半導體設備行業(yè)專題報告：國內(nèi)半導體前道設備廠商對比研究

半導體設備行業(yè)專題報告：國內(nèi)半導體前道設備廠商對比研究1.半導體景氣下行壓力下，設備環(huán)節(jié)主要看點在哪？市場擔憂半導體行業(yè)景氣度下行，國內(nèi)晶圓廠資本開支規(guī)劃放緩，國產(chǎn)半導體設備廠商業(yè)績增長面臨壓力。我們認為國產(chǎn)半導體設備廠商有望維持業(yè)績高增長，主要邏輯：1）國內(nèi)晶圓產(chǎn)能全球占比低，尤其在存儲領域，國內(nèi)DRAM、NANDFlash廠商份額全球占比僅低個位數(shù)，存儲芯片標準化程度更高，依賴規(guī)模擴張降低成本、提高競爭力，國內(nèi)以存儲廠商為代表的晶圓廠資本開支有望維持高水平。2）當前階段國產(chǎn)設備廠商份額提升非線性，份額的加速提升將助力設備廠商業(yè)績高增長?？袋c1：國內(nèi)半導體設備市場穿越周期，成長為核心屬性半導體是周期型行業(yè)，更是成長型行業(yè)。技術升級、產(chǎn)品創(chuàng)新是半導體需求提升的直接驅(qū)動因素，在以5G、物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車、云計算、大數(shù)據(jù)、醫(yī)療電子和安防電子等為主的新興應用領域強勁需求的帶動下，半導體中長期需求樂觀，SUMCO預計2021-2025年全球12英寸晶圓需求的復合增速將達10.2%。半導體產(chǎn)業(yè)持續(xù)向中國大陸擴散，設計、制造、設備等環(huán)節(jié)國產(chǎn)化配套空間廣闊?？v觀全球半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，經(jīng)歷了由美國向日本、向韓國和中國臺灣地區(qū)及中國大陸的幾輪產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。目前中國大陸正處于智能電動汽車、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等行業(yè)快速崛起的進程中，已成為全球最重要的半導體應用和消費市場。歷史上第一次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到日本及第二次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到韓國和中國臺灣地區(qū)都帶動了當?shù)禺a(chǎn)業(yè)的發(fā)展、垂直化分工進程的推進和資源優(yōu)化配置。國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)在縱深維度仍有廣闊發(fā)展空間，半導體專用設備行業(yè)有望迎來快速增長。中國大陸半導體設備市場穿越周期，成長是最核心屬性。2012年以來，盡管半導體行業(yè)存在周期性波動，但中國大陸半導體銷售額始終維持正增長，2012年至今年均復合增長率達30%以上。國內(nèi)存儲產(chǎn)能占比低，投入確定性強。全球芯片制造產(chǎn)能中，存儲芯片占比超30%，存儲芯片產(chǎn)線建設是半導體設備需求的主要來源之一。存儲芯片產(chǎn)品標準化程度高、規(guī)模效應顯著，國內(nèi)在Dram、3DNAND領域份額占比僅低個位數(shù)，亟需在提升技術實力的同時擴大產(chǎn)能提升競爭力，未來資本開支投入的確定性強。國內(nèi)主要晶圓廠擴產(chǎn)規(guī)劃明確。國內(nèi)晶圓代工龍頭廠商中芯國際目前中芯京城項目2021年開始建設，今年有望逐步進入設備采購階段，中芯深圳、臨港廠區(qū)也于今年啟動建設，三條產(chǎn)線總投資超千億元。國內(nèi)NAND存儲龍頭長江存儲及DRAM龍頭合肥長鑫處于二期廠房建設階段，兩家廠商三期項目總投資超3000億元，設備需求也將持續(xù)釋放。國內(nèi)芯片制造產(chǎn)能占比預計持續(xù)提升，成長仍將是國內(nèi)半導體設備市場核心屬性。中國大陸在半導體制造方面保持強勁增長，預計中國大陸將在十年中增加全球40%的新半導體制造能力。集微咨詢統(tǒng)計，目前大陸12英寸晶圓月產(chǎn)能約為104萬片，預計2026年底，總月產(chǎn)能將超過276萬片，提高165%?？袋c2：國產(chǎn)化率提升非線性，份額加速提升助力高增長國產(chǎn)化率提升為當前設備核心增長邏輯，份額非線性加速提升帶來高增長。中美貿(mào)易摩擦和設備禁令帶來的供應鏈安全問題增長了國內(nèi)制造廠商使用國產(chǎn)化設備的意愿。2020年中芯國際已被美國政府納入“實體清單”，2021年11月，12家中企被納入“實體清單”，有7家涉足半導體領域。以中芯國際為代表的國內(nèi)晶圓廠在半導體設備領域所面臨的斷供風險越來越大，相關公司開始扶持本土供應商，催化國內(nèi)集成電路設備等領域的布局，大面積國產(chǎn)替代興起。2.當前階段國內(nèi)各家半導體設備廠商產(chǎn)品覆蓋度如何？在同一制程水平下，理解國內(nèi)半導體設備廠商產(chǎn)品覆蓋度的三個層次：1）已覆蓋設備環(huán)節(jié)；2）環(huán)節(jié)內(nèi)細分品類覆蓋；3）單品類工藝覆蓋。覆蓋的設備環(huán)節(jié)即光刻、薄膜沉積、刻蝕等大類。細分品類覆蓋以薄膜沉積為例，薄膜沉積設備可分為PVD、LPCVD、APCVD、PECVD等細分類別，不同廠商覆蓋品類有所差異。對于某一個品類的設備，以PECVD為例，也需要滿足不同工藝的需求，比如SiO2、SiN、SiON、BPSG等工藝，工藝的覆蓋度也限制設備廠商的市場拓展。但限于工藝覆蓋數(shù)據(jù)多為非公開數(shù)據(jù)，本報告以下分析中各家設備廠商產(chǎn)品覆蓋度僅計算至細分品類覆蓋度。僅從當前時點的產(chǎn)品覆蓋來看，北方華創(chuàng)在集成電路前道領域產(chǎn)品覆蓋最廣，其設備涵蓋刻蝕、薄膜沉積、熱處理、清洗領域，其次是北京屹唐，覆蓋去膠、熱處理、刻蝕環(huán)節(jié)，盛美上海亦有多種產(chǎn)品覆蓋，涵蓋清洗、熱處理、薄膜沉積。其余大多數(shù)企業(yè)目前專注于一個或兩個領域，深耕細分市場，持續(xù)提升所屬環(huán)節(jié)市場份額。依據(jù)Gartner2021年各類半導體前道設備市場規(guī)模占比的數(shù)據(jù)進行推算，以設備大類來計算，目前國內(nèi)半導體設備廠商產(chǎn)品覆蓋度最高的三家廠商為北方華創(chuàng)、中微公司及盛美上海，產(chǎn)品覆蓋度分別達到51%、44%和29%，拓荊科技由于卡位核心設備環(huán)節(jié)，產(chǎn)品市場覆蓋度按大類來看亦達到22%。不同設備大類細分品類數(shù)量差異較大，國內(nèi)廠商覆蓋度亦有較大差異。上文口徑按照設備大類進行計算，但由于每個環(huán)節(jié)的半導體設備內(nèi)亦有眾多細分，所以設備廠商當前時點實際產(chǎn)品覆蓋度需要考慮到公司所做具體設備品類在所在環(huán)節(jié)中的市場規(guī)模占比。清洗、CMP、離子注入等環(huán)節(jié)產(chǎn)品細分品類相對較少，國內(nèi)部分廠商目前已達到較高的產(chǎn)品覆蓋度水平，達到80%以上的水平，以檢測及量測設備為代表的細分產(chǎn)品分類眾多的設備大類，國內(nèi)相關廠商目前產(chǎn)品覆蓋度依然較低，細分產(chǎn)品覆蓋度僅20%左右的水平。細化至細分設備品類，北方華創(chuàng)、中微公司、北京屹唐產(chǎn)品覆蓋度國內(nèi)領先。進一步考慮了細分品類的覆蓋度情況后，國內(nèi)覆蓋度前三位依次為北方華創(chuàng)、中微公司、北京屹唐，在半導體設備市場產(chǎn)品覆蓋度分別可以達到30%、23%和17%。3.多維度探討國內(nèi)半導體設備廠商的成長性國內(nèi)半導體設備廠商成長迅速。2018-2021年，國內(nèi)主要半導體廠商營業(yè)收入實現(xiàn)增長，2021年大部分企業(yè)實現(xiàn)35%以上的營收增長。從2021年半導體設備相關營收來看，北方華創(chuàng)規(guī)模最大，實現(xiàn)營收71億元，中微公司次于北方華創(chuàng)，營收31億元。看點1：各設備廠商產(chǎn)品份額提升空間依然廣闊國內(nèi)半導體前道設備國產(chǎn)化率低，長期空間廣闊。半導體設備市場目前主要由國外廠商主導，行業(yè)呈現(xiàn)高度壟斷的競爭格局，半導體設備整體國產(chǎn)化率僅10%左右，國內(nèi)企業(yè)成長空間廣闊。隨著中國對半導體產(chǎn)業(yè)的高度重視，中國部分半導體設備廠商經(jīng)過十年以上的技術研發(fā)和積累，在部分技術領域陸續(xù)取得突破。目前從國產(chǎn)廠商份額角度看，大致分為三個梯隊，第一梯隊為實現(xiàn)大部分國產(chǎn)化的領域，主要為去膠設備；第二個梯隊為實現(xiàn)小部分國產(chǎn)化的領域，主要包括清洗設備、CMP設備、刻蝕設備，國產(chǎn)化率在10-20%左右的水平；第三個梯隊為國產(chǎn)化起步階段的領域，主要包括薄膜沉積設備、離子注入設備、涂膠顯影設備、檢測與量測設備，國產(chǎn)化率大多在低個位數(shù)水平。部分設備環(huán)節(jié)市場空間相對較小，但份額提升空間更加廣闊。以涂膠顯影設備和離子注入設備為例，盡管該兩種設備分別僅占全球半導體設備市場的4%和2-3%左右，但較小的市場空間和較高的技術難度亦阻擋了強勁競爭對手的進入，該兩部分設備環(huán)節(jié)市場CR1分別達到87%、70%，國內(nèi)市場亦有望形成單一市場參與者占據(jù)大部分份額的局面?？袋c2：國內(nèi)廠商在手訂單充沛，國產(chǎn)化進程快速推進國內(nèi)半導體廠商在手訂單充沛，份額有望快速提升。由于半導設備生產(chǎn)交付、驗收均需要3-6個月左右的時間周期，因此訂單反映到公司收入上一般需要6-12個月時間。合同負債情況可一定程度反映設備廠商在手訂單情況，存貨則可以一定程度反映設備廠商交付訂單的情況。從絕對值來看，2022Q1

北方華創(chuàng)合同負債51億元，存貨97億元，中微公司合同負債15億元，存貨21億元，表征訂單量充沛、且設備交付客戶等待驗收的量亦十分樂觀。看點3：規(guī)模效應明顯，隨業(yè)務放量盈利能力快速提升國內(nèi)廠商盈利能力提升空間大。成熟半導體設備廠商毛利率一般在40-50%的區(qū)間，凈利率一般在20-25%的區(qū)間。目前國內(nèi)廠商毛利率水平與海外廠商差距較小，但凈利率大多在10%以下，與海外廠商差距明顯，主要系企業(yè)處于發(fā)展初期，研發(fā)投入大，且管理、銷售規(guī)模效益尚不明顯。半導體設備規(guī)模效益明顯，盈利能力有望快速提升。隨著企業(yè)經(jīng)營規(guī)模擴大，規(guī)模效應顯現(xiàn)，盈利能力有望進一步提升。以起量較快且業(yè)務規(guī)模較大的中微公司為例，2021上半年公司扣非凈利率僅4.6%，但2022年上半年根據(jù)公司業(yè)績預告中位數(shù)計算公司扣非凈利率已達到21.8%?？袋c4：部分廠商向平臺化發(fā)展，成長空間進一步打開國內(nèi)部分半導體設備廠商積極擴展業(yè)務范圍，向平臺化方向發(fā)展。更廣泛的產(chǎn)品線覆蓋一方面可以使得集成電路設備制造企業(yè)為客戶提供更為全面、綜合的產(chǎn)品及服務，實現(xiàn)設備的打包銷售；

另一方面有利于擴大規(guī)模，提高對上下游的議價能力。以盛美上海、萬業(yè)企業(yè)為代表的國內(nèi)設備企業(yè)積極拓展產(chǎn)品線，延伸至其他設備環(huán)節(jié)。拓荊科技、中微公司等當前階段則深耕所處領域，進一步拓展所處環(huán)節(jié)內(nèi)產(chǎn)品細分品類覆蓋。以中微為例，在半導體領域，公司積極開發(fā)升級設備，一方面根據(jù)先進邏輯芯片和高密度存儲DRAM和3DNAND芯片的不同刻蝕需求、細分產(chǎn)品，開發(fā)不同的硬件特征，提高產(chǎn)品針對不同應用的刻蝕性能；另一方面，積極提升高端關鍵制程的覆蓋率，完善工藝整合方案，在薄膜沉積設備研發(fā)方面，進一步開發(fā)LPCVD、EPI和ALD產(chǎn)品。在泛半導體領域，根據(jù)高端顯示應用對于外延設備的新需求，重點開發(fā)MicroLED應用專用MOCVD設備，同時針對化合物半導體功率器件市場應用的快速發(fā)展，開發(fā)硅基氮化鎵及碳化硅功率器件專用的外延設備，不斷豐富公司設備的產(chǎn)品線。外延發(fā)展方面，中微對外投資了檢測與量測設備領域睿勵儀器和薄膜沉積領域的沈陽拓荊。看點5：布局泛半導體領域，降低半導體周期帶來的業(yè)績波動性國內(nèi)半導體設備廠商中，以北方華創(chuàng)為代表的廠商持續(xù)拓展泛半導體設備業(yè)務。國內(nèi)半導體設備廠商在泛半導體領域布局有助于降低半導體行業(yè)波動帶來的短期業(yè)績波動。北方華創(chuàng)作為國內(nèi)半導體高端工藝裝備龍頭，業(yè)務布局較廣，應用范圍覆蓋泛半導體領域四大核心賽道：集成電路、顯示面板、LED、光伏，平臺化屬性明顯。除此之外，拓荊科技、芯源微、萬業(yè)企業(yè)也有多賽道布局，產(chǎn)品應用范圍覆蓋集成電路、顯示面板、LED。4.多維度對比國內(nèi)半導體設備廠商技術競爭力國內(nèi)20余年來已積累眾多優(yōu)秀的國內(nèi)半導體設備廠商。國內(nèi)龍頭半導體設備廠商作為先進入市場者，經(jīng)過十幾年的積累，目前在手訂單充沛，且已經(jīng)進入國內(nèi)一流制造商的生產(chǎn)線，客戶需求相對穩(wěn)定，短期發(fā)展動力充足。另外，國內(nèi)龍頭設備廠商堅持高研發(fā)投入，積極引進培養(yǎng)技術人才，擁有專業(yè)的技術團隊，有能力夯實長期競爭力，未來發(fā)展?jié)摿薮?。半導體設備廠商的技術水平難以通過單一維度指標衡量，我們選取以下幾個維度做半導體設備廠商技術的對比：維度1：產(chǎn)品制程覆蓋對比中國大陸設備廠商基本均可實現(xiàn)28nm及以上下游應用。中微公司的等離子體刻蝕設備已應用在國際一線客戶從65nm到14nm、7nm和5nm及其他先進的集成電路加工制造生產(chǎn)線及先進封裝生產(chǎn)線。萬業(yè)企業(yè)子公司凱世通離子注入平臺可覆蓋至3nm的應用。北京屹唐10nm以下干法去膠設備已進入生產(chǎn)產(chǎn)線。拓荊科技PECVD能夠達到14nm技術節(jié)點。根據(jù)ICInsights，對于<10納米IC產(chǎn)能，中國臺灣占比63%，韓國持有剩余的37%，而中國大陸目前集中在10nm制程以上的芯片制造，具備實現(xiàn)設備國產(chǎn)化的技術條件。維度2：參與國家重大科技專項情況國家科技重大專項是為了實現(xiàn)國家目標，通過核心技術突破和資源集成，在一定時限內(nèi)完成的重大戰(zhàn)略產(chǎn)品、關鍵共性技術和重大工程。刻蝕及沉積設備領域，北方華創(chuàng)、中微公司、拓荊科技均承擔了多個國家重大專項的研發(fā)，積累了一批具備自主知識產(chǎn)權的核心技術。芯源微、華海清科、中科飛測、盛美上海等廠商分別承擔了涂膠顯影、CMP、檢測及鍍銅等設備的重大專項。維度3：專利積累對比國內(nèi)半導體設備廠商積極開展創(chuàng)新工作，經(jīng)過數(shù)十年的積累，申請獲得大量專利，其中北方華創(chuàng)

專利數(shù)量達到3300+件，中微和精測電子（目前以非集成電路領域業(yè)務為主）的專利數(shù)量也超1000件。國內(nèi)其他半導體設備環(huán)節(jié)龍頭廠商亦具備200-300件左右專利積累。維度4：中國大陸以外地區(qū)客戶拓展情況中國大陸的晶圓廠受中美貿(mào)易摩擦影響，為了保障供應鏈安全積極導入國產(chǎn)設備，而大陸以外地區(qū)廠商導入新供應商更多基于技術、成本等商業(yè)因素考量，因此國內(nèi)設備廠商導入大陸以外地區(qū)客戶的情況可作為衡量其技術能力的重要指標。目前，國內(nèi)中微公司、芯源微、拓荊科技已切入國際領先晶圓廠供應鏈體系，盛美上海也具備供貨海力士和美國客戶的技術能力，北京屹唐2016年收購了美國半導體設備公司Mattson，亦切入到眾多國際領先大客戶供應鏈體系。維度5：研發(fā)投入強度對比國內(nèi)半導體設備廠商堅持高研發(fā)投入。從研發(fā)投入的絕對值來看，北方華創(chuàng)處于絕對領先地位，2021年研發(fā)投入29億元，其次為中微公司，2021年研發(fā)投入7.3億元。從研發(fā)投入占營收比例來看，拓荊科技研發(fā)投入占比最高，2021年達到38%。維度6：核心技術團隊及研發(fā)人員配置國內(nèi)龍頭廠商積極引進培養(yǎng)高水平人才。半導體設備為技術密集產(chǎn)業(yè)，高水平的技術人才將驅(qū)動半導體設備廠商的發(fā)展。截至2021年末，北方華創(chuàng)研發(fā)人員2044人，其中碩博占比超過65%；

中微公司研發(fā)人員415人，碩博比例接近50%；芯源微研發(fā)人員217人，碩博占比亦接近50%。各公司重視人才引進，中微公司核心技術團隊擁有在應用材料、泛林半導體任職的經(jīng)歷；拓荊科技、萬業(yè)企業(yè)的核心技術團隊分別擁有自美