半导体设备行业研究:行业处于国产替代初期,需求强劲

国产半导体设备多环节步入产业化替代阶段,重点公司收入和销量 已上规模,研发高强度投入驱动发展。

半导体行业处于景气周期,推动设备迎风而上。1)半导体行业高景 气。根据 SIA 数据,2021 年全球半导体销售额为 5559 亿美元,同比增 长 26%。其中,中国半导体销售额为 1925 亿美元,同比增长 27%。2) 半导体设备端高增长。根据 SEMI 数据,2021 年全球半导体设备市场 规模为 1026 亿美元,同比增长 44%。同期,中国大陆半导体设备销售 额为 296 亿美元,同比增长 56%,行业增速远超全球平均水平。3)本 土晶圆厂在中国大陆市场占比稳步提升,带来相应设备需求。2018 年, 中国大陆企业占中国 IC 市场份额为 4.19%。根据中国半导体行业协会 数据,2021 年中国 IC 市场规模约为 1580 亿美元,我们统计大陆前四 家晶圆厂 2021 年营收情况,合计约 95 亿美元,合计占比中国 IC 市场 规模 6.03%。依托于我国较高的芯片需求,我国本土芯片企业市占率有 望保持持续上行趋势,带动设备端稳定增长。 

终端缺芯严重,晶圆厂积极扩产,2021-2022 年为设备需求高峰期。 1)晶圆厂满产,接近零库存、订单交付周期不断拉长。2021 年以来, 我国部分晶圆厂满产,产能利用率达 100%以上;从半导体消费者库存 中位数来看,半导体产品的库存中位数从 2019 年的 40 天左右下降到 2021 年的不到 5 天;根据美国电子元件分销商 Sourcngine 数据,半导 体通用产品平均交货周期目前仍在不断拉长,部分产品已延长 9-44 周。 2)“缺芯”主要为终端需求增长而产能受限所致。SUMCO 预测, 2021-2025 年全球 12 吋晶圆需求 CAGR 为 10.2%。2021-2025 年,推动 12 吋晶圆增长的终端应用主要来自智能手机、数据中心、人工智能、 汽车、无线通讯,随着终端产品技术更新迭代,智能化升级,载芯量将 不断增长。终端应用需求增长,晶圆厂产能受限,供需错配导致“缺芯”。 3)晶圆厂积极扩充产能,驱动设备需求提升。根据主要晶圆厂目前的 融资扩产计划测算,中国大陆预扩增 12 吋 149.9 万片/月,扩增 8 吋 33.5 万片/月。其中,将于 2022 年内投产的 12 吋合计约 78 万片/月,8 吋约30.5 万片/月;预计 2022 年之后投产的 12 吋合计约 71.9 万片/月,8 吋 约 3 万片/月。大部分晶圆厂产能释放时间居于 2022-2023 年之间,根 据晶圆厂扩产一般需要 1-2 年,设备采购于扩产前期开始,我们预计半 导体设备行业受益下游晶圆厂大规模融资扩产的红利主要集中于 2021-2022 年。

国产半导体设备多环节步入产业化替代阶段,重点公司收入和销量 已上规模,研发高强度投入驱动发展。1)行业集中度不断提升。半导 体设备市场高度集中,海外龙头处于垄断地位,并且市占率呈持续增长 趋势。根据 VLSI Research 统计,2021 年行业 CR5 约为 84%,较 2019 年的 65%显著提高。2)国内设备企业不断突破,多环节进入国产化替 代阶段。细分板块来看,光刻机板块自主化程度较低;去胶设备已基本 实现国产化替代,国内代表企业屹唐股份;清洗设备国产化率约 20%, 国内主要企业有北方华创、盛美上海、芯源微以及至纯科技;刻蚀设备 的国产化率约 20%,主要企业有北方华创、中微公司;薄膜沉积设备北 方华创已实现 PVD、CVD 以及 ALD 设备在 28nm/14nm 技术领域的突 破,拓荆科技主要涉及 28nm/14nm 技术领域的 CVD 与 ALD 设备;国 产离子注入机产线验证成功,主要企业有万业企业子公司凯世通;CMP 设备华海清科实现 12 英寸设备量产。3)重点公司收入和销量已上规模。 销量方面,2021 年国内半导体设备企业销售量已具规模,较上年实现 大幅增长,大部分设备销售量同比增长 100%以上,其中,芯源微的单 片式湿法设备、至纯科技半导体设备出货量均实现 200%以上的增长。 营收规模方面,数家厂商半导体设备板块营收已超过十亿元,进入规模 化创收阶段。4)研发支出创新高,研发高强度投入驱动长期发展。根 据我们统计的 7 家半导体设备公司研发支出测算,2021 年 7 家公司研 发支出合计为 44.56 亿元,同比增长 65.28%,其中,研发支出较高的为 北方华创、中微公司、至纯科技及盛美上海,分别为 28.92/7.28/3.02/2.78 亿元。与此同时,各公司研发强度保持在较高水平,其中,北方华创与 中微公司最高,分别为 29.87%、23.42%,万业企业为 7.99%,其余企 业均保持在 10%以上。依托较高的研发投入,构建核心竞争力,驱动长 期发展。

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