来源：金融界网站

来源：中银国际证券

上半年全球半导体设备行业龙头仍保持对全年设备订单预期的刚性需求判断，晶圆厂对设备的采购是战略性投资，反观国内晶圆厂自4月初开始恢复设备进场和招标工作，本土晶圆厂投资计划基本上按原计划进行。在中美科技战进一步升级的大背景下，半导体设备与材料的国产化进程得到下游晶圆厂的支持力度有望加大，一线设备与材料龙头延续高增长，引领国产化率进一步提升，二线设备与材料企业将在年内实现离子注入机、涂胶显影、量测设备等的新突破。　

支撑评级的要点

半导体设备行业长期成长性高于短期周期波动，行业集中度提升也是长期趋势。随着每一次信息技术重大突破，半导体设备行业规模产生一次大飞跃，如PC时代支撑设备规模-亿美元，智能手机时代支撑设备规模约亿美元，5G时代支撑设备规模亿美元，同时，市场集中度也在持续提升，过去十年内前五家设备龙头市占率从47％上升至64％，光刻机ASML市占率从65％升至89％。

晶圆厂战略性投资主导其资本开支，新冠疫情影响交付节奏但不影响晶圆厂资本开支预期。我们统计了8家全球半导体设备上市企业，年一季度收入亿美元，环比下滑7％，主要是受到新冠疫情因素影响到设备交付进度和收入确认节奏。一季度收入仍呈现同比增长12％，延续年第四季度同比恢复正增长势头。今年一季度ASML的新增光刻机订单31亿欧元，环比增长28％，同比增长％，ASML单季度订单仍然同比翻倍以上增长，表明设备增长十分强劲，订单受新冠疫情影响不显著，台积电、三星等对先进制程的战略性投资计划维持不变。

本土晶圆厂招投标工作全面恢复，国内半导体设备需求保持旺盛。年至今，中国大陆半导体设备市场需求占全球的1/5，成为全球第二大市场，本土晶圆厂设备采购额约占大陆设备市场的1/2。-年开始规划或动工的第一轮大陆晶圆厂陆续投产，表明产品设计和工艺技术等日趋成熟，随后多个晶圆厂开启了新一轮大规模设备采购大潮。尽管年初受到疫情影响，晶圆厂招投标和设备进场工作短暂停滞，但4月份以来基本上全面恢复，未来几年国内半导体设备需求将继续保持旺盛局面。

半导体产业生态形成，内外部因素共同推动半导体设备国产化。国产设备技术积淀已有15-20余年，但因人才缺乏与研发投入不足，且验证周期长等因素而备受制约。去年以来，科创板IPO、瓦森纳技术管控升级及华为事件对国产半导体设备产生了正面推动，我们预计在-年进入主流晶圆厂工艺验证的关键设备，将在年下半年晶圆厂集中设备招标中进一步扩大市占率，继续看好刻蚀、清洗、CMP、热处理等设备的国产品牌市占率稳中有升，而光刻机、涂胶显影、量测、离子注入机等有望获得从0到1的重大突破。 　　

投资建议

继续看好半导体设备板块，理由包括全球半导体设备需求刚性，国际晶圆厂对先进制程（逻辑和DRAM）的战略性投资维持不变，ASML单季度订单仍然强劲；国内晶圆厂招投标工作全面恢复，今年5月份开始国内晶圆厂进入新一轮工艺设备密集采购时期；国内半导体生态圈成型，瓦森纳及美对海思制裁倒逼设备与材料、软件国产化；一线国产设备将继续实现进口替代，持续提升国产化率，并有潜力进一步开拓海外市场，而二线国产设备企业有望实现从0-1的全面突破。　

评级面临的主要风险

半导体设备国产化进程放缓，零部件进口受到 影响，部分企业因定位低端产品而低于预期，疫情持续影响半导体下游应用领域景气度，中美科技战进一步升级影响到高端设备进口。

半导体设备行业特征：成长性高，集中度提升 　　

行业规模的高成长性大于周期性

过去20多年稳定增长，年均增速8％

半导体设备行业规模，年仅为81亿美元，-3年稳定在-亿美元，4-年稳定在-亿美元，-年攀升至-亿美元，-年全球半导体设备行业市场规模年均增长8％，整体上呈阶段性成长趋势。

Semi预计，年全球晶圆厂资本开支将较年增长24％达到亿美元，较年亿美元提高10％。年晶圆厂资本开支预期中，MemoryFab厂资本开支亿美元，逻辑Fab厂资本开支将达到亿美元。随着5G技术推动半导体设备行业规模将创历史新高。

信息技术进步是半导体设备行业阶段性攀升的推动力

0-年是全球PC互联网时代，半导体制程设备行业的市场规模位于亿美元平均水平（制程设备占到半导体设备行业整体的70％-80％）。到了-年，人类进入了智能手机社交媒体时代，半导体制程设备行业的市场规模上升到亿美元的平均线上。-年，人类将进入了5G、人工智能和物联网时代，半导体制程设备的市场规模增加到亿美元的数量级。

行业高度集中，且集中度一直在上升

全球半导体设备行业市场集中度高

年，行业前三家AMAT、ASML、LamResearch的市场份额合计约占50％，前五家AMAT、ASML、LamResearch、TEL、KLA市占率合计为71％。

根据Gartner及各公司公告数据，各项半导体设备的竞争格局：每类产品均被前1-4家公司寡头垄断：

（1）光刻机：全球EUV％来自ASML，ASML在光刻机市场处于绝对垄断地位；

（2）刻蚀设备：硅基刻蚀主要被Lam和AMAT垄断，介质刻蚀主要被TEL和Lam垄断；

（3）薄膜设备：CVD主要被日立、Lam、TEL、AMAT垄断，PVD被Lam和AMAT垄断

（4）显影设备：TEL处于绝对垄断地位；

（5）离子注入机：全球约70％来自应用材料，18％来自AxcelisTechnologies；

（6）清洗设备：主要来自DNS、Lam、TEL等

（7）CMP：70％来自AppliedMaterials，26％来自Ebara；

（8）热处理：被AppliedMaterials、日立国际电气、TEL垄断；

（9）去胶设备：被PSK、Lam、日立高科技、屹唐半导体；

（10）工艺检测设备：KLA市场份额50％，AppliedMaterials占12％，日立高科技占10％；

（11）划片/减薄机：日本DISCO绝对垄断；

（12）测试设备：被泰瑞达和爱德万双寡头垄断。

行业集中度一直在上升

半导体设备行业前10家公司7年市占率合计66％，到年市占率合计达到81％，提升了15个百分点；前五家公司7年市占率合计57％，到年市占率合计达到71％，提升了14个百分点。

从光刻机销售情况看，ASML、、年市占率连续三年维持在90％上下，而5年ASML仅占55％，ASML市占率在过去十多年内持续上升。

从刻蚀设备竞争格局看，行业集中度也在持续上升：（1）介质刻蚀设备市场上，年TEL、LamResearch垄断了97％的市场份额，而5年两家公司仅占76％；（2）导电刻蚀设备市场上，年LamResearch、AppliedMaterials垄断了86％的市场份额，而5年两家公司仅占74％。

先进制程是战略性投资，新冠疫情不影响晶圆厂资本开支预期

去年三季度以来半导体设备行业显著反转，疫情影响年内交付节奏

北美半导体设备制造1-5月出货额同比增长21％

北美半导体设备制造商5月出货金额为23.46亿美元，环比上升2.9％，同比增长13.6％，1-5月累计出货.60亿美元，同比增长21％，而去年同期同比下滑24％。

国际设备龙头今年一季度收入同比正增长，毛利率相对稳定

我们统计8家全球半导体设备上市企业，年一季度收入亿美元，环比下滑7％，主要是受到新冠疫情因素影响到设备交付进度和收入确认节奏。一季度收入仍呈现同比增长12％，延续年第四季度同比恢复正增长势头。

ASML年一季度收入同比增速放缓至9.5％但保持正增长，因新冠疫情影响到设备交付和收入确认。公司一季度收入实际上仅为24亿欧元，比1月份ASML给出的预期收入31-33亿欧元，相差约8亿欧元，主要是因疫情影响到1亿欧元的服务收入，计划给中国武汉等客户的2亿欧元DUV设备推迟交付，以及5亿欧元EUV设备的交付或收入确认延后。然而，这些设备的交付或收入确认将在后面几个季度陆续完成。ASML维持全年35台合计45亿欧元的EUV设备交付计划不变。

我们选择已公布年一季报的上市公司为例，一季度在去年四季度季度毛利率环比大幅回升的基础上，出现小幅回落，但仍接近45％的正常水平，其中应用材料、TEL、LamResearch、KLA等的毛利率环比去年四季度基本持平。

先进制程产能建设是晶圆厂战略性投资，设备需求刚性

ASML单季度订单延续高增长

今年一季度ASML的新增光刻机订单31亿欧元，环比增长28％，同比增长％，单季度订单金额位居历史第二。相比一季度ASML收入增速放缓至9.5％，ASML单季度订单仍然同比翻倍以上增长，表明设备增长十分强劲，订单受新冠疫情影响不显著。

今年一季度ASML的EUV新增订单达到11台，订单金额约15亿欧元，与历史最高30亿欧元相比有较大差距，但一季度EUV订单金额环比去年四季度增长40％，同比去年一季度新接3台EUV订单共3.9亿欧元金额增长了％，表明TSMC、三星等的先进制程投资强劲，短期因素并不能影响到晶圆厂在先进制程上的战略投资，预计半导体设备行业的市场需求仍然旺盛。

正如LamResearch在今年一季度电话会议提到的那样，从LamResearch的角度来看，客户对设备的需求在年上半年继续保持非常强劲，因为Fab厂的资本支出主要是其战略投资动机引起的，包括代工和存储器技术的工艺节点转变，这些投资都是非常长期和战略性的。　

台积电保持先进制程投资力度

根据台积电最新公告显示，台积电年资本开支亿美元，创下公司历史的新高，公司维持年资本开支预期-亿美元不变，且未来几年将资本开支维持高位，公司将持续对5nm、3nm、2nm先进制程的扩产和研发。

台积电先进制程收入占比过半。年台积电一季度收入中，7nm节点收入占比达到35％，16-7nm先进制程收入占比达到55％。

先进制程对设备需求弹性大。以台积电为例，每个节点的投资额迅速攀升，根据电子发烧友数据，16nm制程1万片产能投资15亿美元，而7nm制程1万片产能投资估计30亿美元，5nm制程1万片产能投资估计50亿美元。

三星加快先进制程追赶步伐

根据DRAMeXchange，三星（Samsung）晶圆代工业务在年资本支出高于年，主要用于扩产7纳米产能与更先进制程研发。三星年4月曾宣布将于年前投入1亿美元发展半导体业务，重点在逻辑IC设计方面。

三星DRAM开始应用EUV技术

根据三星电子主页，三星已于年一季度成功交付基于极紫外光刻（EUV）技术的10纳米级（D1x）DDR4（第四代双倍数据速率）DRAM模块。新款基于EUV的DRAM模块已完成全球客户评估，用于高级个人计算机、移动、企业服务器和数据中心应用。

三星在DRAM生产中采用EUV，EUV将从其第四代10纳米级（D1a）或优质的14纳米级DRAM开始完全部署于三星未来的DRAM中。三星预计年将开始生产基于D1a的第五代双倍数据速率内存（DDR5）和第五代低功耗双倍数据速率内存（LPDDR5）。

本土晶圆厂设备采购全面恢复，设备需求保持旺盛局面

上半年大陆多个晶圆厂取得重大进展

去年9月，华虹半导体（无锡）项目、广州粤芯半导体项目、合肥长鑫DRAM项目均正式投产。今年上半年，国内包括长江存储、广州粤芯、上海积塔、中芯南方、士兰微（厦门）、广东海芯项目等产线也取得新进展。

新冠疫情对晶圆厂产能建设的影响仅仅是短暂性因素：

1、根据集微网报道，2月21日举行的上海市新冠肺炎疫情防控新闻发布会上，上海积塔、华力微电子已全面复工；

2、根据中证网年3月报道，作为国家存储器基地项目的实施主体，长江存储武汉总部通过员工到岗上班和远程办公相结合，已实现全部复工，产能利用率达到73％。

大陆晶圆厂又开始新一轮设备采购

长江存储：已启动新一轮设备采购工作

根据中证网年3月报道，长江存储当时产能为2万片/月，并将尽快达成64层三维闪存产品月产能10万片，另外还将按期（二期）建成30万片/月产能。

根据长江存储扩产节奏，我们估计今年一季度产能达到5K片/月，到年年底产能达到2-2.5万片/月，预计年年底达到5万片/月产能，目前已启动新一轮设备采购以致产能达到7.5万片/月左右。

从长江存储累计招标的41台光刻机采购进度看：

（1）年，长江存储累计采购12台光刻机，其中5台来自Canon，7台来自ASML；

（2）年至年3月，长江存储共采购7台光刻机，其中2台来自Canon，5台来自ASML；

（3）年11月至年1月，长江存储共采购10台光刻机，其中3台来自Canon，7台来自ASML；

（4）年2月至今，长江存储新公布12台光刻机采购计划。

根据中国国际招标网数据，长江存储目前正在招标的工艺设备达到台，其中7月份新公开招标台。　

华力二期：正处于新一轮设备采购中

根据电子工程世界等，年10月18日，华力微电子二期12寸先进生产线正式建成投片，产能达到1万片/月。

华力二期12英寸项目年9月正式启动，总投资亿元，项目在浦东新区康桥工业区南区建设一条月产能4万片，工艺为28-20-14纳米的12英寸集成电路芯片生产线。

根据中国国际招标网，华力二期集中在年9月和年11月合计集中采购了7台光刻机，年7月新采购了4台光刻机，年已累计采购3台光刻机。华力二期光刻机％都由荷兰ASML供应。

根据中国国际招标网数据，华力二期目前正在招标的工艺设备达到51台，相当于总采购数据的8％。

中芯国际：正处于新一轮设备采购中

中芯国际加快大量设备采购工作，如年至今合计采购32.5亿美元工艺设备，设备供应商包括ASML、应用材料、LamResearch、东京电子等。

同时，中芯国际也获得国内资金的大力支持，补充了其资本实力，包括今年5月15日国家大基金、上海小基金向中芯南方注资15亿美元及7.5亿美元，以及中芯国际回归科创板IPO获29家机构战略配售.61亿元，募集资金大幅超预期。

半导体产业生态形成，内外部因素推动设备国产化

内外双重因素利好半导体设备国产化

外部因素：瓦森纳技术管控升级、美国加大对华为海思的技术管控

瓦森纳协议：对高端光刻机、计算光刻软件、大硅片加工技术等技术管控升级。包括进口高端光刻机EUV、浸润式，以及EUV计算光刻软件、14nm制程以内的大硅片加工技术等。

年5月15日，美国商务部针对华为公司出台出口管制新规，全面限制华为购买采用美国软件和技术生产的半导体产品，包括美国本土以外，但被列为美国商务管制清单中的生产设备，要为华为和海思生产代工前，都需获得美国政府许可。美国对华为芯片限制升级，将加速半导体软件、设备和材料的国产化。　

大基金一期、大基金二期支持力度大

据上证报报道，国家集成电路大基金一期，由国开金融、中国烟草、亦庄国投等企业发起，于年9月24日正式设立大基金，一期总规模1亿元，重点投资集成电路芯片制造业，兼顾芯片设计、封装测试、设备和材料等产业，大基金投资的企业包括中微公司、北方华创、沈阳拓荆、晶方科技、三安光电、通富微电、万业企业、雅克科技、长川科技、长电科技等。

大基金二期也已经成立。据企查查显示，国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司已于年10月22日注册成立，注册资本.5亿元，年3月已投资紫光展锐4.％的股权比例，目前正在参与中芯国际科创板IPO定增。　

国内半导体生态圈成型

尽管华为事件升级短期对国内半导体产业链有较大压力，但我国半导体产业链已经形成良性循环的生态圈，包括封装、代工技术、设备、材料等均有20年左右的培育时间，且我国电子通讯消费市场庞大，半导体专用软件、设备、材料等基础技术在本土晶圆产线或设计公司的工艺验证和应用将获得前所未有的发展机遇。

制程设备：国内市场看进口替代，海外市场看国产龙头国际化

国内市场看进口替代

随着全球半导体设备行业进入景气上行阶段，且本土晶圆厂扩张提速，国产设备也将迎来快速发展，同时，国产设备市占率也有望在外部因素倒逼的情况下，加快进口替代步伐。

根据中国国际招标网数据统计，各类制程设备国产化率：

（1）去胶设备：国产化率最高的是去胶设备，主要是屹唐半导体实现了去胶设备国产化；

（2）清洗设备：国产化率约为24％左右，本土品牌主要是盛美半导体、北方华创；

（3）刻蚀设备：国产化率约为23％左右，本土品牌包括中微半导体、北方华创、屹唐半导体；

（4）热处理设备：国产化率约为32％左右，本土品牌包括北方华创、屹唐半导体；

（5）PVD设备：国产化率约为30％左右，本土品牌包括北方华创；

（6）CMP设备：国产化率约为22％左右，本土品牌包括华海清科；

（7）CVD设备：有零的突破，但总体国产化率不高于5％，本体品牌是沈阳拓荆；

（8）量测设备：国产化率3％左右，本土品牌包括上海睿励、中科飞测、上海精测半导体；

（9）离子注入机：仍处于国产化突破前夕，本土品牌包括中科信、凯世通等；

（10）涂胶显影设备：仍处于国产化突破前夕，本土品牌包括沈阳芯源；

（11）刻设备：仍处于国产化突破前夕，本土品牌是上海微电子。　

一线龙头中微、盛美等有望加快国际化

根据集微网、DRAMeXchange等，年底作为5家刻蚀设备供应商之一，中微被TSMC纳入7nm制程设备采购名单，年底其自主研发的5nm等离子刻蚀机经TSMC验证通过。在台积电7nm制程继续扩产，以及5nm制程产线建设期间，中微的等离子刻蚀机台有望迎来旺盛需求，享受5G手机带来对先进制程工艺设备的爆发式需求增长。

根据公司公告，盛美半导体年销售收入中，海力士为其贡献收入1.52亿元占比20％，是公司第三大客户。

测试设备：国产品牌开始迈向SOC和Memory测试市场

半导体测试细分为：SOC测试，RF测试、MemoryIC测试和AnalogIC测试。其中SOC测试占到ATE的64％，MemoryIC和RF测试设备各占15-20％。年全球半导体测试设备市场规模约为55-60亿美元，按64％的比例推算，SOC测试设备市场规模估计为36亿美元。

SOC测试设备市场主要被泰瑞达、爱德万垄断。5G手机SOC芯片测试难度更大，市场集成度有望继续提升。

尽管精测电子、长川科技、北京华峰测控、北京冠中集创、金海通等实现部分测试设备或分选机的国产化突破，但国产品牌主要聚焦在国内较为成熟的电源管理芯片测试设备等领域，而SOC和Memory芯片测试设备仍主要依赖于美国泰瑞达和日本爱德万等进口品牌。精测电子、长川科技、北京冠中集创等布局的数字测试设备急需市场培育。

硅片生长与加工设备：晶盛与晶能双双突破

半导体硅片项目众多，但绝大部分设备依赖进，对日本设备厂商依赖程度高：

（1）长晶炉：进口品牌韩国S-TECH，国产品牌晶盛机电、南京晶能，晶盛机电有望实现长晶炉国产化；

（2）研磨设备：95％以上来自日本，包括设备厂商东京工程、光洋机械、东京精机、HAMAI等；晶盛机电有望实现国产化；

（3）抛光：％依赖进口，外资品牌包括Lapmaster、不二越、OKAMOTO、东京精机；

（4）减薄：％从日本进口，包括DISCO、光洋机械、OKAMOTO（冈本机械）；

晶盛机电实现中环领先长晶炉和切割设备国产化，目前已布局单晶硅棒滚磨一体机、抛光机、双面研磨、晶圆边缘检测设备。

晶盛机电加快在大硅片设备的布局，主要包括：

（1）承担国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”项目的“mm硅单晶直拉生长装备的开发”和“8英寸区熔硅单晶炉国产设备研制”两项课题，已进入产业化阶段；

（2）晶盛机电于年和美国Revasum公司就mm硅片抛光设备达成合作共识，年向市场正式推出8英寸抛光机；

（3）成功研发6-12英寸晶体滚圆机、截断机、双面研磨机及6-8英寸全自动硅片抛光机，已逐步批量销售；年公告新订单4-5亿元；

（4）逐步布局半导体相关辅材、耗材、关键零部件业务，增加了半导体抛光液、阀门、磁流体部件、16-32英寸坩埚等新产品；

（5）参与投资无锡集成电路大硅片生产项目，引进国外先进设备，强化在高端精密加工领域的技术实力，建立技术和产品质量领先的大型高真空精密零部件制造基地。

投资建议及估值探讨

继续看好半导体设备板块，主要依据是：

（1）全球半导体设备需求刚性，国际晶圆厂对先进制程（逻辑和DRAM）的战略性投资维持不变，ASML单季度订单仍然强劲；

（2）国内晶圆厂招投标工作全面恢复，今年5月份开始国内晶圆厂进入新一轮工艺设备密集采购时期；

（3）国内半导体生态圈成型，瓦森纳及美对海思制裁倒逼设备与材料、软件国产化

（4）一线国产设备将继续实现进口替代，持续提升国产化率，并有潜力进一步开拓海外市场；

（5）二线国产设备企业有望实现从0-1的全面突破。　

下半年半导体设备板块催化剂方面，包括：

（1）本土晶圆厂招投标中国产设备市占率提升速度超预期，或者0-1突破的设备进度超预期；

（2）半导体产业链企业科创板IPO募资大幅超预期；

（3）外延并购；

（4）大基金入股。 　　

估值方面：

（1）龙头中微公司对标美国LamResearch，目前LamResearch收入亿美元左右市值亿美元，长期来看中微在刻蚀技术方面是很可能追赶上LamResearch，且中微公司也开启了国际化和平台化的战略。目前中微市值亿美元，相比LamResearch的市值还有比较大的差距；

（2）龙头北方华创对标美国ApplliedMaterials，目前ApplliedMaterials收入亿美元左右市值亿美元，长期来看北方华创在PVD、热处理等技术方面是很可能追赶上ApplliedMaterials，且北方华创也是五大类工艺设备平台。目前北方华创市值亿美元，相比ApplliedMaterials的市值还有比较大的差距；

（3）二线标的精测电子、万业企业、长川科技、华峰测控，均在半导体设备领域具有新业务的发展机遇，且市场空间不断扩张，新业务一旦取得重大突破，将对目前市值是强有力的支撑。其中精测电子、长川科技的PS估值在半导体设备板块领域内处于中下游水平。

风险提示

1、半导体设备国产化进程放缓

新一轮设备采购中，因进口品牌已深切感受到来自国产设备替代进口设备的经营压力，进口品牌可能通过降价压制国产设备扩大市场份额。

2、部分企业因定位低端产品而低于预期

国产设备品牌中，部分企业从低端产品入手切入低端市场，如果国产品牌一旦未能跟上12英寸主流晶圆厂的扩产节奏，今后会遇到发展瓶颈并被市场残酷淘汰的可能。

3、零部件进口受到 影响

尽管 近期尚未恶化，但高度依赖进口的半导体设备零部件一旦受到影响，国产设备集成将面临重大困难。

4、疫情持续影响半导体下游应用领域景气度

全球新冠疫情仍在持续，对海外经济的影响尚未消退，因此半导体下游应用领域如汽车、智能手机线下销售等的恢复将持续受到影响。

5、美国进一步向中国禁售关键半导体设备

由于本土晶圆厂对美国设备的依赖度接近50％，因此一旦美国对出口至我国的关键半导体设备进行约束，我国本土晶圆厂的建产进度将受到影响。