由于客户降价的要求，而不会出现明显增长，但2020年会出现一定增长。

虽说材料的使用量要看稼动率，但据预测Logic和Fundry都将会出现稳定的投资、较高的稼动率，因此，可以说存储半导体市场恢复之时也是其掌握市场关键要素之时。

表3： 2018年半导体元件市场的销售额、半导体生产设备市场的销售额、半导体材料市场（Wafer Fab材料、Packing材料）的销售额实绩&2019年、2020年的预测值，以及每年的增减比例。 （图片出自： WSTS、SEAJ、SEMI）