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根據SEMI數據，2021年全球半導體設備市場規模首次突破千億美元，達到1026.4億美元，同比增長44.18%。受疫情及國際形勢的綜合影響，短期內，芯片產能緊張局勢仍將延續，預計未來兩年半導體設備將繼續保持高景氣度。
其中，晶圓制造設備占據絕大部分半導體設備的份額，占比86.1%；其次是測試設備和封裝設備，占比分別為8.5%和5.4%。
半導體設備行業是典型的高技術壁壘行業，也是國內較為薄弱的領域。當前全球半導體設備市場主要由國外廠商主導，美國、日本、荷蘭等國家地區的企業處于市場絕對主導地位。
2020年全球半導體設備行業頭部的五家企業為應用材料（AMAT）、阿斯麥爾（ASML）、泛林半導體（LAM）、東京電子（TEL）和科磊半導體（KLA）。
2020年半導體設備行業CR5占比達到65%以上，全球半導體設備競爭格局呈現高度集中狀態。其中ASML專注于光刻設備，在高端光刻機領域形成壟斷。AMAT、LAM、TEL三家企業產品線較為豐富；KLA是半導體檢測設備龍頭。中國半導體設備國產化率較低，各類設備國產化率不足20%。
為了加速國產替代，中國近年來不斷出臺半導體產業相關支持政策，以推動國內半導體產業的健康快速發展。
12月15日，由高工咨詢聯合斯坦德機器人、優艾智合、增廣智能三大參編單位聯合編寫的《2022半導體行業機器人應用發展藍皮書》，正式對外發布。
該藍皮書結合過往以及當下的行業發展節奏，透過市場現狀、技術發展、資本布局、場景應用、企業案例和未來前景等多個角度的梳理，為我們客觀、真實地還原了半導體行業機器人應用的整個發展脈絡以及走勢。
旨在為機器人產業鏈企業、半導體相關企業及投資機構提供新的視角與思考，新技術的誕生與發展必然會帶來新一輪的創新，進而將會有一批企業脫穎而出。
2021年中國大陸半導體設備市場規模達296.2億美元
雖然國內半導體設備國產化率不足20%，但隨著半導體產業的第三次轉移，中國大陸半導體產業迎來高速發展期，很大程度上帶動半導體設備行業的發展。根據SEMI數據，中國大陸半導體設備市場規模從2015年的49億美元上升至2021年的296.2億美元，年均復合增速（CAGR）超過34%。中國大陸占全球半導體設備的比例從2015年的13.41%上升到2021年的28.86%，中國大陸連續兩年成為全球半導體設備的第一大市場。
國內半導體產業的高速發展，也為國內的機器人產業鏈企業帶來了巨大應用機會。從機器人產品在半導體上的應用來看，大致可細分為潔凈機器人、機器視覺、AGV/AMR&復合機器人、電動執行器。
潔凈機器人
從半導體行業屬性看，半導體行業具有較為鮮明的周期特性，過往幾年對于潔凈機器人的需求波動性較大。但從長遠來看，隨著半導體持續擴產，疊加市場需求要素以及工藝制程要素，對于機器人的需求將是長期利好。
高工機器人產業研究所（GGII）數據顯示，2021年中國半導體領域潔凈機器人銷量 3121臺，同比增長82.09%，銷量創新高。相比于過去幾年，中國半導體領域對于潔凈機器人的需求確定性增強明顯，同時可以看到，隨著半導體行業關注度的持續上升，布局半導體領域的機器人企業正快速增加。
GGII預計，未來四年（2022-2025）半導體行業對于潔凈機器人的需求年均復合增速將有望超過19%，到2025年半導體行業潔凈機器人銷量有望超過7500臺。
機器視覺
在半導體制造領域，機器視覺在半導體制造過程中的速度和精確性優勢明顯，其前、中段過程都需要機器視覺的精密定位與視覺測量，后段制程中晶圓的電氣檢測、切割、AOI 封裝、檢測等過程都需要大量運用機器視覺技術。
2021年，我國各大半導體公司針對芯片短缺現象開啟了擴產計劃，在較大程度上提升了機器視覺在晶圓檢測中的應用，促進我國機器視覺在半導體行業中的應用大幅提高。GGII 數據顯示，2021年半導體行業機器視覺市場規模13.16億元，同比增長42.79%。
GGII預計，未來幾年半導體行業機器視覺市場規模復合增速將有望超過33%，到2025年市場規模超過42億元。
AGV/AMR&復合機器人
GGII數據顯示，2021年中國半導體行業AGV/AMR&復合機器人銷量946臺，其中大部分為復合機器人，占比超過70%。隨著復合機器人相關技術的持續進步，其開始在多個領域迎來大規模批量落地應用，其中半導體行業是復合機器人最重要的應用行業之一。
GGII預計，未來幾年（2022-2025）半導體行業移動機器人（含復合機器人）銷量的年均復合增速有望超過40%，到2025年銷量有望超過3800臺。
從具體的應用領域來看，GGII數據顯示，在中國市場，移動機器人主要應用在電商/零售/物流、汽車及零部件、3C 及半導體、鋰電、光伏、鞋服等行業，占比合計近80%；其中，3C及半導體占比15.15%。
以復合機器人為例，該領域的國產機器人主要以優艾智合、斯坦德機器人等為代表。
成立于2017年的優艾智合，基于工業物流及巡檢運維兩大業務，深耕于精密電子制造與能源行業中的生產運營場景，在半導體、電廠等領域具有一定的市場份額。
目前，優艾智合通過其自主研發的AMR及YOUI TMS系統，打通了整場物質流與數據流，實現“原料倉-線邊倉-生產線-成品倉”的完整業務流程閉環。據悉，2021年優艾智合項目接連落地，訂單同比增長200-300%。
優艾智合的復合機器人在半導體行業已獲得廣泛應用，搭載優艾智合自主研發的YouiTMS應用端系統，形成從硬件到軟件的一體化智能升級解決方案，解決半導體生產車間物料上下料和運輸問題，實現車間智能化柔性生產與數字化管理。
以優艾智合為某全球領先半導體晶圓廠所提供的上下料解決方案為例。通過配置多臺優艾智合晶圓盒搬運機器人以及搭載YOUIFLEET調度管理系統、YOUITMS物流管控系統，有效完成機臺與電子料架之間的自動化上下料和車間物流數據全流程精細化管理，實現晶圓車間柔性化智能化生產。
斯坦德機器人成立于2014年，通過持續創新的工業移動機器人及RIoT軟件系統等產品，滿足不同行業不同時期和不同場景下的自動化、數字化轉型需求。
斯坦德機器人主營業務為激光SLAM導航AMR及廠倉一體的柔性工業物流解決方案。目前，斯坦德機器人已在中、美、日、歐、中東、東南亞等國家和地區累計完成AMR交付逾4500臺，成功落地項目350+，并與3C、半導體、光伏、鋰電、面板、汽車汽配、醫療醫藥等行業頭部客戶形成緊密穩定合作。其中，合作企業包含華為、富士康、臺達、華天科技、長電科技、豐田、特斯拉等。
在技術方面，斯坦德機器人已實現機器人定位導航算法、操作調度系統、控制器等核心技術的自主研發全覆蓋。
定位導航算法：支持多機云端動態更新和信標語義功能；多傳感器融合，定位精度可達mm級。
SROS 操作系統：基于Linux自研；實現跨組件高效通信；充分利用控制器算力，滿足算法實時性要求。
RIoT軟件平臺：系統集成連接，設備互聯互通；單系統可覆蓋100,000㎡；軟硬件智能交互，高效集群批量調度。
電動執行器
電動夾爪具備高精密、高柔性、高智能的優勢特點，適用于柔性、靈活度和精準度要求較高的行業應用場景，可以更好的滿足半導體精密生產的需求，電動夾爪的行業應用滲透率逐年提升。GGII數據顯示，2021年中國電動夾爪整體銷量為3.1萬臺，其中半導體行業銷量占比8.06%。
GGII認為，未來5年中國電動夾爪整體銷量年均復合增速將超過60%，預計到 2025年， 國內電動夾爪銷量將突破20萬臺，其中半導體行業銷量占比將逐年提升，從 2021年的8.06%提升至2025年的10.24%。
這也為增廣智能等國產末端執行器企業帶來了巨大機遇。
成立于2018年的增廣智能，是國內較早進入智能執行系統領域的企業之一，增廣智能通過自主研發掌握的精密運動控制核心技術（Softforce 高精度力量控制技術），創立“RM增廣”品牌，推出一系列智能電缸、電動夾爪、VCM音圈電機驅動器、直線電機驅動器等精密機電零部件，產品廣泛應用于3C電子、半導體、鋰電池制造檢測、生物醫療、航天科技、智能制造等精密工業制造領域，并先后獲得了比亞迪、富士康、華大制造、領益智造等超過1000家客戶的認可和支持。
2022年上半年，增廣智能業績同比增長，電動夾爪、推桿、滑臺、直驅執行器、伺服控制器等各類產品在3C電子、汽車等行業批量應用，同時醫療場景依托于2021年的項目驗證，亦開始了量產并批量出貨。
其中，基于SoftForce?精密力控技術的高端系列執行器產品市場反響熱烈，越來越多企業開始尋求通過精密的力量控制技術解決現有的工藝難題。
寫在最后
國家統計局數據顯示，2021年中國半導體集成電路（IC）產量3594億片，比上年增長33.3%；2022年1-7月中國半導體集成電路（IC）產量 1938 億片，同比下滑8.0%。從需求端看，芯片短缺從2021年初一直延續到當前（2022年8月），目前雖有所緩解，但呈現的是結構性緩解，部分高端芯片的短缺依然延續。
從需求端看，隨著近年來5G、智能汽車、AI、機器人、物聯網等新興技術的推進，半導體行業呈現指數級增長。20年前，中國只有不到100家芯片企業，而目前已經發展到近1700家。2021年的芯片短缺讓全世界都認識到芯片是整個數字世界的引擎，未來，疊加全球經濟環境變化和地緣政治等多重因素，全球半導體產業的競爭將會愈加激烈。
從供給端看，我國的半導體行業自給率仍相對較低，海外龍頭企業仍占據壟斷地位。半導體產業鏈中，EDA 領域我國的市占率不足1%；核心IP、晶圓、設備、IDM等環節我們的市占率大概在9%左右；中國相對較有優勢的封測環節市占率也只有21%，并且還是聚焦較為低端的領域。其中供需之間的差距以及產業向更高端方向發展的訴求，將會是國內半導體行業長期發展的空間和成長潛力。
作為國民經濟現代化發展的基石，數字經濟的核心，半導體芯片的重要性不言而喻，但制造半導體芯片的眾多環節都涉及到高精尖的技術，這其中就需要專業半導體制造設備。然而中國半導體設備與國外相比仍有較大的差距。2020年，中國半導體設備在全球市場占有率為5.2%，在中國大陸市場占有率為7.3%。半導體設備領域，光刻機、離子注入機、刻蝕機均屬于被“卡脖子”的領域。
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