國產晶圓製造設備，未來三年超百億市場空間

▌中國大陸成為晶圓廠支出全球增長極，國產晶圓製造設備全面利好

根據SEMI2018年的最新數據顯示，2017全球晶圓廠設備支出569億元，同比+38%，2018年全球晶圓廠設備支出將超600億美元，同比+9%，2019年為651億美元，同比增長5%，2016年-2019年連續四年同比增幅為正，複合增長率為16%，是自1990年代中期以來首次連續四年正增長，體現了全球晶圓廠投資將呈現強勢態勢。

根據SEMI數據，2017年中國大陸半導體設備需求達68.4億美元，同比增長5.88%，2018年預測超過100億美元，同比增長57%，2019年同比增長60%達172億美元。

中國大陸設備支出金額預計於2019年成為全球支出最高的地區。

由此可見，中國大陸是此輪晶圓製造設備支出增長的巨大推動市場。

我們判斷，該需求主要來源於過去兩年中國大陸大舉興建晶圓廠引發的設備投資潮。

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全球設備投資的大幅增長與近年全球興建晶圓廠的大趨勢正相關。

過去兩年全球共興建十七座12寸晶圓廠，有十座設在中國大陸，同期間日本與韓國僅各增加一座產線。

根據SEMI數據，2017-2020年中國大陸將有26座晶圓廠動工，其中本土企業設備支出將從2017的33%上升到2019的45%。

目前，國內在建共計21條12寸晶圓產線，包括漢新芯第二期、合肥長鑫十二寸DRAM工廠、台積電南京晶圓代工廠、德科瑪淮安十二寸廠等，SEMI預測中國大陸將成為全球半導體十二寸廠的最大聚集區。

晶圓廠從建設開工—封頂完工—設備裝機—投產—量產整個周期需要三到五年，2016-2017年年中國大陸興建晶圓廠潮將帶來2018-2019年的設備投資潮，全球半導體設備產業將會出現前所未見的欣欣向榮局面。

晶圓製造設備支出是總設備支出中的重要部分，平均占總設備支出80%的份額。

2017年全球晶圓製造設備銷售額持續攀升，達450億美元，同比+53.43%，增長率遠超封測設備及其他設備。

根據SEMI統計口徑，中國晶圓製造設備資本支出將在2018-2019年合計達166.24億美元，合1047.31億人民幣，占中國半導體資本支出的60%，2015-2019年複合增長率20.55%。

然而中國作為世界半導體產業的新的增長極，中國設備在全球晶圓生產設備市場份額僅有4%，供給和市場份額極不匹配。

晶圓製造設備根據環節不同，有不同分類。

生產環節設計擴散區(ThermalProcess)、光刻區(Photolithography)、刻蝕區(Etch)、離子注入(IonImplant)、薄膜生長(DielectricDeposition)、拋光(CMP)、金屬化(Metallization)七個生產環節加上貫穿整個生產過程的表面檢測(Test)分別對應了不同生產設備，如下表列式。

晶圓製造設備國產化的最大阻礙是設備驗證周期長，核心技術壁壘高。

設備企業投資周期長:產品從疊代開發階段需要經過原理機、α機、β機、γ機等多代機型開發，並經過實驗室數據測試。

在送到客戶現場後，需經過試生產階段運行、測試，最終才能大批量上產線。

核心技術壁壘高:越先進的製程工藝設備造價越高。

光刻機通常被視為晶圓廠最大的產能瓶頸，也就是微縮工藝的核心設備。

荷蘭ASML在光刻領域幾乎實現壟斷。

國產設備商想要超越，還有很長的一段路要走。

國產半導體設備市占率不斷提升。

根據中國電子專用設備協會(CEPEA)的統計，2016年國產半導體設備在中國大陸市場占有率約11%，其中IC設備占全部半導體設備銷售的49%。

在新建集成電路生產線的推動下，2018-2020年國產集成電路設備年均增長率將超過25%。

2020年，國產半導體設備銷售收入將達150億元，市場占有率將達到約20%，IC設備銷售預計將達到50億元。

進一步細分，在進口晶圓製造設備種類方面，占進口金額比例較大的主要為薄膜沉積(CVD)、刻蝕機、光刻機，前三者為製造環節的核心設備，技術門檻高，單台價值量大。

▌國產晶圓製造設備，未來三年超百億市場空間

核心假設:

1、中國設備市場空間假設:中國晶圓製造設備市場需求處於上升階段，根據SEMI數據線性外推，估計2015-2020年中國市場CAGR32.43%。

2、晶圓製造各環節設備比例假設:根據VLSIResearch2017年公布的數據，晶圓製造設備中，擴散設備、光刻設備、刻蝕設備、離子注入設備、薄膜沉積設備、外觀檢測設備、拋光設備、清洗設備投資額占生產設備比例為1%、23%、30%、2%、25%、13%、4%、2%。

3、國產設備比例假設:根據中國電子專用設備協會(CEPEA)預測，2020年國產半導體設備市占率達20%。

我們假設國產化程度以技術難度由高到低分為三個梯隊，來估計未來不同設備國產化比例。

第一梯隊光刻設備國產占有率2015年為1%，2020年達5%。

第二梯隊國產刻蝕設備、薄膜沉積設備市占率2015年為5%，2020年達10%。

第三梯隊擴散設備、外觀檢測設備、離子注入設備、拋光清洗設備國產市占率2015年為10%，2020年達20%。

4、匯率假設:為了簡便計算，取美元:人民幣比例為1:6.3。

結論:根據測算，2018年國產晶圓生產設備市場空間39.9億元，增速53.55%，2019年達70.82億元，增速77.5%，2020年達140億元，增速96.98%。

2018-2020年累計市場空間達250億元，CAGR為87%。

隨著半導體晶片國產化的呼聲愈演愈烈，半導體製造設備的國產化進程將會不斷加速。

只有加強研發水平、提高技術能力，才能提高國產設備競爭力。

從興建中晶圓廠投資端測算:國產設備需求遠超設備端測算，內資晶圓廠商有望利好國產設備

在2017年全球半導體資本支出突破569億美元大關中，3DNAND大廠、DRAM原廠、晶圓代工廠均大力擴產，搶占市場。

根據草根調研，目前國內新開工的12寸晶圓廠，一條已於2017年底量產，產能4萬片/月;投產未量產的共計兩條，產能9萬片/月;已開工未投產的產線十二條，產能預計83-84萬片/月;在計劃中未開工產線六條，約55萬片/月產能，累計超萬億人民幣投資，帶來近百億人民幣製造設備投資需求，激發出半導體設備產業難得一見的巨大商機。

我們從這21條產線的角度測算國產晶圓製造設備的市場空間。

核心假設:

1、設備採購時間線假設:以中芯國際8寸晶圓廠生產周期為例，項目於2005年10月開始動工建設，2006年12月18日開始設備遷入，2007年4月開始試生產。

可以得出結論，一般晶圓廠一般從開工到設備搬入需要一年到兩年左右時間，而半年後開始投產，投產後再過一年量產。

我們從投產前半年為標準，計算設備採購時間，並以三年為基準計算總設備投資額釋放比例。

若尚未投產，以簽訂時間後推兩年開始計算。

2、晶圓製造設備支出占總資本支出假設:根據格羅方德晶圓廠投資數據，總投資80%用於設備採購。

全部設備中的80%是晶圓製造設備，20%是封測及其他設備。

因此，合理假設晶圓製造設備支出占晶圓廠總資本支出比例為64%。

3、國產晶圓製造設備市占率假設:同前文。

即我們假設國產化程度以技術難度由高到低分為三個梯隊，到2020年國產設備占有率分別為5%/10%/20%。

根據國產21條12寸晶圓廠產線情況，綜合考慮晶圓廠建設時間線、設備投資比例，我們測算出2018年國產晶圓製造設備市場空間達71億元，2019年市場空間137億元，同比增長93.97%，2020年180億元，同比增長31%。

上章以SEMI口徑設備端測算的2018-2020年的市場空間250億人民幣還是略微保守，從興建晶圓廠的投資端看，2018-2020年累計市場空間預計達387億元。

由於目前晶片製造自主可控的呼聲愈來愈大，集成電路產業發展需求倒逼晶片國產化提速。

因此，實際晶圓廠興建速度可能加快，採購國產設備的比例可能更大，實際增長率可能更高。

結論:2018-2020年國產晶圓製造設備市場空間增速分別為157%，94%和31%，2018-2020年累計市場空間387億元，CAGR為59%。

平均每年超百億的市場空間在機械行業中難得一見。

由此可以預見，從2018年上半年開始，國產半導體設備市場空間將開始快速增長趨勢。

我們認為，全球半導體設備投資正處於新一輪快速增長期，設備市場在未來幾年將持續呈現繁榮景象，中國地區2018年設備銷售將超預期增長。

好風也要憑藉力，好的市場環境也需要國產設備擁有過硬的技術、紮實的量產能力。

如今，我國集成電路產業重大科技02專項支持的幾款裝備都已經進入考核期，有一些已經大批量生產。

例如中微半導體刻蝕機，現今已銷售過百台，瀋陽拓荊12英寸PECVD、上海瑞麗光學測量設備、北方華創12英寸氧化爐以及刻蝕機、中科信離子注入機等16種12英寸製造設備已經經過主流生產線驗證，28nm製程已實現量產。

上海微電子500系列步進投影光刻機已經占到國內封測市場80%以上的份額。

還有倒裝機、刻蝕機、PVD、清洗機等設備均已滿足先進技術的要求。

預計到2018年，將有40多種裝備可以通過生產一線用戶的考核，進入採購。

國產高端集成電路設備技術和市場競爭力將進一步提升，縮小和國際先進水平的差異。

（東吳證券：陳顯帆，周爾雙 ）獲取本文完整報告請百度搜索「樂晴智庫」。