从1到N，国产半导体设备大爆发

沉寂了很久的芯片产业又传出一个令人振奋的消息。

在刚刚过去的4月份，中国大陆半导体设备企业中标了67台，国产化率高达62%。

1 巨头环伺，强者愈强

半导体设备主要是指应用于集成电路制造和封测环节的设备，因此又可细分为晶圆制造设备和封装、测试设备，其中制造设备的价值占比高达86%，是最核心的组成部分。

技术壁垒、市场壁垒和客户认知度壁垒，三大难题促使半导体设备逐步走向垄断竞争格局，且市场份额在过去几年加速向头部企业集中。

VLSI Research的统计数据显示，2021年，行业CR5大约为84%，相比2019年的65%大幅提升了近20个百分点。

细分来看，半导体制造设备主要包括薄膜沉积设备、刻蚀设备、光刻机、清洗设备、CMP、离子注入设备、热处理设备、涂胶显影等。其中薄膜沉积、刻蚀和光刻环节的价值量占比最高，分别达到了27%、22%和20%。

▲图片截取自长城国瑞证券

每一细分领域，都被巨头牢牢把持着。

比如，薄膜沉积设备主要包括CVD、PVD、ALD三种，而这基本已经被AMAT（美国应用材料）、Lam Research（拉姆研究）以TEL（东京电子）三家垄断。CVD领域，三者市占率合计达到约70%；PVD设备市场，应用材料一家就占到了85%；ALD设备市场，应用材料和东京电子的市场占有率为60%。

刻蚀设备还是上述三家巨头的天下。根据Gartner的数据，2020年，拉姆研究、应用材料、东京电子在全球刻蚀设备市场中的占比分别为47%、27%和17%。

光刻机更不必多说，几乎全部出自阿斯麦、尼康和佳能三家企业，其中阿斯麦独享高端光刻机市场，在EUV领域根本没有对手。

CMP设备领域，应用材料和日本荏原霸占了全球超90%的市场。

更让人绝望地是，美、日等国在近几年不断推动建立一个排他性的“半导体产业联盟”，试图在行业先天壁垒的基础上再增加人为障碍。

领跑者的圈子文化强化了供应链的马太效应，加上专利封锁，后来者一步落后，步步跟不上。在客户粘性极高、认证壁垒极高的半导体设备领域，这一问题被无限放大。

但是，即便在如此困难的局面下，中国企业依然表现出了极强的韧性。

2 国产替代，逆势反攻

今年4月，在新一轮的大陆半导体设备招标中，国内企业中标了67台，国产化率高达62%。从年度数据来看，去年半导体设备国产化率27.4%，相比2020年的16.8%已有显著提升。

这意味着，历时多年的国产替代，已经进入集中兑现期。

特朗普上台以前，国内主流观念还是“造不如买”，本土晶圆厂基本也都倾向于采购海外头部企业的成熟设备，这样可以尽可能地减少认证周期和成本，进而能在一轮半导体景气周期中快速完成产线建设。

但半导体设备并不能独立发展，需要晶圆厂协同开发，由于缺少验证和导入机会，大陆半导体设备公司在很长一段时间里止步不前。

中 美贸易摩擦是一个重要转折，以中芯国际为代表的国内晶圆厂在设备、原材料领域所面临的断供风险越来越大，迫使相关公司开始扶持本土供应商，大面积国产替代正式起步。

发展到今天，国内半导体设备公司在各个细分领域都已取得了很大成绩。

薄膜沉积设备环节，北方华创与拓荆科技是主要的两大领军企业，其中北方华创已实现了28nm/14nm技术的突破，覆盖PVD、CVD和ALD等全领域。

刻蚀设备环节，国内主要参与者包括中微公司、北方华创和屹唐股份等。其中，中微公司的刻蚀设备包含CCP与ICP，目前CCP已突破7-5nm，在5nm以下也进展顺利。去年公司总共生产交付了298腔CCP刻蚀设备，产量同比大增40%。

光刻环节，上海微电子一马当先，在90nm、110nm、280nm等制程上已全面实现国产化。今年2月，上海微电子交付了首台2.5D\3D先进封装光刻机。按照之前的计划，28nm的光刻机也将在年内完成交付。

CMP设备领域国内参与者主要是华海清科和北京烁科精微电子，其中华海清科是国内*一家实现12英寸CMP设备量产的企业，公司12英寸系列CMP设备产品已经完成批量化应用，制程上也开始向14nm推进，目前已进入验证阶段。

《中国制造2025》规划中指出，到2025年，国内半导体核心基础零部件、关键基础材料应实现70%的自主保障。对比去年不到30%的国产化率，未来空间还很大。只要国内企业能够实现技术突破，订单是完全有保障的。

但相较于存量市场的替代，芯片景气周期所带来的增量市场更值得关注。

3 景气依旧，增量可期

2020年以来，由于智能手机、数据中心、人工智能、新能源汽车等下游需求大幅提升，全球范围内掀起了一股“缺芯潮”，到现在不仅没有缓解，反倒愈演愈烈，各项指标均能印证这一点。

比如库存水平，2019年半导体产品的库存中位数大约是40天，而到了2021年只剩下不到5天。

再比如交货周期，到今年2月，16位处理器通用产品的平均交付周期已经上升44周，相比去年10月份增加了15周。

现在来看，芯片短缺问题在短期内根本无解。根据《2022全球半导体产业大调查》中的数据，有近六成的芯片企业高管认为芯片短缺要到2023年才能解决。

高景气周期下，晶圆厂纷纷扩产锁定利润，资本开支持续攀升。

2021年，全球代工龙头台积电的资本开支高达300亿美元，中芯国际的资本开支也提升到了45亿美元。

进入2022年，晶圆厂继续加大投资力度，台积电将资本开支提升到400-440亿美元，中芯国际则增长至50亿美元。

IC Insights给出的预测是，2022年全球半导体行业资本开支规模将超过1904亿美元，同比增长24%。

根据之前业内的统计数据，晶圆厂的资本开支有70%—80%用于购买设备。也就是说，半导体设备企业的订单量在2022年依然有很大增长空间。

总的来看，国内半导体设备已在成熟制程打破垄断，在存量替代和增量扩张的共振下，大概率将进入商业化高速放量阶段。

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