國產(chǎn)半導體設備多年沉淀終爆發(fā)！

隨著每一次信息技術重大突破，半導體設備行業(yè)規(guī)模產(chǎn)生一次大飛躍，如 PC 時代支撐設備規(guī)模 200-300 億美元，智能手機時代支撐設備規(guī)模約 400 億美元，5G 時代支撐設備規(guī)模 600 億美元，同時，市場集中度也在持續(xù)提升，過去十年內(nèi)前五家設備龍頭市占率從 47%上升至64%，光刻機 ASML 市占率從 65%升至 89%。

看點：2016-2019年進入主流晶圓廠工藝驗證的關鍵國產(chǎn)設備，將在2020年獲得實質性突破。

隨著每一次信息技術重大突破，半導體設備行業(yè)規(guī)模產(chǎn)生一次大飛躍，如 PC 時代支撐設備規(guī)模 200-300 億美元，智能手機時代支撐設備規(guī)模約 400 億美元，5G 時代支撐設備規(guī)模 600 億美元，同時，市場集中度也在持續(xù)提升，過去十年內(nèi)前五家設備龍頭市占率從 47%上升至64%，光刻機 ASML 市占率從 65%升至 89%。下半年全球半導體設備行業(yè)強勢反彈及本土存儲廠研發(fā)線量產(chǎn)后加速擴產(chǎn)，2020 年國內(nèi)半導體設備行業(yè)處于很好的市場環(huán)境，國產(chǎn)裝備與材料品牌將在新的一年里獲得較快發(fā)展時期，一是設備與材料龍頭經(jīng)營規(guī)模延續(xù)高速增長，二是之前尚未突破的離子注入機、光刻機、涂膠顯影、量測設備等將涌現(xiàn)一批后起之秀。本期的智能內(nèi)參，我們推薦中銀國際證券的研究報告《 半導體設備行業(yè)2020年度策略》，分析全球半導體行業(yè)的最新發(fā)展狀況，探尋國內(nèi)半導體市場2020年新的發(fā)展機遇。如果想收藏本文的報告( 半導體設備行業(yè)2020年度策略)，可以在智東西(公眾號：zhidxcom)回復關鍵詞“nc424”獲取。本期內(nèi)參來源：中銀國際證券原標題：《半導體設備行業(yè)2020年度策略》作者：楊紹輝 陳祥

半導體行業(yè)特征1、 行業(yè)規(guī)模的高成長性大于周期性半導體設備行業(yè)規(guī)模，1992 年僅為 81 億美元，1995-2003 年穩(wěn)定在 200-300 億美元，2004-2016 年穩(wěn)定在 300-400 億美元，2017-2018 年攀升至 550-650 億美元，1992-2018 年全球半導體設備行業(yè)市場規(guī)模年均增長 8%，整體上呈階段性成長趨勢。

▲全球半導體設備行業(yè)規(guī)模年均增長 8%Semi 預計，2019-2021 年依次是 576 億美元、608 億美元、668 億美元，隨著 5G 技術推動半導體設備行業(yè)規(guī)模將創(chuàng)歷史新高。2000-2010 年是全球 PC 互聯(lián)網(wǎng)時代，半導體制程設備行業(yè)的市場規(guī)模位于 250 億美元平均水平(制程設備占到半導體設備行業(yè)整體的 70%-80%)。到了 2010-2017 年，人類進入了智能手機社交媒體時代，半導體制程設備行業(yè)的市場規(guī)模上升到 320 億美元的平均線上。2017-2020 年，人類將進入了 5G、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)時代，半導體制程設備的市場規(guī)模增加到 500-600 億美元以上的數(shù)量級。

▲ 2. 5G 大數(shù)據(jù)時代的半導體制程設備市場規(guī)模再上臺階2、 行業(yè)高度集中，且集中度一直在上升2018 年，行業(yè)前三家 AMAT、ASML、Lam Research 的市場份額合計約占 50%，前五家 AMAT、ASML、Lam Research、TEL、KLA 市占率合計為 71%。

▲ 全球半導體設備行業(yè)呈高度壟斷格局各項半導體設備的競爭格局：每類產(chǎn)品均被前 1-4 家公司寡頭壟斷：(1) 光刻機：EUV100%來自 ASML，ASML 在光刻機市場處于絕對壟斷地位;(2) 刻蝕設備：硅基刻蝕主要被 Lam 和 AMAT 壟斷，介質刻蝕主要被 TEL 和 Lam 壟斷;(3) 薄膜設備：CVD 主要被日立、Lam、TEL、AMAT 壟斷，PVD 被 Lam 和 AMAT 壟斷 ;(4) 顯影設備：TEL 處于絕對壟斷地位;(5) 離子注入機：70%來自應用材料，18%來自 Axcelis Technologies;(6) 清洗設備：主要來自 DNS、Lam、TEL 等 ;(7) CMP：70%來自 Applied Materials，26%來自 Ebara;(8) 熱處理：被 Applied Materials、日立國際電氣、TEL 壟斷;(9) 去膠設備：被 PSK、Lam、日立高科技、屹唐半導體;(10) 工藝檢測設備：KLA 市場份額 50%，Applied Materials 占 12%，日立高科技占 10%;(11) 劃片/減薄機：日本 DISCO 絕對壟斷;(12) 測試設備：被泰瑞達和愛德萬雙寡頭壟斷。

▲導體刻蝕設備被 Lam 和應用材料壟斷

▲介質刻蝕設備被 TEL 和 Lam 壟斷半導體設備行業(yè)前 10 家公司 2007 年市占率合計 66%，到 2018 年市占率合計達到 81%，提升了 15 個百分點;前五家公司 2007 年市占率合計 57%，到 2018 年市占率合計達到 71%，提升了 14 個百分點。

▲全球半導體設備行業(yè)集中度日益上升從光刻機銷售情況看，ASML2018 年市占率達到 89%，而 2005 年 ASML 僅占 55%，ASML 市占率在過去十多年內(nèi)持續(xù)上升。

▲全球光刻機龍頭 ASML 市占率逐年上升從刻蝕設備競爭格局看，行業(yè)集中度也在持續(xù)上升：(1)介質刻蝕設備市場上，2018 年 TEL、Lam Research 壟斷了 97%的市場份額，而 2005 年兩家公司僅占 76%;(2)導電刻蝕設備市場上，2018 年Lam Research、Applied Materials 壟斷了 86%的市場份額，而 2005 年兩家公司僅占 74%。

▲TEL 和 Lam Research 在介質刻蝕設備市場的市占率逐年攀升

▲Lam Research、AMAT 在導體刻蝕設備的市占率逐年攀升

5G時代半導體設備行業(yè)的反轉1、 三季度以來，半導體設備行業(yè)顯著反轉北美半導體設備制造商 10 月出貨金額為 21.09 億美元，環(huán)比上升 7.7%，同比增長 3.9%，前 10 月累計出貨 197 億美元，同比下滑 17%，但下滑幅度較過去 9 個月有顯著收窄。統(tǒng)計 7 家全球半導體設備上市企業(yè)，三季度收入 142 億美元，環(huán)比增長 10%，是連續(xù)四個季度負增長后首次恢復環(huán)比正增長，同比下降 6%，下滑幅度較一、二季度明顯收窄。展望四季度，ASML預計收入將環(huán)比大幅增長 30%，而 Lam、KLA、Teradyne 等預計第四季度收入環(huán)比正增長。

▲ASML、KLA、Applied Materials 等的單季度收入企穩(wěn)回升ASML 三季度收入繼續(xù)環(huán)比上升。ASML 第三季度收入 30 億歐元，環(huán)比增長 16%，同比增長 8%，延續(xù)今年二季度以來的強勢反彈;ASML 預計第四季度收入 39 億元，環(huán)比增長 31%，同比增長 24%，單季度營業(yè)收入將創(chuàng)歷史新高。此外，Applied Materials 預計今年第三季度收入 36.85±1.5 億美元，環(huán)比增長 3.5%左右;TEL 預計今年第三季度收入約為 25.5 億美元，環(huán)比增長 30%。

▲ASML 季度收入同比增速顯著回升選擇已公布三季報的上市公司為例，三季度在二季度毛利率環(huán)比回升的基礎上繼續(xù)小幅恢復，表明全球半導體設備行業(yè)的盈利能力企穩(wěn)回升。其中 ASML 三季度毛利率將從一季度 41.6%、二季度43%繼續(xù)上升至 43.7%，預計第四季度毛利率將達到 48%-49%;KLA 毛利率將從一季度 55.6%、二季度52.9%回升至三季度的 60.8%，預計第四季度毛利率將達到 60%-61%。

▲全球部分半導體設備上市公司為樣本的毛利率回升

▲ASML 單季度毛利率回升2、 5G 對先進制程工藝設備拉動效果明顯從 ASML 整體三季度收入結構看，單季收入環(huán)比、同比實現(xiàn)正增長的原因，主要是來自邏輯客戶的收入 20.4 億歐元，環(huán)比增長 81%，同比增長 98%，而來自存儲客戶的收入僅 5.4 億歐元，環(huán)比下降 25%，同比下降 62%。

▲邏輯電路客戶拉動 ASML 季度收入大幅反彈ASML 的 EUV 訂單創(chuàng)歷史新高。今年三季度 ASML 的 EUV 新增訂單達到 23 臺，與歷史最高 10 臺相比高出 130%，迎來歷史上再次爆發(fā)性增長，表明先進制程對設備需求十分旺盛。同時，ASML 的 EUV交貨量也穩(wěn)步上升，第三季度交付 EUV 設備 7 臺，預計四季度交付 EUV 設備 8 臺，全年交付 EUV設備 26 臺，而 2016、2017、2018 年依次交付 5 臺、11 臺、18 臺。

▲ASML EUV 訂單創(chuàng)新高

▲ASML EUV 累計交付 50 多臺ASML 光刻設備 EUV 訂單爆發(fā)式增長，主要是以臺積電為主的晶圓代工廠加大對先進制程的產(chǎn)能擴張。根據(jù)臺積電最新季報顯示，臺積電將 2019 年資本開支計劃從原來的 110 億美元，上調至 140-150億美元，創(chuàng)下公司歷史的新高，主要是 5G 的需求高過預期，其整體市場的發(fā)展甚至快于 4G。公司預計 2020 年資本開支也將保持在 140-150 億美元，公司將持續(xù)對 5nm、3nm、2nm 制程的擴產(chǎn)和研發(fā)。

▲2019 年 TSMC 資本支出創(chuàng)新高先進制程對設備需求彈性大。以臺積電為例，每個節(jié)點的投資額迅速攀升，其中 16nm制程 1萬片產(chǎn)能投資 15 億美元，而 7nm制程 1 萬片產(chǎn)能投資估計 30 億美元，5nm制程 1 萬片產(chǎn)能投資估計 50 億美元 。

▲臺積電先進制程擴產(chǎn)將持續(xù)多年根據(jù)電子工程網(wǎng)(ee.ofweek.com)顯示，近期臺積電 16nm、7nm 制程產(chǎn)能供不應求，7nm 產(chǎn)能將提高1 萬片至 8-9 萬片/月，而明年 3 月份即將量產(chǎn)的 5nm 制程產(chǎn)能原計劃 5 萬片/月，目前產(chǎn)能已被客戶預定，臺積電計劃將 5nm 制程產(chǎn)能從 5 萬片/月提高到 7-8 萬片/月。5G 技術是先進制程的主要應用領域。今年以來，十多款 5G 手機陸續(xù)上市銷售，如華為 Mate 20 X(5G)、中興通訊天機 Axon 10 Pro 5G、iQOO Pro 5G、中國移動先行者 X1、三星 Galaxy Note10+ 5G。其中 vivo旗下的 iQOO 起步價 3,798 元，三星最貴起步價為 7,999 元。5G 手機通常搭載 12-7nm 制程工藝基帶芯片，包括高通 SnapdragonX50、聯(lián)發(fā)科 HelioM70、英特爾 XMM8000 系列、三星 ExynosModem5000系列、海思 Balong5000 系列等。

▲5G 手機基帶芯片主要采用 7nm 工藝據(jù)中國信息通信研究院每月發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，2019 年 7、8、9 月國內(nèi) 5G 手機銷量依次為 7.2 萬部、21.9萬部、49.7 萬部，占手機總銷量的 0.2%、0.7%、1.4%。預計 2020 年全球 5G 手機銷量 1.6 億部，占手機總銷量的比重將達到 10%左右，5G 手機銷售將在 2019-2020 年全面鋪開、普及。

▲5G 手機銷量占比迅速上升3、 5G 應用將使得存儲廠商的設備采購需求回升5G 手機的存儲容量將大幅增加。5G 手機因傳輸速度快，對應的數(shù)據(jù)存儲能力將較 4G 手機高出 1 倍以上，通常 4G 手機存儲容量 64-256GB，而 5G 手機的存儲容量將在 512GB 以上。

▲5G 手機的存儲容量將是 4G 的 2 倍以上據(jù)西部數(shù)據(jù)的估計，移動數(shù)據(jù) 2016-2021 年每年保持 40%-50%增速，其中移動視頻到 2021 年將增長870%，增速最快，可見移動終端的存儲容量將越來越大。

▲移動數(shù)據(jù)年均 40%-50%高增長5G 實現(xiàn)物物互聯(lián)，物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等的發(fā)展將拉動數(shù)據(jù)存儲需求。5G 在低延時和傳輸速度上的優(yōu)勢，使得機器設備產(chǎn)生數(shù)據(jù)的時代已經(jīng)到來，具體表現(xiàn)形式包括，一方面是類似三一重工 5G 遠程操作挖掘機，另一方面是物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等。5G 時代將出現(xiàn)萬億設備相互鏈接，數(shù)據(jù)的產(chǎn)生將從 4G 時代的人走向物體，形成的海量數(shù)據(jù)不僅在處理上拉動邏輯電路芯片需求，也對存儲容量提出更多需求，存儲芯片也因此面臨新的挑戰(zhàn)。據(jù) sohu 及 IDC，2016 年，全球聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量為 148.66 億臺。伴隨著 5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術發(fā)展，2020 年全球接入網(wǎng)絡的終端數(shù)將超過 300 億臺，年復合增長率達到 20.2%。5G 時代，數(shù)據(jù)存儲在底層技術上也將發(fā)生變化。一是存儲內(nèi)容上的變化。存儲對象將包括 AR/VR、視頻、文字、數(shù)字等，需要有專門的存儲模式。一個典型的實例就是抖音和快手等，4G 時代已經(jīng)實現(xiàn)短視頻的快速傳輸、處理和存儲，在 5G 時代高達 GBPS 級別的傳輸速度，短視頻甚至演變成中長視頻、更清晰視頻。二是讀寫速度等性能要求會更高。根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù)，存儲器設備資本支出從 2013 年的 147 億美元增長至 2018 年的 520 億美元，占半導體行業(yè)資本支出的比重在過去 7 年內(nèi)大幅增加，從 2013 年的 27%升至 2018 年的 49%。2019 年存儲器產(chǎn)業(yè)資本支出將占今年半導體總資本支出總額的 43%，低于 2018 年的 49%，主要是供過于求導致導致 Nand 和 Dram 價格持續(xù)下行，存儲器廠商大幅收縮資本支出，其中 IC Insights 預計 2019 年存儲器設備資本支出 416 億美元，同比下降 20%。

▲全球存儲器廠商資本支出短期波動

國產(chǎn)設備進入全面突破時期今年 9 月，華虹半導體(無錫)項目、廣州粵芯半導體項目、合肥長鑫 DRAM 項目均正式投產(chǎn)。今年年底到明年年初，國內(nèi)包括燕東微電子、上海積塔半導體等的多條 8 寸線也將陸續(xù)投產(chǎn)。隨著研發(fā)產(chǎn)線投產(chǎn)后，多個晶圓廠開啟了新一輪設備采購步伐，包括：(1) 長江存儲于 8 月份開始了新的 1 萬片/月產(chǎn)能的設備采購，預計年末還將加大采購力度，預計 2020年底產(chǎn)能達到 5-6 萬片/月。長江存儲 2017 年至 2019 年一季度累計采購 19 臺光刻機， 2019 年三季度長江存儲公布新招標 4 臺光刻機設備，并招標采購接近 100 臺的其他工藝設備。(2) 華力二期去年投產(chǎn)，今年也已啟動新 1 萬片/月產(chǎn)能的設備采購。華力二期在 2017 年集中采購了7 臺光刻機，2019 年 7 月新采購 3 臺光刻機。(3) 華虹無錫項目一期 1 萬片/月 9 月投產(chǎn)，已啟動新的 1 萬片/月設備采購。華虹無錫 2018 年采購 4臺光刻機，2019 年 8 月新采購 2 臺光刻機。(4) 合肥長鑫目前設備產(chǎn)能約 2 萬片/月，預計 2020 年底產(chǎn)能達 4 萬片/月。(5) 廣州粵芯首期 3 千片/月 9 月投產(chǎn)，預計短期會擴產(chǎn)到 1.8 萬片/月。(6) 上海積塔 8 寸線也將投產(chǎn)，預計 2020 年初將啟動 12 寸產(chǎn)線設備采購。(7) 燕東微電子 8 寸線即將投產(chǎn)，12 寸線設備采購值得期待。(8) 中芯南方計劃總投資 102 億美元，建設兩條產(chǎn)能均為 3.5 萬片/月芯片的 14nm 集成電路生產(chǎn)線，預計今年年底 14nm FinFET 開始商業(yè)化生產(chǎn)。1、 制程設備隨著全球半導體設備行業(yè)進入景氣上行階段，且本土晶圓廠擴張?zhí)崴伲瑖a(chǎn)設備也將迎來快速發(fā)展，同時，國產(chǎn)設備市占率也有望在國際品牌交貨緊張的情況下，緩解 2019 年所面臨的價格壓力，并加快進口替代步伐。

▲主要晶圓廠制程設備國產(chǎn)化率處于 10%水平各類制程設備的國產(chǎn)化率：(1) 去膠設備：國產(chǎn)化率最高的是去膠設備，主要是屹唐半導體實現(xiàn)了去膠設備國產(chǎn)化;(2) 清洗設備：國產(chǎn)化率約為 20%左右，本土品牌主要是盛美半導體、北方華創(chuàng);(3) 刻蝕設備：國產(chǎn)化率約為 20%左右，本土品牌包括中微半導體、北方華創(chuàng)、屹唐半導體;(4) 熱處理設備：國產(chǎn)化率約為 20%左右，本土品牌包括北方華創(chuàng)、屹唐半導體;(5) PVD 設備：國產(chǎn)化率約為 10%左右，本土品牌包括北方華創(chuàng);(6) CMP 設備：國產(chǎn)化率約為 10%左右，本土品牌包括華海清科;(7) CVD 設備：有零的突破，但總體國產(chǎn)化率不高于 5%，本體品牌是沈陽拓荊;(8) 量測設備：國產(chǎn)化率 2%左右，本土品牌包括上海睿勵、中科飛測、上海精測半導體;(9) 離子注入機：國產(chǎn)化有零的突破，本土品牌包括中科信、凱世通等;(10) 涂膠顯影設備：國產(chǎn)化有零的突破，本土品牌包括沈陽芯源;(11) 光刻設備：預計國產(chǎn)化將有零的突破，本土品牌是上海微電子。根據(jù)集微網(wǎng)、DRAMeXchange 等，2017 年底，作為 5 家刻蝕設備供應商之一，中微被 TSMC 納入 7nm制程設備采購名單，2018 年底其自主研發(fā)的 5nm 等離子刻蝕機經(jīng) TSMC 驗證通過。在臺積電 7nm 制程繼續(xù)擴產(chǎn)，以及 5nm 制程產(chǎn)線建設期間，中微的等離子刻蝕機臺有望迎來旺盛需求，享受 5G 手機帶來對先進制程工藝設備的爆發(fā)式需求增長。

▲中微刻蝕機進入客戶臺積電的歷史業(yè)績2、 測試設備半導體測試細分為：SOC 測試，RF 測試、Memory IC 測試和 Analog IC 測試。其中 SOC 測試占到 ATE的 64%，Memory IC 和 RF 測試設備各占 15-20%。2018 年全球半導體測試設備市場規(guī)模約為 55-60 億美元，按 64%的比例推算，SOC 測試設備市場規(guī)模估計為 36 億美元。

▲SOC 測試占半導體測試設備的 2/3SOC 測試設備市場主要被泰瑞達、愛德萬壟斷。5G 手機 SOC 芯片測試難度更大，市場集成度有望繼續(xù)提升。

▲泰瑞達、愛德萬壟斷 SOC 測試設備市場盡管精測電子、長川科技、北京華峰測控、北京冠中集創(chuàng)、金海通等實現(xiàn)部分測試設備或分選機的國產(chǎn)化突破，但國產(chǎn)品牌主要聚焦在國內(nèi)較為成熟的電源管理芯片測試設備等領域，而 SOC和Memory芯片測試設備仍主要依賴于美國泰瑞達和日本愛德萬等進口品牌。精測電子、長川科技、北京冠中集創(chuàng)等布局的數(shù)字測試設備急需市場培育。3、 硅片生長與加工設備半導體硅片項目眾多，但絕大部分設備依賴進，對日本設備廠商依賴程度高：(1) 長晶爐：進口品牌韓國 S-TECH，國產(chǎn)品牌晶盛機電、南京晶能，晶盛機電有望實現(xiàn)長晶爐國產(chǎn)化;(2) 研磨設備：95%以上來自日本，包括設備廠商東京工程、光洋機械、東京精機、 HAMAI 等;晶盛機電有望實現(xiàn)國產(chǎn)化;(3) 拋光：100%依賴進口，外資品牌包括 Lapmaster、不二越、OKAMOTO、東京精機;(4) 減薄：100%從日本進口，包括 DISCO、光洋機械、OKAMOTO(岡本機械);

▲主要大硅片產(chǎn)線的設備國產(chǎn)化率為 10%-20%晶盛機電實現(xiàn)中環(huán)領先長晶爐和切割設備國產(chǎn)化，目前已布局單晶硅棒滾磨一體機、拋光機、雙面研磨、晶圓邊緣檢測設備。智東西認為，在每一次信息技術重大突破節(jié)點，半導體行業(yè)規(guī)模都會產(chǎn)生一次大飛躍?，F(xiàn)在，在5G技術的拉動下，半導體行業(yè)的全面復蘇期來臨，行業(yè)規(guī)模將上一個新臺階，并大概率創(chuàng)歷史新高。國產(chǎn)設備盡管技術積淀已有 15-20 余年，但因人才缺乏與研發(fā)投入不足，且驗證周期長等因素而備受制約，預計在 2016-2019 年進入主流晶圓廠工藝驗證的關鍵設備，將在 2020 年獲得實質性突破，在全球半導體設備市場進入新一輪擴展階段，刻蝕、清洗、CMP、熱處理等設備的國產(chǎn)品牌市占率將穩(wěn)中有升，而光刻、涂膠顯影、量測、CVD、PVD、ALD 等有望獲得重大進展。來源：智東西圖文系網(wǎng)絡轉載，版權歸原作者所有。不代表本公眾號觀點，如涉及作品版權問題，請與我們聯(lián)系，我們將在第一時間協(xié)商版權問題或刪除內(nèi)容!