半导体设备 | 证券研究报告 行业深度 2020 年 7 月 15 日 Table_Industr yRank 强于大市 公司名称 股票代码 股价 (RMB) 评级 中微公司 688012.SH 285.1 买入 北方华创 002371.SZ 214.06 买入 华峰测控 688200.SH 307.05 买入 精测电子 300567.SZ 79.43 买入 芯源微 688037.SH 148.08 买入 长川科技 300604.SZ 34.59 买入 晶盛机电 300316.SZ 27.41 买入 万业企业 600641.SH 28.98 增持 资料来源：万得，中银 国际 证券 以 2020 年 7月 14 日当地货币收市价为标准 相关研究报告 Table_relatedreport 半导体设备行业 2020 年度策略 全球迎来采购大潮，国产品牌将全面突破 （ 2019-12-21） 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 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_Industry 机械 ： 半导体设备 Table_Analyser 证券分析师： 杨绍辉 (8621)20328569 shaohui.yangbocichina 证券投资咨询业务证书编号： S1300514080001 证券分析师： 陶波 (8621)20328512 bo.taobocichina 证券投资咨询业务证书编号： S1300520060002 Table_Title 半导体设备 行业 2020年中期 策略 全球设备需求刚性，国产品牌 加快破局 上 半年全球半导体设备行业 龙头仍保持对全年设备订单预期的刚性需求判断，晶圆厂对设备的采购是战略性投资， 反观国内晶圆厂自 4 月初开始恢复设备进场和招标工作， 本土晶圆厂投资计划基本上按原计划进行。 在 中美 科技战进一步升级的大背景下， 半导体设备 与材料的国产化进程 得到下游晶圆厂的支持力度有望加大 ， 一线 设备与材料龙头延续高增长 ， 引领国产化率进一步提升 ， 二线设备与材料企业将在年内实现 离子注入机、涂胶显影、量测设备等 的新突破 。 支撑评级的要点 半导体设备行业 长期成长性高于短期周期波动， 行业 集中度提升也是长期趋势。 随着每一次信息技术重大突破 ， 半导体设备行业规模 产生一次大飞跃， 如 PC 时代支撑设备规模 200-300 亿美元 ， 智能手机时代支撑设备规模 约 400 亿美元， 5G 时代支撑设备规模 600 亿美元 ，同时，市场集中度也在持续提升 ， 过去十年内 前五家设备龙头市占率从 47%上升至64%，光刻机 ASML 市占率从 65%升至 89%。 晶圆厂战略性投资主导其资本开支， 新冠疫情影响交付节奏但不影响晶圆厂 资本开支预期 。 我们统计了 8 家全球半导体设备上市企业， 2020 年一 季度收入 162 亿美元 ， 环比 下滑 7%， 主要是受到新冠疫情因素影响到设备交付进度和收入确认节奏 。 一季度收入仍呈现同比增长 12%，延续2019 年第四季度同比恢复正增长势头。 今年一季度 ASML 的新增光刻机订单 31 亿欧元， 环比增长 28%，同比增长 120%， ASML 单季度订单仍然同比翻倍以上增长，表明设备增长十分强劲，订单受新冠疫情影响不显著，台积电、三星等对先进制程的战略性投资计划维持不变 。 本土晶圆厂 招投标工作 全面 恢复 ，国内半导体设备需求保持旺盛 。 2018年至今， 中国 大陆半导体设备市场需求占全球的 1/5，成为全球第二大市场， 本土晶圆厂设备采购额约占大陆设备市场的 1/2。 2016-2018 年开始规划或动工的第一轮大陆晶圆厂陆续投产，表明产品设计和工艺技术等日趋成熟，随后多个晶圆厂开启了新一轮 大规模 设备采购 大潮。 尽管年初受到疫情影响，晶圆厂招投标和设备进场工作短暂停滞，但 4 月份以来基本上全面恢复，未来几年 国内半导体设备需求 将继续 保持旺盛 局面。 半导体产业生态形成， 内外部因素共同推动 半导体设备国产化。 国产设备 技术积淀 已有 15-20 余年， 但因人才缺乏与研发投入不足，且验证周期长等因素而备受制约 。 去年以来，科创板 IPO、瓦森纳技术管控升级及515 华为事件 对国产半导体设备产生了 正面 推动 ， 我们预计在 2016-2019年进入主流晶圆厂工艺验证的关键设备，将在 2020 年 下半年晶圆厂集中设备 招标 中进一步扩大市占率 ， 继续 看好刻蚀、清洗、 CMP、热处理等设备的国产品牌市占率稳中有升，而 光刻机、 涂胶显影、量测、 离子注入机 等有望获得 从 0 到 1 的 重大 突破 。 投资建议 继续看好半导体设备板块， 理由包括 全球半导体设备需求刚性，国际晶圆厂对先进制程（逻辑和 DRAM）的战略性投资维持不变， ASML 单季度订单仍然强劲；国内晶圆厂招投标工作全面恢复， 今年 5 月份开始国内晶圆厂进入新一轮工艺设备密集采购时期；国内半导体生态圈成型，瓦森纳及美对海思制裁倒逼设备与材料、软件国产化；一线国产设备将继续实现进口替代，持续提升国产化率，并有潜力进一步开拓海外市场，而二线国产设备企业有望实现从 0-1 的全面突破。个股方面，我们重点推荐 中微公司、北方华创、精测电子、长川科技、华峰测控、晶盛机电、芯源微 ，推荐万业企业，关注盛美半导体、至纯科技等。 评级面临的主要风险 半导体设备国产化进程放缓，零部件进口受到贸易战影响 ， 部分企业因定位低端产品而低于预期，疫情持续影响半导体下游 应用领域景气度，中美科技战进 一步升级影响到高端设备进口。 2020 年 7 月 15 日 半导体设备行业 2020 年中期策略 2 目录 半导体设备行业特征：成长性高，集中度提升 . 5 行业规模 的高成长性大于周期性 . 5 行业高度集中，且集中度一直在上升 . 6 先进制程是战略性投资，新冠疫情不影响晶圆厂资本开支预期 . 10 去年三季度以来 半导体设备 行业显著反转，疫情影响年内交付节奏 . 10 先进制程产能建设是晶圆厂战略性投资，设备需求刚性 . 12 本土晶圆厂设备采购全面恢复，设备需求保持旺盛局面 . 17 上半年 大陆多个晶圆厂 取得重大进展 . 17 大陆晶圆厂又开始新一轮设备采购 . 18 半导体产业生态形成，内外部因素推动设备国产化 . 21 内外双重因素利好半导体设备国产化 . 21 制程设备：国内市场看进口替代，海外市场看国产龙头国际化 . 22 测试设备：国产品牌开始迈向 SOC 和 MEMORY 测试市场 . 24 硅片生长与加工设备：晶盛与晶能双双突 破 . 25 投资建议及估值探讨 . 27 风险提示 . 29 2020 年 7 月 15 日 半导体设备行业 2020 年中期策略 3 图表 目录 图 表 1. 全球半导体设备行业规模年均增长 8% . 5 图表 2. SEMI 预计 2021 年全球晶圆厂资本开支将增长 24% . 5 图表 3. 5G 大数据时代的半导体制程设备市场规模再上台阶 . 6 图表 4. 全球半导体设备行业呈高度垄断格局 . 6 图表 5. 导体刻蚀设备被 Lam 和应用材料垄断 . 7 图表 6. 介质刻蚀设备被 TEL 和 Lam 垄断 . 7 图表 7. 全球半导体设备行业集中度日益上升 . 8 图表 8. 全球光刻机龙头 ASML 市占率逐年上升 . 8 图表 9. TEL 和 Lam Research 在 介质刻蚀设备市场的市占率逐年攀升 . 9 图表 10. Lam Research、 AMAT 在导体 刻蚀设备的市占率逐年攀升 . 9 图表 11. 北美半导体设备制造商 5 月出货额保持环比增长 . 10 图表 12. ASML、 KLA、 Applied Materials 等的单季度收入受疫情影响放缓 . 10 图表 13. ASML2020 年一季度收入环比短暂下降 . 11 图表 14. 全球部分半导体设备上市公司为样本的毛利率小幅回落 . 11 图表 15. ASML 一季度订单再次翻倍以上增长 . 12 图表 16. ASML 一季度 EUV 订单再次大幅增长 . 12 图表 17. 2020 年 TSMC 资本支出将创新高 . 13 图表 18. TSMC 7nm 节点制程收入占比迅速攀升 . 13 图表 19.TSMC 一季度 16nm-7nm 节点制程收入占比超 1/2 . 14 图表 20. 台积电先进制程扩产将持续多年 . 14 图表 21. TSMC、 Intel、三星的先进制程竞赛 . 15 图表 22. 三星 DRAM 自 2020 年开始应用 EUV 技术 . 16 图表 23. 上半年大陆 晶圆厂进度符合预期 . 17 图表 24. 2020 年长江存储加大光刻机采购 . 18 图表 25. 2020 年上半年华力二期加大光刻机采购 . 19 图表 26. 中芯国际 2019 年以来公告的设备采购清单 . 19 图表 27. 中芯国际 2020 年资本开支翻倍增长 . 20 图表 28. 瓦森纳 EUV 光刻、计算光刻、大硅片的技术管控升级 . 21 图表 29. 本土半导体企业生态圈 . 22 图表 30. 某 Memory 厂工艺设备国产化率处于 14%水平 . 23 图表 31. 中微刻蚀机进入客户台积电的历史业绩 . 23 图表 32. SOC 测试占半导体测试设备的 2/3 . 24 图表 33. 泰瑞达、爱德万垄断 SOC 测试设备市场 . 24 2020 年 7 月 15 日 半导体设备行业 2020 年中期策略 4 图表 34. 主要大硅片产线的设备国产化率为 10%-20% . 25 图表 35. 晶盛机电引领硅片生长与加工设备的国产化 . 25 图表 36. 国产设备龙头与国际设备龙头业务及估值比较 . 27 图表 37. 报告中提及上市公司估值表 . 28 2020 年 7 月 15 日 半导体设备行业 2020 年中期策略 5 半导体设备 行业 特征 ： 成长 性高 ， 集中度 提升 行业 规模 的高成长性大于周期性 过去 20 多年稳定增长，年均增速 8% 半导体设备行业规模 ， 1992 年仅为 81 亿美元， 1995-2003 年稳定在 200-300 亿美元， 2004-2016 年稳定在 300-400 亿美元， 2017-2018 年攀升至 550-650 亿美元 ， 1992-2018 年全球 半导体设备行业 市场规模年均增长 8%，整体上呈阶段性成长趋势。 图表 1. 全球半导体设备行业规模年均增长 8% - 100%- 50%0%50 %10 0%15 0%20 0%010 , 0 0020 , 0 0030 , 0 0040 , 0 0050 , 0 0060 , 0 0070 , 0 00Sh ip m e n t Y o Y资料来源： SEMI， 中银证券 Semi预计， 2021 年全球晶圆厂资本开支将 较 2020 年增长 24%达到 677 亿美元，较 2019 年 657 亿美元提高 10%。 2021 年晶圆厂资本开支预期中， Memory Fab 厂资本开支 300 亿美元，逻辑 Fab 厂资本开支将达到 290 亿美元。 随着 5G技术推动半导体设备行业规模将创历史新高。 图表 2. SEMI 预计 2021 年全球晶圆厂资本开支将增长 24% - 20%- 10%0%10 %20 %30 %40 %50 %60 %70 %80 %20 20E 20 21E全球晶圆厂3D N an dDramLo gic & F o u n d ryIm age s e n s o rsAn alo g a n d m ixe d s igna lPo w e r- re lat e d d e v ice s资料来源： SEMI， 中银证券 2020 年 7 月 15 日 半导体设备行业 2020 年中期策略 6 信息技术进步是半导体设备行业阶段性攀升的 推动 力 2000-2010 年是全球 PC 互联网时代，半导体制程设备行业的市场 规模位于 250 亿美元平均水平（制程设备 占到 半导体设备行业整体的 70%-80%）。到了 2010-2017 年，人类进入了智能手机社交媒体时代，半导体制程设备行业的市场规模上升到 320 亿美元的平均线上。 2017-2020 年，人类将进入了 5G、 人工智能和物联网时代，半导体制程设备的市场规模增加到 450 亿 美元的数量级。 图表 3. 5G 大数据 时代的半导体制程设备市场规模再上台阶 资料来源： appliedmaterials、中银国际证券 行业高度集中，且集中度 一直在上升 全球半导体设备行业市场集中 度高 2018 年，行业 前三家 AMAT、 ASML、 Lam Research 的市场份额合计约占 50%，前五家 AMAT、 ASML、Lam Research、 TEL、 KLA市占率合计为 71%。 图表 4. 全球半导体设备 行业呈高度垄断格局 Ap p lie d M at e rials18.5%ASML16.4%La m Res e ar ch15.1%T o ky o E le ctro n15.1%K LA - T e n cor5.5%Sc re e n Se m ic on d u ctor Slolu tio n s3.0%SE ME S1.9%H ita ch i H igh -T e ch n o logie s2.0%Hita chi k ok u s ai E le ctric2.0%Daifuk u1.6%Ot h e rs18.9%资 料来源： 各 公司公告 ， Gartner, 中银证券 2020 年 7 月 15 日 半导体设备行业 2020 年中期策略 7 根据 Gartner 及各公司公告数据， 各项半导体设备的竞争格局： 每类产品均被前 1-4 家公司寡头垄断 ： (1) 光刻机： 全球 EUV100%来自 ASML， ASML 在光刻机市场处于绝对垄断地位； (2) 刻蚀设备：硅基刻蚀主要被 Lam 和 AMAT 垄 断，介质刻蚀主要被 TEL 和 Lam 垄断； (3) 薄膜设备： CVD 主要被日立、 Lam、 TEL、 AMAT 垄断， PVD 被 Lam 和 AMAT 垄断 (4) 显影设备 ： TEL 处于绝对垄断地位； (5) 离子注入机： 全球约 70%来自应用材料， 18%来自 Axcelis Technologies； (6) 清洗设备：主要来自 DNS、 Lam、 TEL 等 (7) CMP： 70%来自 Applied Materials， 26%来自 Ebara； (8) 热处理：被 Applied Materials、 日立国际电气、 TEL 垄断； (9) 去胶设备：被 PSK、 Lam、日立高科技、屹唐半导体； (10) 工 艺检测设备： KLA市场份额 50%， Applied Materials 占 12%，日立高科技占 10%； (11) 划片 /减薄机：日本 DISCO 绝对垄断； (12) 测试设备：被泰瑞达和爱德万双寡头垄断。 图表 5. 导体刻蚀设备被 Lam 和应用材料垄断 图表 6. 介质刻蚀设备被 TEL 和 Lam 垄断 La m Res e ar chAp p lie d Mate rialsT o ky o E le ctro nH ita ch i H igh -T e chSEME S Oth e r2018 年 导体 刻蚀 设备 竞争格局T o ky o E le ctro nLam Re s e archSE ME S AME C Ma tt s o n Ap p lie d Ma terialsO th er2018 年 介质 刻蚀 设备 竞争格局资料来源： Gartner， 中银证券 资料来源： Gartner， 中银证券 行业集中度一直在上升 半导体设备行业前 10家公司 2007 年市占率合计 66%，到 2018 年市占率合计达到 81%，提升了 15 个百分点 ；前五家公司 2007 年市占率合计 57%，到 2018 年市占率合计达到 71%，提升了 14 个百分点 。 2020 年 7 月 15 日 半导体设备行业 2020 年中期策略 8 图表 7. 全球半导体设备 行业集中度日益上升 0%10 %20 %30 %40 %50 %60 %70 %80 %90 %10 0%20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18Ot h e rsDaif u k uK ok u s a iH ita ch i H igh-T e chSE ME SSc re e nKLA - T e n corT o k y o E le c t ro nLa m R e s e ar chAS MLAp p lie d M at e rials资 料来源： Gartner, 中银证券 从光刻机 销售情况看， ASML 2017、 2018、 2019 年市占率 连续三年维持在 90%上下 ，而 2005 年 ASML仅占 55%， ASML 市占率在过去十多年内持续上升。 图表 8. 全球 光刻机龙头 ASML 市占率逐年上升 0%10 %20 %30 %40 %50 %60 %70 %80 %90 %10 0%20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 20 19Can o nN iko nAS ML资料来源： 各 公司公告 , 中银证券 从刻蚀设备竞争格局看，行业集中度也在持续上升：（ 1）介质刻蚀设备市场上， 2018 年 TEL、 Lam Research 垄断了 97%的市场份额，而 2005 年两家公司仅占 76%；（ 2）导电刻蚀设备市场上， 2018 年Lam Research、 Applied Materials 垄断了 86%的市场份额，而 2005 年两家公司仅占 74%。 2020 年 7 月 15 日 半导体设备行业 2020 年中期策略 9 图表 9. TEL 和 Lam Research 在 介质刻蚀设备市场的市占率逐年攀升 0%10 %20 %30 %40 %50 %60 %70 %80 %90 %10 0%20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18全球介质刻蚀设备竞争格局Ot h e rAp p lie dMa te rialsMa tt s o nAME CSE ME SLa m R e s e ar chT o k y o E le c t ro n资 料来源： Gartner, 中银证券 图表 10. Lam Research、 AMAT 在导体 刻蚀设备的市占率逐年攀升 0%10 %20 %30 %40 %50 %60 %70 %80 %90 %10 0%20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18全球导电刻蚀设备竞争格局Ot h e rSE ME SH ita ch i H igh-T e chT o k y o E le c t ro nApp li e d Mat e rialsLam R e s e arch资 料来源： Gartner, 中银证券 2020 年 7 月 15 日 半导体设备行业 2020 年中期策略 10 先进制程 是战略性投资， 新冠疫情不影响晶圆厂 资本开支 预期 去年 三季度以来 半导体设备 行业 显著反转 ，疫情影响年内交付 节奏 北美半导体设备制造 1-5 月 出货额 同比 增长 21% 北美半导体设备制造商 5 月出货金额为 23.46 亿美元，环比 上升 2.9%，同比 增长 13.6%， 1-5 月累计出货 115.60亿美元，同比 增长 21%， 而去年同期同比下滑 24%。 图表 11. 北美半导体设备制造商 5 月出货额 保持环比增长 - 40 %- 20%0%20 %40 %60 %80 %051015202530北美半导体设备制造商单月出货额（亿美元） 单月出货额环比 单月出货额同比资料来源： semi，中银证券 国际设备龙头 今年一 季度收入 同比正增长 ，毛利率 相对稳定 我们统计 8 家全球半导体设备上市企业 ， 2020 年一 季度收入 162 亿美元 ， 环比 下滑 7%， 主要是受到新冠疫情因素影响到设备交付进度和收入确认节奏 。 一季度收入仍呈现同比增长 12%，延续 2019 年第四季度同比恢复正增长势头。 图表 12. ASML、 KLA、 Applied Materials 等的单季度收入 受疫情影响放缓 -204060801001201401601802001Q20142Q20143Q20144Q20141Q20152Q20153Q20154Q20151Q20162Q20163Q20164Q20161Q20172Q20173Q20174Q20171Q20182Q20183Q20184Q20181Q20192Q20193Q20194Q20191Q2020T E RADV AN T E STSC RE E NKLALAMT E LAS MLAMA T资料来源： 各 公司公告，中银证券