Ai芯天下丨报告丨《半导体设备产业链全景图》：深度解析逻辑与发展

前言

半导体行业的快速发展，应用场景不断扩展，嵌入到从汽车等各类产品中，同时伴随着人工智能、虚拟世界和物联网等新兴技术的出现，半导体的市场需求不断扩大。

半导体，指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。

半导体产品主要分类

半导体材料是指电导率介于金属和绝緣体之间的材料，是制作晶体管、集成电路、光电子器件的重要材料。半导体材料主要应用在晶圆制造和芯片封测阶段。由于半导体材料领域高端产品技术壁垒高，而中国企业长期研发和累计不足，中国半导体材料在国际中处于中低端领域，大部分产品的自给率较低，主要是技术壁垒较低的封装材料，而晶圆制造材料主要依靠进口。目前，中国半导体材料企业集中在6英寸以下的生产线，少量企业开始打入8英寸、12英寸生产线。其分为四点：

①光电器件指利用半导体光生伏，特效应工作的光电池和半导体发光器等。

②半导体传感器指利用半导体材，料特性制成的传感器。

③分立器件指具有单一功能的电路元器件。

④集成电路指把基本电路元器件，制作在晶片上然后封装起来，形成具有一定功能的单元。

2018年全球半导体销售额高达4688亿美元，其中集成电路销售额3933亿美元，占比84％。集成电路是半导体最主要、技术难度最高的产品。

半导体产业链分解半导体生产主要分为设计、制造、封测三大流程，同时需要用到半导体材料和设备。

①设计即按照功能要求设计出，所需要的电路图，最终的输出结果是掩膜版图。

②制造是将设计好的电路图转移到硅片等衬底材料上的环节。

③封测是半导体封装指制造与检测工作完成之后，产品将从硅片或其他衬底上分离出来并装配到最终电路管壳中，引入接线端子，并通过绝缘介质固定保护，构成一体化结构的工艺技术。

我国集成电路缺口巨大2017年我国集成电路供给量约为302亿美元，需求量为1030亿美元，自制率仅为29％，集成电路缺口巨大。从进出口来看，2018年我国集成电路进口3121亿美元，出口846亿美元，贸易逆差高达2275亿美元。

近年来，我国集成电路进口金额超过原油、汽车整车和汽车零部件。由于集成电路巨大的缺口以及贸易逆差，我国发展集成电路产业的需求非常迫切，半导体设备行业迎来机遇。

全球半导体产能向大陆转移

20世纪80年之前美国技术创新先发优势，一直霸占全球半导体产业第一名的地位；20世纪80年代大型工业级电脑存储器市场快速增长，日本凭借存储器产业的成功，于1986年成为全球最大的半导体生产国。随后，开始走下坡路。

20世纪90年代个人电脑存储器市场爆发增长，韩国在存储器产业超越日本，中国台湾凭借开创了垂直分工模式，创新的代工厂模式跻身全球领先地；21世纪之后智能手机市场快速增长，受益于PC和智能手机的普及，大陆成为全球电子制造中心，大陆半导体产业开始加速发展，半导体产业向大陆转移的趋势加强。

回顾历史，全球半导体产业发展经历过由美国向日本、向韩国和中国台湾地区几轮转移，未来几年预计将大面积向大陆转移。

根据SEM统计，大陆未来几年将大陆成为全球建成26座晶圆厂，大陆集成电路电子制造中心，设备将迎来需求爆发增长期，国产设备企业有机会把握本轮投资高峰期，提升市场影响力。

晶圆厂投资总金额中，设备投资占比70％－80％，基建和洁净室投资占比20％－30％。我们统计了目前在建的8寸和12寸晶圆厂，总投资金额超过900亿美元，按照70％的比例测算，累计的相关设备投资超过630亿美元。

半导体发展核心要点

①我国半导体设备市场空间大，增长动力强劲。

半导体设备主要用于半导体制造和封测流程，分为晶圆加工设备（核心为光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备）、封装设备和检测设备。

2018年全球半导体设备市场达到645．5亿美元，其中大陆市场为131．1亿美元，占比20％，是全球第二大市场。随着半导体产能向大陆转移、制程和硅片尺寸升级、政策的大力支持，大陆半导体设备增长强劲。2018年大陆半导体设备增速为46％，远高于全球的14％，是全球市场增长的主要动力。

②全球竞争格局集中，国产替代加速。

全球半导体设备竞争格局高度集中（CR5占比75％）、龙头企 业收入体量大（营收超过百亿美元）、产品布局丰富。相比而言，国内设备公司体量较小、产品 线相对单一。在“02专项”等政策的推动下，大陆晶圆厂设备自制率提升意愿强烈，国内设备公 司迎来了国产替代的关键机遇。目前，在刻蚀设备、薄膜沉积设备、清洗设备、检测设备等领域， 国内企业正奋力追赶并取得了一定的成绩。

③技术突破由易到难，最终实现弯道超车。

清洗设备、后道检测设备有望率先突破， 建议关注长川科技、至纯科技、盛美半导体、华峰测控（科创板拟上市公司）等。

晶圆加工核 心设备技术难度高，但在国家大力支持与企业持续不断的研发投入下，具备研发实力的公司一旦 突破核心技术，有望享受到巨大的市场红利，建议关注中微公司、北方华创、芯源微（科创板拟上市公司）等。

结尾：

目前，全球半导体行业主要由美国、韩国以及中国台湾领导。由于是后进国家，我国每年在半导体行业投下大量资金，而且经费不断上升，但依旧扮演着新进追赶者的角色，与国际领先技术依然存在代差。

虽然道阻且长，但产业升级，由制造业大国向制造业强国转变，半导体行业是必须跨过的坎。经过多年发展，我国已经在芯片设计、封测等领域取得一定成绩。未来我国将持续投入，在国家大基金的护航下，国内半导体行业有望进一步发展。