半导体行业国产替代：供需共振，国产半导体设备再启航 18页

'目录索引研究逻辑：5半导体产业发展带动设备行业发展6半导体设备行业规模扩张的两条主线：晶圆产能与技术换代6晶圆加工环节核心设备：薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入7技术壁垒显著，行业高度集中8下游崛起，政策扶持有望带动中国半导体设备行业发展9受益下游市场崛起，多领域设备已实现国产化突破9政策扶持带动国产半导体设备健康持续成长11国内半导体密集投资期，国产设备迎来快速成长12需求端：晶圆需求稳步提升，带动晶圆厂建设12供给端：国产设备实力差距逐步缩小，14NM进入验证阶段15供需共振设备迎来投资大周期17产业链相关标的19 图表索引图1：研究框架5图2：全球半导体销售额（亿美元，左轴）及增速（右轴）6图3：全球半导体设备销售额（亿美元，左轴）及增速（右轴）6图4：全球半导体市场产品结构类型（2017年）7图5：全球晶圆产能按尺寸分布7图6：数字逻辑节点先进制程占比不断提高7图7：不同技术节点所需掩膜版层数7图8：晶圆制造-加工-封侧流程以及设备需求8图9：前十半导体设备企业营业收入（百万美元，左轴）及前十占比（右轴）9图10：中国内地新增MOCVD（台，左轴）、新增MOCVD占全球比重（右轴）和北方华创LED刻蚀机国内市占率（右轴）10图11：全球半导体市场产品结构（2017）11图12：全球半导体设备销售市场（2017）11图13：大基金一期投资领域占比12图14：一期投资的部分半导体设备企业12图15：全球8寸晶圆厂产能合计（千片/月，左轴）及晶圆厂数目（个，右轴）13图16：全球晶圆制造设备资本支出13图17：全球8寸晶圆厂需求（左轴）及供给（右轴）13图18：汽车电子业务将持续带动8寸晶圆需求13图19：全球300mm晶圆产能（左轴）及增速（右轴）14图20：存储器晶圆需求量有望进一步提升14图21：存储器领域的摩尔定律逐渐放缓14图22：仅靠尺寸缩小无法满足存储器性能提升需求15图23：国产设备与国际先进技术水平差距逐渐拉小15表1：2016年全球半导体设备销售前十大厂商（亿元）9表2：02专项部分参与的半导体设备公司以及阶段性成果整理11表3：2016年中国半导体设备销售排名16表4：部分国产12英寸设备在生产线上实现批量应用16表5：中国内地已有9项应用于14nm的装备开始进入生产线步入验证17表6：目前中国内地在建的22座晶圆厂18表7：国内半导体设备市场空间测算19 研究逻辑：1.半导体设备市场规模的成长逻辑在于晶圆产能扩产与技术换代全球半导体设备市场表现同全球半导体市场表现呈现高度一致周期性且设备市场增速呈现常年放大半导体销售变化的特点。半导体设备成长驱动力之一：受益半导体产能扩张，半导体产品需求拉升对晶圆制造以及代工环节产能需求，从而全球晶圆代工稳步扩产。半导体设备成长驱动力之二：先进制程工艺对制造过程中的掩模版数目、光刻机波长、刻蚀机精度都提出了更高的要求，设备工艺难度不断提升，价值量增长。根据SEMI统计，从1991年到2018年，全球半导体设备销售额成长超6倍，达到600亿美金。2.政策助力，下游赋能，持续推动国产半导体设备实力提升政策上看：02专项带动下取得显著阶段成果，诞生了以北方华创、中微电半导体等国内半导体设备龙头厂商，实现了国产半导体设备多个领域从无到有的突破。根据华芯投资官方微信公众号披露，大基金一期共计投资1387亿元，其中集成电路代工制造类占比67%，全面拉升国内设备市场下游需求。下游市场看：以LED产业为例，受益国内LED外延芯片厂商如三安光电、华灿光电快速成长，国内设备厂商凭借下游市场优势，根据北方华创2016年年报披露，AINSputterLED刻蚀机2016年实现市占率全球第一，根据中微半导体招股说明书（申报稿）披露，中微半导体MOCVD2017、2018年实现MOCVD销量分别为57、106台。根据SEMI统计，2018年中国大陆半导体设备需求占全球比重为15%，未来伴随着国内半导体投资不断增加，有望复现LED产业带动上游半导体设备实现跨越成长的路径。3.供需共振，国产设备有望受益投资大周期需求侧：国内新增晶圆厂带来的设备投资进入高峰期，根据我们的统计，目前在建的晶圆厂：12寸晶圆厂共16条，投资额合计6,058亿元；8寸晶圆厂共6条，投资额合计247亿元。另外计划建设的晶圆厂13条，其中有披露投资额的合计4,946亿元。供给侧：国产8寸半导体设备性能成熟，12寸设备28nm节点及以上具备商用能力，有望全面受益本轮投资周期。图1：研究框架下游需求半导体市场提升节点更新换代8寸晶圆设备成熟供给端8寸产线投资回暖需求端晶圆产能提升技术更新，价值量提升12寸产线稳定成长12寸28nm节点商用供需共振建厂增加政策扶持大基金技术提升02专项发展现状低国产化初期空白数据来源： 半导体产业发展带动设备行业发展半导体设备行业规模扩张的两条主线：晶圆产能与技术换代半导体设备下游客户以及需求主要为晶圆制造厂商、晶圆代工厂商以及封装测试厂商等，晶圆作为半导体加工重要原材料，产能不断扩充拉动上游设备需求。同时摩尔定律驱动晶圆代工技术不断提升，驱使半导体设备技术难度与价值量不断提升，因此半导体设备市场规模跟踪主线清晰明确：晶圆产能扩张以及先进制程进步。半导体设备成长驱动力之一：受益半导体产能扩张，但增速高于半导体产能扩张。2017年全球半导体销售额实现4122亿美元，同比增长21.6%，17年全球半导体需求依然稳步增长。半导体产品需求拉升对晶圆制造以及代工环节产能需求，从而全球晶圆代工稳步扩产。2017年全球半导体设备销售额556亿美元，同比增长35.6%。全球半导体设备市场表现同全球半导体市场表现呈现高度一致周期性且设备市场增速呈现常年高于半导体销售增速的特点。图2：全球半导体销售额（亿美元，左轴）及增速（右轴）图3：全球半导体设备销售额（亿美元，左轴）及增速（右轴）5000450040003500300025002000150010005000半导体销售额同比变动50%40%30%20%10%0%-10%-20%-30%-40%7006005004003002001000半导体设备销售额设备同比变动半导体同比变动200%设备销售额增速长年高于半导体销售增速150%100%50%0%-50%-100%数据来源：WSTS，数据来源：SEMI，半导体设备成长驱动力之二：摩尔定律驱动数字IC性能提升，受益半导体制造技术更新换代。全球半导体市场产品结构中集成电路产品占比约84%,其中数字IC类产品（微处理器+逻辑电路+存储器电路）占比约为87%，折算后数字IC类产品市场份额相较于半导体市场占比不低于70%左右。由于数字IC类产品性能受摩尔定律驱动，先进制程工艺可实现更高的运算速度以及存储容量。但与此同时先进制程工艺对制造过程中的掩模版数目、光刻机波长、刻蚀机精度都提出了更高的要求，且数字IC产品主要使用12英寸晶圆，为实现最大收益预计12英寸晶圆产能占比将会持续提升。未来受益12英寸晶圆产线占比提升以及先进制程工艺占比提升，以12英寸为主的先进工艺半导体设备依然需求量巨大。 图4：全球半导体市场产品结构类型（2017年）图5：全球晶圆产能按尺寸分布150mm200mmcapacity300mm12寸晶圆占比提升100%数字IC类产品占比高于70%传感器3%光电子器件8%集成电路84%微处理器16%其中：模拟电路13%逻辑电路25%分立器件5%存储器电路30%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%数据来源：WSTS，数据来源：SEMI，图6：数字逻辑节点先进制程占比不断提高图7：不同技术节点所需掩膜版层数100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%TSMCMaskCount量：8寸晶圆厂几乎全部为90nm及以上（除利基型存储器）价：12寸Mask更贵8070605040302010>65mm65nm40/45nm28nm16/20nm10nm0130nm90nm65nm40nm28nm20nm16nm10nm7nm5nm数据来源：SEMI，数据来源：EEFocus，晶圆加工环节核心设备：薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入半导体制造过程分分为三部分晶圆制造、晶圆加工和封装测试。不同过程所需投资额以及相应半导体设备不同。按工程投资分类洁净室投资占比约为20-30%左右，其余的70%主要为半导体相关设备采购。其中晶圆加工环节（即赋予晶圆相应的电学特性）所需设备投资价值占比最高约占80%左右。封装测试环节和晶圆制造环节收先进制程工艺影响较小，对于设备精度需求相对较低因此所需设备投资价值量占比较低分别为20%和0.5%。晶圆加工环节设备中的薄膜沉积设备、光刻设备、刻蚀设备以及离子注入设备直接决定加工的晶体管的最小尺寸，因此被往往被称为关键制程设备，约占晶圆厂投资的44.5%左右。§薄膜沉积设备：在晶圆上沉积各种材料的薄膜是微纳加工的重要手段之一，主要方法有物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）。代表公司为AMAT。§光刻机设备：光刻机设备是集成电路制造的核心设备，光刻设备的分别率直觉决定集成电路当中的最小线宽，光源波长直接决定工艺先实现的最小 晶体管尺寸，目前32nm以下主要使用EUV（极紫外光），代表目前最前沿的光刻技术。由于光刻机技术壁垒较高，目前先进工艺光刻机制造基本被ASML垄断。§刻蚀设备：与薄膜沉积过程相反，刻蚀主要为用化学或者物理方法将晶圆表面不需要的材料逐渐去除的过程。按照工艺划分，刻蚀主要分为湿法刻蚀和干法刻蚀两类，与湿法化学刻蚀相比，干法刻蚀对温度不那么敏感，工艺重复性好，成为目前主流选择。行业龙头是LamResearch、TEL和AMAT，国产刻蚀机的生产主要有两家，中微半导体和北方华创。§离子注入设备：离子注入（一种掺杂形式）是集成电路制造中不可或缺的一环。在真空系统中，用经过加速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的导电性。行业龙头是AMAT。晶圆制造（占比0.5%）晶圆加工（占比80%）封测（占比20%）图8：晶圆制造-加工-封侧流程以及设备需求多晶硅拉晶切割晶圆清洗氧化/扩散封装测试相关设备•封装设备（10%）•CP&FT设备（8%）晶圆制造环节相关设备•熔炼矿热炉•单晶炉•切片机•CMP/清洗机CVD光刻刻蚀离子光阻电镀注入晶圆加工环节相关设备•薄膜沉积设备（18%）•光刻设备（24%）•刻蚀设备（10%）•离子注入设备（2.5%）•工艺控制设备（10%）•清洗设备（6%）•其他加工设备（8%）/扩散去除镀层CP封装测试应用点测数据来源：中国半导体协会，《半导体制造技术》——MichaelQuirk，技术壁垒显著，行业高度集中全球半导体设备市场步入第三阶段，马太效应逐渐凸显。回顾半导体设备成长历史可以大致分为三个阶段，第一阶段为1995年之前的内生增长阶段，整体行业体量较小，企业依赖内生成长为主。第二阶段为1996年到2012年的行业外延调整，行业内并购时间频发。2013年至今全球半导体设备发展步入第三阶段，市场格局基本成型，各细分领域龙头公司市占率突破40%，反垄断法加持下，并购归于沉寂。半导体设备巨头马太效应逐渐凸显，同时聚焦自身细分领域深入布局，加筑自身壁垒。 图9：前十半导体设备企业营业收入（百万美元，左轴）及前十占比（右轴）（百万美元）35000300002500020000150001000050000199819992004200520062008200920102011201220132015201680%70%60%50%应用材料泛林阿斯麦东电电子科天爱得万尼康泰瑞达日立高新佳能迪恩士诺发系统ASM国际前十占比数据来源：SEMI，细分市场竞争格局高度集中，行业前四主要为关键制程设备供应商。全球半导体设备商排名基本保持稳定且以投资了较大且跟随工艺制程进步的关键制程设备供应商为主（应用材料、阿斯麦、东京电子以及泛林）。同时由于关键设备精度直接决定制程水平以及代工良率水平，设备厂商会不断提前布局关键节点并且提高设备精度以满足下游晶圆代工需求。强大的技术可靠性要求以及快速的更新迭代速度迫使行业逐渐细分和聚焦。紧跟技术前沿和技术壁垒较高的企业不断实现市占率提升，目前单一设备领域前三市场占有率总和均高于70%，细分市场高度集中特征明显。表1：2016年全球半导体设备销售前十大厂商（亿元）排名公司国家设备收入主要产品领域CVD/PVD光刻干法/湿法刻蚀离子注入热处理清洗设备过程工艺控制CP&FT检测1应用材料美国76.5030%/55%√73%50%√√2阿斯麦荷兰75.2160%√3东京电子日本65.5321%/*20%/23%18%√4泛林美国63.7540%53%/*17%5科磊美国32.59√50%6DNS日本17.87*/54%53%√7爱德万日本14.0940%8泰瑞达美国13.6950%9日立高新日本10.96√√10尼康日本8.9015%总体市场412.4亿美元数据来源：SEMI、Bloomberg，下游崛起，政策扶持有望带动中国半导体设备行业发展受益下游市场崛起，多领域设备已实现国产化突破LED领域为例，受益国内下游崛起，上游多种设备突破目前我国半导体设备已经在多领域打破垄断，实现跨越式发展。以LED设备领 域为例，在2010年-2013年间国内LED产业带动国内LED外延芯片厂商如雨后春笋般快速成立，带动短期LED半导体设备需求量快速提升。在庞大的需求量和设备供不应求的状况下，下游评估团队从风险最小成熟外商方案逐渐向选拔国内高质量高性能供货商转换，带动国内LED刻蚀机市占率实现从0到1突破，后期伴随自身产品性能逐渐提升，成本逐渐降低，实现市占率跨越式发展。根据北方华创2016年年报披露，在LED领域国产半导体设备厂商北方华创的AINSputterLED刻蚀机2016年实现市占率全球第一。图10：中国内地新增MOCVD（台，左轴）、新增MOCVD占全球比重（右轴）和北方华创LED刻蚀机国内市占率（右轴）40035030025020015010050020092010201120122013201420152016新增MOCVD数目新增MOCVD占比LED刻蚀机市占率（%）100%国内各地区政府LED外延芯片厂性能优势凸显强力补贴密集成立快速成长90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%数据来源：LEDinside、IHS、2018年中国半导体制造设备战略峰会，下游国产化带动LED外延设备MOCVD亦实现逐渐突破，根据中微半导体招股说明书（申报稿）披露，中微半导体MOCVD2017、2018年实现MOCVD销量分别为57、106台。半导体设备有望复制LED设备成功路径目前中国依然为最主要的全球半导体需求市场，2017年占比为57%。半导体设备需求占全球比重为15%。未来伴随着国内半导体投资不断增加，有望复现LED产业带动上游半导体设备实现跨越成长的路径。 图11：全球半导体市场产品结构（2017）图12：全球半导体设备销售市场（2017）其他地区5%北美19%欧洲10%中国57%日本9%中国大陆15%日本11%其他地区6%北美10%欧洲6%中国台湾20%韩国32%数据来源：WSTS，数据来源：SEMI，政策扶持带动国产半导体设备健康持续成长“02专项”实现国产半导体设备从零到一大跨越。2008年，科技部和信产部启动“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”，因次序排在国家重大专项所列16个重大专项第二位，在行业内被称为“02专项”。其中专项在“十二五”期间设立目标明确，其中包括重点进行45-22纳米关键制造装备攻关，开发32-22纳米互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺、90-65纳米特色工艺，开展22-14纳米前瞻性研究，形成65-45纳米装备、材料、工艺配套能力及集成电路制造产业链，进一步缩小与世界先进水平差距，装备和材料占国内市场的份额分别达到10%和20%，开拓国际市场。专项带动下取得显著阶段成果，其中包括服务全球的65-28nm先进制程工艺、高密度封装技术、30多种高端设备和上百种关键材料等。同时诞生了以北方华创、中微电半导体等国内半导体设备龙头厂商，实现了半导体设备多个领域从无到有的突破。表2：02专项部分参与的半导体设备公司以及阶段性成果整理公司02专项对应项目阶段性成果北方华创“65-45nmPVD设备研发”“14nm立体栅等离子体刻蚀机研发及产业化”“28-14nm原子层沉积系统（ALD）产品研发及产业化”设备90/55/40/28纳米工艺验证，实现产业化；刻蚀、CVD等设备进入14纳米工艺验证阶段。离子注入机、研磨抛光（CMP）设备等“90-65nm大角度离子注入机研发及产业化”、“封装设备关键部件与核心技术”“45-22nm低能大束流离子注入机研发及产业化”“28-14nm抛光设备及成套工艺、材料产业化”“300mm超薄晶圆减薄抛光一体机研发与产业化”中电科装备中微半导体65-45nm、32-22nm、22-14nm等三项等离子介质刻蚀设备产品研制和产业化任务开发除300mm用于加工65-40nm刻蚀设备并销售海外上海微电子光刻机双工件台系统样机研发等90nm光刻机样机通过现场测试中科信90-65nm等大角度离子注入机研发及产业化项目90nm商用器件小批量测试65nm器件即将小批量测试数据来源：OFweek，与非网，电子工程世界，国家战略层面纲要出台，剑指2020年14nm工艺。面对我国半导体日益扩大的贸易逆差以及经济结构转型迫切需求，国家密切出台相关政策助力国产半导体快速 发展。政府先后出台《国家集成电路产业发展推进纲要》、《鼓励集成电路产业发展企业所得税政策》等政策，从税收、资金等各个维度为半导体产业给予扶持。其中《国家集成电路产业发展纲要》明确指出到2020年国内IC制造实现16/14nm工艺量产，下游技术更新需求有望加速上游国产化设备实现技术突破。同时《纲要》指出集成电路设备与材料环节要实现具备国际竞争力，进入国际采购体系，有望进一步带动国产半导体设备企业成长。大基金一期投资完毕，注资领域重点在晶圆代工领域，有望进一步拉动半导体设备需求。目前集成电路大基金一期投资完毕，总计1387亿元，投资覆盖集成电路全产业链，但投资比例有所偏重，其中集成电路代工制造类占比67%，设备材料占比6%。投资方向主要集中在先进工艺产线和存储器设计。其中代工企业晶圆厂扩产以及先进制程工艺提升均需采购跟多数量以及更为先进的半导体设备，目前国内半导体设备在300mm晶圆以及28nm工艺已经具备全球竞争力水平，随着14nm工艺设备完成验证以及商用，国内半导体设备制造商有望新一轮晶圆制造投资。图13：大基金一期投资领域占比图14：一期投资的部分半导体设备企业设备材料类,6%芯片设计类,17%封测类,10%设备领长川科技测试设备，主要包括测试机、分选机和探针台等中微半导体研发薄膜制造设备和等离子体刻蚀设备、大面积显示屏设备等拓荆科技PECVD设备供应商北方华创组装生产集成电路设备、光伏设备、TFT设备等睿励科学仪器刻蚀、化学气相沉积、光刻和化学机械抛光等工艺段的测量制造类,67%域数据来源：中国半导体协会，数据来源：中国半导体协会，国内半导体密集投资期，国产设备迎来快速成长需求端：晶圆需求稳步提升，带动晶圆厂建设受益前段时间晶圆缺货涨价情况以及国内12寸晶圆代工厂建设热潮，国内晶圆厂建立以及扩产情况明显。晶圆厂设备采购时间一般为投产前1年左右开始，投产后一年完成，因此短期来看在建项目数量充足，无畏下游消费手机需求疲软。同时长期来看摩尔定律效用放缓，晶圆数目有望步入长期需求增长状态。受益涨价情况，8寸设备投资回暖8寸晶圆供给稳定，投资关注度相对较小。伴随着全球主要8寸IDM企业资本支出逐渐降低以及向Fab-lite转型趋势，全球8寸晶圆厂数目逐渐清退，全球8寸晶圆产能以及占比呈现逐步稳定的趋势。由于8寸晶圆代工工艺制程成熟，半导体设备成本优势明显，因此8寸设备投资市场规模占总支出极小，设备厂商注意力主要以12寸产线为主。 图15：全球8寸晶圆厂产能合计（千片/月，左轴）及晶圆厂数目（个，右轴）图16：全球晶圆制造设备资本支出70006000500040003000200010000200mmcapacity200mmcount2058寸晶圆产能稳定，晶圆厂逐渐清退200195190185180175170165BillionUSD638寸设备投资市场规模占总支出极小，因此设备厂商的注意力全部转移至12寸574040373436313.52.11.92.72.72.42.32.3706050403020100Total8-inch＜8-inch20112012201320142015201620172018数据来源：SEMI2017.07，数据来源：SEMI2016.07/2017.12，“涨价”促使关注度回归，长期汽车电子需求拉动8寸晶圆需求稳定成长。由于晶圆材料硅片供给不足，促使12寸产线尤其是存储器类产品16-17年出现涨价大潮，12寸晶圆涨价引发IC芯片设计厂商采购8寸产线产能，致使8寸产线产能不足，逐渐涨价。根据sumco报告，尽管短期下游去库存影响，受益汽车电子类业务需求旺盛，8寸晶圆需求有望稳步增长。图17：全球8寸晶圆厂需求（左轴）及供给（右轴）图18：汽车电子业务将持续带动8寸晶圆需求kwpm6,0005,5005,0004,5004,0003,5003,0006,000demandcapacity产能不足2012~2016年6寸晶圆产能约减少15%产能利用率上升5,5005,0004,5004,0003,5001Q122Q123Q124Q121Q132Q133Q134Q131Q142Q143Q144Q141Q152Q153Q154Q151Q162Q163Q164Q161Q172Q173Q174Q173,000kwpm1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1617E18F19F20F6000550050004500400035003000250020001500OthersSMPAutomativeIndustrial数据来源：SUMCO，SEMI，数据来源：SEMI，8寸晶圆厂设备需求成熟，国产半导体设备商受益明显。根据SEMI的报告，2015~2020年全球将有27个新的8寸晶圆厂投入运营，同时8寸产线关注度提升明显，建设数目有望进一步提升。海外半导体设备巨头聚焦于12寸设备领域，部分厂商停止了8寸晶圆的生产销售。与12寸先进制程晶圆制造设备相比，8寸设备技术较为成熟，国内设备厂商已实现技术积累，有望直接受益于国内8寸产线建设情况。摩尔定律效用减缓，长期12寸设备需求依然旺盛短期需求调整，长期受益大数据、5G等算力、存储高要求场景逐渐落地，12寸晶圆需求有望持续增长。短期受到智能手机出货量需求疲软影响，短期12寸晶圆类产品进入调整相位，长期来看折叠屏、多摄、云计算、5G等依然有望持续落地 提升对算力和存储芯片需求。图19：全球300mm晶圆产能（左轴）及增速（右轴）900080007000600050004000300020001000020062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022300mm晶圆产能（Kwafers/Month）增速（%）60%50%40%30%20%10%0%-10%数据来源：SUMCO，摩尔定律效用减缓，存储类芯片需求量有望进一步增大。首先摩尔定律年限逐渐放缓，摩尔定律原计划的3年时间现在逐渐难以实现。对于DRAM来说20nm以下工艺很难将晶体管尺寸再缩减一半，同时NAND存储电路2D结构尺寸缩减无法进行，因此转向3D结构来寻求工艺进步带来的存储容量提升。同时对于DRAM和NAND来说，尺寸减小带来的存储器单位容量差逐渐变大，因此需要跟多的晶圆来生产更多存储器来实现预期存储容量。图20：存储器晶圆需求量有望进一步提升图21：存储器领域的摩尔定律逐渐放缓（KWafers/Month）1600140012001000800600400200020172018201920202021Forlogic(<=16nm)formemory(<=10nm)（nm）存储器的摩尔定律逐渐放缓DRAMUSEOFEUV7060504030201002007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212D-NAND3D-NANDDRAM数据来源：SEMI，数据来源：SUMCO， 图22：仅靠尺寸缩小无法满足存储器性能提升需求（Index）（Index）DRAMIncreaseduetoscalingCAGR(17-21)=10-14%DRAMbit-growthCAGR(17-21)=24%NANDIncreaseduetoscalingCAGR(17-21)=20-24%NANDbit-growthCAGR(17-21)=40%50050040040030030020020010010002016201720182019202020210201620172018201920202021数据来源：SUMCO，供给端：国产设备实力差距逐步缩小，14nm进入验证阶段国内半导体设备追赶效果成果明显，部分半导体设备已初步具备全球竞争力水平。国产半导体设备可以分为两个阶段，第一个阶段为空白期，国产设备2000年才进入开始刻蚀机、离子注入机、光刻机等阶段，差距国际水平20年左右。2003年后开始步入追赶阶段，08年主线实现主要关键装备、材料的研发布局、2010年大陆半导体设备才正式进入生产线考核验证。2017年国产14纳米设备已经实现与国外设备同步验证。国产设备累计稳定流片8000万片，关键关键装备销售275台，其他装备超千台。图23：国产设备与国际先进技术水平差距逐渐拉小空白期追赶期（重点攻克关键节点）14nm10nm22nm28nm2-3年32nm2016年12英寸，14nm45nm3-4年65nm90nm0.11um0.13um6年2014年12英寸，28nm0.25um8年2011年12英寸，40nm0.35um0.5um2003年承接国家863计划20年2007年8英寸，100nm技术代1990199520002005201020152020数据来源：北方华创官网，国内半导体设备厂商销售收入依然处于起步阶段，部分企业具备出口交货能力。根据中国半导体协会统计，2016年中国半导体设备（包括光伏、LED、面板、集成电路等领域）销售额为425亿元，同比增长31.83%，中国前十强企业总收入43.96亿元，仅占国内市场分额的10%左右。国内半导体设备主要产品以单晶炉晶体生长设备、刻蚀机、清洗设备为主，在高端光刻机等领域依然依赖于高端设备进口。前十半导体设备厂商中北方华创、中微半导体、上海微电子、盛美半导体、格兰达等已经具备出货交货能力。 表3：2016年中国半导体设备销售排名排名公司半导体设备销售收入（亿元）中国市场份额出口交货值（亿元）主要产品1中电科电子装备集团有限公司*9.282.18%0刻蚀机、PECVD、离子注入机等2浙江晶盛机电6.651.56%0单晶炉等晶体生长设备3深圳捷佳伟创6.551.54%2.23单晶炉等晶体生长设备、清洗设备等4北方华创5.771.36%0.07刻蚀机、CVD设备、清洗机、封装设备等5中微半导体设备4.851.14%1.87高端刻蚀机6上海微电子装备2.90.68%0.34光刻机、晶圆检测设备等7北京京运通2.680.63%0多晶硅铸锭炉、单晶炉等晶圆生长设备8天通吉成2.140.50%0微电子、精密加工设备9盛美半导体设备1.640.39%1.64镀铜、抛铜设备、单晶圆清洗设备10深圳格兰达智能装备1.50.35%0.73激光打标机等自动化设备数据来源：中国半导体协会，国产装备关键节点布局逐渐完善，先进节点同步国外步入验证。目前国内半导体在关键设备领域均已经实现相应布局覆盖，其中12英寸28nm节点关键制程设备除光刻机外，均已实现批量应用。同时国内客户接受度逐渐提升，中微半导体的介质刻蚀机，北方华创的硅刻蚀机、PCV设备，上海盛美的清洗设备等国产12英寸设备已经在生产线上实现批量应用。同时一部分14nm的国产设备也同外国设备一起开始进入生产线步入验证。表4：部分国产12英寸设备在生产线上实现批量应用设备类型厂商技术节点主要应用工艺关键制程设备物理气相沉积PVD北方华创65-28nmHMDEP、AIDEPPECVD沈阳拓荆65-28nmPEOXDEP硅刻蚀机北方华创65-28nmSTIETCH介质刻蚀机中微半导体65-28nmAIOETCH、PASSETCH离子注入机北京中科信65-28nmWELLIMP辅助设备立式炉北方华创65-28nmPolyDEP、AAOX单片退火设备北方华创65-28nmAnneal清洗设备上海盛美65-28nmWaferrecycle清洗设备北方华创65-28nmPost-ETclean光罩清洗设备瑞择微电子90nmMaskClean化学机械研磨设备天津华海清科Waferreclaim检测设备光学尺寸测量睿励科学仪器65-28nmFilmThickness数据来源：《砥砺奋进中的国产集成电路装备产业》——纪安宽、2017.10， 表5：中国内地已有9项应用于14nm的装备开始进入生产线步入验证类型厂商工艺应用关键制程设备硅刻蚀机北方华创STIETCHHMPVD设备北方华创HMDEPLPCVD北方华创Sio2FilmDepositionAIPVD设备北方华创AIDEPALD北方华创Hi-Kinsulator介质刻蚀机中微半导体AIOETCH、PASSETCH辅助设备单片退火设备北方华创Anneal清洗机上海盛美Waferrecycle检测设备光学尺寸测量设备睿励科学仪器FilmThickness/OCD数据来源：《砥砺奋进中的国产集成电路装备产业》——纪安宽、2017.10，供需共振设备迎来投资大周期晶圆厂设备采购时间一般为投产前1年左右开始，投产后1年完成相关晶圆厂设备采购。根据我们的统计，中国内地目前在建的晶圆厂：12寸晶圆厂共16条，投资额合计6,058亿元；8寸晶圆厂共6条，投资额合计247亿元。另外计划建设的晶圆厂13条，其中有披露投资额的合计4,946亿元。 量产时间动工时间月产能/K晶圆尺寸/投资金额英寸类型生产项目名称地点公司表6：目前中国内地在建的22座晶圆厂南京紫光集团紫光集团南京3DNANDFLASH、2016年9月2017年12月4066亿元12代工厂电路Fab16中芯国际深圳图像传感器、逻辑中芯国际深圳DRAM存储器12100亿美元1002017年2月2019年2月上海中芯国际北京中芯国际中芯国际上海SN1&SN2逻辑晶片代工厂12675亿元702016年10月2018年3月中芯国际北京B3逻辑晶片代工厂1240亿美元352016年10月2018年6月长江存储武汉武汉长江存储2016年12月2018年7月10080亿美元12存储器3DNANDFlash长江存储武汉二线武汉长江存储一线逻辑芯片、3DNANDFlash存储器1280亿美元1002016年3月2017年12月武汉长江存储2016年6月2018年7月2030亿美元12代工厂逻辑晶片台积电南京TSMC(南京)南京台积电长江存储武汉DRAM存储器1280亿美元1002020年6月三线西安三星三星西安Fab1二期3DNANDFlash代工厂1243亿美元1002016年10月2018年12月重庆美国AOS美国AOS重庆联华电子厦门MOSFET新功率半导体器件代工厂1210亿美元702016年3月2017年12月厦门联华电子Fab12X代工厂1262亿美元502015年10月2017年10月2015年3月2017年10月135.3亿元4012代工厂LCD驱动芯片力晶合肥晶合12英寸产线合肥力晶上海逻辑芯片代工厂12387亿元402016年12月2018年12月合肥子合肥长鑫/兆易创新海Fab2合肥长鑫/兆易创新合肥DRAM代工厂12494亿1252017年5月2019年2月华力微电华力微电子上泉州福建晋华福建晋华泉州DRAM及NANDFlash存储器12370亿元602016年7月2018年9月淮安德科玛德科玛淮安CIS芯片及测封代工厂1215亿美元602016年3月2017年12月无锡SK海力士SK海力士无锡扩大产能存储器1236亿美元402017年7月2019年4月北京燕东燕东北京代工厂848亿元502017年6月2019年6月杭州士兰集成士兰集成杭州代工厂810亿元202016年7月2017年12月德科玛淮安淮安德科玛F2电源管理芯片代工厂810亿美元402016年3月2017年12月大连大连宇宙大连宇宙大连半导体功率器件存储器824亿元2402016年10月2018年10月厦门三安光电三安光电厦门代工厂630亿元302015年12月2017年12月数据来源：根据各公司公告、集微网、digitimes等整理，同时我们认为国内半导体设备已经完全具备8寸成熟产线设备生产制造能力，具备28nm节点以上部分关键制程设备（刻蚀机、离子注入机、薄膜沉积设备）、检测设备、辅助设备以及封装设备的生产制造能力，有望全面受益于本轮晶圆厂设备投资热潮。 表7：国内半导体设备市场空间测算2015201620172018E2019E2020E2021E2022E占设备比重总投资（亿元）4906331,2242,1861,9121,9551,4261,015其中：设备投资（亿元）3943996331,5501,6041,7021,212800核心制程设备薄膜沉积设备70.371.3113.0276.9286.6304.0216.5143.017.9%光刻设备96.097.3154.3377.9391.2415.0295.5195.124.4%刻蚀设备38.639.262.1152.1157.5167.1119.078.59.8%离子注入设备10.610.717.041.743.245.832.621.62.7%检测设备过程工艺控制35.636.157.3140.3145.2154.0110.072.49.1%CP&FT测试30.130.548.4118.5122.7130.192.661.27.6%后道外观测试0.80.81.33.13.23.42.41.60.2%辅助设备清洗设备24.324.639.195.799.1105.174.849.46.2%厂务设备9.810.015.838.740.142.530.320.02.5%封装设备封装设备36.537.058.7143.8148.8157.9112.474.29.3%数据来源：SEMI，Gartner，产业链相关标的北方华创、中微半导体（科创板已受理）、长川科技（广发机械联合覆盖）、至纯科技（广发机械覆盖）等。风险提示技术更新换代风险；下游投资不及预期风险；专利风险等。 '