国内半导体设备厂商“自生力”强，多个细分领域完成高程度国产替代

【编者按】2022年，半导体行业依然在挑战中前行。后疫情时代、行业下行、地缘政治等因素仍深刻地影响着全球半导体产业链及生态。来到2023年，全球半导体行业如何发展？新的挑战又会从何而来？为了厘清这些问题，《集微网》特推出回顾展望系列，邀请行业中的代表企业，围绕热门技术和产业，就产业链发展态势、热点话题及未来展望做一番详实的总结及梳理，旨为在行业中奋进的上下游企业提供参考镜鉴。

集微网消息，2022年以来，随着地缘政治不确定性不断升级，半导体供应链自主可控战略意义重大，半导体设备作为主要“卡脖子环节”依然处于国产替代的黄金窗口期。我国目前已经成为全球最大的终端消费和制造中心，全球半导体产业正逐步向大陆转移，在半导体设备公司的战略规划上，短期来看，半导体晶圆厂产能持续建设，尤其是大陆头部晶圆厂继续逆势大规模扩产，带动半导体设备需求旺盛，中长期，半导体供应链加速本土替代，国产半导体设备厂商将持续受益。

在晶圆厂扩产的资本支出中，70%-80%将用于购置半导体设备，根据SEMI最新数据显示，2022年全球半导体设备市场规模继2021年后将再创新高，达1085亿美元，同比增长5.9%，连续三年取得创纪录的收入。不过台积电、力积电、英特尔、美光等下调其2022年的资本支出计划，预计2023年设备市场将收缩至912亿美元，但在前端和后端细分市场的推动下，2024年恢复正增长。按区域划分，中国大陆、中国台湾地区和韩国在2022年仍然是资本投资前三名的国家。

图1：SEMI对未来几年全球半导体设备出货量的判断（单位：亿美元）

数据来源：SEMI

我国半导体设备短板仍然是制约我国半导体行业国产化发展的最关键因素之一。从波动周期来看，设备厂商波动周期会较长，业绩主要靠晶圆代工厂扩建驱动，或者是较大创新芯片制程驱动。根据浙商证券统计结果显示，2022年中国大陆共有23座12英寸晶圆厂正在投产，总计月产能约为104.2万片，与总规划月产能156.5万片相比，产能装载率仅达到66.58%，仍有较大扩产空间。预计中国大陆2022年-2026年还将新增25座12英寸晶圆厂，总规划月产能将超过160万片。预计截至2026年底，中国大陆12英寸晶圆厂的总月产能将超 过276.3万片，相比目前提高165.1%。而据IC Insights统计，随着半导体芯片先进制程的发展，单位产能投资额将逐步提升，14nm技术节点的产线投资额是90nm的3.3倍左右，3nm技术节点的产线投资额是14nm的3.4倍左右。我国晶圆厂商的产能扩张和技术节点的不断突破都将推动半导体设备整体出货量的提升，预期未来几年，中国都将蝉联全球最大半导体设备市场。

图2：2017-2026年中国大陆地区12英寸厂增量预测 （单位：座）

数据来源：SEMI

过去很多年，先进半导体设备技术主要由美欧日等国主导，其中美国的刻蚀设备、离子注入机、薄膜沉积设备、测试设备、程序控制、CMP等设备的制造技术位于世界前列；荷兰凭借ASML的高端光刻机在全球处于领先地位；日本则在刻蚀设备、清洗设备、测试设备等方面具有竞争优势。而在近几年，半导体产业链上游支撑领域，涌现了一批优秀的半导体设备公司对国际厂商产生了不同程度的国产替代，目前已经实现了28nm制程以上工艺技术的覆盖，还有部分厂商技术达到了国际先进水平。中微公司的CCP刻蚀设备已经可以覆盖5nm以下的逻辑芯片以及128层3DNAND产线；北京屹唐干法去胶设备可用于90nm到5nm逻辑芯片、1y到2x纳米系列DRAM芯片以及32层到128层3D闪存芯片制造；盛美半导体全球首创SAPS、TEBO兆声波清洗技术和Tahoe单片槽式组合清洗技术，取得海力士的重复订单；拓荆科技的PECVD已开展10nm及以下制程产品验证测试。

图3：2022年国内外主要的前道设备厂商

数据来源：公司年报

SEMI报告数据显示，2022年国内晶圆厂商半导体设备国产化率较2021年明显提升，从21%提升至35%。干法刻蚀、清洗、去胶设备等均已实现较高比例国产设备采用率，且在2020-2022年维持较高水平，CMP、薄膜沉积、量测等设备2022年国产设备采用率均有提高，其中去胶设备国产采用率达91%。从设备类型来看我国在去胶、清洗、热处理、刻蚀及CMP领域内国产替代率较高，均高于30%，但在价值量较高设备领域内国产化率较低，如光刻、离子注入等领域国产化率合计不足5%。当前北方华创、中微、盛美、拓荆、华海清科、芯源微、万业、精测等国内半导体设备厂商的产品满足成熟工艺的标准，产品管线覆盖除光刻机外的所有领域，产品性能得到持续验证，半导体设备国产化率不断提升。

图4：2022年各前道设备领域国产替代率情况分析

数据来源：集微咨询

此外，2022年美国对华半导体管制仍在不断加码，从华为、中兴、中芯国际等下游不断向上游延伸。2022年7月以来，美国BIS发布多条对我国半导体管制举措，管控范围包括芯片、设备、零部件、人员等。美国芯片法案对中国芯片制造的重点在刚需高端EUV光刻机的先进制程，即14nm及以下的fab、18nm的DRAM、128nm的NAND。而面对美国制裁，我国势必要在所有领域都有所投入，也必然会有新一轮的政策制定为新的工艺节点的研发和设备节点的开发保驾护航，从材料、设备和税收等方面加大政策支持力度，加速国产替代进程。

图5：2022年美国对华半导体设备的制裁提案

从国内设备公司的“自生力”上来看，国内半导体设备厂商坚持高研发投入，基本在10%以上，高于海外龙头。一方面高研发投入助力产品技术追赶，另一方面，国内企业在发展初期高研发投入导致国内厂商净利率较低，随着企业经营规模扩大，规模效应显现，公司盈利能力有望进一步提升，业绩也将持续释放。北方华创仍然是两市半导体设备龙头，设备布局涵盖刻蚀、沉积、清洗、检测等环节，下游覆盖逻辑、存储、功率、三代半、光伏、面板等多领域，公司不断扩大产品管线，形成平台级，做大营收，做大规模，实现稳定的现金流，是国内首屈一指的平台型半导体设备供应商。华海清科是2022年营收增速最快的设备类企业，公司正CMP设备国产化进入 1→10的放量阶段，同时切入减薄设备、供液系统、晶圆再生等新领域，多维增长曲线将持续推动公司业绩快速成长，半导体设备平台型公司雏形已显。此外，芯源微2022年积极切入国产设备替代的薄弱领域，公司生产的前道涂胶显影设备适用于ArF、KrF、I-Iine制程工艺，其涂胶均匀性、胶膜厚度等主要技术指标均已达国外领先水平，并于同年12月发布前道浸没式高产能涂胶显影机新品FT（III）300，下游客户覆盖逻辑、存储、功率器件等多家国内厂商，设备可与主流光刻机联机运行，可在复杂工艺下实现300片以上产能，已逐渐小批量替代海外进口设备。

图6：2022年国内8家主要的前道设备公司财务表现（亿）

数据来源：公司年报、Wind

从近一年公司股价表现上来看，国内外大厂跌幅大多比较大，市场对半导体设备公司的预期较低，这一方面是因为头部晶圆厂商在降低公司2022年的资本性支出，另一方面市场对晶圆厂产能过剩情况充满了担忧。国内方面，盛美上海和北方华创跌幅都超过了35%，公司2022年在消化前期科创板上市给予的较高估值水平，而拓荆科技是今年刚上市的“新秀”，公司PECVD设备收入持续放量，市场对其产品认可度较高，整年涨幅达到了134.8%。海外设备大厂经历了美联储连续两年的大放水刺激之后，公司股价也都接连创下新高，随着华尔街分析师对半导体下游市场需求口径转向，公司也大多处于股价下跌整理期。

图7：2022年国内外主要前道设备公司股价表现情况

数据来源：WIND

整体来看，全球范围内晶圆厂产能扩充仍在继续，中国新建产线将继续加大集成电路芯片制造设备需求，凭借巨大的市场容量及多年发展，国产设备将加速导入大陆晶圆厂，目前国外龙头企业的产品仍占据全球半导体设备市场的大部分份额，但在部分细分领域本土企业已经实现突破，未来国产化空间巨大。（校对/邓文标）