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    了解半導體設備:中國的排名在那?

    研究背景

    《科創板企業上市推薦指引》明確,保薦機構應當重點推薦七大領域的科技創新企業,其中半導體和集成電路企業排位第一。目前,國內兩大半導體設備廠商介質刻蝕機龍頭中微半導體和光刻機龍頭上海微電子正在接受上市輔導,有望登陸科創板,值得關注。

    我們的創新之處

    半導體行業技術高、進步快,一代產品需要一代工藝,而一代工藝需要一代設備。SEMI預計2020年半導體設備市場將增長20.7%,達到719億美元,創歷史新高。2017年中國大陸市場需求規模約占全球的15%左右,2020年預計占比將達到20%,約170億美元。全球半導體設備市場集中度高,主要有美日荷廠商壟斷,國內自給率僅有5%左右,國產替代空間巨大。在02專項的統籌規劃下,國內半導體廠商分工合作研發不同設備。隨著摩爾定律趨近極限,半導體行業技術進步放緩,國內廠商與全球龍頭技術差距正在逐漸縮短,我們認為未來3-5年將是半導體設備國產替代黃金戰略機遇期。

    設備篇:每一大類設備市場中都呈現寡頭競爭格局,前兩名廠商占據一半以上的市場份額。

    海外篇:持續高研發投入和不斷并購整合是全球半導體設備龍頭成長的主要驅動力。

    國產篇:國內廠商分工合作,基本實現覆蓋所有種類設備,技術加速追趕,國產替代正當時。

    投資觀點

    隨著半導體制造向國內轉移,新建大量晶圓廠,半導體設備需求旺盛,國產替代空間巨大;同時,考慮到摩爾定律趨近極限,技術進步放緩,國產廠商技術加速追趕,國產替代正當時,我們首次給予半導體設備行業“買入”評級。

    維持國內產品豐富的半導體設備龍頭北方華創“買入”評級;

    維持從高純設備向IC清洗機延伸的至純科技“買入”評級;

    維持從面板設備向IC過程檢測設備延伸的精測電子“增持”評級;

    維持國內封測設備龍頭長川科技“增持”評級;

    建議關注受益于大硅片國產化的單晶爐龍頭晶盛機電;

    建議關注有望登陸科創板的國內介質刻蝕機龍頭中微半導體;

    建議關注有望登陸科創板的國內光刻機龍頭上海微電子;

    建議關注國內清洗機龍頭盛美半導體。

    1、概覽篇:全球壟斷,02專項頂層設計求突破1.1、設備簡介:技術高、進步快、種類多、價值大

    半導體行業技術高、進步快,一代產品需要一代工藝,而一代工藝需要一代設備。半導體產業技術進步主要有兩大方向:一是制程越小→晶體管越小→相同面積上的元件數越多→性能越高→產品越好;二是硅片直徑越大→硅片面積越大→單個晶圓上芯片數量越多→效率越高→成本越低。

    半導體工藝流程主要包括單晶硅片制造、IC設計、IC制造和IC封測。單晶硅片制造需要單晶爐等設備,IC制造需要光刻機、刻蝕機、薄膜設備、擴散離子注入設備、濕法設備、過程檢測等六大類設備。半導體設備中,晶圓代工廠設備采購額約占80%,檢測設備約占8%,封裝設備約占7%,硅片廠設備等其他約占5%。

    一般情況下,不同的晶圓尺寸和制程的IC制造產線所需的設備數量不同。以每1萬片/月產能計算,12寸產線所需的設備數量要比8寸產線多,12寸先進制程產線所需的設備數量要比12寸成熟制程產線設備多。

    半導體設備屬于高端制造裝備,其價值量較高。比如高端EUV光刻機單價甚至超過1億美金?傮w上看,IC制造設備市場中刻蝕機、光刻機、薄膜設備的價值量占比較高。

    1.2、市場規模:2020全球預計超700億美元,中國大陸占比超20%

    2020年全球半導體設備市場規模預計超700億美元。根據2018年12月12日SEMI在SEMICON Japan 2018展覽會上發布年終預測報告顯示,2018年新的半導體制造設備的全球銷售額預計將增加9.7%達到621億美元,超過2017年創下的566億美元的歷史新高。預計2019年設備市場將收縮4.0%至596億美元,但2020年將增長20.7%,達到719億美元,創歷史新高。

    2020年中國大陸市場規模占比超20%,約170億美元。根據SEMI數據,2017年中國大陸半導體設備銷售額82.3億美元,同比增長27%,約占全球的15%,預計2020年占比將超過20%,約170億美元。

    1.3、競爭格局:從總體到局部,市場集中度高

    半導體設備市場集中度高,CR10超60%。全球半導體設備生產企業主要集中于歐美、日本、韓國和我國臺灣地區等,以美國應用材料、荷蘭阿斯麥、美國泛林集團、日本東京電子、美國科天等為代表的國際知名企業起步較早,經過多年發展,憑借資金、技術、客戶資源、品牌等方面的優勢,占據了全球集成電路裝備市場的主要份額。

    1.4、國產化情況:國產設備自給率低,技術加速追趕

    國產設備自給率低,進口替代空間大。供給端看,根據中國電子專用設備工業協會對國內42家主要半導體設備制造商的統計,2017年國產半導體設備銷售額為89億元,自給率約為14.3%。中國電子專用設備工業協會統計的數據包括LED、顯示、光伏等設備,我們認為實際上國內集成電路IC設備國內市場自給率僅有5%左右,在全球市場僅占1-2%。

    02專項頂層設計,技術加速追趕。2002年之前,我國集成電路設備基本全進口,中國只有3家集成電路設備廠商,由北方微電子、北京中科信和上海微電子分別承接國家“863”計劃中的刻蝕機、離子注入機和光刻機項目。2006年,《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》設立國家科技重大專項——極大規模集成電路制造裝備及成套工藝科技項目(簡稱02專項)研發國產化設備,并于2008年開始實施。2008年之前我國12英寸國產設備為空白,只有2種8英寸設備。

    在02專項的統籌規劃下,國內半導體廠商分工合作研發不同設備,涵蓋了主要設備種類。目前已有20種芯片制造關鍵裝備、17種先進封裝設備,通過大生產線驗證進入海內外銷售。

    國內IC制造設備工藝覆蓋率仍比較低,國產廠商技術加速追趕。國產全部IC設備在邏輯IC產線上65/55nm工藝覆蓋率才31%,40nm工藝覆蓋率僅17%,28nm工藝覆蓋率僅16%;在存儲芯片產線上的工藝覆蓋率大概約為15-25%。隨著摩爾定律放緩,國產廠商技術加速追趕。以北方華創刻蝕機為例,2007年研發出8寸100nm設備,比國際大廠晚8年;2011年研發出12寸65nm設備,比國際大廠晚6年;2013年研發出12寸28nm設備,比國際大廠晚3~4年;2016年研發12寸14nm設備,比國際大廠晚2~3年。

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