半导体设备投资地图.pdf

半导体设备投资地图证券分析师 : 贺茂飞E-MAIL: hemaofeigyzqSAC执业证书编号 : S0020520060001证券研究报告2020年 7月 7日请务必阅读正文之后的免责条款部分投资建议2 我们坚定看好中国芯片产业崛起的机遇，在这一轮晶圆加工产业的扩张潮中，上游设备材料企业有望迎来历史性发展机遇。回顾日本半导体设备产业发展历史，在日本芯片制造产能扩张期，日本本土设备业者与芯片制造业者紧密合作，成就日本在全球半导体设备领域的地位。随着中国大陆芯片制造产能的扩张，上游半导体设备产业将进入长景气周期。 建议关注：设备平台公司：中微公司、北方华创清洗设备：芯源微、盛美半导体、至纯科技量测设备：赛腾股份、华峰测控、精测电子、长川科技离子注入设备：万业企业表：重点公司盈利预测 （ 百万元 ）证券代码 证券简称 总市值 净资产 PB 营业总收入 PS2020Q1 2020E 2020Q1 2020E 2019A 2020E 2019A 2020E688012.SH 中微公司 142,316 3,777 4,115 37.68 34.58 1,947 2,629 73.10 54.13 002371.SZ 北方华创 98,122 6,122 6,303 16.03 15.57 4,058 5,720 24.18 17.15 688200.SH 华峰测控 20,313 1,976 1180.26 10.28 17.21 255 328 79.78 61.94 688037.SH 芯源微 11,845 747 790.00 15.86 14.99 213 287 55.61 41.27 ACMR.O 盛美半导体 8,371 1,365 1,755 6.13 4.77 759.8 1084 11.02 7.72 603283.SH 赛腾股份 9,798 998 1,214 9.82 8.07 1205.51 1559 8.13 6.28 600641.SH 万业企业 20,783 6,354 7,168 3.27 2.90 1,869 1,699 11.12 12.23 300567.SZ 精测电子 19,786 1,483 1,817 13.34 10.89 1,951 2,597 10.14 7.62 300604.SZ 长川科技 10,459 997 1,085 10.49 9.64 399 768 26.22 13.63 603690.SH 至纯科技 12,554 1,476 1,485 8.51 8.45 986 1,509 12.73 8.32 资料来源： wind一致预期，数据更新至 7月 6日，国元证券研究中心请务必阅读正文之后的免责条款部分半导体设备公司一览半导体 /晶圆制造设备光刻 刻蚀 薄膜 离子注入 热处理CMP 量测清洗1300-1700亿元 1100-1500亿元 1000-1400亿元 200-300亿元 300-500亿元 100-200亿元 100-200亿元 500-600亿元华卓精科奥普光电福晶科技芯源微上海微电启尔机电上海神光国科精密国望光学北方华创中微公司中国电科屹唐半导体北方华创中微公司上海新阳沈阳拓荆中国电科盛美半导体华海清科北方华创至纯科技芯源微盛美半导体屹唐半导体万业企业中科信北方华创屹唐半导体精测电子赛腾股份华峰测控长川科技东方晶源睿励科学工艺市场空间上市标的未上市标的3请务必阅读正文之后的免责条款部分国内主要厂商半导体设备开发进度表4表：国内半导体设备供应商技术进展设备 公司 技术进度（ nm）130 90 65 45 28 14 7/5 3光刻光刻机 上海微电子光刻机工作台 华卓精科涂布显影 芯源微去胶 /清洗 屹唐半导体刻蚀硅刻蚀 北方华创金属刻蚀 北方华创介质刻蚀 中微公司薄膜沉积PVD 北方华创CVD 北方华创沈阳拓荆ALD 北方华创沈阳拓荆热处理 扩散、退火、合 金、成膜 北方华创屹唐半导体离子注入 离子注入 中科信万业企业CMP CMP 华海清科清洗 清洗北方华创至纯科技芯源微盛美半导体前道检测 前道检测东方晶源睿励科学精测电子资料来源：公开信息整理，国元证券研究中心已具备技术在研尚未具备请务必阅读正文之后的免责条款部分正文目录5 第一部分：半导体设备是行业基石，国内企业即将迎来历史转折期 第二部分：芯片制造工艺流程拆分：薄膜工艺介绍及国内外龙头对比分析 第三部分：芯片制造工艺流程拆分：刻蚀工艺介绍及国内外龙头对比分析 第四部分：芯片制造工艺流程拆分：光刻工艺介绍及国内外龙头对比分析 第五部分：芯片制造工艺流程拆分：清洗工艺介绍及国内外龙头对比分析 第六部分：国产设备企业介绍请务必阅读正文之后的免责条款部分图： 全球半导体销售 （ 百万美元 ） 及周期性划分资料来源： wind， 国元证券研究中心1.1新一轮半导体行业上行周期有望拉动设备需求-30%-20%-10%0%10%20%30%40%050,000100,000150,000200,000250,000300,000350,000400,000450,000500,0001999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019美洲 欧洲 日本 亚太 同比变化3G通信经济复苏， PC、消费电子、移动通信产品需求旺盛内存价格战，美国次贷危机互联网泡沫智能手机需求爆发欧债危机， PC端受手机及平板冲击需求下滑发展中国家经济快速增长，拉动电子产品需求欧洲危机， DRAM产能过剩消费电子、汽车电子需求增加贸易摩擦，智能手机市场饱和 半导体行业存在周期性，主要受两个因素影响，宏观经济和技术革新。 1）宏观经济变化影响人们消费能力和意愿，通过下游市场需求影响整个行业景气度； 2）技术革新通过刺激下游消费意愿甚至强制改变市场格局。以 2020年为锚， 5G商用化、数据中心、物联网、智慧城市、汽车电子等一系列新技术及市场需求做驱动，给予半导体行业新的动能。 半导体设备对行业周期变化敏感，行业周期性变化必然伴随产能的增减和产品的迭代。 产能变化对应设备数量的变化，工艺变化对应设备的迭代，新一轮增长周期有望带动设备需求。6请务必阅读正文之后的免责条款部分1.2半导体行业格局及设备所处位置图：集成电路产业链结构资料来源：公开资料整理 ,国元证券研究中心图：半导体行业倒三角框架资料来源：麦肯锡 ,国元证券研究中心 集成电路产业链主要包含电路设计、晶圆制造和封装测试三个部分，其中制造和封测环节与设备、材料息息相关。 半导体设备总市值大概 600亿美元，支撑全球上万亿的电子软硬件大生态。 整个半导体行业呈倒三角结构，设备对整个半导体行业来说有放大和支撑作用，确立了整个产业可达到的硬性尺寸标准边际值。 IC制造过程中，从前道到后道会经过上千道加工工序，涉及到的设备种类大体分 9类，细分又可以划出数百种不同的机台。软件、传媒、网络等年产值数十万亿美元电子系统年产值数万亿美元半导体制造年产值 5000亿美元半导体设备年产值 600亿美元1.2.1 半导体设备是支撑行业发展的基石7请务必阅读正文之后的免责条款部分1.2半导体行业格局及设备所处位置单晶硅片制造拉单晶 磨外圆 切片 倒角 磨削或研磨 CMP检测设备贴膜机减薄机厚度 /粗糙度测量仪剥膜机晶圆安装机划片机清洗设备AOI贴片机烤箱引线键合机微波 /等离子清洗AOI注塑机激光打标机烤炉X-ray切筋 /成型设备AOI测试设备背面减薄 晶圆切割 贴片 引线键合 模塑 FT后道工艺切筋 /成塑前道工艺 扩散 薄膜沉积 光刻 刻蚀 离子注入 CMP 金属化CVD设备PVD设备RTP设备ALD设备气相外延炉涂胶 /显影 光刻机等离子去胶机离子注入机CMP设备刷片机PVD设备CVD设备电镀设备等离子体刻蚀等离子去胶机湿法刻蚀设备氧化炉RTP设备激光退火检验及清洗量测 /检测 清洗资料来源：公开资料整理 ,国元证券研究中心 8请务必阅读正文之后的免责条款部分1.2半导体行业格局及设备所处位置图：摩尔定律资料来源： TEL公司公告 ,国元证券研究中心图：不同工艺节点下的芯片流片成本（百万美元）资料来源： IBS,国元证券研究中心 根据摩尔定律演进，每隔 18-24个月芯片性能将提升一倍。 半导体行业追赶摩尔定律主要依靠的是“行业基石”半导体设备不断的更新迭代，因此先进设备的开发进度主导整体发展速度。 制程工艺的研发和生产成本逐代上涨， 28nm节点之后每代芯片流片成本提高约 50%。 先进制程高额的研发成本和资本投入提高了行业准入门槛，直接导致先进制程格局集中化。目前全球具备 7nm以下芯片制造能力的公司只剩下台积电和三星，以及 2021年有望重启 7nm计划的英特尔和奋力赶超的国产龙头中芯国际。+50%/代1.2.2 设备的开发进度主导行业发展速度9请务必阅读正文之后的免责条款部分1.2半导体行业格局及设备所处位置随着工艺节点的推进 ， 参与竞技的玩家越来越少 ， 28nm到 14nm是一个明显的分水岭 ， 14nm开始使用 3D结构晶体管 ， 制造难度骤增 。目前具备 14nm及以下制造实力的公司全球只剩下六家 。资料来源： 集成电路产业全书， 国元证券研究中心其他 其他 Foundry华润微电子 武汉新芯 IDMX-Fab 华力微电子 未来发展先进半导体 三重富士通阿尔蒂斯半导体 阿尔蒂斯半导体世界先进 世界先进东部高科 东部高科 其他华虹宏力 华虹宏力 武汉新芯TowerJazz TowerJazz 华力微电子力晶 力晶 三重富士通中芯国际 中芯国际 力晶 其他联华电子 联华电子 中芯国际 武汉新芯格芯 格芯 联华电子 华力微电子台积电 台积电 格芯 三重富士通精工爱普生 精工爱普生 台积电 力晶英飞凌 英飞凌 英飞凌 中芯国际德州仪器 德州仪器 德州仪器 联华电子 华力微电子索尼 索尼 索尼 格芯 中芯国际恩智浦 恩智浦 恩智浦 台积电 联华电子瑞萨 瑞萨 瑞萨 瑞萨 格芯富士通 富士通 富士通 富士通 台积电 华力微电子 中芯国际IBM IBM IBM IBM IBM 格芯 联华电子东芝电子 东芝电子 东芝电子 东芝电子 东芝电子 台积电 格芯 中芯国际意法半导体 意法半导体 意法半导体 意法半导体 意法半导体 意法半导体 台积电 台积电 中芯国际三星半导体 三星半导体 三星半导体 三星半导体 三星半导体 三星半导体 三星半导体 三星半导体 台积电 台积电Intel Intel Intel Intel Intel Intel Intel Intel 三星半导体 三星半导体130nm 90nm 65/55nm 45/40nm 32/28nm 22/20nm 16/14nmFinFET 10nmFinFET 7nmFinFET 5nm图：全球半导体制造企业竞争格局变化10