证券研究报告·行业研究·电子 电子行业周报 1 / 10 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 [Table_Main] 半导体设备市场持续增长，本土设备厂商发展机遇凸显 增持（维持） 投资要点  半导体制程升级和器件结构复杂化推动半导体设备市场不断发展：随着半导体制程向5nm、3nm以及更先进的工艺发展，半导体的制造工序日趋复杂，20nm工艺所需工序约为1000道，而7nm工艺所需工序已超过1400道，这意味着需要更多刻蚀、薄膜沉积以及配套的光刻、清洗等半导体设备参与半导体制造环节。同时，半导体器件的结构也趋于高度复杂化，例如NAND闪存已进入3D时代，叠堆层数也逐步向128层发展，每层均需要经过光刻、刻蚀、薄膜沉积等工艺步骤，催生出更多相关半导体设备的应用需求。此外，3D结构的半导体器件往往需要很小的通孔连接几十至一百余层硅，因此对深宽比、选择性等半导体设备技术指标提出了更高的要求，从而为半导体设备带来了新的附加值。  全球特别是中国半导体制造规模的不断扩张，显著提升了相关设备市场需求：当前，国内晶圆建厂潮愈演愈烈，半导体制造产线规模加速扩张。在2017~2020年间，全球将有62座新建晶圆厂投入营运，其中我国大陆地区新建晶圆厂26座，占比达42%。未来，我国在半导体制造环节有望继续保持高强度投入，有望带动半导体制造产能持续提升，2022年，我国大陆地区的半导体制造产能有望超过韩国，跃升为全球第二，仅次于我国台湾地区，届时大陆地区的半导体制造产能将达410万片/月，在全球半导体制造产能的占比达17.15%，2019-2022年我国大陆地区半导体制造产能的CAGR为14.81%，显著高于同期全球半导体制造产能的增长（CAGR=7.01%）。随着下游半导体制造环节的陆续投产，配套的半导体设备市场需求有望同步提升。  半导体设备市场整体呈现稳步增长，刻蚀和薄膜沉积设备重要性和价值日益提升：受到半导体工艺制程的升级、半导体器件结构的复杂化以及下游晶圆制造产能扩张的推动，半导体设备市场有望保持稳步增长。晶圆制造设备市场在半导体设备市场的占比约81%，其中刻蚀、光刻和薄膜沉积设备是半导体前道生产工艺中最重要的三类设备，分别占晶圆制造设备价值量约24%、23%和18%的比重。同时，刻蚀和薄膜沉积在半导体制程升级过程中的加工步骤显著增多，随着半导体制程升级的推进，刻蚀和薄膜沉积设备正成为更关键且投资占比较高的设备。  半导体设备市场集中度较高，国产替代空间广阔：目前，全球半导体设备市场目前主要由国外厂商主导，行业呈现高度垄断的竞争格局。2018年全球半导体设备市场中，应用材料、阿斯麦、东京电子、泛林半导体、科天半导体的市占率分别为17.27%、14.74%、13.45%、13.40%、5.19%。目前我国半导体设备市场的自给率较低，2018年国产半导体设备销售额约为109亿元，自给率约为13%，国产替代的空间广阔。  投资建议：随着全球半导体设备市场的不断发展和国内半导体设备产业在自主可控进程中的突破，本土半导体设备产业链相关标的有望充分受益，建议关注：北方华创、中微公司、华峰测控、芯源微、万业企业、至纯科技、华海清科、长川科技、晶盛机电等标的。  风险提示：市场需求不及预期；企业研发不及预期；市场开拓不及预期。 [Table_PicQuote] 行业走势 [Table_Report] 相关研究 1、《电子行业周报：苹果发布首款头戴式耳机AirPods Max，持续看好苹果链》2020-12-13 2、《电子行业周报：环球晶圆收购Siltronic，本土硅片市场亟待破局》2020-12-13 3、《电子：半导体近期涨价梳理》2020-12-06 [Table_Author] 2020年12月20日 证券分析师 王平阳 执业证号：S0600519060001 021-60199775 wangpingyang@dwzq.com.cn -23%-11%0%11%23%34%46%57%2019-122020-042020-08电子沪深300 2 / 10 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 [Table_Yemei] 行业跟踪周报 1. 本周观点：半导体设备市场持续增长，本土设备厂商发展机遇凸显 半导体设备是指半导体产品在制造和封测环节所要用到的所有机器设备，广义上也包括生产半导体原材料所需的机器设备。主要包括光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备、离子注入机、测试机、分选机、探针台等。 图1：EUV光刻机 图2：12寸ICP刻蚀设备 数据来源：阿斯麦，东吴证券研究所 数据来源：中微公司，东吴证券研究所 随着半导体制程向5nm、3nm以及更先进的工艺发展，半导体的制造工序日趋复杂。根据SEMI统计，20nm工艺所需工序约为1000道，而10nm工艺和7nm工艺所需工序已超过1400道。尤其当制程向7、5、3nm甚至更小的方向升级，当前市场普遍使用的浸没式光刻机受波长的限制精度无法满足要求，需要采用多重模板工艺，重复多次薄膜沉积和刻蚀工序以实现更小的线宽，这意味着需要更多刻蚀、薄膜沉积以及配套的光刻、涂胶、清洗等半导体设备参与半导体制造环节。 图3：台积电各代制程推进历程 数据来源：台积电，东吴证券研究所 3 / 10 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 [Table_Yemei] 行业跟踪周报 同时，半导体器件的结构也趋于高度复杂化，例如存储器领域的NAND闪存已进入3D时代。3D NAND制造工艺中，增加集成度的主要方法不再是缩小单层上线宽而是增大堆叠的层数，叠堆层数也从32层、64层量产向128层发展，每层均需要经过光刻、刻蚀、清洗、薄膜沉积等工艺步骤，催生出更多相关半导体设备的应用需求。此外，3D结构的半导体器件往往需要很小的通孔连接几十至一百余层硅，因此对深宽比、选择性等半导体设备技术指标提出了更高的要求，从而为半导体设备带来了新的附加值。 图4：3D NAND技术 图5：NAND制造工艺 数据来源：长江存储，东吴证券研究所 数据来源：国际电子商情，东吴证券研究所 全球特别是中国半导体制造规模的不断扩张，显著提升了半导体设备市场需求。当前，国内晶圆建厂潮愈演愈烈，半导体制造产线规模加速扩张。根据Chip Insight的数据，2019年，我国大陆地区的晶圆厂中12座已投产、14座处于产能爬坡阶段、仍在建15座、规划建设7座，合计57座，总投资额达1.5万亿元。根据SEMI的数据，在2017~2020年间，全球将有62座新建晶圆厂投入营运，其中我国大陆地区新建晶圆厂26座，占比达42%。 图6：2018-2022年全球和中国半导体制造产能变化（单位：万片/月） 数据来源：IC Insight，东吴证券研究所 4 / 10 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 [Table_Yemei] 行业跟踪周报 未来，我国在半导体制造环节有望继续保持高强度投入，有望带动半导体制造产能持续提升。根据IC Insight的预测，2020年，我国大陆地区的半导体制造产能有望超过日本，2022年有望超过韩国，跃升为全球第二，仅次于我国台湾地区，届时大陆地区的半导体制造产能将达410万片/月，在全球半导体制造产能的占比达17.15%，2019-2022年我国大陆地区半导体制造产能的CAGR为14.81%，显著高于同期全球半导体制造产能的增长（CAGR=7.01%）。随着下游半导体制造环节的陆续投产，配套的设备市场需求有望同步提升。 受到半导体工艺制程的升级、半导体器件结构的复杂化以及下游晶圆制造产能扩张的推动，半导体设备市场有望保持稳步增长。根据SEMI的数据，2020年全球半导体制造设备的销售额有望达到689亿美元，同比增长16％，创历史新高，预计未来全球半导体制造设备市场将保持稳步增长，2021年销售额有望达719亿美元，2022年有望达761亿美元。其中，根据日本半导体制造装置协会的数据，2019年中国半导体设备市场销售额为134.5亿美元，同比增长2.59%，在当年全球半导体设备市场规模下滑的情况下依然保持了持续增长趋势。 图7：全球半导体制造设备市场规模变化 图8：中国半导体设备市场规模变化 数据来源：SEMI，东吴证券研究所 数据来源：日本半导体制造装置协会，东吴证券研究所 半导体设备包括晶圆制造设备、封装设备和测试设备等，晶圆制造设备的市场规模占比超过半导体设备整体市场规模的80%。晶圆制造设备从类别上讲可以分为刻蚀、光刻、薄膜沉积、检测、涂胶显影等十多类，其合计投资总额通常占整个晶圆厂投资总额的75%左右，其中刻蚀设备、光刻设备、薄膜沉积设备是集成电路前道生产工艺中最重要的三类设备。根据SEMI的数据，2017年按全球晶圆制造设备销售金额占比类推，目前刻蚀设备、光刻机和薄膜沉积设备分别占晶圆制造设备价值量约24%、23%和18%的比重。 -10%0%10%20%30%40%010020030040050060070080020162017201820192020E2021E2022E全球半导体设备销售额（亿美元）YOY0%10%20%30%40%50%60%70%0204060801001201401602013201420152016201720182019中国半导体设备销售额（亿美元）YOY 5 / 10 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 [Table_Yemei] 行业跟踪周报 图9：2017年集成电路各类设备销售额占比 图10：各类设备在晶圆产线中的价值占比变化 数据来源：SEMI，东吴证券研究所 数据来源：SEMI，东吴证券研究所 同时，刻蚀和薄膜沉积在半导体制程升级过程中的加工步骤显著增多，以刻蚀为例，根据SEMI的数据，20nm工艺需要的刻蚀步骤约为50次，而10nm工艺和7nm工艺所需刻蚀步骤则超过100次，随着半导体制程升级的推进，刻蚀设备和薄膜沉积设备正成为更关键且投资占比较高的设备。 目前，全球半导体设备市场目前主要由国外厂商主导，行业呈现高度垄断的竞争格局。根据VLSI Research的数据，2018年全球半导体设备市场中，应用材料、阿斯麦、东京电子、泛林半导体、科天半导体的市占率分别为17.27%、15.74%、13.45%、13.40%、5.19%，由于起步较早，凭借资金、技术、客户资源、品牌等方面的优势，前五大厂商合计占据了全球半导体设备市场65%的市场份额。其中，阿斯麦在光刻机设备方面形成寡头垄断，应用材料、东京电子和泛林半导体是提供等离子体刻蚀和薄膜沉积等工艺设备的三强，科天半导体是检测设备的龙头企业。 图11：2018年全球半导体设备市场格局 图12：半导体设备产业链 数据来源：VLSI Research，东吴证券研究所 数据来源：中微公司招股说明书，东吴证券研究所 目前我国半导体设备市场的自给率较低，国产替代空间广阔。根据中国电子专用设备工业协会的统计数据，2018年国产半导体设备销售额约为109亿元，自给率约为13%。中国电子专用设备工业协会统计的数据包括集成电路、LED、面板、光伏17.27%15.74%13.45%13.40%5.19%34.95%应用材料阿斯麦东京电子泛林半导体科天半导体其他 6 / 10 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 [Table_Yemei] 行业跟踪周报 等设备，实际上国内集成电路设备的国内市场自给率仅有5%左右，在全球市场仅占1-2%，技术含量最高的集成电路前道设备市场自给率更低，国产替代的空间广阔。 图13：半导体设备产业链相关标的 数据来源：Wind，东吴证券研究所 随着全球半导体设备市场的不断发展和国内半导