半导体设备行业专题研究：半导体设备国产化现状分析

（报告出品方/作者：中信证券，徐涛、王子源）

1. 中国大陆晶圆厂扩产拉动各类半导体设备需求

设备类型：薄膜沉积、刻蚀、过程控制等设备均为百亿美金级别市场

晶圆厂内半导体设备按照类型可大致分为薄膜沉积、光刻、刻蚀、过程控制、自动化制造和控制、清洗、涂布显影、去胶、化学机械研磨（CMP）、快速热处理/氧化扩散、离子注入、其他晶圆级设备等类别，其中薄膜沉积、光刻、刻蚀、过程控制占比最大。

从晶圆厂内各工艺环节来看，薄膜沉积、光刻、刻蚀设备是产线中总价值量最高的三类半导体设备，2021年均占全球半导体设备市场的20%以上。

中国大陆产线进展：行业增速44%，晶圆厂扩产拉动各类半导体设备需求

在国内晶圆厂扩产驱动下，半导体设备需求持续拉升。据SEMI数据，2021年全球半导体设备市场同比增加44%达到1026亿美元的历史新高，SEMI预计到 2022年将扩大到1140亿美元。 2021年中国大陆半导体设备市场销售额增长58%，达到296亿美元，占全球市场约28.9%，再次成为半导体设备的最大市场，这也是中国市场连续第四年增长。由于晶圆厂扩产加速，国内市场增速显著高于全球。我们预计2023年中芯国际、长鑫存储、华虹集团、长江存储等国内主流晶圆厂均为扩产主力，多个新厂区项目将继续拉动国内设备市场需求。

国内主要下游晶圆厂扩产进展更新

我们预计2023年中芯国际、合肥长鑫、华虹集团、长江存储均为扩产主力。长江存储：3D NAND Flash存储器国内龙头IDM，三期总产能规划30万片/月。中芯国际：中国大陆晶圆代工龙头，深圳、北京、上海临港项目依次扩产，已披露产能规划有望新增约40万片/月。华虹无锡：12英寸成熟制程头部厂商， 2022年持续扩产，新项目有望上马，有望扩张10万片以上月产能。华力集成：12英寸先进制程头部厂商，后续有望新建Fab 8，新增约4万片/月先进制程产能。长鑫存储：DRAM存储器国内龙头IDM，三期总产能规划37.5万片/月。

未来中国大陆晶圆厂产能扩张统计

中国大陆晶圆厂现有计划未来新增产能235万片/月（等效12英寸），总投资额超过1500亿美元，对应平均每1万片/月产能投资额约6.5亿美元。其中前道设备投资大致占50%~60%。

未来资本开支及对应设备国内市场空间测算

国内半导体设备厂商主要面向国内客户为主，考虑国内市场： 8英寸2021年产能101.85万片/月，已公开的扩产计划达成后达到114.3万片/月，扩产规模已相对有限。12英寸2021年产能114.7万片/月，已公开的扩产计划达成后达到349万片/月，增长204.3%，假设5~6年内陆续实施， CAGR=20%~25%。新增投资额对应1524.5亿美元，假设其中80%用于设备投资，对应1220亿美元，按照5年均摊到每年244亿美元设备采购额。

2. 国产化趋势：美日设备占比最高，国产占比呈现显著上升趋势

美日欧厂商在半导体设备领域具备传统优势

从行业格局来看，美日欧厂商在半导体设备领域具备传统优势，占据半导体设备全球前15名席位。国际主流厂商中，应用材料、泛林、东京电子在薄膜沉积、刻蚀领域具备领先地位，科天在过程控制（检测、量测）设备处于领导地位，均稳居全球前五位置。据我们测算，2021年中国大陆厂商营收在全球市场占比约2.5%。

长江存储：美日占比最高，中国大陆占比持续提升

从近五年长江存储招投标项目累计数量（按供应商总部国家/地区统计）来看，美国、日本厂商中标项目数量占比分别达43%、 30%，反映出两地区厂商仍占据主流地位。五年累计招标中，中国大陆厂商中标项目数量占比15%。

分年度看，2021年长江存储415项设备招标中，中国大陆厂商中标项目数量占比22.2%，过去几年呈现逐渐上升趋势，相应美国厂商中标项目数量占比呈现下降趋势。

华力集成：美日占比最高，中国大陆2021年占比达24%

从近六年华力集成招投标项目累计数量（按供应商总部国家/地区统计）来看，美国、日本厂商中标项目数量占比分别达41%、 22%，反映出两地区厂商仍占据主流地位。六年累计招标中，中国大陆厂商设备中标项目数量占比19%。

分年度看， 2020年华力集成164项设备招标中，中国大陆厂商中标项目数量占比27.9%；2021年华力集成38项设备招标中，中国大陆厂商中标项目数量占比23.7%；2022年（截至7月4日）华力集成5项设备招标中，中国大陆厂商中标项目数量占比20%，稳定在两成左右。

华虹无锡：美日占比最高，中国大陆近两年占比达23%

分年度看，2020年华力集成166项设备招标中，中国大陆厂商中标项目数量占比23.5%；2021年华力集成160项设备招标中，中国大陆厂商中标项目数量占比21.3%；2022年（截至7月4日）华力集成128项设备招标中，中国大陆厂商中标项目数量占比22.7%，近两年国产厂商占比呈现上升趋势。

从近四年华虹无锡招投标项目累计数量（按供应商总部国家/地区统计）来看，美国、日本厂商中标项目数量占比分别达35%、 27%，反映出两地区厂商仍占据主流地位，中国大陆厂商设备中标项目数量占比21%。

3. 设备厂商现状：优秀国产厂商涌现，国产替代有望加快

国内在半导体设备各细分领域涌现出一批代表性公司

由于半导体设备种类繁多，制造原理各异，在各细分领域中已形成具备一定规模和国内替代技术实力的国产细分龙头厂商，但与海外厂商相比技术实力与收入体量相差仍大。国内厂商中，北方华创、中微公司、盛美上海等厂商已横向实现平台化布局，值得重点关注。

北方华创为国内规模最大、产品覆盖最广的半导体设备公司，在氧化扩散/热处理、PVD设备具备较强的产品竞争力，硅刻蚀和金属刻蚀、清洗机亦导入长江存储。

中微公司为国内半导体设备技术领先龙头，在集成电路制造使用的刻蚀设备以及LED外延片生长使用的 MOCVD设备领域技术领先，在长江存储介质刻蚀份额已达到30%左右水平，已横向拓展化学气相沉积和量测设备等市场。

盛美上海在清洗设备方面通过自研技术解决了兆声波清洗的缺点，与国际龙头差异化竞争，争夺高端市场，同时横向拓展电镀、立式炉，以及先进封装所用的刻蚀、涂胶显影、抛光、去胶等设备。

拓荆科技、华海清科、芯源微、屹唐股份、至纯科技、精测电子、中科飞测、烁科中科信、华峰测控、长川科技等公司在国内细分领域领先。

长江存储中标供应商中: 北方华创、屹唐股份、中微公司、盛美上海位列国产供应商前列

长江存储：中标供应商中，美国厂商（泛林、应用材料、科天、Onto、泰瑞达等）、日本厂商（东京电子、国际电气、迪恩士、爱德万等）仍是采购主流。国内厂商方面，中国国际招标网数据显示， 2017~2021年间北方华创在长江存储共中标56次、143台设备; 屹唐股份同期在长江存储共中标48次、102台设备; 中微公司同期在长江存储共中标37、59台设备; 盛美上海同期在长江存储共中标29次、35台设备。

华力集成/华虹无锡：中标供应商中，盛美上海、北方华创等位列国产供应商前列

华力集成：2016~2022年间盛美上海在华力集成共中标17次、21 台设备，北方华创同期在华力集成共中标11次、22台设备，屹唐股份同期在华力集成共中标10次、12台设备，上海天隽机电设备有限公司同期在华力集成共中标9次、42台设备（均为研磨液供应设备），广立微同期在华力集成共中标8次、14台设备（均为 EDA软件或晶圆电性测试仪），中微公司同期在华力集成共中标 7次、15台设备。

华虹无锡：2018~2022年间盛美上海在华虹无锡共中标22次、23 台设备，北方华创同期在华虹无锡共中标18次、25台设备，中微公司同期在华虹无锡共中标11次、14台设备，华海清科同期在华虹无锡共中标11次、13台设备，屹唐股份同期在华虹无锡共中标 11次、25台设备，拓荆科技同期在华虹无锡共中标7次、7台设备。

氧化扩散/热处理设备：国产化率28%，北方华创优势较为明显

华力集成：东京电子、应用材料等企业领先，北方华创、屹唐股份、盛美上海亦获得采购。其中北方华创共计中标4台，中标产品涵盖退火、合金、氧化炉设备；屹唐股份（Mattson）中标2台，为快速热退火/快速热氧化设备；盛美上海中标1台，为低压高温氧化炉设备。

华虹无锡：东京电子获采购最多，国产厂商包括北方华创、屹唐股份、上海微电子等。其中，北方华创中标11台设备，包括合金退火炉、真空烘烤炉等；屹唐股份中标4台，为快速热退火设备；上海微电子中标4台，为背面激光退火设备。

清洗设备：国产化率38%，盛美上海中标设备数量国产最多，仅次于日本迪恩士

长江存储：盛美上海中标设备数仅次于日本厂商迪恩士，国产中标厂商还包括芯矽科技、北方华创、屹唐股份。其中盛美上海共中标35台，中标产品主要包括各类型单片式清洗机；芯矽科技共计中标5台，中标产品为零部件清洗机；北方华创共中标2台制程挡控片蚀刻回收清洗机；屹唐股份亦于2021年中标2台清洗设备。

华力集成：盛美上海中标仅次于日本迪恩士，北方华创、芯源微亦获得采购。其中盛美上海共计中标19台，中标产品涵盖前段、后段工艺的清洗设备。北方华创中标13台，均为部件清洗设备；芯源微中标3台，为刷片清洗设备。

4. 总结：坚定看好设备国产替代趋势

国产化率计算：长江存储、华力集成、华虹无锡设备国产化率

国产化率计算：长江存储、华力集成、华虹无锡设备国产化率（按照设备台数占比，下同）分别为17.9%、12.9%、18%。从各类型设备来看，去胶、清洗、氧化扩散/热处理、刻蚀、化学机械抛光领域国产化率均可达到20%以上，而薄膜沉积、过程控制、离子注入、光刻、涂胶显影设备国产化率尚低。

长江存储在设备国产化方面较为积极，总体国产化率高于另两家晶圆厂

三座晶圆厂横向对比来看，长江存储在设备国产化方面较为积极，总体国产化率高于另两家晶圆厂。这可能是由于长江存储生产存储芯片，为IDM模式（设计、制造一体），设备选择自主性相对高于晶圆厂代工厂（代工厂或需考虑设计客户接受情况）。华虹无锡与华力集成同属于华虹集团，而华虹无锡各类型设备国产化率基本均高于华力集成（个别如氧化扩散/热处理、离子注入除外，但相差不大），这可能是由于华虹无锡主要制程在90nm~55nm，属于成熟制程，华力集成主要为28~14nm，相对于华虹无锡而言属于较先进制程，成熟制程在设备国产化率方面相对更高。