1.1 市場規(guī)模：700 億美金大市場，行業(yè)擴容技術(shù)升級助力設 備環(huán)節(jié)再成長
1.1.1. 半導體行業(yè)產(chǎn)能緊缺引發(fā)漲價潮，“行業(yè)擴產(chǎn)設備先行”推升新 一輪景氣周期
全球半導體行業(yè)目前正處于產(chǎn)能緊張價格上漲的供需矛盾突出時期。在 疫情影響、中美科技摩擦、全球產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移、5G 需求升級、新能源汽 車起量、物聯(lián)網(wǎng)風起布局等供需兩端多重因素影響下，目前全球半導體 行業(yè)產(chǎn)能緊缺，供需缺口持續(xù)拉大，行業(yè)景氣度有望攀升。在景氣度持 續(xù)性方面，全球晶圓制造最先進制程廠商臺積電法說會指引產(chǎn)能緊缺狀 態(tài)有望延續(xù)至 2022 年。下游市場與客戶相對分散、產(chǎn)品形態(tài)相對大宗 的封測環(huán)節(jié)龍頭廠商包括日月光、長電、華天、通富等企業(yè)自 2020 年 Q4 起對各產(chǎn)品價格進行不同程度調(diào)漲，在封測產(chǎn)能擴張相對較快情況 下，預計封裝產(chǎn)能供需平衡最早將在 2023 年實現(xiàn)。
全球與中國半導體銷售額逐月創(chuàng)新高，行業(yè)景氣度向上趨勢延續(xù)。據(jù) SIA 數(shù)據(jù)，2021 年 9 月全球半導體銷售額 482.8 億美元，同比增長 27.5%， 連續(xù) 20 個月同比正增長，9 月銷售額再次突破前月新高值。9 月中國半 導體銷售額 167.2 億美元，同比增長 24.3%，連續(xù) 22 個月同比正增長， 全球占比維持在 35.36%左右。全球與中國半導體銷售額同創(chuàng)新高，今年 以來同比增速持續(xù)爬升，其中中國半導體銷售額同比增速明顯高于全球 水平，增長勢頭強勁。展望 2021 年 5G、線上應用、汽車電子、AIoT 為行業(yè)主流發(fā)展趨勢，創(chuàng)新升級前景可期，行業(yè)景氣度向上趨勢有望延 續(xù)。半導體產(chǎn)業(yè)漲價潮來臨，多家海內(nèi)外廠商交貨周期拉長并調(diào)漲產(chǎn)品價格。自 21 年年初至今，半導體從代工廠環(huán)節(jié)開始發(fā)生行業(yè)價格普漲，代工 廠臺積電、中芯國際、力晶，材料端硅片、封裝基板、覆銅板，封測端 日月光、長電等廠商或環(huán)節(jié)均有發(fā)生漲價，累積傳遞至 IC 設計端，IC設計廠商芯片交貨周期拉長、價格上漲蔓延至產(chǎn)業(yè)鏈下游各個細分市場， 行業(yè)產(chǎn)能持續(xù)緊張，行業(yè)供給壓力預計持續(xù)至 2022 年。

為緩解全球芯片短缺問題，并應對自動駕駛、AI、高效能計算以及 5G 通訊等中長期的強勁需求，龍頭代工廠開啟新一輪高強度資本開支。一 方面由于行業(yè)產(chǎn)能供需矛盾突出，另一方面汽車電子、AIoT 等新興賽道 強勢崛起，全球代工龍頭臺積電開啟十年周期級別的新一輪高強度資本 開支。在 2008 年金融危機前后，臺積電每年資本開支在 25 億美金左右。在 2010 年~2018 年，臺積電每年資本開支提升至 60~110 億美金水平， 平均約 88.7 億美金，其搶先布局智能手機賽道，與大客戶攜手突破先進 制程迭代，成功打造全球領(lǐng)先的先進制程代工廠。
本土代工龍頭中芯國際自 2020 年 7 月回歸科創(chuàng)板上市后，迅速提升資 本開支強度支撐本土半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在中美科技摩擦背景下，中芯國 際多次公告其對美國半導體設備供應商采購需進行審批管制，對其先進 制程研發(fā)以及成熟制程擴產(chǎn)帶來一定阻力和不確定性。
產(chǎn)能擴張，設備先行。代工廠高強度資本開支將直接拉動半導體設備環(huán) 節(jié)訂單量。
全球主要半導體設備供應地區(qū)設備出貨額屢創(chuàng)新高，同比增速達 50%。據(jù) Wind 數(shù)據(jù)，2021 年 9 月北美半導體設備出貨額 37.18 億美元，同比 增長 35.53%；9 月日本半導體設備出貨額 2723.88 億日元，同比增長 38.98%。北美與日本半導體設備出貨額持續(xù)高企，均創(chuàng)歷史新高，同比 增速逐月爬升至約 50%水平。在全球芯片缺貨潮影響下，龍頭廠商臺積 電、聯(lián)電、中芯國際等代工廠加大資本開支堅定擴產(chǎn)，半導體設備環(huán)節(jié) 將先行受益。
1.1.2. 全球市場規(guī)模持續(xù)擴大，中國市場規(guī)模占比逐漸提升
全球半導體設備市場規(guī)模未來幾年有望持續(xù)擴張。隨著半導體產(chǎn)品的加 工面積成倍縮小帶來加工難度不斷擴大，未來生產(chǎn)半導體產(chǎn)品的制造設 備將越來越精細化，價值或持續(xù)上升。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，預計 2022 球半導體設備市場規(guī)模有望達到 1013.1 億美元（年初預測為 761 億美元）， 20-22 年 CAGR 為 19.29%。

中國半導體設備市場規(guī)模增速大于全球增速，正處于快速發(fā)展態(tài)勢。由 于中國半導體設備行業(yè)起步較晚，因此整體市場規(guī)模仍較小。根據(jù) wind 的數(shù)據(jù)，2020 年中國半導體設備市場規(guī)模僅為全球半導體設備市場規(guī)模 的 26.30%。但隨著下游需求的不斷推動以及國家政策扶持力度的不斷加 強，中國半導體設備市場正迎來高速增長。根據(jù) Wind 的數(shù)據(jù)，從 2011 年到 2020 年，中國半導體市場規(guī)模增速明顯大于全球增速，2011-2020 年 CAGR 為 19.92%，大于全球的 5.62%。
隨著半導體行業(yè)的第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，下游產(chǎn)業(yè)需求和政策紅利正推動中 國逐漸成為半導體設備市場的中心。根據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)，中國大陸半導 體市場規(guī)模預計 2020 年將達到 173 億美元，2016-2020 年 CAGR 為 27.92%，保持高速增長，且預計將于 2020 年在全球市場占比達到約 27.4%，超過中國臺灣成為全球第一大半導體設備市場。在半導體晶圓 加工設備領(lǐng)域，根據(jù) Gartner 的數(shù)據(jù)，從 2014 年到 2019 年，中國大陸 市場規(guī)模在全球的比重從 10.01%增長到 22.07%，并正式超越韓國與中 國臺灣地區(qū)，成為全球最大的晶圓加工設備細分市場。
1.1.3. 晶圓制造設備占比最大，先進制程迭代帶來各工藝設備結(jié)構(gòu)性 差異
半導體設備是半導體行業(yè)的基石，支撐芯片制造和芯片封測行業(yè)發(fā)展。半導體行業(yè)主要分為上中下三個環(huán)節(jié)，上游環(huán)節(jié)包括 IP 核及設計服務、 材料和設備；中游環(huán)節(jié)包括設計、芯片制造和芯片封測；下游環(huán)節(jié)即終 端應用，包括集成電路、分立元件、光電子、傳感器等。半導體設備雖然年產(chǎn)值僅為幾百億美金，卻支撐起 10 倍大的芯片制造產(chǎn)業(yè)，進而為 整個年產(chǎn)值近幾十萬億美金的信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了關(guān)鍵性的作用。
半導體設備主要分為晶圓加工設備和封測設備，對應于晶圓加工和封測 的各個環(huán)節(jié)。
（1）晶圓加工設備：晶圓加工步驟主要分為擴散、光刻、刻蝕、離子 注入、薄膜沉積、拋光等。以晶圓加工中最重要的光刻為例，光刻又可 以細分為清洗、涂膠、光刻和顯影，對應的晶圓加工設備為清洗機、涂 膠機、光刻機和顯影機（測量的 CD/SEM 屬于封測設備）。晶圓處理精 度高，一般在幾納米至幾微米，對加工設備精度要求極高，其中部分工 序需要循環(huán)進行多次，需要用到大量的半導體設備。
（2）封測設備：封測分為封裝和測試，封裝主要用于芯片后道加工， 工藝流程在晶圓制造后，分為傳統(tǒng)封裝和先進封裝兩種；測試則涵蓋半 導體中游所有環(huán)節(jié)，從 IC 設計到 IC 封裝，都需要經(jīng)過測試。傳統(tǒng)封裝 設備包括減薄機、劃片機、貼片機、引線鍵合機等；先進封裝設備包括 清洗機、濺射設備、光刻機、涂覆設備、回熔焊接設備等；測試設備主 要包括測試機、探針臺和分選機。
在半導體設備投資中，晶圓加工設備資本開支最大，占近 80%。根據(jù) Gartner 的數(shù)據(jù)，在晶圓廠的資本開支中，半導體設備投資占比最大，占 70%-80%。在半導體設備投資中，晶圓加工作為集成電路制造過程中最 重要和最復雜的環(huán)節(jié)，其相關(guān)設備占比最大，占 78%-80%。封測設備在 半導體設備中占 18%-20%，其中測試設備占比最大，占 55%-60%。
晶圓加工設備市場規(guī)模不斷刷新歷史新高，沖擊 700 億美元關(guān)卡。晶圓 加工設備市場規(guī)模自 2012-2015 年間超過 300 億美元后，2015-2019 年 次超過 500 億美元。據(jù)預測，未來 2020-2022 年，其晶圓加工設備將超 過 600 億美元，沖擊 700 億美元關(guān)卡。2018 年因為半導體行業(yè)景氣度高 企，晶圓加工設備市場規(guī)模達到歷史最高值。2020 年由于半導體行業(yè)持 續(xù)供需失衡，晶圓加工設備市場規(guī)模有望超過 2018 年，再次沖擊歷史 高峰。根據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)，2020 年市場規(guī)模較 2019 年預計增長 15%， 增至 549 億美元，超過 2018 年歷史最高值。預計得益于存儲半導體市 場的恢復以及先進邏輯半導體方向的投資，2021 年、2022 年的晶圓加 工設備市場分別較上年增長 4%和 6%，達到 618 億美元和 655 億美元。
下游應用方面，晶圓加工設備的最大應用市場在邏輯半導體。根據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)，2023 年，晶圓加工設備市場將達到 680 億美元，其中 Foundry/Logic 占據(jù)近一半的市場份額。值得一提的是，2020 年預計增 長率最高的用途是 NAND，預計較 2019 年增長 30%。另外，DRAM 在 2020 年的同比增長率接近 20%。封測設備市場開始恢復，測試設備再次沖擊歷史新高。根據(jù) SEMI 的數(shù) 據(jù)預測，2020 年封測設備市場規(guī)模將達到 95 億美元，其中封裝設備 35 億美元，同比增長 20%，測試設備 60 億美元，同比增長 20%。未來封 裝設備的市場規(guī)模主要受到先進封裝需求的帶動，預計 2021 年同比增 長 8%，2022 年同比增長 5%。未來測試設備市場規(guī)模將受益于 5G、HPC 的需求帶動，2021 年同比增長 4.9%，2022 年同比增長 6.5%。
從增長率和波動性上進行分析，晶圓加工設備市場增長率大于封測設備 市場，市場波動率小于封測設備市場。根據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)計算，晶圓加 工設備2012年-2022年 CAGR為8.11%，封測設備2012年-2022年CAGR 為 4.86%。晶圓加工設備 2012 年-2022 年波動率 Sx 為 14.65，封測設備 2012 年-2022 年波動率為 Sx 為 26.54。
細分設備市場規(guī)模方面，半導體設備細分市場隨著先進制程的迭代而出 現(xiàn)較大結(jié)構(gòu)性差異，大部分市場份額被關(guān)鍵細分設備占據(jù)。半導體設備 市場份額占比最大的是光刻機、刻蝕設備、薄膜沉積設備三種，分別占 21.8%、18.1%和 25.9%的市場份額。退火設備市場份額占比較小，約為 2.3%。根據(jù) 2018 到 2020 年各類前道設備占比數(shù)據(jù)，半導體設備市場份 額占比排名前三的分別為光刻機、刻蝕和 CVD，總占比達到 63%。
1.2. 市場格局：海外寡頭供應鏈地位強勢，本土企業(yè)任重道遠
市場格局方面，全球半導體設備市場處于國際巨頭主導的格局。根據(jù) VLSI 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2020 年全球前 5 大半導體設備廠商分別為 AMAT、 ASML、Lam、TEL 及 KLA，對應市場份額為 17.7%、16.7%、12.9%、 12.3%及 5.9%，銷售額合計達 604.54 億美元、占市場總額的 65.50%。前10大半導體設備廠商總銷售額合計708.08億美元，同比增長19.98%， 市場份額達到 76.60%，頭部效應明顯、已形成較為穩(wěn)定的寡頭壟斷市場 格局。
全球半導體設備市場的集中度不斷上升。根據(jù) Gartner 的數(shù)據(jù)，前十家 半導體設備企業(yè)的市場占有率不斷提升，1998 年 CR10 為 58.2%。2020 年，CR10 提高到 76.6%，增加了 18.4pct，其中前五大廠商市占率達到 65.5%。
細分設備市場格局方面，大部分設備的市場份額均由國外企業(yè)壟斷。根 據(jù)長江存儲、中芯紹興、積塔、華虹無錫、華力微和株洲中車這五條產(chǎn)線進行計算，以刻蝕設備、退火設備和薄膜沉積設備市場格局為例：
（1） 刻蝕設備:
由于刻蝕工藝復雜，技術(shù)壁壘高，市場格局高度集中。根據(jù) Gartner 的 數(shù)據(jù)，2019 年，Lam、TEL 和 AMAT 在刻蝕設備市場分別占據(jù)前三， 總計占有 90.88%的市場份額，寡頭壟斷明顯。國內(nèi)有部分新興公司正逐 漸打破刻蝕設備市場壟斷，包括中微公司、北方華創(chuàng)、北京屹唐等，三 者分別占據(jù) 1.08%、0.78%和 0.15%的市場份額，目前市場份額占比相對 較小。
內(nèi)資產(chǎn)線對于國內(nèi)刻蝕設備公司有明顯的發(fā)展推動作用，產(chǎn)線中的國內(nèi) 設備占比相對較高。根據(jù)中國國際招標網(wǎng)的數(shù)據(jù)，Lam、TEL 和 AMAT 總共占據(jù) 67%的產(chǎn)線份額。雖然國外公司寡頭現(xiàn)象依然嚴重，但是國內(nèi) 設備公司的產(chǎn)線份額得到了明顯提升，其中北方華創(chuàng)、中微公司和北京 屹唐三家公司分別占有內(nèi)資產(chǎn)線 8%、9%和 2%的市場份額，內(nèi)資產(chǎn)線 對于國內(nèi)刻蝕設備的發(fā)展具有推動作用。

（2） 退火設備：
AMAT 在全球 RTP（快速熱處理設備）領(lǐng)域占有絕對領(lǐng)先地位。退火 設備主要分為氧化/擴散爐、RTP 設備和 Gate Stack 三個部分。其中在 RTP 設備方面，AMAT 占有近 70%的市場份額，有絕對話語權(quán)。北京屹 唐作為國內(nèi)公司，在 RTP 領(lǐng)域有深厚積累，占據(jù) 10.22%的市場份額， 排名第二。內(nèi)資產(chǎn)線中北方華創(chuàng)、國際電氣等國內(nèi)公司占比明顯提升。根據(jù)中國國 際招標網(wǎng)的數(shù)據(jù)，市場份額占比最大的為 TEL，占 46%。中國公司總計 占有 23.17%的市場份額，其中北方華創(chuàng)占 17%，北京屹唐占 2%。
（3） 薄膜沉積設備：
AMAT、Lam 和 TEL 在薄膜沉積設備領(lǐng)域具有壟斷地位。薄膜沉積設 備主要分為 CVD、PVD 和 ALD。根據(jù) Gartner 的數(shù)據(jù)，全球 CVD 設備 被 AMAT、Lam 和 TEL 壟斷，三者合計占有 70%左右的市場份額。
國內(nèi)薄膜沉積設備公司主要為北方華創(chuàng)和沈陽拓荊，競爭力較小。根據(jù) 中國國際招標網(wǎng)的數(shù)據(jù)，AMAT、Lam 和 TEL 在內(nèi)資產(chǎn)線中占比達到 69%，國內(nèi)設備公司僅占 10.52%，競爭力非常小，其中北方華創(chuàng)占 3%， 沈陽拓荊占 4%。
晶圓加工前道環(huán)節(jié)國產(chǎn)替代市場廣闊，本土領(lǐng)軍企業(yè)挑戰(zhàn)國際巨頭壟斷 地位。前道制程設備（含前道測試）投資額占比高達 80%以上，為半導 體設備領(lǐng)域的核心主戰(zhàn)場。前道設備市場中海外龍頭廠商高度壟斷，本 土廠商占比較低，主要市場突破口仍集中在本土產(chǎn)線。在國內(nèi)政策導向 等支持下，本土產(chǎn)線擴張速度顯著高于全球市場。本土領(lǐng)軍的設備企業(yè) 已經(jīng)突破部分前道制程設備，憑借多年前道工藝技術(shù)積累以及產(chǎn)線國產(chǎn) 化扶持，本土領(lǐng)軍設備企業(yè)有望在前道工藝這一核心主戰(zhàn)場挑戰(zhàn)國際巨 頭壟斷地位。
本土封測企業(yè)全球市占率高，國產(chǎn)封測設備企業(yè)市占率有望進一步提升。據(jù)芯思想數(shù)據(jù)，本土三大封裝企業(yè)長電科技、通富微電、華天科技 2020 年市占率分別為 11.96%、5.05%、3.93%，合計占比 20.94%，在全球供 應鏈體系中具有較強話語權(quán)。傳統(tǒng)封裝技術(shù)相對穩(wěn)定，國內(nèi)設備廠商已 具備一定技術(shù)積累與份額。先進封裝國內(nèi)市場布局較快，國內(nèi)封測設備 企業(yè)有望受益國內(nèi)封測環(huán)節(jié)崛起而進一步提升市占率。
1.3. 行業(yè)特點：資本先行、客戶高粘性、技術(shù)迭代快
1.3.1. 資本開支是設備環(huán)節(jié)有效先行指標
下游資本開支是半導體設備行業(yè)一個有效的先行指標。根據(jù) Wind 的數(shù) 據(jù)，從 2006 年到 2020 年，全球半導體行業(yè)資本開支與集成電路晶圓加 工設備市場規(guī)模的同比增長率具有近乎相同的變化關(guān)系，集成電路制造 設備產(chǎn)業(yè)景氣程度與行業(yè)資本開支密切相關(guān)，行業(yè)資本開支屬于設備行 業(yè)整體發(fā)展趨勢的先行指標。這主要是因為設備支出在行業(yè)資本開支中 占比最大，占比接近 80%，而晶圓加工設備投資又在設備投資中達到近 50%。1.3.2. 產(chǎn)品驗證周期長，客戶市場粘性大
半導體設備涉及多類學科，具有高技術(shù)門檻。技術(shù)專利是半導體行業(yè)的 護城河，而半導體設備行業(yè)更是如此。該行業(yè)涉獵更廣，其設計和制造 過程需要綜合運用電子、機械、物理、化學、材料、軟件系統(tǒng)、自動化 等多學科領(lǐng)域的先進科技。由于半導體設備的技術(shù)參數(shù)、運行穩(wěn)定性等 指標會直接影響半導體產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和良率等生產(chǎn)指標，因此行業(yè) 新進入者需要經(jīng)過較長時間的技術(shù)積累，才能在該領(lǐng)域有所突破。
半導體設備于對技術(shù)參數(shù)和運行穩(wěn)定性的嚴格要求，具有長驗證周期 的特點。半導體設備的產(chǎn)品研發(fā)及商業(yè)化流程主要分為可行性研究階段、 產(chǎn)品開發(fā)及下線階段、客戶端認證階段和量產(chǎn)及生命周期維護階段四個 階段，其中客戶端認證是最為關(guān)鍵的步驟。無論是市場新進入者或新設 備的量產(chǎn)，都要經(jīng)過下游企業(yè)長時間的工藝驗證，包括在具體生產(chǎn)場景的技術(shù)驗證、與客戶的持續(xù)溝通、完善技術(shù)細節(jié)等。整個驗證周期消耗 時間平均在 1 年以上，之后設備供應商才會被納入客戶的合格供應商名 單。以華海清科為例，其 Demo 機臺平均驗證周期長達 12.46 個月，銷 售機臺屬于二次采購，驗收周期較短，為 4.95 個月。
半導體設備通過產(chǎn)品驗證后替換成本高，具有較強的客戶粘性。由于半 導體設備較長的生產(chǎn)周期和驗證周期，且下游客戶對于產(chǎn)品售后服務響 應速度和售后技術(shù)工藝支持都有著較高的要求，因此半導體設備領(lǐng)域具 有較強的客戶粘性，非必要情況下，下游客戶不會輕易更改產(chǎn)線設備。
1.3.3. 技術(shù)迭代帶動產(chǎn)品價值量提升，不同精度等級設備共存
隨著先進制程逐步推進，晶圓制造復雜度提升，工藝步驟顯著增多，精 度要求也隨著線寬變小而明顯提升，最終帶來半導體設備先進產(chǎn)品價值 量提升。以集成電路器件刻蝕為例，根據(jù)中微公司的公告，就邏輯器件 而言，從 40nm 到 7nm，需要的刻蝕步驟從 35 步提升到 140 步，且主要 運用設備也從有限控制的圓筒式刻蝕機發(fā)展至現(xiàn)代等離子體刻蝕機。而 閃存器件與動態(tài)存儲器件相對于邏輯器件而言，又存在刻蝕步驟等性能 要求上的差異。
隨著先進制程推進，制造工藝結(jié)構(gòu)復雜度提升，同一產(chǎn)線同一產(chǎn)品可使 用不同精度等級的設備。以國產(chǎn)存儲廠商 128 層 NAND 產(chǎn)品為例，由 于產(chǎn)品層數(shù)較多，不同環(huán)節(jié)對設備的要求存在顯著差異。其中，光刻機 單臺設備價值量波動范圍約 300 萬美金~7000 萬美金；刻蝕單臺設備價 值量波動范圍約 30 萬美金~1400 萬美金；CVD 單臺設備價值量波動范 圍約 20 萬美金~1100 萬美金。設備價值量差異一方面給新進廠商帶來導 入產(chǎn)線的突破口；另一方面給高研發(fā)投入的先進廠商帶來較高護城河。

2.1. 制造環(huán)節(jié)高強度資本開支為設備行業(yè)帶來發(fā)展空間
受益于半導體行業(yè)景氣度高企，下游晶圓廠、封測廠資本開支不斷擴大， 加速產(chǎn)能擴張。2021 年，晶圓廠開始加大資本開支進行產(chǎn)能擴張。臺積 電 2021 年資本開支計劃比 2020 年增加 66%，達到 300 億美元的高位。內(nèi)資產(chǎn)線長江存儲、長鑫存儲、中芯國際、無錫華虹均規(guī)劃大幅進行產(chǎn) 能擴張。
本土半導體設備廠商的主要客戶集中在內(nèi)資產(chǎn)線和部分臺資產(chǎn)線，其中 內(nèi)資產(chǎn)線占絕大部分份額。內(nèi)資產(chǎn)線擴產(chǎn)主力集中在兩大存儲基地長存 /長鑫，以及兩大代工廠中芯國際/華虹。產(chǎn)線投資中設備投資占比最高， 以本土最大的晶圓制造代工廠中芯國際為例，中芯國際募投項目 12 英 寸芯片 SN1 項目的總投資額為 90.59 億美元，其中生產(chǎn)設置購置及安裝 費達 73.30 億美元，晶圓制造設備相關(guān)占比達到 80.9%。
根據(jù) IBS 統(tǒng)計，隨著技術(shù)節(jié)點的不斷縮小，集成電路制造的設備投入呈 大幅上升的趨勢。以 5 納米技術(shù)節(jié)點為例，其投資成本高達數(shù)百億美元， 是 14 納米的兩倍以上，28 納米的四倍左右。
根據(jù)本土主要晶圓制造產(chǎn)線每年擴產(chǎn)產(chǎn)能峰值測算，本土產(chǎn)線擴產(chǎn)產(chǎn)能 峰值合計約 30 萬片/月。其中，不同制程產(chǎn)線對應投資密度不同，據(jù)測 算，本土主要產(chǎn)線每年設備投資額峰值合計約 220 億美元。進一步，根 據(jù)不同工藝設備占總設備投資比例測算，在實現(xiàn) 40%國產(chǎn)化率情況下， 薄膜沉積、光刻、刻蝕等環(huán)節(jié)的本土設備分別對應約 17.6 億美元市場。隨著國產(chǎn)化率進一步提升，本土設備廠商直接面向的市場空間將更為廣 闊。（報告來源：未來智庫）
2.2. 中美科技摩擦反復，加速設備全面深度國產(chǎn)化
2020 年中美科技摩擦升級，美對華為芯片斷供生效。2020 年 5 月 15 日， 美商務部稱全面限制華為購買采用美國軟件和技術(shù)生產(chǎn)的半導體，禁令 升級至半導體設備，設定 4 個月過渡期。2020 年 9 月 15 日，美國對華 為芯片斷供禁令生效。2020 年 10 月 5 日，中芯國際公告稱美國商務部 工業(yè)與安全局對向中芯國際出口的美國設備等進行限制。2020 年 12 月 21 日，中芯國際公告稱被美國商務部列入“實體清單”，10nm 及以下的 產(chǎn)品或技術(shù)“推定拒絕”。
根據(jù)中芯國際前后兩次的公告，美國商務部以保護美國國家安全和外交 利益為由，將中芯國際及其部分子公司及參股公司列入“實體清單”。公 司被列入“實體清單”后，根據(jù)美國相關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定，針對適用于美 國《出口管制條例》的產(chǎn)品或技術(shù)，供應商須獲得美國商務部的出口許 可才能向公司供應；對用于 10nm 及以下技術(shù)節(jié)點（包括極紫外光技術(shù)） 的產(chǎn)品或技術(shù)，美國商務部會采取“推定拒絕”（Presumption of Denial） 的審批政策進行審核；同時公司為部分特殊客戶提供代工服務也可能受 到一定限制。
美國對中芯國際限令將“10nm 技術(shù)節(jié)點”作為分界點，對“先進制程” 與“成熟制程”進行了再定義，將業(yè)界傳統(tǒng)認為的分界點“28nm”或“14nm” 直接提升至“10nm”，美國對中芯國際的制裁在“先進制程”定義上存 在一定程度的妥協(xié)與邊際改善。據(jù) SIA 數(shù)據(jù)，2019 年邏輯晶圓制造產(chǎn)能 占比約 41%，其中＜10nm 晶圓制造產(chǎn)能占比約 2%，>45nm 晶圓制造產(chǎn) 能占比最高約 22%。目前，≥10nm 制程的晶圓產(chǎn)能占比高達 98%，美 國對中芯國際的制裁將工藝制程分界點劃分為 10nm 為本土晶圓代工龍 頭的發(fā)展帶來了相對確定的發(fā)展空間和技術(shù)積累時間。
中美科技摩擦過程中，華為和中芯國際兩大支柱性企業(yè)均受不同程度影 響，半導體設備國產(chǎn)化有望向深度化和全面化發(fā)展。中國半導體設備目 前仍主要依賴于進口設備，國內(nèi)公司市場規(guī)模相對較小，自給能力亟待 提升。在中美科技摩擦背景下，國內(nèi)政策傾斜、Fab 廠國產(chǎn)化意愿加強、 資本市場活躍注入、設備廠抓住歷史機遇等多方面因素促使半導體設備 國產(chǎn)化逐漸走向深度化和全面化。根據(jù)中國半導體工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)， 2020 年中國半導體設備銷售額預計將達到 213 億美元，國產(chǎn)化率預計將 首次超過 20%。
從細分設備市場來看，ICP 刻蝕設備、CVD 成膜設備、摻雜設備、量 測設備、光刻設備上升速度明顯。通過統(tǒng)計截止到 2021 年 11 月 13 日 中國國際招標網(wǎng)所公示的設備中標情況，對六大產(chǎn)線（長江存儲、中芯 紹興、華虹無錫、華力微、株洲中車、積塔）每一類設備的總采購量以 及國產(chǎn)化率進行測算。根據(jù)測算，2020H2 至今六大產(chǎn)線中 ICP 刻蝕設 備、CCP 刻蝕設備、PVD 成膜設備、CMP 設備、爐管設備、清洗設備 以及去膠設備國產(chǎn)化率較高，均超過了 30%，其中清洗設備達到 50%。技術(shù)壁壘較高的量測設備、光刻設備以及摻雜設備雖然國產(chǎn)化率很低，但是上升趨勢明顯
在 IC 設備國產(chǎn)化的浪潮中，各個子領(lǐng)域均有優(yōu)秀的本土企業(yè)。其中， 北方華創(chuàng)在 ICP 刻蝕設備、PVD 成膜設備、清洗設備、爐管設備份額提 升顯著，中微半導體在 CCP 刻蝕設備表現(xiàn)出色，上海微電子在技術(shù)壁壘 較高的光刻設備中開始嶄露頭角，華海清科在 CMP 設備中市場份額逐 漸提升等。尤其是 2020H2 至今，北方華創(chuàng)在 ICP 刻蝕設備市場份額達 到 29.27%的市場份額，開始逐漸在該領(lǐng)域與龍頭企業(yè) Lam 和 AMAT 分 庭抗禮。我們預計未來隨著國產(chǎn)替代的持續(xù)推進，IC 設備的國產(chǎn)化率有 望進一步提升。
2.3. 資本市場助力行業(yè)發(fā)展，F(xiàn)abless 廠商自建制造環(huán)節(jié)
自科創(chuàng)板創(chuàng)立以來，本土半導體廠商迎來歷史性融資窗口期。在資本市 場助力下，大小 Fabless 廠商不同程度擴建制造環(huán)節(jié)，以補強自身產(chǎn)品 流片過程中的產(chǎn)能薄弱環(huán)節(jié)，增強供應鏈管理能力與話語權(quán)。Fabless 廠 商擴產(chǎn)過程中根據(jù)自身產(chǎn)品特點對部分設備存在一定客制化需求，在疫 情影響下，國內(nèi)設備廠商的快速響應能力有望加速該環(huán)節(jié)產(chǎn)線導入。
自 2019 年以來 A 股 Fabless 和 IDM 企業(yè)募投項目中，設備投資占比超 10%項目投資額超 430 億元。其中，設備投資額根據(jù)產(chǎn)品差異、企業(yè)戰(zhàn) 略定位等存在較大差異，統(tǒng)計企業(yè)中各類項目設備投資額占比約在 10%~75%之間。
韋爾股份自建生產(chǎn)線補強流片薄弱環(huán)節(jié)。韋爾股份作為本土最大的 Fabless 上市公司，發(fā)行可轉(zhuǎn)債約 24.4 億元用于晶圓測試及晶圓重構(gòu)生 產(chǎn)等項目建設，規(guī)劃于上海松江建設 3.5 萬片/月測試與 3.0 萬片/月重構(gòu) 產(chǎn)能。韋爾股份作為具有國際競爭力的 CIS 芯片龍頭企業(yè)，借助資本市 場補強 CIS 芯片流片環(huán)節(jié)中的產(chǎn)能瓶頸環(huán)節(jié)，有助于保障自身供應鏈安 全，提升競爭壁壘。
卓勝微與 Foundry 共建晶圓前道生產(chǎn)專線。卓勝微作為射頻領(lǐng)域 Fabless 龍頭企業(yè)，通過定增募資 30.1 億元發(fā)展濾波器芯片等項目。據(jù)公司公告， 公司通過與 Foundry 共同投入資源合作建立晶圓前道生產(chǎn)專線，使用先 進的管理和設備對晶圓生產(chǎn)過程中的特殊工藝和環(huán)節(jié)進行快速迭代優(yōu) 化，綜合晶圓制造企業(yè)和公司各自優(yōu)勢，形成最終的工藝技術(shù)能力和量 產(chǎn)能力，同時實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升和成本空間的壓縮。龍頭企業(yè)在規(guī)模 擴大后，開始突破發(fā)展早期的純 Fabless 模式，加強與 Foundry 合作，并 投入資金建立生產(chǎn)專線。該項目設備投資額占比約 62.3%。
Fabless 和 IDM 企業(yè)融資擴產(chǎn)將拉升設備環(huán)節(jié)訂單量。格科微規(guī)劃于上 海投資 74.3 億元用于建設 CIS 研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項目，設備投資額占比約 72.28%。華潤微規(guī)劃于重慶西永投資 42.0 億元用于功率半導體封測基 地項目建設，設備投資額占比約 69.76%。
此外，部分 Fabless 廠商募投項目設備投資額占比較低，而對研發(fā)進行 高額投入。恒玄科技 IPO 募資 48.6 億元，其中設備和硬件投資占比約 5%，研發(fā)投入約 80%。研發(fā)投入中晶圓試制費用和封測費用占絕大部分， 也將占用晶圓廠部分產(chǎn)能。
在資本市場資金助力下，較大規(guī)模的 Fabless 廠商加強布局自身供應鏈， 自建產(chǎn)線、共建專線或加強研發(fā)等方式將直接或間接拉動設備訂單。Fabless 廠商產(chǎn)品種類相對固定，在自建或共建產(chǎn)能上對部分設備存在一 定客制化需求，為本土企業(yè)導入產(chǎn)線打開一條新的通道。
2.4. 本土半導體設備企業(yè)迎來歷史性發(fā)展機遇
機遇一：半導體行業(yè)景氣度歷史罕見，高強度資本開支開啟新一輪擴產(chǎn)周期。半 導體行業(yè)自 2019 年下半年開啟景氣度向上周期，自 2020 年下半年開啟 漲價模式，產(chǎn)能緊張產(chǎn)品缺貨推升半導體行業(yè)新一輪高強度擴容。半導 體行業(yè)發(fā)動機臺積電年初指引三年 1000 億美金高強度資本開支，新一 輪行業(yè)擴產(chǎn)周期啟動，半導體設備環(huán)節(jié)率先直接受益。
機遇二：中美科技摩擦推升國產(chǎn)化意愿，本土設備中標率明顯提升。中美科技摩 擦自 2018 年起逐步升級加劇，2020 年 9 月華為芯片斷供、中芯國際設 備采購受限。國家層面出臺政策進行產(chǎn)業(yè)資源傾斜、本土產(chǎn)線國產(chǎn)化意 愿全面提升、本土設備廠提效抓機會、本土資金與人才流動性加強，在 多方助力下，本土設備廠中標率與訂單量提升明顯，國產(chǎn)自主可控仍是 中長期主旋律。
機遇三：本土大廠已經(jīng)躍過風險試產(chǎn)階段，戰(zhàn)略目標從“爬良率出產(chǎn)品”向“供 應鏈安全”傾斜。本土兩大存儲基地武漢長存、合肥長鑫在 2017 年~2019 年的發(fā)展早期，首要目標是突破技術(shù)路徑和專利風險，盡快爬升良率出 產(chǎn)品，其在早期建設過程中供應鏈國產(chǎn)化并非首要任務。而目前，長存 和長鑫產(chǎn)能已初具規(guī)模，躍過早期風險試產(chǎn)階段，后期擴產(chǎn)出于供應鏈 安全角度，國產(chǎn)化意愿與能力有望提升。同理，中芯國際 14nm 已量產(chǎn)時間超過一年半，后期擴產(chǎn)規(guī)劃主要以成 熟制程為主。華虹無錫、士蘭微廈門、華潤微重慶的 12 寸產(chǎn)線均在近 年內(nèi)量產(chǎn)爬坡，后續(xù)擴產(chǎn)有望進一步提升國產(chǎn)化率。
機遇四：設備國產(chǎn)化由單點突破模式邁向產(chǎn)線協(xié)同整合。早期國產(chǎn)設備制造商導 入內(nèi)資產(chǎn)線主要通過提升自身產(chǎn)品性能向海外巨頭看齊，認證周期及認 證環(huán)節(jié)相對更長更繁瑣。目前在科技摩擦背景下，國內(nèi)部分產(chǎn)線針對成 熟制程和成熟產(chǎn)品，從工藝制造、設計、機臺設備等方面加強全環(huán)節(jié)協(xié) 作，部分國產(chǎn)設備廠商有望從單一產(chǎn)品類公司向工藝平臺類公司升級， 看好半導體設備環(huán)節(jié)深度國產(chǎn)化。
機遇五：資本市場助力行業(yè)發(fā)展，F(xiàn)abless 廠商自建或共建制造產(chǎn)能。自科創(chuàng)板 創(chuàng)立以來，本土半導體廠商迎來歷史性融資窗口期。在資本市場助力下， 大小 Fabless 廠商不同程度擴建制造環(huán)節(jié)，以補強自身產(chǎn)品流片過程中 的產(chǎn)能薄弱環(huán)節(jié)，增強供應鏈管理能力與話語權(quán)。Fabless 廠商擴產(chǎn)過程 中根據(jù)自身產(chǎn)品特點對部分設備存在一定客制化需求，在疫情影響下， 國內(nèi)設備廠商的快速響應能力有望加速該環(huán)節(jié)產(chǎn)線導入。
機遇六：疫情影響疊加設備訂單旺盛，海外巨頭部分設備交期拉長給本土企業(yè)帶 來替代機會。半導體設備廠主要集中在歐美日地區(qū)，半導體制造環(huán)節(jié)主 要集中在大陸、中國臺灣、韓國等地區(qū)。在全球疫情影響下，海外巨頭設備 廠商海運交付、工程師調(diào)試等受阻，在旺盛設備訂單下，部分海外廠商 設備交期拉長，給本土企業(yè)帶來良好的替代機會。
來源作者：國泰君安證券，王聰、舒迪、郭航