行业分析设备是产业支柱，机遇与挑战并 目录半导体设备为集成电路产业根本行业景气，晶圆制造设备前景可期中国半导体设备市场存在巨大替代空间中国半导体设备面临产业发展机遇行业投资机会一半导体设备为集成电路产业根本1半导体设备是产业链上游重要环节半导体设备是半导体产业最为重要的一环，是生产部门不可或缺的生产资料。从半导体产业链中可以看出，无论是上游设计制造，还是下游封装测试，几乎每一个产业环节都需要相关设备的投入。2半导体设备是推动产业进步的重要因素由于摩尔定律的驱使，行业不断追求技术进步，以实现芯片性能、集成度等方面的提升。随着制造步骤的增多，对每步的精度要求也会相应提高。因为单一加工步骤的合格率如果没办法达到很高的程度，在大量加工步骤堆积之后，产品的整体合格率就会下降得非常明显。例如每一步的加工合格率若为99.0%，那么经过步加工之后，其合格率将变为零。3半导体设备为生产线主要支出半导体设备是下游半导体制造及封装企业的主要投入，芯片生产线的70%以上是半导体设备支出。目前，半导体设备的市场规模已经达到千亿人民币级别。年晶圆代工的主流制程是14及16纳米的FinFET制程，其主要业者包含了英特尔(Intel)、台积电及三星、格罗方德三大阵营，而且战场延伸到下一代10纳米先进制程，此三大阵营都宣布将在年量产。数据来源：ICinsight、国信证券经济研究所整理图1先进技术节点的生产线投资额（亿美元）根据Gartner数据显示，年全球半导体设备支出就达到了亿美元。并且，可以从年资本支出前5名企业看出，资本支出在半导体企业中占当年营业收入比重相当大，且设备为资本支出主要部分。因此，设备在下游半导体制造厂中为相当大支出部分，是产业链上游中非常重要的一环。数据来源：公司数据、国信证券经济研究所整理图2年top5厂商资本支出占营收比例（百万美元）二行业景气，晶圆制造设备前景可期1行业景气，创新需求将带动设备市场增长一方面，下游创新应用的需求将成为行业发展的重要驱动力，带动行业在内部增长结构改变的情况下迎来新一轮的景气成长周期。另一方面，中国大陆更是拥有结构性增长机会。受国家产业基金、产业政策支持以及全球半导体产业链向大陆转移等因素推动，近年来在大陆投资的晶圆生产线明显增多，累计投资总额超过亿美元，全部投产的产能合计至少超过80万片/月。大陆晶圆生产线的产能扩张意味着大陆对半导体设备的需求也相应扩大。因此，我们预计未来在大陆晶圆生产线陆续投产的情况下，半导体设备在接下来几年或将迎来较好的增长机会，拥有较大增长幅度。数据来源：公司资料、国信证券经济研究所整理图3近期大陆投资的晶圆生产线2晶圆制造仍为半导体设备主体半导体设备主要集中在制造、封测端集成电路产品的生产可以分为前道工艺和后道工艺两个步骤。前道工艺是以硅片的加工为起点，以在硅片等介质上制成集成电路为终点。后道工艺是以分割载有集成电路的硅片为起点，以封装和测试后并最终制成集成电路产品为终点。在完成前道工艺加工后，即获得载有晶粒的整块晶圆片。后道工艺主要为封装、测试环节。经过晶片切割、黏晶、焊线、封胶、剪切成形、印字、检验等一系列封装工序后，即可进入最后的测试环节。由于步骤较多，后道工艺的过程中将涉及到磨片机、划片机、装片机、打线机、包封设备、电镀设备、切筋机、测试机、分选机、打印机等较多设备。3晶圆制造占设备市场支配地位数据来源：SEMI、国信证券经济研究所整理图4年不同类型半导体制造设备销售额与市场份额根据SEMI数据显示，晶圆制造设备依旧是半导体设备中占绝对地位的设备，这与生产链的特点有关，晶圆制造是关键性步骤。在年晶圆制造设备销售额达到约.7亿美元，占比达到78.74%。而年封装和测试设备分别占比9.17%和6.89%，其他类别只占5.19%。而半导体制造设备中又以光刻、刻蚀、化学沉淀设备为主。数据来源：国信证券经济研究所整理图5晶圆制造环节主要工艺及设备晶圆制造的完成过程十分复杂，但可以细分为独立的7个环节，包括扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、抛光、金属化。晶圆制造过程工艺复杂且对精度要求极高，每个工艺环节需要相应的设备实现。数据来源：Wind、国信证券经济研究所整理图6封装测试主要环节工艺及设备封装测试是集成电路生产的后端工艺，主要包括背面减薄、切割、贴片、引线键合、模塑、电镀、切筋、测试等步骤。封测阶段主要涉及的设备包括引线键合机、晶圆切割机、检测设备等。据Gartner估计，年光刻机市值79.6亿美元首次超越刻蚀设备(73.3亿美元)；光刻、刻蚀、薄膜、测试设备未来需求增加，其他设备需求平稳；年以后，光刻机需求激增，设备需求前移。光刻机、刻蚀机、薄膜生长设备(CVD/PVD)等仍是未来半导体设备的主要需求。数据来源：ICinsight、国信证券经济研究所整理图7半导体设备细分市场规模变化4中国半导体制造设备增长迅速数据来源：Wind、国信证券经济研究所整理图8年不同地区半导体制造设备销售额（十亿美元）与中国大陆半导体制造设备市场份额变化年中国在全球半导体制造设备市场上占有8%的市场份额，然而这个数字正在不断地增长。年中国大陆在全球半导体制造设备的市场份额占比达到13%，且年中国大陆市场规模达到49亿美元。由于晶圆制造设备占据79%的制造设备比例，未来晶圆制造设备在中国地区会成为半导体设备最大增长主体，同时也成为世界最大增长地区。三中国半导体设备市场存在巨大替代空间1全球制造设备市场为国外厂商占据年全球半导体设备前十名公司基本上都是美国和日本的公司。且前五大供应商占市场份额的76.8%，同比年上涨35个百分点。前十大供应商占据了93.6%的市场份额，市场集中度高。从增长率方面可以看出，第二、三名企业为注重晶圆级设备的公司，尤其是擅长光刻技术和相关程序上的公司增长较好。数据来源：GartnerGroup、国信证券经济研究所整理图9全球十大半导体制造设备供应商（百万美元）中国电子专用设备工业协会统计显示，年我国半导体设备行业35家主要制造商共完成40.53亿元销售收入，同比增长34.5%。其中前十大生产厂商合计实现销售收入为30.1亿元，比全球第10大半导体设备厂商Nikon的营收还要低。因此，应当看到中国半导体设备制造商与国外厂商的差距巨大。数据来源：中国电子专用设备工业协会、国信证券经济研究所整理图10中国十大半导体制造设备供应商（万元）2光刻机（Stepper）市场三足鼎力光刻机在半导体固定资产投资中据最大份额之一，约占前道设备销售额的22%，约占据半导体设备整体市场的17.8%，是最重要的半导体制造设备之一。因此，对光刻机的市场竞争比较激烈，但由于技术壁垒，形成三大巨头，格局逐渐稳定。先进技术为核心竞争力，光刻机最精密的部分就是透镜及反射镜组，大概占成本的75%，是光刻机的核心部件。市场份额被几大巨头瓜分。国内厂商差距明显。国内光刻机主要厂商包括上海微装、中电48所、中电45所、成都光机所等。但光刻机仍是中国与西方差距最大的半导体设备。需求稳定，未来市场增速较快。据TechNavio’s预测，全球半导体光刻机设备市场在年到年的年复合增长率达到12.37%。市场增长的关键因素之一是半导体器件的集成化和微小化。由于下游物联网设备、创新应用不断涌现，如汽车电子、指纹识别、NFC、VR等创新需求的拉动，未来半导体的行业需求仍盛，将带动相应光刻机设备需求增长。3刻蚀机（Etching）巨头占据不同市场干法刻蚀是目前市场主体刻蚀是决定特征尺寸的核心工艺技术之一。刻蚀分为湿法刻蚀和干法刻蚀。湿法刻蚀采用化学腐蚀进行，是传统刻蚀工艺。它具有各向同性的缺点，因而精度较差，线宽一般在3微米以上。干法刻蚀是针对大规模集成电路的生产需要而开辟的精细化加工技术，它具有各向异性特点，在最大限度上保证了纵向刻蚀，还可以控制横向刻蚀。刻蚀设备未来发展趋势驱动力源自Foundry和Memory。20nm时代，刻蚀采取曝光和EUV(超紫外线)。双重或多重曝光会大幅增加制造成本和设备成本，EUV相对比较成熟。对于14nm级的晶圆来说，使用EUV仍然要比多重曝光成本低40%左右。但是目前EUV在光源方面又还存在一定的缺陷，例如多电子光束直写(multiplee-beamdirectwrite)制造一片晶圆要一小时以上，效率太低。但相信未来在克服缺陷之后，刻蚀设备的路线也会逐渐明朗。4化学气相沉积（CVD）两大寡头引领CVD应用广泛，种类繁多化学气相沉积(CVD)是半导体工业中应用最为广泛的沉积材料的技术，包括大范围的绝缘材料，大多数金属材料和金属合金材料。AM和TEL占据主导地位CVD市场中占支配地位的竞争者主要是AppliedMaterials和TEL。其它主要竞争者还包括有AIXTRONSystems，JusungEngineering，ULVACTechnologies和VeecoInstruments。CVD市场仍为外国厂商所占据，国内厂商仍然还有很长的路要走。高亮度LED和新能源汽车电子刺激CVD后续需求全球高亮度LED市场年到年有望以35.9%的平均增长率增长。成为了对上游CVD设备的主要推动力。同时，越来越多的半导体CVD设备采用在汽车行业，预计随着未来新能源汽车的普及和汽车电子市场的扩张，也将为上游设备带来新的增长。四中国半导体设备面临产业发展机遇1国内企业面临的发展障碍技术壁垒成为最大障碍下游芯片对技术要求的不断进步，同时也对设备及工艺提出了相应的挑战。为实现芯片更加小型化，设备及工艺也将更加的精细化，以实现精度更高的集成电路。由此，造成了行业内激烈竞争的氛围，产品换代的速度也越来越快。年晶圆代工的主流制程是14及16纳米的FinFET制程，预计10nm制程在年量产。数据来源：国信证券经济研究所整理图11不同尺度器件对应的工艺结构层数及加工步骤企业如果要在激烈的市场竞争中占据优势，核心技术是关键因素。半导体制造工艺和设备研发设计涉及50多个学科和技术专业领域，具有高技术含量，知识产权是进入市场不得不打破的壁垒。2获得巨头认可尤为关键下游客户芯片生产公司的生产线投资是半导体设备厂商的主要需求来源。芯片生产线的投资70%以上是半导体设备。而作为资本密集型产业，巨头公司才更有能力投资大批生产设备。因此，设备厂商想要获得较大的市场，就必须进入巨头的生产线，得到下游巨头厂商的肯定。3需要大量的资金支撑数据来源：ICinsight、国信证券经济研究所整理图12先进技术节点的生产线投资额增长迅速（亿美元）半导体设备厂商为了提高设备的性能跟上客户的需求，要投入较大的研发和建设经费。由于设备开发，引入市场、实现收支平衡的周期长，在产品收到成效的时间内需要大量资金不断的支撑。这种情况下，风险投资一般很难持续投入和支持，而对于单个企业来说也很难有足够的资金用于生产线的投资建设。因此，国家的相关补助和产业基金的支持显得尤为重要。4国家政策助力突破发展障碍重点发展集成电路关键设备按照《纲要》发展目标，到年，集成电路产业发展体制机制创新取得明显成效，建立与产业发展规律相适应的融资平台和政策环境。集成电路产业销售收入超过亿元。建立产业基金，支持企业成长国家集成电路产业投资基金年10月正式设立，国家集成电路产业投资基金成立一年多来，目前已募集资本.2亿元。按政策设计目标，国家及各省产业基金规模将达亿元，未来十年则将拉动5万亿资金投入。5产业内协同合作，共同突破由于半导体设备的重要性，下游制造厂商不会轻易更换供应商。但我国产业链逐渐形成，上游设计端拥有海思、展讯、锐迪科等，下游拥有集成电路制造大厂中芯国际，以及封测端拥有实力企业长电科技、华天科技等。能够响应国家专项的引导，协同发展互利共赢。以中芯国际为例，作为国内本土制造大厂，肩负着振兴国际集成电路产业的重大使命。同时，从中芯国际采购的设备企业也可以看出。国产设备厂商的产品正逐渐满足下游生产链的要求。说明整体制造设备产业是有所进步与提升的。五行业投资机会1投资逻辑终端应用产品需求扩张，拉动半导体产业链，带动上游半导体制造设备产业扩张。全球半导体产业向中国转移，中国半导体设备市场占比持续提升。政策利好，资金与技术协同，全产业链已初步形成，产业成长环境改善。需求量大的如指纹识别等应用仍主要在8寸线，而非更加先进的12寸线，国内厂商有望把握机会。2国内半导体设备主要企业数据来源：ICChina、国信证券经济研究所整理图13国内主要半导体设备企业推荐公司：1.七星电子:国内优秀稀缺设备上市平台已进入中芯国际、武汉新芯等国内一线生产线收购北方微电子，竞争力大大增强2.中微半导体:刻蚀设备走向国际市场刻蚀机增长迅速，占国内出口六成参股沈阳拓荆，布局CVD3.盛美半导体:清洗设备进入一流生产线基于清洗设备，向外延伸4.上海微电子:光刻机正在突破先进封装光刻机占据国产80%市场（本文由国信电子授权提供，不代表本公司立场，原作者如有任何疑问，请与我们联系。)END刘翔国信证券电子及物联网行业首席分析师浙江大学学士、中科院工学硕士，4年台湾电子产业工作经验，曾任职于全球最大的手机芯片公司联发科，年转入证券行业，年加盟国信证券。年“水晶球”电子行业最佳分析师入围奖、年“新财富”电子行业最佳分析师(首次参评)，“水晶球”电子行业最佳分析师、年“新财富”电子行业最佳分析师(第二次参评)，“水晶球”电子行业最佳分析师。年“慧眼识券商-最佳分析师量化评选”年度榜单第一。儿童白癜风的危害北京哪里可以治疗白癜风
