芯片（集成電路）制造技術(shù)是當(dāng)今世界最高水平微細(xì)加工技術(shù)，是全球高科技國力競爭的戰(zhàn)略必爭制高點(diǎn)。根據(jù)美國市場研究機(jī)構(gòu)IC Insights的統(tǒng)計(jì)，2016年全球前20大半導(dǎo)體公司中，包括美國的英特爾、高通、美光、德州儀器、蘋果、英偉達(dá)、格羅方德、安森美，日本的東芝、索尼、瑞薩，歐洲的恩智浦、英飛凌、意法半導(dǎo)體以及臺(tái)灣臺(tái)積電、聯(lián)發(fā)科、聯(lián)華電子，韓國則有兩家公司上榜，分別是三星、海力士。其中有9家公司營收超過100億美元，前20強(qiáng)的門檻是44.55億美元。中國大陸最大的半導(dǎo)體公司華為海思以37.62億美元的營收無緣榜單。

2016年全球半導(dǎo)體行業(yè)前20強(qiáng)，中國大陸無緣

除名單中的3家純晶圓代工廠外，剩余17家半導(dǎo)體芯片公司總銷售額占全球半導(dǎo)體總銷售額（3571億美元）的68%，與2006年的58%相比，前17大半導(dǎo)體公司占比提升了10個(gè)百分點(diǎn)。全球半導(dǎo)體行業(yè)的壟斷程度和行業(yè)集中度在持續(xù)增加。

半導(dǎo)體公司發(fā)展極度依靠規(guī)模效應(yīng)和產(chǎn)品周期，屬于精細(xì)化分工的資本密集型行業(yè)。我國公司進(jìn)入半導(dǎo)體集成電路行業(yè)很晚，幾乎落后世界20年。因此，我國在半導(dǎo)體市場一直處于追趕狀態(tài)。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2017年我國集成電路設(shè)計(jì)、制造、封測三個(gè)產(chǎn)業(yè)分別實(shí)現(xiàn)收入2073.5億/1448.1億/1889.7億，同比+26.1%/+28.5%/+20.8%，顯著高于全球市場增長率。但是，我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈先進(jìn)工藝嚴(yán)重匱乏，導(dǎo)致國內(nèi)市場對國外高端產(chǎn)品進(jìn)口依賴嚴(yán)重，約七成的集成電路產(chǎn)品依賴進(jìn)口。進(jìn)口總金額已經(jīng)超過同期原油進(jìn)口金額，成為中國第一大進(jìn)口商品。

從設(shè)備端看，CVD（化學(xué)氣相淀積設(shè)備）、刻蝕機(jī)、分布重復(fù)光刻機(jī)和引線鍵合機(jī)占進(jìn)口金額比例較大，前三者為制造環(huán)節(jié)最重要的三種機(jī)器設(shè)備，技術(shù)門檻高，單臺(tái)價(jià)值量大；引線鍵合機(jī)則歸屬于封測環(huán)節(jié)。

2008年到2017年我國集成電路進(jìn)口金額，約七成的集成電路產(chǎn)品依賴進(jìn)口

目前，我國12 英寸晶圓先進(jìn)封裝、測試生產(chǎn)線設(shè)備的國產(chǎn)化率已經(jīng)可以達(dá)到 70%以上。12 英寸、90-28nm 制程的國產(chǎn)集成電路晶圓設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入國內(nèi)外大規(guī)模集成電路主流生產(chǎn)線。全球范圍內(nèi)，集成電路設(shè)備研發(fā)水平在12英寸10納米以下，生產(chǎn)水平則已經(jīng)達(dá)到12英寸14納米。我國設(shè)備廠商的研發(fā)水平為12英寸14 納米，生產(chǎn)水平處于12英寸28納米階段。就現(xiàn)狀看，我國集成電路工藝水平與國外先進(jìn)水平尚存一定差距，在此大環(huán)境之下，國內(nèi)設(shè)備廠商尚無法與國外公司在技術(shù)上形成對壘。

需求大增，產(chǎn)能有限，硅片漲價(jià)帶動(dòng)存儲(chǔ)器漲價(jià)

從2017年初開始，硅片的價(jià)格便不斷上漲。全球硅片市場Q1合約價(jià)平均漲幅約達(dá)10%，Q2硅片價(jià)格繼續(xù)上漲，累計(jì)漲幅已超過20%，Q3合約價(jià)再調(diào)漲10%左右，且漲價(jià)趨勢正快速從12英寸硅片向8英寸與6英寸蔓延。目前，信越半導(dǎo)體及SUMCO勝高的12寸硅片簽約價(jià)已從2016年的75美元/片漲至120美元/片，漲幅高達(dá)60%。

自2017年Q1開始，硅片連續(xù)漲價(jià)，預(yù)計(jì)漲價(jià)趨勢將持續(xù)

根據(jù)日經(jīng)新聞報(bào)導(dǎo)，日本硅片巨頭SUMCO預(yù)估2018年12寸硅晶圓價(jià)格有望進(jìn)一步回升約20%(即2018年Q4價(jià)格將較2016年Q4高出40%以上) ，且2019年也將持續(xù)回升。我們認(rèn)為，隨著芯片應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，硅晶圓供不應(yīng)求，半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)入高景氣周期。

SUMCO預(yù)估2018年12寸硅晶圓漲價(jià)持續(xù)

三星電子、美光科技以及SK海力士三大巨頭直接占據(jù)了90%以上的芯片市場份額。韓國三星在2017年的存儲(chǔ)器漲價(jià)中最為受益。三星是全球最大的存儲(chǔ)芯片廠商，其DRAM產(chǎn)品市占率約48%，NAND Flash產(chǎn)品市占率約35.4%。

據(jù)公司財(cái)報(bào)顯示，2017年第二季度，三星營收增長19.8%，凈利潤增長89%，高達(dá)99億美元，不僅打破了自己的最高單季度凈利潤記錄，還首次超過了蘋果公司。2017年第三季度，三星收入545億美元，同比增長29.7%，凈利潤127.6億美元，同比增長179.47%。2017年前三季度，三星總收入1524.56億美元，同比2016年的1304.46億美元增長16.8%。前三季度存儲(chǔ)器的瘋狂漲價(jià)為三星帶來338.1億美元的利潤，同比增長92.3%。

在終端業(yè)務(wù)因電池門事件失利之后，半導(dǎo)體業(yè)務(wù)成為三星利潤持續(xù)高增長的主要來源。2017年全年三星實(shí)現(xiàn)營收239.58萬億韓元（約合2234.56億美元），同比增長19%，營業(yè)利潤實(shí)現(xiàn)53.65萬億韓元（約合500.39億美元），同比增長83%。其中，芯片業(yè)務(wù)營收達(dá)690億美元，占總營收的31%，超過了英特爾628億美元的公司整體營收。

與三星類似，截至2017年12月31日的第四季度，SK海力士營收達(dá)9萬億韓元，同比增長69%，運(yùn)營利潤達(dá)到4.5萬億韓元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過上年同期的1.54萬億韓元。

美光、海力士、南亞DRAM平均銷售價(jià)格變動(dòng)幅度

回看中國國內(nèi)，存儲(chǔ)器領(lǐng)域仍是整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈最為薄弱的環(huán)節(jié)之一。2017年上半年，華為爆發(fā)閃存門事件：華為P10系列手機(jī)的閃存疑似采用MIC顆粒和TLC顆粒混用，閃存規(guī)格縮水導(dǎo)致最低讀寫速度只能達(dá)eMMC5．1的標(biāo)準(zhǔn)（200M/S），和官方宣傳的UFS2．1（700M/S）的傳輸速度大相徑庭。華為的閃存門事件體現(xiàn)出中國在存儲(chǔ)領(lǐng)域絕對弱勢地位，以手機(jī)為代表的國內(nèi)消費(fèi)電子核心元器件依舊處于受制于人的局面。

受益于技術(shù)進(jìn)步，半導(dǎo)體芯片應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大

從下游需求來看，先進(jìn)的制程工藝對硅片質(zhì)量要求提高。全球晶圓代工大廠：臺(tái)積電、三星電子、英特爾進(jìn)入高端制程工藝競賽，20nm以下的先進(jìn)工藝將在整個(gè)晶圓代工中的比例越來越高，先進(jìn)的工藝對高質(zhì)量大硅片的需求越來越大。

半導(dǎo)體制造工藝與技術(shù)方案的演進(jìn)情況

另外，存儲(chǔ)芯片市場爆發(fā)顯著拉動(dòng)12英寸硅片需求。DRAM、NAND Flash 等存儲(chǔ)芯片均采用12英寸晶圓為主，根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)，2017年 DRAM銷售額飆升74%，NAND銷售額強(qiáng)勁增長44%。同時(shí)三星、SK海力士、英特爾/美光（雙方是合作關(guān)系）、東芝等廠商全力投入3D NAND擴(kuò)產(chǎn)，3D NAND的投資熱潮將刺激300mm（12英寸）大硅片的市場需求。

DRAM、NAND Flash的發(fā)展技術(shù)藍(lán)圖

加上受益于汽車電子，消費(fèi)電子，人工智能等行業(yè)的快速發(fā)展，半導(dǎo)體芯片的應(yīng)用范圍急速擴(kuò)大。智能手機(jī)的出貨量增長和創(chuàng)新升級將帶動(dòng)指紋識別芯片和攝像頭CIS芯片的需求增加，汽車電子的普及也將帶動(dòng)汽車半導(dǎo)體快速增長，此外還有物聯(lián)網(wǎng)MCU微控制器等IC芯片開始快速增長，這些需求端的擴(kuò)大都為8英寸和12英寸硅片帶來新的增量。

為此，全球范圍內(nèi)興建晶圓代工廠，尤其是中國大陸的晶圓廠將爆發(fā)式擴(kuò)張，對于原材料硅片的需求預(yù)期將進(jìn)一步上升。我們預(yù)計(jì)2018-2019年硅片供需狀況將更加緊張。SEMI的統(tǒng)計(jì)，預(yù)估2017年到2020年的四年間，將有26座新晶圓廠在中國大陸投產(chǎn)，成為全球新建晶圓廠最積極的地區(qū)，整個(gè)投資計(jì)劃占全球新建晶圓廠的比例高達(dá)百分之42%（全球共62座），成為全球新建投資最大的地區(qū)。

全球半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)歷了三次產(chǎn)業(yè)大遷徙

導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)于上世紀(jì)五十年代起源于美國，之后共經(jīng)歷了三次大規(guī)模產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。

半導(dǎo)體的三次轉(zhuǎn)移

第一次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移起始于20世紀(jì)60年代，集成電路封裝業(yè)（組裝）首先由美國向日本轉(zhuǎn)移。封裝業(yè)屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，美國將封裝業(yè)從制造業(yè)中分離出來，轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)成本更低的亞洲國家。日本抓住產(chǎn)業(yè)機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)了組裝線的全面自動(dòng)化。之后，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)以DRAM為切口快速崛起，憑借其大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)取得低成本和可靠性優(yōu)勢，快速滲透全球市場。日本的DRAM市占份額迅速超越美國，躍居世界首位。1986 年，日本企業(yè)在全球 DRAM 市場所占份額達(dá)到了80%，成為世界半導(dǎo)體中心。

第二次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移發(fā)生在20世紀(jì)90年代，全球范圍內(nèi)開始了以互聯(lián)網(wǎng)為核心的技術(shù)革命，日本的半導(dǎo)體優(yōu)勢地位被韓國取代。日本由于房地產(chǎn)泡沫破裂，大財(cái)團(tuán)缺少資金對產(chǎn)業(yè)進(jìn)行升級，導(dǎo)致日本在該領(lǐng)域未能做好充分準(zhǔn)備。不同于大型主機(jī)對DRAM質(zhì)量和可靠性的高要求， PC對DRAM的主要訴求轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)。韓國、臺(tái)灣、新加坡通過技術(shù)引進(jìn)和勞動(dòng)力成本優(yōu)勢，很快取代了日本DRAM的國際地位，1998年，韓國成為DRAM第一生產(chǎn)大國。90年代后期，晶圓代工模式逐漸興起，芯片設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)分離，以臺(tái)灣為代表的晶圓代工廠改寫了全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)制造模式。第二次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移后，半導(dǎo)體行業(yè)形成了世界范圍內(nèi)美國、韓國、臺(tái)灣等國家和地區(qū)多頭并立的局面。

2020年底，預(yù)計(jì)將有17個(gè)12寸廠投產(chǎn)，總數(shù)達(dá)117個(gè)

半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)歷兩次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移后，目前正借助消費(fèi)電子時(shí)代向中國轉(zhuǎn)移。二十一世紀(jì)以來，我國由于具備勞動(dòng)力成本等多方面的優(yōu)勢，正在承接第三次大規(guī)模的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。如今，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的驅(qū)動(dòng)力已經(jīng)由PC進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為下游的消費(fèi)電子產(chǎn)品。IC insights公布的2016年全球智能手機(jī)前14強(qiáng)名單中，中國占了10個(gè)，以智能手機(jī)為主導(dǎo)的移動(dòng)通訊將為我國半導(dǎo)體行業(yè)帶來新的爆發(fā)點(diǎn)。

國產(chǎn)手機(jī)占全球半壁江山

集成電路產(chǎn)業(yè)的國際轉(zhuǎn)移形成的結(jié)果是美國、日本在微電子產(chǎn)業(yè)中的份額不斷下降，而亞洲/太平洋地區(qū)（除日本）由于各方面比較優(yōu)勢，逐漸成為全球微電子產(chǎn)業(yè)增長最快的地區(qū)。

追趕國外龍頭，提高晶圓制造工藝是關(guān)鍵

英特爾創(chuàng)始人戈登·摩爾提出摩爾定律：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍，從而要求集成電路尺寸不斷變小。

概括之，集成電路有“更快、更小、更便宜”的發(fā)展趨勢，因此對基礎(chǔ)材料單晶硅提出了大直徑和無缺陷的要求，硅的純度要在11個(gè)9以上（即99.999999999%），同時(shí)硅片也沿著大尺寸的趨勢發(fā)展。目前主流的硅片為 300mm（12英寸）、200mm（8英寸）和150mm（6英寸），其中300mm硅片自2009 年開始市場份額超過 50％，到2015年的份額已經(jīng)達(dá)到78％，根據(jù)SEMI預(yù)計(jì)2020年將占硅片市場需求大于84％的份額。

英特爾公司單個(gè)芯片晶體管數(shù)目增長趨勢驗(yàn)證了摩爾定律的有效性

摩爾定律長期以來鞭策半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)做出驚人發(fā)展，半導(dǎo)體制程不斷突破制造極限。根據(jù)IC insights公布的技術(shù)路線圖，國際龍頭廠商對半導(dǎo)體工藝的研究已經(jīng)到了10nm以下。半導(dǎo)體龍頭企業(yè)Intel預(yù)計(jì)2018年將量產(chǎn)10nm FinFET，宣稱堪比其他代工企業(yè)的7nm技術(shù)；臺(tái)積電、三星、Global Foundries均計(jì)劃在2018年完成7nm FinFET技術(shù)的量產(chǎn)，但EUV 的導(dǎo)入時(shí)間不一致：三星在2017年5月就推出應(yīng)用EUV的7nm 解決方案，2018年將量產(chǎn)，而臺(tái)積電和Global Foundries 預(yù)計(jì)2019年才使用EUV 提升光刻質(zhì)量；聯(lián)電目前處于14nm FinFET的量產(chǎn)階段。

半導(dǎo)體行業(yè)硅晶圓尺寸進(jìn)化史

在尖端的制程技術(shù)，只有屈指可數(shù)的高端玩家才能跟進(jìn)，從人才和資金上負(fù)擔(dān)得起下一步的研發(fā)需求。尤其在晶圓制造環(huán)節(jié)，我國和國外廠商相去甚遠(yuǎn)。晶圓制造作為半導(dǎo)體制造中極其重要的一環(huán)，是將經(jīng)過IC設(shè)計(jì)廠精密設(shè)計(jì)的電路，通過光刻、離子注入、拋光等一系列工藝步驟轉(zhuǎn)移到硅晶圓上來，從而制造出具備所需功能的IC芯片。

20世紀(jì)80年代之后，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分工進(jìn)一步細(xì)化使得純粹進(jìn)行晶圓生產(chǎn)的半導(dǎo)體代工業(yè)在臺(tái)灣興起。我國由于缺乏先進(jìn)制程技術(shù)，國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)完成后，往往需要依靠臺(tái)灣或國外代工廠的支持生產(chǎn)芯片。

經(jīng)過十幾年的發(fā)展，我國晶圓制造工藝與先進(jìn)水平的差距正在逐漸縮小。根據(jù)《電子工程世界》的數(shù)據(jù)，目前12英寸生產(chǎn)線的65/55納米、45/40納米、32/28納米工藝產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn)；16/14納米關(guān)鍵工藝技術(shù)已展開研發(fā)并取得一定的技術(shù)突破和成果；8英寸生產(chǎn)線的技術(shù)水平覆蓋0.25微米~0.11微米。目前，我國集成電路制造企業(yè)的工藝水平已提升至28納米，作為中國內(nèi)地規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的集成電路芯片制造企業(yè)，根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察的判斷，中芯國際2018年將完成28nm的HKC+量產(chǎn)，同時(shí)2019年量產(chǎn)14nm FinFET。

國際龍頭半導(dǎo)體工藝制程

設(shè)備國產(chǎn)化是必然選擇：設(shè)備需求龐大+核心工藝遭遇國外技術(shù)封鎖

隨著下游半導(dǎo)體行業(yè)景氣度的持續(xù)提升以及晶圓制程工藝的不斷升級，全球迎來半導(dǎo)體晶圓廠的投資熱潮。同時(shí)，晶圓廠投資熱潮帶動(dòng)了上游半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)高增長。

2018年中國將成全球第二半導(dǎo)體設(shè)備市場（億美元）

根據(jù)SEMI報(bào)告，2017-2020年間，全球?qū)⑿陆?2座半導(dǎo)體晶圓廠，中國大陸地區(qū)將占26 座，其中12英寸（300mm）晶圓廠也將占到大比例。根據(jù)格羅方格晶圓廠的數(shù)據(jù)為例，晶圓廠80%的投資用于購買設(shè)備。所以晶圓廠的投資熱度勢必將大幅帶動(dòng)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)的發(fā)展。

中國半導(dǎo)體設(shè)備市場增速

根據(jù)SEMI 于2017年12月公布的年終預(yù)測，2017年全球半導(dǎo)體制造設(shè)備銷售額將增長35.6%，達(dá)到559億美元，這標(biāo)志著半導(dǎo)體設(shè)備市場首次超過了2000年的市場高點(diǎn)477億美元。預(yù)計(jì)2018年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場的銷售額將增長7.5%，再次打破歷史記錄，達(dá)到601億美元。其中2017年晶圓加工設(shè)備將增加37.5%，達(dá)到450億美元。前端部分，包括FAB設(shè)施設(shè)備、晶圓制造和掩模設(shè)備，預(yù)計(jì)將增加45.8%至26億美元。封裝設(shè)備部分將增長25.8%，至38億美元，而半導(dǎo)體測試設(shè)備預(yù)計(jì)今年將增長22%，達(dá)到45億美元。

分地區(qū)來看，2018年中國的設(shè)備銷售增長率將最高，為49.3%，達(dá)到113億美元。2018年，韓國、中國和臺(tái)灣地區(qū)預(yù)計(jì)將保持前三的市場排名，韓國將以169億美元保持在榜首。SEMI預(yù)計(jì)中國將以113億美元成為世界第二大市場，而臺(tái)灣地區(qū)的設(shè)備銷售額將接近113億美元。

晶圓制造環(huán)節(jié)，關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化有待突破

晶圓制造指的是根據(jù)設(shè)計(jì)出的電路板圖，通過爐管、濕刻、淀積、光刻、干刻、注入、退火等不同工藝流程在半導(dǎo)體晶圓基板上形成元器件和互聯(lián)線，最終輸出整片已經(jīng)完成功能及性能實(shí)現(xiàn)的晶圓片。該產(chǎn)業(yè)屬于典型的資產(chǎn)和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。根據(jù)格羅方德晶圓廠數(shù)據(jù)，總投資的80%用于購買設(shè)備。全部設(shè)備中的80%是晶圓制造設(shè)備，20%是封測及其他設(shè)備。

半導(dǎo)體芯片制造工藝流程

晶圓制造設(shè)備中，光刻機(jī)，刻蝕機(jī)，薄膜沉積設(shè)備為核心設(shè)備。分別占晶圓制造環(huán)節(jié)的23%，30%，25%。

其中光刻機(jī)是半導(dǎo)體芯片制造的最核心設(shè)備，技術(shù)難度最高，單臺(tái)設(shè)備價(jià)格在2000萬美金以上，一個(gè)晶圓廠需要幾臺(tái)左右，高端領(lǐng)域已被荷蘭ASML所壟斷，市場份額高達(dá)80%。ASML新出的EUV光刻機(jī)可用于試產(chǎn)7nm制程，平均價(jià)格高達(dá)1億美元，最先進(jìn)的可達(dá)3-4億美元。而在國內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先的上海微電子裝備有限公司已量產(chǎn)的光刻機(jī)中，性能最好的是能用來加工90nm芯片的光刻機(jī)；在全球晶圓代工大廠臺(tái)積電、三星電子、英特爾展開20nm以下制程工藝競賽的今天，國產(chǎn)光刻機(jī)在技術(shù)上的落后顯而易見。

其次是薄膜沉積（CVD&PVD）設(shè)備，單價(jià)在200-300萬美元，一個(gè)晶圓廠需要30臺(tái)左右。AMAT在CVD設(shè)備和PVD設(shè)備領(lǐng)域都保持領(lǐng)先，而北方華創(chuàng)、沈陽拓荊等國內(nèi)企業(yè)正在突破：其中北方華創(chuàng)可應(yīng)用于14nm制程的HM PVD和AI PVD設(shè)備開始進(jìn)入生產(chǎn)線驗(yàn)證，應(yīng)用于28nm制程的PVD設(shè)備已量產(chǎn)。

2016年全球晶圓制造類主要設(shè)備市場規(guī)模 （單位：百萬美元）

再者是刻蝕機(jī)，單價(jià)在200萬美元左右，一個(gè)晶圓廠需要40-50臺(tái)刻蝕機(jī)，行業(yè)龍頭是Lam Research。國產(chǎn)刻蝕機(jī)的市場份額已從1%提升至6%：中微半導(dǎo)體的16nm刻蝕機(jī)已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)，7-10nm刻蝕機(jī)設(shè)備已達(dá)到世界先進(jìn)水平；北方華創(chuàng)可應(yīng)用于14nm制程的硅刻蝕機(jī)也開始進(jìn)入生產(chǎn)線驗(yàn)證。

2016年大陸半導(dǎo)體設(shè)備制造企業(yè)：IC設(shè)備份額占40%(泛半導(dǎo)體領(lǐng)域還包括光伏和LED)，同比+28.5%；出口為6.94億元，同比+12.7%

國家政策與資金持續(xù)加碼，設(shè)備投資占比尚低

目前國家分別從政策層面和資金層面強(qiáng)力推動(dòng)半導(dǎo)體國產(chǎn)化的進(jìn)程。2014年，國家發(fā)布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，提出建立從晶片到終端產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)劃，其中強(qiáng)調(diào)在設(shè)備材料端要在2020年之前打入國際采購供應(yīng)鏈這一目標(biāo)。2015年，國家集成電路大基金成立，首期募集資金達(dá)1387.2億人民幣，以直接入股方式，對半導(dǎo)體企業(yè)給予財(cái)政支持或協(xié)助購并國際大廠。

現(xiàn)在大基金二期正在醞釀中，預(yù)計(jì)不低于千億規(guī)模。此外，截止到2017 年 6月，由“大基金”撬動(dòng)的地方集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(包括籌建中)達(dá) 5145 億元，加上大基金，中國大陸目前集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金總額高達(dá) 6532 億元，如果再加上醞釀中“二期”大基金，規(guī)模將直逼一萬億。

大基金承諾投資方向的主要比例，目前設(shè)備端僅占8%

國家集成電路的大基金已經(jīng)進(jìn)入了密集投資期，大基金在上中下游布局的企業(yè)數(shù)量眾多，涵蓋了IC設(shè)計(jì)，晶圓制造，和芯片封測等領(lǐng)域。設(shè)備企業(yè)投資較少，只有少數(shù)幾家例如長川科技，大基金持股比例為7.5%。

我們認(rèn)為，未來大基金和國家產(chǎn)業(yè)政策在設(shè)備方面的投資力度和政策扶持會(huì)加快。我們預(yù)計(jì)，設(shè)備國產(chǎn)化是IC國產(chǎn)化的重中之重！

大基金一期重點(diǎn)在制造，晶圓代工28nm和存儲(chǔ)是關(guān)鍵：截至2017年9月，大基金累計(jì)投資55個(gè)項(xiàng)目，涉及40家IC企業(yè)，承諾出資1003億，實(shí)際出資653億。目前的投資中，制造的投資額占比為 65%、設(shè)計(jì)占 17%、封測占 10%、裝備材料占 8%。芯片制造環(huán)節(jié)目前已經(jīng)支持了中芯國際等先進(jìn)制程的晶圓代工廠以及長江存儲(chǔ)等存儲(chǔ)器制造廠；設(shè)計(jì)領(lǐng)域則主要在CPU、FPGA等高端芯片領(lǐng)域展開投資；封裝測試領(lǐng)域重點(diǎn)支持長電科技、華天科技、通富微電等項(xiàng)目。

相比之下，大基金在裝備和材料環(huán)節(jié)的投資規(guī)模和力度要小很多，但仍然在推進(jìn)光刻、刻蝕、薄膜沉積等核心裝備的發(fā)展。大基金二期將會(huì)適當(dāng)加大對于設(shè)計(jì)業(yè)的投資，圍繞國家戰(zhàn)略和新興行業(yè)，比如智能汽車、智能電網(wǎng)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G 等領(lǐng)域進(jìn)行投資規(guī)劃。

大基金主要投資方向和被投企業(yè)

總的來說，目前國家大基金在設(shè)備和材料端的投資比例尚低，一共僅8%。我們認(rèn)為，在集成電路這樣的技術(shù)和資產(chǎn)密集型產(chǎn)業(yè)，并且屬于精細(xì)化分工的產(chǎn)業(yè)，只有實(shí)現(xiàn)設(shè)備國產(chǎn)化才能夠掌握最核心的工藝，才能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的國產(chǎn)化，預(yù)計(jì)未來國家資金會(huì)繼續(xù)不斷地向設(shè)備端傾斜。

半導(dǎo)體設(shè)備壟斷程度高，國產(chǎn)設(shè)備差距大

2016年全球半導(dǎo)體專用設(shè)備前十名制造商（美國應(yīng)用材料，荷蘭ASML等）的銷售規(guī)模達(dá)到了379億美元，市占率高達(dá)92%。而中國半導(dǎo)體設(shè)備前十名制造商的銷售額約7.3億美元，在收入規(guī)模上差距大。其根本原因還是來自技術(shù)上的差距。

全球前十大半導(dǎo)體設(shè)備廠商

集成電路行業(yè)屬于典型的技術(shù)推動(dòng)和資本密集型行業(yè)，目前我國的設(shè)備自制率僅為14%左右，且集中于后道的封測環(huán)節(jié)（技術(shù)難度低）。未來隨著國家02專項(xiàng)的繼續(xù)推進(jìn)和國家集成電路大基金的資金到位，關(guān)鍵設(shè)備領(lǐng)域如光刻機(jī)，刻蝕機(jī)，薄膜沉積設(shè)備等均有望實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

我國前十大半導(dǎo)體設(shè)備廠商

技術(shù)封鎖也是導(dǎo)致半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化困難重重的現(xiàn)實(shí)原因。瓦圣那協(xié)議于1996年5月12日于荷蘭瓦圣納簽署，最初只有33個(gè)國家簽署。協(xié)定包括加入管制敏感性高科技輸往中國等國家。瓦圣那協(xié)議是第一個(gè)涵蓋傳統(tǒng)武器與敏感性軍商兩用商品，以及科技的國際多邊出口管制協(xié)議?；谠搮f(xié)議，中國在半導(dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)展只能依靠進(jìn)口國外落后的設(shè)備和自主研發(fā)設(shè)備。

大陸帶動(dòng)全球半導(dǎo)體投資大增，國產(chǎn)設(shè)備市場空間超百億

根據(jù)SEMI 2018年的最新數(shù)據(jù)顯示，2017全球晶圓廠設(shè)備支出569億元，同比+38%，2018年全球晶圓廠設(shè)備支出將超600億美元，同比+9%，2019年為651億美元，同比增長5%，2016年-2019年連續(xù)四年同比增幅為正，復(fù)合增長率為16%，是自1990年代中期以來首次連續(xù)四年正增長，體現(xiàn)了全球晶圓廠投資將呈現(xiàn)強(qiáng)勢態(tài)勢。

2017年全球晶圓設(shè)備支出同比+38%，2016年-2019年連續(xù)正增長創(chuàng)紀(jì)錄，CAGR16%

根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)， 2017年中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備需求達(dá)68.4億美元，同比增長5.88%，2018年預(yù)測超過100億美元，同比增長57%，2019年同比增長60%，達(dá)172億美元。中國大陸設(shè)備支出金額預(yù)計(jì)于2019年成為全球支出最高的地區(qū)。由此可見，中國大陸市場是此輪晶圓制造設(shè)備支出增長的巨大推動(dòng)市場。我們判斷，該需求主要來源于過去兩年中國大陸大舉興建晶圓廠引發(fā)的設(shè)備投資潮。

自2013年至今中國大陸晶圓廠設(shè)備支出始終為正增長，2019年預(yù)測值達(dá)172億美元，同比+60%

全球設(shè)備投資的大幅增長與近年全球興建晶圓廠的大趨勢正相關(guān)。過去兩年全球共興建十七座12寸晶圓廠，有十座設(shè)在中國大陸，同期間日本與韓國僅各增加一座產(chǎn)線。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2017年全球有62座晶圓廠動(dòng)工，其中中國大陸有26座晶圓廠動(dòng)工。中國大陸所有晶圓廠設(shè)備投資仍以外資為主。不過2019年本土企業(yè)可望提高晶圓廠投資，占中國大陸所有相關(guān)支出的比重也將從2017年的33%，增至2019年的45%。目前，國內(nèi)在建共計(jì)21條12寸晶圓產(chǎn)線，包括漢新芯第二期、合肥長鑫十二寸DRAM工廠、臺(tái)積電南京晶圓代工廠、德科瑪淮安十二寸廠等，SEMI預(yù)測中國大陸將成為全球半導(dǎo)體十二寸廠的最大聚集區(qū)。

全球興建晶圓廠數(shù)量，2018年-2019年將成為設(shè)備大舉進(jìn)場節(jié)點(diǎn)

晶圓廠從建設(shè)開工—封頂完工—設(shè)備裝機(jī)—投產(chǎn)—量產(chǎn)整個(gè)周期需要三到五年，2016-2017年年中國大陸興建晶圓廠潮將帶來2018-2019年的設(shè)備投資潮，全球半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)將會(huì)出現(xiàn)前所未見的欣欣向榮局面。

全球晶圓制造設(shè)備銷售額2017年達(dá)450億美元，同比+53.43%

晶圓制造設(shè)備支出是總設(shè)備支出中的重要部分，平均占總設(shè)備支出80%的份額。2017年全球晶圓制造設(shè)備銷售額持續(xù)攀升，達(dá)450億美元，同比+53.43%，增長率遠(yuǎn)超封測設(shè)備及其他設(shè)備。根據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)口徑，中國晶圓制造設(shè)備資本支出將在2018-2019年合計(jì)達(dá)166.24億美元，合1047.31億人民幣，占中國半導(dǎo)體資本支出的60%，2015-2019年復(fù)合增長率20.55%。然而中國大陸作為世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新的增長極，中國大陸設(shè)備在全球晶圓生產(chǎn)設(shè)備市場份額僅有4%，供給和市場份額極不匹配。

2016年中國大陸設(shè)備占全球設(shè)備空間的4%，和中國市場的需求極其不匹配

晶圓制造設(shè)備根據(jù)環(huán)節(jié)不同，有不同分類。生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)擴(kuò)散區(qū)（Thermal Process）、光刻區(qū)（Photolithography）、刻蝕區(qū)（Etch）、離子注入（Ion Implant）、薄膜生長（Dielectric Deposition）、拋光（CMP）、金屬化（Metallization）七個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)加上貫穿整個(gè)生產(chǎn)過程的表面檢測（Test）分別對應(yīng)了不同生產(chǎn)設(shè)備，如下表列式。

晶圓制造環(huán)節(jié)對應(yīng)設(shè)備，包括前端工序和晶圓加工

晶圓制造設(shè)備國產(chǎn)化的最大阻礙是設(shè)備驗(yàn)證周期長，核心技術(shù)壁壘高。設(shè)備企業(yè)投資周期長：產(chǎn)品從迭代開發(fā)階段需要經(jīng)過原理機(jī)、α機(jī)、β機(jī)、γ機(jī)等多代機(jī)型開發(fā)，并經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)測試。在送到客戶現(xiàn)場后，需經(jīng)過試生產(chǎn)階段運(yùn)行、測試，最終才能大批量上產(chǎn)線。核心技術(shù)壁壘高：越先進(jìn)的制程工藝設(shè)備造價(jià)越高。光刻機(jī)通常被視為晶圓廠最大的產(chǎn)能瓶頸，也就是微縮工藝的核心設(shè)備。荷蘭ASML在光刻領(lǐng)域幾乎實(shí)現(xiàn)壟斷。國產(chǎn)設(shè)備商想要超越，還有很長的一段路要走。

國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備市占率不斷提升。根據(jù)中國電子專用設(shè)備協(xié)會(huì)（CEPEA）的統(tǒng)計(jì)，2016年國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備在中國大陸市場占有率約11%，其中IC設(shè)備占全部半導(dǎo)體設(shè)備銷售的49%。在新建集成電路生產(chǎn)線的推動(dòng)下，2018-2020年國產(chǎn)集成電路設(shè)備年均增長率將超過25%。2020年，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷售收入將達(dá)150億元，市場占有率將達(dá)到約20%，IC設(shè)備銷售預(yù)計(jì)將達(dá)到50億元。進(jìn)一步細(xì)分，在進(jìn)口晶圓制造設(shè)備種類方面，占進(jìn)口金額比例較大的主要為薄膜沉積（CVD）、刻蝕機(jī)、光刻機(jī)，前三者為制造環(huán)節(jié)的核心設(shè)備，技術(shù)門檻高，單臺(tái)價(jià)值量大。

2018-2020年國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷量增速預(yù)計(jì)為25%， 2020年市占率可達(dá)20%

國產(chǎn)晶圓制造設(shè)備，未來三年超百億市場空間

核心假設(shè)

1、中國設(shè)備市場空間假設(shè)：中國晶圓制造設(shè)備市場需求處于上升階段，根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)線性外推，估計(jì)2015-2020年中國市場CAGR32.43%。

2、晶圓制造各環(huán)節(jié)設(shè)備比例假設(shè)：根據(jù)VLSI Research 2017年公布的數(shù)據(jù)，晶圓制造設(shè)備中，擴(kuò)散設(shè)備、光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備、離子注入設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、外觀檢測設(shè)備、拋光設(shè)備、清洗設(shè)備投資額占生產(chǎn)設(shè)備比例為1%、23%、30%、2%、25%、13%、4%、2%。

3、國產(chǎn)設(shè)備比例假設(shè)：根據(jù)中國電子專用設(shè)備協(xié)會(huì)（CEPEA）預(yù)測，2020年國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備市占率達(dá)20%。我們假設(shè)國產(chǎn)化程度以技術(shù)難度由高到低分為三個(gè)梯隊(duì)，來估計(jì)未來不同設(shè)備國產(chǎn)化比例。第一梯隊(duì)光刻設(shè)備國產(chǎn)占有率2015年為1%，2020年達(dá)5%。第二梯隊(duì)國產(chǎn)刻蝕設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備市占率2015年為5%，2020年達(dá)10%。第三梯隊(duì)擴(kuò)散設(shè)備、外觀檢測設(shè)備、離子注入設(shè)備、拋光清洗設(shè)備國產(chǎn)市占率2015年為10%，2020年達(dá)20%。

4、匯率假設(shè)：為了簡便計(jì)算，取美元：人民幣比例為1:6.3。

根據(jù)SEMI口徑，我們預(yù)測國產(chǎn)晶圓制造設(shè)備市場空間2018-2020年CAGR為87%

結(jié)論：根據(jù)測算，2018年國產(chǎn)晶圓生產(chǎn)設(shè)備市場空間39.9億元，增速53.55%，2019年達(dá)70.82億元，增速77.5%，2020年達(dá)140億元，增速96.98%。2018-2020年累計(jì)市場空間達(dá)250億元，CAGR 為87%。

隨著半導(dǎo)體芯片國產(chǎn)化的呼聲愈演愈烈，半導(dǎo)體制造設(shè)備的國產(chǎn)化進(jìn)程將會(huì)不斷加速。只有加強(qiáng)研發(fā)水平、提高技術(shù)能力，才能提高國產(chǎn)設(shè)備競爭力。

從興建中晶圓廠投資端測算：國產(chǎn)設(shè)備需求遠(yuǎn)超設(shè)備端測算，內(nèi)資晶圓廠商有望利好國產(chǎn)設(shè)備

在2017年全球半導(dǎo)體資本支出突破569億美元大關(guān)中，3D NAND大廠、DRAM原廠、晶圓代工廠均大力擴(kuò)產(chǎn)，搶占市場。根據(jù)草根調(diào)研，目前國內(nèi)新開工的12寸晶圓廠，一條已于2017年底量產(chǎn)，產(chǎn)能4萬片/月；投產(chǎn)未量產(chǎn)的共計(jì)兩條，產(chǎn)能9萬片/月；已開工未投產(chǎn)的產(chǎn)線十二條，產(chǎn)能預(yù)計(jì)83-84萬片/月；在計(jì)劃中未開工產(chǎn)線六條，約55萬片/月產(chǎn)能，累計(jì)超萬億人民幣投資，帶來近百億人民幣制造設(shè)備投資需求，激發(fā)出半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)難得一見的巨大商機(jī)。我們從這21條產(chǎn)線的角度測算國產(chǎn)晶圓制造設(shè)備的市場空間。

核心假設(shè)

1、設(shè)備采購時(shí)間線假設(shè)：以中芯國際8寸晶圓廠生產(chǎn)周期為例，項(xiàng)目于2005年10月開始動(dòng)工建設(shè)，2006年12月18日開始設(shè)備遷入，2007年4月開始試生產(chǎn)?？梢缘贸鼋Y(jié)論，一般晶圓廠一般從開工到設(shè)備搬入需要一年到兩年左右時(shí)間，而半年后開始投產(chǎn)，投產(chǎn)后再過一年量產(chǎn)。我們從投產(chǎn)前半年為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算設(shè)備采購時(shí)間，并以三年為基準(zhǔn)計(jì)算總設(shè)備投資額釋放比例。若尚未投產(chǎn)，以簽訂時(shí)間后推兩年開始計(jì)算。

2、晶圓制造設(shè)備支出占總資本支出假設(shè)：根據(jù)格羅方德晶圓廠投資數(shù)據(jù)，總投資80%用于設(shè)備采購。全部設(shè)備中的80%是晶圓制造設(shè)備，20%是封測及其他設(shè)備。因此，合理假設(shè)晶圓制造設(shè)備支出占晶圓廠總資本支出比例為64%。

3、國產(chǎn)晶圓制造設(shè)備市占率假設(shè)：同前文。即我們假設(shè)國產(chǎn)化程度以技術(shù)難度由高到低分為三個(gè)梯隊(duì)，到2020年國產(chǎn)設(shè)備占有率分別為5%/10%/20%。

國內(nèi)12寸目前新建的內(nèi)外資21條產(chǎn)線，其中14條有內(nèi)資參與，利好國產(chǎn)化設(shè)備

根據(jù)國產(chǎn)21條12寸晶圓廠產(chǎn)線情況，綜合考慮晶圓廠建設(shè)時(shí)間線、設(shè)備投資比例，我們測算出2018年國產(chǎn)晶圓制造設(shè)備市場空間達(dá)71億元，2019年市場空間137億元，同比增長93.97%，2020年180億元，同比增長31%。上章以SEMI口徑設(shè)備端測算的2018-2020年的市場空間250億人民幣還是略微保守，從興建晶圓廠的投資端看，2018-2020年累計(jì)市場空間預(yù)計(jì)達(dá)387億元。

由于目前芯片制造自主可控的呼聲愈來愈大，集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求倒逼芯片國產(chǎn)化提速。因此，實(shí)際晶圓廠興建速度可能加快，采購國產(chǎn)設(shè)備的比例可能更大，實(shí)際增長率可能更高。

結(jié)論：2018-2020年國產(chǎn)晶圓制造設(shè)備市場空間增速分別為157%， 94%和31%， 2018-2020年累計(jì)市場空間387億元，CAGR 為59%。平均每年超百億的市場空間在機(jī)械行業(yè)中難得一見。

由此可以預(yù)見，從2018年上半年開始，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備市場空間將開始快速增長趨勢。我們認(rèn)為，全球半導(dǎo)體設(shè)備投資正處于新一輪快速增長期，設(shè)備市場在未來幾年將持續(xù)呈現(xiàn)繁榮景象，中國地區(qū)2018年設(shè)備銷售將超預(yù)期增長。

好風(fēng)也要憑借力，好的市場環(huán)境也需要國產(chǎn)設(shè)備擁有過硬的技術(shù)、扎實(shí)的量產(chǎn)能力。如今，我國集成電路產(chǎn)業(yè)重大科技02專項(xiàng)支持的幾款裝備都已經(jīng)進(jìn)入考核期，有一些已經(jīng)大批量生產(chǎn)。例如中微半導(dǎo)體刻蝕機(jī)，現(xiàn)今已銷售過百臺(tái)，沈陽拓荊12英寸PECVD、上海瑞麗光學(xué)測量設(shè)備、北方華創(chuàng)12英寸氧化爐以及刻蝕機(jī)、中科信離子注入機(jī)等16種12英寸制造設(shè)備已經(jīng)經(jīng)過主流生產(chǎn)線驗(yàn)證，28nm制程已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。上海微電子500系列步進(jìn)投影光刻機(jī)已經(jīng)占到國內(nèi)封測市場80%以上的份額。還有倒裝機(jī)、刻蝕機(jī)、PVD、清洗機(jī)等設(shè)備均已滿足先進(jìn)技術(shù)的要求。我們預(yù)計(jì)到2018年，將有40多種裝備可以通過生產(chǎn)一線用戶的考核，進(jìn)入采購。國產(chǎn)高端集成電路設(shè)備技術(shù)和市場競爭力將進(jìn)一步提升，縮小和國際先進(jìn)水平的差異。