全球仅两国掌握比造还难？（大科技篇 2-3 半导雷火竞技体设备）

　　有一种机器，被称为现代制造业的珠穆朗玛峰。如果没有它，不管你是三星还是英特尔，也不管你有多少资本，你都没办法生产出最先进的芯片。每一个芯片公司甚至是每一个国家，都在苦苦的研发，希望能够早一天攻克。一台顶尖的机器动辄上亿美金，比波音的大飞机还贵，但即便如此，如果一个上市公司能买到一台这样的机器，股价都得大涨好几天。它的技术难度是如此之高，以至于到目前为止，只有两个国家（荷兰和日本）能够掌握最先进的制造技术。要知道，全世界拥有的国家都有多达9个，所以有人说造这台机器比造还难，这种说法并不夸张。

　　这个机器就是光刻机，半导体芯片产业链中最核心的晶圆制造设备，它所在的赛道就是我们今天要讲的半导体设备行业。如果说半导体是绝对的核心科技，那么生产半导体要用到的半导体设备绝对是核心科技中的核心科技。芯片产业链非常复杂，半导体设备属于中间产业链，也可以看作是芯片行业的“卖水人”。除了刚才提到的晶圆制造，半导体设备还应用于封装测试环节。不过，说是卖水人也不太准确，因为它卖的远不止是“水”那么简单，而是非常高附加值的重型武器，半导体设备的投资一般能占到整个半导体生产线%，是占比最大的一个领域。

　　从需求端来看，这是一个高成长性的行业雷火竞技，处于技术周期带来的景气度向上阶段。

　　一方面，半导体设备的需求和芯片制程有很大的关系，而芯片制程在快速进步。所谓制程，就是指在芯片中，晶体管最小可以做到多少纳米的尺寸。制程越小，整体功耗越低，性能越高，对制造设备的要求会更高，投资需求也会越大。以台积电为例，16nm制程1万片产能投资15亿美元，而7nm制程1万片产能投资估计30亿美元，5nm制程1万片产能投资估计50亿美元。每个节点的投资额都是加速攀升的。

　　另一方面，下游的5G、人工智能、物联网等新应用渗透率不断提升，推动芯片需求快速增长，很多晶圆厂产能吃紧。尤其是2020年以来为了应对各种芯片缺货，大型晶圆厂均有扩产计划，加大对设备的投资。2021年台积电资本支出金额将达250亿至280亿美元，创历史新高纪录；联电资本支出将达15亿美元，年增5成，中国大陆的华虹半导体、长江存储、广州粤芯等厂商也在加大设备采购力度。

　　正是在技术变革的推动下，半导体设备的市场进入了高景气周期。在2016年之前的十多年时间里，半导体设备市场规模一直稳定在300-400亿美元。但2017年后，随着全球晶圆厂和存储器厂对先进制程的投资增加，半导体设备的市场规模迅速攀升至500-630亿美元区间，增速达到10%-20%。国际半导体产业协会（SEMI）预计全球晶圆厂资本开支还将继续保持10%左右的增长。

　　从供给端来看，这是一个竞争格局非常清晰且高度集中的行业，龙头有绝对的话语权。行业整体的高增长并不代表就一定有投资价值，如果行业内部竞争格局混乱，其中的企业也很难赚到钱。而半导体设备是一个典型的高成长、弱竞争的行业。半导体设备尤其是晶圆制造设备技术门槛高，单台价值量大，客户间长期合作带来了极高的壁垒，垄断程度高，细分市场基本上是一家独大。2020年行业整体CR3（AMAT、ASML、Lam）市场份额约占47%，CR5市场份额约占66%。

　　尤其是大家熟悉的光刻机领域，荷兰的ASML完全垄断了EUV光刻机设备，市占率几乎是100%，Intel、台积电、三星用来加工14/16nm芯片的光刻机都来自ASML。刻蚀设备方面，美国Lam全球占比53%，与AMAT和TEL CR3市场份额占比90%以上。薄膜设备方面，在PVD领域，AMAT占据了近85%的市场份额。CVD占30%。显影设备方面，TEL市占率达到87%。离子注入机和CMP方面，AMAT市占率达到70%。测试设备方面，泰瑞达和爱德万双寡头垄断了84%的市场份额。如此高度集中的竞争格局，使得半导体设备行业的龙头公司能够比较舒服的赚钱。

　　此外，作为一个“卖水人”行业，半导体设备的业绩确定性也相对较高。芯片产业是重资产投入，对于这个赛道的公司来讲，这是一场风险很大的豪赌。无论是设计、制造还是封测的厂商，最终能不能赚到钱，还要看生产出来的芯片能不能让下游客户买单。但无论下游的芯片厂商哪个能成功，大家总要购买设备和原材料进行生产。因此半导体设备，芯片设备和芯片材料一样，只要芯片行业在发展，那么需求肯定会越来越大，业绩的确定性也相对更高一些。

　　不过，国内半导体设备行业相对落后，基本完全被国外巨头把控，国产化率非常低，但反过来说这也是国产替代需求最为迫切的行业，未来国内的市场成长空间很大。2019年底新出台的瓦森纳协议对进口高端光刻机EUV、浸润式，以及EUV计算光刻软件、14nm制程以内的大硅片加工技术管控升级。华为、中芯国际等国内芯片厂商均受到美国技术管控，半导体设备国产化压力骤增。雷火竞技而另一方面国内需求还在增长雷火竞技，2020年中国大陆首次成为全球最大的设备市场，同比增幅高达39%。这导致国内的供需缺口越来越大，国产设备扩产势在必行。