行业研究报告-国产半导体设备现状与未来发展趋势研究分析报告

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1、国产半导体设备现状导语半导体产业之风已至，政策环境利好国内半导体设备企业。在全球半导体产业向大陆转移的过程中，半导体设备国产化具有重要战略意义。在国家政策与资金的支持下，国内半导体行业在技术积累和人才储备方面都在快速增长着。核心要点：我们测算未来三年（2018至2020年）国内半导体设备需求分别至少为1,605亿元、1712亿元和1,056亿元，其中国产设备将会有至少258亿元的市场需求，随着产业转移的不断进行和新建产线的持续披露，预计会实现更快速的增长。国内产能扩张带来被动增长，国产化率提升促进主动突破。半导体行业正处于周期

2、性向成长性转变的过程中，而作为上游的半导体设备行业也开始了它的持续增长之路，大陆在设备行业景气度持续提升和国内需求爆发的双重作用下所孕育的绝佳土壤，为设备企业带来了生长机会。国内半导体设备企业在2018至2020年的成长主要来自于国内产能扩张所带来设备需求的被动拉动，而随着国家政策与资金的持续支持、高端制程的不断突破，设备企业有望在2020年之后在国产化浪潮的推进下持续进步。持续的、高强度的研发投入和核心技术的自主掌握始终是企业的安身立命之本。通过比较我们发现，在产品结构上，综合型设备企业产品线丰富，凭借产品广度形成市场竞争力

3、；专业型设备企业深耕某一个或几个细分领域，在该领域形成垄断优势。在并购风格上，综合型设备企业从事的并购以多样化并购为主；专业型设备企业的并购标的多与公司所专注领域有关且在某一细分技术上具有比较优势。但是这些企业都有一个高度相同的地方——注重研发投入和自主创新，持续的、高强度的研发投入和核心技术的自主掌握始终是企业的安身立命之本。1.国内设备需求巨大，供需结构亟待改善1.1.半导体设备是半导体产业链中重要一环集成电路是半导体产业的核心，包括逻辑电路、存储器、微处理器和模拟电路等四类，占据半导体行业规模八成以上，其余为光电子、分立

4、器件和传感器。芯片作为集成电路的载体，是集成电路经过设计、制造、封装、测试后所呈现的独立的实体。从产业链的角度看，以集成电路为代表的半导体产品被广泛用于消费电子、通讯、工业自动化等下游电子信息产业之中，同时也受到下游终端应用结构发展的推动，下游应用是半导体产业发展的核心驱动力。根据美国半导体产业协会（SIA）的数据，全球半导体销售额自2016年8月以来已经连续20个月实现了同比增长。而根据Gartner的数据，作为半导体下游驱动的智能手机，年出货量增速却从2016年的5.06%下滑至2017年的2.77%，中国智能手机出货量更

5、是在2017年出现负增速，同比下降11.55%。半导体下游需求结构出现转变，未来将有可能逐渐从以智能手机与PC为驱动逐渐向以人工智能、可穿戴设备等新兴领域为驱动转化。半导体产业在发展过程中，逐渐形成了两种商业模式：一种是集成器件制造模式（IDM模式），以英特尔为例，是将芯片从设计到投向市场的一系列步骤全部覆盖的模式；另一种是垂直分工模式，将生产环节进行垂直拆分，每一个环节由专门的厂家负责，例如做半导体设计的英伟达、高通等Fabless（无晶圆厂）企业，做Foundry（晶圆代工）的台积电等。后者出现的标志是1987年台积电的成

6、立，这也使得晶圆代工成为了台湾地区标志性产业。这种模式产生的原因，源于半导体行业资本密集型和技术密集型的特点。由于半导体制造具有规模经济特性，扩大产能便于企业降低成本，所需投资额十分巨大，一条产线的投资金额可达10亿美元量级，这就增加了产业的进入壁垒。而台积电的建立，降低了IC行业的准入门槛，使得更多的中小型IC设计企业进入市场，加快了半导体行业的繁荣。1.2.集成电路制造工艺复杂，所需设备众多集成电路的制作，是将设计好的电路图通过众多复杂的工艺构建在事先准备好的硅片上，最终进行封测的过程。而这整个一套过程，又需要半导体材料、

7、设备和洁净工程等上游产业链作为支撑。IC设计是通过逻辑电路设计实现特定功能的过程：先由品牌商等客户的工程师与IC设计工程师接触，提出设计要求，然后合作完成逻辑电路图设计，并将设计图转化成电路图，经过软件测试验证是否符合客户规格要求，最后将电路图以光罩的形式制作出来，用于下一步IC制造使用。整个过程主要在计算机中完成，故所需设备较少。IC制造分为晶圆制造及加工。晶圆制造是指利用二氧化硅作为原材料制作单晶硅硅片的过程。具体来讲，是先利用西门子工艺，将天然硅加工成用来制作芯片的高纯硅，后者又被称为半导体级硅或电子级硅，再利用CZ法等

8、技术将半导体级硅的多晶硅块转换成一块大的单晶硅硅锭。对硅锭进行一系列机械加工、化学处理、表面抛光和质量测量后，可以得到用于下一步晶圆加工的硅片。自20世纪50年代起，硅片直径已经从25mm发展到了300mm，这意味着单一硅片上可以生产出更多的硅片。根据《半导体制造技术》，通过