芯片設備大爆發！

芯師爺|Core master|

2022-03-10 11:28:16 2

從去年開始缺芯現象，延續到現在，絲毫不見好轉。

上個月發生的香港500萬芯片被*、深圳千萬芯片被偷事件，告訴我們事情大有愈演愈烈之勢。

各類芯片終端需求持續*盛，導致晶圓代工各制程產能嚴重不足。

國內的晶圓廠，因為產能緊張，只能優先滿足長期合作伙伴，中小客戶就算預先付款，也未必能按時拿到貨。

為了應對這個情況，各大廠商從3月份開始就紛紛公告擴產計劃。

臺積電、三星計劃投資金額均超過1000億美元，國內中芯國際、華虹半導體等企業也紛紛加大資本開支。

缺芯事件，也讓老美意識到芯片產能的重要性，從去年開始陸續推出跟半導體有關的法案，其中還包括520億美元的投資計劃。

根據SEMI6月份發布的最新報告，今年全球將新建設19座晶圓廠，而明年將會增加10座。

其中，中國大陸和臺灣地區將各新建8個晶圓廠，其次是北美，將新建6個。

一直以來，許多對半導體行業不太了解的朋友們都有一個嚴重的認知誤區，那就是覺得中國芯片的主要問題在于制造工藝落后。

比如，看到臺積電、三星的5nm芯片已經實現量產，正在聚焦3nm制程，就認為中芯國際的14nm、28nm工藝很落后。

因此，會覺得國內的當務之急是趕緊發展先進工藝，盡快向7nm、5nm沖擊。

而事實是，中芯國際制造工藝雖然能達到14nm，但占收入比重極小，2020年為2%，2021年預期提升到4%。

28nm占營收的比重也僅為6%，大部分收入還是依賴成熟工藝，即90~45nm。

相比于制造工藝落后，國內芯片產能過低才是更大的問題。

造芯片，不是只需要光刻機就行了，還要經過刻蝕、沉積、離子注入、清洗、氧化、檢測等環節，缺一不可。

目前中國最不缺光刻機，DUV光刻機可以正常購買，真正缺的是其他環節被美國把持的設備。

最近，美國又開始限制28nm設備對我國的出口，企圖在成熟工藝上限制我們的產能。

除了手機芯片對工藝要求較高，其他智能設備需要的芯片，國內企業的成熟工藝基本都可以達到。

比如，汽車芯片、顯示驅動IC、電源管理芯片、物聯網連接IC、Wi-Fi6等芯片都需要28nm工藝制造。

比起高端芯片，國內更缺成熟工藝，8寸比12寸緊缺，90/55/28nm比7/5nm緊缺。

以等效8英寸產能計算，中芯國際的產能僅有臺積電的10%~15%，根本無法滿足國內需求。

制造產能不足，極大制約國內芯片產業的發展，2020年我國集成電路供給量為227億美元，需求量為1430億美元，自給率僅為15.9%。

進出口上，2020年我國集成電路進口3500億美元，出口1166億美元，貿易逆差高達2334億美元，進口芯片中，多為45nm以上的成熟工藝。

“自研”雖然振奮人心，但并不能解決當前的產能不足的問題，與其追求7nm、5nm，不如先做好成熟工藝。

韋爾股份的CIS、PMIC、Driver，兆易創新的NOR、MCU，匯頂科技的指紋識別，圣邦股份的模擬IC，卓勝微的射頻芯片。

這些公司的芯片都屬于12寸成熟工藝（90~45nm），并非所謂的先進工藝（14~5nm），但即便如此，國內也缺乏相應的成熟代工產能與其配套。

根據各公司一季報披露信息，中芯國際產能利用率為98.7%，華虹半導體利用率為104.2%，繼續維持高位狀態。

2021年*半導體大會上，工程院院士吳漢明談到國內芯片產能問題，就認為國內還需要再建設8個中芯國際的產能。

目前，以中芯、長江存儲、合肥長鑫為代表的國內廠商都在積極擴產，此輪新建晶圓廠和擴產完成后，能很大程度上緩解我國芯片產能問題。

新建晶圓廠的最大投資項是半導體設備，占總投資額的近80%，各大廠擴產項目建設，會帶來大量的設備需求。

在美國出口限制越來越強的背景下，半導體設備國產替代的趨勢不可阻擋。

“國產化”、“去美化”一直是半導體領域的熱門話題，凡是涉及國內半導體技術突破、重大進展的新聞，熱度總是居高不下。

比如前陣子，電子信息研究所所長溫曉君接受環球網采訪的文章就引起了爭議。

文中先是表示國產14nm芯片有望到明年實現量產，但這一表述明顯有問題，因為從材料到設備，14nm工藝明年全部實現國產化，根本不現實。

隨后，環球網就修改了關于明年量產14nm國產芯片的話，避免了誤會。

其實，對于半導體產業，我們需要有一個清醒的認識，那就是想實現“國產化”非常困難。

完全“國產化”難度究竟有多高呢？

這么說吧，半導體是一個深度全球化的產業，理論上沒有任何一個*可以實現“國產化”。

半導體設備美國為主，日歐為輔；

半導體材料日本為主，歐美為輔；

芯片代工臺灣省為主，韓國為輔；

芯片設計美國為主，中國大陸為輔；

封測臺灣省為主，中國大陸為輔。

日本半導體產業曾經占領全球50%的市場，后期卻在芯片設計、制造等領域失勢。

韓國在儲存芯片領域一家獨大，但原材料始終無法“去日本化”。

強如美國，光刻機、半導體材料等也得靠進口。

所以，芯片“國產化”雖然聽上去振奮人心，但路子并不好走。

對現在的中國半導體來說，比“國產化”更迫切的是“去美化”，即與美國脫鉤，對其強勢領域進行國產替代。

半導體設備這邊，美國除了光刻機之外，在薄膜沉積、檢測、刻蝕機、清洗機、離子注入等設備上都有很強的優勢，全球前十大半導體設備公司中，美國占據了四席。

2020年全球半導體設備銷售額711.8億美元，其中，中國大陸為187.3億美元，占全球市場26.3%。

中國大陸超越臺灣省，成為全球*大市場，但國內半導體設備自制率仍較低，2020年國產化率約為16%。

半導體設備中，光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設備、質量檢測設備價值最高。

2020年這四類設備市場規模分別為132億美元、123億美元、138億美元、72億美元，占比分別為21%、20%、22%、11%。

從國產化率來看，清洗設備、CMP設備國產化率相對較高，最有可能率先國產化。

刻蝕、薄膜沉積、檢測設備國產滲透較快，同時市場規模也足夠大，賽道更好。

其他環節，要么是國內企業競爭力太弱，如光刻機，要么市場太小，目前不用過于關注。

綜合考慮國產化率、市場規模、是否上市等因素，刻蝕、薄膜沉積、檢測、清洗這四大設備存在投資價值。

（1）北方華創VS中微公司

北方華創和中微公司是國內少有的兩家平臺型設備公司，共同點是體量大、產品線豐富、研發實力強。

北方華創布局更加*，涵蓋刻蝕、薄膜沉積、熱處理、清洗等設備；

中微公司刻蝕設備為主，包含部分薄膜沉積設備（MOCVD）。

單論刻蝕設備，中微明顯強于北方華創。

全球刻蝕設備市場呈現壟斷格局，泛林半導體、東京電子和應用材料公司排前三，CR3超過90%。

而在本土晶圓廠的刻蝕設備市場中，國際三家龍頭占據78%市場，中微公司市占率13%，北方華創市占率6%。

技術上，中微同時開發了CCP刻蝕（市場規模48億美元）、ICP刻蝕（市場規模76億美元），而北方華創僅包含ICP刻蝕。

中微的CCP刻蝕工藝可以覆蓋65nm~5nm的微觀器件，在國內28nm晶圓廠的市占率為39%，已進入臺積電最新工藝產線。

以長江存儲18~20年刻蝕設備招標情況為例，中微公司排名第二，占比15%，明顯強過北方華創。

但從整體看，北方華創產品基本具備28nm國產替代能力，是國產半導體設備的*龍頭。

北方華創在刻蝕機、薄膜設備（PVD、CVD）、清洗機、氧化爐等設備上都屬于國內一線，技術、市占率*。

如果說中微公司是單科成績拔尖，刻蝕機技術可以接近*級水準，那北方華創就是全科平衡，基本都屬于國內*水平，平臺屬性更強。

目前，市場對北方華創更加認可，3月份股價觸底后，一路向上，不斷創出新高；而中微公司拉胯嚴重，目前仍然處于低位反彈階段。

從“國產化”角度來探討，想要實現28nm工藝完全國產化，北方華創或許是中間最重要的一環。

多產品布局，使得在國產替代的過程中，北方華創擁有的市場空間大大高于中微公司，這也是兩家公司股價走勢截然不同的原因。

（2）檢測設備

檢測設備主要用于檢測芯片性能與缺陷，貫穿于半導體制造過程中的每一步主要工藝，按不同環節分為前道測試和后道測試設備。

前道測試設備（規模86億美元）主要用于晶圓加工環節，屬于質量檢測，代表為精測電子。

后道測試設備（規模61億美元）主要用于晶圓加工后的封測環節，主要為電學檢測，與封測產能擴張緊密相關，代表為長川科技、華峰測控。

精測電子2018年7月份成立了上海精測，開始布局半導體前道測試，目前推出了膜厚檢測設備、OCD檢測設備等多款產品。

前道測試設備中，膜厚測量、OCD檢測占比分別為12%、10%，精測電子的膜厚測量設備已經成功小批量生產并進入長江存儲生產線，OCD量測設備已取得訂單并已實現交付。

在前道測試設備上，國內企業目前的競爭力較弱，處于技術、產品突破階段。

國內三家廠商上海精測、中科飛測、上海睿勵雖能拿到訂單并交付，但都沒有形成規模化，放量很少。

精測電子雖然能蹭上半導體設備的概念，但相比其他領域的一線廠商，技術、產品都沒有明顯優勢，因此市場給予估值也一直不高。

與之相反，后道測試設備賽道的兩家上市公司，長川科技、華峰測控就明顯有競爭力的多。

后道測試依附于封測廠，而我國正好是封測大國，擁有 “封測三杰”——長電科技、通富微電、華天科技，因此格局比前道好很多。

隨著三大封測廠商宣布擴產計劃，合計投資150億元擴充原有產線，會直接增加對國產后道測試設備的需求。

后道測試設備主要分為探針臺、分選機、測試機（ATE），三者中，測試機市場最大，價值量更高。

華峰測控聚焦測試機，長川科技分選機為主、測試機為輔。

華峰測控的測試機國內*，接近**水平，進入了日月光、意法半導體、長電科技等封測龍頭供應鏈。

測試機業務上，華峰2020年營收近4億元，是長川科技的4倍左右，公司整體毛利率為80%，也高于長川科技的50%。

由于測試機賽道好于分選機，也導致華峰測控的盈利能力明顯強于長川科技，但受制于單一賽道，成長速度不如多賽道布局的長川。

（3）清洗設備

前面提到，清洗設備是目前國產化率最高的半導體設備，由于技術難度較低，是最有可能率先完成國產替代的領域。

清洗的目標是去除所有表面沾污，包括顆粒、有機物、金屬和自然氧化層。

隨著工藝流程延長且復雜，每個晶片在整個制造過程中需要至少超過200道清洗步驟，這也是為啥晶圓廠都這么耗水的原因。

清洗設備市場規模在35.6億美元左右，前三名迪恩士、東京電子和泛林半導體市場率超過90%。

盛美股份還沒上市，A股中只有北方華創、至純科技有清洗機業務，

盛美股份是龍頭，國內企業中市占率最高，產品進入中芯國際、長江存儲、SK海力士等企業供應鏈，目前正在申報科創板IPO。

至純科技從2017年開始進入清洗設備，隨后逐漸加大研發，即將進入放量階段。

2020年，至純科技濕法清洗設備全年出貨超30臺，實現收入2.18億元，客戶包括華潤微、楚微、中車、燕東科技、臺灣力機電等企業。

公司目前訂單充足，2020年新簽訂單5.3億元，排產計劃已經到了2022年。

至純目前的設備可實現28nm濕法工藝全覆蓋，可以滿足國內絕大部分晶圓廠的要求，單片清洗設備預計會在下半年批量交付，公司毛利率和凈利潤應該會有不小的提升。

為了緩解當下的缺芯危機，各大晶圓廠都在醞釀著一大波擴產計劃，直接利好上游半導體設備公司。

美國不斷的限制和打壓，也堅定了國內半導體產業完成“去美化”、實現國產替代的決心。

在國內設計、制造、封測都在快速擴張的時候，作為上游賣鏟子的設備廠商們，肯定也會迎來高速發展。

市場更加偏好平臺型的北方華創，以及產品有競爭力并實現放量的長川科技、華峰測控、中微公司等企業，給了很高的估值。

而至純科技、精測電子由于產品放量不多，目前估值較低，存在一定的預期差，未來隨著產品不斷量產，很可能會經歷估值重塑。

考慮到大部分晶圓廠擴產項目會持續到22、23年，對設備的需求也會同步持續，設備廠商的業績也有相應保證，景氣程度或許還將繼續蔓延。

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