半导体设备国产化专题七：硅片生长及加工设备.pdf

机械设备 | 证券研究报告 行业 点评 2019 年 11 月 24 日 Table_IndustryRank 强于大市 相关研究报告 半导体设备国 产化专题七 ： 光刻工艺环节 光刻和涂胶显影设备分别被 ASML、 TEL 垄断，去胶设备由屹唐实现国产化 （ 2019-10-10） 半导体设备行业： 全球光刻机订单翻倍增长，大陆工艺设备采购明显加快 （ 2019-11-3） 半导体设备行业： TSMC 扩大资本开支， ASML EUV 订单强劲增长，国产设备有望获大基金二期重 点支持（ 2019-10-28） 半导体设备专题研究： 5G 将推动半导体设备再上新台阶（ 2019-10-23） 半导体设备国产化专题五：封装设备国产化率特别低，国产品牌急需重点培育（ 2019-10-10） 半导体设备行业：晶圆厂扩产提速，中国大陆新一轮集成电路设备采购大潮已经到来20190923 半导体设备行业： ASML、 KLA、 AMAT 业绩企稳回升，中国大陆贡献全球 24%的设备市场2019-9-15 半导体设备行业跟踪： ASML 二季度订单额创新高，逻辑客户需求强劲 2019-07-21 ASML、 KLA、 AMAT 二季度业绩企稳回升，中国大陆贡献全球 24%的设备市场 2019-9-15 半导体设备行业跟踪 ASML 二季度订单额创新高，逻辑客户需求强劲 2019-07-21 半导体设备国产化专题四 2019-06-24 半导体设备国产化专题三 2019-06-10 半导体设备国产化专题二 2019-05-19 半导体设备国产化专题一 2019-05-10 半导体设备行业跟踪：从 ASML、台积电季报看半导体及其设备行业周期底部确立， 5G、 AI、IoT 等开启新一轮半导体大周期 2019-04-21 中银国际证券股份有限公司 具备证券投资咨询业务资格 Table_Industr y 机械设备 Table_Anal yser 杨绍辉 (8621)20328569 shaohui.yangbocichina 证券投资咨询业务证书编号： S1300514080001 陈祥 (8610)66229352 xiang.chenbocichina 证券投资咨询业务证书编号： S1300519040001 *陶波为本报告重要贡献人 Table _Title 半导体设备 国产化专题 七：硅片生长及加工设备 超 80%设备依赖进口，但国产化率 有上升趋势 集成电路 硅片生长及加工 环节，包括 长晶、切磨抛、清洗、检测 等 工艺 ， 对应设备种类 包括长晶炉、切片机、研磨设备、抛光机、清洗机、检测设备等 。 硅片生长及加工设备供应商主要集中在日本、韩国、德国、美国 ， 且每一类设备也被 1-3 家设备厂商 垄断。我国大硅片产线 设备采购 中 ， 仅有 晶盛机电、南京晶能 等少数厂家 在 长晶炉、研磨与切割设备已打破海外品牌绝对垄断格局 。 报告 要点 全球 硅片生长及加工设备 市场 主要被日本、德国、瑞士 、美国、韩国等 的 少数厂家垄断 。 半导体硅片生长设备厂商主要有 德国 PVA、 日本 Ferrotec、 韩国 S-Tech、美国 Kayex 等， 切割设备主要是德国 梅耶博格 、日本 Komatsu NTC 等 ，研磨设备厂商包括 东精工程、光洋机械 、 东京精机 等日本厂商，抛光设备主要是日本 东京精机、 德国 Lapmaster、 日本冈本 机械 等， 清洗设备厂商包括韩国 ASE、日本 Semicon Created Corp.，检测设备主要来自美国 KLA、匈牙利 Semilab、日本 KOBELCO 研究所和 Raytex。 我国主要大硅片产线的设备国产化率 低于 20%但上升趋势显著 。 据中国国际招标网数据统计，上海新昇采购的设备国产化率仅为 8%左右，而中环领先直接目前采购的设备国产化率估计为 18%左右，整体国产化率有较明显的提升，主要是晶盛机电长晶炉和切割设备打破外资品牌垄断进入中环领先大硅片 产线。 抛光设备 国产化率为 0%，主要采购德国 Lapmaster 和日本多家厂商设备。 大硅片抛光设备包括边缘抛光、双面抛光、最终抛光， 按产线的采购数量计算， 边缘抛光占 20%，双面抛光占 50%，最终抛光占 30%。 上海新昇的 抛光设备 中的 55%来自德国的 Lapmaster ， 45%来 自日本的 BBS 金明、 OKAMOTO、东京精机、日本 MICRO；中环领先的 抛光设备 中的 37%自德国的 Lapmaster ， 21%来自日本的 BBS 金明， 17%来自日本的不二越， 10%来自日本 OKAMOTO。 两大硅片产线 均 无国产抛光设备。 研磨 /减薄设备 国产化率接近为 0%，几乎全部采购日本品牌。 上海新昇采购 的 研磨设备包括边缘研磨、双面研磨、外径研磨等，基本上边缘研磨、双面研磨各占1/2， 研磨设备 中的 95%来自日本，其中 1/3 来自东京工程， 1/4 来自光洋机械， 1/9来自东京精机； 国产研磨设备中仅 晶盛机电于 2018 年供应 1 台外径研磨设备 。 中环领先采购 的 减薄设备 ， 包括单面减薄机、双面减薄机、全自动减薄机；减薄设备 100%来自日本，其中 3/4 来自 Disco， 1/5 来自光洋机械， 7%来自 冈本机械， 暂无国产设备。 切割 /截断 设备 主要 来自进口品牌， 晶盛机电取得突破。 上海新昇采购的切割设备， 84%来自梅耶博格（瑞士）， KOMATSU NTC LTD 占 11%，东京精机占 5%，但无国产设备。中环领先采购的切割设备中， 70%-80%来自日本品牌 KOMATSU NTC LTD.、 Daitron、 Toyo Advanced Technologies， 估计 20%-30%来自晶盛机电。 检测 设备主要采购 KLA、 Semilab、 KOBELCO，暂无国产突破。 大硅片检测设备包括边缘检测机、表面粗糙度量测仪、平坦度检测机、翘曲度 检测机、 金属量测仪等， 上海新昇采购的检测设备有 34%来自 KLA， 12%来自匈牙利 Semilab， KOBELCO研究所和 RAYTEX 分别占比 11%和 9%，而中环领先采购的检测设备有 46%来自KLA，其余来自 E+H Metrology、 Semilab、神钢研究所。 长晶炉 国产化趋势明显，晶盛机电、南京晶能 打破全球垄断格局。 据中 国国际招标网， 上海新昇长晶炉主要采购韩国 S-Tech 和南京晶能，而中环领先的长晶炉主要采购晶盛机电和日立 国际电气，晶盛机电在该产线长晶炉市占率估计 75%-80%。 投资建议： 晶盛机电 不仅在 长晶炉， 而 且在 晶体滚圆机、截断机、双面研磨机、全自动抛光机 等 均 有布局， 有望 全面 受益于中环、 西安奕斯伟硅产业、 金瑞 泓等大硅片 扩产， 重点推荐。 风险因素： 大硅片扩产进度慢于 预期。 2019 年 11 月 24 日 半导体设备国产化专题七：硅片生长及加工设备 2 目录 硅片生产与加工设备市场状况 . 4 我国大硅片产线的设备采购情况 . 7 项目 A：上海某大硅片产线 . 7 项目 B： 中环领先 . 11 硅片生产与加工设备国产化 . 15 2019 年 11 月 24 日 半导体设备国产化专题七：硅片生长及加工设备 3 图表 目录 图表 1. 大硅片处于半导体产业链上游 . 4 图表 2. 大硅片生产与加工工艺及主要设备厂家 . 5 图表 3. 全球主要大硅片生产与加工设备厂商经营情况 . 5 图表 4. ASML、 KLA、 Applied Materials 等三季度收入企稳回升 . 6 图表 5. 上海某大硅片产线设备配置 . 7 图表 6. 上海某大硅片产线设备国产化程度 . 7 图表 7. 上海某大硅片产线设备国产化率 . 8 图表 8. 上海某大硅片产线长晶炉的竞争格局 . 8 图表 9. 上海某大硅片产线研磨设备的竞争格局 . 9 图表 10. 上海某大硅片产线抛光机的竞争格局 . 9 图表 11. 上海某大硅片产线切割设备的竞争格局 . 10 图表 12. 上海某大硅片产线清洗设备的竞争格局 . 10 图表 13. 上海某大硅片产线检测设备的竞争格局 . 11 图表 14. 中环领先大硅片产线设备配置情况 . 11 图表 15. 中环领先大硅片产线设备国产化程度 . 12 图表 16. 中环领先大硅片产线设备国产化率 . 12 图表 17. 中环领先大硅片产线减薄设备的竞争格局 . 12 图表 18. 中环领先大硅片产线抛光机的竞争格局 . 13 图表 19. 中环领先大硅片产线 切割设备的竞争格局 . 13 图表 20. 中环领先大硅片产线检测设备的竞争格局 . 14 图表 21. 国内主流大硅片产线设备国产化率对比 . 15 图表 22. 国内主流大硅片产线的国产设备厂商进入情况 . 15 图表 23. 晶盛机电在半导体设备领域的全面布局 . 16 图表 24. 晶盛机电各类半导体设备进入产线情况 . 16 图表 25. 报告中提及上市公司估值表 . 17 2019 年 11 月 24 日 半导体设备国产化专题七：硅片生长及加工设备 4 硅片生产与加工设备市场状况 大硅片属于集成电路的主要材料之一，处于半导体产业链的上游。 图表 1. 大硅片处于半导体产业链上游 资料来源： 中微公司招股说明书， 中银国际证券 硅片生产与加工 工艺流程： 长晶 端点去除与直径研磨 晶圆切片 研磨 清洗 抛光 清洗 检测等 。我们这里主要探讨 长晶炉 、 研磨设备、抛光机、检测、切割设备等 。 2019 年 11 月 24 日 半导体设备国产化专题七：硅片生长及加工设备 5 图表 2. 大硅片生产与加工 工艺及主要设备厂 家 资料来源：中银国际证券 全球硅片生产与加工设备供应商，主要来自日本， 如日本的 Ferrotec、 ACCRETECH、 TOKYO SEIKI、 Okamoto Machine、 DAITRON 等， 其他设备供应商来自美国、德国、匈牙利、韩国等，国内企业包括晶盛机电和南京晶能等。 图表 3. 全球主要大硅片生产与加工设备厂商经营情况 硅片生产与加工设备 半导体业务收入 增速 总收入 其他业务 国家 Ferrotec 长晶炉 5 亿美元 20% 8.1 亿美元 电子设备、光伏等 日本 ACCRETECH 边缘 研磨机 6.3 亿美元 16% 9.1 亿美元 FPD 设备 日本 TOKYO SEIKI 外径研磨机、边缘研磨机、 最终抛光机、晶棒切断机 精密仪器 日本 Okamoto Machine 抛光机、减薄机、研磨 3.26 亿美元 玻璃基板抛光设备，太阳能发电用的锭 处理设备和切片机 日本 DAITRON 边缘研磨机、切割机 5.63 亿美元 电子机器、有源和无源元件、机电元件、 面板设备 日本 光洋机械工业株式会社 双面减薄机 磨床、精密机器，工业自动化系统 日本 Lapmaster Wolters 双面抛光机 德国 KOBELCO 研究所 表面粗糙度量测仪、翘曲度 检测机、分选机 平板显示、太阳能组件、 日本 Semilab 近表面电阻率量测仪、铁金属量测仪、薄膜分析与基底测试仪等 光伏电池测试、面板测试等 匈牙利 KLA 平坦度检测机、微粒检测机 41 亿美元 45.7 亿美元 自动化、面板 美国 Disco 全自动减薄机、抛光机 11 亿美元 13.3 亿美元 半导体设备占 90% 日本 不二越 全自动抛光机等 1.4 亿美元 -5% 22.2 亿美元 机器人、轴承、 液压部件等 日本 梅耶博格 线切割机 4.3 亿美元 光伏设备 瑞士 晶盛机电 单晶炉 RMB25 亿元 光伏设备 中国 南京晶能 单晶炉 中国 资料来源： 各 公司公告，中银国际证券 2019 年 11 月 24 日 半导体设备国产化专题七：硅片生长及加工设备 6 全球半导体行业强势复苏 。 我们统计 7 家全球半导体设备上市企业，三季度收入 142 亿美元，环比增长 10%，是连续四个季度负增长后首次恢复环比正增长，同比下降 6%，下滑幅度较一、二季度明显收窄。展望四季度， ASML 预计收入将环比大幅增长 30%，而 Lam、 KLA、 Teradyne 等预计第四季度收入环比正增长。 图表 4. ASML、 KLA、 Applied Materials 等三 季度收入企稳回升 -20.0 040.0 060.0 080.0 0100 .00120 .00140 .00160 .00180 .00全球部分半导体设备龙头上市公司单季度收入（亿美元）DIS COT E LT E RKLALAMAS MLAMA T资料来源： 各 公司公告，中银国际证券 2019 年 11 月 24 日 半导体设备国产化专题七：硅片生长及加工设备 7 我国大硅片产线的设备采购情况 项目 A： 上海某大硅片产线 根据中国国际招标网，我们公开累计采购 240 多台设备，其中数量最多的是检测设备 56 台， 其次是抛光设备、研磨设备，而拉晶炉 16台。 图表 5. 上海某大硅片产线设备配置 资料来源： 中国国际招标网 ，中银国际证券 我们 按数量统计的国产化率为 8%， 不包含辅助设备口径下的国产化率为 3%，分产品统计： （ 1） 长晶炉、清洗设备国产 化率为 13%； （ 2） 切割、抛光、研磨、检测等国产化率接近为零。 国产设备主要是晶盛机电的外径研磨机、盛美的最终清洗机、南京晶能半导体的长晶炉，其他包括苏州华林科纳的抛光液供应控制系统，丹东新东方晶体仪器有限公司的晶棒方向测定和黏附机 。 图表 6. 上海某大硅片产线设备国产化程度 拉晶炉 切割 /截断 研磨 抛光 清洗 检测 热处理 刻蚀 辅助设备 合计 国内设备 2 0 1 0 2 0 0 1 14 20 国产化率 13% 0% 3% 0% 13% 0% 0% 33% 39% 8% 国外设备 14 19 36 49 14 56 9 2 22 221 进口品牌份额 88% 100% 97% 100% 88% 100% 100% 67% 61% 92% 资料来源： 中国国际招标网 ，中银国际证券 2019 年 11 月 24 日 半导体设备国产化专题七：硅片生长及加工设备 8 图表 7. 上海某大硅片产线设备国产化率 资料来源：中国国际招标网，中银国际证券 长晶炉主要采购韩国 S-Tech，另 2台采购南京晶能。 图表 8. 上海某大硅片产线长晶炉的 竞争格局 资料来源：中国国际招标网，中银国际证券 研磨设备包括边缘研磨、双面研 磨、外径研磨等，基本上边缘研磨、双面研磨各占 1/2。研磨设备 95%来自日本，其中 1/3 来自东京工程， 1/4 来自光洋机械， 1/9 来自东京精机。晶盛机电于 2018 年供应 1台外径研磨设备，应用材料 2018年供应 1台 CMP。 2019 年 11 月 24 日 半导体设备国产化专题七：硅片生长及加工设备 9 图表 9. 上海某大硅片产线研磨设备的竞争格局 资料来源：中国国际招标网，中银国际证券 抛光设备包括边缘抛光、双面抛光、最终抛光，边缘抛光占 16%，双面抛光占 55%，最终抛光占 29%。抛光设备 55%来自德国的 Lapmaster ， 45%来自日本的 BBS 金明、 OKAMOTO、东京精机、日本 MICRO。该大硅片产线上无国产抛光设备。 图表 10. 上海某大硅片产线抛光机的竞争格局 资料来源：中国国际招标网，中银国际证券 切割设备包括线切割机、晶棒切断 机。 切割设备都来自进口品牌，其中 84%来自梅耶博格（瑞士），KOMATSU NTC LTD 占 11%，东京精机占 5%。 无国产切割设备。 2019 年 11 月 24 日 半导体设备国产化专题七：硅片生长及加工设备 10 图表 11. 上海某大硅片产线切割设备的竞争格局 资料来源：中国国际招标网，中银国际证券 清洗设备包括晶盒清洗、 抛光前后清洗、最终清洗、切割后清洗。 清洗设备 88%来自日本和韩国，其中韩国 ASE占 38%，日本 SEMICON CREATED CORP占 31%，芝浦机械展 13%。 国产清洗设备包括盛美半导体 1台，苏州华林科纳 1台。 图表 12. 上海某大硅片产线清洗设备的竞争格局 资料来源：中国国际招标网，中银国际证券 检测设备包括边缘检测机、表面粗糙度量测仪、近表面电阻率量测仪、目视检测机、抛光后检验机、平坦度检测机、翘曲度检测机、铁金属量测 仪等。 检测设备 34%来自 KLA， 12%来自匈牙利的 Semilab， KOBELCO 研究所和 RAYTEX 分别占比 11%和 9%，其他包括应用材料、 Agilent 等。 无国产的检测设备。