一篇讀懂國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備現(xiàn)狀！

核心要點(diǎn)：

 

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)之風(fēng)已至，政策環(huán)境利好國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)。在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向大陸轉(zhuǎn)移的過程中，半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化具有重要戰(zhàn)略意義。在國家政策與資金的支持下，國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)在技術(shù)積累和人才儲備方面都在快速增長著。我們測算未來三年（2018至2020年）國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備需求分別至少為1,605億元、1712億元和1,056億元，其中國產(chǎn)設(shè)備將會有至少258億元的市場需求，隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的不斷進(jìn)行和新建產(chǎn)線的持續(xù)披露，預(yù)計(jì)會實(shí)現(xiàn)更快速的增長。

 

國內(nèi)產(chǎn)能擴(kuò)張帶來被動增長，國產(chǎn)化率提升促進(jìn)主動突破。半導(dǎo)體行業(yè)正處于周期性向成長性轉(zhuǎn)變的過程中，而作為上游的半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)也開始了它的持續(xù)增長之路，大陸在設(shè)備行業(yè)景氣度持續(xù)提升和國內(nèi)需求爆發(fā)的雙重作用下所孕育的絕佳土壤，為設(shè)備企業(yè)帶來了生長機(jī)會。國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)在2018至2020年的成長主要來自于國內(nèi)產(chǎn)能擴(kuò)張所帶來設(shè)備需求的被動拉動，而隨著國家政策與資金的持續(xù)支持、高端制程的不斷突破，設(shè)備企業(yè)有望在2020年之后在國產(chǎn)化浪潮的推進(jìn)下持續(xù)進(jìn)步。

 

持續(xù)的、高強(qiáng)度的研發(fā)投入和核心技術(shù)的自主掌握始終是企業(yè)的安身立命之本。通過比較我們發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，綜合型設(shè)備企業(yè)產(chǎn)品線豐富，憑借產(chǎn)品廣度形成市場競爭力；專業(yè)型設(shè)備企業(yè)深耕某一個(gè)或幾個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，在該領(lǐng)域形成壟斷優(yōu)勢。在并購風(fēng)格上，綜合型設(shè)備企業(yè)從事的并購以多樣化并購為主；專業(yè)型設(shè)備企業(yè)的并購標(biāo)的多與公司所專注領(lǐng)域有關(guān)且在某一細(xì)分技術(shù)上具有比較優(yōu)勢。但是這些企業(yè)都有一個(gè)高度相同的地方——注重研發(fā)投入和自主創(chuàng)新，持續(xù)的、高強(qiáng)度的研發(fā)投入和核心技術(shù)的自主掌握始終是企業(yè)的安身立命之本。

 

1.國內(nèi)設(shè)備需求巨大，供需結(jié)構(gòu)亟待改善

 

1.1.半導(dǎo)體設(shè)備是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中重要一環(huán)

 

集成電路是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心，包括邏輯電路、存儲器、微處理器和模擬電路等四類，占據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模八成以上，其余為光電子、分立器件和傳感器。芯片作為集成電路的載體，是集成電路經(jīng)過設(shè)計(jì)、制造、封裝、測試后所呈現(xiàn)的獨(dú)立的實(shí)體。

從產(chǎn)業(yè)鏈的角度看，以集成電路為代表的半導(dǎo)體產(chǎn)品被廣泛用于消費(fèi)電子、通訊、工業(yè)自動化等下游電子信息產(chǎn)業(yè)之中，同時(shí)也受到下游終端應(yīng)用結(jié)構(gòu)發(fā)展的推動，下游應(yīng)用是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力。根據(jù)美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SIA）的數(shù)據(jù)，全球半導(dǎo)體銷售額自2016年8月以來已經(jīng)連續(xù)20個(gè)月實(shí)現(xiàn)了同比增長。而根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)，作為半導(dǎo)體下游驅(qū)動的智能手機(jī)，年出貨量增速卻從2016年的5.06%下滑至2017年的2.77%，中國智能手機(jī)出貨量更是在2017年出現(xiàn)負(fù)增速，同比下降11.55%。半導(dǎo)體下游需求結(jié)構(gòu)出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，未來將有可能逐漸從以智能手機(jī)與PC為驅(qū)動逐漸向以人工智能、可穿戴設(shè)備等新興領(lǐng)域?yàn)轵?qū)動轉(zhuǎn)化。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中，逐漸形成了兩種商業(yè)模式：一種是集成器件制造模式（IDM模式），以英特爾為例，是將芯片從設(shè)計(jì)到投向市場的一系列步驟全部覆蓋的模式；另一種是垂直分工模式，將生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行垂直拆分，每一個(gè)環(huán)節(jié)由專門的廠家負(fù)責(zé)，例如做半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的英偉達(dá)、高通等Fabless（無晶圓廠）企業(yè)，做Foundry（晶圓代工）的臺積電等。后者出現(xiàn)的標(biāo)志是1987年臺積電的成立，這也使得晶圓代工成為了臺灣地區(qū)標(biāo)志性產(chǎn)業(yè)。

 

這種模式產(chǎn)生的原因，源于半導(dǎo)體行業(yè)資本密集型和技術(shù)密集型的特點(diǎn)。由于半導(dǎo)體制造具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)特性，擴(kuò)大產(chǎn)能便于企業(yè)降低成本，所需投資額十分巨大，一條產(chǎn)線的投資金額可達(dá)10億美元量級，這就增加了產(chǎn)業(yè)的進(jìn)入壁壘。而臺積電的建立，降低了IC行業(yè)的準(zhǔn)入門檻，使得更多的中小型IC設(shè)計(jì)企業(yè)進(jìn)入市場，加快了半導(dǎo)體行業(yè)的繁榮。

 

1.2.集成電路制造工藝復(fù)雜，所需設(shè)備眾多

 

集成電路的制作，是將設(shè)計(jì)好的電路圖通過眾多復(fù)雜的工藝構(gòu)建在事先準(zhǔn)備好的硅片上，最終進(jìn)行封測的過程。而這整個(gè)一套過程，又需要半導(dǎo)體材料、設(shè)備和潔凈工程等上游產(chǎn)業(yè)鏈作為支撐。

IC設(shè)計(jì)是通過邏輯電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)特定功能的過程：先由品牌商等客戶的工程師與IC設(shè)計(jì)工程師接觸，提出設(shè)計(jì)要求，然后合作完成邏輯電路圖設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)圖轉(zhuǎn)化成電路圖，經(jīng)過軟件測試驗(yàn)證是否符合客戶規(guī)格要求，最后將電路圖以光罩的形式制作出來，用于下一步IC制造使用。整個(gè)過程主要在計(jì)算機(jī)中完成，故所需設(shè)備較少。

 

IC制造分為晶圓制造及加工。晶圓制造是指利用二氧化硅作為原材料制作單晶硅硅片的過程。具體來講，是先利用西門子工藝，將天然硅加工成用來制作芯片的高純硅，后者又被稱為半導(dǎo)體級硅或電子級硅，再利用CZ法等技術(shù)將半導(dǎo)體級硅的多晶硅塊轉(zhuǎn)換成一塊大的單晶硅硅錠。對硅錠進(jìn)行一系列機(jī)械加工、化學(xué)處理、表面拋光和質(zhì)量測量后，可以得到用于下一步晶圓加工的硅片。

自20世紀(jì)50年代起，硅片直徑已經(jīng)從25mm發(fā)展到了300mm，這意味著單一硅片上可以生產(chǎn)出更多的硅片。根據(jù)《半導(dǎo)體制造技術(shù)》，通過這種規(guī)模效應(yīng)，即設(shè)備利用率的提高，將硅片直徑從200nm轉(zhuǎn)換到300mm可將每塊芯片的生產(chǎn)成本降低30%，追求更低的單位成本是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，而新建產(chǎn)線是擴(kuò)大此規(guī)模效應(yīng)的最佳方法，這對于具有大尺寸單晶爐生產(chǎn)能力的企業(yè)是絕佳機(jī)遇。

 

晶圓制造環(huán)節(jié)之后是晶圓加工，晶圓加工指在晶圓上制作邏輯電路的過程，主要包括在硅片上進(jìn)行鍍膜、光刻、刻蝕和摻雜等四大類基本操作。需要PECVD、LPCVD、光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)、擴(kuò)散爐等設(shè)備。

 

在整個(gè)加工過程中，所有硅上方的材料都是互連芯片上各個(gè)器件所需的分層結(jié)構(gòu)的組成部分，為了增加多層金屬和絕緣層，需要在硅片上進(jìn)行不同工藝步驟的循環(huán)。

IC封測是IC生產(chǎn)的后段環(huán)節(jié)，對晶圓進(jìn)行減薄、切割、貼片、引線鍵合、封裝、測試等過程，需要減薄機(jī)、引線鍵合機(jī)、切割機(jī)、清洗機(jī)等設(shè)備。

 

硅片測試中的高廢品率會使得客戶產(chǎn)品在使用過程中失效，導(dǎo)致其選購其他芯片，削弱芯片制作者在短周期內(nèi)占領(lǐng)市場的能力，為避免這種情況，正確的測試程序是必須的。而封裝行業(yè)已從早期的高勞動密集型行業(yè)，發(fā)展成為現(xiàn)在的高度自動化與產(chǎn)品性能提升過程中的重要推力。

1.3.設(shè)備市場增速劇增，大陸晉升半導(dǎo)體設(shè)備第三大市場

 

根據(jù)日本半導(dǎo)體制造裝置協(xié)會統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，2017年全球半導(dǎo)體設(shè)備總銷售額為566億美元，同比增長37.3%。分區(qū)域來看，中國大陸設(shè)備銷售額82.3億美元，占14.5%的比例，韓國為全球最大市場，銷售額達(dá)到179.5億美元，占比高達(dá)32%，其次為臺灣20%，日本為11%，北美為10%。大陸銷售占比從2005年的4%上升為2017年的14.5%，并且超過了北美和日本成為第三大市場。

自“十二五”以來中國設(shè)備市場銷售額自2012年2017年保持著26.9%的復(fù)合增速，同期全球銷售額增速僅為8.9%，大陸銷售額占比也從2012年的6.8%上升到2017年的14.5%，國內(nèi)下游集成電路應(yīng)用市場的持續(xù)擴(kuò)張也有望帶動半導(dǎo)體設(shè)備銷售持續(xù)增長。

從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈看，半導(dǎo)體設(shè)備與材料分別以數(shù)百億的行業(yè)規(guī)模支撐了下游半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)數(shù)千億的需求市場，根據(jù)美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SIA）的數(shù)據(jù)，2017年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額高達(dá)4,058億美元，2017年半導(dǎo)體設(shè)備與材料銷售額分別為556億和469億美元，也間接說明制造環(huán)節(jié)為企業(yè)帶來的高附加值。

1.4.國際集中國內(nèi)分散，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備急需突破

 

從國際上看，雖然中國設(shè)備市場占比逐年增加，但目前主要生產(chǎn)企業(yè)主要集中于歐美、日本、韓國和臺灣等國家和地區(qū)。其中具有代表性的包括美國應(yīng)用材料（AMAT）、荷蘭阿斯麥（ASML）、美國泛林半導(dǎo)體（Lam Research）、日本東京電子（Tokyo Electron）和美國科磊（KLA-Tencor）等起步較早的國際知名企業(yè)，它們憑借資金技術(shù)等優(yōu)勢占據(jù)了全球設(shè)備市場的絕大多數(shù)份額。

細(xì)分領(lǐng)域中，龍頭集中的現(xiàn)象依然明顯。根據(jù)2017年SEMI公布的數(shù)據(jù)，在集成電路制程中，前段晶圓制造設(shè)備投入占比約占設(shè)備投資的80%，而后段封裝、測試設(shè)備投入占比分別為9%和6%。前段制程中由于需要多次進(jìn)行光刻、沉積、刻蝕等工藝處理，對設(shè)備的精度和穩(wěn)定性要求最高。

根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)，2016年半導(dǎo)體設(shè)備主要細(xì)分領(lǐng)域前三名廠商占有率都達(dá)到了70%以上，光刻機(jī)龍頭ASML和PVD龍頭應(yīng)用材料更是分別占據(jù)了細(xì)分市場75.3%和84.9%的市場份額。這就意味著集成電路生產(chǎn)設(shè)備，如光刻機(jī)、刻蝕設(shè)備、PVD、CVD等附加值最大的部分都被海外公司壟斷，國內(nèi)企業(yè)急需打破僵局。

相比之下，大陸半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)起步較晚，市場集中度也很低。2016年大陸前十企業(yè)總收入約為47.57億元，占國內(nèi)設(shè)備市場份額僅為11.71%，占全球市場不足2%，使得我國高端晶圓制造設(shè)備基本依賴進(jìn)口，國產(chǎn)化率較低，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備急需突破。

1.5.貿(mào)易逆差現(xiàn)象嚴(yán)重，國內(nèi)供需結(jié)構(gòu)急需改善

 

我國是全球半導(dǎo)體最大的市場，并且正以高于全球的平均速度發(fā)展。根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織（WSTS）的統(tǒng)計(jì)，2017年我國半導(dǎo)體銷售額達(dá)到了1,315億美元，全球占比從2014年的27%增長到2017年的32%，同期美國、日本和歐洲占比分別為21%、9%和9%。

 

盡管如此，我國進(jìn)口依賴的局面依然存在，但根據(jù)海關(guān)總署提供的數(shù)據(jù)，2017年我國集成電路進(jìn)口金額同比增長12.7%，達(dá)到2,588億美元，是同年原油進(jìn)口金額1607.5億美元的1.6倍，貿(mào)易逆差達(dá)到了1,925億美元。足見我國集成電路供需發(fā)展的失衡性，在國內(nèi)需求快速增加的情況下，改善本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)谴髣菟叀?/span>

除了下游之外，我國市場環(huán)境屬于供需層層不匹配的狀態(tài)，雖然大陸設(shè)備銷售額占全球比例不斷提升，2016年達(dá)到64.6億美元，但其中國產(chǎn)設(shè)備銷售額僅僅達(dá)到了25億元人民幣，占比不到8%，一方面是不斷提高的市場需求占比，一方面是難以提升的國產(chǎn)化設(shè)備占比，設(shè)備銷售的乏力與國內(nèi)設(shè)備的大量需求并不匹配。

2.乘行業(yè)發(fā)展巨浪，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備強(qiáng)勢起航

 

2.1.半導(dǎo)體周期已至，大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)受益最大

 

2.1.1.半導(dǎo)體行業(yè)重回景氣周期，創(chuàng)下歷史新高

 

理論上看，全球半導(dǎo)體行業(yè)具有技術(shù)呈周期性發(fā)展、市場呈周期性波動的特點(diǎn)。20世紀(jì)初，隨著互聯(lián)網(wǎng)泡沫的破裂，2001年全球半導(dǎo)體市場下跌32%；隨后隨著新一輪PC換機(jī)潮的到來，半導(dǎo)體市場與2002-2004年進(jìn)入了高速增長階段，2005年開始回落，之后受到金融危機(jī)影響出現(xiàn)了負(fù)增長；2010年隨著全球經(jīng)濟(jì)好轉(zhuǎn)，全球半導(dǎo)體產(chǎn)值增長了34.4%，2011-2012年受歐債危機(jī)、美國量化寬松貨幣政策、日本地震及終端電子產(chǎn)品需求下滑影響，半導(dǎo)體銷售增速分別降為0.4%和-0.7%；2013年始，PC、手機(jī)、液晶電視等消費(fèi)類電子產(chǎn)品需求不斷增加，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)恢復(fù)增長，增速達(dá)4.8%，2015-2016年，銷售逐漸疲軟；2017年隨著新一代智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G等下游的興起，全球半導(dǎo)體重回景氣周期。

從數(shù)據(jù)上看，根據(jù)WSTS的數(shù)據(jù)，2017年半導(dǎo)體銷售額高達(dá)4,122億美元，同比增長21.6%，創(chuàng)下歷史新高。存儲器同比增長61.5%，遠(yuǎn)高于其他半導(dǎo)體成分9.9%的增速，印證了“存儲器是集成電路產(chǎn)業(yè)的溫度計(jì)和風(fēng)向標(biāo)”之說。根據(jù)WSTS、SIA、SEMI等多家產(chǎn)業(yè)協(xié)會和咨詢調(diào)研機(jī)構(gòu)做出的發(fā)展評估，2018年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)收入增速將達(dá)到7.5%左右，收入規(guī)模約為4,411-4,440億美元左右。

 

2.1.2.需求回暖帶動上游設(shè)備持續(xù)向好

 

理論上看，半導(dǎo)體設(shè)備與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)步呈現(xiàn)同周期規(guī)律，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)離不開半導(dǎo)體設(shè)備的不斷創(chuàng)新，隨著制程的進(jìn)一步提升，對于設(shè)備的要求也越來越高，這對于設(shè)備企業(yè)來說是難得的機(jī)遇。同時(shí)，技術(shù)的進(jìn)步也帶動設(shè)備單價(jià)與研究壁壘的提升，龍頭企業(yè)擁有一定護(hù)城河，在發(fā)展過程中將做到強(qiáng)者恒強(qiáng)。即便如此，隨著摩爾定律逐漸逼近極限，海外企業(yè)在高端制程的研發(fā)進(jìn)度將會放緩，這就為國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠商提供了彎道超車的時(shí)間條件。

從數(shù)據(jù)上看，全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售、資本開支均保持增長。2017年半導(dǎo)體銷售額在超過市場預(yù)期的同時(shí)，也使半導(dǎo)體設(shè)備的景氣度大幅上升。全球半導(dǎo)體設(shè)備在2017年達(dá)到了37.3%的快速增長，北美半導(dǎo)體設(shè)備制造商全年出貨額同比增長38.9%，達(dá)到256億美元，比較歷史數(shù)據(jù)我們同樣發(fā)現(xiàn)，半導(dǎo)體設(shè)備與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)同步周期規(guī)律，上下游具有聯(lián)動效應(yīng)，下游需求的爆發(fā)會帶動整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

資本開支方面，全球主要半導(dǎo)體廠商2017年資本開支均保持上升態(tài)勢，有望達(dá)到723億美元，增長6.4%，根據(jù)IC Insights預(yù)測，2018年、2019年資本開支仍將持續(xù)上升，預(yù)計(jì)增長5.3%和6.4%。在此環(huán)境下，半導(dǎo)體設(shè)備有望受益于下游需求上升而持續(xù)其上行周期。

 

2.1.3.第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移如火如荼，大陸成為核心地區(qū)

 

縱觀歷史，全球半導(dǎo)體經(jīng)歷過兩次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，第一次發(fā)生在上世紀(jì)80年代，是美國向日本以家電行業(yè)為主導(dǎo)的裝配產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移，使得日本穩(wěn)固了其家電行業(yè)的地位。第二次則發(fā)生在上世紀(jì)90年代，得益于日本經(jīng)濟(jì)泡沫破滅，使其巨大資本開支難以維系，韓國和臺灣抓住機(jī)會，在強(qiáng)大資金的支持下，確立了在PC和手機(jī)端的全球芯片霸主的地位，臺灣更是看中了晶圓代工的市場，著力發(fā)展代工產(chǎn)業(yè)，由此完成了第二次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移——由日本向韓國、臺灣地區(qū)的轉(zhuǎn)移。

 

從過往產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移過程來看，半導(dǎo)體全球級霸主的產(chǎn)生往往伴隨著新應(yīng)用新市場的快速崛起和國家財(cái)政的大力支持。目前我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正處于新一代智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G等行業(yè)崛起的過程中，應(yīng)用市場需求龐大；同時(shí)政府以多項(xiàng)文件、專項(xiàng)計(jì)劃大力支持，又通過大基金進(jìn)行資本投入，使得我國兼具著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的兩大歷史條件，有望成為第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的最大受益者。

 

根據(jù)SEMI research的數(shù)據(jù)，受到全球集成電路需求的影響，直到2020年，全球預(yù)計(jì)將會有62座半導(dǎo)體晶圓廠投產(chǎn)，其中有26座位于中國，其中包括英特爾、三星、臺積電、格羅方德等全球大型半導(dǎo)體公司投資的晶圓廠，我國已經(jīng)成為半導(dǎo)體第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的核心地區(qū)。

 

2.2.政策與大基金共抗海外技術(shù)壟斷

 

2.2.1.國外企業(yè)在半導(dǎo)體關(guān)鍵設(shè)備領(lǐng)域具有絕對優(yōu)勢

 

如前文所述，中國作為全球半導(dǎo)體行業(yè)最大的市場，本土產(chǎn)業(yè)鏈卻存在嚴(yán)重缺陷，與以美日為主導(dǎo)的國際企業(yè)相比仍相形見絀。國內(nèi)設(shè)備廠商與國際龍頭無論是在銷售規(guī)模還是在技術(shù)積累上都存在較大差距。例如在2016年，以CVD、刻蝕機(jī)等設(shè)備為主要業(yè)務(wù)的美國應(yīng)用材料公司設(shè)備收入高達(dá)76億美元，而同期我國半導(dǎo)體設(shè)備銷售額僅為425億元，約合64億美元，不及全球龍頭一家公司的收入規(guī)模。

 

具體來看，目前世界集成電路設(shè)備制程正處于7nm的研發(fā)與14nm的批量生產(chǎn)階段，而中國還處在14nm的研發(fā)與65-28nm的生產(chǎn)階段，落后國際先進(jìn)水平一到兩個(gè)世代，隨著下游需求的不斷增加和應(yīng)用場景的日益豐富，高端產(chǎn)能擴(kuò)張的需求將會快速上升，我國迫切需要走進(jìn)先進(jìn)制程。

 

2.2.2.國內(nèi)破局，政策與大基金發(fā)力國產(chǎn)設(shè)備崛起

 

由于半導(dǎo)體行業(yè)具有資金密集、技術(shù)密集的特點(diǎn)，也就造就了其政策驅(qū)動的特性。正如前文所提到的臺灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路一樣，我國近年來出臺了一系列產(chǎn)業(yè)政策與國家發(fā)展基金，以促進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展。一方面說明改革迫在眉睫，另一方面彰顯國家對集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的決心。

早在2006年，國務(wù)院發(fā)布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》就確定了“極大規(guī)模集成電路制造技術(shù)及成套工藝”重大專項(xiàng)的地位，后簡稱“02專項(xiàng)”。自專項(xiàng)于2008年正式實(shí)施以來，我國在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了刻蝕機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備的從無到有，在55/40/28nm三代制程實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，20-14nm制程取得突破，工藝水平快速提升5代，扭轉(zhuǎn)了工藝全套引進(jìn)的被動局面。

 

此外，國務(wù)院于2014年6月發(fā)布的《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》提出要突破集成電路關(guān)鍵設(shè)備，研發(fā)光刻機(jī)、刻蝕機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)配套能力。2015年5月，國務(wù)院印發(fā)《中國制造2025》，明確提出在2020年之前，90-32nm設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到50%，2025年之前，20-14nm設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到30%，并明確將集成電路放在發(fā)展新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的首位。2016年5月，國務(wù)院印發(fā)《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，提出要加大集成電路的技術(shù)攻關(guān)和推廣力度，為我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級和國家安全提供保障。2016年12月，國務(wù)院印發(fā)了《十三五國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，部署了包括集成電路發(fā)展工程在內(nèi)的21項(xiàng)重大工程。在2018年政府工作報(bào)告中，政府首次將集成電路放在重點(diǎn)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)的首位，彰顯對集成電路發(fā)展的決心，為市場打下了一劑強(qiáng)心針。

 

資金方面，2014年9月，在財(cái)政部和工信部共同推動下，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（簡稱“大基金”）正式成立，首期募集資金規(guī)模達(dá)1387億元。據(jù)國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金股份有限公司總裁丁文武先生介紹，截至2017年底，國家大基金共投資49家企業(yè)，累計(jì)有效決策投資67個(gè)項(xiàng)目（其中包括約24家上市公司），累計(jì)項(xiàng)目承諾投資額和實(shí)際出資分別達(dá)到1188億元和818億元，分別占一期募資總金額的86%和61%，大基金一期已基本投資完成。

《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》的發(fā)布和國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金的成立，使得集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成國內(nèi)各行業(yè)中最為完備的政策支持體系，集成電路產(chǎn)業(yè)迎來了大發(fā)展時(shí)機(jī)。

 

大基金的投資范圍包括集成電路的整條產(chǎn)業(yè)鏈，其中制造、設(shè)計(jì)、封測、設(shè)備材料各環(huán)節(jié)投資占比分別為63%、20%、10%、7%，主要投向了中芯國際等集成電路制造環(huán)節(jié)廠商。制造環(huán)節(jié)位于產(chǎn)業(yè)鏈偏下游位置，在加大制造業(yè)投資、擴(kuò)大產(chǎn)能的同時(shí)可以加速帶動上游產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張，重塑全產(chǎn)業(yè)鏈架構(gòu)使得國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的虛擬IDM模式不斷完善。

近日，大基金二期募資也已經(jīng)啟動，擬募資1500-2000億，有望在設(shè)備制造、芯片設(shè)計(jì)和材料領(lǐng)域加大投資，抓住國內(nèi)產(chǎn)能擴(kuò)張的時(shí)間窗口，進(jìn)一步串聯(lián)整條產(chǎn)業(yè)鏈。同時(shí)，考慮到資金具有的放大效應(yīng)，其將會通過大基金、地方基金、社會資金以及相關(guān)的銀行貸款等債券融資，按照1:3的撬動比例，撬動社會資金4,500億至6,000億元。外加大基金一期及其撬動的社會資金，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金總募集規(guī)模有望達(dá)到一萬億元。

 

2018年3月底，財(cái)務(wù)部等三部門下發(fā)《關(guān)于集成電路生產(chǎn)企業(yè)有關(guān)企業(yè)所得稅政策》，定向扶持集成電路制造產(chǎn)業(yè)，該政策將對2018年1月1日后投資新設(shè)集成電路生產(chǎn)企業(yè)或項(xiàng)目：①線寬小于130納米且經(jīng)營期在10年以上的，第1-2年免征企業(yè)所得稅，第3-5年按25%法定稅率減半征收企業(yè)所得稅；②線寬小于65納米或投資額超過150億元，且經(jīng)營期在15年以上的，第1-5年免征企業(yè)所得稅，第6-10年按25%法定稅率減半征收企業(yè)所得稅。此政策一方面通過對國內(nèi)制造業(yè)企業(yè)的直接減稅，使得盈利能力可獲得較大程度的提升；另一方面有望進(jìn)一步激發(fā)制造企業(yè)產(chǎn)線投資積極性，強(qiáng)化上游設(shè)備需求，擴(kuò)大設(shè)備市場規(guī)模。

 

在政策與資金的共同推動下，國產(chǎn)設(shè)備發(fā)展取得了長足的進(jìn)步：以02專項(xiàng)實(shí)施最早的硅刻蝕機(jī)為例，于2003年啟動時(shí)，與國外相差20多年的差距；經(jīng)過這些年的發(fā)展和國家專項(xiàng)的大力支持，北方華創(chuàng)每一代的設(shè)備推出后，差距都在縮小。2016年14nm的刻蝕機(jī)進(jìn)入生產(chǎn)線時(shí)，技術(shù)差距基本縮小到2-3年。

2.3.國內(nèi)建廠潮帶來行業(yè)機(jī)遇

 

我們統(tǒng)計(jì)了23個(gè)國內(nèi)目前正在進(jìn)行或計(jì)劃進(jìn)行的12寸晶圓廠建廠計(jì)劃，其中內(nèi)資晶圓廠13個(gè)，外資晶圓廠10個(gè)，制程工藝水平高至14nm，低至150nm，應(yīng)用包括了存儲、驅(qū)動、代工等領(lǐng)域，覆蓋面極其廣泛，新增月產(chǎn)能合計(jì)達(dá)到了156萬片。

為測算上述擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃會具體帶來多少設(shè)備需求，我們做出如下假設(shè)：

 

①資金占比：總投資額中，85%為廠房與設(shè)備投資的非流動資金，其余15%為輔底流動資金；非流動資金中75%為設(shè)備投資金額，其余25%為廠房建設(shè)投資金額。

 

②時(shí)間分配：開工后一年內(nèi)進(jìn)行廠房建設(shè)，開工后第二年開始進(jìn)行設(shè)備投資，第二年至第四年設(shè)備投資比例分別為40%、40%和20%

 

根據(jù)以上假設(shè)，我們測算出2018至2020年國內(nèi)產(chǎn)線規(guī)劃所決定的設(shè)備需求為1,605、1712和1,056億元，前兩年因產(chǎn)線陸續(xù)進(jìn)入設(shè)備采購階段，設(shè)備需求有所增加，第三年因?yàn)椴糠之a(chǎn)線投資已經(jīng)結(jié)束或接近尾聲，設(shè)備需求有所放緩。但我們認(rèn)為在整個(gè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的大背景下，隨著未來更多產(chǎn)能擴(kuò)廠計(jì)劃的披露，設(shè)備需求將會持續(xù)增長。

 

2.3.1.三大類設(shè)備占據(jù)超七成的晶圓設(shè)備需求

 

在設(shè)備投資中，80%的比例為晶圓制造設(shè)備，測試設(shè)備和封裝設(shè)備分別占9%和6%，剩余5%為凈化系統(tǒng)等其他設(shè)備。在晶圓設(shè)備中，光刻、成膜和刻蝕設(shè)備占比最高，可分別達(dá)到30%、20%和25%。

薄膜沉積：IC制造最基本工序

 

薄膜沉積是一系列涉及原子的吸附、吸附原子在表面的擴(kuò)散及在適當(dāng)?shù)奈恢孟戮劢Y(jié)，以漸漸形成薄膜并成長的過程。通過薄膜沉積，可以給材料的表面覆蓋上一層薄膜已達(dá)到特定的特性。在晶圓制造過程中，為了實(shí)現(xiàn)芯片的設(shè)計(jì)效果需要在硅片上集成復(fù)雜的電路，這些結(jié)構(gòu)層大部分是采用薄膜沉積的方法實(shí)現(xiàn)的。特別是在硅片完成清洗步驟后，往往要經(jīng)歷沉積-刻蝕-沉積的反復(fù)過程，根據(jù)每層表面介質(zhì)的不同，可能采用不同的沉積方法，從而形成晶圓復(fù)雜的分層效果。

薄膜沉積的過程可分為物理氣相沉積PVD和化學(xué)氣象沉積CVD兩類。顧名思義，物理氣相沉積的過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只發(fā)生物質(zhì)的相變等物理變化，如蒸鍍過程是將固態(tài)蒸鍍源轉(zhuǎn)換為氣態(tài)，再在目標(biāo)表面形成固態(tài)膜的過程。而CVD則通過化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行，將反應(yīng)源以氣體形式通入反應(yīng)腔中，經(jīng)過與其他外部反應(yīng)物或與基板進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成目標(biāo)生成物沉積于基板上。

 

全球范圍來看，應(yīng)用材料（AMAT）在CVD和PVD設(shè)備領(lǐng)域都保持領(lǐng)先地位，自1992年以來，應(yīng)用材料就是全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商，在薄膜設(shè)備領(lǐng)域也保持著行業(yè)龍頭的地位，PVD市占率接近65%，CVD市占率接近30%。而相對于其他設(shè)備，成膜設(shè)備是國產(chǎn)化進(jìn)程相對較快的設(shè)備類別，北方華創(chuàng)、沈陽拓荊等公司正在不斷突破，北方華創(chuàng)的28nm Hardmask PVD設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了我國PVD設(shè)備零的突破和技術(shù)跨越，已被指定為28nm制程工藝的Baseline機(jī)臺，率先進(jìn)入國際供應(yīng)鏈體系。

光刻：集成電路制造最關(guān)鍵工序

 

光刻工藝是最復(fù)雜的工藝，光刻機(jī)是最貴的機(jī)臺。

 

光刻技術(shù)指利用光學(xué)-化學(xué)反應(yīng)原理，將電路圖形傳遞到晶圓表面，形成有效圖形窗口的工藝技術(shù)，而光刻機(jī)是光刻工序中的曝光工具。主流微電子制造過程中，光刻是最復(fù)雜、最昂貴，同時(shí)也是最關(guān)鍵的工藝。光刻工藝決定著整個(gè)IC工藝的特征尺寸，代表著整個(gè)半導(dǎo)體制造工藝發(fā)展的水平。從成本角度講，光刻機(jī)是生產(chǎn)線上最貴的機(jī)臺，價(jià)格可達(dá)到千萬-億美元/臺。

 

而每一次工藝節(jié)點(diǎn)的進(jìn)度背后都是光刻設(shè)備的重大革新，光刻設(shè)備從光源（從最初的g-Line,H-Line發(fā)展到極紫外EUV）、曝光方式（從接觸式到步進(jìn)式，從干式投影到浸沒式投影）不斷進(jìn)行著改進(jìn)。

從成本角度講，光刻機(jī)是生產(chǎn)線上最貴的機(jī)器，價(jià)格可達(dá)到千萬-億美元/臺。價(jià)值主要集中在由15～20個(gè)直徑為200～300mm的透鏡組成的成像系統(tǒng)和定位精度小于10nm的定位系統(tǒng)上。

 

荷蘭的ASML以其EUV光刻機(jī)占據(jù)著全球超過70%的高端光刻機(jī)市場，市場地位無可撼動。其最新的光刻機(jī)產(chǎn)品售價(jià)高達(dá)1億美元，依舊處于供不應(yīng)求的情況。上海微電子是國內(nèi)光刻機(jī)廠商領(lǐng)先者，其已量產(chǎn)的光刻機(jī)中性能最好的是90nm光刻機(jī)。由于技術(shù)難度巨大，短期內(nèi)還是處于相對劣勢的地位。

 

刻蝕：最小線寬的決定性工藝

 

刻蝕（etching）是半導(dǎo)體器件制造中利用化學(xué)途徑選擇性地移除沉積層特定部分的工藝?？涛g工藝對設(shè)備精度要求非常高，一臺刻蝕機(jī)的準(zhǔn)確度要達(dá)到99.99%才能滿足整個(gè)硅片的良率要求。因?yàn)槿绻涛g過程中出現(xiàn)失誤，將造成難以恢復(fù)的硅片報(bào)廢。美國應(yīng)用材料公司副總裁Shankar Venkataraman博士就曾表示，“生產(chǎn)先進(jìn)芯片的一個(gè)重要壁壘是在一個(gè)多層結(jié)構(gòu)芯片中有選擇性地清除某一特定材料，而不破壞其他材料”。因此，刻蝕機(jī)在晶圓生產(chǎn)線中的成本占比僅次于光刻機(jī)，其發(fā)展也在一定程度上決定著摩爾定律能否繼續(xù)向前發(fā)展。

 

在8英寸晶圓時(shí)代，刻蝕設(shè)備主要分為介質(zhì)、多晶及金屬刻蝕三大類，進(jìn)入12寸時(shí)代后，隨著銅互連的發(fā)展，介質(zhì)刻蝕份額逐漸加大，目前已超過了50%。隨著器件互連層數(shù)增多，介質(zhì)刻蝕設(shè)備使用量有望進(jìn)一步增大。在這樣的趨勢下，刻蝕機(jī)龍頭泛林集團(tuán)（Lam Research）利用其較低的設(shè)備成本和簡單的設(shè)計(jì)，逐漸在65nm、45nm設(shè)備市場超過TEL等企業(yè)，占據(jù)了大半個(gè)市場，成為行業(yè)龍頭。

 

雖然國產(chǎn)刻蝕機(jī)的市場份額僅有6%，但國內(nèi)企業(yè)也正在高端制程上不斷發(fā)力。中微半導(dǎo)體的16nm刻蝕機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)并在客戶的產(chǎn)線上順利運(yùn)行，7-10nm刻蝕機(jī)設(shè)備可以與世界最前沿技術(shù)比肩。北方華創(chuàng)8英寸高密度等離子硅刻蝕機(jī)已進(jìn)入中芯國際產(chǎn)線，深硅刻蝕設(shè)備也挺近了東南亞市場。

2.3.2.建廠潮將為國產(chǎn)設(shè)備帶來超過250億的市場空間

 

基于國內(nèi)各類設(shè)備投資金額占比和國產(chǎn)化率趨勢，保守估計(jì)三大核心設(shè)備國產(chǎn)化率以每年增加1個(gè)百分點(diǎn)的速度穩(wěn)步提升，其他非核心設(shè)備使用與薄膜設(shè)備同樣的國產(chǎn)化率。

結(jié)合我們之前做計(jì)算的建廠潮帶來的設(shè)備投資額，我們推算出2018至2020年國產(chǎn)設(shè)備需求至少可以達(dá)到84億、102億和72億元，三年合計(jì)可達(dá)到至少258億元的市場規(guī)模。隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的不斷進(jìn)行和新建產(chǎn)線的持續(xù)披露，預(yù)計(jì)將會有更大的銷售規(guī)模。

2.4.政策資金支持人才培養(yǎng)，研發(fā)投入成為企業(yè)制勝關(guān)鍵

 

同樣，半導(dǎo)體的技術(shù)密集型特點(diǎn)也體現(xiàn)在人才的積累與研發(fā)投入上。《國家集成電路產(chǎn)業(yè)推進(jìn)綱要》同樣提出，要加大人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度，為集成電路人才引進(jìn)提供經(jīng)濟(jì)保障，加大集成電路領(lǐng)域優(yōu)秀人才的支持力度。《中國制造2025》也將“人才為本”作為了基本方針之一。

 

根據(jù)2017年5月工信部軟件與集成電路促進(jìn)中心（CSIP）發(fā)布的《中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書（2016-2017）》，到2030年我國集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模將擴(kuò)大5倍以上，目前相關(guān)從業(yè)人員總數(shù)不足30萬人，需要70萬人才能填補(bǔ)人才總量的缺口。《白皮書》認(rèn)為我國集成電路產(chǎn)業(yè)人才供給與產(chǎn)業(yè)增速存在不匹配現(xiàn)象，僅依托高校不能滿足發(fā)展需求，要做到“產(chǎn)學(xué)研”融合培養(yǎng)。

 

2017年10月，國內(nèi)晶圓代工龍頭中芯國際成功聘用原臺積電自身研發(fā)處處長、三星研發(fā)部總經(jīng)理梁孟松作為公司聯(lián)席CEO。梁孟松在三星就任時(shí)期，曾幫助三星從28nm制程到14nm制程的飛躍，快速完成對老東家臺積電的趕超。足見具有豐富經(jīng)驗(yàn)的科研工作者在促進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展中起到的關(guān)鍵性作用，而引進(jìn)海外人才也成為我國半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)可行之路。

在設(shè)備市場上，美國半導(dǎo)體設(shè)備龍頭應(yīng)用材料在2017財(cái)年投入17.74億美元作為研發(fā)費(fèi)用。從2005至2017財(cái)年，研發(fā)費(fèi)用對收入占比也始終保持在14%左右，尤其是在營收大幅下降38.3%的2009年金融危機(jī)時(shí)期，研發(fā)費(fèi)用占比反而有所提升，達(dá)到18.6%，公司一直把新產(chǎn)品研發(fā)作為公司重要的發(fā)展戰(zhàn)略。尤其在近年先進(jìn)世代線技術(shù)發(fā)展的過程中，公司加大了研發(fā)投入，在2017年同比增長了15%，達(dá)到金融危機(jī)以來最大增速。全球光刻機(jī)霸主ASML也同樣注重研發(fā)，近十年來研發(fā)費(fèi)用率始終保持在16%左右，并且為了配合先進(jìn)世代線的發(fā)展，同樣在近兩年開始加大研發(fā)投入力度。

參考后文中國際半導(dǎo)體設(shè)備龍頭對研發(fā)的重視我們認(rèn)為，研發(fā)是驅(qū)動半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)發(fā)展的核心。而對于技術(shù)并不足夠成熟的國內(nèi)企業(yè)，為了高速發(fā)展完成趕超必須大力投入研發(fā)，犧牲的利潤換來的將會是未來更大的增長。

 

3.國產(chǎn)設(shè)備短期受益于建廠潮，長期受益于國產(chǎn)化率提升趨勢

 

3.1.新增產(chǎn)能精度增速開始降低，中低端需求仍然存在

 

隨著摩爾定律逐漸逼近極限，海外企業(yè)在高端制程的研發(fā)進(jìn)度將會放緩，這就為國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠商提供了彎道超車的時(shí)間條件。

 

摩爾定律是由英特爾（Intel）創(chuàng)始人之一戈登·摩爾于1965年提出的“集成電路芯片上所集成的電路的數(shù)目，每隔18個(gè)月就翻一倍”，多年來一直被半導(dǎo)體界奉為金科玉律，但是近年來隨著制程進(jìn)入20nm以下，逐漸逼近現(xiàn)有工藝以及材料物理的極限，提高制程的難度和成本都開始飛速抬升。而為了延續(xù)半導(dǎo)體產(chǎn)品的性能提升以及成本下降，代工企業(yè)已經(jīng)開始通過根據(jù)產(chǎn)品需求合理搭配技術(shù)，并升級封裝工藝以完成“超越摩爾”的目標(biāo)。臺積電以16nm制程工藝搭配自主開發(fā)的InFO WLP技術(shù)提供的更薄更小的封裝方案，擊敗三星的14nm制程工藝獨(dú)吞A10訂單，就是一個(gè)經(jīng)典案例。

目前國內(nèi)對先進(jìn)制程的掌握程度并未達(dá)到國際先進(jìn)水平，代工龍頭中芯國際也還處在28nm成熟制程的爬坡與14nm制程的攻堅(jiān)階段，而國際代工龍頭臺積電已經(jīng)完成了10nm的量產(chǎn)爬坡，并已開始7nm的量產(chǎn)，國內(nèi)在先進(jìn)制程的能力不足使得擴(kuò)產(chǎn)主要集中在中低端制程領(lǐng)域。

 

另一方面，雖然從理論上講高制程帶來了更低的開關(guān)能耗和更快的運(yùn)行速率，但隨著研發(fā)難度和生產(chǎn)工序的增加，制程演進(jìn)的性價(jià)比提升趨于停滯，造成了“28nm長制程”的現(xiàn)象。20nm和16/14nm制程的成本一度高于28nm，這是摩爾定律有效運(yùn)行60多年來首次遇到制程縮小但成本不降反升的問題。

根據(jù)我們統(tǒng)計(jì)，在國內(nèi)已披露的23條新增晶圓廠中，除去尚未披露制程規(guī)模的廠商，具有28nm以上（不含28nm）制程生產(chǎn)計(jì)劃的晶圓產(chǎn)線只有6家，總計(jì)劃投資額約合2,846億元，僅占全部投資額的29%。

 

3.2.半導(dǎo)體行業(yè)正處于周期性向成長性轉(zhuǎn)變的過程中

 

半導(dǎo)體作為電子產(chǎn)業(yè)鏈的上游行業(yè)，其周期性的供需兩端分別來自于下游各行業(yè)需求的波動和上游集成電路供給的波動。而此集成電路的供給又成為了半導(dǎo)體設(shè)備的需求端，而下游電子產(chǎn)業(yè)又受經(jīng)濟(jì)周期變動影響巨大，從而傳導(dǎo)至最上游為半導(dǎo)體設(shè)備帶來周期性。

 

為確定半導(dǎo)體周期性傳導(dǎo)關(guān)系，我們使用數(shù)據(jù)記錄周期更長的北美半導(dǎo)體設(shè)備制造商出貨額月度同比作為上游設(shè)備景氣度指標(biāo)，下游半導(dǎo)體采用美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)的半導(dǎo)體銷售額數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析與比較，我們發(fā)現(xiàn)以下趨勢：

 

2012年之前，半導(dǎo)體銷售額與設(shè)備銷售額具有明顯的周期性與相關(guān)性，同時(shí)半導(dǎo)體銷售總是先于設(shè)備到達(dá)周期的波峰或波谷，并且設(shè)備波動總是大于下游半導(dǎo)體銷售波動。2012年以后，兩者震蕩幅度明顯減小，周期性有所減弱。

從需求來看，在過去，半導(dǎo)體行業(yè)下游應(yīng)用較為單一，需求變化與晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)的錯(cuò)配

 

現(xiàn)象為行業(yè)帶來周期性波動。2012年起，智能手機(jī)迅速崛起，使得半導(dǎo)體市場由之前的單一市場驅(qū)動發(fā)展為智能手機(jī)+計(jì)算機(jī)的雙下游驅(qū)動，市場的分散化有效緩解了需求端的波動性。此外，2016年以來，智能手機(jī)從增量市場進(jìn)入存量市場，出貨量表現(xiàn)出疲軟態(tài)勢，2018年以來國內(nèi)智能手機(jī)出貨量更是出現(xiàn)了負(fù)增長，而半導(dǎo)體銷售額卻以保持了20個(gè)月的連續(xù)增長，2018年一季度同比增速更是超過了20%，這也側(cè)面反映出新興市場的發(fā)展對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動作用。

從供給端看，理論上講半導(dǎo)體銷售的變化對半導(dǎo)體企業(yè)資本自出和設(shè)備需求具有推動作用，但由于信息或訂單的傳導(dǎo)需要時(shí)間，導(dǎo)致半導(dǎo)體的拐點(diǎn)總是先于設(shè)備到來，例如在2001年9月，半導(dǎo)體銷售額同比降低44.6%，為當(dāng)期最低增速，而半導(dǎo)體設(shè)備到了11月才到達(dá)底部；到2009年2月，受金融危機(jī)影響，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大幅下跌，與當(dāng)年3-4月達(dá)到低點(diǎn)，而彼時(shí)設(shè)備行業(yè)還在下降過程中，并于4-5月觸及谷底；到了2010年，整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)開始復(fù)蘇，市場需求帶動上游需求大幅增加，于當(dāng)年2-3月達(dá)到增長高峰后回落，而半導(dǎo)體設(shè)備銷售額在5-6月進(jìn)入頂部后開始回落。

 

全球半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)不斷發(fā)展幾十年，半導(dǎo)體銷售規(guī)模從2001年的1,768億美元增長至2017年的4,122億美元，以5.4%的復(fù)合增長率持續(xù)增長著，但同時(shí)，龍頭企業(yè)始終保持著高于行業(yè)平均增速的增長速度，以晶圓代工行業(yè)龍頭臺積電為例，公司自2001年開始以13.7%的速度持續(xù)增長，市占率已經(jīng)在2017年達(dá)到了55.9%，此時(shí)第二名的格羅方德僅有9.4%，由于代工行業(yè)具有資金密集、技術(shù)密集的特點(diǎn)，使得行業(yè)壁壘高于大部分其他半導(dǎo)體環(huán)節(jié)，也促使擁有技術(shù)和資金自給自足的特點(diǎn)加速市場份額的提升。

 

半導(dǎo)體作為一個(gè)歷史悠久的周期性行業(yè)，在每一次供給端收緊的過程中都為行業(yè)整合帶來推動力。以存儲器龍頭三星為例，2008年金融危機(jī)時(shí)，DRAM價(jià)格暴跌就成，三星卻利用上一年利潤的118%進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)充，并發(fā)起價(jià)格戰(zhàn)致使德國廠商奇夢達(dá)和日本廠商爾必達(dá)分別在2009和2012年破產(chǎn)，爾必達(dá)后被美光低價(jià)收購；2011-2012年，DRAM市場熱度再次退去，三星卻又一次加大投資，兩年內(nèi)資本支出均不低于170億美元，在2013年行業(yè)復(fù)蘇前占得先機(jī)，并進(jìn)一步擠出競爭對手，使得臺灣茂德于2012年破產(chǎn)，華亞科于2015年被美光收購為全資子公司，自此業(yè)內(nèi)僅剩三星、SK海力士、美光三大玩家，其中三星和SK海力士占據(jù)75%的市場份額。

參考從1999年到2017年的半導(dǎo)體銷售額年度變化的波動趨勢我們再次發(fā)現(xiàn)，整個(gè)半導(dǎo)體銷售額的波動逐年減小是一個(gè)長期的過程，波動幅度從2000年前后的50%，下降到2009年前后的41%，到2016年前后縮減到了20%。周期性有明顯的弱化。2018年以來，已創(chuàng)紀(jì)錄地連續(xù)三個(gè)月保持著20%以上的同比增長，成長性開始強(qiáng)化。

 

成長性的提升帶來行業(yè)持續(xù)的增長，而作為上游的半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)也開始了它的持續(xù)增長之路，北美半導(dǎo)體設(shè)備制造商銷售額自2016年10月份以來，已連續(xù)增長了18個(gè)月。根據(jù)SEMI預(yù)估，2018年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額增速將達(dá)到9%，而隨著2017年中國晶圓廠開始大規(guī)模興建，中國將成為主要增長引擎，SEMI預(yù)測2018年年中國設(shè)備銷售額成長幅度最大，將同比增長49.3%，達(dá)到113億美元，成為僅次于韓國的第二大市場。大陸在設(shè)備行業(yè)景氣度持續(xù)提升和國內(nèi)需求爆發(fā)的雙重作用下所孕育的絕佳土壤，為設(shè)備企業(yè)帶來了生長機(jī)會。

 

3.3.短期受益于擴(kuò)產(chǎn)需求，長期受益于國產(chǎn)化率提升

 

肥沃的土壤必然會為企業(yè)帶來做大做強(qiáng)的可能性，同時(shí)通過研發(fā)形成的技術(shù)優(yōu)勢也是企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

 

目前以北方華創(chuàng)、中微半導(dǎo)體、盛美半導(dǎo)體等為代表的主要半導(dǎo)體設(shè)備國內(nèi)廠商已經(jīng)在多類產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)和測試。我國總體工藝水平28nm的國產(chǎn)設(shè)備覆蓋率已經(jīng)達(dá)到了17%-18%，刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)、PVD、CMP等16種關(guān)鍵設(shè)備以經(jīng)過大產(chǎn)線考核，光刻機(jī)突破90納米曝光分辨率，另外有9項(xiàng)應(yīng)用于14nm的國產(chǎn)設(shè)備開始進(jìn)入驗(yàn)證階段。

與此同時(shí)，國產(chǎn)設(shè)備的客戶接受度也在不斷增強(qiáng)，在2017年統(tǒng)計(jì)的主流65-28nm客戶不定量的采購的12類設(shè)備清單中可以看到，總采購量已經(jīng)超過了200臺，今年將會進(jìn)一步提升。

我們認(rèn)為，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)在2018至2020年的成長主要來自于國內(nèi)產(chǎn)能擴(kuò)張所帶來設(shè)備需求的被動拉動，根據(jù)我們先前的統(tǒng)計(jì)、測算與假設(shè)，2018年至2020年在建的28nm及以下制程的產(chǎn)線共有17條，總設(shè)備投資額分別為1,257億元、1,182億元和563億元，根據(jù)28nm設(shè)備國產(chǎn)化率17%-18%，假設(shè)這部分設(shè)備國產(chǎn)化率水平達(dá)到20%，那么將會分別帶來251億元、236億元和113億元的國產(chǎn)設(shè)備市場空間。

 

而隨著國家政策與資金的持續(xù)支持，以及不斷加強(qiáng)的研發(fā)投入，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)將有望在高端制程中取得不斷突破，例如北方華創(chuàng)已將10nm、7nm前沿關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)定為公司重點(diǎn)工作之一。設(shè)備企業(yè)在追趕的過程中將持續(xù)推進(jìn)設(shè)備國產(chǎn)化率的提升，以完成中國制造2025所定下的目標(biāo)：在2020年之前，90-32納米工藝設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到50%，2025年之前，20-14納米工藝設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到30%。這將為整體行業(yè)帶來第二波成長機(jī)會。

 

4.綜合型VS專業(yè)型，探索不同戰(zhàn)略選擇的共通之處

 

半導(dǎo)體設(shè)備公司可分為覆蓋多種設(shè)備的綜合型公司以及專注某些細(xì)分領(lǐng)域的專業(yè)型公司，兩者在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、并購風(fēng)格上有所不同，但對研發(fā)投入和自主創(chuàng)新的態(tài)度高度一致。下面分別以AMAT和北方華創(chuàng)作為綜合型設(shè)備商代表，以ASML和中微半導(dǎo)體作為專業(yè)型設(shè)備商代表，分析其發(fā)展路徑。

 

4.1.綜合型公司發(fā)展路徑——AMAT和北方華創(chuàng)

 

4.1.1 AMAT：多樣化并購、市場擴(kuò)張與內(nèi)部創(chuàng)新相結(jié)合

 

AMAT（應(yīng)用材料）公司是半導(dǎo)體設(shè)備全球龍頭，規(guī)模最大，設(shè)備種類最多，是綜合型公司的最典型代表。

 

公司產(chǎn)品種類繁多，生產(chǎn)的半導(dǎo)體設(shè)備覆蓋原子層沉積、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、電氣化學(xué)沉積、外延工藝、刻蝕、離子注入、測量與檢測、快速熱處理等，幾乎包攬光刻機(jī)以外的半導(dǎo)體制造各環(huán)節(jié)所需設(shè)備，是三星電子、臺積電、美光、英特爾等巨頭的設(shè)備供應(yīng)商。

回顧AMAT的發(fā)展歷程，首先，公司產(chǎn)品線的拓展離不開積極的多樣化的并購活動。作為半導(dǎo)體設(shè)備綜合平臺，要保證廣泛的產(chǎn)品覆蓋度，公司不得不面臨技術(shù)研發(fā)投入大、研發(fā)周期長、失敗風(fēng)險(xiǎn)高、技術(shù)更新迭代迅速的問題，而多樣化的外延并購可以加快公司技術(shù)更新速度，適應(yīng)市場需求，并降低內(nèi)部研發(fā)失敗的風(fēng)險(xiǎn)。

自上世紀(jì)90年代中后期起，AMAT進(jìn)行了一些列并購。1997年，AMAT收購以色列公司Opal Technologies和Orbot Instruments，以切入集成電路監(jiān)測與控制設(shè)備領(lǐng)域；次年，收購Consilium公司，以通過其MES系統(tǒng)提高生產(chǎn)效率；2000年，收購Etec Syetems公司，切入光罩和薄膜晶體管陣列測試領(lǐng)域；緊接著在2001年收購Oramir半導(dǎo)體設(shè)備公司，以獲得該公司的半導(dǎo)體晶片激光清洗技術(shù)，對公司現(xiàn)有的晶片檢測系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充；2006年，通過收購薄膜沉積設(shè)備供應(yīng)商Applied Films公司，成功進(jìn)入太陽能電池和相關(guān)設(shè)備市場，產(chǎn)品線得到大舉擴(kuò)充；2008年，收購意大利Baccini公司，以開拓意大利市場，并擴(kuò)大自身在太陽能面板制造設(shè)備市場的影響力；次年，公司在西安建太陽能研發(fā)中心并收購Semitool公司，以提高公司在晶圓級封裝和存儲器銅互連工藝這兩大快速增長市場上的地位；2011年，收購芯片設(shè)備制造商Varian，以提高公司在離子注入系統(tǒng)和晶體管生產(chǎn)方面的技術(shù)。這些并購活動壯大了公司的規(guī)模和主營業(yè)務(wù)，并在公司增速放緩、市場份額已難以提高之時(shí)為其提供了新的增長驅(qū)動力，使公司一直得以在多個(gè)領(lǐng)域維持有競爭力的市占率。

其次，公司順應(yīng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移趨勢，積極進(jìn)行全球布局，擴(kuò)大市場。上世紀(jì)70年代，美國對日本進(jìn)行以家電行業(yè)為主導(dǎo)的裝配產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，這是歷史上第一次半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移?；诖耍?979和1984年，AMAT的日本子公司和技術(shù)研發(fā)中心相繼設(shè)立。1979至1983年期間，公司在日本地區(qū)銷售額年均復(fù)合增長率達(dá)93%，1983年日本銷售額占公司總銷售額比例達(dá)到30%。上世紀(jì)90年代，日本經(jīng)濟(jì)泡沫破裂，出現(xiàn)了從日本到韓國和臺灣的第二次半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，韓國和臺灣借此機(jī)會確立了在PC和手機(jī)端的芯片霸主地位，AMAT于1985和1989年分別設(shè)立韓國辦事處和臺灣辦事處。此外，公司于1984年開始進(jìn)入中國市場，成為第一個(gè)在中國內(nèi)地設(shè)立客服中心的半導(dǎo)體設(shè)備商，于1991年建立新加披辦事處，在歐洲的蘇格蘭、德國也設(shè)立了營業(yè)部。廣闊的全球市場使公司營業(yè)額不斷實(shí)現(xiàn)突破。

 

最后，AMAT始終注重內(nèi)部技術(shù)研發(fā)，每年在研發(fā)上投入不低于營收的11%，團(tuán)隊(duì)成員中30%為專業(yè)研發(fā)人員，有業(yè)界最強(qiáng)的知識產(chǎn)權(quán)儲備，擁有12000項(xiàng)專利，平均每天申請4個(gè)以上專利，旗下的梅丹（Maydan）技術(shù)中心耗資數(shù)十億美元，致力于先進(jìn)芯片制造，是全球最先進(jìn)半導(dǎo)體研發(fā)實(shí)驗(yàn)室之一。高強(qiáng)度的研發(fā)使公司核心設(shè)備技術(shù)始終領(lǐng)先全球。

4.1.2北方華創(chuàng)：資源重組、內(nèi)生研發(fā)與外延并購的結(jié)合

 

北方華創(chuàng)是國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備龍頭，由七星華創(chuàng)和北方微電子重組而成，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)勢互補(bǔ)，在整個(gè)泛半導(dǎo)體領(lǐng)域涵蓋了集成電路、先進(jìn)封裝、LED、MEMS、電力電子、平板顯示、光伏電池等半導(dǎo)體相關(guān)領(lǐng)域，擁有著比較完整的泛半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)品線，并在諸多設(shè)備上都取得了一定的成就。

公司注重內(nèi)修，2016年研發(fā)費(fèi)用為7.6億元，占營業(yè)收入47%。雖然絕對值遠(yuǎn)不及國際巨頭，但研發(fā)費(fèi)用率更高，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的趕超意愿，而這離不開政府資金的支持，2017年5月，公司收到用于國家科技重大專項(xiàng)“14nm立體柵等離子體刻蝕機(jī)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”的國家科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)9,423萬元，用于“28-14nm原子層沉積系統(tǒng)（ALD）產(chǎn)品研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)4,811萬元以及“14-7nm CuBS多工藝腔室集成裝備研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)資金4,746萬元。人才方面，公司擁有中組部“千人計(jì)劃”專家10名，北京市“海聚工程”專家11名及數(shù)十名海外專家組成的研究隊(duì)伍，更擁有北京市領(lǐng)軍人才團(tuán)隊(duì)、首席技師工作室、國資委優(yōu)秀科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等各類管理與技術(shù)優(yōu)秀人才團(tuán)隊(duì)。公司2016年技術(shù)人員占比接近三分之一。
此外，通過外延擴(kuò)張，合理并購，公司得以強(qiáng)化產(chǎn)品性能，拓展產(chǎn)品線。2017年8月，公司全資子公司“北方華創(chuàng)微電子”擬在美國設(shè)立子公司，并以1,500萬美元收購美國Akrion Systems LLC公司，雙方于2018年1月完成交割。Akrion專注于半導(dǎo)體硅晶圓清洗設(shè)備，產(chǎn)品下游應(yīng)用領(lǐng)域與公司基本重合，收購?fù)瓿珊?，公司在清洗機(jī)領(lǐng)域已擁有單片與批式清洗兩大產(chǎn)品線，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加完善，公司技術(shù)與客戶積累也得到強(qiáng)化。

 

4.2.專業(yè)型公司發(fā)展路徑——ASML和中微半導(dǎo)體為例

 

4.2.1 ASML：持續(xù)研發(fā)投入的同時(shí)專注于專業(yè)化并購

 

ASML是全球最大的光刻機(jī)設(shè)備提供商，在該領(lǐng)域具有壟斷地位，16年市占率達(dá)80%，是專業(yè)型公司的最典型代表。

 

公司專注于光刻設(shè)備生產(chǎn)，主要提供DUV光刻機(jī)、EUV光刻機(jī)和綜合性光刻解決方案，主要客戶包括三星、臺積電、英特爾。

ASML在業(yè)內(nèi)的不可替代性主要來源于對光刻技術(shù)的高強(qiáng)度研發(fā)投入和專業(yè)并購。

 

研發(fā)上，一方面是公司內(nèi)部持續(xù)不斷的高投入。公司每年研發(fā)費(fèi)用不低于總營收的10%，目前19000名員工中研發(fā)人員超過7000人，占比接近40%。2017年7月，公司成功發(fā)布用于7 nm/5nm節(jié)點(diǎn)的整體光刻產(chǎn)品套件。該產(chǎn)品套件由TWINSCAN NXE：3400B EUV光刻系統(tǒng)，TWINSCAN NXT：2000i浸入式系統(tǒng)和HMI eP5電子束計(jì)量系統(tǒng)組成，使芯片制造商能夠在7 nm/5nm邏輯和16nm DRAM節(jié)點(diǎn)上開發(fā)，優(yōu)化和控制生產(chǎn)工藝。

另一方面，ASML推行技術(shù)合作開發(fā)戰(zhàn)略，專注核心客戶的技術(shù)需求，利用客戶入股注資和科研經(jīng)費(fèi)提供加快研發(fā)進(jìn)程。2012年，為加快450mm晶圓技術(shù)和下一代EUV光刻技術(shù)的研發(fā)，ASML與英特爾簽訂協(xié)議，英特爾對ASML進(jìn)行32億美元股權(quán)投資，并在5年內(nèi)提供8.29億美元的研發(fā)經(jīng)費(fèi)，并承諾從ASML提前訂購特定數(shù)量的訂單。同年，臺積電和三星也分別入股ASML，當(dāng)年8月臺積電加入ASML的客戶共同投資計(jì)劃，出資8.38億歐元購買ASML的5%股權(quán)，并提供2.77億歐元分5年投入到ASML的研發(fā)項(xiàng)目中，三星則出資7260億韓元購買ASML的3%股權(quán)。

除此之外，ASML還借助一系列專業(yè)性的并購，為業(yè)績增長和光刻技術(shù)進(jìn)步提供動力。1999年，為增加聚焦深度，改善機(jī)器成像能力，擴(kuò)大光刻窗口，ASML收購MaskTools；2001年，收購Silicon Valley Group并將之作為主要的研發(fā)和制造中心，同年公司推出采用雙工作臺的TWINSCAN系統(tǒng)；2007年，收購了領(lǐng)先的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造優(yōu)化解決方案提供商BRION，這是公司“綜合光刻”戰(zhàn)略的開端，擴(kuò)充了ASML在光刻系統(tǒng)方面的技術(shù)；2013年，收購光刻光源制造商Cymer，以加速EUV的發(fā)展；2016年進(jìn)行了兩筆重要的收購，一是與其曲面反射鏡提供商卡爾蔡司進(jìn)行戰(zhàn)略合作，收購其子公司Carl Zeiss SMT的24.9%股權(quán)，合作開發(fā)High-NA EUV，二是收購領(lǐng)先的e-beam測量工具提供商Hermes Microvision，擴(kuò)展綜合光刻產(chǎn)品組合，用于檢測機(jī)器精度，增加機(jī)器的正常運(yùn)作時(shí)間和產(chǎn)量。

4.2.2中微半導(dǎo)體：深耕等離子刻蝕和化學(xué)薄膜沉積領(lǐng)域

 

中微半導(dǎo)體是國內(nèi)領(lǐng)先的高端芯片設(shè)備企業(yè)，也是大基金一期首個(gè)投資企業(yè)，公司專注于刻蝕和化學(xué)薄膜沉積類型設(shè)備的生產(chǎn)，在芯片介質(zhì)刻蝕設(shè)備、硅通孔刻蝕設(shè)備、MOCVD設(shè)備三大細(xì)分領(lǐng)域均成為世界三強(qiáng)。成功進(jìn)入海內(nèi)外重要客戶供應(yīng)鏈。

 

其中，芯片介質(zhì)刻蝕設(shè)備已在臺積電7nm、10nm量產(chǎn)線工作，并與其聯(lián)合進(jìn)行5nm認(rèn)證，同時(shí)占據(jù)中芯國際50%以上新增采購額；硅通孔刻蝕設(shè)備在我國TSV/CIS/MEMS刻蝕機(jī)市場市占率超過50%，MEMS刻蝕機(jī)進(jìn)入德國博世和意法半導(dǎo)體；MOCVD設(shè)備方面，公司的第二代Primo A7 MOCVD設(shè)備在國內(nèi)市場已全面取代德國Aixtron和美國Veeco，獲得80%市場份額。

中微芯片介質(zhì)設(shè)備已經(jīng)在10nm和7nm的研發(fā)線核準(zhǔn)數(shù)道BARK刻蝕應(yīng)用，成為標(biāo)配設(shè)備，并開始5nm器件刻蝕開發(fā)，目前共進(jìn)入25條芯片生產(chǎn)線，生產(chǎn)4300多萬片晶圓，其中包括臺積電7nm、10nm量產(chǎn)線。公司該設(shè)備在臺積電擁有232個(gè)反應(yīng)臺，累計(jì)生產(chǎn)晶圓超過2400萬片。此外，中微的電容型介質(zhì)刻蝕設(shè)備已進(jìn)入全球市場前三，僅次于東京電子和泛林。

 

硅通孔刻蝕設(shè)備方面，8英寸和12英寸設(shè)備國內(nèi)市占率超過50%。中微在3年內(nèi)運(yùn)出100個(gè)反應(yīng)臺，在MEMS和CIS加工超過340萬片晶圓。中微自主設(shè)計(jì)的MEMS刻蝕機(jī)達(dá)到國際最先進(jìn)水平，與歐美同類型設(shè)備相比具有良率高、輸出量大、成本低的優(yōu)勢，已成功進(jìn)入德國博世和意法半導(dǎo)體。中微的TSV硅通孔刻蝕機(jī)是業(yè)界唯一的雙臺機(jī)，無論技術(shù)性能、產(chǎn)率和成本都優(yōu)于美國科林和英國SPTS，市場份額呈現(xiàn)進(jìn)一步上升趨勢。

 

中微的MOCVD設(shè)備在國內(nèi)藍(lán)光LED市場實(shí)現(xiàn)逆襲，其第二代Primo A7 MOCVD設(shè)備，已在國內(nèi)全面取代德國Aixtron和美國Veeco的設(shè)備，從2016年底至2018年1月累計(jì)獲得近400臺訂單，市占率達(dá)到80%。

 

公司和團(tuán)隊(duì)30年來一直致力于推動刻蝕技術(shù)和設(shè)備發(fā)展，對包括400KHz雙電極反向耦合介質(zhì)刻蝕技術(shù)、TSV ICP小體積反應(yīng)器及高速氣體切換技術(shù)、雙反應(yīng)臺反應(yīng)器集成系統(tǒng)等19項(xiàng)關(guān)鍵的等離子刻蝕體技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新和突破。

研發(fā)方面，公司擁有尹志堯等100多位來自美國硅谷、日本、韓國、東南亞及臺灣地區(qū)的行業(yè)專家，曾領(lǐng)導(dǎo)或參與20多個(gè)國際先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)備的開發(fā)及市場化。研發(fā)人員占公司員工總數(shù)近三分之一。公司30年來一直致力于推動刻蝕技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，在32項(xiàng)關(guān)鍵的等離子體刻蝕技術(shù)和設(shè)備創(chuàng)新突破中，由中微成員或中微首創(chuàng)的有19項(xiàng)，占比60%。

 

通過上述分析比較，我們得到了以下結(jié)論：

 

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，綜合型設(shè)備企業(yè)產(chǎn)品線豐富，產(chǎn)品覆蓋設(shè)備行業(yè)多數(shù)領(lǐng)域，憑借產(chǎn)品廣度形成市場競爭力；專業(yè)型設(shè)備企業(yè)深耕某一個(gè)或幾個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，在該領(lǐng)域形成壟斷優(yōu)勢。并購風(fēng)格上，綜合型設(shè)備企業(yè)從事的并購以多樣化并購為主，并購的標(biāo)的往往覆蓋不同領(lǐng)域；專業(yè)型設(shè)備企業(yè)的并購活動以專業(yè)并購為主，并購標(biāo)的多與公司所專注領(lǐng)域有關(guān)且在某一細(xì)分技術(shù)上具有比較優(yōu)勢。但是這些企業(yè)都有一個(gè)高度相同的地方——注重研發(fā)投入和自主創(chuàng)新，無論是ASML與三星、英特爾、臺積電等核心客戶的聯(lián)合研發(fā)，還是北方華創(chuàng)承接02專項(xiàng)借助政府補(bǔ)貼實(shí)現(xiàn)的高比重研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入，持續(xù)的、高強(qiáng)度的研發(fā)投入和核心技術(shù)的自主掌握始終是企業(yè)的安身立命之本。

 

5.推薦標(biāo)的

 

5.1.北方華創(chuàng)：半導(dǎo)體設(shè)備平臺型龍頭

 

北方華創(chuàng)由原七星華創(chuàng)和北方微電子戰(zhàn)略整合而成。重組完成后，公司擁有半導(dǎo)體裝備、真空裝備、新能源鋰電設(shè)備及精密元器件四個(gè)事業(yè)群，是國內(nèi)集成電路高端工藝裝備的龍頭。其中半導(dǎo)體裝備為公司最主要業(yè)務(wù)，設(shè)備種類齊全，覆蓋晶圓制造過程中的薄膜生長和刻蝕環(huán)節(jié)以及輔助設(shè)備，囊括了七星電子的清洗機(jī)與氧化爐、北方微電子的刻蝕設(shè)備、物理氣相沉積設(shè)備和化學(xué)氣相沉積設(shè)備三大類設(shè)備，以及單片退火設(shè)備和退火爐。

公司營業(yè)收入開始加速增長，歸母凈利潤觸底反彈，半導(dǎo)體設(shè)備業(yè)務(wù)發(fā)力。公司重組后業(yè)績明顯提振，2017年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入22.2億元，同比增長37%，增速創(chuàng)近6年新高；歸母凈利潤自2014年觸底后反彈強(qiáng)勁，2017年達(dá)到1.26億元，同比增長40%。從分產(chǎn)品收入看，公司2017年半導(dǎo)體設(shè)備收入為1.13億元，同比增長39.47%，占總營收比例進(jìn)一步提高到51%，是公司業(yè)績增長的重要驅(qū)動力之一。

公司注重內(nèi)部研發(fā)和外延并購結(jié)合，自重組后研發(fā)費(fèi)用絕對值和占營收比例大幅提升，并積極承接國家02專項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，先后完成了12吋集成電路制造設(shè)備90-28nm等多個(gè)關(guān)鍵制程的攻關(guān)工作。公司的14nm制程等離子刻蝕機(jī)、Hardmask PVD、Al-Pad PVD、ALD、單片退火系統(tǒng)、LPCVD等設(shè)備已成功進(jìn)入集成電路主流代工廠；應(yīng)用于28nm的Hardmask PVD系統(tǒng)工藝設(shè)備、應(yīng)用于28/40nm的單片退火設(shè)備、應(yīng)用于55nm的硅刻蝕機(jī)，均被國內(nèi)領(lǐng)軍集成電路芯片制造企業(yè)指定為Baseline機(jī)臺，28nmPVD和8英寸高密度等離子硅刻蝕機(jī)已進(jìn)入中芯國際生產(chǎn)線；公司的12英寸65/55nm清洗機(jī)已成功達(dá)到了100萬片的單機(jī)累計(jì)流片量；公司的深硅刻蝕設(shè)備成功挺進(jìn)東南亞市場。

 

人才方面，公司擁有海外專家50余人，其中“千人計(jì)劃”專家10名，北京市“海聚工程”專家12名，并擁有北京市領(lǐng)軍人才團(tuán)隊(duì)、首席技師工作室、國資委優(yōu)秀科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等各類管理與技術(shù)優(yōu)秀人才團(tuán)隊(duì)，司主要研發(fā)人員平均年齡31歲，具備充沛的精力和豐富的創(chuàng)造力。

此外，2017年8月，公司全資子公司北方華創(chuàng)微電子收購美國半導(dǎo)體硅晶圓清洗設(shè)備商Akrion Systems LLC公司，清洗機(jī)是公司半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)品之一，公司12英寸65/55nm清洗機(jī)單機(jī)累計(jì)流片量已突破100萬片大關(guān)，本次收購后公司的清洗機(jī)業(yè)務(wù)部將擁有單片與批式清洗兩大產(chǎn)品線，進(jìn)一步擴(kuò)大清洗機(jī)市場。

 

5.2.至純科技：高純工藝系統(tǒng)龍頭

 

公司主要為電子、生物制藥等行業(yè)的先進(jìn)制造企業(yè)提供高純工藝系統(tǒng)的整體解決方案，業(yè)務(wù)包括高純工藝系統(tǒng)與高純工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)、加工制造、安裝以及配套工程、檢測、廠務(wù)托管、標(biāo)定和維護(hù)保養(yǎng)等增值服務(wù)，主要應(yīng)用于電子行業(yè)的摻雜、光刻、刻蝕和CVD（MOCVD\PECVD）成膜等工藝環(huán)節(jié)和生物醫(yī)藥及食品飲料行業(yè)的配液等工藝環(huán)節(jié)。

截至2017年底，公司在半導(dǎo)體行業(yè)收入已從2013年的346萬元快速增長至2.10億元，占比已達(dá)到57%，半導(dǎo)體行業(yè)收入已經(jīng)成為公司收入的主要來源。公司2017年歸母凈利潤4,929萬元，同比增長8.8%

高純工藝系統(tǒng)是應(yīng)用于泛半導(dǎo)體（集成電路、平板顯示、光伏、LED等）和生物醫(yī)藥等先進(jìn)制造業(yè)的工藝介質(zhì)（氣體、化學(xué)品、水等）高純輸配系統(tǒng)，確保工藝介質(zhì)在制程中不受雜質(zhì)污染，是直接影響產(chǎn)品工藝精度與良率的關(guān)鍵配套系統(tǒng)，約占相關(guān)生產(chǎn)線固定資產(chǎn)投資總額的5%-8%。參照我們之前的統(tǒng)計(jì)，以中位數(shù)6.5%為固定資產(chǎn)投資總額的占比，2018年至2020年國內(nèi)高純工藝系統(tǒng)市場空間將達(dá)到109億、102億和49億元。

 

作為國內(nèi)高純工藝系統(tǒng)行業(yè)的先行者，公司在國內(nèi)同行業(yè)企業(yè)中具有較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。公司的客戶均是各所屬行業(yè)的領(lǐng)軍者或主要企業(yè)，如電子行業(yè)的中國電科第48研究所，光伏領(lǐng)域的晶澳、英利能源、晉能集團(tuán)、盛康光伏，LED領(lǐng)域的和輝光電、華磊光電、國星半導(dǎo)體，半導(dǎo)體領(lǐng)域的新進(jìn)芯、SK海力士，LCD領(lǐng)域的京東方，生物制藥領(lǐng)域的中信國健、揚(yáng)子江藥業(yè)、華瑞制藥、邁瑞生物、東富龍、易健生物等。在優(yōu)質(zhì)客戶群獲得的廣泛認(rèn)同，使公司擁有較強(qiáng)銷售定價(jià)能力。

5.3.長川科技：半導(dǎo)體檢測設(shè)備龍頭

 

長川科技主要為集成電路封裝測試企業(yè)、晶圓制造企業(yè)、芯片設(shè)計(jì)企業(yè)等提供測試設(shè)備，集成電路測試設(shè)備主要包括測試機(jī)、分選機(jī)和探針臺等，目前公司主要產(chǎn)品包括測試機(jī)和分選機(jī)，是國內(nèi)為數(shù)不多的可以自主研發(fā)、生產(chǎn)集成電路測試設(shè)備的企業(yè)。

2012-2017年，公司收入與凈利潤保持了高速增長。2017年，公司實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入1.80億元，較上年同期增長44.84%；實(shí)現(xiàn)凈利潤5,025萬，較上年同期增長21.35%。此外，公司保持50%以上毛利率與25%以上的凈利率，足見公司的技術(shù)優(yōu)勢。

2016年、2017年全球半導(dǎo)體專用設(shè)備銷售規(guī)模分別達(dá)到412.4億美元和566.2億美元，其中測試設(shè)備銷售額分別為33.6億美元和34.6億美元。

隨著下游電子、汽車、通信等行業(yè)需求的穩(wěn)步增長，以及物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算及大數(shù)據(jù)等新興領(lǐng)域的快速發(fā)展，集成電路產(chǎn)業(yè)面臨著新型芯片或先進(jìn)制程的產(chǎn)能擴(kuò)張需求，如SK海力士計(jì)劃于2016年第三季度量產(chǎn)3D NAND Flash;三星10納米FinFET制程技術(shù)已基本定型，將于2016年底實(shí)現(xiàn)10納米芯片制造工藝的規(guī)?；瘧?yīng)用;臺積電預(yù)計(jì)將于2018年上半年量產(chǎn)7納米芯片，并有望在2020年量產(chǎn)5納米芯片等，為包括測試設(shè)備在內(nèi)的集成電路專用設(shè)備行業(yè)帶來了廣闊的市場空間。伴隨著芯片尺寸及線條的縮小，用于檢驗(yàn)和測試FinFETs、3DNAND等新型芯片的測試設(shè)備需求不斷增加，由于尺寸減小相應(yīng)參數(shù)信號也會減弱，這對測試設(shè)備提出更高要求。

 

目前，公司生產(chǎn)的集成電路測試機(jī)和分選機(jī)產(chǎn)品已獲得長電科技、華天科技、通富微電、士蘭微、華潤微電子、日月光等多個(gè)一流集成電路企業(yè)的使用和認(rèn)可。其中，長電科技、華天科技、通富微電為我國封裝測試龍頭企業(yè)，華潤微電子、士蘭微為國內(nèi)知名IDM廠商。與國外設(shè)備供應(yīng)商相比，本土優(yōu)勢使得公司能提供快捷、高性價(jià)比的技術(shù)支持和客戶維護(hù)，且公司能更好地理解和掌握客戶個(gè)性需求，產(chǎn)品在本土市場適應(yīng)性更強(qiáng)。

5.4.精測電子：半導(dǎo)體檢測設(shè)備新進(jìn)者

 

精測電子是國內(nèi)平板顯示模組檢測行業(yè)龍頭，主要從事平板顯示模組檢測技術(shù)的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。公司主營產(chǎn)品包括模組檢測系統(tǒng)、面板檢測系統(tǒng)、OLED檢測系統(tǒng)、AOI光學(xué)檢測系統(tǒng)、TouchPanel檢測系統(tǒng)和平板顯示自動化設(shè)備。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于TFT-LCD、OLED、TouchPanel等平板顯示器生產(chǎn)過程的檢測。

公司2017年?duì)I收8.95億元，同比增速高達(dá)71%，2018年一季度持續(xù)強(qiáng)勁增長，增速達(dá)到63%。2017年歸母凈利潤1.67億元，同比增長69%，2018年一季度爆發(fā)增長124%。公司毛利率和凈利率水平分別維持在50%和20%的水平，2017年全年毛利率47%、凈利率19%，盈利能力十分突出。

 

公司是國內(nèi)稀缺的覆蓋面板前中后段三大制程的檢測設(shè)備提供商，AOI光學(xué)檢測設(shè)備近幾年持續(xù)增長，已有2014年的2%增長至2017年的46%，成為公司收入的主要增長動力。

近期，精測電子借助在檢測領(lǐng)域積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，與韓國三星、SK海力士主供應(yīng)商之一的IT&T公司合作設(shè)立合資子公司，正式進(jìn)軍半導(dǎo)體測試設(shè)備領(lǐng)域，公司持有合資子公司65%的股權(quán)，并將半導(dǎo)體測試設(shè)備加入主營業(yè)務(wù)之中。

 

參考我們之前的測算，2018年至2020年國內(nèi)披露的晶圓廠產(chǎn)線所帶動的檢測設(shè)備需求規(guī)模分別為140億元、150億元、92億元，公司有望在國內(nèi)半導(dǎo)體檢測設(shè)備需求提升的過程中，打開全新的增長空間。

 

5.5.盛美半導(dǎo)體：專注于半導(dǎo)體器件清潔技術(shù)

 

盛美半導(dǎo)體（ACM Research）于1998年成立于硅谷，專注于電拋光急事，在2006年引進(jìn)國內(nèi)落地上海張江，主要生產(chǎn)清洗設(shè)備、鍍銅設(shè)備等產(chǎn)品。公司2017年?duì)I收36.5百萬美元，同比增長33.2%，公司十分注重研發(fā)，2017年研發(fā)費(fèi)用占收入比例高達(dá)14.1%。盛美擁有強(qiáng)大的知識產(chǎn)權(quán)，已獲得超過100項(xiàng)國內(nèi)及國際發(fā)明專利，并有400多項(xiàng)國內(nèi)及國際發(fā)明專利正在申請中。盛美于當(dāng)?shù)貢r(shí)間2017年11月3日在納斯達(dá)克IPO上市，成為國產(chǎn)設(shè)備進(jìn)軍海外市場的一員。

從技術(shù)的角度看，70nm以下的芯片在制造過程中的難點(diǎn)，就在于硅片上的顆粒物和污染難以清洗。而到了20納米以上高端制程后，每一步供需都離不開清洗工藝。而隨著半導(dǎo)體工藝從2D發(fā)展到3D，F(xiàn)inFET對硅片清洗技術(shù)提出了更新的挑戰(zhàn)。盛美半導(dǎo)體經(jīng)過多年的努力，提出了時(shí)序能激氣穴震蕩（TEBO）技術(shù)，可以覆蓋16nm-19nm制程的3D結(jié)構(gòu)的無損高效清洗。

 

雖然盛美半導(dǎo)體的市場份額較低，但其產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入了中芯國際、SK海力士等知名半導(dǎo)體制造廠商，并獲得了“02專項(xiàng)”的扶持。未來有望享受國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備需求紅利，并不斷通過自身研發(fā)拓展國產(chǎn)清洗設(shè)備的市場份額。

5.6.中微半導(dǎo)體：光刻機(jī)國產(chǎn)化先鋒

 

中微半導(dǎo)體（AMEC）深耕光刻機(jī)領(lǐng)域，在芯片介質(zhì)刻蝕設(shè)備、硅通孔刻蝕設(shè)備、MOCVD設(shè)備領(lǐng)域位列全球前三，成功進(jìn)入海內(nèi)外重要客戶供應(yīng)鏈。

 

中微芯片介質(zhì)設(shè)備已經(jīng)在10nm和7nm的研發(fā)線核準(zhǔn)數(shù)道BARK刻蝕應(yīng)用，成為標(biāo)配設(shè)備，并開始5nm器件刻蝕開發(fā)，目前共進(jìn)入25條芯片生產(chǎn)線，生產(chǎn)4300多萬片晶圓，其中包括臺積電7nm、10nm量產(chǎn)線。公司該設(shè)備在臺積電擁有232個(gè)反應(yīng)臺，累計(jì)生產(chǎn)晶圓超過2400萬片。此外，中微的電容型介質(zhì)刻蝕設(shè)備已進(jìn)入全球市場前三，僅次于東京電子和泛林。

硅通孔刻蝕設(shè)備方面，8英寸和12英寸設(shè)備國內(nèi)市占率超過50%。中微在3年內(nèi)運(yùn)出

 

100個(gè)反應(yīng)臺，在MEMS和CIS加工超過340萬片晶圓。中微自主設(shè)計(jì)的MEMS刻蝕機(jī)達(dá)到國際最先進(jìn)水平，與歐美同類型設(shè)備相比具有良率高、輸出量大、成本低的優(yōu)勢，已成功進(jìn)入德國博世和意法半導(dǎo)體。中微的TSV硅通孔刻蝕機(jī)是業(yè)界唯一的雙臺機(jī)，無論技術(shù)性能、產(chǎn)率和成本都優(yōu)于美國科林和英國SPTS，市場份額呈現(xiàn)進(jìn)一步上升趨勢。

 

中微的MOCVD設(shè)備在國內(nèi)藍(lán)光LED市場實(shí)現(xiàn)逆襲，其第二代Primo A7 MOCVD設(shè)備，已在國內(nèi)全面取代德國Aixtron和美國Veeco的設(shè)備，從2016年底至2018年1月累計(jì)獲得近400臺訂單，市占率達(dá)到80%。

公司和團(tuán)隊(duì)30年來一直致力于推動刻蝕技術(shù)和設(shè)備發(fā)展，對包括400KHz雙電極反向耦合介質(zhì)刻蝕技術(shù)、TSV ICP小體積反應(yīng)器及高速氣體切換技術(shù)、雙反應(yīng)臺反應(yīng)器集成系統(tǒng)等19項(xiàng)關(guān)鍵的等離子刻蝕體技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新和突破。

 

5.7.沈陽拓荊：國產(chǎn)薄膜設(shè)備領(lǐng)先者

 

沈陽拓荊有限公司，是由海外技術(shù)專家于2010年4月28日組建的高新技術(shù)企業(yè)，兩次承擔(dān)國家科技重大專項(xiàng)。公司致力于研究和生產(chǎn)世界領(lǐng)先的極大規(guī)模集成電路行業(yè)專用薄膜設(shè)備，矢志成為納米級薄膜制造技術(shù)解決方案領(lǐng)導(dǎo)者。

 

介質(zhì)薄膜沉積和介質(zhì)蝕刻是芯片制造中應(yīng)用最廣泛的工藝制程設(shè)備。拓荊目前只做薄膜設(shè)備，且選擇了介質(zhì)薄膜沉積作為焦點(diǎn)，尤其是PECVD。等產(chǎn)品逐漸成熟后，也有可能向其他方向發(fā)展，但目前是聚焦薄膜設(shè)備。

 

從具體產(chǎn)品看，公司首先得到了國家十一五02重大專項(xiàng)的支持，開發(fā)12寸的PECVD設(shè)備，主要應(yīng)用于90-65nm通用介質(zhì)薄膜工藝流程，已經(jīng)量產(chǎn)。隨著產(chǎn)品的成熟，公司將逐漸推進(jìn)至TSV先進(jìn)封裝和OLED柔性顯示封裝領(lǐng)域，同時(shí)也進(jìn)行了40-28nm通用介質(zhì)薄膜設(shè)備的開發(fā)，已經(jīng)在客戶端得到了驗(yàn)證并且投入試量產(chǎn)。進(jìn)一步，公司繼續(xù)延伸到20nm以下先進(jìn)薄膜設(shè)備及工藝上，比如low-k，NDC，ACHM等。

 

公司2016年獲得十三五02重大專項(xiàng)研發(fā)的支持，著力點(diǎn)國家大存儲器項(xiàng)目的3D-NAND，開發(fā)了疊加層專用設(shè)備，目前已經(jīng)有設(shè)備在客戶端應(yīng)用，相比同業(yè)競爭對手有一定超越性。

在整個(gè)制造過程中，前道工序的應(yīng)用都已經(jīng)經(jīng)過客戶的驗(yàn)證并逐步進(jìn)入量產(chǎn)；在晶圓制造的后道，也逐步進(jìn)入客戶驗(yàn)證；在封裝方面，公司在國內(nèi)有較大優(yōu)勢，國內(nèi)份額領(lǐng)先；在OLED封裝領(lǐng)域，也有一些非常好的應(yīng)用。

此外，公司還與清華、負(fù)擔(dān)、中科院微電子所廣泛合作，開展技術(shù)攻堅(jiān)，6年內(nèi)共為合作院校爭取到各類國家項(xiàng)目1930萬元；為各合作單位提供研發(fā)設(shè)備900萬元；此外，公司于本地區(qū)的中科院沈科儀，中科院自動化所、中科院金屬所、大連理工大學(xué)、新松機(jī)器人、東北大學(xué)、遼寧大學(xué)等院所形成了不同層次不同領(lǐng)域的合作關(guān)系。