一、 半導體設備行業投資價值

　　半導體設備行業投資的核心價值在于兩個方面，一是核心高端科技的自主可控國產替代 需要，二是確定性較高的市場增長前景。我國半導體上游在中低端技術層面已基本可實 現國產替代，但高端技術層面整體仍依賴西方巨頭企業。中國目前已穩居世界第一梯隊 經濟和軍事強國地位，科技創新力顯著增強，在高端核心科技領域擁有自主可控權是確 保我國產業經濟可獨立自主穩健增長的重要基石。從近期美國在俄烏沖突中的制裁措施 便可看出，在重大沖突面前，以美國為首的西方國家是可以進行全盤技術產品停供的， 這對我國提出了進一步的重要警示。

　　半導體設備是芯片制造的主要器材，受益下游需求增長擁有持續高企的市場景氣度。物 聯網、人工智能、新能源汽車、5G等新興科技產業的大發展對整體芯片市場提出了暴增 式的需求，進而為晶圓廠資本開支提供了不斷上升的動力。據Gartner數據，中國大陸半 導體行業資本開支有望從2019年的219.38億美元增長至2022年的279.71億美元。大量資 本開支主要用于相關產線建設，尤其設備的購買。并且，由于新興科技對芯片產品性能、 集成度等要求不斷提高，導致芯片制程不斷精進，國際先進水平已至3nm，使得相關制造 設備的投資成本顯著增長，為半導體設備提供了除規模增長之外的價值量提升。

　　二、 海外巨頭壟斷全球及國內市場

　　半導體設備行業的顯著特征是海外巨頭在眾多領域均對市場形成高度壟斷態勢。由于發 展起步較早，技術較為先進的設備企業逐漸成長為相應領域的國際巨頭，如 ASML、應用 材料、東京電子、泛林半導體等。并且，由于西方國家在二戰后逐漸形成了以美國為主 導的具有全球市場開拓力的電子科技產業鏈，因此相關領先企業得以形成市場份額上的 快速開拓，進而對下游晶圓廠形成了較強的客戶黏性以及對新進入者形成了較強的護城河壁壘。

　　我國半導體設備采購需求巨大，主要是三類設備。中國臺灣匯集了臺積電、臺聯電、世 界先進等晶圓代工巨頭企業，因此常年保持對設備需求相對較為旺盛的態勢。中國大陸 地區由于近年多個新興科技領域的突飛猛進和美國芯片制裁的刺激，晶圓廠擴產新建之 勢高歌猛進，在 2020 年一度超過臺灣地區位居全球半導體設備市場之首，占比高達 25%， 遠超北美、日本等地 9%、11%的市場潛力。在眾多半導體設備中，薄膜沉積設備、刻蝕 機和光刻機是銷售額占比相對最大的三大設備，在 2019 年全球半導體設備銷售額中分 別占比 22%、21%、21%。

　　泛林半導體等國際巨頭壟斷全球及國內刻蝕設備市場。在 2019 年全球刻蝕機市場競爭 格局中，泛林半導體、東京電子、應用材料三大巨頭分布占據 53%、19%、18%的市場份 額，其他企業分食余下 10%。在國內市場中，泛林半導體一家獨大，占據 52%的市場份 額，中微公司和北方華創分別占據約 20%、6%的市場，東京電子和應用材料分別占 9%、 5%，其余企業分食 8%。可見中微公司在國內刻蝕機領域已形成相對領軍之勢，其刻蝕設 備占營收比重高達 57%。

　　泛林半導體、應用材料、TEL 等巨頭壟斷全球薄膜沉積設備市場。薄膜沉積設備的種類可主 要分為 CVD、PVD、ALD 及其他鍍膜設備，相應市場占比分別為 57%、25%、18%左右。在 CVD 市場中，應用材料、泛林半導體、TEL 在 2019 年的全球市占率分別高達 30%、21%、 19%，其他企業分食余下 30%。在 PVD 市場中，應用材料一家獨大，占據全球 2019 年 85% 的市場份額，其他所有企業分食余下 15%的空間。在 ALD 市場中，TEL 和先晶半導體位 于壟斷地位，分別占據全球 2019 年市場的 31%、29%，其他企業在余下 40%市場空間中 競爭。

　　在其他銷售額占比相對較小的設備中，國際巨頭企業同樣占據全球及大陸市場的壟斷地 位。以清洗機為例，在 2018 年全球市場中，迪恩士、東京電子、SEMES 公司分別占據 45%、25%、15%的市場空間，其他企業分食余下 15%。在 2019 年中國半導體清洗設備招 標采購份額中，Screen 公司和泛林半導體占據 48%、20%，但其他國內廠商已出現相對 較為領先的企業，如占據 20%市場的盛美半導體。

　　總體來說，半導體設備市場的國產替代必要性和市場增長驅動性相輔相成。縱覽設備市場，我國在多個領域的國產化率均低于 1%，如 EUV 光刻機、DUV 光刻機、ALD 設備、ALE 設備、離子注入設備等。在已有一定程度積累的設備領域，國產化率同樣位于較低水平， 如刻蝕機的國產化率仍低于 20%，CVD、PVD 設備的國產化率位于 10%-15%，這與下游晶 圓廠的成本置換、投資風險、技術協調性等考慮相關。因此半導體設備國產替代仍有較 長的路要走，且隨著中美科技競爭而變得逐漸迫切。但下游市場的增長拉動卻是相對穩 健的，如 EUV 光刻機市場近五年復合增長率預計為 21%，ALD 設備市場近五年復合增長 率預計為 26%。在市場紅利和大國競爭的雙重帶動下，盡管有多個國際巨頭壟斷市場， 但預計國內廠商將在不同子領域不斷取得技術突破和地位提升。（報告來源：未來智庫）

　　三、 國產廠商多領域突破

　　半導體設備行業肩負著我國芯片產業、下游新興科技產業乃至國運盛衰的艱巨使命，目 前雖然整體上我國設備技術水平仍與國際領導者地位有一定程度的差距，但在多個子領 域均已涌現出較為突出的代表性廠商。該類企業以技術突破捍衛國家科技發展安全，同 時有望享受行業快速增長帶來的業績紅利。

　　3.1 薄膜沉積與刻蝕：技術突破與市場放量共生

　　在薄膜沉積、刻蝕、光刻三大半導體設備中，前兩者之于我國資本市場的意義尤為重要。因其技術水平、市場份額突破等相對光刻機來說已取得較為長足的進展，且已貢獻出兩 家代表性上市公司——北方華創和中微公司。薄膜沉積和刻蝕設備是北方華創的主要產 品之一，同時其還覆蓋了其他多種如清洗機、氧化擴散等設備。而中微公司是以刻蝕設 備為主打，以 MOCVD 等設備為重要延伸的專長性技術企業。刻蝕是指通過溶液、離子等 方式剝離晶圓表面材料，從而達到芯片結構設計要求的一種工藝流程。刻蝕可分為濕法 刻蝕和干法刻蝕兩類，相比濕法刻蝕，干法刻蝕精確度、潔凈度更高，因此隨著芯片技術進入納米階段，干法刻蝕逐漸成為主流，但設備復雜度和成本也較高。據 Gartner 數 據，到 2025 年，全球集成電路制造干法刻蝕設備市場規模預計將增長至 181.85 億美元。

　　中微公司是我國刻蝕設備領域專長性的領軍企業。較高的刻蝕技術話語權及成本控制能 力為公司收獲了相對更為亮眼的利潤率水平。通過對比可以看出，中微公司的21Q3凈利 率和毛利率均高于北方華創，尤其是凈利率水平高出幅度超過50%。自2017年中微公司 歸母凈利潤轉正以來，其盈利能力不斷提升，尤其近年隨著下游需求的快速增長實現了 歸母凈利潤的大幅提高，未來或將持續受益市場紅利。

　　北方華創是我國泛半導體設備平臺性的龍頭企業，兼具技術先進性和產品全面性，相對 來說更容易獲得國產替代的估值攀升。更加平臺化的北方華創在薄膜沉積設備領域同樣 具有較強的技術能力。薄膜沉積是一種在晶圓基片上沉積薄膜材料的工藝流程，常見種 類包括物理氣相沉積（PVD）、化學沉積（CVD）及原子層沉積（ALD）等。北方華創的 PVD 工藝尤其領先，其自主研發了 13 款 PVD 產品，實現了國產 28nm 后端金屬硬掩膜的突 破。北方華創的 CVD 設備覆蓋功率、光伏等較多領域，目前 LPCVD 設備部分產品在國內 SMIC 先進工藝生產線上實現突破，PECVD 設備主要用于光伏電池片生產，大幅節約電能 成本。北方華創的產品除了薄膜沉積設備、刻蝕設備、清洗機、氧化擴散爐，還有氣體 測量控制設備、熱處理設備、新能源鋰電等多種泛半導體設備，因此其可被看作我國半 導體設備的龍頭型平臺企業。其近年隨市場擴大收獲了營收和凈利潤的節節攀升。

　　3.2 光刻機:國產力量奮力前行

　　光刻機相對來說是半導體設備中最具技術尖端性的產品領域，也是晶圓生產工藝中尤為 關鍵的制造設備，目前全球市場主要被ASML、佳能、尼康三家企業占據。據前瞻產業研 究院數據，荷蘭ASML在全球光刻機TOP3企業中占據高達63%的市場份額，佳能占據30%。該技術稀缺與尖端性讓其成為美國科技制裁的重要可選領域之一，因此我國為實現高科 技發展自主可控，在該領域取得技術突破已是時代進步的必然要求。目前我國在光刻機 領域取得重要進展的代表性企業主要是上海微電子。

　　上海微電子專攻光刻機設備，其技術在中低端領域已達相對較領先水平。上海微電子的 光刻產品主要應用在晶圓制造、封裝測試及平板顯示、高亮度LED等領域。目前其IC前道 光刻機水平與ASML仍差距較大，但不斷取得階段性成果，已實現90nm制程覆蓋。上海微 電子從低端市場切入，擁有先進的封裝光刻技術，已成為封測龍頭企業的重要供應商。其積極開展FPD光刻機研發，實現首臺4.5代TFT投影光刻機交付，積極研發高世代產品， 努力切入主流廠商供應。

　　在高端光刻機領域，國內廠商仍不具備攻關能力。目前最先進的EUV光刻機被ASML壟斷， 其他廠商，包括佳能、尼康與ASML相距甚遠，幾乎完全退出該細分市場。佳能還退出了 ArF光源光刻機的研發，將其業務重點集中于中低端光刻機市場，包括封裝光刻機、LED 光刻機、面板光刻機等。目前上海微電子的主要技術及業務也是該類中低端產品市場， 并且市場份額據佳能、尼康還有較大的距離，因此尚未有過多技術、資金、資源及精力 來攻克高端EUV技術市場。

　　3.3 其他設備：多家內地廠商分領域攻關

　　除了薄膜沉積、刻蝕及光刻設備外，還有涂膠顯影機、清洗機、去膠機等同樣在晶圓制 造過程中發揮著重要作用，國內已有多家廠商在相關領域取得進展。涂膠顯影機為光刻 機提供曝光前的光刻膠涂覆和曝光后的圖形顯影，主要通過機械手使晶圓在各系統之間 傳輸和處理，從而完成晶圓的光刻膠涂覆、固化、顯影、堅膜等工藝。其不僅直接影響 光刻細微曝光圖案的形成，還對后續刻蝕和離子注入等工藝中圖形轉移的結果產生深刻 影響，是集成電路制造中的關鍵處理設備之一。

　　芯源微是前道涂膠顯影設備目前國內主要供應商。公司生產的前道涂膠顯影設備已獲得 多個前道大客戶訂單及應用，下游覆蓋邏輯、存儲、功率及其他特種工藝等多家國內廠 商，實現了小批量替代，大客戶認證進展順利。具體來說，公司生產的 offline 涂膠顯 影機已實現批量銷售，I-line 涂膠顯影機已經通過部分客戶驗證并進入量產銷售階段， KrF 涂膠顯影機已經通過客戶 ATP 驗收。隨著各項技術突破及工藝驗證推進，公司前道 涂膠顯影機已具備逐步實現國產替代的技術實力。在 2019 年中國大陸涂膠顯影機市占 率分布中，芯源微已占據 4%左右，雖然離東京電子 91%的市場份額還相距甚遠。

　　盛美上海、芯源微等企業為我國半導體清洗設備領域貢獻了重要力量。清洗機是將晶圓 表面上產生的顆粒、有機物、自然氧化層、金屬雜質等污染物去除，以獲得所需潔凈表 面的工藝設備。清洗機廣泛用于集成電路制造中的成膜前/后清洗、等離子刻蝕后清洗、 離子注入后清洗、化學機械拋光后清洗和金屬沉積后清洗等各個環節。隨著工藝制程精 進，雜質敏感度提升，對維持芯片良率提出了進一步的要求，推動了清洗步驟不斷增加， 為清洗設備企業帶到了業務增長的動能。在國內主要晶圓廠清洗設備中標廠商份額分布 中，國際廠商占比約 71%，盛美上海、芯源微、北方華創、屹唐股份分別占比 17%、9%、 2%、1%左右。盛美上海、芯源微已成為該領域大陸相對領先企業。在 2020 年全球半導 體清洗設備市場格局中，盛美上海同樣是占比份額最大的中國大陸企業，占全球比重約 4%。雖然已有中國大陸企業逐漸打破壟斷格局，但清洗設備國產化水平仍有廣闊提升空 間。

　　最后，去膠機的技術難度相對而言不特別高，國產廠商在全球市場中已具有較強的市場 競爭力。據Gartner數據，屹唐半導體在全球干法去膠設備市場中占比約31.29%，位居全 球第一，泰仕半導體占比約5.28%，北方華創占比約1.66%。去膠機主要用于晶圓片刻蝕 后去除其表面阻擋層的光刻膠，適用于50-300mm晶圓片的處理。屹唐半導體憑借高企的 全球市占率逐漸確立了在干法去膠設備細分市場中國際領先的地位。（報告來源：未來智庫）

　　四、 投資分析

　　自主可控國產替代是半導體設備行業的核心主題，業績增長是時代發展帶來的相應紅利。掌握制造半導體所用各類設備的關鍵技術是確保我國科技發展安全性、穩健性、自主性 的首要前提。對多個子設備領域均具有較強技術水平和全面性的企業容易獲得在資本市 場中更高的估值預期空間。盡管技術稀缺性在中美科技競爭中愈發凸顯，我國下游多個 新興科技領域的迅猛發展還為上游晶圓制造產業鏈帶來了快速增長的市場紅利，成為推 動相關企業業績持續攀升的重要動力。同時兼具較強國產替代屬性和業績增長勢頭的企 業在半導體設備行業中擁有強悍的基本面支撐，預計在大國博弈中奮力突破的我國科技 制造業將為相關優質賽道公司帶來持續的上行動能。

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