电子行业深度报告：智能化引领新需求，设备进口替代空间大.pdf

本报告由川财证券有限责任 公司 编制 谨请参阅尾页 的 重要 声明 智能化引领新需求，设备进口替代空间大 证券 研究报告 所属 部门 行业公司 部 报告 类别 行业深度 所属行业 信息科技 /电子 行业评级 增持评级 报告 时间 2019/6/9 分析师 方科 证书编号： S1100517100001 010-68595107 suncancczq 联系人 杨广 证书编号 ： S1100117120010 010-66495651 yangguangcczq 川财研究所 北京 西城区平安里西大街 28 号中海国际中心 15 楼，100034 上海 陆家嘴环路 1000 号恒生大厦 11 楼， 200120 深圳 福田区福华一路 6 号免税商务大厦 30 层， 518000 成都 中国（四川）自由贸易试验区成都市高新区交子大道177 号中海国际中心 B 座 17楼， 610041 电子 行业 深度 报告 核心观点 半导体行业 经历 三次产业转移，产业周期更替加速 半导体行业商业模式从集成化向产业链垂直化分工演变，并经历了两次空间上的产业转移。半导体行业经历了三个发展阶段，通常以 4-6 年为一周期，并且有加快的趋势。 投资逻辑一： 智能化驱动半导体行业新一轮增长 智能化是未来产业发展的方向，除了当前消费电子等，未来人工智能（ AI）、 5G移动通信、无人驾驶、物联网（ IoT）等行业应用的发展，将人类社会推向真正的智能化世界， 真正形成万物互联， 这 将 带来 半导体行业前所未有的新空间。 投资逻辑二：技术进步催生半导体新设备市场需求 摩尔定律推动行业技术进步， 未来半导体技术将向着功能多样化和尺寸微型化两个方向共同发展。 目前台积电、三星 7nm 工艺已实现量产，未来 5nm 甚至 3nm工艺也将陆续推出，技术进步带来了大量的半导体设备新需求。 投资逻辑三： 我国半导体政策持续加码催动行业发展 集成电路行业属于国家鼓励发展的高技术产业和战略性新兴产业，受到国家政策的大力扶持。中国政府 及 各地方政府不断出台相关政策支持集成电路产业的发展。 中美贸易摩擦及 华为事件更加突显在集成电路领域的自主可控的重要性， 将 促进我国在集成电路产业的大力投入与国内企业的发展。 投资逻辑四： 中国晶圆厂建设迎高峰 引领半导体设备需求爆发 我国半导体市场呈现快速增长趋势，增速 明显 高于全球市场 ， 但 目前 中国 半导体产业 自给率较低 ， 2018 年我国半导体自给率约 15.4%。 根据 SEMI 数据预测，2019 年中国设备支出将比 2018 年增长 25%，韩国将会有 16%的下滑 。我国目前有大量规划及在建的晶圆厂，晶圆厂建设将带来对半导体设备的需求爆发。 全球半导体设备市场国外占据主导，国内公司抓住机遇持续获得突破 2018 年全球半导体设备销售额为 811 亿美元 ， 全球半导体设备市场呈现出高垄断的市场格局， 阿斯麦、应用材料、泛林半导体、东电电子等欧美日企业占据主导地位 。 近些年，随着国家集成电路产业基金、 02 专项等支持与发展，我国涌现出了一批优秀的半导体设备公司，如薄膜沉积领域的北方华创、晶圆片制造设备领域晶盛机电、测试设备的长川科技、刻蚀领域的中微半导体等。目前我国半导体设备厂商技术与国际相比仍然有较大差距，但我们认为，随着国家及企业的持续投入， 我国半导体设备企业将快速成长。 风险提示 ： 宏观经济下行及半导体行业周期波动 ； 国产半导体设备技术突破不及预期 ； 下游产能投资建设不达预期 川财证券 研究报告 本报告由川财证券有限责任 公司 编制 谨请参阅尾页 的 重要 声明 2/56 正文 目录 一、半导体行业概况 . 5 1. 半导体行业产业链 . 5 2. 半导体产业链工艺流程及设备 . 8 二、投资逻辑：智能化带来新增长，技术发展及政策支持设备需求增长 . 11 1. 投资逻辑一 ： 智能化驱动新需求 数据时代引领发展 ， 带动相关行业设备的需求 . 11 2. 投资逻辑二 ： 技术进步驱动 摩尔定律驱使技术进步 ， 新技术催生新设备需求 . 14 3. 投资逻辑三 ： 我国政策驱动 政策驱动产业快速发展 ， 提升半导体企业竞争力 . 16 4. 投资逻辑四 ： 第三次产业转移 中国晶圆厂建设迎高峰 ， 半导体设备需求明显 . 20 三、半导体设备市场国外占据主导，但国内在不同子领域取得突破 . 25 1. 全球半导体设备市场稳定增长，国外公司占据市场主导地位 . 25 2. 我 国半导体设备市场增速快，国产替代市场空间大 . 27 3. 半导体设备典型工艺与现状 . 30 3.1 制造过程设备 光刻机 . 31 3.2 制造过程设备 刻蚀机 . 35 3.3 制造过程设备 薄膜沉积设备 . 38 3.4 封测过程设备 . 41 四、国外半导体设备典型公司 . 44 1. 阿斯麦 （ ASML） 全球光刻机设备龙头 . 44 2. 泛林半导体 （ LAM RESEARCH） 全球刻蚀机设备龙头 . 46 3. 应用材料 （ AMAT） 全球 CVD 设备龙头 . 48 五、国内半导体设备典型公司 . 50 1. 晶盛机电 . 50 2. 北方华创 . 51 3. 长川科技 . 53 4. 精测电子 . 54 六、风险提示 . 55 川财证券 研究报告 本报告由川财证券有限责任 公司 编制 谨请参阅尾页 的 重要 声明 3/56 图表目录 图 1： 半导体按产品分类 . 5 图 2： 半导体产业链概况 . 7 图 3： 半导体产业链核心工艺流程 . 8 图 4： 全球半导体销售额发展趋势 . 11 图 5： 智能时代将带来半导体需求的新爆发 . 12 图 6： 未来数据量将持续爆发 . 12 图 7： 各大机构对半导体市场增速预测 . 13 图 8： 全球半导体销售额 2016 年至今按季度情况 . 13 图 9： 微处理器中晶体管数量变化与摩尔定律 . 14 图 10： 半导体技术向功能多样化和尺寸微型化发展 . 15 图 11： 技术革新带来制造设备支出大幅提升 . 15 图 12： 2016-2018 年 IC 晶圆容量 . 16 图 13： 各大逻辑 /代工厂的技术路线图 . 16 图 14： 全球半导体产业的三次转移 . 20 图 15： 中国半导体销售额占全球比重持续增长 . 21 图 16： 我国半导体自给率仍较低 . 21 图 17： 全球集成电路 12 英寸晶圆厂数量 . 21 图 18： 中国成为全球设备资本支出重要驱动力 . 22 图 19： 晶圆厂新建产线各项目时间节点规划 . 23 图 20： 新建产线资本支出占比拆分 . 24 图 21： 全球与中国半导体销售额（亿美元） . 25 图 22： 全球半导体设备销售额与增速 . 26 图 23： 全球各国半导体设 备销售额 . 27 图 24： 国产半导体装备产业销售额 . 28 图 25： 中国半导体集成电路市场规模与国产规模 . 29 图 26： 中国大陆半导体设备销售额与增速 . 29 图 27： 国产装备工艺验证情况 . 30 图 28： 2017 年集成电路各类设备销售额占比 . 31 图 29： EUV 光刻机原理图 . 32 图 30： 2017 年光刻机全球竞争格局 . 33 图 31： 刻蚀过程原理图 . 35 图 32： 刻蚀技术分类 . 36 图 33： 2017 年刻蚀机全球竞争格局 . 37 图 34： PVD 与 CVD 工艺差别 . 39 图 35： 2017 全球 PVD 市场竞争格局 . 40 图 36： 2017 全球 CVD 市场竞争格局 . 40 图 37： 全球半导体封 测市场规模与增速 . 42 图 38： 全球半导体封测市场占比 . 42 图 39： 2016 全球半导体测试设备市场 . 42 图 40： 我国半导体封 测市场规模与增速 . 43 图 41： 国外半导体设备重点公司盈利能力对比 . 44 图 42： 阿斯麦产品演化过程 . 45 川财证券 研究报告 本报告由川财证券有限责任 公司 编制 谨请参阅尾页 的 重要 声明 4/56 图 43： 阿斯麦公司发展历程 . 45 图 44： 阿斯麦 2016-2018 年主营业务收入构成（地区） . 46 图 45： 阿斯麦 2014-2018 年营收及净利润 . 46 图 46： 2018 年阿斯麦营收各产品占比 . 46 图 47： 泛林半导体产品系列概览 . 47 图 49： 泛林半导体 2014-2018 年营收及净利润 . 48 图 50： 2018Q4 泛林半导体出货量占比 . 48 图 51： 应用材料公司发展历程 . 48 图 53： 应用材料 2014 至今年营收及净利润 . 49 图 54： 应用材料 2018 年收入按产品占比 . 49 图 55： 国内半导 体设备重点公司盈利能力对比 . 50 图 56： 晶盛机电 2014-2019 年营收与业绩情况 . 51 图 57： 2018 年晶盛机电各业务营收占比 . 51 图 58： 北方华创 2015 年至今营收与业绩情况 . 52 图 59： 2018 年北方华创各业务营收占比 . 52 图 60： 长川科技 2015 年至今营收与业绩情况 . 54 图 61： 2018 年长川科技各业务营收占比 . 54 图 62： 精测电子 2015 年至今营收与业绩情况 . 55 图 63： 2018 年精测电子各业务营收占比 . 55 表格 1. 半导体产业商业模式分类 . 6 表格 2. 半导体产业链国内外典型公司 . 7 表格 3. 硅片生产工艺流程、设备及主要供应商 . 8 表格 4. 晶圆加工 主要工艺、设备及国内外供应商 . 9 表格 5. 国家级集成电路政策汇总 . 17 表格 6. 地方省市集成电路政策汇总 . 17 表格 7. 2018 年国家集 成电路产业投资基金一期投资项目 . 18 表格 8. 02 专项支持国产设备厂商产品布局 . 19 表格 9. 我国 12 英寸半导体产线情况统计 . 22 表格 10. 我国 8 英寸 半导体产线情况统计 . 23 表格 11. 不同类型晶圆厂产线设备需求（台 /1 万晶圆 /月） . 24 表格 12. 晶盛机电产品系列概览 . 51 表格 13. 北方华创主营业务产 品 . 52 表格 14. 长川科技主营业务产品 . 53 表格 15. 精测电子主营业务产品 . 54 川财证券 研究报告 本报告由川财证券有限责任 公司 编制 谨请参阅本 页 的 重要 声明 5/56 一、 半导体行业 概况 1. 半导体行业 产业链 半导体 指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料 ， 是电子产品的核心。半导体 行业商业模式从集成化向产业链垂直化分工演变，具有下游应用广、生产技术工序复杂、产品种类多样、技术更新快、投资高风险大等特点， 并经历了两次空间上的产业转移。 半导体行业经历了三个发展阶段，通常以 4-6 年为一周期，并且有加快的趋势， 与宏观经济、下游应用需求以及自身产能库存等因素密切相关。 图 1： 半导体按产品分类 资料来源： IC Insights， 川财证券研究所 根据 IC Insights 分类， 半导体 按产品划分 ，可分为集成电路 （ IC） 、分立器半导体分立器件（ O - S - D ）集成电路（ IC ）光电器件（ O p t o e l e ct r o n i cs ）传感器（ Sensors /Actuators ）分立器件（ D i scr e t e s ）数字 IC（ D i g i t a l ）模拟 IC（ A n a l o g ）存储器（ M e m o r y ）数字逻辑 IC（ L o g i c ）微型元件（ M i cr o co m p o n e n t s ） D R AM F L AS H 其他存储器 特殊用途逻辑 显示驱动器 可编程逻辑器件 ( PL D s ) 门阵列 微处理器 （ M P U ） 微控制器 （ M C U ） D SP CCD 和 C M O S 图像传感器 ; 激光发射器和拾取器 ; 固态灯和 L ED s ; 红外设备 ; 光传感器 ; 光耦合器 ， 光开关 ; 太阳能电池 压力传感器 ; 加速 / 偏航传感器 ; 磁场传感器 ; 温度传感器 ; 基于 M E M S 的执行器 功率晶体管 / 模块 ; 开关晶体管 ; 二极管 ; 整流器 ; 晶闸管 ; 射频 / 微波晶体管 / 模块 ;通用模拟（ G e n e r a l P u r p o se A n a l o g ）特殊应用模拟（ A p p l i ca t i o n - S p e ci f i c A n a l o g ） Am p l i f i l t e rs / 比较器 ; 接口 ; 能源管理 ; 信号转换 ;川财证券 研究报告 本报告由川财证券有限责任 公司 编制 谨请参阅本 页 的 重要 声明 6/56 件 （二极管、晶闸管、功率晶体管等） 、光电器件 （ 光传感器、图像传感器、激光发射器等 ） 和传感器 （压力传感器、温度传感器、磁场传感器等）。 集成电路又分为数字电路和模拟电路 。 数字电路 包含 存储器（ DRAM、 Flash 等） 、 逻辑电路（ PLDs、门阵列、显示驱动器等）、微型元件 （ MPU、 MCU、 DSP）。模拟电路包含 通用模拟电路（接口、能源管理、信号转换等）和特殊应用模拟电路。 全球半导体产业有两种商业模式，一种是 IDM（ Integrated Device Manufacture，集成器件制造）模式，另一种是垂直分工模式 （ Fabless-Foundries-Test）。 IDM 厂商的经营范围涵盖了设计、制造、封装测试等各环节，甚至延伸至下游电子终端 ，典型公司有 Intel、 TI、三星等 。 1987 年台湾积体电路公司（ TSMC）成立以前，只有 IDM 一种模式，此后，半导体产业的专业化分工成为一种趋势 ，典型公司有 高通、博通、台积电等 。出现垂直分工模式的根本原因是半导体制造业的规模经济性。现今 IDM 厂商仍然占据主要地位，主要是因为 IDM 企业具有资源的内部整合优势、技术优势以及较高的利润率。 表格 1. 半导体产业商业模式分类 商业模式分类 主要内容 优势 劣势 典型公司 IDM 模式 集设计、制造、 封测 等多个产业链环节于一身；早期多数集成电路企业采用 ；目前仅有极少数企业能够维持。 有利于企业资源内部整合、利润率高、具有技术优势 公司规模庞大，管理成本较高；运营费用较高，资本回报率偏低。 Intel、三星、TI（德州仪器）、意法半导体等 垂直分工模式 Fabless（无工厂芯片供应商）模式 只负责芯片的电路设计与销售；将生产、测试、封装等环节外包。 资产较轻，初始投资规模小，创业难度相对较小；企业运行费用较低，转型相对灵活。 与 IDM 相比无法与工艺协同优化，因此难以完成指标严苛的设计；与Foundry 相比需要承担各种市场风险，一旦失误可能万劫不复。 高通、海思、联发科、博通（ Broadcom）等 Foundry（代工厂）模式 只负责制造、封装或测