半导体设备专题报告二：全球逻辑、NAND、DRAM扩产周期下，TOP5半导体设备企业成长复盘：先进工艺塑造成长天花板

本报告版权属于安信证券股份有限公司，各项声明请参见报告尾页。 1 2023年10月22日 半导体设备 行业专题 全球逻辑/NAND/DRAM扩产周期下，TOP5半导体设备企业成长复盘：先进工艺塑造成长天花板 ——半导体设备专题报告二 证券研究报告 投资评级 领先大市-A 维持评级 行业表现 资料来源：Wind资讯 升幅% 1M 3M 12M 相对收益 13.1 5.9 9.2 绝对收益 7.8 -2.3 2.7 郭倩倩 分析师 SAC执业证书编号：S1450521120004 guoqq@essence.com.cn 胡园园 联系人 SAC执业证书编号：S1450123070005 huyy1@essence.com.cn 相关报告 订单兑现业绩继续高增，“周期复苏”+“先进工艺”成为市场预期关键——半导体设备行业2023年中报总结 2023-09-04 半导体工艺控制设备，芯片良率关键 ，国产 化率不足5%，替代空间大 2023-07-04 收入盈利订单三重上修，平台化更显α竞争力 ——半导体设备板块2022年年报及2023年一季报总结 2023-05-16 综述：我们复盘逻辑、NAND、DRAM三大核心下游的技术变革和扩产周期，以及全球TOP5半导体设备企业的成长路径，定性定量分析半导体设备成长与下游之间的关系，对标国内市场及格局，得出结论：下游角度长期来看，逻辑和存储先进工艺的突破是半导体设备企业成长天花板的关键，也是市场预期的关键，在先进工艺阶段掌握核心技术的设备企业将享有市场更高的估值溢价。 全球市场：逻辑围绕摩尔定律，存储围绕3D化+价格周期 2009-2022年，全球半导体产品市场销售规模复合年增速7.4%，反馈到半导体设备，全球TOP5企业 ASML/AMAT/Lam/TEL/KLA分别实现收入复合增速19.2%/13.4%/23.4%/9.3%/14.9%，体现超越终端产品的高增速。复盘半导体设备直接下游逻辑/NAND/DRAM扩产，可以发现： 1）逻辑芯片扩产重点围绕“摩尔定律”，2018-2022年先进工艺扩产给设备公司带来更陡峭成长曲线，ASML/AMAT/Lam/TEL/KLA分别实现相关销售收入28%/37%/41%/33%/48%的复合增速。 2）存储扩产重点围绕“价格周期”，其中，NAND芯片2013-2018年3D化渗透驱动半导体设备公司成长超越“价格周期”；DRAM进入10nm+节点微缩放缓，扩产重点围绕“价格周期”，波动相对更大。 龙头复盘：成熟制程完成卡位优势，技术革新塑造陡峭成长 1）ASML：光刻设备龙头，受益逻辑/存储进入EUV时代，2017-2022年EUV设备销售收入复合增速46%，至2022年收入规模达到70.8亿欧元，占设备系统收入比例46%。 2）AMAT：平台化龙头，逻辑芯片扩产最大设备供应商，2022年逻辑/代工相关销售收入135.7亿美元，占设备收入比例70%。 3）Lam：深耕刻蚀和沉积，NAND芯片扩产最大设备供应商，2022年NAND相关销售收入74.7亿美元，占比39%。 4）TEL：日系平台化龙头，2022年半导体设备销售收入（不含服务）中逻辑/DRAM/NAND占比62.5%/17.7%/19.8%，2018-2022年深-14%-4%6%16%26%36%2022-102023-022023-062023-10半导体设备沪深300 本报告版权属于安信证券股份有限公司，各项声明请参见报告尾页。 2 行业专题/半导体设备 度受益先进逻辑扩产。 5）KLA：半导体量检测设备龙头，2015年进入高速成长期，前期受益存储，后期受益先进逻辑扩产。 中国市场：国产替代成效显著，先进工艺突破成为天花板关键 根据我们不完全统计，目前内资12吋在建晶圆厂合计规划产能达175万片/月，合计投资金额超1000亿美元，其中NAND/DRAM/逻辑代工等投资占比分别为21%/24%/54%。2018年以来，半导体设备国产替代成效显著，根据我们的测算，中国大陆国产比例从2018年的约5.2%提升至2022年的14.5%，期间北方华创/中微公司/盛美上海/拓荆科技/华海清科/芯源微半导体设备相关收入分别实现55%/29%/51%/122%/159%/60%的复合 增速，量检测设备板块国产化率仍不足5%。对比全球半导体设备龙头，北方华创发展对标应用材料，产品布局全面，中微公司对标泛林，深耕刻蚀+CVD/ALD领域。下游角度分析，长期来看，未来逻辑和存储先进工艺的突破将成为半导体设备成长天花板的关键，也是市场预期的关键，在先进工艺阶段掌握核心技术的设备企业将享有市场更高的估值溢价。 投资建议： 规模化角度看，AMAT重点受益先进逻辑扩产，泛林重点受益存储扩产；对比国内格局，北方华创对标应用材料，中微对标泛林，其中，CVD设备独立于二者由拓荆科技供应，因此： 1）逻辑设备角度，推荐：北方华创、拓荆科技； 2）存储设备角度，推荐：中微公司、拓荆科技； 增速角度看，在2018-2022年7/5nm先进逻辑扩产周期内，全球TOP5厂商中KLA增速最高，主要在于工艺微缩给晶圆制造良率提出更高要求，由此带来量检测设备需求增加。 对比国内市场，量检测板块仍处于0-1突破阶段，国产化率仍不足5%，未来将首先经历0-1、1-n的国产替代阶段，推荐：精测电子、中科飞测。 内资逻辑/存储晶圆厂继续扩产以及国产替代下，其他设备环节也将继续受益，建议关注：华海清科、芯源微、盛美上海、万业企业、至纯科技。 风险提示： 1） 终端需求复苏不及预期、中美科技博弈影响海外核心设备供应，从而导致晶圆厂扩产及国产设备招标不及预期，影响内资半导体设备企业订单； 2） 半导体设备国产化推进不及预期； 3） 统计误差导致测算数据失真； 4） 本文结论推导以全球半导体设备产业在逻辑/NAND/DRAM扩产周期下的发展驱动为基础，受发展环境、管理风格等因素影响，国内产业实际发展可能有所差异。 行业专题/半导体设备 本报告版权属于安信证券股份有限公司，各项声明请参见报告尾页。 3 内容目录 1. 全球市场：逻辑围绕“摩尔定律”，存储围绕“3D化+价格周期” ...................... 5 1.1. 半导体设备：受益逻辑/存储扩产，享超越终端β高增速 .................... 5 1.2. 逻辑扩产：围绕“摩尔定律”，先进制程贡献更陡峭成长曲线 .................. 6 1.3. 存储扩产：围绕“价格周期”，波动相对更大 ................................ 9 1.3.1. NAND：3D化技术+价格周期驱动，刻蚀设备需求大幅增加 .............. 9 1.3.2. DRAM：10nm+节点微缩放缓，设备成长与DRAM价格周期高度相关 ....... 12 2. 龙头复盘：成熟制程完成卡位，技术革新塑造陡峭成长.......................... 14 2.1. ASML：光刻设备龙头，深度受益EUV垄断 ................................ 14 2.2. AMAT：平台化龙头，全球逻辑扩产最大设备供应商 ........................ 15 2.3. Lam：深耕刻蚀+沉积，全球NAND扩产最大设备供应商 ..................... 16 2.4. TEL：日系平台化龙头，先进逻辑扩产为近年主要增长引擎 ................. 17 2.5. KLA：半导体量检测设备龙头，逻辑收入CAGR2018-2022高达48% ................ 18 3. 中国市场：国产替代成效显著，先进工艺突破成为天花板关键.................... 20 3.1. 内资扩产：在建产线投资额NAND/DRAM/逻辑分别占比约21%/24%/54% ........ 20 3.2. 大陆格局：国产替代成效显著，国产合计营收CAGR2018-2022达54% ............. 21 3.3. 后市展望：“周期复苏+先进工艺+存储突破”成为预期关键 ................... 24 3.3.1. 市场预期一：终端需求何时再起？ ................................. 24 3.3.2. 市场预期二：先进工艺何时突破和放量？ ........................... 25 4. 投资建议.................................................................. 27 5. 风险提示.................................................................. 27 图表目录 图1. 2009-2022全球半导体市场销售额（亿美元）................................. 5 图2. 半导体各产业链主要公司2009-2022年营收复合增速对比 ...................... 5 图3. FY2004-2022全球头部半导体设备企业销售规模增长情况（亿美元）............. 6 图4. 2008Q3-2023Q2台积电各工艺节点营收变化（亿美元）......................... 6 图5. FY2006-2023E台积电平均月产能及资本支出情况.............................. 7 图6. 不同制程逻辑芯片扩产对应半导体设备投资额（亿美元/万片月产能） ........... 7 图7. 逻辑扩产下ASML/AMAT/Lam/TEL/KLA逻辑/代工营收增速对比 ................... 8 图8. 全球NAND发展路线图 ..................................................... 9 图9. 3D NAND光刻/干法刻蚀/沉积环节制造设备市场规模预测...................... 10 图10. 逻辑/DRAM/NAND先进工艺阶段光刻机用量测算.............................. 10 图11. 2013年至今NAND价格周期与半导体设备企业NAND相关收入周期对比.......... 11 图12. DRAM发展路线图........................................................ 12 图13. 2011至今DRAM价格周期与半导体设备企业DRAM相关收入周期对比............ 13 图14. 全球半导体设备格局综述 ................................................ 14 图15. 2013-2022年ASML光刻设备系统收入各类设备贡献情况...................... 15 图16. 2013-2022年ASML设备系统收入中存储/逻辑贡献情况....................... 15 图17. CY2016-2022年AMAT营收产品结构及增速（亿美元，%）..................... 16 图18. CY2010-2022