一、CMP设备的应用
CMP设备系依托CMP技术的化学-机械动态耦合作用原理，通过化学腐蚀与机械研磨的协同配合作用，实现晶圆表面多余材料的高效去除与全局纳米级平坦化——全局平整落差5nm以内的超高平整度；其是一种集摩擦学、表/界面力学、分子动力学、精密制造、化学/化工、智能控制等多领域最先进技术于一体的设备，是集成电路制造设备中较为复杂和研制难度较大的专用设备之一。在CMP设备三大应用场景中，集成电路制造是CMP设备应用最主要的场景。
CMP设备应用场景
资料来源：公开资料整理
二、CMP设备行业发展政策背景
近年来我国推出了一系列“新一代信息技术领域”及“半导体和集成电路”产业支持政策，加速半导体设备国产化。“十三五规划”中明确提出要优化产业结构，推进包括CMP设备在内的集成电路专用设备关键核心技术的突破和应用。
CMP设备相关法律法规及政策
资料来源：公开资料整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国CMP设备市场竞争态势及投资战略规划研究报告》
三、全球CMP设备行业市场现状分析
1、半导体市场规模
2011年以来，全球半导体市场规模持续扩张。根据WSTS数据，2021年全球半导体销售额预计为5559亿美元，同比增长26%。
2012-2021年全球半导体市场规模及增速
资料来源：WSTS，华经产业研究院整理
2、半导体设备产品结构
终端需求是推动半导体设备市场成长的主要动力，据统计，2021年全球CMP设备约占晶圆制造设备3%的市场份额。
2021年全球半导体设备产品结构（单位：%）
资料来源：Gartner，华经产业研究院整理
3、CMP设备市场规模
据统计，2020年全球CMP设备市场规模为17.67亿美元，2021年为27.83亿美元，同比增长57.48%。预计2022年全球市场规模为30.76亿美元，CMP设备市场仍有扩大空间。
2020-2022年全球CMP设备市场规模情况
资料来源：Gartner，华经产业研究院整理
四、中国CMP设备行业市场现状分析
1、CMP市场构成
CMP市场主要分为设备和耗材（抛光液、抛光垫），其中CMP耗材占接近68%，CMP设备为32%。
CPM市场构成（单位：%）
资料来源：公开资料整理
2、半导体设备销售额
作为全球最大的半导体消费市场，我国对半导体器件产品的需求旺盛，半导体市场规模持续扩大，市场需求带动了全球产能中心向中国大陆转移，中国大陆半导体产业链的制造环节重要性日益凸显，大陆地区晶圆厂不断新建和扩产，为我国半导体设备行业提供了巨大的市场空间，2021年中国大陆地区半导体设备销售额为296.2亿美元，2011-2021年CAGR为23.29%。
2011-2021年中国大陆半导体设备销售额及增速
资料来源：SEMI，华经产业研究院整理
3、CMP设备市场规模
从中国半导体设备市场规模角度来看，据统计，2017-2020年中国大陆地区的CMP设备市场规模分别为2.2亿美元、4.6亿美元、4.6亿美元和4.3亿美元，呈现波动增长趋势，截至2021年我国大陆地区的CMP设备市场规模为6.8亿美元，同比增长58%。
2017-2021年中国大陆CMP设备市场规模及增速
注：2021年数据由中国大陆2021年设备市场规模增速测算得出。
资料来源：SEMI，华经产业研究院整理
4、CMP设备进出口
从我国CMP设备进口情况来看，2021年我国CMP设备进口量为414台，同比2020年增加228台，出口量为36台，同比2020年增加28台；截至2022年1-4月我国CMP设备进口量为170台，比2021年同期增加了113台。
2015-2022年4月我国CMP设备进出口数量
资料来源：中国海关，华经产业研究院整理
进出口金额方面，据统计，2021年我国CMP设备进口金额为5.91亿美元，同比增长90.03，截至2022年1-4月我国CMP设备进口金额为2.52亿美元，同比增长153.96%，大陆CMP设备需求将继续维持高位。
2015-2022年4月我国CMP设备进出口金额
资料来源：中国海关，华经产业研究院整理
从我国CMP设备进口来源地进口额分布来看，2021年进口额排前三的分别是日本、新加坡与德国，进口额分别为2.63亿美元、2.21亿美元与0.47亿美元，进口额合计占比90.15%。
2021年我国CMP设备进口来源地进口额分布（单位：%）
资料来源：中国海关，华经产业研究院整理
五、CMP设备行业竞争格局分析
1、全球CMP设备市占率
全球CMP设备市场处于高度垄断状态，主要由美国应用材料和日本荏原两家设备制造商占据，据统计，2020年两家制造商合计拥有全球CMP设备超过90%的市场份额，尤其在14nm以下最先进制程工艺的大生产线上所应用的CMP设备由两家国际巨头垄断。
2020年全球CMP设备市占率（单位：%）
资料来源：Gartner，华经产业研究院整理
2、国内龙头企业与国外企业对比
CMP产品的技术水平主要取决于设备在抛光、清洗、工艺智能控制等核心模块/技术方面的表现，华海清科的CMP产品在已量产的制程（14nm以上）及工艺应用中与行业龙头公司的主要产品不存在技术差距，在客户端产线上已可以实现对行业龙头公司产品的替代。华海清科目前在进行14nm制程技术验证中。
华海清科与国外龙头对比
资料来源：公开资料整理
3、中国大陆龙头——华海清科
由于华海清科技术进步和产品的日趋成熟，设备单价呈逐渐上升趋势。CMP300系列设备2019年平均单价约为1624万元/台，2020年新增300X型产品，产品线中性能及单价较高的300Dual和300X型产品在销售占比较高，因此当年确认收入的300系列产品的平均单价有较大幅度上升。2021年300系列产品仍然以300Dual和300X系列为主，销售单价较2020年略有下降。CMP200系列设备2020年实现销售，2021年产品性能有较大幅度改进，议价能力提高，单价上升了13.44%。
华海清科CMP设备销售情况
资料来源：公司公告，华经产业研究院整理
华海清科的客户主要为国内大型集成电路制造商，自2018年进入量产阶段以来，依托稳定的性能、突出性价比和良好的售后服务优势，华海清科在国内CMP设备市场占有率显著提升，华海清科2018年-2020年在中国大陆地区的CMP设备市场占有率约为1.05%、6.12%和12.64%。此外，2019年至2021年期间，华海清科在长江存储、华虹无锡、上海华力一二期项目、上海积塔CMP设备采购项目中，三年中标占比分别为21.05%、40.24%、44.26%，中标率亦呈现持续提升的趋势。
2019-2021年华海清科CMP设备国内市占率及中标率
资料来源：公司公告，华经产业研究院整理
六、CMP设备行业前景展望
为实现芯片垂直空间的有效利用，多层金属化技术被应用到集成电路制造工艺中。随着各种工艺层被刻蚀成图形，晶圆表面变得高低起伏，导致晶圆表面呈现出不同的反射性质，难以达到良好的解析度同时电路电阻值增高，稳定性下降。因此，在多层布线的立体结构集成电路中，如何实现整片平坦化成为重要技术发展方向之一。化学机械抛光（CMP）技术依靠其优秀的全局平坦化能力、广泛的适用性、以及低成本特点逐渐成为晶圆制造和加工过程中的主流平坦化技术。随着集成电路技术发展，芯片集成度增加，CMP设备的重要性和在产业链条中的投资占比也逐步增加。
在国家政策的大力支持下，我国半导体设备市场实现了持续高速增长。根据历史市场规模和晶圆厂产线投资情况测算，CMP设备市场规模约占IC制造设备市场规模的4%左右。同时，随着芯片制造技术发展，CMP工艺在集成电路生产流程中的应用次数逐步增加，以逻辑芯片为例，65nm制程芯片需经历约12道CMP步骤，而7nm制程所需的CMP处理增加为30多道。随着CMP设备在整体生产链条中的使用频次增加，投资规模在半导体设备行业的占比也将逐步提升，未来市场前景广阔。
华经产业研究院对中国CMP设备行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析，对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国半导体设备行业市场全景评估及发展战略规划报告》。
