【自動(dòng)化產(chǎn)品在半導(dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用】

半導(dǎo)體做為高端制造業(yè)的代表，工藝對(duì)于精密性要求較高，對(duì)于自動(dòng)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(kāi)始兩免三減半。

2.02專(zhuān)項(xiàng)-對(duì)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(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)02專(zhuān)項(xiàng)課題，通過(guò)國(guó)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(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)——02專(zhuān)項(xiàng)子課題的聯(lián)合承擔(dān)單位。

3.大基金投資動(dòng)態(tài)

● 10月22日，“大基金二期”正式注冊(cè)成立，注冊(cè)資本為2041.5億元。

● 11月14日，“大基金一期”正式投資國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)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(wú)錫、昆山，浙江杭州、福建晉江、深圳以及長(zhǎng)沙等地相繼出臺(tái)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(duì)韓國(guó)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(duì)韓出口。

● 10月29日，華為自研的PA（功率放大器）芯片將交給國(guó)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

● 2019 H2，半導(dǎo)體行業(yè)收并購(gòu)活動(dòng)有所放緩，主要有英飛凌收購(gòu)賽普拉斯、蘋(píng)果收購(gòu)英特爾手機(jī)調(diào)制解調(diào)器業(yè)務(wù)以及美國(guó)達(dá)爾科技收購(gòu)敦南科技。

2.半導(dǎo)體公司積極申報(bào)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(lè)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(dòng)態(tài)

● 多個(gè)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(hù)。

4.半導(dǎo)體行業(yè)開(kāi)工建廠動(dòng)態(tài)

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

5.半導(dǎo)體行業(yè)投產(chǎn)新聞

● 2019 H2，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(gè)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(guó)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(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域的空白。

市場(chǎng)規(guī)模

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

圖1 2016~2023年全球半導(dǎo)體行業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)及預(yù)測(cè)

圖2 2016~2023年中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)及預(yù)測(cè)

展望2020-2023年，因全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移增長(zhǎng)強(qiáng)勁，中國(guó)的半導(dǎo)體行業(yè)將會(huì)保持較高景氣度，對(duì)于自動(dòng)化設(shè)備的采購(gòu)也會(huì)維持在較高增速。

市場(chǎng)結(jié)構(gòu)

從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，自動(dòng)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)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）。

圖3 2019年半導(dǎo)體行業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品市場(chǎng)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(guó)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(dòng)化產(chǎn)品采購(gòu)規(guī)模大，分別占比40%和37%（圖3）。近年來(lái)，前道設(shè)備國(guó)產(chǎn)替代開(kāi)始提速。

國(guó)內(nèi)自動(dòng)化產(chǎn)品大客戶(hù)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(chǎng)較為分散，大客戶(hù)采購(gòu)金額在千萬(wàn)數(shù)量級(jí)（圖4）。

圖4 2019年半導(dǎo)體設(shè)備自動(dòng)化產(chǎn)品市場(chǎng)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(dòng)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(guò)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(guò)PLC控制出口閥門(mén)、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(chǎng)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(dòng)控制是由DDC控制臺(tái)完成，不使用PLC。

● 7個(gè)水泵中，3個(gè)水泵會(huì)安裝變頻器來(lái)控制速度。

5.特殊氣體系

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

6.冷卻塔系統(tǒng)

● 在10個(gè)冷卻塔里面，有2個(gè)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(huì)有一個(gè)PLC來(lái)控制各個(gè)子系統(tǒng)。

7.空調(diào)系統(tǒng)

● 中央控制是由PLC自動(dòng)控制完成的。

● 6個(gè)主機(jī)系統(tǒng)會(huì)通過(guò)各自變頻器來(lái)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(pán)、廳門(mén)信號(hào)、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(guó)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(dòng)化產(chǎn)品配置如下：

國(guó)內(nèi)廠務(wù)市場(chǎng)大客戶(hù)包括中芯國(guó)際、臺(tái)積電、海力士和三星等，市場(chǎng)相對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備較為集中。

分產(chǎn)品來(lái)看，半導(dǎo)體行業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)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）。

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

競(jìng)爭(zhēng)格局

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

PC-based市場(chǎng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)化各主要品牌優(yōu)劣勢(shì)分析

變頻器市場(chǎng)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(dòng)化產(chǎn)品配套，主要競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)來(lái)源于用戶(hù)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(chǎng)占有率第一，達(dá)到8%（圖6），優(yōu)勢(shì)在于本地化工廠，使得松下對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)客戶(hù)需求的把握更為直接，更有利于實(shí)現(xiàn)用戶(hù)需求和產(chǎn)品研發(fā)的銜接。同時(shí)松下伺服產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性高，半導(dǎo)體客戶(hù)認(rèn)可度高。

圖6 2019年國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模-分供應(yīng)商

歐姆龍?jiān)诎雽?dǎo)體行業(yè)市場(chǎng)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(guó)成立半導(dǎo)體行業(yè)事業(yè)部，針對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)類(lèi)用戶(hù)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(dòng)化主流，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手以三菱、西門(mén)子、基恩士等外資廠商為主。國(guó)產(chǎn)廠商目前沒(méi)有實(shí)現(xiàn)整體解決方案的供應(yīng)，但國(guó)產(chǎn)廠商以成本優(yōu)勢(shì)可以實(shí)現(xiàn)伺服系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)替代，代表為匯川、臺(tái)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(jià)格等因素、人脈因素。

● 廠務(wù)中的自動(dòng)化產(chǎn)品采購(gòu)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(guó)市場(chǎng)較早，區(qū)域銷(xiāo)售長(zhǎng)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(xiāo)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(dòng)化產(chǎn)品以外，同時(shí)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(dòng)化產(chǎn)品的銷(xiāo)售。

價(jià)格

廠務(wù)中的自動(dòng)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?xún)r(jià)比高的品牌。所以與配電產(chǎn)品打包銷(xiāo)售，或者行業(yè)特價(jià)是比較常見(jiàn)的價(jià)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(shí)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(zhǎng)期與業(yè)主與SI的溝通也顯得尤為重要。