半导体景气周期持续，国产设备迎来历史发展机遇.pdf

cgws 请参考最后一页评级说明及重要声明 投资评级： 推荐 （ 首次 ） 报告日期： 2018 年 06 月 26 日 曲小溪 010-88366060-8712 Email:quxxcgws 执业证书编号 :S1070514090001 张如许 0755-83559732 Email:zhangruxucgws 执业证书编号 :S1070517100002 联系人（研究助理）： 刘峰 0755-83558957 Email:liufengcgws 从业证书编号 :S1070116080040 牛致远 021-31829703 Email:niuzhiyuancgws 从业证书编号 :S1070117070015 行业表现 数据来源：贝格数据 相关报告 2017-07-28 2017-03-20 2016-10-30 半导体 景气周期持续，国产设备迎来历史发展机遇 机械设备行业深度报告 股票名称 EPS PE 18E 19E 18E 19E 长川科技 0.53 0.79 55.62 37.32 北方华创 0.53 0.79 82.04 55.04 晶盛机电 0.54 0.71 23.83 17.37 资料来源：长城证券研究所 半导体产业景气向上，设备需求旺盛。 2017 年全球半导体销售额同比增长 21.6%，首次突破 4000 亿美元，截至 18 年 1 月全球半导体销售额已 连续 18 个月环比增长，景气度高涨。 Gartner、 WSTS 均上调了 2018 年半导体的营收增速，达到 17%18%左右。 2017-2019 年全球半导体产业投资 有望 保持连续增长。 半导体设备处于半导体产业链的上游 ，技术高度密集、尖端 ， 在整个 半导体 行业中起着举足轻重的作用， 是 下游的设计、制造、封测 的基础，占总投资规模的 67%左右。 2017 年全球半导体设备市场规模 达到 566.2 亿美元，同比增长 37.3%，超越历史高点，增速为近 7 年来的最高水平。 从全球范围看，美国、日本、荷兰是世界半导体装备制造的三大强国，全球知名的半 导体设备制造商主要集中在上述国家。 国产半导体设备方兴未艾，产业发展再迎机遇期 。 我国半导体行业整体基础较为薄弱，尤其是在资金壁垒、技术壁垒最高的芯片制造领域，国内企业与美国、台湾、日韩领先企业的差距在 2-3 代以上。 近年来国家高度重视集成电路国产化，中央、地方纷纷出台政策和产业基金予以扶持。，目前国产半导体设备已在个别领域有所突破。当前全球半导体产业整体需求向好，大陆地区迎来新一轮晶圆厂建设潮，带动各领域设备需求逐年增长，产业发展再次迎来机遇期。预计 2018-2020 年国产晶圆加工设备市场规模分别为 99.9、 165.1、 261.4 亿元 ，国产 封装测试设备市场规模分别为 41.8、68.4、 108.0 亿元。 重点推荐国内优质的半导体设备供应商： 我国芯片 产业保持快速发展势头，国内产业的崛起将为国内晶圆制造、封测企业及半导体 设备供应商带来更多的发展机会。 受分布式光伏发展带动，国内硅晶体需求旺盛。单晶电池组件 性价比较高， 市场份额正 稳步 提升 。 2018 年 国内在建或拟建 8英寸、 12 英寸晶圆厂分别为 3 条和 22 条， 占据 全球集成电路新增产能 的较大份额。 目前，封装测试业已成为我国集成电路产业链中最具国际竞争力的环节，封装测试产业在我国的 快速发展有力促进了测试设备的市场需求。 在进口替代趋势下，国内半导体设备行业迎来历史发展机遇。我们重-20%-10%0%10%20%机械设备 沪深 300 核心观点 重点推荐公司盈利预测 分析师 证券研究报告 行业深度报告 行业报告 机械设备行业 行业深度报告 长城证券 2 请参考最后一页评级说明及重要声明 点推荐关注国内优质的半导体设备供应商： 长川科技 （ 国产测试设备龙头 ，进口替代最先受益 ） 、 北方华创 （ 半导体 核心装备龙头，国产化趋势下加速崛起 ） 及晶盛机电 （ 单晶硅设备龙头，半导体及光伏驱动成长 ）。 投资建议： 随着全球半导体行业景气度持续提升，我国半导体行业保持高速发展势头，封测厂商带动晶圆生产投资不断加大，产能不断向中国大陆转移。半导体设备处于半导体产业链的上游， 在 产业链 中起着举足轻重的作用 ，占总投资规模的六成以上， 已经具有国际先进水平的优秀设备商有望迎来国产替代的历史机遇，我们给予半导体设备行业推荐评级，建议重点关注优质半导体设备供应商长川科技 、 北方华创以及晶盛机电。 风险提示： 半导体行业发展不及预期； 进口替代进程 不及预期 ；国内晶圆厂投资不及预期；贸易冲突重新升级。 行业深度报告 长城证券 3 请参考最后一页评级说明及重要声明 目录 1. 半导体产业景气向上，设备需求旺盛 . 5 1.1 全球半导体产业景气向上，核心集成电路带动产业链同步增长 . 5 1.2 集成电路生产难度高，高端设备寡头垄断 . 7 2. 国产半导体设备方兴未艾，产业发展再迎机遇期 . 10 2.1 国产设备方兴未艾，核心领域受制于人 . 10 2.2 大基金加码芯片制造，政策资金利好产业发展 . 13 2.3 大陆晶圆厂建设高峰已至，国产设备再迎发展机遇期 . 15 3. 重点关注国内优质半导体设备供应商 . 17 3.1 长川科技：国产测试设备龙头，进口替代最先受益 . 17 3.2 北方华创：半导体核心装备龙头， 国产化趋势下加速崛起 . 20 3.3 晶盛机电：单晶硅设备龙头，半导体及光伏驱动成长 . 24 行业深度报告 长城证券 4 请参考最后一页评级说明及重要声明 图表目录 图 1： 半导体行业产业链 . 5 图 2： 全球半导体销售进入景气向上周期 . 6 图 3： 集成电路市场占半导体市场份额超过 80%（百万美元） . 6 图 4： 全球集成电路销售 2017 年达到 3431 亿美元 . 7 图 5： 全球硅片出货量高位持续上行 . 7 图 6： 半导体设备广泛应用于集成电路制造的各个领域 . 8 图 7： 集成电路制造各类设备成本占比 . 8 图 8： 全球半导体设备年销售额超越历史高点 . 9 图 9： 我国大陆地区半导体产品进出口额长期处于逆差 . 10 图 10： 2016 年地方政府集成电路产业基金规模 . 15 图 11： 近年来我国晶圆厂开建数量迎来高峰 . 15 图 12： 大陆晶圆厂设备投资额预测 . 16 图 13： 半导体产业链中测试设备的应用 . 17 图 14： 2016 年全球半导体测试设备市场格局 . 18 图 15： 长川科技 20132018Q1 营业收入及净利润 . 18 图 16： 长川科技 2013-2018Q1 毛利率及净利率 . 19 图 17： 长川科技 2017 年各主营业务占比 . 19 图 18： 北方华创 2017 年各主营业务占比 . 21 图 19： 2015-2020 年全球及中国大陆光伏新增装机量 . 21 图 20： 新能源汽车销量高速增长，动力锂电池需求爆发 . 22 图 21： 锂电设备采购价值量占比 . 22 图 22： 北方华创 20132018Q1 营业收入及净利润 . 23 图 23： 北方华创毛利率基本维持在 40%的高位 . 23 图 24： 晶盛机电主要业务领域 . 25 图 25： 全球规划晶圆厂数量 . 25 图 26： 2016 年全球新增光伏装机容量市场构成 . 26 图 27： 蓝宝石在智能手机及手表领域大规模应用 . 26 图 28： 2016 年中国 LED 主要应用领域 . 27 图 29： 晶盛机电 20132018Q1 营业收入及净利润增速均维持在高位 . 27 图 30： 晶盛机电毛利率及净利率逐步企稳 . 28 图 31： 晶盛机电 2017 年各主营业务占比 . 28 表 1： 2016-2017 全球半导体设备市场份额变化 . 9 表 2： 半导体设备功能 简介及国内外主要厂商 . 11 表 3： 国家集成电路大基金一期投资情况概览 . 14 表 4： 2018-2020 年晶圆加工设备市场空间预测 . 16 表 5： 2018-2020 年封装测试设备市场空间预测 . 17 表 6： 长川科技盈利预测 . 20 表 7： 北方华创盈利预测 . 24 表 8： 晶盛机电盈 利预测 . 29 行业深度报告 长城证券 5 请参考最后一页评级说明及重要声明 1. 半导体产业景气向上，设备需求旺盛 半导体可以分为四类产品，分别是集成电路、光电子器件、分立器件和传感器。 各分支包含的种类繁多且应用广泛，在消费类电子、通讯、精密电子、汽车电子、工业自动化等电子产品中有大量的应用。 半导体设备处于半导体产业链的上游，技术高度密集、尖端，在整个半导体行业中起着举足轻重的作用，是下游的设计、制造、封测的基础。 图 1： 半导体 行业 产业链 资料来源：公开 资料， 长城证券研究所 1.1 全球 半导体产业 景气向上 ， 核心 集成电路 带动 产业链同步增长 2017 年全球半导体行业景气度高涨， 2018 年有望延续。 2017 年全球半导体销售额同比增长 21.6%，首次突破 4000 亿美元，截至 18 年 1 月全球半导体销售额已连续 18 个月环比增长，景气度高涨。另据 IC Insights 预测， 2017 年半导体资本支出预期上调至 809 亿美元，同比增长 20%。此外多家研究机构包括 Gartner、 WSTS 均上调了全年半导体的营收增速，达到 17%18%左右。 2017-2019 年全球半导体产业投资将保持连 续增长。 2017 年行业深度报告 长城证券 6 请参考最后一页评级说明及重要声明 全球半导体资本支出将增长 2.9%，达 699.37 亿美元； 2018 年可望达到 736.14 亿美元，增长率为 5.3%； 2019 年将可能达到 783.6 亿美元规模，增长率为 6.4%。可见，全球半导体业界对于 2017-2019 年的发展形势 较为乐观。 图 2： 全球半导体销售 进入 景气向上 周期 资料来源： 中国产业信息网 ，长城证券研究所 集成电路产业是半导体产业的核心 。 集成电路是一种微型电子器件或部件。 它 采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、 电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构； 它 具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。 集成电路的出现 使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步 ，并 带动了全球半导体产业自 20 世纪60 年代至 90 年代的迅猛增长 。 作为现代社会信息化、智能化的基础， 集成电路 广泛用于计算机、手机、电视机、通信卫星、相机、汽车电子中，其中计算机和通信领域是 其 应用的最 主要行业 。 目前集成电路产业 占半导体市场份额的比重超过 80%。 集成电路主要包括模拟电路、逻辑电路、微处理器、记忆体四个部分 。 根据 SEMI 的数据， 2017 年 集成电路总的市场规模为 3431 亿美元，占整个半导体市场的 83%。集成电路中，模拟电路、逻辑电路、微处理器、记忆体 的市场规模分别为 530 亿、 1020 亿、 639亿和 1239 亿美元，占 集成电路市场的比例 分别为 15.5%、 29.8%、 18.6%和 36.1%。 图 3： 集成电路市场占半导体市场份额超过 80%（百万美元） 资料来源： SEMI，长城证券研究所 行业深度报告 长城证券 7 请参考最后一页评级说明及重要声明 集成电路产业作为现代信息产业的基础和核心产业之一，是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业，在推动国家经济发展、社会进步、提高人们生活水平以及保障国家安全等方面发挥着广泛而重要的作用，已成为当前国际竞争的焦点和衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。 2017 年，受益于记忆体涨价等因素，全球集成电路的销售额同比大增 24.6%，达到 3431 亿美元 。 图 4： 全球集成电路销售 2017 年达到 3431 亿 美元 资料来源： Wind，长城证券研究所 集成 电路产业高景气也带动了上游原材料、设备等行业快速发展。 以原材料端的半导体硅片为例 ， SMG(SiliconManufacturersGroup)在其硅片行业年终分析报告中指出， 2017 年全球硅片出货面积相比 2016 年增加了 10%，全球硅片收入增长了 21%，超过 2016 的水平。 2017 年硅片出货量为 118.1 亿平方英寸（ MSI），高于 2016 年的 107.38 亿平方英寸的市场高点。收入共计 87.1 亿美元，比 2016 公布的 72.1 亿高出 21%。 硅片出货量的成长 ，意味着集成电路产业的整体出货与市场需求蓬勃发展。 据市调机构统计，半导体硅晶圆缺货状况要到至 2021 年才会缓解，其中，全球 12 英寸硅晶圆需求更为强劲，至 2021年的五年内，年复合成长率约 7.1%，至于 8 英寸晶圆年复合成长率约 2.1%。 图 5： 全球硅片出货量高位持续上行 资料来源： Wind，长城证券研究所 1.2 集成电路 生产难度高 ，高端设备寡头垄断 集成电路 生产 的主要工序包括三个环节：集成电路的设计，晶圆制造加工以及封装与测试。 制造一块集成电路芯片需要上百 道工序，可以概括为前道工艺 (front-endproduction)行业深度报告 长城证券 8 请参考最后一页评级说明及重要声明 和后道工艺 (back-endproduction)。前道工艺以单晶硅片的加工为起点，以在单晶硅片上制成各种集成电路元件为终点 ;后道工艺即封装测试环节，以最终制成集成电路产品为终点。在前道和后道工艺中，需要用到大量的制造加工设备，这些设备的制造需要综合运用光学、物理、化学等科学技术， 具有技术含量高、制造难度大、研发投入大、设备价值高等特点。 因此 设备投资是半导体产业资本支出的主要部分，占总投资规模的 67%左右。 图 6： 半导体设备广泛应用于集成电路制造的各个领域 资料来源：产业信息网，长城证券研究所 具体来看， 前道 晶圆 制造加工环节 设备资本开支较大，大约占总设备投入的 70%。其中光刻机、刻蚀机、薄膜沉积等主要设备价值较高，分别占晶圆制造环节设备成本的 30%、25%、 25%。 后道 封装组装及检测设备资本开支约占总设备投入的 15%及 10%。 图 7： 集成电路制造 各类 设备 成本占比 资料来源：长城证券研究所 行业深度报告 长城证券 9 请参考最后一页评级说明及重要声明 近年来半导体设 备需求旺盛。 2008、 2009 年受到金融危机的影响，半导体设备投资随半导体产业进入萧条期而紧缩。全球半导体设备销售额同比分别下降 31%和 46%，危机过后产业逐步复苏， 2011 年达到历史相对高点 435 亿美元，随后受到周期性影响设备支出有所下降。而 2016 年全球集成电路设备市场规模为 412 亿美元，同比增长 13%， 2017年全球半导体设备市场规模更是达到 566.2 亿美元，同比增长 37.3%，超越历史最高点，增速为近 7 年来的最高水平，设备需求空前旺盛。 图 8： 全球半 导体设备年销售额超越历史高点 资料来源： Wind，长城证券研究所 半导体设备行业门槛极高，处于寡头垄断局面，国内产业相对薄弱。从全球范围看，美国、日本、荷兰是世界半导体装备制造的三大强国，全球知名的半导体设备制造商主要集中在上述国家。前十大半导体设备生产商中，有美国企业 4 家，日本企业 5 家，荷兰企业 1 家。其中，应用材料公司拥有除光刻机外种类齐全的制造设备，总收入规模列第一。由于光刻机的价值较高，专注于该产品的荷兰公司 ASML 位居收入规模第二。美国公司在等离子体刻蚀设备、离子注入机、薄膜沉积设备、掩模 版制造设备、检测设备、测试设备、表面处理设备产品中具有竞争优势；日本公司在光刻机、刻蚀设备、单晶圆沉积设备、晶圆清洗设备、涂胶机 /显影机、退火设备、检测设备、测试设备、氧化设备等产品中具有竞争优势，荷兰公司则在高端光刻机、外延反应器、垂直扩散炉等领域处于领先地位。 2017 年全球半导体设备市场成绩 已 出炉。从地区贡献来看， 2017 年，韩国买家贡献了全球 32%的市场份额，其次为台湾地区、中国大陆、日本，前 4 市场占全球半导体设备市场份额超过 75%。韩国以近 180 亿美元的规模超过中国台湾地区，登顶全球最大半导体设备 市场，较 2016 年增长 133.4%；台湾半导体设备市场萎缩约 6%，退居全球第二大半导体市场；除台湾地区之外，全球其它主要半导体设备市场均实现了一定幅度的增长。 中国半导体设备市场增长迅速， 中国大陆市场去年依旧表现良好，销售额为 82.3 亿美元，同比增长了 27%，连续两年位居全球第三。 2017 年中国半导体市场较 2012 年增长已经超过了 2 倍，占全球半导体设备的市场份额已经接近 15%。随着我国对于集成电路产业的投资持续加码，我国半导体设备市场有望进一步增长。 表 1： 2016-2017 全球半导体设备市场份额变化 2017 2016 同比变化 % 行业深度报告 长城证券 10 请参考最后一页评级说明及重要声明 韩国 17.95 7.69 133% 台湾 11.49 12.23 -6% 中国 8.23 6.46 27% 日本 6.49 4.63 40% 北美 5.59 4.49 24% 欧洲 3.67 2.18 68% 其他地区 3.2 3.55 -10% 总计 56.62 41.24 37% 资料来源： SEMI，长城证券研究所 2. 国产半导体设备方兴未艾，产业发展再迎机遇期 2.1 国产设备方兴未艾，核心领域受制于人 由于历史原因， 我国半导体行业整体基础较为薄弱，尤其是在资金壁垒、技术壁垒最高的芯片制造领域，国内企业与美国、台湾、日韩领先企业的差距在 2-3 代以上。从全球IC 产业链分布来看，芯片设计、晶圆制造、封装测试三大环节占比约为 27%、 51%、 22%。我国集成电路设计业、制造业、封测业 2017 年销售额分别为 2073.5、 1448.1、 1889.7 亿元，占比分别为 38%、 27%、 35%，产业发展整体呈现 “两头粗、中间细 ”格局。由于我国半导体核心元件尚无法实现大规模自给，大陆地区半导体产品进出口额长期处于逆差，关键设备亦长期受制于海外 厂商。 图 9： 我国大陆地区半导体产品进出口额长期处于逆差 资料来源： CSIA，长城证券研究所 近年来伴随国家对半导体产业的持续投入及部分民营企业的兴起，国产半导体设备产业链布局逐步完善。在硅单晶炉、刻蚀机、封装设备、测试设备等壁垒相对低的领域，国产设备已达到或接近国外先进水平，且成本优势明显。例如晶盛机电生产的单晶硅长晶炉，其在投料量、自动化程度和晶棒尺寸等指标方面均已处于国际领先水平；中微半导- 3 5 . 0 %- 3 0 . 0 %- 2 5 . 0 %- 2 0 . 0 %- 1 5 .0 %- 1 0 . 0 %- 5 . 0 %0 . 0 %5 . 0 %1 0 .0 %1 5 . 0 %2 0 . 0 %05 0 01 0 0 01 5 0 02 0 0 02 5 0 03 0 0 02 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7进口额（亿美元） 出口额（亿美元）进口额 YOY 出口额 YOY