【研报】电子行业深度：半导体设备国内需求增长国产替代进展提速-2020200630[40页].pdf

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1、 证券研究报告 | 行业深度 2020 年 06 月 30 日 电子电子 半导体设备：半导体设备：国内国内需求需求增长增长，国产替代，国产替代进展进展提速提速 中芯国际回归中芯国际回归 A 股，国产晶圆制造崛起。股，国产晶圆制造崛起。中芯国际在国内芯片产业链地位 中占有举足轻重的地位。持续关注中国“芯”阵列核心标的，如晶圆代工、 封测、IP 授权及设计服务、设备材料等国产化机会。随着中芯国际即将于科 创板，A 股国产半导体家族将再得一名大将。随着当前国产半导体板块的日 渐完善，我们已经看到从 IP 授权及设计服务、设计、晶圆代工、封测、设 备、以及材料多领域的不同程度的国产化出现。 设备厂商国

2、产替代明显加速。全球半导体设备市场约设备厂商国产替代明显加速。全球半导体设备市场约 500600 亿美元，亿美元， 大陆占比持续提高。大陆占比持续提高。中微、北方华创在设备领域持续放量，武汉精鸿检测设 备落地、上海精测膜厚设备突破。根据长存 20H1 的订单，各品类出货量占 比程度看，刻蚀（中微 26%、北方华创 9%）、薄膜（北方华创 16%、沈 阳拓荆 5%）、清洗（盛美 19%）、热处理（北方华创 35%），国产替代 比率已经实现较大提升。 国内晶圆厂投资金额国内晶圆厂投资金额快速增长快速增长。中国半导体设备市场 2019 年四个季度投资 增速同比-11%/-11%/-14%/59%。

3、20Q1 预计继续保持高增速。 将根据统计， 20202022 年国内晶圆厂总投资金额约 1500/1400/1200 亿元， 其中内资晶 圆厂投资金额约 1000/1200/1100 亿元。 20202022 年国内晶圆厂投资额 将是历史上最高的三年，且未来还有新增项目的可能。 全球设备五强占市场主导角色。全球设备五强占市场主导角色。全球设备格局竞争，主要前道工艺（刻蚀、 沉积、涂胶、热处理、清洗等）整合成三强 AMAT、LAM、TEL。另外，光 刻机龙头 ASML 市占率 80%+；过程控制龙头 KLA 市占率 50%。ASML、 AMAT、LAM Research、TEL、KLA 五大厂

4、商 2019 年半导体设备收入合计 472 亿美元，占全球市场约 78%。 国内国产化逐渐起航，从国内国产化逐渐起航，从 0 到到 1 的过程基本完成。的过程基本完成。中微公司介质刻蚀机已 经打入 5nm 制程。北方华创硅刻蚀进入 SMIC 28nm 生产线量产。Mattson （屹唐半导体）在去胶设备市占率全球第二。盛美半导体单片清洗机在海力 士、长存、SMIC 等产线量产。沈阳拓荆 PECVD 打入 SMIC、华力微 28nm 生产线量产，2018 年 ALD 通过客户 14nm 工艺验证。精测电子、上海睿励 在测量领域突破国外垄断。 设备国产化率较低，海外龙头垄断性较高。设备国产化率较低

5、，海外龙头垄断性较高。中芯国际上市，长存、长鑫投建中芯国际上市，长存、长鑫投建 需求放量， 共同带动国内市场快速增长。需求放量， 共同带动国内市场快速增长。我国半导体设备市场仍非常依赖进我国半导体设备市场仍非常依赖进 口，国内厂商潜在收入口，国内厂商潜在收入目标目标空间较大。空间较大。 重点推荐：重点推荐：中微公司、北方华创、精测电子、长川科技、华峰测控、至纯科 技、万业企业；建议关注：建议关注：盛美半导体。 风险提示风险提示： 国产替代进展不及预期国产替代进展不及预期、 全球贸易纷争影响全球贸易纷争影响、 下游需求不确定性下游需求不确定性。 增持增持（维持维持） 行业行业走势走势 作者作者

6、分析师分析师 郑震湘郑震湘 执业证书编号：S0680518120002 邮箱： 分析师分析师 佘凌星佘凌星 执业证书编号：S0680520010001 邮箱： 研究助理研究助理 陈永亮陈永亮 邮箱： 相关研究相关研究 1、 电子：dTOF 迎来重大产业机遇2020-06-28 2、 电子： 中芯敲开科创板大门， 苹果链持续优于预期 2020-06-21 3、 电子：晶圆代工领军企业起航，产能增长、制程升 级双驱动2020-06-14 -16% 0% 16% 32% 48% 64% 80% 96% 2019-072019-102020-022020-06 电子沪深300 2020 年 06 月

7、30 日 内容目录内容目录 一、中芯国际上市，加速设备国产替代进程 . 5 二、设备市场：大陆需求快速增长，国产替代提速 . 6 2.1 全球设备市场回暖，受益于制程进步、产能投放 . 6 2.2 前道设备占主要部分，测试需求增速最快 . 10 2.3 全球市场受海外厂商误导，前五大厂商市占率较高 . 12 2.4 国内需求爆发，国产替代进展加速 . 14 三、光刻机：半导体制程工艺核心环节，将掩膜板图形缩小. 16 四、涂胶显影：与光刻机配合，实现图形转移. 19 五、刻蚀设备：等离子刻蚀复杂程度高，且步骤逐渐增加 . 23 六、薄膜设备：用于沉积物质，在设备市场占比较高. 28 七、清洗设

8、备：去除晶圆片表面杂质，各制程前后均需使用. 30 八、掺杂设备：改变表层电导率/形成 PN 结，实现器件 . 30 九、氧化形成器件，快速退火修复晶格. 32 十、过程控制：制造过程的准确性检测. 33 十一：测试设备：用于测试晶圆片及成品 . 36 十二、投资建议 . 38 十三、风险提示 . 38 图表目录图表目录 图表 1：募集资金用途（单位：万元） . 5 图表 2：中芯国际重要的产业链地位 . 5 图表 3：中芯国际一站式的解决方案 . 5 图表 4：中国“芯”阵列 . 6 图表 5：全球半导体设备销售额（十亿美元） . 7 图表 6：全球半导体设备销售额（十亿美元） . 7 图表

9、 7：半导体设备市场增速周期性 . 7 图表 8：海外半导体设备龙头营业收入增速跟踪 . 8 图表 9：海外半导体设备龙头 GAAP 净利润（百万美元） . 8 图表 10：晶圆代工企业资本开支（百万美元） . 9 图表 11：全球半导体资本开资（百万美元） . 9 图表 12：100K 产能对应投资额要求（亿美元） . 10 图表 13：半导体制造领域典型资本开支分布 . 10 图表 14：全球半导体设备按工艺流程划分（百万美元） . 11 图表 15：全球半导体前道设备划分（百万美元） . 11 图表 16：全球半导体测试设备划分（百万美元） . 12 图表 17：集成电路前道工艺对应设备

10、 . 12 图表 18：AMAT、LAM、TEL 主导大部分前道工艺 . 13 图表 19：全球半导体设备厂商排名（百万美元） . 13 图表 20：五大设备厂商行业格局（百万美元） . 13 图表 21：国内晶圆厂投资规模（亿元） . 14 图表 22：国产设备替代进程 . 15 oPtMoQwOrRoRoOoRpRqOpM7NaO9PpNqQsQoOiNmMqPiNnNqR7NqQvMxNnPrPMYsOoO 2020 年 06 月 30 日 图表 23：全球晶圆厂资本开支（百万美元） . 15 图表 24：国内晶圆厂内资投资需求（亿元） . 16 图表 25：国内晶设备厂商空间测算（亿元

11、） . 16 图表 26：光刻机技术特点 . 17 图表 27：光刻机技术路径 . 17 图表 28：光刻机技术示意图 . 17 图表 29：EUV 目标市场范围 . 18 图表 30：Foundry 和 DRAM 精度仍然会不断提升 . 18 图表 31：两次技术分水岭奠定光刻机格局 . 19 图表 32：光刻工艺流程 . 20 图表 33：半导体图案转移关键步骤 . 20 图表 34：光刻胶原理 . 21 图表 35：光刻胶市场规模 . 21 图表 36：光刻胶生产企业 . 21 图表 37：涂胶显影市场（百万美元） . 22 图表 38：涂胶显影市场格局 . 22 图表 39：去胶机市场

12、（百万美元） . 23 图表 40：刻蚀工艺分类 . 24 图表 41：刻蚀类别 . 25 图表 42：刻蚀设备步骤增加 . 25 图表 43：刻蚀市场主要驱动力将来自于存储 . 26 图表 44：多重成像技术 . 26 图表 45：刻蚀步骤逐渐增加 . 27 图表 46：干法刻蚀市场（百万美元） . 27 图表 47：刻蚀在晶圆设备市场比重提升 . 27 图表 48：薄膜设备分类 . 28 图表 49：CVD、PVD 占晶圆设备比 . 28 图表 50：典型 CVD 工艺流程 . 29 图表 51：2018 年沉积设备市场结构（百万美元） . 29 图表 52：清洗原理 . 30 图表 53

13、：清洗环节 . 30 图表 54：扩散与离子注入 . 31 图表 55：掺杂形成不同器件 . 31 图表 56：离子注入机市场空间（百万美元） . 32 图表 57：离子注入市场份额 . 32 图表 58：SiO2 的用途 . 32 图表 59：RTA 修复晶格缺陷 . 33 图表 60：氧化/扩散/热处理市场（百万美元） . 33 图表 61：区分过程控制（检测、测量）和 ATE（测试） . 34 图表 62：不同环节关键过程控制指标 . 34 图表 63：过程控制细分市场（百万美元） . 35 图表 64：2018 年过程控制市场格局科磊 WFE 收入拆分 . 35 图表 65：科磊产品系

14、列 . 35 图表 66：上海精测产品布局 . 35 图表 67：集成电路生产及测试具体流程图 . 36 图表 68：集成电路测试设备主要功能 . 36 2020 年 06 月 30 日 图表 69：全球半导体 ATE 测试设备市场 . 37 图表 70： 泰瑞达和爱德万半导体设备业务收入（亿美元） . 37 图表 71：2018 年中国集成电路测试设备的市场结构 . 37 2020 年 06 月 30 日 一、中芯国际上市一、中芯国际上市，加速设备国产替代进程加速设备国产替代进程 中芯国际回归中芯国际回归 A 股股，国产晶圆制造崛起。，国产晶圆制造崛起。中芯国际公布将于科创板上市，拟发行 1

15、6.86 亿股募集 200 亿，国产晶圆制造龙头强势回归 A 股，募集资金主要投资于： （1）40%用 于投资 12 英寸 SN1 项目（中芯南方一期） ； （2）20%用于公司现金及成熟工艺研发项目 的储备资金； （3）40%用于补充流动资金。 图表 1：募集资金用途（单位：万元） 序号序号 项目名称项目名称 募集资金投资额募集资金投资额 拟投入资金比例拟投入资金比例 1 12 英寸芯片 SN1 项目 800,000.00 40.00% 2 先进及成熟工艺研发项目储备资金 400,000.00 20.00% 3 补充流动资金 800,000.00 40.00% 合计 2,000,000.00 100.00% 资料来源：中芯国际招股说明书，国盛证券研究所 中芯国际在国内芯片产业链地位中占有举足轻重的地位。中芯国际在国内芯片产业链地位中占有举足轻重的地位。公司不断加速技术研发，建立 关键平台和战略联盟，致力于成为世界一流的主流代工厂。公司提供一站式服务，除集 成电路晶圆代工外，在设计服务与 IP 支持、光掩膜制造、凸块加工及测试方面提供完备 配套服务，先进程度国内领先，涵盖绝大部分下游应用。 图表 2：中芯国际重要的产业链地位 图表 3：中芯国际一站式的解决方案 资料来源：公司官网、国盛证券研究所 资料来源：公司官网、国盛证券研究所 持续持