主要半導體設備(bei)企業
半導(dao)體設備(bei)主要應用于芯(xin)片的(de)制造(zao)的(de)封測(ce)環節(jie)。芯(xin)片制造(zao)中(zhong)，主要用到包括光刻機(ji)(ji)、刻蝕(shi)機(ji)(ji)、CVD、PVD、離子注入機等。芯片封測中，主要用到測試機、探針臺、分選機等。

                      圖1. 主要半導體設備分類

本文(wen)選取(qu)的19家企業中，覆蓋半導體設備的各個細分領域。刻蝕機、CVD、前道檢測和后道檢測四個領域均有4-6家企業，光刻機、PVD、離子注入機和CMP設備領域有1-3家企業。

19家(jia)企(qi)(qi)業中，最(zui)早的(de)(de)(de)中科泰(tai)龍成立于1992年，最(zui)新的(de)(de)(de)北京悅芯成立于2017年，一半(ban)(ban)企(qi)(qi)業（10家(jia)）在(zai)2010-2015年間成立。部分企(qi)(qi)業如中微(wei)(wei)半(ban)(ban)導(dao)體(ti)、沈陽拓荊已經是首(shou)批科創板上(shang)市(shi)企(qi)(qi)業的(de)(de)(de)熱門(men)候選(xuan)。有(you)些企(qi)(qi)業如江(jiang)蘇魯汶、北京悅芯、東方晶源等，雖然成立時間不長，卻(que)已成為投(tou)資(zi)機構追捧的(de)(de)(de)對象。

研究框架及結論

本文從技術(shu)先進性和潛(qian)在市場規(gui)模兩個維度(du)對19家半導體設備企業進行評估。技術先進性是半導體設備企業發展的最核心動力，而潛在市場規模評估企業的發展空間。

                       圖(tu)4.科創板企業評估框架

技(ji)術先進(jin)性是設(she)備企業發展(zhan)的核(he)心動(dong)力。技術先進性分析(xi)參考(kao)產業化水平和專利價值(zhi)評估兩方面。

產(chan)(chan)業化水(shui)平是公司產(chan)(chan)品(pin)(pin)應(ying)(ying)用(yong)情況，例(li)如產(chan)(chan)品(pin)(pin)應(ying)(ying)用(yong)在邏輯芯片制(zhi)造的(de)企業比產(chan)(chan)品(pin)(pin)應(ying)(ying)用(yong)在光伏制(zhi)造的(de)企業技術先進更(geng)高，產(chan)(chan)品(pin)(pin)應(ying)(ying)用(yong)在14nm制程的企業比產品應用在90nm制程的企業技術先進更高。

為衡量企業間專利的相(xiang)對價值(zhi)，我們構建了一(yi)個CIA（Comprehensive Innovation Ability）指數，以已公開專利為基礎，從專利數量、專利質量、專利價值和研發實力四個方面對潛在企業進行技術先進性評估。

圖5. 專利價值CIA指數評估體系

半導體設(she)備(bei)產(chan)業(ye)細(xi)分市(shi)場規模是評估企(qi)業(ye)發展潛力的重要指(zhi)標。我們采用自(zi)下(xia)(xia)而上(shang)(shang)和自(zi)上(shang)(shang)而下(xia)(xia)兩種方(fang)法(fa)評估(gu)(gu)半導體設(she)備細分領域市場規模。自(zi)下(xia)(xia)而上(shang)(shang)方(fang)法(fa)根據目前(qian)已披露的晶(jing)圓廠建設(she)計劃投資額估(gu)(gu)算。自(zi)上(shang)(shang)而下(xia)(xia)的方(fang)法(fa)則參(can)考了行業協(xie)會SEMI和Gartner等咨詢機構對于行業規模的預測。

                  圖6. 2020年我國細分設備市場規模及主要企業

綜合技術和市(shi)場兩(liang)個(ge)維度(du)、四(si)個(ge)方面信(xin)息，我們將(jiang)上述19家企業分為5個等級。下圖給出技術(shu)先(xian)進性和潛在市場(chang)規模的(de)結果，詳細(xi)信息見文(wen)末。5星(xing)企(qi)業(ye)有中(zhong)(zhong)微(wei)半(ban)導(dao)體、中(zhong)(zhong)電(dian)科電(dian)子(zi)裝備(bei)和屹唐半(ban)導(dao)體三家，這些企(qi)業(ye)在技術先進(jin)(jin)性上(shang)均有較多高質量專利(li)積累，產品也得到很(hen)好應用(yong)。4星(xing)和3星(xing)企(qi)業(ye)相對星(xing)企(qi)業(ye)在技術先進(jin)(jin)性或市(shi)(shi)場(chang)規(gui)模上(shang)相對較弱。例如上(shang)海微(wei)電(dian)子(zi)，雖然光(guang)刻機(ji)市(shi)(shi)場(chang)很(hen)大，但(dan)公司(si)90nm光(guang)刻機(ji)雖通過驗(yan)證但(dan)仍未進(jin)(jin)入(ru)市(shi)(shi)場(chang)。2星(xing)和1星(xing)企(qi)業(ye)所(suo)在市(shi)(shi)場(chang)規(gui)模較小(xiao)。部(bu)分企(qi)業(ye)如江蘇魯汶、北京悅(yue)芯成(cheng)立(li)時間較短但(dan)技術先進(jin)(jin)，企(qi)業(ye)處于高速發展期。

                      圖7. 半導體設備企業綜合評價

半導體(ti)設備產業(ye)發(fa)展分析(xi)

半導體(ti)設(she)備是國家戰略性基礎產業。半導(dao)體產業(ye)(ye)是(shi)信(xin)息技(ji)(ji)術產業(ye)(ye)的(de)核(he)心(xin)，而半導(dao)體設備是(shi)半導(dao)體產業(ye)(ye)上的(de)重(zhong)要(yao)環節，設備技(ji)(ji)術與(yu)產業(ye)(ye)的(de)發展對(dui)于(yu)掌握與(yu)突破先進制(zhi)造和封測技(ji)(ji)術具(ju)有重(zhong)要(yao)意(yi)義，是(shi)國(guo)家戰略性基礎產業(ye)(ye)。

發展先進半導體設備(bei)必須依靠自主創新。《瓦森納協定》針對先進半導體設備(bei)對我國禁運。該協定在巴黎(li)統籌委(wei)員會（二戰(zhan)后(hou)成立旨在限制蘇聯）的(de)基礎上(shang)于1996年簽訂，至今締約國包括“巴統”17國在內的42個國家。協定要求，對半導體設備等9大類、45個方面的敏感產品或技術，如果締約國要將這些產品賣給非成員國，要向其他締約國通報。理論上，該協定制約除了42個締約國以外的全部非締約國。但實際上，締約國在重要技術的出口決策上受美國的影響很大，目前重點限制對象包括中國、伊朗、利比亞、朝鮮等國家。

發展半(ban)導(dao)體設備是國家重(zhong)點戰略。在《國家中長期科學和技(ji)術發(fa)展規劃綱要（2006-2020年）》中的16個國家科技重大專項中，兩項專項針對半導體產業，其中02專項“極大規模集成電路制造技術及成套工藝”用于支持半導體設備研發。2014年，國務院頒布《國家集成電路產業發展推進綱要》，設立集成電路產業投資基金，基金一期規模國家和地方合計6500億，二期仍在募集中，預計超過6000億，二期將加大對于半導體設備和材料的投資。

半(ban)導體(ti)設備產(chan)業市場(chang)空(kong)間(jian)大

短期內(nei)，新建晶圓廠和舊(jiu)產線(xian)折舊(jiu)換新是(shi)半導(dao)體設(she)備(bei)的主(zhu)要需(xu)求(qiu)。長期看，國內(nei)長期處于制(zhi)造和封測技(ji)術的追趕態勢下，而這些(xie)技(ji)術的升級(ji)需(xu)要設(she)備(bei)升級(ji)，這保障了設(she)備(bei)市場(chang)的長期高(gao)速發展。

大量新建晶圓(yuan)廠推高設備(bei)需求。在新建晶圓廠的投資中，制造設(she)備約65%，封裝測試設備約12%。根據SEMI估算，2018年中國大陸半導體設備市場規模約128.2億美元，超越中國臺灣成為全球第二大設備市場，2020年預計增長至170.6億美元（合11143億元人民幣），年復合增長率約15.4%。

               圖8. 我國主要已建與在建8/12英寸產線

工藝升級(ji)帶動設(she)備(bei)升級(ji)，保(bao)障設(she)備(bei)市場長期增量。晶(jing)圓代工廠(chang)工藝從28nm升級到7nm，設備支出增加一倍。目前，以臺積電、三星主導的尺寸縮減競賽有望延續至2023年。3nm制程之后，以英特爾為代表的Chiplet技術有望延續摩爾定律。國內制造技術的追趕態勢較長時間內仍將持續，國內半導體設備升級將同步發展。
 

半導體(ti)設備產業(ye)本土化率低

全球市場呈(cheng)現壟斷格(ge)局。半導(dao)體(ti)設備產業(ye)高門檻使得(de)全球設備市場(chang)格(ge)局高度集(ji)中，銷量前十企(qi)業(ye)常(chang)年被美國(guo)、日本、荷蘭企(qi)業(ye)所壟斷。占比(bi)較大的細分市場(chang)上(shang)，光刻機、刻蝕機、PVD、大束流離子注入機和CMP設備方面，市場前三企業占據市場超過90%的市場份額。CVD、前道檢測和后道檢測方面，前三企業占據市場超過70%市場份額。

               圖9. 2012-2017年，全球半導體設備產業銷量前十企業

             圖(tu)10. 2012-2017年，全球半導體設備分類別銷量前三企業

我國半導(dao)體設(she)備(bei)(bei)本(ben)土(tu)化率(lv)低。半導(dao)體設(she)備(bei)(bei)主要應用(yong)于芯(xin)(xin)片制造和芯(xin)(xin)片封(feng)測(ce)(ce)環(huan)節(jie)。制造環(huan)節(jie)包括光刻、金(jin)屬與化合(he)物薄(bo)膜的沉積和刻蝕(shi)、離(li)子注入、熱擴散(san)、剝離(li)與清洗以及(ji)晶(jing)圓(yuan)(yuan)測(ce)(ce)試(shi)。芯(xin)(xin)片封(feng)測(ce)(ce)中(zhong)，主要包括晶(jing)圓(yuan)(yuan)切割、裝片、焊線以及(ji)成品測(ce)(ce)量。我國半導(dao)體設(she)備(bei)(bei)整(zheng)體本(ben)土(tu)化率(lv)在10%左右，面向先進工藝半導體設備如光刻機、離子注入機、薄膜設備等則更低。

 圖11. 2011-2016年我國國產半導體設備比重

                                 總(zong)結
半導(dao)體(ti)設備是(shi)半導(dao)體(ti)產(chan)(chan)業的(de)核(he)心環節，是(shi)短板中的(de)短板，其發展需要給予更多的(de)關注和支(zhi)持。作為信息產(chan)(chan)業的(de)基礎，半導(dao)體(ti)產(chan)(chan)業鏈(lian)上，還有芯片(pian)設計、芯片(pian)制(zhi)造、芯片(pian)封裝與測試、關鍵材料、EDA工具和云服務等環節。這些領域也一樣需要關注和支持，從科創板視角，產新智庫也在進行研究，后續將陸續推出相應的成果，敬請關注！