半導(dǎo)體設(shè)備是支撐電子行業(yè)發(fā)展的基石，也是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)市場(chǎng)空間最廣闊，戰(zhàn)略價(jià)值最重要的一環(huán)。從整體來(lái)看，中國(guó)大陸的半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)，同全球半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)一樣，享受著本土晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)，地方規(guī)劃重點(diǎn)扶持的政策福利。從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言，供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)合理化和地緣政治的需求，帶來(lái)了國(guó)內(nèi)設(shè)備市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)替代的動(dòng)能。因此，國(guó)產(chǎn)設(shè)備商享有晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)+國(guó)產(chǎn)化提速的雙重增速。

根據(jù)SEMI2022年7月中旬發(fā)布的報(bào)告預(yù)測(cè)，半導(dǎo)體制造設(shè)備全球總銷售額預(yù)計(jì)將在2022年再次突破記錄達(dá)到1175億美元，比2021的1025億美元增長(zhǎng)14.7%，并預(yù)計(jì)在2023年增至1208億美元。全球半導(dǎo)體設(shè)備作為一個(gè)具有顯著的周期性特點(diǎn)的行業(yè)，將實(shí)現(xiàn)罕見的連續(xù)四年的快速增長(zhǎng)。本輪的半導(dǎo)體設(shè)備周期在全球范圍內(nèi)延續(xù)的時(shí)長(zhǎng)超出預(yù)期。

下面我們就從半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈出發(fā)，從半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀、驅(qū)動(dòng)因素等方向進(jìn)行分析，探尋其各個(gè)細(xì)分子行業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈中的占比及市場(chǎng)空間、相關(guān)公司等，力圖把握半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)未來(lái)發(fā)展空間與方向。

半導(dǎo)體設(shè)備分類、發(fā)展現(xiàn)狀及驅(qū)動(dòng)因素

1.分類

以產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用環(huán)節(jié)來(lái)劃分，半導(dǎo)體設(shè)備可分為前道工藝設(shè)備（晶圓制造）和后道工藝設(shè)備（封裝測(cè)試）兩個(gè)大類。其中后道工藝設(shè)備還可以細(xì)分為封裝設(shè)備和測(cè)試設(shè)備。設(shè)備中的前道設(shè)備占據(jù)了整個(gè)市場(chǎng)的80%-85%，其中光刻機(jī)，刻蝕機(jī)和薄膜設(shè)備是價(jià)值量最大的三大環(huán)節(jié)，各自所占的市場(chǎng)規(guī)模均達(dá)到了前道設(shè)備總量的20%以上。因此，全球半導(dǎo)體設(shè)備前十名廠商之中，有多家是平臺(tái)型企業(yè)，橫跨多個(gè)半導(dǎo)體工藝環(huán)節(jié)。

2.發(fā)展現(xiàn)狀

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈龐大復(fù)雜的特性，使得很難有某一家公司能夠在所有設(shè)備領(lǐng)域做到全覆蓋。來(lái)自全球各個(gè)國(guó)家的企業(yè)共享整個(gè)市場(chǎng)。

從2021年的全球競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，第一梯隊(duì)top5的收入規(guī)模均在百億規(guī)模左右或以上，排名前top10的公司營(yíng)收體量也要在20億美元以上。對(duì)比國(guó)內(nèi)設(shè)備龍頭北方華創(chuàng)2021年電子裝備業(yè)務(wù)（包含集成電路業(yè)務(wù)和泛半導(dǎo)體業(yè)務(wù)）約為79.5億元人民幣的營(yíng)收，我國(guó)半導(dǎo)體裝備行業(yè)的營(yíng)收規(guī)模距行業(yè)頭部廠商仍存在較大差距，替代空間巨大。

按照2021財(cái)年半導(dǎo)體業(yè)務(wù)收入排名，全球前五大半導(dǎo)體設(shè)備廠商分別為應(yīng)用材料242億美元營(yíng)收，ASML約211億美元營(yíng)收，東京電子171億美元營(yíng)收，泛林半導(dǎo)體165億美元應(yīng)收，柯磊82億美元營(yíng)收。分地區(qū)來(lái)看，排名前十的廠商中有五家日本公司，四家美國(guó)公司，以及一家荷蘭公司。

2021年全球營(yíng)收排名前五的設(shè)備廠商均屬于前道設(shè)備的應(yīng)用廠商，與前道設(shè)備占據(jù)80%以上的設(shè)備市場(chǎng)相匹配。同時(shí)，前五大廠商中有三家是平臺(tái)型（應(yīng)用材料，泛林半導(dǎo)體，東京電子），橫跨刻蝕，薄膜，清洗，離子注入等多個(gè)領(lǐng)域，對(duì)比來(lái)看，國(guó)內(nèi)許多公司也在橫向拓展業(yè)務(wù)領(lǐng)域以不斷突破天花板,向平臺(tái)型轉(zhuǎn)型。比如，中微公司從刻蝕及化合物半導(dǎo)體外延設(shè)備延展到集成電路薄膜設(shè)備；萬(wàn)業(yè)企業(yè)從離子注入設(shè)備延展到其嘉芯半導(dǎo)體子公司，覆蓋除光刻機(jī)之外的幾乎全部前道大類；盛美上海從清洗，電鍍等業(yè)務(wù)逐步覆蓋，爐管，沉積及其他前道品類。

3.驅(qū)動(dòng)因素

先進(jìn)制程發(fā)展、工藝流程改進(jìn)，半導(dǎo)體設(shè)備迎來(lái)新需求。

（1）新能源，AIot推進(jìn)成熟制程設(shè)備發(fā)展加速

半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)波動(dòng)性成長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)鏈最下游電子應(yīng)用終端發(fā)生新變化，產(chǎn)生新需求。半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)呈現(xiàn)波動(dòng)性上漲的趨勢(shì)。近二十年間半導(dǎo)體設(shè)備的周期性正在減弱，行業(yè)成長(zhǎng)趨勢(shì)加強(qiáng)。得益于各類電子終端的芯片需求，智能化，網(wǎng)聯(lián)化，AIOT的發(fā)展，行業(yè)規(guī)模連續(xù)四年出現(xiàn)大幅度的正增長(zhǎng)。2022年仍將維持較高增速，這在半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展歷史上極為罕見。

先進(jìn)制程（5nm以下先進(jìn)制程）的擴(kuò)產(chǎn)和研發(fā)投入變得十分巨大，同時(shí)成熟制程的芯片需求量大大提升。根據(jù)ASML的財(cái)報(bào)顯示，Arf光刻機(jī)單價(jià)在6000萬(wàn)歐元左右，EUV光刻機(jī)單價(jià)在1.5億歐元左右，而最新一代預(yù)告的3nm/2nm世代光刻機(jī)預(yù)計(jì)的單價(jià)將在3億歐元以上，先進(jìn)制成的研發(fā)和突破成本以指數(shù)曲線的形式上升。在先進(jìn)制程未來(lái)2nm，1nm的發(fā)展方向愈發(fā)接近物理極限的同時(shí)，成熟制程經(jīng)濟(jì)效益在不斷提高，車規(guī)MCU,超級(jí)結(jié)MOS，光伏IGBT等成熟制程芯片大量缺貨，交付期延長(zhǎng)，使得行業(yè)重新審視成熟制程產(chǎn)線的經(jīng)濟(jì)效益，臺(tái)積電也在2022年提出在未來(lái)三年將成熟制程擴(kuò)產(chǎn)50%。我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備廠商精準(zhǔn)卡位12英寸成熟制程所對(duì)應(yīng)設(shè)備，覆蓋28nm/14nm以上節(jié)點(diǎn)成熟制程領(lǐng)域并不斷完善。

（2）從襯底到芯片：工藝流程決定設(shè)備使用需求量變化

芯片產(chǎn)線的精細(xì)化，自動(dòng)化程度高，芯片/設(shè)備對(duì)于環(huán)境的要求高。

半導(dǎo)體設(shè)備處于產(chǎn)業(yè)鏈最上游環(huán)節(jié)，中游的芯片代工晶圓廠采購(gòu)芯片加工設(shè)備，將制備好的晶圓襯底進(jìn)行多個(gè)步驟數(shù)百道上千道工藝的加工，配合相關(guān)設(shè)備，通過氧化沉積，光刻，刻蝕，沉積，離子注入，退火，電鍍，研磨等步驟完成前道加工，再交由封測(cè)廠進(jìn)行封裝測(cè)試，出產(chǎn)芯片成品。

芯片的制造在極其微觀的層面，90nm的晶體管大小與流行感冒病毒大小類似。在制程以納米級(jí)別來(lái)計(jì)量的芯片領(lǐng)域，生產(chǎn)加工流程在自動(dòng)化高精密的產(chǎn)線上進(jìn)行，對(duì)設(shè)備技術(shù)的要求極高。無(wú)論是設(shè)備的制造產(chǎn)線，還是晶圓廠的生產(chǎn)產(chǎn)線，所有芯片的生產(chǎn)加工均在無(wú)塵室中完成。任何外部的灰塵都會(huì)損壞晶圓，影響良率，因此對(duì)于環(huán)境和溫度的控制也有一定的要求。在代工廠中，晶圓襯底在自動(dòng)化產(chǎn)線上在各個(gè)設(shè)備間傳送生產(chǎn)，歷經(jīng)全部工藝流程大致所需2-3個(gè)月的時(shí)間，這其中不包括后道封裝所需要的時(shí)間。通常來(lái)說(shuō)，晶圓廠中的設(shè)備90%的時(shí)間都在運(yùn)行，剩余時(shí)間用于調(diào)整和維護(hù)。

前道工藝步驟繁雜，工序繁多，是芯片出產(chǎn)過程中技術(shù)難度較大，資金投入最多的環(huán)節(jié)。在芯片代工廠中的芯片的工藝制備流程如下：氧化、勻膠、曝光、顯影、刻蝕、沉積、研磨、離子注入、退火。離子注入完成之后，繼續(xù)沉積二氧化硅層，然后重復(fù)涂膠，光刻，顯影，刻蝕等步驟進(jìn)入另一個(gè)循環(huán)，用以挖出連接金屬層（導(dǎo)電層）的通孔，從而使互通互聯(lián)得以是現(xiàn)在晶圓中。實(shí)現(xiàn)這一功能的是使用物理氣相沉積的方式沉積金屬層。上述步驟在晶圓的生產(chǎn)制造中將重復(fù)數(shù)次，直到一個(gè)完成的集成電路被制作完成。最后，將制備好的晶圓進(jìn)行減薄，切片，封裝，檢測(cè)。完成后到的工藝流程，至此，一顆完整的芯片制作完成。

半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂砑跋嚓P(guān)公司

半導(dǎo)體設(shè)備主要由七大設(shè)備零部件構(gòu)成：光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備、清洗設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、離子注入設(shè)備、機(jī)械拋光設(shè)備及封裝、測(cè)試設(shè)備。下面我們分別進(jìn)行分析。

1.光刻機(jī)：摩爾定律的續(xù)命****

（1）圖形刻畫，光刻機(jī)必不可少

光刻是將設(shè)計(jì)好的電路圖從掩膜版轉(zhuǎn)印到晶圓表面的光刻膠上，通過曝光、顯影將目標(biāo)圖形印刻到特定材料上的技術(shù)，可以簡(jiǎn)單理解為畫圖過程，是晶圓制造中最重要的技術(shù)。光刻工藝包括三個(gè)核心流程：涂膠、對(duì)準(zhǔn)和曝光以及光刻膠顯影，整個(gè)過程涉及光刻機(jī)，涂膠顯影機(jī)、量測(cè)設(shè)備以及清洗設(shè)備等多種核心設(shè)備，其中價(jià)值量最大且技術(shù)壁壘最高的部分就是光刻機(jī)。

（2）光刻機(jī)不斷迭代，滿足制程提升需求

光刻機(jī)經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)演化出五代產(chǎn)品，由光源波長(zhǎng)進(jìn)行區(qū)分可以分為可見光（g-line），紫外光（i-line），深紫外光（KrF、ArF）以及極紫外（EUV）幾大類，從工作類型又可以分為接觸式、掃描式、步進(jìn)式、浸沒式等方式。不同類型的光刻機(jī)主要是為了滿足日益提升的制程需求，當(dāng)前最先進(jìn)的3nm制程只能通過EUV光刻機(jī)才能實(shí)現(xiàn)。

（3）復(fù)雜程度高，多廠商合作才能組成光刻機(jī)

全世界沒有任何一家公司可以獨(dú)立制造光刻機(jī)，其生產(chǎn)技術(shù)要求極高，可以分為十一個(gè)主要部件，包含超過十萬(wàn)個(gè)零件，涉及上下游多家供應(yīng)商，具有極強(qiáng)的生態(tài)屬性。光刻機(jī)的主要部件有工件臺(tái)、激光源、光束矯正器、能量控制器、光束形狀設(shè)置、遮光器、能量探測(cè)器、掩模臺(tái)、物鏡、封閉框架與減震器。

（4）三大海外廠商占據(jù)主導(dǎo)，EUV僅ASML一家獨(dú)供

目前全球光刻機(jī)市場(chǎng)幾乎由ASML、尼康和佳能三家廠商壟斷，其中又以ASML一家獨(dú)大。由于光刻機(jī)需要超十萬(wàn)個(gè)零部件，在各大晶圓廠不斷擴(kuò)產(chǎn)的背景下，光刻機(jī)的交貨時(shí)間一再推遲，EUV光刻機(jī)的交期已經(jīng)推遲到24個(gè)月以后。從銷量來(lái)看，2021年ASML占比65%，出貨量達(dá)到309臺(tái)，力壓尼康和佳能，其中EUV/ArFi/ArF高端光刻機(jī)占比分別為100%/95.3%/88%。從銷額來(lái)看，EUV光刻機(jī)單價(jià)超過1億歐元，最新一代0.55NA大數(shù)值孔徑EUV光刻機(jī)單價(jià)甚至超過4億歐元，全球僅有ASML可提供，使其占據(jù)市場(chǎng)絕對(duì)龍頭地位，2021年市場(chǎng)份額達(dá)到85.8%。

（5）上海微電子重點(diǎn)突破，國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)有望打破封鎖

目前國(guó)內(nèi)具備光刻機(jī)生產(chǎn)能力的企業(yè)主要是上海微電子裝備有限公司，主要致力于半導(dǎo)體裝備、泛半導(dǎo)體裝備、高端智能裝備的開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、銷售及技術(shù)服務(wù)。公司設(shè)備廣泛應(yīng)用于集成電路前道、先進(jìn)封裝、FPD面板、MEMS、LED、Power Devices等制造領(lǐng)域。公司的光刻機(jī)產(chǎn)品有SSX600和SSB500兩個(gè)系列，其中SSX600系列主要應(yīng)用于IC前道光刻工藝，可滿足IC前道制造90nm、110nm、280nm關(guān)鍵層和非關(guān)鍵層的光刻工藝需求；SSB500系列光刻機(jī)主要應(yīng)用于IC后道先進(jìn)封裝工藝。

2.刻蝕機(jī)：微觀世界雕刻師

（1）半導(dǎo)體制造核心工藝，刻蝕雕刻芯片大廈

作為半導(dǎo)體制造過程中三大核心工藝之一，刻蝕可以簡(jiǎn)單理解為用化學(xué)或物理化學(xué)方法有選擇地在硅片表面去除不需要的材料的過程，可以分為干法刻蝕和濕法刻蝕，目前市場(chǎng)主流的刻蝕方法均為干法刻蝕，可將其分為CCP刻蝕和ICP刻蝕。CCP刻蝕主要是以高能離子在較硬的介質(zhì)材料上，刻蝕高深寬比的深孔、溝槽等微觀結(jié)構(gòu)；而ICP刻蝕主要是以較低的離子能量和極均勻的離子濃度刻蝕較軟的或較薄的材料。

（2）新技術(shù)路線步入量產(chǎn)，對(duì)刻蝕提出更高技術(shù)要求

三星宣布將成為全球首家采用GAA工藝進(jìn)行3nm制程的生產(chǎn)，相較于Fin FET工藝，GAA被譽(yù)為突破3nm制程的有力手段。每一代芯片新技術(shù)的突破，晶體管體積都會(huì)不斷縮小，同時(shí)性能不斷提升。從平面MOSFET結(jié)構(gòu)到Fin FET晶體管架構(gòu)，再到后面的GAA結(jié)構(gòu)甚至MBCFET結(jié)構(gòu)，晶體管的復(fù)雜度不斷提升，對(duì)刻蝕和薄膜沉積等核心技術(shù)提出了更高的要求

（3）芯片線寬的縮小及多重模板工藝對(duì)刻蝕的精度和重復(fù)性提出更高要求

隨著芯片制程的提升，受到光刻機(jī)波長(zhǎng)的限制，往往需要采用多次曝光，才能得到要求的線寬，實(shí)現(xiàn)更小的尺寸。這對(duì)刻蝕速率、各向異性、刻蝕偏差、選擇比、深寬比、均勻性、殘留物、等離子體引起的敏感器件損傷、顆粒沾污等指標(biāo)上對(duì)刻蝕設(shè)備都提出了更高的要求。我國(guó)因無(wú)法購(gòu)買EUV光刻機(jī)而無(wú)法進(jìn)行更先進(jìn)制程的產(chǎn)線建設(shè)，如果想要用28nm產(chǎn)線生產(chǎn)14nm線寬的芯片，只能通過多次刻蝕才有可能實(shí)現(xiàn)，這使得對(duì)刻蝕的需求進(jìn)一步提升。

（4）海外廠商占據(jù)8成份額，國(guó)內(nèi)廠商正迎難而上

從全球范圍來(lái)看，刻蝕設(shè)備主要由美國(guó)泛林半導(dǎo)體、日本東京電子以及美國(guó)應(yīng)用材料三家占據(jù)領(lǐng)先地位，2020年三家市場(chǎng)份額合計(jì)占比近9成。目前國(guó)內(nèi)有中微公司和北方華創(chuàng)兩家刻蝕設(shè)備供應(yīng)商，從營(yíng)收端來(lái)看，2020年和2021年中微公司和北方華創(chuàng)刻蝕設(shè)備營(yíng)收占國(guó)內(nèi)總刻蝕市場(chǎng)規(guī)模的9.19%和10.48%左右，隨著公司的訂單逐步釋放，國(guó)產(chǎn)化率有望明顯提升。

（5）中微公司是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先刻蝕設(shè)備廠商，持續(xù)創(chuàng)新，不斷推出新產(chǎn)品

中微公司半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備主要包含CCP刻蝕設(shè)備、ICP刻蝕設(shè)備以及深硅刻蝕設(shè)備，在邏輯、存儲(chǔ)等諸多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。在邏輯芯片制造環(huán)節(jié)，公司開發(fā)的12英寸高端刻蝕設(shè)備已運(yùn)用在國(guó)內(nèi)外知名客戶65nm到5nm制程的芯片生產(chǎn)線上；同時(shí)，公司根據(jù)客戶需求，已開發(fā)出5nm及更先進(jìn)刻蝕設(shè)備用于若干關(guān)鍵步驟的加工，并已獲得行業(yè)領(lǐng)先客戶的批量訂單。公司目前正在開發(fā)新一代刻蝕設(shè)備和包括大馬士革在內(nèi)的刻蝕工藝，能夠涵蓋5nm以下更多刻蝕需求。在3DNAND芯片制造環(huán)節(jié)，公司的CCP刻蝕設(shè)備可應(yīng)用于64層、128層及更高層數(shù)NAND的量產(chǎn)，并且正在開發(fā)新一代能夠涵蓋200層以上極高深寬比的刻蝕設(shè)備和工藝。此外，公司的ICP刻蝕設(shè)備已經(jīng)在多個(gè)邏輯芯片和存儲(chǔ)芯片廠商的生產(chǎn)線上量產(chǎn)，正在進(jìn)行下一代產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)，以滿足5nm以下的邏輯芯片、1X納米的DRAM芯片和200層以上的3DNAND芯片等產(chǎn)品的刻蝕需求。

3.薄膜沉積設(shè)備：集成電路奠基者

（1）薄膜沉積支撐集成電路，多種類型滿足不同需求

薄膜沉積技術(shù)是以各類化學(xué)反應(yīng)源在外加能量（包括熱、光、等離子體等）的驅(qū)動(dòng)下激活，將由此形成的原子、離子、活性反應(yīng)基團(tuán)等在襯底表面進(jìn)行吸附，并在適當(dāng)?shù)奈恢冒l(fā)生化學(xué)反應(yīng)或聚結(jié)，漸漸形成幾納米至幾微米不等厚度的金屬、介質(zhì)、或半導(dǎo)體材料薄膜。作為芯片襯底之上的微米或納米級(jí)薄膜，是構(gòu)成了制作電路的功能材料層。隨著集成電路制造不斷向更先進(jìn)工藝發(fā)展，單位面積集成的電路規(guī)模不斷擴(kuò)大，芯片內(nèi)部立體結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，所需要的薄膜層數(shù)越來(lái)越多，對(duì)絕緣介質(zhì)薄膜、導(dǎo)電金屬薄膜的材料種類和性能參數(shù)不斷提出新的要求。薄膜設(shè)備的發(fā)展支撐了集成電路制造工藝向更小制程發(fā)展。

（2）薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)增速穩(wěn)，規(guī)模大

隨著半導(dǎo)體行業(yè)整體景氣度的提升，全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，拉動(dòng)市場(chǎng)對(duì)薄膜沉積設(shè)備需求的增加。根據(jù)Maximize Market Research數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017-2020年全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模分別為125億美元、145億美元、155億美元和172億美元，2021年擴(kuò)大至約190億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為11.04%。預(yù)計(jì)全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模在2025年將從2021年的190億美元擴(kuò)大至340億美元，保持年復(fù)合15.7%的增長(zhǎng)速度。

（3）下游應(yīng)用多樣化促進(jìn)各種薄膜沉積設(shè)備需求

近年來(lái)，下游產(chǎn)業(yè)新技術(shù)、新產(chǎn)品快速發(fā)展，正迎來(lái)市場(chǎng)快速增長(zhǎng)期。5G手機(jī)、新能源汽車、工業(yè)電子等包含的半導(dǎo)體產(chǎn)品數(shù)量較傳統(tǒng)產(chǎn)品大比例提高；人工智能、可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)等新業(yè)態(tài)的出現(xiàn)，對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)品產(chǎn)生了新需求。經(jīng)過不斷發(fā)展，根據(jù)不同的應(yīng)用演化出了PECVD、LPCVD、濺射PVD、ALD等不同的設(shè)備用于晶圓制造的不同工藝。其中，PECVD是薄膜設(shè)備中占比最高的設(shè)備類型，占整體薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)的33%；ALD設(shè)備目前占據(jù)薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)的11%；SACVD是新興的設(shè)備類型，屬于其他薄膜沉積設(shè)備類目下的產(chǎn)品，占比較小。

（4）芯片工藝進(jìn)步及結(jié)構(gòu)復(fù)雜化提高薄膜設(shè)備需求

在晶圓制造過程中，薄膜起到產(chǎn)生導(dǎo)電層或絕緣層、阻擋污染物和雜質(zhì)滲透、提高吸光率、臨時(shí)阻擋刻蝕等重要作用。隨著集成電路的持續(xù)發(fā)展，晶圓制造工藝不斷走向精密化，芯片結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度也不斷提高，需要在更微小的線寬上制造。制造商要求制備的薄膜品種隨之增加，最終用戶對(duì)薄膜性能的要求也日益提高。這一趨勢(shì)對(duì)薄膜沉積設(shè)備產(chǎn)生了更高的技術(shù)要求，市場(chǎng)對(duì)于高性能薄膜設(shè)備的依賴逐漸增加。

（5）產(chǎn)線升級(jí)，薄膜設(shè)備需求陡增

隨著集成電路的持續(xù)發(fā)展，產(chǎn)線逐漸升級(jí)，晶圓廠對(duì)薄膜沉積設(shè)備數(shù)量和性能的需求將繼續(xù)隨之提升。越先進(jìn)制程的產(chǎn)線所需的薄膜沉積設(shè)備數(shù)量越多。先進(jìn)制程使得晶圓制造的復(fù)雜度和工序量都大大提升，為保證產(chǎn)能，產(chǎn)線上需要更多的設(shè)備。

（6）精密結(jié)構(gòu)要求性能更好的薄膜設(shè)備

隨著當(dāng)前存儲(chǔ)器性能瓶頸的出現(xiàn)，主流工藝方式不斷拓展，精密結(jié)構(gòu)加工所需的設(shè)備性能要求不斷增加。在FLASH存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域，隨著主流制造工藝由2DNAND發(fā)展為3DNAND結(jié)構(gòu)，相關(guān)產(chǎn)線中薄膜設(shè)備支出占比由18%提升至26%，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化導(dǎo)致對(duì)于薄膜沉積設(shè)備的需求量也逐步增加。

（7）進(jìn)入壁壘高，行業(yè)高度壟斷

半導(dǎo)體設(shè)備屬于高新技術(shù)領(lǐng)域，相關(guān)廠商均在各自專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域耕耘幾十年。從全球市場(chǎng)份額來(lái)看，薄膜沉積設(shè)備行業(yè)呈現(xiàn)出高度壟斷的競(jìng)爭(zhēng)局面，行業(yè)基本由應(yīng)用材料（AMAT）、先晶半導(dǎo)體（ASMI）、泛林半導(dǎo)體（Lam）、東京電子（TEL）等國(guó)際巨頭壟斷。2019年，ALD設(shè)備龍頭東京電子和先晶半導(dǎo)體分別占據(jù)了31%和29%的市場(chǎng)份額，剩下40%的份額由其他廠商占據(jù)；而應(yīng)用材料則基本壟斷了PVD市場(chǎng)，占85%的比重，處于絕對(duì)龍頭地位；在CVD市場(chǎng)中，應(yīng)用材料全球占比約為30%，連同泛林半導(dǎo)體的21%和TEL的19%，三大廠商占據(jù)了全球70%的市場(chǎng)份額。

（8）CVD領(lǐng)域差異化應(yīng)用，共同發(fā)力彌補(bǔ)行業(yè)短板

CVD設(shè)備需求量大，設(shè)備種類較多。國(guó)內(nèi)從事CVD設(shè)備開發(fā)銷售的公司主要有北方華創(chuàng)、中微公司和拓荊科技。北方華創(chuàng)主要研發(fā)PVD、LPCVD和APCVD設(shè)備，中微公司主要研發(fā)MOCVD設(shè)備，和拓荊科技的PECVD以及SACVD設(shè)備無(wú)直接競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。各公司專注于不同細(xì)分領(lǐng)域，共同發(fā)展彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)企業(yè)在相關(guān)行業(yè)的短板。

4.其他前道設(shè)備：占比不高但缺一不可

除了光刻、薄膜沉積以及刻蝕三大核心工藝外，其他前道設(shè)備雖然占比不高，但同樣不可或缺。從芯片制造工藝來(lái)看，包括涂膠顯影設(shè)備、清洗設(shè)備、離子注入設(shè)備以及擴(kuò)散設(shè)備。其中涂膠顯影設(shè)備與光刻機(jī)共同完成光刻工藝；清洗機(jī)與CMP共同完成芯片的各步驟的清洗與拋光；離子注入機(jī)和擴(kuò)散爐則專注于摻雜工藝。

（1）相關(guān)公司：

（2）涂膠顯影設(shè)備

涂膠顯影設(shè)備是光刻工藝中除光刻機(jī)外的另一核心設(shè)備。涂膠顯影設(shè)備是光刻工序中與光刻機(jī)配套使用的涂膠、烘烤及顯影設(shè)備，包括涂膠機(jī)、噴膠機(jī)和顯影機(jī)，在8英寸及以上晶圓的大型生產(chǎn)線上，此類設(shè)備一般都與光刻設(shè)備聯(lián)機(jī)作業(yè)，組成配套的圓片處理與光刻生產(chǎn)線，與光刻機(jī)配合完成精細(xì)的光刻工藝流程。作為光刻機(jī)的輸入（曝光前光刻膠涂覆）和輸出（曝光后圖形的顯影），涂膠顯影機(jī)的性能不僅直接影響到細(xì)微曝光圖案的形成，其顯影工藝的圖形質(zhì)量和缺陷控制對(duì)后續(xù)諸多工藝（諸如蝕刻、離子注入等）中圖形轉(zhuǎn)移的結(jié)果也有著深刻的影響。

日本廠商占據(jù)前道涂膠顯影機(jī)領(lǐng)先地位，國(guó)內(nèi)芯源微重點(diǎn)突破。在光刻工序涂膠顯影設(shè)備領(lǐng)域，主要企業(yè)有日本東京電子（TEL）、日本迪恩士（DNS）、德國(guó)蘇斯微（SUSS）、臺(tái)灣億力鑫（ELS）、韓國(guó)CND等，國(guó)內(nèi)前道涂膠顯影目前只有芯源微能提供相關(guān)產(chǎn)品。相對(duì)而言，芯源微技術(shù)水平整體弱于東京電子和迪恩士，產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域也不如競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手完整。盡管目前國(guó)產(chǎn)化率不高，但隨著國(guó)內(nèi)自主產(chǎn)線的通線，有望進(jìn)入設(shè)備快速驗(yàn)證期，屆時(shí)有望快速提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大市場(chǎng)份額。

（3）清洗設(shè)備

清洗是貫穿晶圓制造的重要工藝環(huán)節(jié)。清洗的主要目的是去除晶圓制造中各工藝步驟中可能存在的雜質(zhì)，避免雜質(zhì)影響芯片良率和芯片產(chǎn)品性能。目前，隨著芯片制造工藝先進(jìn)程度的持續(xù)提升，對(duì)晶圓表面污染物的控制要求不斷提高，每一步光刻、刻蝕、沉積等重復(fù)性工序后，都需要一步清洗工序。清洗不僅應(yīng)用于晶圓制造，在硅片制造和封裝測(cè)試過程中也必不可少。

在全球清洗設(shè)備市場(chǎng)，日本DNS公司占據(jù)40%以上的市場(chǎng)份額，此外，TEL、LAM等也在行業(yè)占據(jù)了較高的市場(chǎng)份額，市場(chǎng)集中度較高。國(guó)內(nèi)的清洗設(shè)備領(lǐng)域主要有盛美半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)、芯源微、至純科技。其中，盛美半導(dǎo)體主要產(chǎn)品為集成電路領(lǐng)域的單片清洗設(shè)備和單片槽式組合清洗設(shè)備；北方華創(chuàng)收購(gòu)美國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商Akrion Systems LLC之后主要產(chǎn)品為單片及槽式清洗設(shè)備；芯源微產(chǎn)品主要應(yīng)用于集成電路制造領(lǐng)域的單片式刷洗領(lǐng)域；至純科技具備生產(chǎn)8-12英寸高階單晶圓濕法清洗設(shè)備和槽式濕法清洗設(shè)備的相關(guān)技術(shù)。

（4）CMP設(shè)備

工藝限制催生CMP技術(shù)，CMP設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。在芯片制造制程和工藝演進(jìn)到一定程度、摩爾定律因沒有合適的拋光工藝無(wú)法繼續(xù)推進(jìn)。傳統(tǒng)的機(jī)械拋光和化學(xué)拋光去除速率均低至無(wú)法滿足先進(jìn)芯片量產(chǎn)需求，因此結(jié)合了機(jī)械拋光和化學(xué)拋光各自長(zhǎng)處的CMP技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，是目前唯一能兼顧表面全局和局部平坦化的拋光技術(shù)，在目前先進(jìn)集成電路制造中被廣泛應(yīng)用。對(duì)應(yīng)的CMP設(shè)備也成為了半導(dǎo)體芯片制造過程中不可或缺的核心設(shè)備。CMP設(shè)備主要依托CMP技術(shù)的化學(xué)-機(jī)械動(dòng)態(tài)耦合作用原理，通過化學(xué)腐蝕與機(jī)械研磨的協(xié)同配合作用，實(shí)現(xiàn)晶圓表面多余材料的高效去除與全局納米級(jí)平坦化；其涉及集成電路、機(jī)械、材料、物理、力學(xué)、化學(xué)、化工、電子、計(jì)算機(jī)、儀器、光學(xué)、控制、軟件工程等多學(xué)科的交叉，研發(fā)制造難度大。

下游應(yīng)用多樣化促進(jìn)CMP設(shè)備需求。集成電路按制造工藝及應(yīng)用領(lǐng)域主要分為邏輯芯片、3DNAND閃存芯片、DRAM內(nèi)存芯片，上述三種芯片雖然在結(jié)構(gòu)及制造工藝上有明顯的區(qū)別，但無(wú)論哪種芯片的制造，都要求每層制造表面必須保持納米級(jí)全局平坦化，以使下一層微電路結(jié)構(gòu)的加工制造成為可能，因此在集成電路制造流程中CMP設(shè)備必不可缺且需要循環(huán)使用，通常每片芯片制造完成需經(jīng)過幾十道拋光工藝，尤其是集成電路制造工藝在納米節(jié)點(diǎn)上的持續(xù)推進(jìn)，將使CMP設(shè)備的平坦化應(yīng)用機(jī)會(huì)及關(guān)鍵作用愈加凸顯。

平坦化工藝助力芯片制造。CMP設(shè)備系依托CMP技術(shù)的化學(xué)-機(jī)械動(dòng)態(tài)耦合作用原理，通過化學(xué)腐蝕與機(jī)械研磨的協(xié)同配合作用，實(shí)現(xiàn)晶圓表面多余材料的高效去除與全局納米級(jí)平坦化，在硅片制造、集成電路制造、封裝測(cè)試等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。CMP設(shè)備在制造芯片過程中起到重要的作用，保證芯片每層之間足夠平坦，確保了芯片的整體性能和可靠性。在硅片制造領(lǐng)域，CMP設(shè)備及工藝實(shí)現(xiàn)平整潔凈的拋光片；在集成電路制造領(lǐng)域，芯片制造過程按照技術(shù)分工主要可分為薄膜淀積、CMP、光刻、刻蝕、離子注入等工藝環(huán)節(jié)，各工藝環(huán)節(jié)實(shí)施過程中均需要依靠特定類型的半導(dǎo)體專用設(shè)備；在先進(jìn)封裝領(lǐng)域，CMP工藝會(huì)越來(lái)越多被引入并大量使用，其中硅通孔技術(shù)、扇出技術(shù)、2.5D轉(zhuǎn)接板、3DIC等將用到大量CMP工藝，這將成為CMP設(shè)備除IC制造領(lǐng)域外一個(gè)大的需求增長(zhǎng)點(diǎn)。

芯片復(fù)雜化，CMP步驟次數(shù)提升。隨著芯片制造技術(shù)發(fā)展，CMP工藝在集成電路生產(chǎn)流程中的應(yīng)用次數(shù)逐步增加，以邏輯芯片為例，65nm制程芯片需經(jīng)歷約14道CMP步驟，而7nm制程所需的CMP處理增加為30道；晶體管結(jié)構(gòu)從平面型向3DFinFET轉(zhuǎn)變，新增10次CMP過程；存儲(chǔ)器由2D向3D轉(zhuǎn)換，新增5次CMP步驟。

進(jìn)入壁壘高，技術(shù)路徑延續(xù)性強(qiáng)。半導(dǎo)體設(shè)備屬于高新技術(shù)領(lǐng)域，相關(guān)廠商均在各自專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域耕耘幾十年。全球CMP設(shè)備市場(chǎng)處于高度壟斷狀態(tài)，主要由美國(guó)應(yīng)用材料和日本荏原兩家設(shè)備制造商占據(jù)，兩家制造商合計(jì)擁有全球CMP設(shè)備超過90%的市場(chǎng)份額，尤其在14nm以下最先進(jìn)制程工藝的大生產(chǎn)線上所應(yīng)用的CMP設(shè)備僅由兩家國(guó)際巨頭提供。根據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)，2019年美國(guó)應(yīng)用材料和日本荏原機(jī)械市占率合計(jì)達(dá)95%，而其他廠商總份額僅5%。

華海清科是目前國(guó)內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)12英寸系列CMP設(shè)備量產(chǎn)銷售的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商，打破了國(guó)際廠商的壟斷，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白并實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。據(jù)其營(yíng)收統(tǒng)計(jì)，2021年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率已經(jīng)達(dá)到25.8%，有望實(shí)現(xiàn)CMP設(shè)備的完全國(guó)產(chǎn)替代。

（5）離子注入機(jī)

精確可控性使得離子注入技術(shù)成為最重要的摻雜方法。隨著芯片特征尺寸的不斷減小和集成度增加，各種器件也在不斷縮小，由于晶體管性能受摻雜剖面的影響越來(lái)越大，離子注入作為唯一能夠精確控制摻雜的手段，且能夠重復(fù)控制摻雜的濃度和深度，使得現(xiàn)代晶圓片制造中幾乎所有摻雜工藝都從熱擴(kuò)散轉(zhuǎn)而使用離子注入來(lái)實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)離子束電流和束流能量范圍可將離子注入機(jī)分為三大類。三類離子注入機(jī)分別是中低束流離子注入機(jī)、低能大束流離子注入機(jī)、高能離子注入機(jī)。另外還有用于注入氧的氧注入機(jī)，或者注入氫的氫離子注入機(jī)。離子注入機(jī)包含5個(gè)子系統(tǒng)：氣體系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和射線系統(tǒng)。其中，射線系統(tǒng)為最重要的子系統(tǒng)。

離子注入機(jī)約占半導(dǎo)體前道設(shè)備的2~3%，大束流離子注入機(jī)占比過半。從半導(dǎo)體前道設(shè)備規(guī)模來(lái)看，離子注入機(jī)約占2~3%，對(duì)應(yīng)2021年全球市場(chǎng)規(guī)模約22億美元，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模6億美元。在三類主要離子注入機(jī)中，大束流離子注入機(jī)占比約60%，中束流離子注入機(jī)占比約20%，高能離子注入機(jī)占比約18%，可分別推算出2021年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中三類離子注入機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為3.6/1.2/1.08億美元。

集成電路離子注入機(jī)的市場(chǎng)份額高度集中，國(guó)內(nèi)凱世通完成0到1的突破。美國(guó)應(yīng)用材料公司、Axcelis占據(jù)全球大部分市場(chǎng)份額，其中美國(guó)應(yīng)用材料公司在離子注入機(jī)產(chǎn)品上的市占率達(dá)到70%，主要產(chǎn)品包括大束流離子注入機(jī)、中束流離子注入機(jī)、超高劑量的離子注入。美國(guó)Axcelis主要產(chǎn)品高能離子注入機(jī)市占率55%。除此以外，日本Nissin主要生產(chǎn)中束流離子注入機(jī)，在中束流離子注入機(jī)的市占率約為10%；日本SEN公司的產(chǎn)品包括高束流離子注入機(jī)、中束流離子注入機(jī)、高能量離子注入機(jī)，但在中國(guó)大陸地區(qū)的市占率相對(duì)較低。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，萬(wàn)業(yè)企業(yè)旗下凱世通率先完成了國(guó)產(chǎn)離子注入機(jī)從0到1的突破，2022年上半年取得在手訂單超過11億元，并逐步向客戶批量交付低能離子注入機(jī)，邁入1到N的放量階段。

5.測(cè)試設(shè)備：晶圓質(zhì)量把關(guān)人

（1）測(cè)試設(shè)備分類

晶圓與芯片兩大檢測(cè)領(lǐng)域，三大設(shè)備協(xié)同作用。集成電路生產(chǎn)需要檢測(cè)工藝是否合格、版圖設(shè)計(jì)是否合理、產(chǎn)品是否可靠，而這些都需要用到專門的測(cè)試設(shè)備，以此提高芯片制造水平，保證芯片質(zhì)量。測(cè)試設(shè)備主要有測(cè)試機(jī)、分選機(jī)和探針臺(tái)三大類設(shè)備，其中測(cè)試機(jī)用于檢測(cè)芯片功能和性能，對(duì)芯片施加輸入信號(hào)，采集輸出信號(hào)來(lái)判斷芯片在不同工作條件下功能和性能的有效性；而分選機(jī)和探針臺(tái)則是將芯片的引腳與測(cè)試機(jī)的功能模塊起來(lái)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)批量自動(dòng)化測(cè)試。在晶圓檢測(cè)中，探針臺(tái)將晶圓傳送至測(cè)試位置，芯片的Pad點(diǎn)通過探針、專用連接線與測(cè)試機(jī)連接，測(cè)試機(jī)通過I/O信號(hào)，判斷芯片性能是夠是否達(dá)到規(guī)范設(shè)計(jì)要求。在芯片檢測(cè)中，分選機(jī)將被測(cè)芯片逐個(gè)自動(dòng)傳送至測(cè)試工位，測(cè)試機(jī)對(duì)芯片進(jìn)行性能檢測(cè)，最后分選機(jī)將被測(cè)芯片進(jìn)行標(biāo)記、分選、收料。

（2）測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模

預(yù)計(jì)2022年全球半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到82億美元。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，2021年全球半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為78億美元，同比增長(zhǎng)30%，預(yù)計(jì)2022年測(cè)試設(shè)備增長(zhǎng)5%，達(dá)到82億美元。對(duì)于細(xì)分的半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備，2021年全球測(cè)試機(jī)、分選機(jī)和探針機(jī)占半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備的比例分別為63.1%、17.4%和15.2%，市場(chǎng)規(guī)模約為49.2、13.6、11.9億美元。據(jù)此可以簡(jiǎn)單估算，2022年測(cè)試機(jī)、分選機(jī)和探針機(jī)的全球市場(chǎng)規(guī)模分別約為51.7、14.3和12.5億美元。

（3）數(shù)字測(cè)試機(jī)

數(shù)字測(cè)試機(jī)相比于模擬測(cè)試機(jī)難度較高，SoC占據(jù)主要市場(chǎng)份額。根據(jù)測(cè)試對(duì)象的不同，測(cè)試機(jī)可以分為SoC、存儲(chǔ)、模擬和RF等，其中數(shù)字測(cè)試機(jī)主要包括SoC和存儲(chǔ)測(cè)試機(jī)。相比于模擬測(cè)試機(jī)，數(shù)字測(cè)試機(jī)的技術(shù)難度更高。從市場(chǎng)份額來(lái)看，SoC測(cè)試機(jī)占據(jù)60%份額，與存儲(chǔ)測(cè)試機(jī)共同占據(jù)全球80%市場(chǎng)份額。

（4）測(cè)試機(jī)相關(guān)公司

測(cè)試機(jī)領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)份額較低，本土廠商逐步追趕。全球測(cè)試機(jī)行業(yè)被泰瑞達(dá)和愛德萬(wàn)占據(jù)大部分市場(chǎng)份額，據(jù)華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)援引SEMI數(shù)據(jù)，2021年全球半導(dǎo)體測(cè)試機(jī)市場(chǎng)中泰瑞達(dá)、愛德萬(wàn)和科休的市場(chǎng)份額占比分別為51%、33%、11%，合計(jì)市占率為95%，份額高度集中。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)分散，國(guó)內(nèi)廠商華峰測(cè)控和長(zhǎng)川科技的市占率分別為8%和5%，正逐步追趕當(dāng)中，長(zhǎng)川科技數(shù)字測(cè)試機(jī)等產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)有效突破。

（5）分選機(jī)市場(chǎng)空間

分選機(jī)市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)替代空間較大，探針臺(tái)由日本企業(yè)壟斷。不同于測(cè)試機(jī)，全球分選機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)分散，2020年前五大分選機(jī)廠商分別為科休、Xcerra、愛德萬(wàn)、臺(tái)灣鴻勁、長(zhǎng)川科技，市占率分別為21%、16%、12%、8%、2%。其中大陸企業(yè)只有長(zhǎng)川科技并且市占率僅為2%，未來(lái)國(guó)產(chǎn)替代的空間廣闊。而探針臺(tái)市場(chǎng)幾乎由日本東京電子和東京精密兩家占據(jù)，2020年兩家企業(yè)在全球范圍市占率分別為46%和42%，具有極高的進(jìn)入壁壘。

半導(dǎo)體設(shè)備零部件及相關(guān)公司

1.市場(chǎng)空間

半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)2022年增長(zhǎng)15%。根據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)，全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售規(guī)模從2010年395億美元增長(zhǎng)到2021年的1026億美元，其中中國(guó)大陸市場(chǎng)296億美元。SEMI預(yù)計(jì)到2022年將進(jìn)一步增長(zhǎng)15%至1175億美元。

零部件持續(xù)緊缺，設(shè)備以及零部件的交期均延長(zhǎng)。半導(dǎo)體零部件的短缺限制了設(shè)備公司大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，產(chǎn)品交付期延長(zhǎng)。從2021年下半年開始，國(guó)際龍頭AMAT、Lam Research、ASML等均在法說(shuō)會(huì)上表示半導(dǎo)體零部件短缺是公司上游供應(yīng)的關(guān)鍵問題，對(duì)向客戶及時(shí)交貨構(gòu)成了挑戰(zhàn)，我們認(rèn)為此次短缺同時(shí)也為零部件國(guó)產(chǎn)化加速提供了機(jī)遇。據(jù)ET News二季度報(bào)道，半導(dǎo)體核心部件的交貨期為6個(gè)月以上，之前的交貨期通常僅為2-3個(gè)月，來(lái)自美國(guó)、日本和德國(guó)的零部件交貨時(shí)間顯著增加，主要短缺的產(chǎn)品有高級(jí)傳感器、精密溫度計(jì)、MCU和電力線通信（PLC）設(shè)備。由于半導(dǎo)體零部件的持續(xù)性短缺，部分相關(guān)零部件廠商京瓷、Edwards等均有擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，將有助于緩解半導(dǎo)體零部件短缺問題。ASML預(yù)測(cè)2023年半導(dǎo)體零部件的短缺將有所緩解。

2021年大陸半導(dǎo)體前道設(shè)備廠商北方華創(chuàng)、中微公司、拓荊科技、華海清科、芯源微、盛美上海、中科飛測(cè)毛利率均值為42%，同時(shí)以上大陸半導(dǎo)體設(shè)備廠商直接材料費(fèi)用占營(yíng)業(yè)成本比例平均值為90%。結(jié)合起來(lái)測(cè)算，半導(dǎo)體零部件占半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模的比例估計(jì)在50%，而2021年前道晶圓制造設(shè)備規(guī)模約為875億美元，因此對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體零部件市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)430億美元以上，中國(guó)大陸市場(chǎng)約為850億元人民幣。

此外，設(shè)備零部件除了直接對(duì)設(shè)備廠的供應(yīng)外，在晶圓廠方面，據(jù)芯謀研究口徑，2020年中國(guó)大陸晶圓線8英寸和12英寸前道設(shè)備零部件采購(gòu)金額超過10億美元。因?yàn)榫A廠設(shè)備零部件和材料一樣也具有耗材屬性，按照2020年中國(guó)大陸半導(dǎo)體材料占全球18%來(lái)估算，預(yù)計(jì)全球晶圓廠對(duì)前道設(shè)備零部件采購(gòu)金額約為56億美元。2021年增長(zhǎng)16%，預(yù)計(jì)全球市場(chǎng)約為65億美元，中國(guó)大陸市場(chǎng)約為85億元人民幣。

結(jié)合設(shè)備廠及晶圓廠采購(gòu)金額，我們保守測(cè)算全球半導(dǎo)體零部件市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)接近500億美元，中國(guó)大陸市場(chǎng)超過900億元人民幣。

（1）設(shè)備廠采購(gòu)

根據(jù)國(guó)產(chǎn)設(shè)備廠商披露的采購(gòu)零部件類型比例，例如拓荊科技主要產(chǎn)品為干法設(shè)備，其機(jī)械類+機(jī)電一體類零部件占比分別達(dá)到41%，電氣類占比也較高達(dá)到27%；而華海清科的主業(yè)CMP設(shè)備為濕法設(shè)備沒有真空反應(yīng)腔，沒有氣體反應(yīng)的設(shè)備，零部件成本中機(jī)械零部件的占比往往較高，華海清科2021年采購(gòu)額中，機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件+加工件占比高達(dá)67%。

（2）晶圓廠采購(gòu)

晶圓廠采購(gòu)結(jié)構(gòu)方面，從芯謀研究統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，大陸晶圓廠采購(gòu)零部件中金額占比較大的主要有石英件（Quartz）、射頻電源（RF Generator）、各種泵（Pump）等，占比在10%及以上，此外還有各種閥門（Valve）、吸盤（Chuck）、反應(yīng)腔噴淋頭（Shower Head）、邊緣環(huán)（Edge Ring）等零部件。

2.零部件國(guó)產(chǎn)化持續(xù)提升

（1）零部件行業(yè)市場(chǎng)集中度低，美日歐公司為主

因?yàn)榘雽?dǎo)體設(shè)備本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致精密零部件制造工序繁瑣，品類管理難度大，不同零部件之間存在著一定的差異性和技術(shù)壁壘，因此行業(yè)內(nèi)多數(shù)企業(yè)只專注于個(gè)別生產(chǎn)工藝，或?qū)Ｗ⒂谔囟ň芰悴考a(chǎn)品，整體行業(yè)相對(duì)分散。根據(jù)VLSI的數(shù)據(jù)，2020年全球半導(dǎo)體零部件領(lǐng)軍供應(yīng)商前十中，包括蔡司ZEISS（光學(xué)鏡頭），MKS儀器（MFC、射頻電源、真空產(chǎn)品），愛德華Edwards（真空泵），Advanced Energy（射頻電源），Horiba（MFC），VAT（真空閥件），Ichor（模塊化氣體輸送系統(tǒng)以及其他組件），Ultra Clean Tech（密封系統(tǒng)）等。龍頭廠商收入體量大多在幾億美元到十幾億美元的體量，2020年全球前十公司營(yíng)收規(guī)模約為80億美元，CR10低于20%。

對(duì)比海外龍頭，國(guó)產(chǎn)設(shè)備零部件中電子/機(jī)械類產(chǎn)品的精度較低、材料加工工藝要求不達(dá)標(biāo)。零部件中比較復(fù)雜的電子和機(jī)械產(chǎn)品，開發(fā)技術(shù)難度較大，精度要求高。例如RF generator直接關(guān)系到腔體中的等離子體濃度和均勻度，是Etch、PECVD等重要機(jī)臺(tái)最關(guān)鍵的零部件之一，而國(guó)產(chǎn)RF generator主要的技術(shù)問題在于電源電壓和頻率等參數(shù)尚不夠穩(wěn)定，較Advanced Energy等國(guó)外企業(yè)有一定差距。此外，中國(guó)廠商強(qiáng)于機(jī)加工和成型，但往往無(wú)法解決材料和表面處理問題，因此發(fā)展受到基礎(chǔ)的制約。

根據(jù)芯謀研究，國(guó)內(nèi)晶圓制造廠商采購(gòu)的設(shè)備零部件中國(guó)產(chǎn)化率超過10%的有Quartz成品、Showerhead、Edgering等少數(shù)幾類，其余的國(guó)產(chǎn)化程度都比較低，特別是Valve、Gauge、O-ring等幾乎完全依賴進(jìn)口。目前我國(guó)半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)尚處于起步期，核心零部件仍然依賴進(jìn)口。根據(jù)芯謀研究，目前石英、噴淋頭、邊緣環(huán)等零部件國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到10%以上，射頻發(fā)生器、MFC、機(jī)械臂等零部件的國(guó)產(chǎn)化率在1%-5%，而閥門、靜電吸盤、測(cè)量?jī)x表等零部件的國(guó)產(chǎn)化率不足1%。

（2）國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商的零部件國(guó)產(chǎn)化率進(jìn)入加速提升階段

隨著下游晶圓制造廠及設(shè)備廠商迎來(lái)高速發(fā)展期，且在外部環(huán)境不確定背景下各環(huán)節(jié)自主可控進(jìn)程加速，零部件環(huán)節(jié)已在2021年開啟替代元年，我們判斷未來(lái)三年正是替代高峰期。在一些細(xì)分品類實(shí)現(xiàn)技術(shù)和客戶突破的優(yōu)質(zhì)廠商，訂單和業(yè)績(jī)有望加速釋放。

國(guó)產(chǎn)設(shè)備廠商在快速推進(jìn)供應(yīng)鏈國(guó)產(chǎn)化。

根據(jù)中微公司2022年報(bào)：公司主要刻蝕設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率快速提升，CCP刻蝕機(jī)零部件國(guó)產(chǎn)化比例達(dá)到61.5%，ICP達(dá)到59%，美國(guó)供應(yīng)商占比約為9%和13%左右。

根據(jù)華海清科招股書：公司進(jìn)口原材料占原材料采購(gòu)總額的比例約為50%左右，主要為標(biāo)準(zhǔn)化、非壟斷型的通用零部件，大部分為非半導(dǎo)體專用，產(chǎn)地分別為日本、德國(guó)和美國(guó)等，其中采購(gòu)產(chǎn)地為美國(guó)的零部件占比約10%。

根據(jù)屹唐股份招股書：公司預(yù)計(jì)將于2021年下半年完成干法去膠設(shè)備主要機(jī)型的關(guān)鍵本土備選零部件內(nèi)部認(rèn)證，2022年分階段實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)零部件量產(chǎn)導(dǎo)入。同樣干法刻蝕設(shè)備備選供應(yīng)商原材料覆蓋程度預(yù)計(jì)可達(dá)到較高比例?？焖贌崽幚碓O(shè)備主要機(jī)型的相關(guān)原材料供應(yīng)主要來(lái)源于德國(guó)，供應(yīng)鏈本土化工作于2021年下半年正式啟動(dòng)，預(yù)計(jì)于2023年之前完成。

針對(duì)不同類型的零部件，技術(shù)難點(diǎn)各不相同，國(guó)產(chǎn)化率差異大。機(jī)械類零部件應(yīng)用最廣，市場(chǎng)份額最大，目前主要產(chǎn)品技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)突破和國(guó)產(chǎn)替代，先進(jìn)制程相關(guān)難突破。機(jī)電一體類和氣液傳輸/真空系統(tǒng)零部件同樣品類繁多，國(guó)內(nèi)部分產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，但產(chǎn)品穩(wěn)定性和一致性與國(guó)外有差距。技術(shù)難度相對(duì)比較高的為電氣類、儀器儀表類、光學(xué)類零部件，國(guó)內(nèi)企業(yè)的電氣類核心模塊（射頻電源等）少量應(yīng)用于國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠商，主要應(yīng)用于光伏、LED等泛半導(dǎo)體設(shè)備，國(guó)產(chǎn)化率低，高端產(chǎn)品尚未國(guó)產(chǎn)化；儀器儀表類對(duì)測(cè)量精度要求高，國(guó)內(nèi)企業(yè)通過收購(gòu)進(jìn)入國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備廠商，自研產(chǎn)品少量用于國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商，國(guó)產(chǎn)化率低，高端產(chǎn)品尚未國(guó)產(chǎn)化；光學(xué)類零部件對(duì)光學(xué)性能要求極高，由于光刻設(shè)備國(guó)際市場(chǎng)高度壟斷，高端產(chǎn)品一家獨(dú)大，國(guó)內(nèi)光刻設(shè)備尚在發(fā)展，相應(yīng)配套光學(xué)零部件國(guó)產(chǎn)化率低。

3.相關(guān)國(guó)產(chǎn)設(shè)備零部件廠商

發(fā)展空間

中國(guó)市場(chǎng)在半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)中的重要性逐步提升。全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模2005年到2007年的17年間市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合增速6.9%，對(duì)比來(lái)看，中國(guó)地區(qū)17年來(lái)復(fù)合增速為20%，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)過去數(shù)年一直維持著較高的成長(zhǎng)性。周期性弱于全球。同時(shí)，中國(guó)市場(chǎng)的占比從2005年的4%提升到2021年的28.8%，17年間高速發(fā)展。近幾年，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大繼續(xù)提速，近五年行業(yè)規(guī)模復(fù)合增速高達(dá)35%。隨著下游晶圓廠訂單和驗(yàn)證效率的提升，預(yù)計(jì)2022-2025將是半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)設(shè)備的放量期，高增速有望延續(xù)。

內(nèi)資晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)空間充足。中國(guó)市場(chǎng)占比的提升，除了內(nèi)資晶圓廠的不斷擴(kuò)產(chǎn)，還包括了外資和中國(guó)臺(tái)灣廠商的產(chǎn)能，8英寸的萬(wàn)國(guó)半導(dǎo)體，海辰半導(dǎo)體，12英寸的SK海力士，臺(tái)積電南京，Intel，三星西安等等。內(nèi)資+外資共通構(gòu)筑國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，而內(nèi)資晶圓廠的擴(kuò)產(chǎn)訴求和國(guó)產(chǎn)替代訴求更加強(qiáng)烈。因此，對(duì)于本土產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)產(chǎn)替代層面來(lái)說(shuō)，設(shè)備廠商面對(duì)的內(nèi)資產(chǎn)能存在更大增量空間。