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2025年中国半导体CMP设备‌行业产业链、发展现状及趋势分析:国产替代加速突破,中国CMP设备行业迈向高端化[图]

2025年中国半导体CMP设备‌行业产业链、发展现状及趋势分析:国产替代加速突破,中国CMP设备行业迈向高端化[图] 智研咨询
2025-09-01
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导读:2024年,国产CMP设备全球市场份额跃升至30%,本土采购占比实现质的飞跃。目前,华海清科等龙头企业已占据国内12英寸CMP设备市场超50%份额,产品稳定供货中芯国际、长江存储等头部晶圆厂。

半导体CMP设备行业相关概述

半导体CMP(化学机械抛光)设备是实现晶圆表面全局平坦化的关键工艺装备,通过化学腐蚀与机械研磨的协同作用,达到纳米级超高精度抛光(粗糙度<1nm)。根据应用材料可分为金属(铜、钨)、介质层(氧化物、低k材料)和硅抛光设备;按结构设计分为单面(高精度)和双面(高效率)抛光机;按技术特点则涵盖终点检测型、多区压力控制型和集成清洗型等。该设备广泛应用于先进集成电路制造前道工序及先进封装环节,直接影响晶圆表面平整度与光刻套刻精度。

CMP工艺利用化学试剂软化晶圆表面材料,再通过机械研磨去除软化层,实现动态平衡下的纳米级(<1nm)全局平坦化。该技术可同时解决微观台阶差与宏观起伏问题,是集成电路制造中不可替代的核心工艺之一。

中国半导体CMP设备行业产业链

中国半导体CMP设备产业链上中下游协同紧密。上游主要包括检测系统、控制系统、抛光垫、抛光液等核心零部件与材料,尽管国产化率逐步提升,但高端材料(如高纯度磨料)和精密部件(如纳米级传感器)仍依赖进口;中游以华海清科、晶亦精科为代表,已实现12英寸/8英寸设备自主研发,产品性能达国内领先、国际先进水平,在成熟制程领域加速国产替代,并向先进制程攻关;下游广泛应用于逻辑芯片、存储芯片、先进封装及传感器等领域,受益于消费电子、人工智能、新能源汽车等新兴需求拉动,形成“需求-研发-应用”的良性循环。

中国半导体CMP设备行业发展现状分析

作为半导体制造的关键环节,CMP设备受新能源汽车、人工智能、5G等下游高增长领域的强劲驱动,市场需求持续攀升。全球市场高度集中于美国应用材料和日本荏原,技术壁垒显著。2024年全球半导体设备市场规模达1171亿美元,同比增长10.2%,其中CMP设备市场规模约为32.5亿美元,同比增长6.9%。随着2nm等先进制程推进及存储器堆叠层数突破200层,对超低压力抛光等新技术提出更高要求,推动设备升级换代。

近年来,在国家政策支持与国产替代战略推动下,中国CMP设备行业实现跨越式发展。龙头企业华海清科成功突破国际封锁,实现12英寸设备规模化商用。2024年国产设备全球市场份额升至30%,在国内12英寸市场占比超50%,稳定供货中芯国际、长江存储等头部晶圆厂。28纳米及以上制程设备已稳定量产,14纳米设备联合调试进展顺利,部分指标达国际领先水平。2024年中国大陆CMP设备市场规模达61.3亿元,同比增长13.5%。

进出口方面,中国CMP设备行业呈现“进口主导、出口起步”格局。2020–2024年进口量维持在371–465台/年,金额从21.66亿元增至47.47亿元,年均增长21.7%;同期出口量波动于16–52台,金额由0.15亿元增至1.66亿元,不足进口规模的3.5%。值得注意的是,2024年进口量同比下降10.1%,出口量同比激增225%;2025年1–5月进口金额同比上升15%,显示国产替代初见成效,行业正从依赖进口向技术输出转型,但高端设备自主可控仍是关键挑战。

2020–2024年,进口设备均价维持在895.98万–1283.10万元/台之间,2024年达1279.64万元/台,2025年1–5月为1123.52万元/台,体现高端设备的技术溢价;出口均价从2020年的193.06万元/台提升至2025年1–5月的551.86万元/台,较上年同期增长近两倍,反映国产设备技术水平与附加值不断提升,但仍不足进口均价的50%,表明高端市场替代空间广阔,出口结构优化潜力巨大。

2025年1–5月,中国CMP设备进出口区域特征明显。出口方面,俄罗斯以4621.7万元(4台)位居第一,占总额40%以上,主要受益于其降低半导体设备关税政策;中国台湾地区出口额3586.9万元(3台),位列第二,体现国产设备在区域市场的渗透能力;日本、马来西亚分列第三、四位,但单台价值较低,说明出口仍以成熟制程为主。进口方面,新加坡以12.18亿元(41台)成为中国最大来源地,超过日本(6.22亿元,55台),主因美国出口管制下企业转向新加坡采购高端设备;美国进口额仅1543万元(6台),同比大幅下滑。整体看,国产设备在俄罗斯、东南亚加速替代,高端设备仍依赖新加坡、日本供应链。

中国半导体CMP设备行业竞争格局

全球CMP设备市场由美国应用材料和日本荏原主导,尤其在14nm以下先进制程形成绝对垄断。国内厂商中,华海清科作为领军企业,已实现12英寸设备国产化突破,2024年国内市场占有率达35%,其Universal-H300机型进入中芯国际14nm产线,并启动5nm工艺验证;盛美上海凭借无应力抛光技术降低耗材成本50%,聚焦先进封装市场;宇环数控深耕SiC/GaN等第三代半导体抛光设备。目前国产化率由2017年的3%提升至2024年的50%,但高端设备及核心零部件(如抛光垫、检测系统)仍依赖进口,呈现“低端替代、高端突破”的竞争态势。

中国半导体CMP设备行业发展趋势分析

中国CMP设备行业正迈向技术高端化、国产替代深化与全球化布局新阶段。头部企业持续推进先进制程研发,满足AI、高性能计算等高增长领域需求。在政策与资本双重驱动下,国产设备在高端市场占有率有望于2025年突破50%,并依托性价比优势和本地化服务拓展东南亚、中东等国际市场。同时,产业链上下游协同强化,推动构建安全可控的供应链体系,行业将进入以技术创新、供应链韧性与全球化能力为核心竞争力的发展新周期。

技术突破与高端化加速

国内企业加快突破技术瓶颈,向高精密化、高集成化方向发展。华海清科等已实现28nm工艺设备量产,并推进14–7nm工艺研发,关键指标接近国际先进水平。随着芯片制程向3nm以下演进,CMP设备需满足超低压力抛光(<0.5psi)、原子级平坦化(TTV<0.5nm)等严苛要求,倒逼研发投入加大。此外,碳化硅、氮化镓等第三代半导体兴起,对设备的压力控制与材料适配能力提出更高标准,为国产设备开辟新增长赛道。

国产替代深化与市场拓展

在成熟制程(28nm及以上)领域,国产CMP设备已实现规模化应用,国产化率从2018年不足5%提升至2024年超30%,并在高端市场逐步取得突破。随着国内晶圆厂持续扩产,CMP设备需求保持高增长。国际市场拓展成为新增长点,华海清科等企业凭借性价比优势和本地化服务能力,加速渗透东南亚、中东等新兴市场,预计2025年出口金额同比增长15%,国际竞争力不断增强。

生态协同与政策资本双驱动

行业正构建“设备-材料-回收”全链条协同生态,安集科技(抛光液)、鼎龙股份(抛光垫)等材料企业与设备商深度合作,降低进口依赖。政策层面,国家大基金三期注资3440亿元,重点支持设备研发与产能扩张;深圳设立50亿元“赛米产业私募基金”,推动全产业链优化升级。未来,行业将更加注重技术创新能力、供应链安全与全球化布局,打造自主可控的产业生态体系。

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