半导体行业更新报告：半导体公司全面布局攻坚国产替代-20230313-国泰君安-28页.pdf

请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 2023.03.13 半导体半导体公司全面布局公司全面布局，攻坚国产替代，攻坚国产替代 半导体行业更新报告半导体行业更新报告 王聪王聪(分析师分析师)舒迪舒迪(分析师分析师)郭航郭航(研究助理研究助理)021-38676820 021-38676666 021-38038432 证书编号 S0880517010002 S0880521070002 S0880121080011 本报告导读：本报告导读：半导体企业在产业链各环节全面布局和发展，设备、大芯片等国产化薄弱领域的公司半导体企业在产业链各环节全面布局和发展，设备、大芯片等国产化薄弱领域的公司22 年业绩增速整体良好，已具备产业基础，后续整线突破为产业发展重点。年业绩增速整体良好，已具备产业基础，后续整线突破为产业发展重点。摘要：摘要：维持行业“增持”评级。维持行业“增持”评级。半导体全面布局，实现自主可控势在必行。代工、设备、设计等各个低国产化率环节，都急需补足短板，实现整体产业化升级。作为先进制造主要抓手的半导体设备和实现信创、数字经济需求的大芯片领域尤为重要，相关企业将深度受益，维持行业“增持”评级。集群化集群化+硬科技化，硬科技化，资本市场资本市场助力行业全面发展。助力行业全面发展。22 年科创板新上市集成电路企业 40 家，数量接近前三年上市的 IC 公司数量之和。上市半导体公司覆盖从上游的 IP/EDA/设备/材料到中游的设计、制造，再到下游的封测和应用。就业绩而言，22 年设备、材料、大芯片等公司的平均整体业绩增速维持高位。以半导体设备为主的先进制造环节是实现半导体自主可控的主要抓以半导体设备为主的先进制造环节是实现半导体自主可控的主要抓手，国内厂商持续攻坚核心技术领域，加深空白环节覆盖度，有望手，国内厂商持续攻坚核心技术领域，加深空白环节覆盖度，有望实现半导体设备的整线突破。实现半导体设备的整线突破。中国半导体设备市场规模增速大于全球，是最大市场之一，但海外厂商几乎呈现垄断地位。受益于 SMIC、YMTC、CXMT 等国内产线的发展，国内厂商在半导体前道和后道设备领域均加速突破，进入从 1 到 10 的新阶段，逐步缩小国际差距。刻蚀：中微已突破 5nm 先进制程；薄膜沉积：拓荆 PECVD 全材料覆盖，突破 14nm；清洗：国产化率约 31%，发展速度最快。CPU 和和 GPU 分别是分别是实现实现运算控制和高性能计算的核心，运算控制和高性能计算的核心，受益于信受益于信创、数字经济等自主可控需求驱动，大芯片国产化浪潮加速，持续创、数字经济等自主可控需求驱动，大芯片国产化浪潮加速，持续推进技术更迭。推进技术更迭。（1）GPU：巨头享有生态护城河，呈现海外寡头垄断格局。国内厂商星火燎原，产品不断涌现，包括景嘉微、芯动科技、壁仞科技、摩尔线程、沐曦集成电路、天数智芯等。（2）CPU：千亿美元市场，生态壁垒明显，Intel 和 AMD 占据绝对垄断地位。国内厂商从产品性能和生态环境出发，实现经验积累，已获得越来越多的认可，主要企业包括龙芯、海思、飞腾、海光、兆芯等。风险提示。风险提示。本土设备和材料企业技术突破不及预期；本土晶圆制造产线建设不及预期。评级：评级：增持增持 上次评级：增持 细分行业评级 半导体 增持 相关报告 电子元器件微传动瞳距调节，MR防眩晕标配模组 2023.02.24 电子元器件AIGC与 MR软硬结合，随机性与真实性开创无限可能 2023.02.18 电子元器件MR蓄势待发，引领终端产品创新 2023.02.07 电子元器件MR 核心显示技术，硅基OLED 加速渗透 2023.01.11 电子元器件折叠机持续创新，供应链深度受益 2022.12.27 行业专题研究行业专题研究 股票研究股票研究 证券研究报告证券研究报告 电子元器件电子元器件 行业专题研究行业专题研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 of 28 目目 录录 1.科创板助力行业发展，全面布局半导体领域.3 2.设备：整线突破大势所趋，持续攻坚空白板块.4 2.1.半导体制造的核心支撑.4 2.2.市场空间加速上升，国产替代仍任重道远.6 2.3.攻坚核心技术领域，加深空白环节覆盖度.8 3.大芯片：高算力需求爆发，国产替代进展加速.15 3.1.GPU：高性能计算和人工智能的核心.15 3.2.CPU：计算机运算控制的核心.19 3.3.大芯片国产化浪潮加速，国内厂商有望持续推进技术更迭.23 4.风险提示.26 4.1.本土设备和材料企业技术突破不及预期.26 4.2.本土晶圆制造产线建设不及预期.26 nMoNpPoPvMzRpQpPmPqQrQ9PaOaQmOnNmOmPjMmMpMlOrQnO7NqRsMwMsRtQvPoPoN 行业专题研究行业专题研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 of 28 1.科创板科创板助力行业发展助力行业发展，全面布局半导体领域全面布局半导体领域 自科创板创立以来，本土半导体厂商迎来历史性融资窗口期。自科创板创立以来，本土半导体厂商迎来历史性融资窗口期。22 年科创板全年 124 家公司上市，IPO 募资净额约 2400 亿元。科创板集成电路行业 22 年 IPO 募资“井喷”，新上市集成电路企业达到 40 家，数量接近前三年上市的 IC 公司数量之和，占整个科创板的比例约为 30%左右。集群化集群化+硬科技化，硬科技化，资本市场资本市场助力行业全面发展助力行业全面发展。从上游的 EDA/IP 环节，到下游的设计、制造等环节，再包括制造上游的设备、材料环节，全面布局。尤其是低国产化率但产业环节极其重要的设备和大芯片领域，大芯片主要为 CPU、GPU、FPGA 等领域。1）设备：22 年初新上市拓荆科技，是国内薄膜设备龙头，拥有PECVD、SACVD、ALD、HDPCVD 等多项设备业务。22 年底上市的富创精密是国内设备零部件龙头，获得国际设备大厂应用材料的深度认可。他们与芯源微、盛美上海、中微公司、华海清科等共同助力国内半导体设备国产替代，实现全面突破。2）大芯片：22 年中，两家国产 CPU 领先企业龙芯中科和海光信息依次上市，打开大芯片 IPO 上市融资的新局面。其中，海光产品包括 CPU和 DCU 处理器，已形成兼容 x86 指令集 CPU 系列产品和 DCU 海光8000 系列产品。公司产品已经被广泛应用于电信、金融、互联网、教育、交通等重要行业或领域。图图 1：半导体产业链上下游半导体产业链上下游 数据来源：中微公司招股说明书 国内主要设备、材料、大芯片公司的平均业绩增速整体维持高位。国内主要设备、材料、大芯片公司的平均业绩增速整体维持高位。根据各公司未经会计事务所审计的 22 年业绩快报财务数据可知：在营收上，根据 18-22 年的数据，22 年整体营收增速均值维持 62%，其中拓荆和海光增速最高，分别达到 125%和 122%；18-22 年营收 CAGR 均值为110%，其中华海清科和海光信息增速最高，分别为 261%和 374%。行业专题研究行业专题研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 of 28 在利润上，根据 18-22 年的数据，22 年整体利润增速均值维持 110%，其中拓荆和芯源微增速最高，分别达到 438%和 155%；18-22 年利润CAGR 均值为 85%。表表 1:国内主要设备、材料、大芯片公司的平均国内主要设备、材料、大芯片公司的平均营收营收增速维持增速维持 62%左右，左右，18-22 年年 CAGR 为为 110%（单位：（单位：亿元）亿元）公司公司 22 营收营收 18-22CAGR 22 营收营收 yoy 22 归母净利润归母净利润 18-22CAGR2 22 归母净利润归母净利润 yoy 中芯国际中芯国际 495.16 29%39%121.33 153%13%中微公司中微公司 47.40 42%52%11.70 134%16%芯源微芯源微 13.85 88%67%1.97 86%155%盛美上海盛美上海 28.73 73%77%6.68 93%151%拓荆科技拓荆科技-U 17.06 189%125%3.69 扭亏为盈，大幅增长 438%华海清科华海清科 16.82 261%109%5.15 扭亏为盈，大幅增长 160%华峰测控华峰测控 10.71 70%22%5.25 80%20%正帆科技正帆科技 27.05 43%47%2.58 63%53%富创精密富创精密 15.43 90%83%2.40 227%90%安集科技安集科技 10.77 63%57%3.00 88%140%沪硅产业沪硅产业-U 36.00 53%46%3.25 207%122%海光信息海光信息 51.25 374%122%8.02-286%145%龙芯中科龙芯中科 7.39 56%-38%0.51 86%-79%均值均值 110%62%85%110%数据来源：公司官网，国泰君安证券研究 备注：22 年业绩为各公司业绩快报，未经会计事务所审计。2.设备：整线突破大势所趋，持续攻坚空白设备：整线突破大势所趋，持续攻坚空白板块板块 2.1.半导体制造的核心支撑半导体制造的核心支撑 半导体设备可大致分为晶圆制造设备和封装测试设备，对应于晶圆加工半导体设备可大致分为晶圆制造设备和封装测试设备，对应于晶圆加工和封测的各个环节，属于半导体制造的核心支撑领域。和封测的各个环节，属于半导体制造的核心支撑领域。晶圆加工设备：晶圆加工设备：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。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。图图 2：集成电路前道晶圆加工集成电路前道晶圆加工/芯片制造工艺流程及设备芯片制造工艺流程及设备 行业专题研究行业专题研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 of 28 数据来源：芯源微招股说明书，国泰君安证券研究 封测分为封装和测试：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。图图 3：集成电路后道先进封装工艺流程及设备集成电路后道先进封装工艺流程及设备 图图 4：集成电路测试工艺流程及设备集成电路测试工艺流程及设备 数据来源：中微公司招股说明书，国泰君安证券研究 数据来源：国泰君安证券研究 在半导体设备投资中，晶圆加工设备资本开支最大，占近在半导体设备投资中，晶圆加工设备资本开支最大，占近 80%。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%。封测设备在封测设备在半导体设备中占半导体设备中占 18%-20%，其中测试设备占比最大，占，其中测试设备占比最大，占 55%-60%。图图 5：集成电路制造领域典型资本开支结构集成电路制造领域典型资本开支结构 氧化炉氧化炉氧化氧化RTP设备设备热处理热处理激光退火设备激光退火设备激光退火激光退火扩散（重复步骤）扩散（重复步骤）清洗机清洗机清洗清洗涂胶机涂胶机涂胶涂胶光刻机光刻机光刻光刻显影机显影机显影显影CD/SEM测量测量光刻（重复步骤）光刻（重复步骤）干刻干刻/蚀刻机蚀刻机干刻干刻/蚀刻蚀刻清洗机清洗机清洗清洗刻蚀（重复步骤）刻蚀（重复步骤）离子注入机离子注入机离子注入离子注入等离子去胶机等离子去胶机去胶去胶清洗机清洗机清洗清洗离子注入（重复步骤）离子注入（重复步骤）物理气相沉积物理气相沉积设备设备物理气相物理气相沉积沉积清洗机清洗机清洗清洗RTP设备设备RTP清洗机清洗机清洗清洗薄膜沉积（重复步骤）薄膜沉积（重复步骤）CMP设备设备抛光抛光清洗机清洗机清洗清洗抛光（重复步骤）抛光（重复步骤）检测设备检测设备检测检测检测检测清洗清洗溅射溅射涂胶涂胶曝光曝光清洗机清洗机溅射设备溅射设备涂胶机涂胶机光刻机光刻机显影显影电镀电镀去胶去胶刻蚀刻蚀显影机显影机电镀设备电镀设备去胶机去胶机刻蚀机刻蚀机涂覆助焊剂涂覆助焊剂涂覆设备涂覆设备回炉焊接回炉焊接清洗清洗检测检测回炉焊接设备回炉焊接设备清洗机清洗机检测仪器检测仪器IC设计设计IC制造制造IC封装封装封装前测封装前测试试封装后测封装后测试试终检（终检（FT）晶圆允许测试晶圆允许测试（WAT）晶圆测试（晶圆测试（CP）探针台探针台+测测试机试机测试机测试机+分分选机选机封装前测封装前测试试探针台探针台+测测试机试机晶圆允许测试晶圆允许测试（WAT）晶圆测试（晶圆测试（CP）过程控制过程控制测试测试量测设备、量测设备、质谱仪、质谱仪、原子显微原子显微镜、光罩镜、光罩缺陷检查缺陷检查机等机等封装后测封装后测试试终检（终检（FT）测试机测试机+分分选机选机 行业专题研究行业专题研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 of 28 数据来源：Gartner 下游应用方面，晶圆加工设备的最大应用市场在逻辑半导体。下游应用方面，晶圆加工设备的最大应用市场在逻辑半导体。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%。图图 6：晶圆加工设备的最大应用市场在逻辑半导体晶圆加工设备的最大应用市场在逻辑半导体 数据来源：SEMI，国泰君安证券研究 备注：Wafer Fab 生产设备包括晶圆工艺处理设备、附属设备、光掩模&光罩生产设备 2.2.市场空间加速上升，国产替代仍任重道远市场空间加速上升，国产替代仍任重道远 全球半导体设备市场依旧保持着良好的增长态势，预计全球半导体设备市场依旧保持着良好的增长态势，预计 22 年达到年达到 1085亿美元。亿美元。根据 SEMI 数据，2021 年全球半导体设备市场规模为 1026 亿美元，同比增长 44%，预计 2022 年市场规模将有 6%左右的增速，约 1085 亿美元。在竞争格局上，海外厂商维持强劲，垄断格局进一步凸显。在竞争格局上，海外厂商维持强劲，垄断格局进一步凸显。半导体设备市场已形成较为稳定的寡头垄断市场格局，头部效应明显。半导体设备厂房建设20%30%设备投资7080%设计：2%7%土建设施：30%40%洁净室分工：50%70%硅片制造：1%3%晶圆加工/芯片制造：78%80%封装测试：18%20%机电系统：25%35%洁净室系统：25%35%长晶&切磨抛设备：2%薄膜沉积设备：20%光刻设备：20%刻蚀/去胶设备：20%退火/扩散/注入设备；5%工艺控制设备：11%清洗/CMP设备：8%其他加工设备：8%封装设备：40%45%CP&FT测试设备：5560%0102030405060708020192020F2021F2022F2023FWafer Fab Equipment Forecast by Segments（十亿美元）DRAMNANDFoundry/LogicOther 行业专题研究行业专题研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 of 28 技术壁垒、验证壁垒以及市场壁垒都较高，多重因素导致主要市场份额集中在少数头部企业中，并且垄断格局不断扩大。根据统计，全球前 5大半导体设备厂商分别为 AMA T、ASML、Lam、TEL 及 KLAC，2021 年行业 CR5 约为 84%，较 2019 年的 65%显著提高。图图 7：半导体设备市场垄断格局进一步凸显半导体设备市场垄断格局进一步凸显 数据来源：SEMI，国泰君安证券研究 半导体设备和材料是晶圆制造的重要支撑领域，也是美国主要打压环节，半导体设备和材料是晶圆制造的重要支撑领域，也是美国主要打压环节，与国际巨头相比，仍有较大差距，任重道远。与国际巨头相比，仍有较大差距，任重道远。在设备领域，薄膜沉积设备、光刻设备、前道检测设备、涂胶显影设备、离子注入设备、后道测试设备等国产化率均不足 10%，甚至光刻和涂胶显影等领域国产化率仅有 1%左右。在材料领域，硅片、CMP 材料等领域国内公司开始冒头，但在光刻胶、光掩模板、靶材等环节仍然差距较大，尤其是光刻胶领域，国内公司无人实现 A 胶量产。图图 8：中国半导体设备和国外仍有差距中国半导体设备和国外仍有差距 0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%AMATASMLTELLamKLAC2020市场份额2021市场份额2021年市场规模市场竞争格局国内主要公司国产化率薄膜沉积设备190亿美元北方华创、拓荆科技、中微公司4.6%光刻设备181亿美元上海微电子1.2%刻蚀设备194亿美元北方华创、中微公司、屹唐股份22%85%15%AMAT30%21%19%30%AMATLamTEL其他31%29%40%TELPVDCVDALD47%26%17%10%LamTELAMAT其他75%13%6%6%ASMLNikonCanon其他 行业专题研究行业专题研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 of 28 数据来源：SEMI，Yole，拓荆科技招股说明书，芯源微招股说明书，公司公告，国泰君安证券研究 2.3.攻坚核心技术领域，加深空白环节覆盖度攻坚核心技术领域，加深空白环节覆盖度 国内厂商在半导体前道和后道设备领域均加速突破，进入从国内厂商在半导体前道和后道设备领域均加速突破，进入从 1 到到 10 的的新阶段，逐步缩小国际差距。新阶段，逐步缩小国际差距。前道设备领域：前道设备领域：热处理设备、清洗设备、刻蚀设备、去胶设备、CMP 设备等领域市占率较高，均在 20%左右，甚至更高。例如在 CMP 设备领域，华海清科已经实现12英寸28nm以上逻辑制程、128层以下3D NAND、1X/1Y DRAM全覆盖，14nm 及以下已经处于验证之中；在刻蚀设备领域，中微公司已经实现 5nm 制程的 CCP 设备的量产，北方华创的 14nm ICP 设备也已进入中芯国际产线进行验证。薄膜沉积设备、离子注入设备等领域市占率较低，难度较大，但近年来也有了较大的突破。拓荆科技的 28nm 以上 PECVD 在国内产线获得了较大的订单，实现了量产，SACVD和 ALD设备也初步取得了客户订单，实现了突破。凯世通的多款离子注入机设备产品获得了客户的重复采购和批量订单。后道设备领域：后道设备领域：就后道测试设备而言，华峰测控、长川科技、华兴源创实现了较大的突就后道测试设备而言，华峰测控、长川科技、华兴源创实现了较大的突破。破。其中华峰测控在 SoC 测试领域，目前主要 100M 的 8300实现量产，预计第二代 400M 以上的 8300 将在年内形成样机。长川科技的数字测试机D9000，集合 1024 个数字通道、200MHz数字测试速率实现快速放量。表表 2：国内厂商在半导体前道设备领域加速突破国内厂商在半导体前道设备领域加速突破 前道测量/检测2021年市场规模市场竞争格局国内主要公司国产化率100亿美元上海精测、中科飞测2%清洗设备涂胶显影设备42亿美元盛美上海、芯源微、北方华创、至纯科技31%CMP设备34亿美元24亿美元华海清科、烁科精微电子芯源微18%1.1%热处理设备2021年市场规模市场竞争格局国内主要公司国产化率20亿美元屹唐股份、北方华创20%离子注入设备去胶设备22亿美元凯世通、中科信1.4%测试设备7亿美元90亿美元华峰测控、长川科技屹唐股份、芯源微、中电科4510%74%行业专题研究行业专题研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 of 28 设备类型设备类型 市占率市占率 国国内内公司公司 当前进展当前进展 热处理设备热处理设备 20%屹唐股份 主要可用于 90纳米到 5纳米逻辑芯片、1y 到 2x纳米系列 DRAM 芯片以及 32层到 128层 3D 闪存芯片制造中若干关键步骤大规模量产，市占率全球第二。北方华创 主要为真空热处理领域产品，包括真空热处理设备、气氛保护热处理设备、连续式热处理设备。真空热处理设备市场拓展顺利，应用范围涵盖真空电子、半导体材料、高端磁性材料等领域。立式氧化炉工艺达 28nm水平，成为 3D NAND 客户的 POR机台。光刻机光刻机 1.2%上海微电子 目前已可量产 90nm 分辨率的 ArF 光刻机，28nm 分辨率的光刻机也有望取得突破。涂胶显影设备涂胶显影设备 1.1%芯源微 在 28nm及以上工艺节点的多项关键技术方面取得突破 清洗设备清洗设备 31%盛美半导体 18腔 300mm UltraCVI 单晶圆清洗设备已成功投入量产，支持先进逻辑、DRAM 和 3D NAND 制造所需的大多数半导体清洗工艺，产能较12腔设备提升 50%北方华创 前道 Spin Scrubber 清洗机设备目前已达到国际先进水平，成功实现进口替代。芯源微 前道物理清洗机可用于 8/12英寸单晶圆处理，在自动刷压控制技术上已达到国际先进水平。刻蚀设备刻蚀设备 22%中微公司 CCP 设备获客户批量订单，市占率在主要客户超过 30%，5nm产线生产稳定，5nm以下试生产进展良好，可应用于 64层及以上 NAND 量产，正在开发 200层以上极高深宽比设备。ICP 设备刻蚀线宽均匀性达到 1 0.25纳米，获国际先进 3D NAND 客户批量订单，推进5nm以下逻辑芯片、1Xnm DRAM 和 200层以上 3D NAND 存储芯片的 ICP 设备研发。北方华创 刻蚀机主要为 ICP，覆盖 8 英寸、12 英寸 55-28nm 制程，已进入中芯国际 14nm产线验证阶段。屹唐股份 干法刻蚀设备可用于 65nm5nm 逻辑芯片。离子注入设备离子注入设备 1.4%凯世通 低能大束流离子注入机 2021年产线验证顺利，2022年上半年取得在手订单超过 11 亿元。高能离子注入机设备已顺利通过验证并完成验收。新一代光伏离子注入机进入验证阶段，与某光伏公司签订试用订单。中科信 12 英寸 45-22nm 低能大束流离子注入机研发及产业化项目的实施则进入一个全新的自主创新阶段。去胶设备去胶设备 74%屹唐股份 干法去胶设备领域市占率全球第一，正研发应用于 3nm及更先进逻辑芯片、先进 10nm系列 DRAM 芯片、176层到 256层 3D 闪存芯片制造的干法去胶设备和工艺。芯源微 已经推出了单片式湿法去胶产品，可用于 8/12英寸单晶圆处理，先进封装工艺过程中的晶圆去胶制程和金属剥离制程。中电科 45 研制的双 8英寸全线自动化湿法整线设备进入国内主流 FAB厂，满足 8英寸 90nm-130nm工艺节点，适用于 8-12英寸 BCD 芯片工艺中的湿化学制程，可实现全自动湿法去胶。薄膜沉积设备薄膜沉积设备 4.6%北方华创 PVD 优势明显，制程制造覆盖 90nm-14nm，公司在国内产线导入的国产 PVD 设备中占比较高。PVD、ALD、CVD 设备新产品市场导入节奏加快。拓荆科技 国内唯一产业化应用的集成电路 PECVD设备和 SACVD设备厂商，ALD设备国内领先。PECVD 设备应用于 28nm及以上逻辑芯片、3D 行业专题研究行业专题研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 of 28 NAND FLASH、DRAM 存储芯片制造等领域。SACVD 产品在 12英寸 40/28nm以及 8英寸 90nm以上逻辑芯片广泛应用，取得现有及新客户订单。ALD 设备已完成产品开发并取得客户订单，PE-ALD 设备在逻辑芯片领域实现产业化应用。中微公司 LPCVD 的钨填充 CVD 设备已通过关键客户的工艺验证，能够满足先进逻辑器件接触孔填充应用，及 64层、128层和 200层以上 3D NAND应用。高端逻辑器件和先进存储芯片应用的 CVD 和 ALD 设备研发中。EPI 研发进入样机调试阶段。CMP 设备设备 18%华海清科 国内唯一 12英寸 CMP 设备制造商，28-14nm关键节点金属 CMP 已实现产线量产，14nm逻辑芯片用 CMP 研发中，128层以上制成的 3D NAND 与 1X/1Y制成的 DRAM 所用 CMP 设备实现产线量产。北京烁科精微电子 研发制造的 8英寸 CMP 设备已搬入中芯国际产线。数据来源：SEMI，前瞻产业研究院，ASML 公司公告，各公司公告，国泰君安证券研究 表表 3：国内厂商在半导体封装设备领域加速突破国内厂商在半导体封装设备领域加速突破 封装设备封装设备 国际主要厂商国际主要厂商 中国大陆厂商中国大陆厂商 当前进展当前进展 晶圆减薄机晶圆减薄机 DISCO、东京精密、冈本工机 中电科 全自动晶圆减薄机产业化机型实现了 8-12英寸全自动系列减薄设备国产化替代。兰新高科 深圳方达 WG1211S 自动晶圆减薄机可兼容 4/5/6/8/12英寸晶圆，最薄可减薄到 100m以下，可对第三代半导体材料进行高速减薄和研磨,平面度可达 1m,厚度公差 1m 划片机划片机 DISCO、东京精密 中电科 6-12英寸系列产品，全系列拥有手动、半自动及全自动型，适用于 IC、LED 晶圆、分立器件等晶圆制造行业。沈阳仪器 研制的全自动 12英寸划片机加工尺寸从 8英寸提高到 12英寸，加工速度从 600mm/s 提高到 1000mm/s，定位精度从5m/210mm提高到 5m/310mm，技术指标全面达到国际先进水平 兰新高科 汇盛电子 江苏京创 成功率先实现 12 英寸全自动精密划片机产业化的国产替代，系列产品已批量适用于各类半导体材料或泛半导体材料的复杂精密划切 大族激光 离线式晶圆紫外激光切割系统，配备大族自主知识产权的355nm紫外激光器，该切割设备性能稳定，光斑好，适应长期稳定运行 固晶机固晶机 Besi、KS、ASM Pacific 新益昌 在研项目 mini 背光大基板新式固晶机，实现固晶机使用三联体结构，优化固晶工艺,使一台机达到常规三台机的效率 艾科瑞思 东莞普莱信 独家采用刺晶模式的倒装 COB固晶工艺以及 Pick&Place固晶工艺，最小支持 50m的芯片尺寸，最快每小时产能可以做到180K，精度达到 15微米 万福达 WFD8970B单机产能实测高达 75K/H，RGB三台串联即WFD8916A 产能实测 200K/H，在业内处于领先水平 行业专题研究行业专题研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 11 of 28 引线键合机引线键合机 KS、Shinkawa、ASM Pacific 中电科 成都宇芯 深圳翠涛 公司焊线机在性能指标上接近或已达到国际先进水平，可提供“固晶机+焊线机”成套半导体封装核心设备。北京创世杰 F&S5830:楔焊工艺线径 17.676m 适用金、铝丝,楔焊工艺角度支持 45,60，超声具备 60140KHz可选,最大 30w；F&S5832:楔焊工艺线径 17.676m 金、铝丝以及3012.525025m 金带，楔焊工艺角度支持 90 深腔楔焊，超声具备 60140KHz可选,最大 30w 开玖自动化 主流机型 K940全自动焊线机在光通讯领域（如 2.5G、10G、25G、40G光模块元器件）和激光显示领域应用广泛 凌波微步半导体科技 IC球焊机率先攻破技术壁垒，已经逐步开始量产，能够满足国内产能大概 20-30%倒装焊机倒装焊机 ASM Pacific、KS、Shinkawa 中电科 大连佳峰 塑封机塑封机 Towa、Besi、Yamada、ASM Pacific 富仕三佳 耐科科技 切筋成型设切筋成型设备备 Besi、ASM Pacific 三佳山田 耐科科技 富仕三佳 数据来源：SEMI，国泰君安证券研究 表表 4:国内厂商在测试设备领域加速突破国内厂商在测试设备领域加速突破 测试设备测试设备 国际主要厂国际主要厂商商 中国大陆中国大陆厂商厂商 当前进展当前进展 分选机分选机 科休、爱德万 长川科技 分选机持续推出新功能，新增三温 ATC测试、ART、RTC、2DID 识别、5G测试等功能 探针台探针台 东京精密、东京电子、SEMICS 长川科技 国内首台自主研发的 CP12探针台，可兼容 8/12英寸晶圆，被广泛应用于 SoC、逻辑、存储等晶圆测试领域 深圳矽电 研发出的 PT-920 12英寸高精度全自动探针台可满足大规模集成电路对探针台多 PIN 及多芯的测试要求 森美协尔 研发出的 A12（12/8英寸）量产型全自动晶圆探针台，通过使探针卡与晶圆 Pad 点之间精准接触，实现完成晶圆 WAT/CP 测试 测测试试机机 SoC 测试测试机机 爱德万、泰瑞达、科休 华峰测控 目前主要 100M 的 8300实现量产，预计第二代 400M 以上的 8300将在年内形成样机 长川科技 数字测试机 D9000，集合 1024 个数字通道、200MHz数字测试速率实现快速放量 华兴源创 新一代 T7600 系列 SoC 测试机最高速率可支持 400MHz,Pattern memory 512M、可达到 0.5mV的电压精度、完整的混合信号板卡、64通道,每通道 1.5A,最高 96A 输出 模拟模拟/混混合测试机合测试机 爱德万、泰瑞达 华峰测控 传统 8200市占率高，向 IPM、三代半过渡。长川科技 新品 8290d 获得一致好评，处于快速增长阶段 行业专题研究行业专题研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 12 of 28 佛山联动 QT-8200 系列产品是国内少数能满足 Wafer level CSP(晶圆 级封装)芯片量产测试要求的数模混合信号测试系统之一 存储器测存储器测试机试机 泰瑞达、爱德万、东京电子、SEMICS 悦芯科技 正在开发验证的存储器测试设备 TM8000填补国产高端集成电路自动化测试设备领域的空白 武汉精鸿 在 BI 测试、CP/FT 测试已经基本实现小批量产，短期内可实现规模量产 数据来源：SEMI，国泰君安证券研究 考虑到市场占比，我们以刻蚀、薄膜沉积、清洗为例，进行详细分析国考虑到市场占比，我们以刻蚀、薄膜沉积、清洗为例，进行详细分析国产化进度：产化进度：（1）刻蚀：中微、北方领先，进入）刻蚀：中微、北方领先，进入 5nm 先进制程先进制程 全球刻蚀设备领域中，全球刻蚀设备领域中，Lam、TEL 和和 AMAT分别占分别占 47%、27%和和 17%，三者几乎垄断市场三者几乎垄断市场。根据 Gartner 数据显示，2020 年全球刻蚀设备市场规模约为 137 亿美元，其中，介质刻蚀设备市场规模约 60 亿美元，导体刻蚀设备市场规模约 76 亿美元。刻蚀设备市场集中度高，Lam、TEL、AMA T 合计占 91%的市场份额，国内厂商中微公司和北方华创实现较大突破，总计占 2%的市场份额。图图 9：2023 年全球年全球刻蚀设备市场规模刻蚀设备市场规模将达到将达到 174亿美元亿美元 图图 10：全球干法设备市场：全球干法设备市场由由 Lam、TEL 和和 AMAT垄垄断断 数据来源：Gartner，Wind，国泰君安证券研究 数据来源：Gartner，国泰君安证券研究 国内厂商技术持续突破，多款产品进入验证阶段。国内厂商技术持续突破，多款产品进入验证阶段。国内主要刻蚀机厂商有中微公司、北方华创以及屹唐股份。中微公司刻蚀设备包含 CCP 与ICP，公司正在开发新型 CCP 刻蚀设备，涵盖 5nm 以下逻辑芯片及 200层以上 3D NAND 存储芯片刻蚀需求的更多不同刻蚀应用。正在开发的ICP 设备，涵盖 7nm 及以下的逻辑芯片、17nm 及以下的 DRAM 芯片和3D NAND 存储芯片的刻蚀应用，同时优化开发双台 ICP 刻蚀设备。其中，介质刻蚀已经进入台积电 5nm 产线。北方华创刻蚀机主要为 ICP，覆盖 8 英寸、12 英寸 55-28nm 制程，已进入中芯国际 14nm 产线验证阶段；屹唐股份干法刻蚀设备可用于 65nm5nm 逻辑芯片。表表 5：国内厂商刻蚀设备：国内厂商刻蚀设备技术持续突破技术持续突破 公司公司 刻蚀产品刻蚀产品 进展进展 4460788479667694100950204060801001201401601802002019202020212022E2023E介质刻蚀设备（亿美元）导体刻蚀设备（亿美元）47%27%17%3%3%1%1%1%1%LamTELAMATHI TACHISEMES中微公司KLA北方华创其他 行业专题研究行业专题研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 13 of 28 中微公司中微公司 CCP 刻 蚀机、ICP 刻 蚀 机、TSV/MEMS 刻蚀机 CCP：涵盖 5nm以下逻辑芯片及 200层以上 3D NAND 存储芯片刻蚀需求的更多不同刻蚀应用。ICP：涵盖 7nm及以下逻辑芯片、17nm及以下的 DRAM 芯片和 3D NAND 存储芯片的刻蚀应用，同时优化开发双台 ICP 刻蚀设备。介质刻蚀已经进入台积电 5nm产线。北方华创北方华创 ICP 刻 蚀 机、CCP 介质刻蚀 ICP：覆盖 8 英寸、12 英寸 55-28nm 制程，已进入中芯国际 14nm产线验证阶段 CCP：目前已在 5 家客户完成验证并实现量产。数据来源：各公司官网，国泰君安证券研究 （2）薄膜沉积：产线验证顺利，进入规模放量）薄膜沉积：产线验证顺利，进入规模放量 离子注入市场呈增长态势，离子注入市场呈增长态势，AMAT（应用材料）（应用材料）垄断全球离子注入市场。垄断全球离子注入市场。根据 SEMI 数据，2021 年全球半导体设备销售额为 1026 亿美元，中国大陆半导体设备销售额为 296 亿美元，以离子注入机在半导体设备中占比 2.1%计算，2021 年全球离子注入机市场规模约为 22 亿美元。目前市场上离子注入机主要由美国和日本的厂商垄断，主要厂商有国外的AMA T、Axcelis、Nissin。其中 AMA T 占据 70%的市场份额，Axcelis 占据约 20%的市场份额。图图 11：AMAT（应用材料（应用材料）垄断全球离子注入机垄断全球离子注入机市场市场 图图 12：2021 年年全球离子注入设备市场规模全球离子注入设备市场规模超超 22 亿美亿美元元 数据来源：Gartner，国泰君安证券研究 数据来源：SEMI，国泰君安证券研究 离子注入机领域，凯世通、中科信引领国产替代。离子注入机领域，凯世通、中科信引领国产替代。2021 年，凯世通自主研发的首台低能大束流离子注入机率先在国内 12 英寸主流集成电路芯片制造厂完成设备验证工作。高能离子注入机顺利在某 12 英寸集成电路芯片制造厂完成交付，低能大束流重金属离子注入机、低能大束流超低温离子注入机都顺利通过厂商验证；中科信产品包括中束流、大束流、高能、特种应用及第三代半导体等离子注入机，12 英寸 45-22nm低能大束流离子注入机研发及产业化项目的实施则进入一个全新的自主创新阶段。表表 6：凯世通凯世通、中科信引领离子注入机国产替代中科信引领离子注入机国产替代