半導體設備" target="_blank">半導體設備行業(yè)是半導體芯片制造的基石

　　半導體設備指半導體產(chǎn)品在制造和封測環(huán)節(jié)所要用到的所有機器設備，廣義上也包括生產(chǎn)半導體原材料所需的機器設備。主要有：光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設備、離子注入機、測試機、分選機、探針臺等。根據(jù)半導體行業(yè)內(nèi)“一代設備，一代工藝，一代產(chǎn)品”的經(jīng)驗，半導體產(chǎn)品制造要超前電子系統(tǒng)開發(fā)新一代工藝，而半導體設備要超前半導體產(chǎn)品制造開發(fā)新一代產(chǎn)品。因此半導體設備行業(yè)是半導體芯片制造的基石，擎起了整個現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)，是半導體行業(yè)的基礎和核心。

　　根據(jù)國際貨幣基金組織測算，每1美元半導體芯片的產(chǎn)值可帶動相關電子信息產(chǎn)業(yè)10美元產(chǎn)值，并帶來100美元的GDP，這種價值鏈的放大效應奠定了半導體行業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位。半導體與信息安全的發(fā)展進程息息相關，世界各國政府都將其視為國家的骨干產(chǎn)業(yè)，半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平逐漸成為了國家綜合實力的象征。

　　圖表1：半導體設備支撐10倍大的芯片制造產(chǎn)業(yè)，對信息產(chǎn)業(yè)有成百上千倍的放大作用

　　隨著半導體行業(yè)的迅速發(fā)展，半導體產(chǎn)品的加工面積成倍縮小，復雜程度與日俱增，生產(chǎn)半導體產(chǎn)品所需的制造設備需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術，具有技術壁壘高、制造難度大及研發(fā)投入高等特點。半導體設備價值普遍較高，一條制造先進半導體產(chǎn)品的生產(chǎn)線投資中設備價值約占總投資規(guī)模的75%以上，半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展衍生出巨大的設備需求市場。

　　半導體設備以晶圓制造設備為主

　　集成電路設備包括晶圓制造設備、封裝設備和測試設備等，晶圓制造設備的市場規(guī)模占比超過集成電路設備整體市場規(guī)模的80%。

　　圖表2：半導體設備在半導體產(chǎn)業(yè)鏈中的位置示意圖（以集成電路為例）

　　晶圓制造設備從類別上講可以分為刻蝕、光刻、薄膜沉積、檢測、涂膠顯影等十多類，其合計投資總額通常占整個晶圓廠投資總額的75%左右，其中刻蝕設備、光刻設備、薄膜沉積設備是集成電路前道生產(chǎn)工藝中最重要的三類設備。根據(jù)SEMI統(tǒng)計，按全球晶圓制造設備銷售金額占比類推，目前刻蝕設備、光刻機和薄膜沉積設備分別占晶圓制造設備價值量約24%、23%和18%。

　　圖表3：集成電路各類設備銷售額占比（單位：%）

　　隨著集成電路芯片制造工藝的進步，線寬不斷縮小、芯片結構3D化，晶圓制造向7納米、5納米以及更先進的工藝發(fā)展。由于普遍使用的浸沒式光刻機受到波長限制，14納米及以下的邏輯器件微觀結構的加工將通過等離子體刻蝕和薄膜沉積的工藝組合——多重模板效應來實現(xiàn)，使得相關設備的加工步驟增多。未來，刻蝕設備和薄膜沉積設備有望正成為更關鍵且投資占比最高的設備。

　　全球半導體制造設備行業(yè)分析

　　2013年以來，隨著全球半導體行業(yè)整體景氣度的提升，半導體設備市場也呈增長趨勢。根據(jù)SEMI統(tǒng)計，全球半導體設備銷售額從2013年的約318億美元增長至2018年的621億美元，年均復合增長率約為14.33%，高于同期全球半導體器件市場規(guī)模的增速。

　　圖表4：2013-2018年全球全球半導體設備銷售額（單位：億美元，%）

　　全球半導體設備市場目前主要由國外廠商主導，行業(yè)呈現(xiàn)高度壟斷的競爭格局。根據(jù)VLSI Research統(tǒng)計，2018年全球半導體設備系統(tǒng)及服務銷售額為811億美元，其中前五大半導體設備制造廠商，由于起步較早，憑借資金、技術、客戶資源、品牌等方面的優(yōu)勢，占據(jù)了全球半導體設備市場65%的市場份額。

　　圖表5：2018年全球前五大半導體設備制造商系統(tǒng)及服務收入排名（單位：億美元，%）

　　在上述的國際一流公司中，阿斯麥在光刻機設備方面形成寡頭壟斷。應用材料、東京電子和泛林半導體是提供等離子體刻蝕和薄膜沉積等工藝設備的三強?？铺彀雽w是檢測設備的龍頭企業(yè)。

　　中國半導體設備行業(yè)進口依賴度高

　　從需求端分析，根據(jù)SEMI統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2018年半導體設備在中國大陸的銷售額為128億美元，同比增長56%，約占全球半導體設備市場的21%，已成為僅次于韓國的全球第二大半導體設備需求市場。

　　圖表6：2013-2018年中國大陸半導體設備銷售額及增速（單位：億美元，%）

　　從供給端分析，根據(jù)中國電子專用設備工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2018年國產(chǎn)半導體設備銷售額預計為109億元，自給率約為13%。中國電子專用設備工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計的數(shù)據(jù)包括集成電路、LED、面板、光伏等設備，實際上國內(nèi)集成電路設備的國內(nèi)市場自給率僅有5%左右，在全球市場僅占1-2%，技術含量最高的集成電路前道設備市場自給率更低。

　　圖表7：2013-2018年國產(chǎn)半導體裝備產(chǎn)業(yè)銷售額（單位：億元，%）

　　對應巨大的需求缺口，中國半導體設備進口依賴的問題突出，專用設備大量依賴進口不僅嚴重影響我國半導體的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，也對我國電子信息安全造成重大隱患。

　　下游客戶資本性支出波動及行業(yè)周期性情況

　　半導體產(chǎn)業(yè)鏈的下游為半導體終端產(chǎn)品以及其衍生的應用、系統(tǒng)等。半導體終端需求會影響半導體制造行業(yè)的發(fā)展。而在半導體制造產(chǎn)業(yè)中，半導體設備行業(yè)的下游客戶是晶圓廠。當半導體終端需求增長時，晶圓廠會加大資本性支出，擴大其生產(chǎn)規(guī)模，開始建設新廠或進行產(chǎn)能升級。隨著晶圓廠的資本性支出加大，半導體設備銷售也會隨之增長。因此，半導體設備銷售的周期性和波動性較下游半導體制造行業(yè)更大。

　　圖表8：1984年-2018年半導體行業(yè)資本性支出波動情況（單位：%）

　　總體而言，半導體行業(yè)發(fā)展歷程遵循一個螺旋式上升的過程，放緩或回落后又會重新經(jīng)歷一次更強勁的復蘇。近年來，隨著半導體行業(yè)整體景氣度的提升，全球半導體設備市場呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。隨著半導體產(chǎn)業(yè)日趨成熟，特別是集成電路和微觀器件產(chǎn)業(yè)不斷地出現(xiàn)更多半導體產(chǎn)品，半導體終端應用越來越廣。隨著終端應用逐漸滲透到國民經(jīng)濟各個領域，下游客戶晶圓廠的資本性支出的波動和行業(yè)周期性有望降低。

　　全球半導體產(chǎn)能向中國大陸轉移，推動國內(nèi)設備行業(yè)大力發(fā)展

　　作為全球最大的半導體消費市場，我國對半導體器件產(chǎn)品的需求持續(xù)旺盛，中國半導體市場規(guī)模2013年至2018年年均復合增長率為14.34%。市場需求帶動全球產(chǎn)能中心逐步向中國大陸轉移，持續(xù)的產(chǎn)能轉移帶動了大陸半導體整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模和技術水平的提高。

　　SEMI所發(fā)布的近兩年全球晶圓廠預測報告顯示，2016至2017年間，新建的晶圓廠達17座，其中中國大陸占了10座。SEMI進一步預估，2017年到2020年的四年間，全球預計新建62條晶圓加工線，其中中國大陸將新建26座晶圓廠，成為全球新建晶圓廠最積極的地區(qū)，整體投資金額預計占全球新建晶圓廠的42%，為全球之最。

　　圖表9：全球半導體產(chǎn)業(yè)轉移路徑圖

　　在《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》和國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金的推動下，半導體產(chǎn)業(yè)鏈加速向中國大陸轉移，中國半導體市場在國際市場中的分量和占比將進一步提升。在未來的幾年中有望接力韓臺，承接全球半導體產(chǎn)能的第三次轉移。

　　半導體產(chǎn)業(yè)兩次規(guī)模性的轉移除了制造中心的轉移外，新興市場迅速崛起的因素也不可忽視。日本的家電產(chǎn)業(yè)以及韓國、臺灣的PC、手機等新興市場的快速發(fā)展帶動了半導體技術整體升級，在產(chǎn)業(yè)鏈逐步細化的過程中，對行業(yè)內(nèi)部進行了重新洗牌。可以說新興市場的崛起有如催化劑一般助力半導體產(chǎn)業(yè)快速轉移。

　　圖表10：全球半導體轉移過程中伴隨的新興產(chǎn)業(yè)

　　以上數(shù)據(jù)及分析均來自于前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國半導體產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃和企業(yè)戰(zhàn)略咨詢報告》。