半導體設備行業：行業處于國產替代初期2022年設備需求強勁-220519（39頁）.pdf

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1、1 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明2022 年年 5 5 月月 1919 日日證券研究報告證券研究報告/ /行業研究行業研究行業處于國產替代初期，行業處于國產替代初期，20222022 年設備需求強勁年設備需求強勁主要觀點：主要觀點：半導體行業處于景氣周期半導體行業處于景氣周期，推動設備迎風而上推動設備迎風而上。1）半導體行業高景半導體行業高景氣氣。根據 SIA 數據，2021 年全球半導體銷售額為 5559 億美元，同比增長 26。其中，中國半導體銷售額為 1925 億美元，同比增長 27%。2）半導體設備端高增長。半導體設備端高增長。根據 SEMI 數據，2021 年全

2、球半導體設備市場規模為 1026 億美元，同比增長 44%。同期，中國大陸半導體設備銷售額為 296 億美元，同比增長 56%，行業增速遠超全球平均水平。3）本）本土晶圓廠在中國大陸市場占比穩步提升土晶圓廠在中國大陸市場占比穩步提升，帶來相應設備需求帶來相應設備需求。2018 年，中國大陸企業占中國 IC 市場份額為 4.19%。根據中國半導體行業協會數據，2021 年中國 IC 市場規模約為 1580 億美元，我們統計大陸前四家晶圓廠 2021 年營收情況，合計約 95 億美元，合計占比中國 IC 市場規模 6.03%。依托于我國較高的芯片需求，我國本土芯片企業市占率有望保持持續上行趨勢，帶

3、動設備端穩定增長。終端缺芯嚴重，晶圓廠積極擴產，終端缺芯嚴重，晶圓廠積極擴產，2021-2022 年年為設備需求高峰期為設備需求高峰期。1）晶圓廠滿產，接近零庫存、訂單交付周期不斷拉長。）晶圓廠滿產，接近零庫存、訂單交付周期不斷拉長。2021 年以來，我國部分晶圓廠滿產，產能利用率達 100%以上；從半導體消費者庫存中位數來看，半導體產品的庫存中位數從 2019 年的 40 天左右下降到2021 年的不到 5 天；根據美國電子元件分銷商 Sourcngine 數據，半導體通用產品平均交貨周期目前仍在不斷拉長， 部分產品已延長 9-44 周。2）“缺芯缺芯”主要為終端需求增長而產能受限所致。主要

4、為終端需求增長而產能受限所致。SUMCO 預測，2021-2025 年全球 12 吋晶圓需求 CAGR 為 10.2%。2021-2025 年，推動12 吋晶圓增長的終端應用主要來自智能手機、數據中心、人工智能、汽車、無線通訊，隨著終端產品技術更新迭代，智能化升級，載芯量將不斷增長。 終端應用需求增長， 晶圓廠產能受限， 供需錯配導致 “缺芯” 。3）晶圓廠積極擴充產能，驅動設備需求提升。）晶圓廠積極擴充產能，驅動設備需求提升。根據主要晶圓廠目前的融資擴產計劃測算， 中國大陸預擴增 12 吋 149.9 萬片/月， 擴增 8 吋 33.5萬片/月。其中，將于 2022 年內投產的 12 吋合計

5、約 78 萬片/月，8 吋約半導體設備行業半導體設備行業行業評級：行業評級：投資評級增持評級變動首次覆蓋行業走勢：行業走勢：分析師：分析師：分析師分析師 XXXXXX分析師：分析師：分析師分析師 黃文忠黃文忠執業證書編號：S0200514120002聯系電話：010-68080680研究助理研究助理 張維娜張維娜執業證書編號：S0200121050007聯系電話：010-680993892 號蓮富大廈 17 樓公司地址：北京市豐臺區鳳凰嘴街22 號院 1 號樓中國長城資產大廈 12層層行業研究2 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明30.5 萬片/月；預計 2022 年之后投產的

6、 12 吋合計約 71.9 萬片/月，8 吋約 3 萬片/月。大部分晶圓廠產能釋放時間居于 2022-2023 年之間，根據晶圓廠擴產一般需要 1-2 年，設備采購于擴產前期開始，我們預計半導體設備行業受益下游晶圓廠大規模融資擴產的紅利主要集中于2021-2022 年。國產半導體設備多環節步入產業化替代階段國產半導體設備多環節步入產業化替代階段，重點公司收入和銷量，重點公司收入和銷量已上規模，已上規模，研發高強度投入驅動發展。研發高強度投入驅動發展。1）行業集中度不斷提升。）行業集中度不斷提升。半導體設備市場高度集中，海外龍頭處于壟斷地位，并且市占率呈持續增長趨勢。根據 VLSI Resear

7、ch 統計，2021 年行業 CR5 約為 84%，較 2019年的 65%顯著提高。2）國內設備企業不斷突破國內設備企業不斷突破，多環節進入國產化替多環節進入國產化替代階段代階段。細分板塊來看，光刻機板塊自主化程度較低；去膠設備已基本實現國產化替代，國內代表企業屹唐股份；清洗設備國產化率約 20%，國內主要企業有北方華創、盛美上海、芯源微以及至純科技；刻蝕設備的國產化率約 20%，主要企業有北方華創、中微公司；薄膜沉積設備北方華創已實現 PVD、CVD 以及 ALD 設備在 28nm/14nm 技術領域的突破，拓荊科技主要涉及 28nm/14nm 技術領域的 CVD 與 ALD 設備；國產離

8、子注入機產線驗證成功， 主要企業有萬業企業子公司凱世通； CMP設備華海清科實現 12 英寸設備量產。 3） 重點公司收入和銷量已上規模重點公司收入和銷量已上規模。銷量方面，2021 年國內半導體設備企業銷售量已具規模，較上年實現大幅增長，大部分設備銷售量同比增長 100%以上，其中，芯源微的單片式濕法設備、至純科技半導體設備出貨量均實現 200%以上的增長。營收規模方面，數家廠商半導體設備板塊營收已超過十億元，進入規?；瘎撌针A段。4）研發支出創新高，研發高強度投入驅動長期發展。）研發支出創新高，研發高強度投入驅動長期發展。根據我們統計的 7 家半導體設備公司研發支出測算，2021 年 7 家

9、公司研發支出合計為 44.56 億元，同比增長 65.28%，其中，研發支出較高的為北方華創、 中微公司、 至純科技及盛美上海， 分別為 28.92/7.28/3.02/2.78億元。與此同時，各公司研發強度保持在較高水平，其中，北方華創與中微公司最高，分別為 29.87%、23.42%，萬業企業為 7.99%，其余企業均保持在 10%以上。依托較高的研發投入，構建核心競爭力，驅動長期發展。行業研究3 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明投資建議投資建議：中國半導體設備行業短期邏輯看供需波動，長期邏輯為國產化替代，實現行業自主可控。從周期角度來看，2021-2022年為設備需求高

10、峰期，重點公司訂單高增長，印證2022年設備需求仍保持強勁。從長期邏輯來看，近年通過我國本土設備企業的不斷努力，厚積薄發，產品不斷通過產線驗證，國產化替代進程加快，多領域成熟制程已打破壟斷，進入商業化供貨階段，銷量和收入已初具規模，行業處于成長初期。我們建議我們建議關注各環節已實現技術突破，并進入商業化供貨的重點公司，推薦北關注各環節已實現技術突破，并進入商業化供貨的重點公司，推薦北方華創、拓荊科技、盛美上海、至純科技、芯源微、萬業企業、華峰方華創、拓荊科技、盛美上海、至純科技、芯源微、萬業企業、華峰測控。測控。風險提示：風險提示：對部分關鍵零部件供應商依賴的風險； 新冠疫情造成設備零部件交期

11、延長的風險；市場競爭風險；技術升級迭代、研發不及預期的風險；宏觀經濟及行業波動風險。行業研究4 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明目目錄錄1 半導體行業處于景氣周期，推動設備迎風而上半導體行業處于景氣周期，推動設備迎風而上.71.1 設備是奠定產業發展的基石.81.2 半導體行業延續高景氣帶動設備穩定增長.102 終端缺芯嚴重，晶圓廠積極擴產，終端缺芯嚴重，晶圓廠積極擴產，2021-2022 年為設備需求高峰期年為設備需求高峰期. 112.1 晶圓廠滿產，接近零庫存、訂單交付周期不斷拉長.112.2 “缺芯”主要為終端產品載芯量高增長所致.122.3 晶圓廠積極擴充產能，驅動設

12、備需求提升.163 國產半導體設備多環節步入產業化替代階段國產半導體設備多環節步入產業化替代階段.184 行業重點公司收入和銷量已上規模，研發高強度投入驅動發展行業重點公司收入和銷量已上規模，研發高強度投入驅動發展. 335 投資建議及重點公司投資建議及重點公司.345.1 投資建議.345.2 重點公司.356 風險提示風險提示.37行業研究5 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖目錄圖目錄圖 1 ：2021 年全球半導體規模分類占比.8圖 2 ：2021 年中國集成電路規模分環節占比. 8圖 3 ：2021E 全球半導體設備分市場占比.8圖 4 ：2021E 全球晶圓制造設

13、備分應用占比.8圖 5 ：集成電路前道制程.9圖 6 ：分區域半導體銷售額（億美元）.10圖 7 ：全球半導體銷售額及增速情況（億美元）. 10圖 8 ：全球半導體設備銷售額及增速.11圖 9 ：中國大陸半導體設備銷售額及增速.11圖 10 ：中芯國際產能利用率.11圖 11 ：半導體消費者庫存中位數.11圖 12 ：通用產品平均交貨周期.11圖 13 ：全球半導體設備季度銷售額及增速. 12圖 14 ：2020 年全球半導體終端應用占比. 12圖 15 ：2021 年全球半導體終端應用占比. 12圖 16 ：全球不同尺寸半導體硅片出貨面積. 13圖 17 ：全球不同尺寸半導體硅片出貨面積占比

14、. 13圖 18 ：12 吋晶圓下游增長驅動因素.13圖 19 ：2018-2025 年全球手機銷量及預測.14圖 20 ：2018-2025 年全球智能手機增長率及預測.14圖 21 ：智能手機 12 吋晶圓需求量.14圖 22 ：2014-2025 年我國數據中心市場規模預測.14圖 23 ：中國 AI 核心產業市場規模.15圖 24 ：中國 AI 芯片市場規模.15圖 25 ：中國新能源汽車銷量及占比.15圖 26 ：全球車用 IC 出貨量.15圖 27 ：國產燃油汽車平均芯片搭載數量. 16圖 28 ：國產新能源汽車平均芯片搭載數量. 16圖 29 ：全球半導體行業資本開支及增速. 1

15、6圖 30 ：2019 年、2021 年全球前五大半導體設備廠商市場份額.18圖 31 ：半導體設備各環節規模占比.19圖 32 ：全球半導體熱處理設備市場規模. 20圖 33 ：氧化、擴散爐市場競爭格局.20圖 34 ：2020 年快速熱處理設備市場競爭格局. 20圖 35 ：PVD、CVD 與 PVD 成膜效果簡示.21圖 36 ：2017-2025 年全球薄膜沉積設備市場規模及預測.22圖 37 ：2019 年全球薄膜沉積設備市場格局. 22行業研究6 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 38 ：2019 年全球 CVD 設備品牌占比.22圖 39 ：2019 年全球

16、PVD 設備品牌占比. 23圖 40 ：2019 年全球 ALD 設備品牌占比.23圖 41 ：CMP 工作原理示意圖.23圖 42 ：CMP 平坦化效果圖.23圖 43 ：光刻/涂膠顯影工藝流程.24圖 44 ：全球前道涂膠顯影設備市場規模. 25圖 45 ：中國前道涂膠顯影前道設備市場規模. 25圖 46 ：中國大陸部分產線顯影設備競爭格局. 25圖 47 ：上海微電子 600 系列光刻機及主要技術參數IC 前道制程.27圖 48 ：集成電路前道芯片制造工藝去膠流程示意 . 28圖 49 ：2019-2025 年全球集成電路干法去膠設備市場規模及預測.28圖 50 ：不同線寬刻蝕次數.29

17、圖 51 ：多重模板工藝原理圖.29圖 52 ：全球集成電路制造刻蝕設備市場規模. 30圖 53 ：2020 年全球干法設備競爭格局.30圖 54 ：離子注入機系統構成.31圖 55 ：離子注入機各類型占比.31圖 56 ：清洗設備原理示意圖.32圖 57 ：全球半導體清洗設備市場規模及預測. 33圖 58 ：2020 年全球半導體清洗設備競爭格局. 33圖 59 ：部分半導體設備公司研發支出（億元）. 34圖 60 ：部分半導體設備公司研發支出占營收比. 34行業研究7 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明表目錄表目錄表 1 ：集成電路制造領域典型資本開支結構. 9表 2 ：中

18、國芯片公司產值占中國 IC 市場份額（億美元，匯率 6.373，2021.12.31）.10表 3 ：截至 2022 年 1 月晶圓廠融資擴產情況不完全統計.17表 4 ：2020 年半導體設備國產化進程.19表 5 ：三種薄膜沉積工藝對比 .21表 6 ：不同制程邏輯芯片產線薄膜沉積設備需求量. 23表 7 ：華海清科 CMP 設備市場份額測算（匯率 6.373，2021.12.31）.24表 8 ：不同光刻技術對比.26表 9 ：2021 年度全球半導體前道光刻機銷售數量（臺）.26表 10 ：干法去膠和濕法去膠工藝對比.27表 11 ：干法刻蝕與濕法刻蝕主要原理.29表 12 ：三種干法

19、刻蝕設備原理.29表 13 ：離子注入機分類.31表 14 ：清洗設備分類.32表 15 ：部分半導體設備公司 2021 年半導體設備銷量及收入.33表 16 ：重點標的估值情況.37行業研究8 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明1 半導體行業處于景氣周期，推動設備迎風而上半導體行業處于景氣周期，推動設備迎風而上1.1 設備是奠定產業發展的基石設備是奠定產業發展的基石根據 Wind 數據，2021 年全球集成電路的市場規模為 4608 億美元，占半導體規模的 83%。根據中國半導體行業協會統計，2021 年中國集成電路設計、制造、封測三大環節市場規模分別為 4519/3176/

20、2763 億元，分別占比 43%/30%/27%。半導體設備主要應用于集成電路的制造和封測環節，可細分為晶圓制造設備（前道設備）和封裝、測試設備（后道設備）。SEMI 預估 2021 年全球晶圓制造設備、封裝設備、測試設備市場規模分別為 880.1/69.9/77.9 億美元，分別占比 86%/7%/7%，細分應用來看，邏輯代工占據晶圓制造設備的主要份額，達 493 億美元，占比 56%。圖 1：2021 年全球半導體規模分類占比圖 2：2021 年中國集成電路規模分環節占比資料來源：Wind，長城國瑞證券研究所資料來源：中國半導體行業協會，長城國瑞證券研究所圖 3：2021E 全球半導體設備

21、分市場占比圖 4：2021E 全球晶圓制造設備分應用占比資料來源：SEMI，長城國瑞證券研究所資料來源：SEMI，長城國瑞證券研究所晶圓制造過程大致可分為 7 大板塊：氧化擴散（Thermal Process）、薄膜沉積（DielectricDeposition）、光刻（Photo-lithography）、刻蝕（Etch）、離子注入（Ion Implant）、拋光（CMP） 、行業研究9 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明以及金屬化（Metalization）。薄膜沉積、光刻和刻蝕是前道晶圓制造的三大核心工藝，制造過程反復循環多遍，涉及上千道加工工序。圖 5：集成電路前道制程

22、資料來源：中微半導體招股說明書，長城國瑞證券研究所光刻光刻、刻蝕刻蝕、薄膜沉積與封測設備作為核心設備薄膜沉積與封測設備作為核心設備，在設備資本開支中占比較高在設備資本開支中占比較高。根據集成電路制造領域典型資本開支結構來看，設備投資占比約為 70%-80%，其中用于芯片制造和封裝測試環節的設備投資占主要部分。在芯片制造環節中，核心設備光刻、刻蝕（含去膠）、薄膜沉積及封測合計占比約 68%，核心設備國產化是我國實現半導體制程國產化替代的關鍵。表 1：集成電路制造領域典型資本開支結構制造領域模塊制造領域模塊細分環節細分環節資本開支占比資本開支占比廠房建設 20%-30%設計 2%-7%土建設施 3

23、0%-40%潔凈室分工 50%-70%機電系統 25%-35%潔凈室系統 25%-35%設備投資 70%-80%硅片制造 1%-3%長晶/切磨拋設備 2%芯片制造 78%-80%薄膜沉積設備 20%光刻設備 20%刻蝕/去膠設備 20%退火/擴散/離子注入設備 5%工藝控制設備 11%清洗/CMP 設備 8%其他加工設備 8%封裝測試 18%-20%封裝設備 40%-45%CP/FT 測試設備 55%-60%資料來源：Gartner，屹唐股份招股說明書，長城國瑞證券研究所行業研究10 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明1.2 半導體半導體行業延續行業延續高景氣高景氣帶帶動設備動

24、設備穩定穩定增長增長根據 SIA 數據，2021 年全球半導體銷售額為 5559 億美元，同比增長 26，其中，亞太、美洲、歐洲、日本銷售額分別為 3434/1188/471/436 億美元。2021 年中國半導體銷售額為 1925億美元，同比增長 27%，占全球總銷售額 35%，為全球半導體增長主要驅動力。圖 6：分區域半導體銷售額（億美元）圖 7：全球半導體銷售額及增速情況（億美元）資料來源：Wind，長城國瑞證券研究所說明：亞洲數據包含中國，不包含日本資料來源：Wind，SIA，長城國瑞證券研究所中國大陸晶圓廠占中國集成電路市場份額呈上升趨勢中國大陸晶圓廠占中國集成電路市場份額呈上升趨勢

25、。2018 年，中國大陸企業占中國集成電路（以下簡稱 IC）市場份額為 4.19%。根據中國半導體行業協會數據，2021 年中國 IC 市場規模約為 1580 億美元，我們統計大陸前四家晶圓廠 2021 年營收合計約 95 億美元，占中國 IC市場規模 6.03%。依托于我國較大的芯片需求，我國本土芯片企業市場規模占比將保持持續上行趨勢，帶動設備端穩定增長。表 2：中國芯片公司產值占中國 IC 市場份額（億美元，匯率 6.373，2021.12.31）20182018201920192020202020212021中國中國 ICIC 市場規模市場規模1550124614341580中國大陸企業

26、產值中國大陸企業產值65768395（測算值）中國大陸企業占中國中國大陸企業占中國 ICIC 市場份額市場份額4.19%6.10%5.79%6.03%（測算值）資料來源：IC Insights，各公司公告，中國半導體行業協會，長城國瑞證券研究所說明：2021 年中國大陸企業產值僅包含中芯國際、華虹半導體、華潤微電子、晶合集成 4 家企業，小于行業實際產值；中國IC 市場規模來自中國半導體行業協會中國大陸半導體設備行業發展迅速，速度遠超全球增速。中國大陸半導體設備行業發展迅速，速度遠超全球增速。根據 SEMI 數據，近年來全球半導體設備規模持續增長，2021 年全球半導體設備市場規模為 1026

27、 億美元，同比增長 44%，預計 2022 年市場規模將有 11%左右的增速，約 1140 億美元。2021 年中國大陸半導體設備銷售額為 296 億美元，同比增長 56%，占全球半導體設備銷售額的 28.85%。中國大陸半導體設備行業增速遠超全球平均水平。行業研究11 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 8：全球半導體設備銷售額及增速圖 9：中國大陸半導體設備銷售額及增速資料來源：Wind，SEMI，長城國瑞證券研究所說明：2021、2022E 數據來自 SEMI，其余來自 Wind資料來源：Wind，SEMI，長城國瑞證券研究所2 終端缺芯嚴重，晶圓廠積極擴產，終端缺芯嚴

28、重，晶圓廠積極擴產，2021-2022 年為設備需求高峰期年為設備需求高峰期2.1 晶圓廠滿產，接近零庫存、訂單交付周期不斷拉長晶圓廠滿產，接近零庫存、訂單交付周期不斷拉長晶圓廠滿產，接近零庫存晶圓廠滿產，接近零庫存。2018 年至 2019 年初，受晶圓廠持續擴產影響，存儲器供過于求，帶動存儲器價格下滑，加上智能手機、PC 以及服務器等終端產品需求下降，使得全球半導體行業規模在此期間下滑。2019 年起，晶圓代工廠的產能利用率持續攀升，我們從中芯國際的產能利用率來看， 2019年至2021年， 產能利用率由97%持續提升達到滿產， 2021Q2高達100.4%；從半導體消費者庫存中位數來看，

29、半導體產品的庫存中位數從 2019 年的 40 天左右下降到 2021年的不到 5 天。訂單交貨周期進一步延長訂單交貨周期進一步延長， “缺芯缺芯”狀態狀態持續持續。根據美國電子元件分銷商 Sourcngine 數據，半導體通用產品平均交貨周期目前仍在不斷拉長，截至 2022 年 2 月，16 位處理器的通用產品交付周期平均為 44 周，比 2021 年 10 月增加了 15 周；同期，電源管理芯片的平均交付周期為37 周，增加了 9 周。圖 10：中芯國際產能利用率圖 11：半導體消費者庫存中位數圖 12：通用產品平均交貨周期資料來源：中芯國際公告，長城國資料來源：愛集微，長城國瑞證資料來源

30、： Sourcengine， 長城國行業研究12 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明瑞證券研究所券研究所瑞證券研究所2.2 “缺芯缺芯”主要為主要為終端終端產品載芯量高產品載芯量高增長增長所致所致根據全球半導體設備季度銷售增速來看，行業每隔 3-4 年會呈現周期性變動趨勢，當下游終端產品技術迭代更新，市場出現需求激增帶動資本向上游晶圓廠涌入，廠商加大資本開支，行業進入景氣周期，當市場供大于求時，行業增速放緩。圖 13：全球半導體設備季度銷售額及增速資料來源：Wind，長城國瑞證券研究所根據 Gartner 數據，相比 2020 年，2021 年半導體下游應用端中計算機、無線應用

31、依舊占據較大份額，分別為 29.3%、27.4%；物聯網&消費 IC、汽車 IC 在下游應用端占比提升較大，分別由 2020 年的 10.5%/8.3%增長至 2021 年的 11.4%/9.5%。圖 14：2020 年全球半導體終端應用占比圖 15：2021 年全球半導體終端應用占比資料來源：Gartner，長城國瑞證券研究所資料來源：Gartner，長城國瑞證券研究所根據 SEMI 數據，2000 年至 2018 年，尺寸大型化是半導體硅片發展趨勢。12 吋硅片出貨面積顯著增長，由 2000 年的 94 百萬平方英寸擴大至 2018 年的 8005 百萬平方英寸，市場份額從 1.69%大幅

32、提升至 2018 年的 63.83%，成為半導體硅片市場最主流的產品。根據我們的統計，擴充 12 吋晶圓產線為目前大部分晶圓廠主要擴產選擇。行業研究13 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 16：全球不同尺寸半導體硅片出貨面積圖 17：全球不同尺寸半導體硅片出貨面積占比資料來源：SEMI，長城國瑞證券研究所資料來源：SEMI，長城國瑞證券研究所SUMCO 預測，2021-2025 年全球 12 吋晶圓需求 CAGR 為 10.2%，推動 12 吋晶圓增長的終端應用主要來自智能手機、數據中心、人工智能、汽車、無線通訊。圖 18：12 吋晶圓下游增長驅動因素資料來源：SUMCO，

33、長城國瑞證券研究所智能手機升級，智能手機升級，單位用硅量單位用硅量增加增加帶動帶動芯片芯片需求提升需求提升。根據觀研天下預測，2018-2025 年全球智能手機處于存量市場，增長率在 2021 年至 2025 年呈下滑趨勢。與此同時，根據 SUMCO預測，盡管 2021-2025 年智能手機銷量增速呈下滑態勢，但在此期間智能手機、5G 流量對 12吋晶圓需求的 CAGR 分別為 9.4%、26%，主要原因為智能手機技術更新迭代，智能化升級單位用硅量相應增長所致。根據集微咨詢數據，5G 手機的技術升級帶動邏輯芯片、存儲芯片和 CIS圖像傳感器等出貨量增加，在 5G 手機中，攝像頭的數量增加帶動

34、12 吋晶圓需求量增長，48M像素攝像頭對 12 吋晶圓平均需求量是 12M 像素攝像頭的 5 倍。據 SUMCO 統計數據，每臺 5G手機的半導體硅片用量為 2.2 平方英寸，是 4G 手機的 1.7 倍。行業研究14 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 19：2018-2025 年全球手機銷量及預測圖 20：2018-2025 年全球智能手機增長率及預測資料來源：觀研天下，長城國瑞證券研究所資料來源：觀研天下，長城國瑞證券研究所圖 21：智能手機 12 吋晶圓需求量資料來源：SUMCO，長城國瑞證券研究所數據中心的關鍵芯片主要包含 CPU、GPU 以及 DPU（數據處理單

35、元），根據科智咨詢預測，2022 年我國數據中心市場規模將達到 3201 億元，同比增長 29%。圖 22：2014-2025 年我國數據中心市場規模預測資料來源：科智咨詢，長城國瑞證券研究所行業研究15 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明人工智能人工智能 IC 市場規模處于上升階段市場規模處于上升階段。根據億歐智庫數據，隨著技術的成熟以及數智化轉型升級，中國人工智能核心產業市場規模將持續平穩增長，2025 年將達到 4000 億元左右；AI芯片需求也將持續增長，類腦等新型芯片預計最早于 2023 年進入量產，因此 2024 及 2025 年或有較大增長，預計市場規模將于 20

36、25 年達到 1780 億元。圖 23：中國 AI 核心產業市場規模圖 24：中國 AI 芯片市場規模資料來源：億歐智庫，長城國瑞證券研究所資料來源：億歐智庫，長城國瑞證券研究所單位車用單位車用 IC 搭載數量大幅增長是驅動汽車搭載數量大幅增長是驅動汽車 IC 需求增長的因素之一需求增長的因素之一。 2021 年以來， 新能源汽車產量持續攀升，2022 年 4 月中國新能源汽車銷量為 30 萬輛，占汽車總銷量的 25%，2021年同期占比為 9%。預計 2021 年汽車 IC 出貨量為 524 億顆，同比增長 30%，約為 2011 年 176億顆的 3 倍。根據 Frost&Sullivan

37、 預測，2022 年國產燃油汽車平均芯片搭載數量為 934 顆/輛，國產新能源汽車平均芯片搭載數量為 1459 顆/輛，相比 2017 年分別增長 61%、79%。同時，新能源汽車平均芯片搭載量是燃油車的 1.56 倍，隨著新能源汽車占比提升，車用 IC 需求也將持續增長。圖 25：中國新能源汽車銷量及占比圖 26：全球車用 IC 出貨量資料來源：Wind，長城國瑞證券研究所資料來源：WSTS，IC Insights，長城國瑞證券研究所行業研究16 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 27：國產燃油汽車平均芯片搭載數量圖 28：國產新能源汽車平均芯片搭載數量資料來源：Fros

38、t&Sullivan，長城國瑞證券研究所資料來源：Frost&Sullivan，長城國瑞證券研究所2.3 晶圓廠積極擴充產能，晶圓廠積極擴充產能，驅動驅動設備需求設備需求提升提升下游資本開支持續攀升下游資本開支持續攀升，本地晶圓廠積極擴產帶來設備端需求提升本地晶圓廠積極擴產帶來設備端需求提升。2022 年以來，芯片市場依舊緊缺，半導體行業資本開支持續攀高以滿足擴產需要。全球晶圓代工龍頭臺積電在 2021全年資本開支 300 億美元，并在 2022 年指引中上修資本開支至 400-440 億美元，同時臺積電表示 2022 年代工行業將增長 20%。 國內晶圓代工龍頭中芯國際 2021 年資本開支

39、 45 億美元， 并在2022 年指引中表示資本開支將增至 50 億美元。IC Insights 預測，2021 年全球半導體行業資本開支規模約為 1539 億美元，預計今年將超過 1904 億美元，同比增長 24%。我們按半導體資本我們按半導體資本開支中設備投資占開支中設備投資占 70%80%比例估算，比例估算，2022 年全球半導體行業設備端投資規模約年全球半導體行業設備端投資規模約在在1332.81523.2 億美元之間。億美元之間。圖 29：全球半導體行業資本開支及增速資料來源：IC Insights，長城國瑞證券研究所根據主要晶圓廠目前的融資擴產計劃不完全統計，中國大陸預計擴增 12

40、 吋 149.9 萬片/月，擴增 8 吋 33.5 萬片/月。其中，將于 2022 年內投產的 12 吋合計約為 78 萬片/月，8 吋約為 30.5萬片/月；預計 2022 年之后投產的 12 吋合計 71.9 萬片/月，8 吋 3 萬片/月。隨著擴產，產能釋放，行業缺芯的內生因素將得到緩解，此外，大部分晶圓廠產能釋放時間居于 2022-2023 年之間。根據晶圓廠擴產一般需要 1-2 年，設備采購于擴產前期開始，我們預計半導體設備行業受我們預計半導體設備行業受行業研究17 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明益下游晶圓廠大規模融資擴產的紅利主要集中在益下游晶圓廠大規模融資擴產

41、的紅利主要集中在 2021-2022 年。年。表 3：截至 2022 年 1 月晶圓廠融資擴產情況不完全統計擴產區域擴產區域公司公司擴產地擴產地投資金額投資金額1212 吋吋8 8 吋吋預估產能釋放預估產能釋放時間時間擴產進程擴產進程新增產能新增產能（萬片（萬片/ /月）月）新增產能新增產能（萬片（萬片/ /月）月）中國大陸中國大陸士蘭微杭州2021-20212020 年一期結束廈門22021-20222021 年一期結束中芯國際上海113-152021-2022北京2021-2022深圳23.5 億元2022-2023中芯紹興紹興61.3 億元32021-2022中芯臨港上海50 億美元10

42、2022 年初破土動工中芯寧波寧波32022-2023中芯深圳深圳42022H2 投產中芯京城北京102022年底投產晶合集成合肥 N242022-2023合肥 N342023 年之后合肥 N342023 年之后海辰半導體無錫14 億美元52021無錫6.52022華潤微重慶32022 年底聞泰科技上海120 億元3.42022-2023粵芯半導體122021-2025長江存儲武漢102022202021-2025紫光國微成都302022 下半年華虹集團無錫52 億元22021-2022合肥長鑫合肥62022182023-2025臺積電南京28.87 億美元420232.5聯電蘇州12022Q

43、3中國臺灣中國臺灣臺積電高雄新廠20242023中科、臺中8000-1 萬億新臺幣2025聯電南科擴產1000 億新臺幣2.752023Q22022銅鑼新廠120232021Q2世界先進8.61 億美元美國美國臺積電美國亞利桑那州 Fab21 新建120 億美元2024美國得州170 億美元2024美國俄亥俄州200 億美元2025格芯美國紐約10 億美元1.25日本日本臺積電日本熊本70 億美元4.52024行業研究18 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明韓國韓國三星韓國平澤2022歐洲歐洲英特爾德國馬格德堡數十億歐元德國德國新加坡新加坡聯電新加坡32024新加坡擴建3.75

44、2023國內外擴產合計（萬片國內外擴產合計（萬片/ /月）月）1212 吋吋166.15166.158 8 吋吋33.533.5中國大陸擴產合計（萬片中國大陸擴產合計（萬片/ /月）月）149.9149.933.533.5預計中國大陸預計中國大陸 20222022 年內投產合計（萬片年內投產合計（萬片/ /月）月）787830.530.5預計中國大陸預計中國大陸 20222022 年之后投產合計（萬片年之后投產合計（萬片/ /月）月）71.971.93 3資料來源：ChipInsights，各公司公告，長城國瑞證券研究所3 國產半導體設備多環節步入產業化替代階段國產半導體設備多環節步入產業化替

45、代階段半導體設備半導體設備市場高度集中，海外龍頭處于壟斷地位。市場高度集中，海外龍頭處于壟斷地位。半導體設備技術壁壘、客戶認知度壁壘以及市場壁壘三高，研發周期長難度大，故主要市場份額集中在少數頭部企業中，并且呈持續增長趨勢。根據統計，2021 年行業 CR5 約為 84%，較 2019 年的 65%顯著提高。圖 30：2019 年、2021 年全球前五大半導體設備廠商市場份額資料來源：VLSI Research，半導體設備與材料，長城國瑞證券研究所分規模來看，薄膜沉積設備、刻蝕設備、光刻機和量測設備在半導體設備規模中占比較高，分別約 27%/22%/20%/13%；清洗設備、CMP 分別占比

46、4%左右；離子注入設備、熱處理設備以及涂膠顯影設備占比約 3%；去膠設備占比約 1%。行業研究19 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明圖 31：半導體設備各環節規模占比資料來源：IC Insights，長城國瑞證券研究所估算過去我國半導體行業主要為被動的接受國際壟斷企業定價，核心設備依賴進口，產業鏈多環節受國外廠商“卡脖子”。2018 年以來年以來，中美貿易摩擦加速了國產設備的研發進展中美貿易摩擦加速了國產設備的研發進展，多環節多環節進入產業化替代階段進入產業化替代階段。我國熱處理設備主要有屹唐股份、北方華創，其中，北方華創的 THEORIS 302FLOURIS201 立式氧

47、化爐可以覆蓋 8 吋、12 吋 28nm 產線，國產化率 20%左右；沉積環節北方華創和拓荊科技已實現 28nm/14nm 技術領域的技術突破；CMP 設備國內廠商主要有華海清科和北京爍科精微電子；光刻環節上海微電子在 90nm 以上制程光刻機實現國產化；清洗環節國產替代率已達 20%；去膠設備已基本實現國產化替代，國產化率達 80%以上。表 4：2020 年半導體設備國產化進程設備名稱設備名稱國產化率國產化率主要國內廠家主要國內廠家主要國外廠家主要國外廠家熱處理設備熱處理設備20%左右屹唐股份、北方華創AMAT、TEL、日立國際電氣PVDPVD 設備設備10%左右北方華創Lam、AMATMO

48、CVDMOCVD23%左右中微公司Aixtron、VeecoCMPCMP 設備設備4%左右華海清科、北京爍科精微電子AMAT、Ebara涂膠顯影設備涂膠顯影設備4%左右芯源微TEl、迪恩士光刻設備光刻設備在 90nm、110nm、280nm 突破上海微電子ASML、Nikon、Canon去膠設備去膠設備80%以上屹唐股份PSK、Lam、日立高科技刻蝕設備刻蝕設備25%20%左右中微公司、北方華創、屹唐股份Lam、AMAT、TEL離子注入機離子注入機1%中科信、凱世通AMAT、Axcelis清洗設備清洗設備20%左右北方華創、盛美股份、至純科技、芯源微DNS、Lam、TEL資料來源：屹唐股份招股

49、說明書，公開資料，長城國瑞證券研究所熱處理熱處理設備：市場規模較為穩定，預計設備：市場規模較為穩定，預計 2025 年達到年達到 19.9 億美元億美元行業研究20 / 39請參閱最后一頁的股票投資評級說明和法律聲明熱處理工藝應用于半導體制程的氧化、擴散和退火制程，所包含設備為臥式爐、立式爐以及快速升溫爐（RTP）。熱處理設備合計占半導體制造設備份額約 3%。根據 Gartner 數據，2020年全球半導體熱處理設備市場規模為 15.4 美元，其中快速熱處理設備市場規模為 7.2 億美元，氧化/擴散設備市場規模約 5.5 億美元， 柵極堆疊 （Gate Stack） 設備市場規模為 2.7 億

50、美元。 2025年熱處理設備市場規模有望達到 19.9 億美元。圖 32：全球半導體熱處理設備市場規模資料來源：Gartner，長城國瑞證券研究所目前， 我國的熱處理國產化率為 20%左右， 氧化擴散市場主要由外資廠商占據， 根據 Gartner數據，AMAT、TEL、日立國際全球市場合計占比約 70%；全球熱處理設備廠商主要被 5 家企業寡頭壟斷，其中 AMAT 占據絕對領先地位，2020 年市場份額達到 70%，我國屹唐股份市場份額排在第二位，占比 11%，其他三位主要為國際電氣，維易科和斯庫林，分別占比 9%、6%、4%。我國熱處理設備主要企業有屹唐股份、北方華創，其中，北方華創的 TH