电子元器件行业：迎来6大机遇半导体设备国产化步入新篇章在疫情影响、中美科技摩擦、全球产业链转移、5G需求升级、新能源汽车起量、物联网风起布局等供需两端多重因素影响下，目前全球半导体行业产能紧缺，供需缺口持续拉大，行业景气度有望攀升。

　　在景气度持续性方面，全球晶圆制造最先进制程厂商台积电法说会指引产能紧缺状态有望延续至2022年。

　　下游市场与客户相对分散、产品形态相对大宗的封测环节龙头厂商包括日月光、长电、华天、通富等企业自2020年 Q4 起对各产品价格进行不同程度调涨，在封测产能扩张相对较快的情况下，预计封装产能供需平衡最早将在2023年实现。

　　据 SIA 数据，2021年9月全球半导体销售额482.8亿美元，同比增长27.5%，连续20个月同比正增长，9 月销售额再次突破前月新高值。9 月中国半导体销售额167.2 亿美元，同比增长 24.3%，连续 22 个月同比正增长，全球占比维持在 35.36%左右。

　　全球与中国半导体销售额同创新高，今年以来同比增速持续爬升，其中中国半导体销售额同比增速明显高于全球水平，增长势头强劲。

　　展望2021年 5G、线上应用、汽车电子、AIoT 仍为行业主流发展趋势，创新升级前景可期，行业景气度向上趋势有望延续。

　　自 21 年年初至今，半导体从代工厂环节开始发生行业价格普涨，代工厂台积电、中芯国际、力晶，材料端硅片、封装基板、覆铜板，封测端日月光、长电等厂商或环节均有发生涨价，累积传递至 IC 设计端，IC设计厂商芯片交货周期拉长、价格上涨蔓延至产业链下游各个细分市场，行业产能持续紧张，行业供给压力预计持续至 2022 年。

　　为缓解全球芯片短缺问题，并应对自动驾驶、AI、高效能计算以及 5G 通讯等中长期的强劲需求，龙头代工厂开启新一轮高强度资本开支。

　　一方面由于行业产能供需矛盾突出，另一方面汽车电子、AIoT 等新兴赛道强势崛起，全球代工龙头台积电开启十年周期级别的新一轮高强度资本开支。在 2008 年金融危机前后，台积电每年资本开支在 25 亿美金左右。

　　在 2010 年~2018 年，台积电每年资本开支提升至 60~110 亿美金水平，平均约 88.7 亿美金，其抢先布局智能手机赛道，与大客户携手突破先进 制程迭代，成功打造全球领先的先进制程代工厂。

　　在 2019 年~2020 年，台积电每年资本开支在约 170 亿美金，应对 4G 到 5G 的换代周期。

　　在 2021 年~2023 年，台积电指引三年 1000 亿美金高强度资本开支，在智能手机创新放缓趋势下，半导体行业有望迎来下一个五年黄金赛道。

　　本土代工龙头中芯国际自 2020 年 7 月回归科创板上市后，迅速提升资本开支强度支撑本土半导体产业发展。

　　在中美科技摩擦背景下，中芯国际多次公告其对美国半导体设备供应商采购需进行审批管制，对其先进制程研发以及成熟制程扩产带来一定阻力和不确定性。

　　在全球芯片缺货潮影响下，龙头厂商台积电、联电、中芯国际等代工厂加大资本开支坚定扩产，半导体设备环节将先行受益。

　　全球半导体设备市场规模未来几年有望持续扩张。随着半导体产品的加工面积成倍缩小带来加工难度不断扩大，未来生产半导体产品的制造设备将越来越精细化，价值或持续上升。

　　根据 wind 的数据，2020年中国半导体设备市场规模仅为全球半导体设备市场规模的26.30%。

　　根据 Wind 的数据，从2011年到2020年，中国半导体市场规模增速明显大于全球增速，2011-2020年CAGR为19.92%，大于全球的5.62%。

　　随着半导体行业的第三次产业转移，下游产业需求和政策红利正推动中国逐渐成为半导体设备市场的中心。

　　根据 SEMI 的数据，中国半导体市场规模预计2020年将达到 173 亿美元，2016-2020 年 CAGR 为27.92%，保持高速增长，且预计将于2020年在全球市场占比达到约27.4%j9九游会官方网站，超过中国成为全球第一大半导体设备市场。

　　在半导体晶圆加工设备领域，根据 Gartner 的数据，从2014年到2019年，中国市场规模在全球的比重从10.01%增长到22.07%，并正式超越韩国与中国地区，成为全球最大的晶圆加工设备细分市场。

　　半导体行业主要分为上中下三个环节，上游环节包括 IP 核及设计服务、材料和设备；中游环节包括设计、芯片制造和芯片封测；下游环节即终端应用，包括集成电路、分立元件、光电子、传感器等。

　　半导体设备虽然年产值仅为几百亿美金，却支撑起 10 倍大的芯片制造产业，进而为整个年产值近几十万亿美金的信息产业的发展起到了关键性的作用。

　　晶圆加工步骤主要分为扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、抛光等。以晶圆加工中最重要的光刻为例，光刻又可以细分为清洗、涂胶、光刻和显影，对应的晶圆加工设备为清洗机、涂胶机、光刻机和显影机（测量的 CD/SEM 属于封测设备）。

　　晶圆处理精度高，一般在几纳米至几微米，对加工设备精度要求极高，其中部分工序需要循环进行多次，需要用到大量的半导体设备。

　　封测分为封装和测试，封装主要用于芯片后道加工，工艺流程在晶圆制造后，分为传统封装和先进封装两种；测试则涵盖半导体中游所有环节，从 IC 设计到 IC 封装，都需要经过测试。

　　传统封装设备包括减薄机、划片机、贴片机、引线键合机等；先进封装设备包括清洗机、溅射设备、光刻机、涂覆设备、回熔焊接设备等；测试设备主要包括测试机、探针台和分选机。

　　根据 Gartner 的数据，在晶圆厂的资本开支中，半导体设备投资占比最大，占70%-80%。在半导体设备投资中，晶圆加工作为集成电路制造过程中最重要和最复杂的环节，其相关设备占比最大，占78%-80%。

　　据预测，未来 2020-2022 年，其晶圆加工设备将超过 600 亿美元，冲击 700 亿美元关卡。

　　2020 年由于半导体行业持续供需失衡，晶圆加工设备市场规模有望超过 2018 年，再次冲击历史高峰。

　　根据 SEMI 的数据，2020 年市场规模较 2019 年预计增长 15%，增至 549 亿美元，超过 2018 年历史最高值。

　　预计得益于存储半导体市场的恢复以及先进逻辑半导体方向的投资，2021 年、2022 年的晶圆加工设备市场分别较上年增长 4%和 6%，达到 618 亿美元和 655 亿美元。

　　根据 SEMI 的数据，2023 年，晶圆加工设备市场将达到 680 亿美元，其中 Foundry/Logic 占据近一半的市场份额。

　　值得一提的是，2020 年预计增长率最高的用途是 NAND，预计较 2019 年增长 30%。另外，DRAM 在 2020 年的同比增长率接近 20%。

　　根据 SEMI 的数据预测，2020 年封测设备市场规模将达到 95 亿美元，其中封装设备 35 亿美元，同比增长 20%，测试设备 60 亿美元，同比增长 20%。

　　未来封装设备的市场规模主要受到先进封装需求的带动，预计 2021 年同比增长 8%，2022 年同比增长 5%。

　　未来测试设备市场规模将受益于 5G、HPC 的需求带动，2021 年同比增长 4.9%，2022 年同比增长 6.5%。

　　从增长率和波动性上进行分析，晶圆加工设备市场增长率大于封测设备市场，市场波动率小于封测设备市场。

　　细分设备市场规模方面，半导体设备细分市场随着先进制程的迭代而出现较大结构性差异，大部分市场份额被关键细分设备占据。

　　半导体设备市场份额占比最大的是光刻机、刻蚀设备、薄膜沉积设备三种，分别占 21.8%、18.1%和 25.9%的市场份额。退火设备市场份额占比较小，约为 2.3%。

　　根据 2018 到 2020 年各类前道设备占比数据，半导体设备市场份额占比排名前三的分别为光刻机、刻蚀和 CVD，总占比达到 63%。

　　前10大半导体设备厂商总销售额合计708.08亿美元，同比增长19.98%，市场份额达到 76.60%，头部效应明显、已形成较为稳定的寡头垄断市场格局。

　　全球半导体设备市场的集中度不断上升。根据 Gartner 的数据，前十家半导体设备企业的市场占有率不断提升，1998 年 CR10 为 58.2%。2020 年，CR10 提高到 76.6%，增加了 18.4pct，其中前五大厂商市占率达到 65.5%。

　　根据长江存储、中芯绍兴、积塔、华虹无锡、华力微和株洲中车这五条产线进行计算，以刻蚀设备、退火设备和薄膜沉积设备市场格局为例：

　　根据 Gartner 的 数据，2019 年，Lam、TEL 和 AMAT 在刻蚀设备市场分别占据前三，总计占有 90.88%的市场份额，寡头垄断明显。

　　国内有部分新兴公司正逐渐打破刻蚀设备市场垄断，包括中微公司、北方华创、北京屹唐等，三者分别占据 1.08%、0.78%和 0.15%的市场份额，目前市场份额占比相对较小。

　　虽然国外公司寡头现象依然严重，但是国内设备公司的产线份额得到了明显提升，其中北方华创、中微公司和北京屹唐三家公司分别占有内资产线%的市场份额，内资产线对于国内刻蚀设备的发展具有推动作用。

　　退火设备主要分为氧化/扩散炉、RTP 设备和 Gate Stack 三个部分。其中在 RTP 设备方面，AMAT 占有近 70%的市场份额，有绝对话语权。

　　根据中国国际招标网的数据，市场份额占比最大的为 TEL，占 46%。中国公司总计 占有 23.17%的市场份额，其中北方华创占 17%，北京屹唐占 2%。

　　根据中国国际招标网的数据，AMAT、Lam 和 TEL 在内资产线%，国内设备公司仅占 10.52%，竞争力非常小，其中北方华创占 3%，沈阳拓荆占 4%。

　　前道制程设备（含前道测试）投资额占比高达 80%以上，为半导体设备领域的核心主战场。前道设备市场中海外龙头厂商高度垄断，本土厂商占比较低，主要市场突破口仍集中在本土产线。在国内政策导向等支持下，本土产线扩张速度显著高于全球市场。

　　本土领军的设备企业已经突破部分前道制程设备，凭借多年前道工艺技术积累以及产线国产 化扶持，本土领军设备企业有望在前道工艺这一核心主战场挑战国际巨头垄断地位。

　　据芯思想数据，本土三大封装企业长电科技、通富微电、华天科技 2020 年市占率分别为 11.96%、5.05%、3.93%，合计占比 20.94%，在全球供应链体系中具有较强话语权。

　　传统封装技术相对稳定，国内设备厂商已具备一定技术积累与份额。先进封装国内市场布局较快，国内封测设备企业有望受益国内封测环节崛起而进一步提升市占率。

　　根据 Wind 的数 据，从 2006 年到 2020 年，全球半导体行业资本开支与集成电路晶圆加工设备市场规模的同比增长率具有近乎相同的变化关系，集成电路制造设备产业景气程度与行业资本开支密切相关，行业资本开支属于设备行业整体发展趋势的先行指标。

　　这主要是因为设备支出在行业资本开支中占比最大，占比接近 80%，而晶圆加工设备投资又在设备投资中达到近 50%。

　　技术专利是半导体行业的护城河，而半导体设备行业更是如此。该行业涉猎更广，其设计和制造过程需要综合运用电子、机械、物理、化学、材料、软件系统、自动化等多学科领域的先进科技。

　　由于半导体设备的技术参数、运行稳定性等指标会直接影响半导体产品的产量、质量和良率等生产指标，因此行业新进入者需要经过较长时间的技术积累，才能在该领域有所突破。半导体设备由于对技术参数和运行稳定性的严格要求，具有长验证周期的特点。

　　半导体设备的产品研发及商业化流程主要分为可行性研究阶段、产品开发及下线阶段、客户端认证阶段和量产及生命周期维护阶段四个阶段，其中客户端认证是最为关键的步骤。

　　无论是市场新进入者或新设备的量产，都要经过下游企业长时间的工艺验证，包括在具体生产场景的技术验证、与客户的持续沟通、完善技术细节等。

　　以华海清科为例，其 Demo 机台平均验证周期长达 12.46 个月，销售机台属于二次采购，验收周期较短，为 4.95 个月。

　　由于半导体设备较长的生产周期和验证周期，且下游客户对于产品售后服务响应速度和售后技术工艺支持都有着较高的要求，因此半导体设备领域具有较强的客户粘性，非必要情况下，下游客户不会轻易更改产线. 技术迭代带动产品价值量提升，不同精度等级设备共存

　　随着先进制程逐步推进，晶圆制造复杂度提升，工艺步骤显著增多，精度要求也随着线宽变小而明显提升，最终带来半导体设备先进产品价值量提升。

　　根据中芯国际前后两次的公告，美国商务部以保护美国和外交利益为由，将中芯国际及其部分子公司及参股公司列入“实体清单”。

　　公司被列入“实体清单”后，根据美国相关法律法规的规定，针对适用于美国《出口管制条例》的产品或技术，供应商须获得美国商务部的出口许可才能向公司供应；对用于 10nm 及以下技术节点（包括极紫外光技术）的产品或技术，美国商务部会采取“推定拒绝”（Presumption of Denial）的审批政策进行审核；同时公司为部分特殊客户提供代工服务也可能受到一定限制。

　　中美科技摩擦过程中，华为和中芯国际两大支柱性企业均受不同程度影响，半导体设备国产化有望向深度化和全面化发展。

　　从细分设备市场来看，ICP 刻蚀设备、CVD 成膜设备、掺杂设备、量测设备、光刻设备上升速度明显。

　　根据测算，2020H2至今六大产线中ICP刻蚀设备、CCP刻蚀设备、PVD成膜设备、CMP设备、炉管设备、清洗设备以及去胶设备国产化率较高，均超过了30%，其中清洗设备达到50%。

　　其中，北方华创在 ICP 刻蚀设备、PVD成膜设备、清洗设备、炉管设备份额提升显著，中微半导体在 CCP 刻蚀设备表现出色，上海微电子在技术壁垒较高的光刻设备中开始崭露头角，华海清科在 CMP 设备中市场份额逐渐提升等。

　　韦尔股份作为具有国际竞争力的 CIS 芯片龙头企业，借助资本市场补强 CIS 芯片流片环节中的产能瓶颈环节，有助于保障自身供应链安全，提升竞争壁垒。

　　据公司公告，公司通过与 Foundry 共同投入资源合作建立晶圆前道生产专线，使用先进的管理和设备对晶圆生产过程中的特殊工艺和环节进行快速迭代优化，综合晶圆制造企业和公司各自优势，形成最终的工艺技术能力和量产能力，同时实现生产效率的提升和成本空间的压缩。

　　华润微规划于重庆西永投资 42.0 亿元用于功率半导体封测基地项目建设，设备投资额占比约 69.76%。

　　半导体行业发动机台积电年初指引三年 1000 亿美金高强度资本开支，新一轮行业扩产周期启动，半导体设备环节率先直接受益。

　　国家层面出台政策进行产业资源倾斜、本土产线国产化意愿全面提升、本土设备厂提效抓机会、本土资金与人才流动性加强，在多方助力下，本土设备厂中标率与订单量提升明显，国产自主可控仍是中长期主旋律。

　　而目前，长存和长鑫产能已初具规模，跃过早期风险试产阶段，后期扩产出于供应链安全角度，国产化意愿与能力有望提升。同理，中芯国际 14nm 已量产时间超过一年半，后期扩产规划主要以成熟制程为主。

　　早期国产设备制造商导入内资产线主要通过提升自身产品性能向海外巨头看齐，认证周期及认证环节相对更长更繁琐。目前在科技摩擦背景下，国内部分产线针对成熟制程和成熟产品，从工艺制造、设计、机台设备等方面加强全环节协作，部分国产设备厂商有望从单一产品类公司向工艺平台类公司升级，看好半导体设备环节深度国产化

　　Fabless 厂商扩产过程中根据自身产品特点对部分设备存在一定客制化需求，在疫情影响下，国内设备厂商的快速响应能力有望加速该环节产线导入。

　　在全球疫情影响下，海外巨头设备厂商海运交付、工程师调试等受阻，在旺盛设备订单下，部分海外厂商设备交期拉长，给本土企业带来良好的替代机会。

　　本土逻辑代工厂规划扩张产能也以成熟制程为主，国产设备厂导入机会提升，利好本土半导体设备环节。

　　Fabless 厂商扩产过程中根据自身产品特点对部分设备存在一定客制化需求，在疫情影响下，国内设备厂商的快速响应能力有望加速该环节产线导入。

　　综合上述行业逻辑，各环节龙头公司：设备公司北方华创（002371.SZ）、万业企业（600641.SH）、中微公司（688012.SH）、新莱应材（300260.SZ）、华峰测控（688200.SH）、长川科技（300604.SZ）、华兴源创（688001.SH）、光力科技（300480.SZ）、正帆科技（688596.SH），以及加大资本开支的代工厂中芯国际（688981.SH）、华虹半导体 （、长电科技（600584.SH）、华天科技（002185.SZ）、通富微电（002156.SZ）

　　通常，净利率越高估值越高，半导体设备业务占比越高估值越高，主营设备在晶圆生产过程中越靠近前道估值越高。