2026.09.28 | AC | SemiCap | SemiCap Expert: Demand & Margins
原标题:半导体设备调研:技术迭代驱动需求倍增,供应链约束短期毛利
·半导体设备毛利率承压,主因研发投入激增(含1-2年免费demo模式)、成熟制程竞争加剧及大客户议价权强;2026H1起收入增速放缓受上游零部件(如压电陶瓷MFC)交期拉长与提价制约。 ·供应链压力自2026Q2显现,海外巨头扩产挤占产能导致国内零部件获取优先级降低;国内厂商通过投资初创公司及引进专家攻克静电卡盘等核心部件,国产替代进程加速。 ·技术迭代驱动设备需求倍增:因缺乏EUV,国内采用多重曝光及Xtacking三层叠加技术,导致刻蚀与薄膜沉积设备需求较海外方案增加80%-100%,商机远超存量市场。
以下内容来自资深行业专家:
Q&A
根据观察,今年上半年国内几家主要的半导体设备厂商,如北方华创、中微公司、拓荆科技等,其收入同比增速和毛利率均呈现下降趋势。请问造成这一现象的具体原因是什么,以及未来趋势将如何演变?
尽管国内几家主要设备厂商的整体营收仍在增长,但毛利率下降的现象确实存在,其原因主要涵盖以下几个方面:
首先,研发投入大幅增加。为了攻克先进制程、新型封装等关键领域,公司投入了高昂的研发成本。一种常见的模式是,为客户提供为期一到两年的免费demo机台进行验证,客户在验证成功后才支付全款。这种模式不同于常规的“3-3-3-1”付款流程(即预付3 0%、到场付30%、验收付30%、质保期后付10%),导致前期投入巨大,包括大量的人员开支、研发人员招聘以及股权激励等,这些都对研发开支构成了急速增长的压力,从而影响了当期毛利。
其次,市场竞争加剧。在成熟制程领域,例如6英寸和8英寸产品线,市场竞争尤为激烈。为了抢占市场份额,公司有时不得不降低毛利率。虽然大公司的机台在成熟度上具备优势,但一些规模较小的公司在交付周期上更具灵活性,通常只需两到三个月即可交付,而大公司 则需要六到八个月,这加剧了竞争态势。
第三,大客户的议价能力。作为平台型公司,面对采购量大的核心客户时,对方拥有较强的议价权。为了维持与大客户的合作关系,公司会采取薄利多销的策略,这也会在一定程度上压缩毛利率。
第四,公司战略性扩张带来的资本开支。以中微公司为例,其业务正向平台化方向发展。除了在高端刻蚀设备领域持续研发投入外,公司还在成都建设用于先进制程设备制造的工厂,在广州布局面板设备业务,并涉足MOCVD设备领域。此外,通过收购等方式进行产业整 合,这些战略性投资和扩张都会产生大量费用,影响短期内的盈利水平。
最后,新兴竞争者的崛起。例如,新崛起的公司不仅在刻蚀和薄膜沉积设备领域进入了中芯国际、长江存储、长鑫存储、华虹等主流厂商,还拥有从原材料到零部件的垂直整合供应链。该公司在全球多地设有研发中心,其ALD设备已于2025年进入越南市场,并计划将 海外市场份额提升至5%左右。此外,在低端市场,由比亚迪等产业资本扶持的公司,凭借其内部订单优势和快速交付能力,也对传统设备厂商构成了竞争压力。
尽管面临上述挑战,但先进制程领域的设备一旦通过客户验证并成功销售,其市场竞争壁垒较高,小公司难以进入,这构成了未来市场的核心增长点。因此,当前的投入和毛利承压可以视为对未来市场的战略性布局。
从2026年上半年开始,毛利率出现下降,同时收入增长率也呈现放缓趋势,其背后的具体原因是什么?
收入增长率的下降与毛利率的承压,部分原因在于上游零部件供应的约束。例如,部分海外零部件的交付时间拉长、配额收紧,直接制约了设备的交付节奏。具体来看,一些进口零部件成本在提升,例如部分用于高端刻蚀和ALD设备的压电陶瓷MFC(质量流量控制器) ,其供应商不仅延长了交期,还进行了提价。压电陶瓷驱动器在整个MFC成本中占比可达35%至40%,是关键部件。国内目前主要以热式MFC为主,能小批量应用压电陶瓷MFC的厂商较少,高端产品仍依赖进口。因此,当海外供应商涨价、延长交期,甚至对某些 在限制名单上的企业停止销售或仅提供维修服务时,便会对交付和毛利率产生直接影响。
上游零部件供应链紧张以及交期延长的情况是从何时开始出现的,目前的发展趋势如何?
供应链紧张的状况从2026年第二季度(具体为5、6月份)开始显现,并且在第三季度呈现出逐步加剧的趋势。尽管企业通过提前备货,对部分高端或关键零部件(如静电卡盘,E-chuck)有一定的库存准备,但整体供应链的压力正变得日益明显。同时,为了应 对这一挑战,国内也在积极寻求突破,例如通过投资初创公司和引进海外专家团队,来攻克高温或多温区静电卡盘等核心部件的技术瓶颈。
导致这些核心零部件供应紧张的主要因素,是海外市场需求旺盛挤占了产能,还是供应商对国内市场在主动收缩供应?
两方面因素同时存在。首先,海外市场的需求非常强劲。Lam Research和Applied Materials等国际设备巨头虽然在国内先进制程市场的份额逐步缩小,但其整体营收仍在增长,这主要得益于三星、海力士、英特尔、美光以及台积电等海外客户的大规模扩产。台积电一家就占据了全球约65%至72%的代工市场份额,其对先进制程设备的需求巨大。这些国际设备巨头作为大客户,自然在零部件采购上享有更高的优先级。其次,零部件供应商也会优先保障其大客户的需求。例如,当三星、英特尔、台积电等企业大量采购MFC时,供应商会优先满足它们。对于国内客户,即使愿意接受提价,也可能面临需要获得许可、交期延长等问题。此外,部分核心部件如压电陶瓷本身产能不足,海外供应商无法满足所有需求,这也促使国内厂商开始更多地采用国产替代方案。尽管国产压电陶瓷在金额上体量尚小,但增速非常快,已有部分本土企业实现了技术突破并获得了大量订单。
除了供应链的限制因素外,是否存在下游需求本身不及预期的因素,从而影响了交付和收入确认?
下游需求端,尤其是在先进制程领域,确实存在一些挑战。由于缺乏EUV光刻机,需要采用多重曝光技术,这使得生产成本相较于拥有EUV的厂商要高出至少30%。在良率较低的情况下,高昂的成本会成为制约因素。因此,晶圆厂可能会优先致力于提升现有制程的良 率,而不是立即进行大规模的扩产,其扩产计划会首先从较小批量开始,这在一定程度上会影响其对新设备的需求节奏。
在当前地缘政治背景下,国内AI芯片需求对7nm制程产能有何影响?华虹半导体在7nm制程的扩产计划和产能目标是怎样的?
当前,由于台积电对部分国内企业如寒武纪(2022年)、摩尔线程和壁仞(2023年11月)、沐曦(2024年)以及燧原科技等在7nm制程上进行供货限制,国内AI芯片的需求显著增加,这推动了本土晶圆厂在相关制程上的发展。华虹半导体正在积极布局7 nm工艺。未来的扩产主力将是八厂,尽管扩产计划明确,但目前仍面临良率等问题,可能导致进度有所延迟。同时,包括中微公司在内的设备企业正在与中芯国际等晶圆厂合作验证国产光刻机等设备,这也需要一定时间。
长鑫存储上海超级工厂的设备采购和进场调试的时间节点是如何规划的?
长鑫存储上海超级工厂的设备导入节奏与量产目标紧密相关。以计划于2027年量产的一期项目为例,设备订单需要在2026年下半年,最晚于第三季度末或第四季度初下单。这是因为从下单到设备交付通常需要6到8个月的周期,其中包括2到3个月的备件采购时间 和约3个月的制造时间。公司的先进封装项目目前已在大量导入设备。
对于晶圆厂而言,从订购设备到最终实现量产,通常需要经历哪些阶段,其时间周期是多久?
一个晶圆厂项目从设备订购到实现量产,通常需要一年半到两年的时间,尤其对于尚不成熟的新工艺。具体流程如下:若计划在2027年底量产,设备订单需在2026年第二季度下达。设备在年底运抵工厂后,需要2到3个月进行安装调试。随后,整条产线跑通并进行试生产(pilot run)还需要2到3个月。产品产出后,需要进行可靠性测试,通常包含1,000小时的测试,耗时一个多月。如果可靠性测试未通过,则需要重新验证。对于核心工艺,从设备进场到稳定量产的验证周期通常在一年半到两年之间;对于辅助工序,也需要半年到一年的时间。即使产线跑通后,仍需经历良率和产能的持续爬坡过程。
设备供应商在向国内晶圆厂销售设备时,其收款流程和收入确认节点是怎样的?
对于国内客户,设备供应商的收款流程通常分三步进行。首先,在客户下达订单时支付30%的预付款。其次,当设备交付至客户工厂现场后,再支付30%的款项。最后,设备安装调试完成,工艺达到客户验收标准(通常以整条产线的稳定运行和产品可靠性测试通过为依 据),客户签署验收报告后,支付剩余的30%。收入确认通常发生在第三步,即客户正式签署验收报告之后。验收完成后,设备进入为期一年的质保期。
对于设备供应商而言,收入确认的具体节点是怎样的?例如,一笔1亿元的设备订单,通常分阶段支付(如下单付30%、到场付30%、调试完成付30%),这笔收入是分阶段确认,还是在某个特定节点一次性确认?
收入的确认并非在下单或收到预付款时,而是以客户最终验收并回款为准。订单额在客户完成验收、签署确认文件且相应款项实际到账后,才能计为公司的营业收入。例如,一笔订单的款项,即使客户已经完成验收,但若款项延迟一至两周甚至一个月内到账,且跨越了季度 末,那么这笔收入就无法计入当前季度。年底通常会集中推动客户完成验收,以确认更多收入。对于已交付但未通过验收的设备,即便已经进入质保期,相关款项也无法确认为收入,部分情况下,客户的验收流程可能会持续一到两年。
国内半导体设备采购的季节性规律是怎样的,尤其是在大规模进场方面,下一个高峰期预计在何时?
设备大规模进场的时间点通常集中在下半年,尤其是在第三季度末或第四季度。这与晶圆厂的年度预算和支出计划有关。许多公司会在年初设定年度设备采购预算,并在执行过程中控制支出节奏,避免前期投入过多导致后续资金超标。临近年底时,若预算尚有余额,公司倾 向于将剩余资金用完,为下一年的新指标和新项目做准备,这会带动年底的采购和验收活动。因此,设备供应商在年底的营收和验收量也相应较高。不过,如果客户在年底时资金紧张或年度预算超支,也可能将付款推迟到次年的第一季度。
从3D NAND和DRAM领域来看,国内市场的产能格局和国产设备的应用前景如何?
在国内市场,DRAM的整体市场规模预计将是3D NAND市场的一倍。3D NAND领域的主要参与者除了长江存储,还有大连的英特尔(规划10万片/月产能,并计划再扩产5万片/月)和西安的三星(约15至20万片/月产能)。DRAM领域的参与者则包括长鑫存储、晋华集成和紫光等。在设备采购方面,三星、海力士和英特尔等外资厂商过去基本不采购国产设备,但目前态度已有所松动,开始愿意评估和验证国产设备,例如中微公司的刻蚀机已进入其产线进行验证。这一转变的原因在于国产设备在交期上具备显著优势,且性价比更高。相较于国外设备长达一年至一年半的交货周期,国产设备能更快满足其紧急扩产需求。
当前三星、海力士等海外厂商在中国大陆的晶圆厂,是否会采购国产设备?
目前,三星、海力士在中国大陆的工厂基本采购国外设备,尚未导入北方华创的薄膜沉积、刻蚀等设备。不过,中微公司的一些刻蚀设备已在这些工厂进行验证,作为备选方案。随着这些厂商在国内的扩产计划,例如大连英特尔扩产5万片以及三星的改造翻新项目,他们正 开始考虑采购中国的设备。这主要基于几点考量:首先,长江存储、长鑫存储等国内厂商的技术已相当成熟,其制程能力基本可以满足这些海外厂商在中国的生产需求;其次,采购国外设备周期长、价格昂贵,性价比不高;最后,国产设备在服务和售后支持方面更具优势。 当然,对于最尖端的设备,海外厂商仍会优先选择海外供应商。
国产设备厂商在进入客户端验证时,通常采用怎样的商务模式?如果设备验证不通过,是否存在退货风险?
国产设备进入客户端验证通常采用demo机台模式。在此模式下,设备厂商前期向客户免费提供设备进行为期一到两年的验证,期间没有收入。验证期结束后,如果设备满足要求,客户需支付全款。一般而言,客户既然同意进行验证,就意味着设备本身具备相当的竞争力 ,因此验证失败并退机的概率极低,通常小于5%。即使设备未能完全达到工艺要求,双方也会寻求折中的解决方案来弥补损失,而不是直接退机,因为这会浪费双方的时间、人力和财力。客户启动验证程序,本身也是出于保障供应链安全和满足自身需求的考量,希望与国 内设备商联合开发,共同应对未来可能的技术封锁。
国内晶圆厂在新建产线时,通常如何规划国产与进口设备的应用策略?
国内晶圆厂,尤其是在先进制程领域,如中芯集成、还有、新芯等,普遍采用“一期国外线、二三期国产线”的策略。具体而言,他们会先建立一条完全由国外设备构成的生产线,例如一条28纳米的全制程国外生产线。这条线将作为基准,因为它运行多年,数据积累丰富 ,数据库成熟,且设备在兼容性、稳定性、产能和良率方面表现更优。随后,晶圆厂会在这条基准线旁边再建一条国产设备生产线,通过对标,分析国产设备在性能、工艺配方等方面的差异。Fab的工程师会以此为参照,对国产设备和整线制程进行改造优化,以期达到与 国外生产线相当的良率和产能。当一期项目完成后,后续的二期和三期扩产则会以国产设备为主。
在光刻机受限的情况下,这对其他国产设备的采购会产生什么影响?
光刻机受限反而为其他国产设备带来了机遇。以长江存储为例,由于缺乏高深宽比的刻蚀机,无法像三星、海力士那样一次性完成刻蚀。为制造296层NAND,长江存储采用Xtacking技术,这种“两个deck”的技术方案相较于国外厂商的“一个deck” 方案,在同等产能下需要采购更多的刻蚀机和薄膜沉积设备。同样,在先进逻辑制程领域,为实现7纳米工艺,需要通过对28纳米工艺进行四次多重曝光堆叠,这也显著增加了对刻蚀和薄膜沉积设备的需求。技术迭代、国产化率提升以及扩产这三大因素共同驱动了设备需 求的增长,其带来的商机远超存量市场。
在一条生产线上,是否会同时使用国产和海外的同类设备?如果国产设备性能达标,厂商是会全部替换还是同时使用?
一条生产线上不会只使用纯国产设备,除非国产化率达到100%。这并非因为不能使用纯国产设备,而是因为在许多关键工序上,国产设备可能尚未突破,或者在产能和良率方面无法满足客户的高标准要求。即使国产设备在性能上达到客户要求,客户也会综合考量其良率 和产能,通常会将其作为第二供应商(二供),以确保供应链的稳定性和议价能力,避免因单一供应商产能被占满而导致断供。在半导体行业,选择设备的首要标准是性能和质量,其次才是供应链安全、售后服务、商务条款、品牌和成功案例等因素。性价比的权重远低于性 能和质量。客户最终关注的是产能和良率,并会从整体拥有成本的角度进行评估。例如,即使一台国外设备价格是国产设备的1.5倍,但若其产能能达到国产设备的两倍,综合节能等效果,其整体TCO可能更优,客户仍会选择国外设备。
对于长鑫存储和长江存储这类厂商,扩产10万片晶圆的月产能,大约需要多大的设备投资额?
10万片月产能所需的投资额与具体的工艺节点密切相关,例如19纳米、17纳米和15纳米的投资差异较大。以长江存储296层这类较为高端的工艺为例,每1万片月产能的设备投资额大约在72亿至80亿元人民币之间。因此,10万片月产能对应的设备投资总额 约为700亿至800亿元人民币。这部分投资仅为设备采购成本,在整个晶圆厂的总投资中,设备投资通常占比高达80%至82%,其余18%至20%为厂房土建、洁净室等非设备投资。工艺越先进,设备投资的价值占比通常越高。
在晶圆厂的设备投资中,主要环节设备的价值量占比排序是怎样的?
在前道设备投资中,价值占比较高的环节依次是:薄膜沉积设备占比最高,约为22%至24%,该环节包含PVD、CVD、ALD、电镀和EPI等多种设备。其次是刻蚀设备,占比约为21%至23%,其中干法刻蚀(如ICP、CCP)占绝大部分(约90%), 湿法刻蚀占比较小。光刻设备紧随其后,占比约为19%至21%。量测检测设备,因其种类繁多、贯穿多个工序(如膜厚、均匀性、应力、刻蚀深度等都需要测试),其投资占比约为11%至13%。这四个环节的设备投资合计已占到前道设备总投资的75%至78%。
将新设备提供给新工厂进行demo验证期间,毛利率会相对较低,通常需要多长时间才能实现稳定供货并使毛利率回升?
新设备的demo验证期通常为一到两年,对于先进高端设备,验证期一般从两年起步,甚至可能长达三年。在demo期结束后,客户需要支付设备全款。然而,即使某个制程节点的设备完成了demo并进入稳定供货阶段,厂商为了跟上技术迭代,会立即投入到更先进 制程的设备研发和demo中,这部分新增的研发投入会持续影响整体的毛利率。只有当技术发展趋于平缓,不再有更先进制程需要大力投入研发时,公司的毛利率才可能出现显著回升。从长远来看,为实现技术突破和国产化率提升,前期的研发投入是必要的。尽管这会影 响短期营收和毛利,但公司也会通过控制人力及零部件采购成本等方式进行平衡。不过,设备厂商的售价涨幅(通常为3%-5%)远不及上游零部件的涨价幅度(通常为10%-20%),这对毛利率构成了持续的压力。当前加大研发投入是着眼于未来逻辑芯片、AI芯 片等市场的巨大需求,这种长期战略布局优先于短期的财务表现。
在先进封装领域,例如TGV和面板级封装,有哪些新的技术趋势?公司在这些领域的技术进展和产品布局如何?
在先进封装领域,公司独立开发了用于TGV(Through-Glass Via)的PVD技术。未来,业界将采用玻璃基板导入AI芯片制造,这一领域虽然尚未大规模量产,但发展前景广阔,因此公司正在天津进行制程开发。公司也推出了应用于面板级封装的PVD设备,并已向京东方等客户推广。未来的先进封装将更多地采用面板级方案,可能不再是圆形的硅片,而是例如600mm x 600mm的方形面板。公司已经推出了515mm x 515mm的面板式设备,虽然尚未进行E-beam测试,但技术已相当成熟,其高深宽比可以达到15:1,而国内其他厂商的深宽比还不到10:1。
考虑到半导体设备行业通常具有较强的龙头效应,为何国内市场的竞争反而日趋激烈?这种竞争格局未来是否有可能恶化到类似汽车行业的程度?
目前的竞争程度还无法与汽车行业相比,汽车行业的毛利率仅为4-5%,且供应商众多,竞争异常激烈,以至于国家已收紧了新造车企业的牌照发放。半导体设备行业则不同,国家正在大力鼓励和主导投资,预计将带动数万亿级别的社会投资。行业不存在恶性内卷,主要 驱动力有三点:首先是扩产带来的需求,国内市场本身内需强劲,同时2026年芯片及相关产品出口增长超过120%,显示出向外扩张的趋势。其次是国产化率的推动,目前整体国产化率距离目标还有很大空间。最后是技术迭代带来的设备需求增长。因此,当前阶段不 存在恶性竞争。所谓的“内卷”主要发生在成熟制程领域,例如6英寸和8英寸产线,一些小公司如屹东等参与其中。
除了扩产需求和国产化推动外,半导体设备行业的第三个增长驱动力是什么?
第三个驱动力是技术迭代。无论是存储厂商长江存储还是长鑫存储,都采用了多层曝光技术。由于公司的深宽比技术不足,因此需要分两步(two decks)完成,即先刻蚀一部分,再通过混合键合(Hybrid Bonding)技术将两部分堆叠起来,最后再与上层的CMOS逻辑芯片键合。这种分步工艺不仅使公司的刻蚀机需求量比竞争对手高出80%-100%,还额外增加了对混合键合设备的需求。混合键合设备是先进封装中占比最大、最关键的一环,拓荆科技之所以增速较快,原因之一就是其混合键合设备在国内处于龙头地位,同时其ALCVD也是龙头产品。同样,在先进逻辑制程中,采用多层曝光方案(如4层曝光)也会导致对薄膜沉积和刻蚀设备的需求成倍增长。因此,技术迭代是设备需求增长的重要驱动力。