今天我們來看下半導(dǎo)體行業(yè)的上游：半導(dǎo)體設(shè)備，這或?qū)⑹切酒袠I(yè)又一個產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的重點領(lǐng)域。

　　中國大陸目前對半導(dǎo)體設(shè)備的需求占到全球市場的15%，15%的市場份額看似不多，已經(jīng)是2014年的兩倍且仍有進(jìn)一步上升的預(yù)期。這說明了什么？說明國內(nèi)正在加緊興建晶圓產(chǎn)能，從而激發(fā)了對上游半導(dǎo)體設(shè)備的需求。

　　半導(dǎo)體設(shè)備有很高的技術(shù)門檻，國內(nèi)企業(yè)由于起步晚，技術(shù)水平與美日比較仍有差距，整體而言，半導(dǎo)體核心設(shè)備的國產(chǎn)化率不到15%。

　　然而，隨著國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蛋糕越做越大，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)也慢慢開始崛起，有能力和實力從美日企業(yè)手中搶占國內(nèi)市場份額。尤其是技術(shù)領(lǐng)先的國內(nèi)企業(yè)，未來國產(chǎn)替代的空間巨大。那么在眾多類型的半導(dǎo)體設(shè)備中，誰會率先實現(xiàn)國產(chǎn)替代呢？

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　　半導(dǎo)體設(shè)備需求空間近3000億

　　我們在前面的文章中分析過，在芯片產(chǎn)業(yè)鏈中，國內(nèi)的最大短板在芯片制造，芯片制造甚至比芯片設(shè)計更難，因為需要投入巨額的設(shè)備資本，還有高技術(shù)門檻。在芯片加工過程中有多道工序，且每道工序的合格率都必須達(dá)到99.99%，才能確保最后的總體合格率在90%以上。

　　芯片制造相當(dāng)于喜馬拉雅山，我們必須登頂成功，才能解決芯片產(chǎn)業(yè)的最大短板問題。于是近幾年，全國各地出現(xiàn)了興建半導(dǎo)體制造產(chǎn)能的浪潮。據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEMI）預(yù)估，2017-2020年全球新投產(chǎn)的62座晶圓廠中有26座來自中國大陸。

　　為什么國內(nèi)要興建如此多的半導(dǎo)體廠？那是因為人們預(yù)期5G和人工智能的發(fā)展將帶來對半導(dǎo)體新增的需求。當(dāng)然部分也受全球貿(mào)易局勢的影響，別人不供給，得靠自己。沒有芯片，何談5G和AI？

　　券商根據(jù)目前在建以及計劃興建的生產(chǎn)線，計算出未來國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備的需求空間在2808億元。這塊大蛋糕不可能都給外資，國內(nèi)成長起來的半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)必將分得一杯羹。

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　　哪個環(huán)節(jié)將率先國產(chǎn)替代？

　　半導(dǎo)體的加工分工晶圓制造（前道）、中道和封裝（后道）三個步驟。相應(yīng)的，半導(dǎo)體設(shè)備可分為晶圓處理設(shè)備，測試設(shè)備、封裝設(shè)備以及其他設(shè)備(包括掩膜版/光罩、晶圓制造設(shè)備等)。其中，晶圓處理設(shè)備占比最大。據(jù)SEMI估計，2018年晶圓處理設(shè)備的投資占到整體設(shè)備投資的81%。

　　具體到晶圓處理生產(chǎn)線，又分為7個環(huán)節(jié)步驟，分別是擴散→光刻→刻蝕→離子注入→薄膜生長→拋光→金屬化，每個步驟均需要不同種類的半導(dǎo)體設(shè)備。

　　這其中光刻機、刻蝕機和薄膜沉積設(shè)備（PVD+CVD）在晶圓處理設(shè)備中的投資額占比最大，分別為30%、20%、25%，屬于核心設(shè)備。

　　圖：晶圓處理設(shè)備的價值量構(gòu)成比例

　　這三類占比最大，但是技術(shù)門檻也一樣的高。目前，尖端技術(shù)基本掌握在外企手中，是一個寡頭壟斷的市場，市場前三名都霸占了90%以上的市場，其中行業(yè)老大基本吃掉一半左右的市場。

　　也就是說，我國半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)即便能吃到，也是占很小的份額。這三種設(shè)備，按照國產(chǎn)化率由高到低排序，分別是刻蝕機＞薄膜沉積設(shè)備＞光刻機。

　　國產(chǎn)化率越高，說明國產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)越成熟。由此，哪個設(shè)備將率先實現(xiàn)國產(chǎn)替代一目了然。那就是刻蝕設(shè)備。據(jù)SEMI估計，到2020年，國內(nèi)刻蝕設(shè)備的國產(chǎn)率將達(dá)到20%。

　　跟大家科普下，刻蝕是用化學(xué)或者物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要的材料的過程，可謂是半導(dǎo)體的“雕刻刀”。刻蝕又分干法刻蝕和濕法刻蝕，其中干法刻蝕是主流，濕法刻蝕僅用于大尺寸，或者是在干法刻蝕后幫忙清楚殘留物。

　　數(shù)據(jù)來源：中微公司招股說明書

　　上面是一層結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)步驟，就像一座平房，而實際上集成電路是一個甚至多達(dá)60層的“摩天大樓”，這60層每一層都需要將上述工序逐個來一遍。一層結(jié)構(gòu)需要十幾個加工步驟，60層的復(fù)雜結(jié)構(gòu)需要約1000個加工步驟，每一步都至關(guān)重要，當(dāng)然也就意味著刻蝕機這把雕刻刀需要一直保持精確的工作。

　　刻蝕設(shè)備有多大市場空間呢？刻蝕設(shè)備投資占晶圓處理設(shè)備投資的比例約為20%，因此，未來中國在建或計劃建設(shè)的半導(dǎo)體工廠對刻蝕設(shè)備的投資額度大約為449億元。

　　而實際可能不只這個數(shù)。因為目前半導(dǎo)體器件的尺寸越來越小，部分環(huán)節(jié)用光刻機不能實現(xiàn)，需要用刻蝕機代替，從14nm到5nm，刻蝕步驟將增加數(shù)倍。當(dāng)然，對刻蝕機的要求也將顯著提高。

　　目前，刻蝕設(shè)備全球三大巨頭分別為韓國的拉姆研究、日本的東京電子和美國的應(yīng)用材料。據(jù)中微半導(dǎo)體的招股說明書，這三家公司的市場份額占比超過90%。

　　雖然刻蝕機目前是國外企業(yè)壟斷的局面，但是國內(nèi)企業(yè)對國產(chǎn)化率的提高也相當(dāng)有信心。據(jù)中微公司創(chuàng)始人預(yù)計，未來刻蝕機的國產(chǎn)化率將達(dá)到50%，非常樂觀。按照其它行業(yè)以往國產(chǎn)替代的速率，這個預(yù)計也并非不能實現(xiàn)。

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　　國內(nèi)代表企業(yè)

　　如果僅看干法刻蝕設(shè)備，目前國內(nèi)供應(yīng)商鳳毛麟角，僅有中微公司（688012）、北方華創(chuàng)（002371）和中電科48所等。

　　其中，中微公司業(yè)務(wù)比較集中，主營就刻蝕設(shè)備、MOCVD設(shè)備兩大塊，技術(shù)也最為先進(jìn)。目前，中微公司5nm刻蝕機已獲全球芯片代工龍頭臺積電的認(rèn)證，2020年，臺積電5nm芯片生產(chǎn)線就會采購中微的產(chǎn)品。

　　表：中微公司前五大客戶

　　中微公司上半年登陸科創(chuàng)板，且是科創(chuàng)板第二市盈率個股，市場矚目。其半年報業(yè)績也很亮眼，上半年共實現(xiàn)營收8億元，同比增速高達(dá)72%；歸母凈利潤3037萬元，同比扭虧為盈。

　　北方華創(chuàng)則于2016年突破了14nm生產(chǎn)技術(shù)，與國際水平的差距僅在兩三年。2018年，北方華創(chuàng)的12英寸14納米集成電路工藝設(shè)備也進(jìn)入了驗證階段。

　　今年一季度，中微半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)共有3臺刻蝕設(shè)備中標(biāo)了國內(nèi)芯片代工領(lǐng)先企業(yè)華虹半導(dǎo)體的生產(chǎn)線，這也從側(cè)面證明了兩家企業(yè)的實力。國內(nèi)企業(yè)只要技術(shù)達(dá)到了，再憑借高性價比往往都能PK外資企業(yè)