【研報】半導體設備行業系列專題報告之一：半導體設備詳解產業轉移與國家力量賦能國產化加速推進-20200312[66頁].pdf

《【研報】半導體設備行業系列專題報告之一：半導體設備詳解產業轉移與國家力量賦能國產化加速推進-20200312[66頁].pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《【研報】半導體設備行業系列專題報告之一：半導體設備詳解產業轉移與國家力量賦能國產化加速推進-20200312[66頁].pdf（66頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、機械設備機械設備 1 / 66 機械設備機械設備 2020 年 03 月 12 日 投資評級：投資評級：看好看好（首次首次） 行業走勢圖行業走勢圖 數據來源：貝格數據 半導體設備系列半導體設備系列專題專題報告報告之一之一:半導體設備詳解半導體設備詳解 產業轉移與國家力量賦能國產化加速推進產業轉移與國家力量賦能國產化加速推進 行業深度報告行業深度報告 段小虎（分析師）段小虎（分析師） 證書編號：S0790520020001 預計預計 2020 年全球半導體設備市場回暖。年全球半導體設備市場回暖。 受 DRAM/NAND 價格大幅下滑等因素影響， 2019 年全球半導體市場的增長出現 十年來最低谷

2、，設備市場也同比下降 10.8%。隨著存儲器庫存回歸合理水平以及 下游市場需求的增長，2020 年半導體設備市場出現回暖趨勢：1）截至 2020 年 1 月，北美半導體設備出貨額已連續 4 個月同比正增長；2）2019 年 12 月，日本 半導體設備的出口額激增 26%；3）三星、臺積電、英特爾一致調增 2020 年的資 本支出力度，將成為拉動半導體設備增長的直接因素。據 SEMI 預計，2020 年全 球半導體設備市場收入將同比增加 5.5%，達到 608 億美元，且此成長態勢有望 延續至 2021 年。長期看，5G、AI、IoT、云計算以及汽車電子等新需求的爆發將 拉動全球半導體行業進入下

3、一輪景氣周期。 全球半導體產業向中國轉移，將催生一批優質龍頭企業全球半導體產業向中國轉移，將催生一批優質龍頭企業 中國正處于全球半導體產業第三次轉移的歷史機遇期。 嚴重的供需錯配及美國的 技術封鎖為中國發展半導體產業提供了充足動力， 同時摩爾定律步伐的放緩也為 中國企業追趕世界一流技術水平提供了時間窗口。 依據日、 韓及中國臺灣的歷史 經驗，全球性的產業轉移必將催生一批龍頭企業。在政策與資金的雙重支持下， “大基金”二期已于 2019 年 10 月成立，募集資金超過 2000 億元，重點布局設備、 材料領域。若按 1:5 的撬動比，“大基金”二期將帶動萬億元資金進入 IC 產業，助 力打造更加

4、先進完整的自主可控產業鏈。 中國半導體設備市場龐大，自給率低；國產中國半導體設備市場龐大，自給率低；國產關鍵設備本土配套能力顯著提升，關鍵設備本土配套能力顯著提升， 受益國內存儲受益國內存儲/Foundry 廠商陸續進入設備采購高峰期，增長有望加速。廠商陸續進入設備采購高峰期，增長有望加速。 隨著中國半導體制造業的迅猛發展，設備需求不斷增長，2019 年以 149 億美元 的市場規模居全球第二位，并有望在 2021 年躍居首位；但國產設備配套能力不 足，自給率僅不到 15%。 “02 專項”以來，我國半導體設備實現了從無到有、由 弱到強的巨大轉變，在刻蝕機、磁控濺射、離子注入機、CVD 以及清

5、洗機等領 域實現重大突破，總體技術水平達到 28nm，多種 14nm-10nm 關鍵設備進入客戶 生產線。從長江存儲招標情況看，在集成電路領域的部分關鍵設備方面，中國已 基本具備自主研發能力，本土配套能力顯著改善，隨著存儲/Foundry 廠商陸續進 入設備采購高峰期，本土半導體設備企業增長有望加速。 受益標的受益標的：北方華創（002371.SZ）、中微公司（688012.SH）、晶盛機電 （300316.SZ）等。 風險提示風險提示：國內晶圓廠投資建設不及預期，硅片項目建設不及預期，國產化進 程緩慢，貿易摩擦升級等。 -20% -8% 4% 16% 28% 40% 2019-032019-

6、072019-11 機械設備滬深300 相關研究報告相關研究報告 開 源 證 券 開 源 證 券 證 券 研 究 報 告 證 券 研 究 報 告 行 業 深 度 報 告 行 業 深 度 報 告 行 業 研 究 行 業 研 究 行業深度報告行業深度報告 2 / 66 目目 錄錄 1、 半導體行業：全球市場有望回暖 產業轉移造就歷史性機遇 . 5 1.1、 全球市場：增長遭遇十年低谷 短期有望觸底回升 . 5 1.2、 行業周期特點及驅動因素：三大周期嵌套 新景氣周期即將開啟 . 7 1.2.1、 半導體行業存在三大周期嵌套 . 7 1.2.2、 新技術/新產品驅動半導體行業增長 新景氣周期即將開

7、啟 . 8 1.3、 中國市場：全球性產業轉移賦能行業高速增長. 10 1.3.1、 歷次產業轉移均造就一批巨頭企業. 10 1.3.2、 全球集成電路產業向中國加速轉移. 11 1.3.3、 大基金二期募集完成 . 15 2、 半導體設備行業：硅片、晶圓產能興建 國產替代遇良機 . 18 2.1、 全球市場：2020 年全球半導體設備市場有望回暖 . 18 2.1.1、 2018-2019 年存儲器供過于求 投資削減致使設備市場遇冷 . 18 2.1.2、 競爭格局高度集中 市場由海外廠商主導 . 22 2.2、 中國市場：市場規模全球第二 本土企業崛起可期 . 23 2.2.1、 市場規模

8、近千億 自給能力有限 . 23 2.2.2、 國產設備廠商迅速崛起 多種關鍵設備可國內配套 . 24 2.3、 中國各類設備市場規模預測：硅片、晶圓產能興建將拉動設備市場增長 . 25 2.3.1、 硅片制造設備：受益大硅片產能建設. 26 2.3.2、 晶圓制造設備：大陸產線將陸續進入設備采購高峰期 . 28 3、 半導體設備全面介紹：多種關鍵設備本土配套能力較強 . 30 3.1、 硅片制造設備：中性預測年均 124 億元市場規模 . 31 3.2、 晶圓制造設備：2020 年 831 億元市場規模 . 36 3.3、 封裝設備：2020 年 63 億元市場規模 . 54 3.4、 測試設

9、備：2020 年工藝/CP/FT 合計 158 億元市場規模 . 58 4、 產業鏈細分龍頭將受益于國產化趨勢 . 60 4.1、 北方華創（002371.SZ）：泛半導體設備龍頭企業 . 60 4.2、 中微公司（688012.SH）：半導體設備領域的后起之秀. 62 4.3、 晶盛機電（300316.SZ）：高端晶體設備行業龍頭 受益光伏穩健增長 . 63 5、 風險提示 . 64 圖表目錄圖表目錄 圖 1： 集成電路占半導體行業收入超過 80%（美元） . 5 圖 2： 2019 年存儲器市場萎縮 33% . 6 圖 3： DRAM 及 NAND 價格觸底回升 . 6 圖 4： 國外機構

10、對 2020 年增速預測中位數為 5.9% . 7 圖 5： 全球半導體產業三大周期嵌套長周期與中周期（以存儲板塊為例） . 7 圖 6： 全球半導體產業三大周期嵌套庫存周期（以非存儲板塊的設計巨頭為例） . 8 圖 7： “爆款”下游市場將推動半導體產業進入一輪景氣周期 . 9 圖 8： 全球半導體市場新添增長動力 . 9 圖 9： 全球半導體產業歷經兩次全球性產業轉移 . 10 圖 10： 美、韓半導體產品銷售額的全球占比相對較高（2018 年數據） . 10 圖 11： 2013 年是中國集成電路產業崛起的風口 . 11 rQsNpPnRqNsMsQnMrOvMoN8O8Q7NsQmMm

11、OrRiNrRpMjMrQpMaQmMvNxNsRtRuOoMtP 行業深度報告行業深度報告 3 / 66 圖 12： AMD 認為摩爾定律自進入 22nm 節點后開始放緩 . 12 圖 13： 2018 年中國 IC 自給率僅有 15.3% . 13 圖 14： 本土 IC 產業鏈各環節已出現部分優質企業 . 13 圖 15： 中國 IC 封測相對其他產業環節更加成熟（億元） . 14 圖 16： 2017-2020 年中國大陸掀起晶圓建廠熱潮 . 15 圖 17： SEMI 預計 2019 年全球半導體設備市場規模同比下滑 10.8%（億美元） . 18 圖 18： 2019 年全球半導體

12、設備市場中國臺灣居首（億美元） . 19 圖 19： 2014-2019 年半導體設備市場的增長主要由中國大陸、中國臺灣及韓國驅動 . 20 圖 20： 前道設備占半導體制造設備比例超過 80%（2018 年） . 20 圖 21： 2020/01 北美半導體設備出貨額同比增長 22.9% . 21 圖 22： 2020-2021 年半導體設備市場規模預期增加 . 21 圖 23： 近十年中國半導體設備需求量增長迅猛（億美元） . 23 圖 24： 國產半導體設備自給率低（億元） . 23 圖 25： IC 制造產業鏈中硅片制造/芯片制造/封裝測試環節均用到相關設備 . 25 圖 26： 20

13、14-2018 年全球硅片出貨量穩定增長（億平方英尺） . 26 圖 27： 全球硅片生產廠商集中度高 . 26 圖 28： 硅片制備包括晶體生長、切片、刻蝕、拋光以及檢測等主要步驟 . 31 圖 29： 單晶硅錠生長設備主要包括直拉單晶爐及區熔單晶爐兩類（左:直拉/右:區熔） . 32 圖 30： 直拉與區熔單晶爐的長晶方式有所區別（左:直拉/右:區熔） . 33 圖 31： 多線切割機常用于 300mm 的硅片切割（左:內圓切割機/右:多線切割機） . 34 圖 32： 常用切割機包括內圓切割機與多線切割機（左:內圓切割機/右:多線切割機） . 34 圖 33： 用于去除硅片表面損傷的化學

14、刻蝕 . 35 圖 34： CMP 拋光依靠化學與機械共同作用 . 36 圖 35： CMOS 工藝包括光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長及 CMP 等多個關鍵步驟 . 37 圖 36： 集成電路復雜的制造過程只運用了有限的幾種工藝（以 0.18m CMOS 為例/簡化版） . 37 圖 37： 晶圓制造廠的典型分區包括六大區域 . 38 圖 38： RTP 設備每次可處理單片硅片 . 39 圖 39： 光刻工藝大致可劃分為八個基本步驟 . 40 圖 40： EUV 是光刻機的前沿種類 . 41 圖 41： 步進掃描式光刻機主導光刻機市場 . 41 圖 42： 浸沒式光刻+多重圖形技術使 ArF

15、光刻機可支撐 7nm 節點工藝 . 42 圖 43： 刻蝕在 CMOS 工藝中用于去除多余材料 . 44 圖 44： 干法刻蝕為刻蝕技術的主流工藝 . 44 圖 45： 干法刻蝕機按等離子技術不同可分為 ICP 及 CCP 刻蝕機 . 45 圖 46： 薄膜沉積主要分為物理工藝、化學工藝以及外延工藝三大類 . 46 圖 47： PVD 設備多用于金屬的沉積 . 47 圖 48： CVD 設備多用于絕緣薄膜、多晶硅以及金屬膜層的沉積 . 48 圖 49： 不同 CVD 設備適用于不同工藝節點 . 48 圖 50： ALD 設備可以用于制備納米級厚度的薄膜結構 . 49 圖 51： 擴散及離子注入

16、均可實現摻雜目的 . 50 圖 52： 離子注入機主要用于摻雜工藝 . 50 圖 53： SFP 晶圓不與拋光墊接觸不會產生機械應力 . 51 圖 54： CMP 設備可以實現金屬和介質層的全局平坦化 . 52 圖 55： 晶圓制造過程中可產生的六種主要雜質類型 . 53 圖 56： 半導體封裝技術的演進伴隨封裝效率的提升 . 54 行業深度報告行業深度報告 4 / 66 圖 57： 通孔插裝封裝形式屬于傳統封裝的一種（以 SOP 為例） . 55 圖 58： 底部安裝引腳封裝形式大幅減小了引腳間距（以正裝 PBGA 為例） . 56 圖 59： FC-CSP 封裝形式的常見于各類先進封裝工藝

17、中 . 56 圖 60： 三維封裝是將芯片在縱向上進行堆疊 . 56 圖 61： 三維封裝核心技術 TSV 的形成會用到前道工藝 . 57 圖 62： 北方華創在泛半導體設備領域廣泛布局 . 60 圖 63： 刻蝕設備市場由海外廠商主導（2017 年） . 62 表 1： 半導體行業發展初期離不開政策及資金支持 . 11 表 2： 中國大陸三家封測企業規模進入全球前十強（2019 年，百萬元） . 14 表 3： 大基金一期投資涉及的 27 家上市公司（2019 三季報數據） . 16 表 4： 全球半導體設備市場由海外廠商主導（收入 TOP10 廠商排名，百萬美元） . 22 表 5： 國產設備廠商迅速崛起 .