1.半导体景气下行压力下，设备的要点在哪里？
担心半导体行业景气度下滑，国内晶圆厂资本支出规划放缓，国内半导体设备商业绩增长承压。我们认为，国内半导体设备制造商有望保持高业绩增长。主要逻辑如下:1)国内晶圆产能全球份额低，尤其是存储领域。国内DRAM和NAND闪存厂商的全球份额只有很低的个位数，存储芯片的标准化程度更高。以内存厂商为代表的国内晶圆厂的资本支出有望通过规模扩张来维持较高水平，以降低成本，提高竞争力。2)目前国内设备制造商的份额增长是非线性的，份额的加速增长有助于设备制造商实现高增长。
看点:国内半导体设备市场跨越周期，成长为核心属性。
它是一个半导体周期行业，但也是一个增长行业。技术升级和产品创新是半导体需求提升的直接驱动因素。在5G、物联网、智能汽车、云计算、大数据、医疗电子和安防电子等新兴应用领域的强劲需求推动下，半导体需求中长期看好。SUMCO预计，2021-2025年全球12英寸晶圆复合增长率将达到10.2%。
半导体产业继续向中国大陆扩散，设计、制造、设备等环节国内配套空。纵观全球半导体产业的发展，经历了从美国到日本、韩国、台湾省和中国大陆的多轮产业转移。目前，中国大陆正处于智能电动汽车、物联网、人工智能等产业快速发展的过程中，已成为全球最重要的半导体应用和消费市场。历史上，中国第一次对日产业转移和第二次对韩、台湾湾产业转移，都带动了当地产业的发展、垂直分工的推进和资源的优化配置。国内半导体行业在垂直和深度维度仍有广阔发展空，半导体专用设备行业有望迎来快速增长。
中国大陆半导体设备市场经历周期，增长是核心属性。自2012年以来，尽管半导体行业出现周期性波动，但中国大陆的半导体销售额始终保持正增长，自2012年以来的复合年增长率超过30%。
国内存储容量占比低，投资确定性强。在全球芯片制造产能中，存储芯片占比超过30%，存储芯片的生产线建设是半导体设备需求的主要来源之一。内存产品标准化程度高，规模效应显著，国内在Dram和3D NAND领域的份额仅为较低的个位数。急需在提高技术实力的同时扩大产能，增强竞争力，未来资本性支出投入是一定的。
国内各大晶圆厂都有明确的扩产计划。目前，国内领先的代工厂商SMIC已于2021年开工建设SMIC京项目，今年有望逐步进入设备采购阶段。SMIC深港和临港工厂也于今年开工建设，三条生产线总投资超过1000亿元。国内NAND存储龙头长江存储和DRAM龙头合肥长信正在进行二期厂房建设。两家厂商三期工程总投资超过3000亿元，设备需求将持续释放。
国内芯片制造产能占比有望继续提升，增长仍将是国内半导体设备市场的核心属性。中国大陆在半导体制造方面保持了强劲的增长，预计中国大陆将在十年内使全球新的半导体制造能力增加40%。据微咨询统计，目前mainland China 12英寸晶圆月产能约为104万片。预计2026年底月均总产能将超过276万片，同比增长165%。
看点二:国产化率非线性，份额加速助力高增长。
国产化率提升为当前设备的核心增长逻辑，份额的非线性加速带来高增长。中美贸易摩擦和设备禁令引发的供应链安全问题，增加了国内厂商使用国产设备的意愿。2020年，SMIC被美国政府列入“实体名单”。2021年11月，12家中国企业被列入“实体名单”，其中7家涉及半导体领域。以SMIC为代表的国内晶圆厂在半导体设备领域正面临着越来越大的供应失败风险。相关公司开始扶持本土供应商，催化国产集成电路设备等领域的布局，出现了大规模的国产替代。
2.目前国内半导体设备厂商的产品覆盖情况如何？
在同一工艺层面，了解国内半导体设备厂商产品覆盖的三个层面:1)覆盖的设备环节；2)链接内的子类别覆盖；3)单一产品过程覆盖。涵盖的设备环节有光刻、薄膜沉积、刻蚀等类别。子类覆盖以薄膜沉积为例。薄膜沉积设备可分为PVD、LPCVD、APCVD、PECVD等亚类。不同的制造商有不同的覆盖类别。对于某一种设备，以PECVD为例，还需要满足不同工艺的需要，如SiO2、SiN、SiON、BPSG等。，而且工艺的覆盖面也限制了设备厂商的市场拓展。但由于工艺覆盖数据多为非公开数据，因此本报告以下分析中各设备制造商的产品覆盖范围仅计算至子类别的覆盖范围。
从目前的产品覆盖面来看，北方华创在集成电路领域的产品覆盖面最广，其设备涵盖了刻蚀、镀膜、热处理、清洗，其次是北京唐毅，涵盖了剥离、热处理、刻蚀等步骤。上海梅生还提供各种产品，包括清洗、热处理和薄膜沉积。剩下的大部分企业目前都在专注于一两个领域，深化市场细分，不断提高市场份额。
根据Gartner 2021年各类半导体前端设备市场份额数据显示，产品覆盖率最高的三家国内半导体设备厂商分别是北方华创、中威公司和梅生上海，产品覆盖率分别达到51%、44%和29%。拓晶科技的产品市场覆盖率也因卡位关键设备而按大类达到22%。
不同设备类别的数量和国内厂商的覆盖面差异较大。以上口径是按设备类别计算的，但由于每个环节的半导体设备有很多细分，设备厂商在当前时点的实际产品覆盖范围需要考虑到公司在该环节所做的具体设备类别的市场规模比例。清洗、CMP、离子注入等产品领域相对较少。一些国内厂商的产品覆盖率已经达到了很高的水平，达到了80%以上。以检验和测量设备为代表的细分产品中有很多设备类别。目前国内相关厂商的产品覆盖率仍然较低，细分产品覆盖率只有20%左右。
细分设备品类，北方华创、中威公司、北京唐毅公司的产品覆盖面在国内领先。进一步考虑细分品类覆盖后，国内覆盖率前三名分别是北方华创、中威公司和北京唐毅，半导体设备市场产品覆盖率分别可达30%、23%和17%。
3.从多个维度探讨国内半导体设备厂商的成长。
国内半导体设备制造商增长迅速。2018-2021年，国内主要半导体厂商营业收入增长，2021年大部分企业实现营收增长35%以上。从2021年半导体设备相关营收来看，北方华创规模最大，营收71亿元，中微公司仅次于北方华创，营收31亿元。
1:各设备厂商的产品份额有所增加空且仍较宽。
国产半导体前端设备国产化率低，长期空范围广。目前半导体设备市场主要由国外厂商主导，行业处于高度垄断竞争格局。半导体设备整体国产化率只有10%左右，国内企业成长性广空。随着我国对半导体产业的高度重视，国内一些半导体设备制造商经过十几年的技术研发和积累，已经在一些技术领域取得了突破。目前从国产厂商的份额来看，大致可以分为三个梯队。第一梯队是实现大部分国产化的领域，主要是除胶设备；第二梯队是少量国产化区域，主要包括清洗设备、CMP设备、刻蚀设备，国产化率约为10-20%；第三梯队是处于国产化起步阶段的领域，主要包括薄膜沉积设备、离子注入设备、镀膜和显影设备、检测和测量设备，国产化率大多处于较低的个位数水平。
部分装备链接空的市场相对较小，但份额增幅空更为广阔。比如胶黏显影设备和离子注入设备，虽然这两类设备分别只占全球半导体设备市场的4%和2-3%左右，但是更小的市场空和更高的技术难度也阻挡了强劲竞争对手的进入。这两部分设备环节的CR1分别达到87%和70%，国内市场也有望形成单一市场参与者占据较大份额的局面。
看点二:国内厂商手中订单充裕，国产化进程快速推进。
国内半导体厂商手中订单充裕，份额有望快速提升。由于半导体设备的生产、交付和验收大约需要3-6个月，因此订单通常需要6-12个月才能反映到公司的收入中。合同情况可以在一定程度上反映设备制造商手中的订单，而库存可以在一定程度上反映设备制造商交付订单的情况。从绝对量来看，2022Q1北方华创合同债务51亿元，库存97亿元，中微公司合同债务15亿元，库存21亿元，说明订单量充裕，交付给客户等待验收的设备数量也很乐观。
看点三:规模效应明显，盈利能力随业务量快速提升。
国内厂商盈利能力大幅度提升空。成熟半导体设备厂商的毛利率一般在40-50%区间，净利润率一般在20-25%区间。目前国内厂商毛利率比海外厂商小，但净利润率大多在10%以下，与海外厂商差距明显。这主要是因为企业处于发展初期，RD投资较大，管理和销售的规模效益尚不明确。
半导体设备规模效益明显，盈利能力有望快速提升。随着业务规模的扩大和规模效应的显现，盈利能力有望进一步提升。以体量快、业务规模大的中小公司为例。2021年上半年，公司扣非净利润率仅为4.6%，但2022年上半年，基于公司业绩预测中值，公司扣非净利润率已达到21.8%。
看点四:部分厂商向平台化发展，成长空进一步打开。
国内一些半导体设备厂商正在积极拓展业务范围，向平台化发展。一方面，更广泛的产品线覆盖可以使集成电路设备制造企业为客户提供更全面、更综合的产品和服务，实现设备的封装和销售；另一方面，有利于扩大规模，提高上下游的议价能力。以梅生上港和叶晚企业为代表的国内设备企业积极向其他设备环节拓展产品线。目前有拓景科技、中威公司等。都深度涉足其领域，并进一步扩大其链接中产品细分领域的覆盖面。
以中卫为例。在半导体领域，公司积极开发和升级设备。一方面，根据先进逻辑芯片、高密度存储DRAM和3D NAND芯片的不同刻蚀要求，针对不同应用开发不同的硬件特性，提高产品的刻蚀性能。另一方面，积极提高高端关键工艺覆盖率，完善工艺集成方案，在薄膜沉积设备研发方面进一步发展LPCVD、EPI、ALD产品。在泛半导体领域，根据高端显示应用对外延器件的新要求，重点发展面向Micro LED应用的MOCVD设备，同时针对化合物半导体功率器件的快速发展，发展硅基氮化镓和碳化硅功率器件的外延设备，不断丰富公司产品线。外延发展方面，中威在检测测量设备领域投资锐力仪器，在薄膜沉积领域投资沈阳拓晶。
看点五:布局泛半导体领域，降低半导体周期带来的业绩波动。
国内半导体设备厂商中，以北方华创为代表的厂商继续拓展泛半导体设备业务。国内半导体设备厂商在泛半导体领域的布局，有助于降低半导体行业波动带来的短期业绩波动。北方华创作为国内高端半导体技术和装备的引领者，业务布局广泛，应用范围覆盖了泛半导体领域的集成电路、显示面板、LED、光伏四大核心赛道，平台属性明显。此外，拓晶科技、新源威、叶晚企业也有多轨布局，产品应用覆盖集成电路、显示面板、led。
4.国内半导体设备制造商技术竞争力的多维比较。
20年来，国内积累了很多优秀的国产半导体设备厂商。国内领先的半导体设备厂商，作为先进的市场进入者，积累了十几年，现在手里有充裕的订单，进入了国内一流厂商的生产线，客户需求相对稳定，短期发展动力充足。此外，国内领先的设备制造商坚持高RD投入，积极引进和培养技术人才，拥有专业的技术团队，有能力巩固长期竞争力，未来发展潜力巨大。
半导体设备制造商的技术水平很难用单一维度的指标来衡量。我们选择以下维度来比较半导体设备制造商的技术:
维度1:产品过程覆盖的比较
中国大陆设备厂商基本可以实现28nm及以上的下游应用。中美公司的等离子刻蚀设备已经应用于国际一线客户从65nm到14nm、7nm、5nm等先进的集成电路制造生产线和先进的封装生产线。叶晚企业子公司科视通的离子注入平台可以覆盖3nm的应用。北京唐毅10纳米以下干除胶设备已进入生产线。Tejing PECVD可以达到14nm工艺节点。根据IC Insights，对于维度2:参与国家重大科技项目
国家重大科技专项是为实现国家目标，通过核心技术突破和资源整合，在一定期限内完成的重大战略产品、关键共性技术和重大项目。在刻蚀沉积设备领域，北方华创、中威公司、拓晶科技承担了多项国家重大项目的研发，积累了多项具有自主知识产权的核心技术。魏源、华海清科、中科飞测、梅生上海等厂商分别承担了涂胶显影、CMP、测试、镀铜设备等重大专项。
维度三:专利积累对比
国内半导体设备厂商积极开展创新工作，经过几十年的积累，申请了大量的专利，其中北方华创专利数量达到3300+件，微、精密电子专利数量也超过1000件。其他国内领先的半导体设备制造商也积累了大约200-300项专利。
维度4:中国大陆以外的客户开发。
中国大陆的晶圆厂受到中美贸易摩擦的影响。为了保证供应链的安全，积极引进国产设备，而大陆以外的厂商引进新的供应商则是基于技术、成本等商业因素。因此，将国内设备厂商介绍给大陆以外的客户，可以作为衡量其技术能力的重要指标。目前，国内的中威公司、新源威、拓晶科技已经切入国际领先的晶圆厂供应链体系，梅生上海也具备为海力士和美国客户供货的技术能力。北京唐毅在2016年收购了美国半导体设备公司Mattson，也切入了许多国际领先的大客户供应链系统。
维度五:RD投资强度比较
国内半导体设备制造商坚持高RD投资。从RD投资的绝对值来看，北方华创处于绝对领先地位，2021年RD投资29亿元，其次是中微公司，2021年RD投资7.3亿元。从RD投资收益来看，拓景科技的RD投资最高，2021年达到38%。
维度6:核心技术团队和RD人员配置
国内领先厂商积极引进和培养高层次人才。半导体设备是技术密集型产业，高层次的技术人才将带动半导体设备制造商的发展。截至2021年底，北华创RD人员2044人，其中硕博占比超过65%；中微公司RD人员415人，硕士和硕士比例接近50%；魏源有217名RD人员，硕博比例接近50%。各公司重视人才的引进，中威公司的核心技术团队都有在应用材料和林凡半导体工作的经历。晶科科技和叶晚企业的核心技术团队归诺和AIBT所有；分别在美国；华清科和中科飞测的核心技术人员分别在KLA清华大学和中国科学院微电子研究所工作。
维度7:产学研合作
国内半导体设备企业积极与知名高校、科研院所合作研发。北方华创与北京大学、清华大学、中国科学院微电子研究所在第三代半导体、集成电路核心设备控制软件等技术上开展了RD合作。拓晶科技与复旦大学合作进行ACHM工艺开发和3D结构集成。同时与上游供应商合作，研究PECVD设备用陶瓷加热板的关键技术及产业化。与下游企业长江仓储、长信仓储共同承担了国家重大科技项目，投资了ALD和PECVD相关研究。华清科和中科飞测分别与清华大学和中科院微电子所合作开展相关RD工作。
5.各厂商都在积极布局，上游零部件国产化有望加速。
国内半导体设备厂商积极布局零部件，提高供应链稳定性。在当前的国际形势下，核心零部件的供应稳定性可能会受到影响。近年来，国内半导体制造商正在积极推行供应链的本地化战略，逐渐增加本地采购的比例。据披露，目前微刻蚀设备60%的部件已经实现国产化，80%的部件通过MOCVD实现国产化。华清科本地原料采购比例达到50%左右。
内生与外延齐头并进，国产设备商加速布局零部件。对内，新源威、华海清科等厂商积极开展上游零部件研发，确保交付和供应链安全。外延方面，叶晚企业在2020年12月收购了Compart Systems，通过间接持股成为其第一大股东。Compare是设备所需气体输送系统领域流量控制元件的领先供应商；2020年，北方华创收购广北科技射频应用技术相关资产。
精选报告来源:【未来智库】。
