在本节中,我们将带领大家分析半导体设备、封装及材料的增量行情。
系列文章:
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存储芯片万字复盘补发1:【龙腾24,补】存储芯片~量价齐升趋势启航part1(万字产业长文)
存储芯片万字复盘补发2:【龙腾24,补】存储芯片~量价齐升趋势启航part2(万字产业长文)
部分引用文章参考:
东兴证券-半导体技术前瞻-AI半导体的新结构、新工艺、新材料-240108
源达信息-半导体设备-国内积极推动成熟制程扩产-240208
开源证券-半导体设备-国产半导体设备迎先进工艺资本开支潮-240205
东吴证券-机械设备-建议关注底部半导体设备-240218
财信证券-半导体行业深度-封装迎投资机遇-240201
海通证券-半导体行业-看好2024半导体材料的需求增长-231220
先进封装科普:【深度报告】半导体封装领域全绘景,先进封装的未来即将到来!(附股)
HBM科普:【深度研报】HBM产业全景视图:去伪存真(更新)
半导体材料科普:大基金二期——半导体材料的一体化完整分析。
一. 时代带来的新转变
新时代带来的两个最重要的趋势:人工智能化。
汽车电动化、智能化包含在人工智能化的范畴以内。到2030年半导体市场规模有望突破 1万亿美元。随着工艺节点的突破,半导体研发投入和晶圆厂建设成本大幅提升。
晶体管微3D堆叠促进了CMOS等先进工艺方面的投资,预计未来半导体AI/ML相关EBIT快速增长,整体呈现三大趋势。
· 新结构:晶体管微缩、存储器件堆叠,电容使用MIMCAP结构。
· 新工艺:FEOL采用HKMG工艺,部分BEOL采用背面供电工艺。
· 新材料:硅材料、Hf、钼材料、High-k材料用量增大,封装基板使用量明显增大。
二. 半导体设备
核心来看,AI带来了对先进制程全新的需求量级,迫使晶圆厂扩建规模增大。
据台积电估计,2024年全球半导体整体规模将同比增长超10%,晶体圆代工行业将同比增长20%。
扩张的市场需求源自于AI对先进制程提供了全新的考验,为此,台积电/三星等晶圆厂先后发布了扩产计划。
以建设成本为例,不计入台积电最新的3nm晶圆厂,5nm晶圆厂的平均建设成本在54亿美元左右远高于7nm晶圆厂的29亿美元。
从7nm晶圆厂到5nm晶圆厂在EUV的成本提升上并不大,更多的成本提升源自于包括封测在内的其他环节设备价值的提升。
随着半导体立体结构的逐渐复杂,晶体管逐步由FinFET向GAAFET过度,逐渐沿用多层结构,其材料和工艺上都需要用到更多的ALD和PVD外延工艺。
在存储端,随着生成式AI的发展,DRAM芯片广泛使用HBM结构来降低互联的延迟,采用TSV互联的方式提高传输速度,增加硅面积,核心设备时TSV硅通孔可是设备。
在NAND端,极高的深宽比刻蚀是3D NAND向200层甚至300层以上升级过程的关键工艺,因多次曝光的引入,对刻蚀设备的需求呈现指数上升。
其次,工艺控制设备是芯片控制良率的核心,作为先进制程扩产的核心,随着电路原价电路密度的指数上升迎来倍数扩张。工艺控制设备是用于检测前道、中道、后道加工工艺质量的质控设备。对应的就是半导体量测和检测设备。
对于先进封装领域,高附加值设备位于CoW固晶、CMP、电镀、键合、量检测、光刻 环节。其中附加值最高的微CoW倒装固晶,对固晶机整体要求提升,量价齐升。其次是CMP设备和电镀设备。
设备个股:
综合性设备龙头:北方华创。
量测环节:中科飞测、精测电子。
刻蚀龙头:中微公司。
显影涂胶龙头:芯源微。
清洗、电镀龙头:盛美上海
CVD、ALD、PVD龙头:拓荆科技
半导体设备精密器件:富创精密
HBM专供+晶圆检测:赛腾股份
三. 半导体封装
这部分内容可以参考我之前写过的文章就不过多赘述了。
AI算力芯片和高性能存储HBM给半导体封装带来了全新的增量,具体体现在两者均采用立体结构封装,3D/2.5D工艺被广泛采用。
此外,各大芯片公司正积极将chiplet工艺引入AI芯片的制作流程。
封装个股:
封装三小龙:华天科技、通富微电、长电科技。
封装新星:甬矽电子。
四. 半导体材料
关于这篇可以参考下之前的半导体材料文章,和新增量列在下方。
新时代对于半导体材料的新需求,主要体现在先进制程带来的改变。
最基本的,新式AI芯片和存储芯片通过立体堆叠的方式提高电路密度,以指数形式放大对于硅材料的需求,12寸外延片(300mm)作为高端逻辑芯片的基础材料需求将倍量上升。
高性能高带宽的DRAM即HBM材料需要用到High-k材料和金属材料,通常来讲DRAM线宽越细,High-k材料用到的越多,更高阶的HBM对High-k材料的需求增加是倍量的。
在PCB领域,高阶HDI板是先进算力芯片的基础,随着算力芯片的逐步升级,对HDI板产生的需求是由阶数引起的质变。
此外随着AI半导体的发展,为了缩短传输距离,会有更多裸片连接,倍量放大封装基板的使用量。
其次,KrF/ArF光刻胶也是加速先进制程公关的关键所在。
在先进封装产品尤其是2.5D/3D封装产品占比的上升,主要放大了对于CMP材料和电镀液的需求。
封装个股:
High-k材料:雅克科技。
封装基板:兴森科技。
光刻胶:容大感光、晶瑞电材。
硅晶圆:沪硅产业、立昂微、上海合晶。
高阶HDI板 :沪电股份、胜宏科技。
CMP抛光垫:鼎龙股份。
CMP抛光液:安集科技。
电镀液:上海新阳、艾森股份。
本文仅为投资逻辑参考,
不构成直接投资意见!
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