半导体设备行业深度梳理：国产替代市场空间产业链及相关企业.pdf

1/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告行业研究报告慧博智能投研半导体设备行业深度：国产替代、市场空间、半导体设备行业深度：国产替代、市场空间、产业链及相关企业深度梳理产业链及相关企业深度梳理半导体设备作为行业基石，2023 年市场规模达到 1062.5 亿美元，全球半导体产业发展呈现周期性，中期库存周期来看，2024 年全球半导体资本开支有望上修，设备将迎来上行周期。长期来看，半导体设备规模扩张下技术节点的进步，及国际上对我国实施先进制程的设备禁运，倒逼国产化率提升，使得国产半导体设备厂商成长空间充足。具体来说，受益于上述半导体制造技术迭代升级和国产替代加速演进的趋势，国产半导体设备厂商依托公司自身的产品竞争力、持续拓展的可服务市场空间和品类扩张能力，有望持续受益于设备市场规模的扩张和国产替代进程的深入，成长速度和空间将十分显著。以下我们就以国内半导体设备行业为切入点，对国内半导体设备行业的现状及发展趋势进行分析。当下半导体设备行业市场现状如何？驱动行业发展的有利因素有哪些？半导体设备产业链上下游情况如何？我国半导体设备行业的国产替代进程如何？企业端，要想在国产替代的浪潮下有所突破，有哪些突围思路？具体来说，相关企业的市场布局情况如何？整体来看，我们半导体设备行业的市场空间有多大？后续有哪些发展趋势？针对以上问题，以下内容我们为大家一一解析。目录目录一、市场现状.1二、驱动因素.5三、产业链分析.8四、国产替代.11五、企业突围路径.16六、相关公司.17七、市场空间.23八、发展趋势.25九、参考研报.26一、一、市场现状市场现状1、半导体行业：拐点已至，景气度进入恢复期半导体行业：拐点已至，景气度进入恢复期半导体行业与世界经济发展息息相关半导体行业与世界经济发展息息相关。由于半导体的终端需求遍布消费电子、汽车、工业等场景，因此与宏观经济的情况息息相关，从历史上来看，全球半导体行业销售额的同比增速与全球 GDP 的同比增速变化趋势非常类似，但是半导体销售额的同比增速波动幅度远远大于 GDP 增速的波动幅度，半导体销售2/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告额的同比增速介于-15%与 40%之间，而 GDP 的同比增速介于-3%与+7%之间。随着海外进入降息周期以及国内的经济逐步好转，预计半导体行业也将步入改善区间。长时间维度，半导体行业为具备周期性的成长性行业长时间维度，半导体行业为具备周期性的成长性行业。根据 SIA（美国半导体协会）数据，近 10 年内全球半导体行业的销售额呈现了明显的周期性和成长性：成长性成长性：受 5G 手机、新能源汽车、人工智能、可穿戴设备以及物联网等新业态的诞生催化，全球半导体市场规模从 2015 年的 3588.7 亿美元增长至2023 年的 5192.8 亿美元，CAGR 达到 4.73%，中长期呈现稳步增长的态势；周期性周期性：受产品周期、产能周期和库存周期的叠加影响，全球半导体市场也呈现出一定的周期性。从历史月度数据可以看出，2016-2023 年全球半导体市场走出过两轮比较明显的周期（2016 年 5 月-2019 年 6 月；2019 年 6 月-2023 年 3 月），每轮周期持续大概 3 年时间。半导体行业下游应用领域广泛，包含网络通信、计算机、消费电子、工业控制、汽车电子、高性能计算等，可以说各行各业尤其是制造业、科技行业基本都和半导体息息相关，下游产品的技术“爆炸”（比如苹果推出的 iPhone4 开启的智能机时代、新能源车兴起增加的芯片需求、ChatGPT 带来的 AI 竞赛）、品类迭代周期（不同代的 iPhone）以及成熟阶段的存量更新周期（比如手机的换机周期）共同造就了半导体行业所呈现的螺旋上升的发展模式。从各家机构的最新预测来看，从各家机构的最新预测来看，2323 年底行业已重回正增长区间，年底行业已重回正增长区间，2424 年行业将恢复性增长，年行业将恢复性增长，2525 年有望进一年有望进一步恢复步恢复。根据 SIA 在 2024 年 5 月的预测，SIA 总裁兼首席执行官约翰-诺伊弗表示预计 2024 年全球半导体市场规模的增长率将达到两位数；WSTS 在 2023 年 11 月的预测中认为 2024 年全球半导体行业将会迎来 13.1%的同比增长；台积电 CEOC.C.Wei 也给出了 2024 年全球半导体行业增速 10%的预期；根据中国半导体协会援引市场 Market.us 数据，未来 10 年全球半导体市场规模有望实现大幅增长，24 年全球市场总规模将达到 6731 亿美元，预计 2023 到 2032 年全球销售额将以 8.8%的复合年增长率增长，到 2032年预计全球半导体市场规模将达到 13077 亿美元。综合来看，全球半导体市场有望在 24 年逐步走出 23年的行业低迷期。9W9WdXdX9WfYcWcW9P9R8OpNpPoMqMjMrRqPeRmOwPbRmMwPuOpOqOxNmNxP3/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告春江水暖鸭先知，半导体设备的周期往往领先于行业春江水暖鸭先知，半导体设备的周期往往领先于行业。通过将近 10 年全球半导体设备的年度同比增速与半导体销售额的年度同比增速的对比，可以看出在绝大部分时间段内半导体设备的边际变化和拐点会先于半导体行业出现，一般会提前 1 个季度出现。2022 年由于下游晶圆厂为满足高性能计算和汽车等关键终端市场的需求、各国产业链重构以及美国制裁禁令导致的“提前囤货”等，下游晶圆厂逆势扩大了产能扩张规划，导致 2022-2023 年半导体设备行业迎来一波持续小高峰，也间接造成了短期的上下游周期错位。4/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告2、半导体设备指数受行业政策及行业周期影响较大半导体设备指数受行业政策及行业周期影响较大，当前国产化进程稳当前国产化进程稳步推进步推进近年来，半导体设备指数受美荷日三国对我国半导体设备企业的管制及国产化率提升影响较大。部分政策限制了我国半导体关键设备和技术的突破，但也使得国产化进程和自主研发需求加强，实现进一步持续突破。此外我国在税收优惠、产业支持以及投资扶持等政策的鼓励下，半导体设备行业公司竞争力不断提升，先进制程及低国产化率产品逐步突破，国产化进程稳步推进。2022 年我国半导体设备指数出现明显下滑，2022 年 9 月 1 日至 2022 年 10 月 10 日跌幅达 17.7%。明显受到 2022 年 10 月美国商务部工业和安全局（BIS）发布的对中国的先进半导体和计算设备的出口管制的影响，对 128 层及以上 3DNAND 芯片、18nm 半间距及以下 DRAM 内存芯片、16nm 或 14nm 或以下非平面晶体管结构(即 FinFET 或 GAAFET)逻辑芯片相关设备进一步管控。2023 年一季度半导体设备指数出现明显上涨，国内半导体企业设备开支预期向好。国内头部逻辑厂、存储厂及地方支持产线持续扩产，扭转 22 年底国内半导体资本开支因受到制裁而下调的趋势。我国半导体企业在去胶、清洗、CMP、热处理、刻蚀的国产化率较高，并加深关注薄膜沉积、离子注入、量测等国产化率较低的环节。23 年下半年，受消费电子需求下降影响，全球半导体市场收缩。IDC 数据指出，全球半导体市场出现了同比 12%的萎缩。SEMI 数据表明 2023 年第三季度全球半导体设备出货金额比去年同期下降 11%。美国于2023 年 10 月再次出台的对华半导体限制规定，日本和荷兰也相继出台了针对先进半导体设备的出口管制政策。半导体设备指数出现下滑，但进一步刺激和推动了半导体设备国产化进程的加速。5/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告24 年一季度，半导体行业持续触底，24 年全球半导体市场有望进入上行周期。台积电一季度法说会指出，在消费电子方面，智能手机需求已逐渐缓慢复苏，PC 相关行业已触底反弹，但整体复苏缓慢。根据Gartner2023 年底预测，半导体下游去库已基本进入尾声阶段，2024 年半导体销售额有望达 6240 亿美元，同比+16.8%，重新进入上行区间。需求复苏叠加国产厂商产品突破、份额提升，半导体设备公司业绩持续释放，国产化进程持续加速推进。3、中国大陆半导体设备销售额逆势增长，销售额及增幅已位居全球首位、中国大陆半导体设备销售额逆势增长，销售额及增幅已位居全球首位根据各地区半导体设备季度变化数据来看，中国大陆半导体设备销售额逆势增长，已经连续在 2023 年第二季度和第三季度位居全球最大半导体设备市场。2023 年第一季度，在宏观经济逆风以及行业环境充满挑战的背景下，中国大陆半导体设备销售额为 58.6 亿美元，主要是相关部门正加快增加工厂产能，并支持关键终端市场增长以及创新。2023 年第二季度中国大陆半导体设备销售额达 75.5 亿美元，成为全球半导体设备销售最多的地区。2023 年第三季度，由于芯片需求短缺,全球半导体设备销售额出现下滑。但由于中国对于成熟制程技术需求强劲，在半导体行业具有弹性和长期增长潜力。2023 年第三季度，中国大陆半导体设备销售额同比增长 42%至 110.6 亿美元，销售额及增幅均位居全球首位。二、驱动因素二、驱动因素1、政策持续利好行业发展，半导体设备行业竞争力不断突破、政策持续利好行业发展，半导体设备行业竞争力不断突破我国半导体设备行业受到政策的持续利好，发展势头强劲我国半导体设备行业受到政策的持续利好，发展势头强劲。在“十二五”期间，太阳能光伏、平板显示等新领域的崛起，使我国半导体行业逐步走向整体发展。2015 年，国家出台中国制造 2025，提出要形成关键制造设备的供货能力。2021 年，国家出台“十四五”国家信息化规划，提出要加快集成电路设计工具等特色工艺的突破，并加强集成电路等关键前沿领域的战略研究布局和技术融通创新。政策的不断出台，为我国半导体设备行业的发展提供了强有力的支撑。6/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告集成电路政策红利释放为半导体设备行业注入强大动力，并为行业发展提供有力保障集成电路政策红利释放为半导体设备行业注入强大动力，并为行业发展提供有力保障。在集成电路政策的持续支持下，半导体设备作为关键环节，为下游产业提供优质的加工与制造环境。随着产业支持、信息化发展等政策的鼓励下，半导体设备行业竞争力不断突破。我国地方也不断出台半导体设备相关政策我国地方也不断出台半导体设备相关政策，包括支持电子信息制造业发展、建设若干集成电路公共服务平台等，并及时掌握相关企业经营状况，统计细分领域分类不够准确等突出问题等，进一步推动我国半导体设备行业的健康发展，为其提供更广阔的市场前景。7/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告2、晶圆厂扩产动力充足，驱动半导体设备需求扩容晶圆厂扩产动力充足，驱动半导体设备需求扩容半导体行业需求复苏，半导体行业需求复苏，2024-20252024-2025 年中国大陆晶圆厂扩产增速全球居首年中国大陆晶圆厂扩产增速全球居首。根据 SEMI，随着半导体行业周期回暖，为了跟上芯片需求持续增长的步伐，2024 年全球半导体制造产能预计将增长 6%，并在 2025 年实现 7%的增长，达到每月晶圆产能 3370 万片的历史新高（8 英寸当量计算）。其中，中国大陆芯片制造商预计 2024-2025 年将保持两位数增长，2024 年芯片产能预计增长 15%至 885 万片，而 2025 年将增长 14%至 1010 万片，约占全球芯片行业总产能 30%。中国大陆 Fab 厂仍在继续积极投资扩产，部分原因是为了减轻最近出口管制的影响。包括华虹集团华虹集团、晶合集成晶合集成、芯恩芯恩、中芯国际中芯国际和长鑫存储长鑫存储在内的主要厂商正在大力投资以提高产能。晶圆厂资本支出增加，驱动半导体设备需求扩容晶圆厂资本支出增加，驱动半导体设备需求扩容。据 SEMI，由于内存市场复苏以及对高效能运算和汽车应用的强劲需求，全球前端设施的晶圆厂设备支出 2024 年同比上升 15%至 970 亿美元，全球 12 英寸晶圆厂设备支出预估在 2025 年首次突破 1000 亿美元，到 2027 年将达到 1370 亿美元的历史新高。且中国在政府激励措施和芯片国产化政策的推动下，未来四年将保持每年 300 亿美元以上的投资规模，位居全球首位，继续引领全球晶圆厂设备支出。8/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告三、产业链分析三、产业链分析1、半导体设备产业链上游是零部件和原材料，下游是晶圆厂或封装厂半导体设备产业链上游是零部件和原材料，下游是晶圆厂或封装厂半导体设备产业链上游是零部件和原材料，下游是晶圆厂或封装厂。半导体设备可分为前道设备和后道设备，其中，前道工艺设备侧重于半导体的制造和加工，涵盖氧化/扩散，光刻，刻蚀，清洗，离子 注入，薄膜生长和抛光等步骤，包括光刻机、刻蚀机、CVD 设备、PVD 设备、离子注入设备和 CMP 研磨设备等，后道设备则主要用于半导体的封装和性能测试，包括测试机、探针台和分选机等。一般来说，前道设备的技术难度较高，生产工序繁多，在芯片出产过程中也是技术难度较大、资金投入最多的环节。9/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告2、上游原材料产量持续增加，为半导体设备稳定供应提供保障上游原材料产量持续增加，为半导体设备稳定供应提供保障轴承作为半导体设备行业重要零部件，主要功能是支撑机械旋转体，减少运动摩擦，确保回转精度和生产销量。近年来我国轴承产量持续增长，中国轴承工业协会数据显示，2022 年我国轴承产量较上年同期增长 11.16%，为 259 亿套。得益干半导体行业持续发展，我国对半导体设备需求增加，带动轴承产量增长。随着半导体设备等行业需求持续增长，我国轴承产量有望继续增长，预计 2023 年我国轴承产量将增长至 270 亿套。传感器主要分为温度传感器、压力传感器、图像传感器、烟雾传感器等，这些传感器在半导体制造过程中能够实现设备的自动调节和优化，从而提高生产效率和质量控制水平。据统计，2022 年我国传感器市场规模较上年同期增长 10.82%为 3297 亿元，得益于社会持续进步，叠加传感器相关扶持政策不断出台，推动传感器市场规模增长。预计 2023 年我国传感器市场规模有望增长至 3324.9 亿元。3、中游中游半导体设备国产化逻辑确定，半导体设备国产化逻辑确定，AI 或带来新的设备投资需求或带来新的设备投资需求，具有，具有技术积累的国产设备厂商或将受益技术积累的国产设备厂商或将受益国产化叠加国产化叠加 AIAI 驱动下，中国半导体设备市场存在存量替代和新增两方面需求驱动下，中国半导体设备市场存在存量替代和新增两方面需求。半导体设备多是一次性采购，其采购金额大，上量周期基本取决于下游客户（晶圆厂/封测厂/硅片厂/三代半厂等）产能扩产/制程升级带来的资本开支，而 AI 发展带来的制程升级和产能扩张会进一步带动对半导体设备的新投资。此外，国产替代化将产生对存量设备的替代需求。10/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告中国半导体设备国产化率上升，中国半导体设备国产化率上升，AIAI 技术驱动下半导体设备市场空间打开，具有技术积累的国产设备厂技术驱动下半导体设备市场空间打开，具有技术积累的国产设备厂商商或将受益或将受益。根据 SEMI 预测，全球半导体设备市场规模在 5G、AI 和物联网等新兴技术驱动下不断扩大，尽管 2023 年出现下滑趋势，但预计 2024 年市场规模将回暖至 1053 亿美元。尽管全球半导体设备市场集中度高，由海外厂商主导，但中国半导体设备厂商已覆盖众多细分领域，根据 SEMI 数据，2022 年中国晶圆厂商半导体设备国产化率较 2021 年明显提升，从 21%提升至 35%，进步明显。国产化率提升叠加市场规模扩大，国内半导体厂商迎来发展机遇国产化率提升叠加市场规模扩大，国内半导体厂商迎来发展机遇。国产化设备厂商近年来发展迅猛，虽距离国际头部厂商仍有差距，但在各细分领域已有技术积累和突破，半导体设备，尤其是高阶制程前道设备部分受限，国产设备验证和上量机会巨大。4、下游半导体设备需求快速增长，带动全球半导体行业销售额持续增加下游半导体设备需求快速增长，带动全球半导体行业销售额持续增加半导体设备主要应用于半导体行业，半导体行业不仅是高新技术产业的基础和关键，同时也是全球经济发展的核心动力之一。当前，半导体行业在 5G、物联网、人工智能等领域都有着广阔的应用前景。与此同时，全球各国数字化转型和科技创新步伐加快，对半导体设备需求不断提升，带动了全球半导体行业销售额增长。SIA 数据显示，2023 年 1-10 月，全球半导体行业销售额虽然呈现增长趋势，但与上年同期相比，各月销售额均有所下滑。然而，2023 年 11 月，全球半导体行业销售额较上年同期增长 5.3%，达到 480 亿美元，这是自 2022 年 8 月以来首次实现同比增长，这一数据表明，全球芯片市场在 2024年有望继续走强，SIA 预测，2024 年全球半导体市场将实现双位数增长。userid:359570,docid:169943,date:2024-07-30,11/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告四、国产替代四、国产替代美国芯片出口限制进一步加强，半导体国产化是大势所趋。根据美国驻华大使馆和领事馆发文，2023 年10 月 17 日，美国商务部工业与安全局更新了“先进计算芯片和半导体制造设备出口管制规则”，进一步加严对人工智能相关芯片、半导体制造设备的出口限制。此次监管意味英伟达原本提供的 AI 芯片A800 和 H800 芯片也将遭到管制。想要永久解决供应问题，只有发展和拥有自己的算力芯片技术和产品，未来芯片国产化空间广阔。1、软硬件生态构建软硬件生态构建，华为提出昇腾概念，打造国产坚实算力底座华为提出昇腾概念，打造国产坚实算力底座针对国产针对国产 AIAI 芯片短缺、大模型落地应用难等挑战，华为推出了昇腾计算产业概念，旨在推动国内芯片短缺、大模型落地应用难等挑战，华为推出了昇腾计算产业概念，旨在推动国内 AIAI 产产业快速发展业快速发展。据人民网报道，华为华为自 2018 年 10 月发布 AI 战略以来，稳步而有序地推进战略执行、产品研发及商用进程。2019 年 8 月，昇腾 910、MindSpore 的推出，标志着华为已完成全栈全场景 AI 解决方案的构建，也标志着华为 AI 战略的执行进入了新的阶段。根据华为官网，2020 年 9 月，华为召开了首届昇腾计算产业峰会，并于会上发布了昇腾产业计算发展白皮书。昇腾计算产业是基于昇腾系列处理器和基础软件构建的全栈 Al 计算基础设施、行业应用及服务，包括昇腾系列处理器、系列硬件、CANN（异构计算架构)、Al 计算框架、应用使能、开发工具链、行业应用及服务等全产业链。华为昇腾计算产业遵循“一平台双驱动”的体系，通过构建昇腾基础软硬件平台，分别支撑 AI 技术生态和 AI 商业生态，让技术生态赋能产业生态，产业生态牵引技术进步，从而共同驱动人工智能产业的发展。昇腾系列处理器是昇腾计算产业的算力基座昇腾系列处理器是昇腾计算产业的算力基座。芯片是算力的主要提供者，也是高性能计算得以实现的硬件基础。根据海思官网和 Toms Hardware 报道，华为昇腾系列 AI 芯片主要包括昇腾 310 和昇腾 910，均采用达芬奇架构，具备高算力、高能效、架构灵活可裁剪的特性。昇腾 310 的整数精度算力（INT8）可达 16TOPS，功耗仅为 8W，主要应用于边缘计算、模型推理和移动端设备等低功耗领域；昇腾 910 整数精度算力（INT8）可达 640TOPS，性能水平接近英伟达 A100，功耗约为 310W，主要应用于 AI 模型训练等高算力场景。围绕昇腾系列处理器，华为构建了丰富的硬件产品矩阵，可以满足全场景产业应用围绕昇腾系列处理器，华为构建了丰富的硬件产品矩阵，可以满足全场景产业应用。根据华为官网显示，基于昇腾处理器，华为推出了嵌入式 AI 模组、AI 加速卡、AI 服务器、AI 集群和智能边缘等一系列硬件12/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告产品，目标打造面向“端、边、云”的全场景 AI 基础设施方案，覆盖深度学习领域推理和训练全流程。例如 Atlas 800 训练服务器搭载了 2 颗 IntelCPU+8 颗华为昇腾 910 处理器，具有超强算力密度、高速网络带宽等特点，广泛应用于深度学习模型开发和训练，适用于智慧城市、智慧医疗、天文探索、石油勘探等需要大算力的行业领域；基于昇腾处理器华为还推出了全新架构的昇腾 AI 计算集群Atlas900 Super Cluster，由数千颗昇腾处理器构成，通过华为集群通信库和作业调度平台，整合 HCCS、PCIe4.0 和 100GRoCE 三种高速接口，可支持超万亿参数的大模型训练。在软件端，根据昇腾产业计算发展白皮书显示，华为也相继推出了全流程开发工具链在软件端，根据昇腾产业计算发展白皮书显示，华为也相继推出了全流程开发工具链 MindStudiMindStudio o和和 AIAI 计算框架计算框架 MindSporeMindSpore 等配套工具等配套工具。MindStudio 针对算子开发、模型训练、模型推理、应用开发、应用部署的所有全流程的工具链进行了整合，通过 MindStudio 开发者能够进行工程管理、编译、调试、运行、性能分析等全流程开发，提高开发效率。MindSpore 是华为推出的新一代深度学习框架，采用了基于 SCT（源码翻译）的 AD（自动微分）机制，兼顾和编程语言保持一致的编程体验的同时，性能表现更好，从而帮助开发者更简单、更高效的开发和使用 AI 技术，更好的发挥 AI 处理器性能。13/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告全套的软硬件体系加持下，华为可以提供定制化的全套的软硬件体系加持下，华为可以提供定制化的 AIAI 计算中心解决方案计算中心解决方案。无论是开发算法平台，还是搭建整套计算中心，华为华为都可以根据不同行业的客户需求，提供包括全栈 Al 计算中心解决方案、云 Al计算中心解决方案、轻量化 Al 计算中心解决方案在内的三种不同规模的 AI 计算中心解决方案，做到整套设备“落地即可投入使用”。目前昇腾计算解决方案已被广泛用于自动驾驶、城市大脑、智慧医疗、智慧交通、语音识别、自然语言处理等应用场景，在实践中创造了很好的产业价值，有力支撑了国内 Al训练及推理领域的持续发展。2、国产化率逐步提升，部分环节仍处于、国产化率逐步提升，部分环节仍处于“卡脖子卡脖子”环节环节DRAMDRAM 资本开支有望在资本开支有望在 20252025 年迎来显著增长年迎来显著增长。根据 SEMI2023 年 12 月的预测，尽管半导体设备市场 2023年受到挑战，Foundry/Logic 领域预计维持 6%的稳健年增长率，销售额将达到 563 亿美元，超过晶圆厂设备总收入的一半。展望未来，2024 年半导体设备市场前道设备与后道设备均实现回暖并持续增长。受益于新晶圆厂项目的启动和技术升级，预计 2025 年前道设备销售额有望达到 1100 亿美元。在 DRAM 方面，由于对高性能计算和高带宽存储器需求的稳步增长，尤其是 HBM 市场的快速兴起，DRAM 的资本开支预计在 2023 年和 2024 年将分别实现微幅增长 1%及 3%，有望在 2025 年迎来 20%的显著增长，达到 155亿美元。薄膜沉积、刻蚀和光刻设备是最重要的三大前道设备薄膜沉积、刻蚀和光刻设备是最重要的三大前道设备。根据 SEMI 数据，2022 年光刻、薄膜沉积以及刻蚀设备是最重要的三个前道设备，价值量占比分别达 20.2%/21.0%、19.3%，远超其他设备，各自所占市场规模达到均接近 20%。全球龙头半导体设备厂商中，有多家通过不断整合并购，形成平台型公司，横跨多个工艺制程。14/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告国产替代第一阶段已初步完成，部分环节仍处于国产替代第一阶段已初步完成，部分环节仍处于“卡脖子卡脖子”环节环节。中国半导体产业近年来迎来高速发展期，虽然在高端光刻机和量测/检测设备方面，国内替代进展相对缓慢，但在清洗、CMP、热处理等领域的国产化率已超 30%，尤其在成熟制程等领域，凭借成本及效率优势已展现出国内企业的竞争力。国内企业在提高先进制程相关设备的自主研发能力方面迈出稳健步伐，虽然目前先进制程设备国产厂商覆盖率仍较低，但展望未来，随先进制程产品逐步成熟以及先进制程持续扩产，国产厂商设备有望在导入窗口内进一步成熟，持续提升整体国产化率。整体来说，国产厂商自身产品将在很大程度上实现逐渐突破，随先进制程持续扩产而迎来国产化率逐步提升。3、国产替代步入新阶段，设备厂商收入体量显著增长国产替代步入新阶段，设备厂商收入体量显著增长随着 2023 年 H1 业绩的陆续披露，国内主流设备厂商在保持营收利润高增的态势下，也取得了显著的订单增长，这在海外制裁的背景下是极为不易的。根据公司公告，中微公司中微公司，北方华创北方华创等平台型龙头公司15/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告不断完善产品布局，多领域业务迅速增长，拓荆科技拓荆科技，华海清科华海清科，中科飞测中科飞测，芯源微芯源微，万业企业万业企业，盛美盛美上海上海等企业订单不断增加。中微公司中微公司：公司 2023 年上半年营收 25.27 亿元，同比+28.13%。归母净利润 10.03 亿元，同比+114.4%，扣非净利润 5.19 亿元，同比+17.75%。国际最先进的 5 纳米芯片生产线及下一代更先进的生产线上，公司的 CCP 刻蚀设备实现了多次批量销售，已有超过 200 台反应台在生产线合格运转。公司的 ICP 刻蚀设备不断地核准更多刻蚀应用，迅速扩大市场并不断收到领先客户的批量订单。此外，公司 ICP 技术设备类中的 8 英寸和 12 英寸深硅刻蚀设备 Primo TSV200E、Primo TSV300E在晶圆级先进封装、2.5D 封装和微机电系统芯片生产线等成熟市场继续获得重复订单的同时，在 12 英寸的 3D 芯片的硅通孔刻蚀工艺上得到成功验证，并在欧洲客户新建的 12 英寸微机电系统芯片产线上获得认证的机会，这些新工艺的验证为公司 Primo TSV300E刻蚀设备拓展了新的市场。北方华创北方华创：公司 2023 年上半年营收 84.27 亿元，同比+54.79%。归母净利润 17.99 亿元，同比+138.43%。在半导体工艺装备领域，北方华创的主要产品包括刻蚀、薄膜、清洗、热处理、晶体生长等核心工艺装备，广泛应用于逻辑器件、存储器件、先进封装、第三代半导体、半导体照明、微机电系统、新型显示、新能源光伏、衬底材料等工艺制造过程。上半年累计公司销售/管理/财务/研发费用率分别为 4.54%/7.72%/-0.41%/10.11%，同比分别变动-1.14/-1.53/+0.28/-4.98 个百分点；累计总费用率为 21.96%，同比下降 7.37 个百分点。公司盈利能力显著提升，总费用率下降，研发投入保持高强度。中科飞测中科飞测：2023H1 公司营收 3.65 亿元，同比增长 202.25%，归母净利润 0.46 亿元，同比增长 242.88%。其中第二季度，公司实现营业收入 2.04 亿元，同比增长 170.44%，实现归母净利润 0.15 亿元，同比增长 217.36%。根据公司 2023 年上半年财报，报告期内，公司无图形晶圆缺陷检测设备和图形晶圆缺陷检测设备均取得了市场份额的提升，三维形貌量测设备、介质薄膜膜厚量测设备和金属薄膜膜厚量测设备等产品在国内集成电路前道及先进封装客户中得到广泛应用。公司产品线涵盖了多种设备，并在 2Xnm工艺节点量测需求的型号设备上取得了突破和进展。盛美上海盛美上海：2023H1 公司营收 16.10 亿元，同比+46.94%；归母净利润 4.39 亿元，同比+85.74%。其中，公司 Q2 收入 9.94 亿元，同比+34.00%；归母净利润为 3.09 亿元，同比+32.82%。公司主要产品为半导体清洗设备、半导体电镀设备、立式炉管设备和先进封装湿法设备，覆盖晶圆制造和先进封装等领域。上半年，公司毛利率为 51.60%，同比增长 4.62pct；归母净利率为 27.30%，同比增长 5.70pct，公司研发投入持续加大，毛利率和净利率同比大幅提升。16/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告精测电子精测电子：2023 年上半年公司实现营收 11.10 亿元，同比+0.46%；归母净利润 0.12 亿元，同比下降58.56%。上半年公司显示业务承压，在手订单充裕。公司上半年显示业务营业收入下降 18.85%，营业成本下降 24.25%，毛利率上升 2.38pct。半导体业务营业收入增长 79.22%，营业成本增长 87.41%，毛利率下降 1.82pct。新能源业务营业收入增长 111.71%，营业成本增长 115.12%，毛利率下降 3.96pct。在手订单金额总计约 31.30 亿元，其中半导体领域订单约 13.65 亿元、新能源领域订单约 5.13 亿元。现阶段，公司在智能和精密光学仪器领域打破了国外垄断，AR/VR/MR 等头显设备配套检测布局全面，已达到国内龙头地位。同时，公司在半导体、新能源领域同步加大研发投入。上海精测膜厚系列产品、OCD设备、电子束设备已取得国内多家客户的批量订单；半导体硅片应力测量设备也取得客户重复订单；明场光学缺陷检测设备已完成首台套交付，且已取得更先进制程订单；有图形暗场缺陷检测设备等其余储备的产品目前正处于研发、认证以及拓展的过程中。芯源微芯源微：公司 2023 年上半年实现营业收入 6.96 亿元，同比增长 37.95%，归母净利润 1.36 亿元，同比增长 95.48%。2023 年上半年，公司研发投入 7,697.75 万元，同比增长 80.33%。根据公司 2023 年半年度财报，公司的第三代浸没式高产能涂胶显影设备平台架构 FT300（）获得了下游客户的广泛认可，高端 offline Barc 设备已实现客户重复订单，公司实现了 28nm 的全覆盖。公司前道物理清洗机 SpinScrubber 已作为主流机型广泛应用于下游客户。公司与国内新兴封装势力加深合作，报告期内再次获得了来自主要厂商的批量重复订单。未来，随着 Mirco LED 行业发展、移动通信基站持续扩容、AR/VR 产业链降本推进，小尺寸领域设备有望迎来新的市场增量。拓荆科技拓荆科技：公司 2023 年上半年实现营业收入 10.04 亿元，同比增长 91.83%，归母净利润 1.25 亿元，同比增长 15.22%，扣非净利润 0.65 亿元，同比增长 32.65%。根据公司 2023 年半年度财报，报告期内，半导体设备实现营业收入 9.90 亿元，占营收比重达 98.62%。公司研发了支持不同工艺型号的 PECVD、ALD、SACVD 和 HDPCVD 等薄膜系列设备，公司获得了原有客户及新客户订单，不断完善产品线。新产品在客户端验证通过，持续获得更多客户的认可。首台 PE-ALD（NF-300H Astra）设备实现产业化应用，取得了突破性进展。五、企业突围路径五、企业突围路径半导体设备行业技术、客户验证壁垒高，海外龙头先发优势显著半导体设备行业技术、客户验证壁垒高，海外龙头先发优势显著。由于半导体设备本身的技术难度和产线构成的复杂性，单环节设备的良率、稳定性会在整个半导体产线内产生累积效应，即使很小的精度误差也可能会带来巨额的潜在损失。因此，几乎所有晶圆制造厂商都对上游设备的验证、验收有着严苛的标准和流程。同时，对于晶圆制造厂而言，配合上游设备验证需要付出大量的人力（合作研发、调试）、物力（拿出其他设备配合验证的机会成本损失、验证过程中的物料损失），以及采用新设备供应商面临的巨大潜在风险（批量晶圆报废的风险、向客户延迟交货的风险），因此很少有晶圆厂愿意承担这些损失和风险去验证新供应商的设备。在技术和客户验证的双重壁垒下，半导体设备行业普遍呈现出高集中度的竞争格局在技术和客户验证的双重壁垒下，半导体设备行业普遍呈现出高集中度的竞争格局。根据 SEAJ 统计，目前中国大陆是全球最大的半导体设备市场，2022 年市场规模达到 282.7 亿美元，占比 26.3%，而与之形成对比的是，由于海外龙头先发优势明显，国内半导体设备公司很难拿到份额。目前全球半导体设备市场主要被美日欧厂商占据，头部玩家包括美国应用材料、荷兰 ASML、日本东京电子、美国泛林半导体和美国 KLA，按照 21 年营收划分 CR5 达到 73%，中国厂商份额仅占 1.7%，整体呈现寡头垄断的行业竞争格局。17/262024 年年 7 月月 26 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告抓住国产化历史性机遇，抢占身位将带来显著先发优势抓住国产化历史性机遇，抢占身位将带来显著先发优势。尽管部分国产设备目前稳定性、良率方面等相较国际大厂仍有差距，但只要下游厂商愿意持续导入国产设备，加上我国全球规模最大的半导体市场，长远来看，随着部分国产设备技术能力、稳定性、良率的持续加速提升，国产设备将实现从“能用”到“好用”的转变。就像 DISCO 发展初期决定从刀片赛道切向设备赛道，国内半导体设备厂商在面对历史性的国产化机遇时，应当迅速做出反应抢占优势身位，率先通过下游晶圆厂验证以进入其设备供应链，掌握先发优势的情况下逐步构筑自己的核心壁垒。参考参考 DISCODISCO 提供全套解决方案，提供全套解决方案，“想客户所想想客户所想”，有效提升客户粘性，有效提升客户粘性。虽然成本和价格被认为是本土设备厂商最大的竞争优势，但这并非唯一竞争力标签，快速响应的定制化服务也是国内厂商区别于海外厂商的显著优势。海外设备厂商往往委托国内团队做售后服务，同时服务定制化程度弱，而国内厂商基于这个不可或缺的本土优势，一方面可以提供低成本、定制化、及时的服务；另一方面能够针对客户技术需求进行联合攻关、定制化开发，适配性的提升会带动稳定性和良率的提升，通过提供附加价值来实现与下游客户的深度绑定。同时，参考 DISCO 耗材和设备的协同布局，国内设备厂商也可以针对下游需求进行全套解决方案的提供，将业务范围从设备拓展到配套材料，依靠设备和材料的强绑定性增强客户粘性，同时缓解下游资本开支变化带来的业绩波动，以此实现长期可持续性扩张。六、相关公司六、相关公司1、中微公司：中微公司：刻蚀设备领军者，产品线不断扩展刻蚀设备领军者，产品线不断扩展刻蚀设备领军者，产业覆盖不断延展刻蚀设备领军者，产业覆盖不断延展。中微半导体设备是一家以中国为基地、面向全球的微观加工高端设备公司，公司主打产品等离子体刻蚀设备是除光刻机外最关键、工艺难度最高的半导体前道加工设备。根据公司 2022 年年报显示，公司的等离子体刻蚀设备在国内外持续获得更多客户的认可，市场占有率不断提高，在国际最先进的 5 纳米芯片生产线及下一代更先进生产线上均实现多次批量销售。此外，公司产品线不断延展。公司开发的 MOCVD 设备在新一代 Mini-LED 产业化中也取得领先地位。此外公司还进军用于更先进微观器件制程的薄膜设备和刻蚀设备，也取得了可喜的进展。营收利润持续保持高增长营收利润持续保持高