半导体设备雷火竞技市场分析

　　全球设备市场创新高，受益于制程进步、资本开支提升2020年全球半导体设备市场规模创700亿美元新高，大陆首次占比全球第一。根据SEMI，2020年半导体设备销售额712亿美元，同比增长19%，全年销售额创历史新高。大陆设备市场在2013年之前占全球比重为10%以内，2014~2017年提升至10~20%，2018年之后保持在20%以上，份额呈逐年上行趋势。2020年，国内晶圆厂投建、半导体行业加大投入，大陆半导体设备市场规模首次在市场全球排首位，达到181亿美元，同比增长35.1%，占比26.2%。2021-2022年，存储需求复苏，韩国领跑全球，但大陆设备市场规模仍将保持在约160亿美元高位。

　　北美半导体设备厂商月销售额2021年以来稳站30亿+美金。通过复盘半导体行业景气周期历史，北美半导体设备厂商月销售额对于全球半导体行业景气度分析具有重要意义，北美半导体设备销售额水平通常领先全球半导体销售额一个季度。2021年1月，北美半导体设备厂商月销售额首次突破了30亿美金关口，创历史新高，达到了30.4亿美金。此后月度销售额逐季创新高，至4月份销售额达到34.1亿美金，同比增长近50%。

　　下游资本开支提升，半导体设备周期向上。伴随着下游资本开支提升半导体设备，设备厂商营业收入增速从2019Q2触底后逐渐回暖。2020Q1由于疫情冲击，产品发货推迟，导致单季度收入增速下调。以ASML为例，疫情后营收增速恢复，2021Q1半导体设备营收增速更是达到95.1%，ASML表示下游对于先进的光刻设备需求有增无减。

　　未来两年全球晶圆厂设备开支持续增长。疫情对全球半导体行业带来深远影响。需求端，居家及远程办公带来笔电等消费电子需求激增，此外全球正步入第四轮硅含量提升周期，服务器、汽车、工业、物联网等需求大规模提升。供给端，全球晶圆厂2015-2019年产能投资（不含存储）尤其是成熟制程扩产不足，疫情短期导致供应链中断，及地缘政治不确定性加剧供需失衡。2020年开始，全球领先的晶圆厂纷纷加速雷火竞技扩产提升资本开支，预计未来两年将进行大规模的半导体设备投资，2021、2022年晶圆厂前道设备支出将保持16%、12%的同比增速。

　　Capex进入上行期，台积电、中芯国际纷纷增加资本开支。台积电从2020年170亿美金增长到300亿美金（用于N3/N5/N7的资本开支占80%），再到2021年4月1日公布的未来三年资本开支1000亿美金；联电从2020年10亿美金增长到23亿美金（用于的12寸晶圆的资本支出占85%）；华虹从2020年11亿美金增长到2021年13.5亿美金（大部分用于华虹无锡12寸）；中芯国际2021年资本维持高位，达到43亿美金（大部分用于扩成熟制程，尤其是8寸数量扩4.5万片/月），开启新一轮资本开支。

　　“芯拐点”、新制程、新产能推动需求。本轮反转首先来自于全球“芯”拐点，行业向上；其次，先进制程带来的资本开支越来越重，7nm投资在100亿美元，研发30亿美元；5~3nm投资在200亿美元；7nm单位面积生产成本跳升，较14nm直接翻倍；并且，大陆晶圆厂投建带动更多设备投资需求。

　　2020全球半导体资本开支恢复增长。根据ICInsights，VLSI，预计代工Capex同比大幅增长38%。2017年存储厂商大幅资本开支导致2018年下半年开始产能过剩，存储市场走低，目前存储投资已经开始全面恢复，预计2021年存储Capex同比增长约5%。

　　前道设备占主要部分。设备投资一般占比70~80%，当制程到16/14nm时，设备投资占比达85%；7nm及以下占比将更高。按工艺流程分类，典型的产线上前道、封装、测试三类设备分别占85%、6%、9%。

　　测试需求增长更快。半导体设备2013~2018年复合增长率为15%，前道、封装、测试分别为15%、11%、16%。增速最快的子项目分别为刻蚀设备（CAGR24%）和存储测试设备（CAGR27%）。

　　全球设备五强占市场主导角色。全球设备格局竞争，主要前道工艺（刻蚀、沉积、涂胶、热处理、清洗等）整合成三强AMAT、LAM、TEL。另外，光刻机龙头ASML市占率80%+；过程控制龙头KLA市占率50%。根据VLSI，ASML、AMAT、LAMResearch、TEL、KLA五大厂商2020年半导体设备收入合计550亿美元，占全球市场约71%。

　　综合看下来，设备五强市场在各赛道合计市占率基本在50%以上。AMSL优势在光刻方面遥遥领先；AMAT优势在产品线广，沉积（CVD、PVD）市占率高；LAM优势在刻蚀领域；TEL优势在小赛道如涂胶、去胶、热处理；KLA优势在过程控制。

　　国内晶圆厂投资金额即将进入高峰期。根据统计，2020~2022年国内晶圆厂总投资金额约1500/1400/1200亿元，其中内资晶圆厂投资金额约1000/1200/1100亿元。2020~2022年国内晶圆厂投资额将是历史上最高的三年，且未来还有新增项目的可能。

　　设备国产化率较低，海外龙头垄断性较高。我国半导体设备市场仍非常依赖进口，从市场格局来看，细分市场均有较高集中度，主要参与厂商一般不超过5家，top3份额往往高于90%，部分设备甚至出现一家独大的情况，目前国内厂商目标市场主要是雷火竞技国内晶圆厂需求，尤其是内资投建的需求。

　　国内国产化逐渐起航，从0到1的过程基本完成。中微公司介质刻蚀机已经打入5nm制程。北方华创硅刻蚀进入SMIC28nm生产线量产。Mattson（屹唐半导体）在去胶设备市占率全球第二。盛美半导体单片清洗机在海力士、长存、SMIC等产线量产。沈阳拓荆PECVD打入SMIC、华力微28nm生产线nm工艺验证。精测电子、上海睿励在测量领域突破国外垄断。

　　制程越高，设备投资额占比越高。设备投资一般占比70~80%，当制程到16/14nm时，设备投资占比达85%；7nm及以下占比将更高。光刻、刻蚀、沉积、过程控制、热处理等均是重要投资环节。

　　设备国产化率较低，海外龙头垄断性较高。我国半导体设备市场仍非常依赖进口，目前国内厂商目标市场主要是国内晶圆厂需求，尤其是雷火竞技内资投建的需求，潜在收入目标空间较大。

　　2020Q4及2021Q1设备收入、利润快速增长，国产替代持续深化。设备行业核心公司（中微公司、北方华创、至纯科技、精测电子、长川科技半导体设备、晶盛机电、华峰测控、万业企业）2020Q4营业雷火竞技收入37亿元，同比增长33%；归母净利润5.55亿元，同比增长49%雷火竞技。设备行业核心公司2021Q1营业收入42.05亿元，同比增长27%；归母净利润7.6亿元，同比增长37%、设备行业持续处于高速增长，国产替代空间快速打开雷火竞技，国内核心设备公司成长可期。

　　设备厂商在手订单充足，合同负债保持较高增速。2020Q4/2021Q1，设备板块主要公司合同负债合计分别为62.0/77.5亿元，同比增长67%/62%，保持较高增速。其中，北方华创2020Q4/2021Q1合同负债分别达到30.5/44.9亿元，同比增长107%/70%。

　　大陆12寸晶圆厂建厂潮带动设备需求持续增长。生产效率及降低成本因素推动下，全球8寸扩产放缓，12寸晶圆厂扩产如火如荼。2020年以来，国内12寸晶圆厂遍地开花，除中芯国际外，闻泰、格科微、海芯等公司纷纷计划建设12寸晶圆厂，粤芯半导体、华虹无锡等12英寸生产线陆续建成投产。根据SEMI，2019年至2024年，全球至少新增38个12寸晶圆厂，其中中国台湾11个，中国大陆8个，到2024年，中国12寸晶圆产能将占全球约20%。大量晶圆厂的扩建、投产，将带动对上游半导体设备的需求提升，更有望为国产化设备打开发展空间。