2020年中芯國際產業鏈機會深度剖析

行研君説

導語

根據 gartner，中國半導體市場佔比從 2000 年的 7%預計提升到 2020 年的 50%，成為全球最大的芯片市場。2011~2020 年中國本土設計公司的複合增長率為 24%，遠高於全球平均的 4%。2011~2019 年中芯國際來自於中國本土客户的收入複合增長高達 20%，持續受益於本土市場的興起與開拓。

來源：國盛證券

一、中芯國際上市，材料設備鏈國產替代加速

中芯國際迴歸 A 股，國產晶圓製造崛起。中芯國際公佈將於科創板上市，擬發行 16.86億股募集 200 億，國產晶圓製造龍頭強勢迴歸 A 股，募集資金主要投資於：（1）40%用於投資 12 英寸 SN1 項目（中芯南方一期）；（2）20%用於公司現金及成熟工藝研發項目的儲備資金；（3）40%用於補充流動資金。

中國是全球最大的芯片市場，中芯國際來自本土客户收入迅猛增長。根據 gartner，中國半導體市場佔比從 2000 年的 7%預計提升到 2020 年的 50%，成為全球最大的芯片市場。2011~2020 年中國本土設計公司的複合增長率為 24%，遠高於全球平均的 4%。2011~2019 年中芯國際來自於中國本土客户的收入複合增長高達 20%，持續受益於本土市場的興起與開拓。

14nm FinFEF 量產，12nm 有望逐漸試產。中芯國際 14nm FinFET 工藝的實現也標誌着公司下游應用將邁進 5G、物聯網、車用電子、高性能計算等領域。預計年底產能達到1.5 萬片/月。公司 14nm 產品覆蓋通訊、汽車等領域，並基於 14nm 向 12nm 延伸，啓動試生產，目前進展良好。對於應用端，計劃未來按三階段進行推進：一階段，聚焦高端客户，多媒體應用；二階段，聚焦中低端移動應用，並在AI、礦機、區塊鏈等應用有所準備；三階段，發展射頻應用。

14nm 量產之後，N+1/N+2 更值得期待。預計隨着 14nm 產能擴充，佔比有望持續提高，計劃年底產能擴到 1.5 萬片/月。N+1 新平台開始有客户導入，研發投入轉換率加快提高。N+1 相比於 14nm，性能提升 20%、功耗降低 57%、邏輯面積降低 63%，意味着除了性能，其他指標均與 7nm 工藝相似，N+2 則有望在此基礎上將性能提升至 7nm 水平。

持續關注中國“芯”陣列核心標的，如晶圓代工、封測、IP 授權及設計服務、設備材料等國產化機會。隨着中芯國際即將於科創板上市，A 股國產半導體家族將再得一名大將。隨着當前國產半導體板塊的日漸完善，我們已經看到從 IP 授權及設計服務、設計、晶圓代工、封測、設備、以及材料多領域的不同程度的國產化出現。

中芯國際火速過會，科創板登陸在即；長存二期（產能從 50K 到 100K）宣佈啓動， 64 層穩定生產，128 層成功研製。2020~2022 年內資晶圓廠每年規劃投資金額均超千億，後續有望加大國產設備、材料、OSAT 鏈條的扶持力度。在國產替代趨勢下，目前產業跟蹤來看代工、封裝、測試以及配套設備、材料已經開始實質性受益，整體實力得到顯著提升。

戰投基金募集成立，國內半導體產業鏈凝聚整合。聚源芯星基金募集認繳規模為 23.05 億元，將作為戰略投資者認購中芯國際在科創板 IPO 發行的股票。基金管理人為中芯聚源，依託團隊專業優勢和產業資本背景優勢，投資領域涵蓋 IC 設計、半導體材料和裝備、IP 及相關服務。參與該戰投基金的合夥人包括中芯聚源、上海新陽、中微公司、上海新晟、瀾起科技、中環股份、韋爾股份、匯頂科技、聚辰股份、安集科技、全志科技、盛美半導體、徠木股份、至純科技、江豐電子等。

設備廠商國產替代明顯加速。全球半導體設備市場約 500~600 億美元，大陸佔比持續提高。中微、北方華創在設備領域持續放量，武漢精鴻檢測設備落地、上海精測膜厚設備突破。根據長存 20H1 的訂單，各品類出貨量佔比程度看，刻蝕（中微 26%、北方華創 9%）、薄膜（北方華創 16%、瀋陽拓荊 5%）、清洗（盛美 19%）、熱處理（北方華創 35%），國產替代比率已經實現較大提升。

國產替代紅利加持材料空間廣闊。全球半導體材料市場超過 500 億美元，大陸佔比超過20%，且增速在不斷提升。硅片、光刻膠、CMP 拋光材料等材料為最上游環節，國產替代才剛剛開始，未來存在巨大空間。20Q1 可以看到材料板塊部分公司通過持續的技術、產品、客户等方面的攻關，開始逐步實現營收上的突破，看好國產供應商未來較快發展的實現。

二、需求旺盛，設計、IP 產業蓬勃發展

根據IBS 報告，中國在全球半導體市場規模中佔比超過 50%，並呈持續擴大趨勢。2019年中國半導體市場規模為 2122 億美元，佔全球市場的 52.93％。預計到 2030 年，中國半導體市場規模將達到 6212 億美元，佔全球市場高達 59.01％，其中中國半導體市場的年均複合增長率達 10.26%。

隨着中國芯片製造及相關產業的快速發展，本土產業鏈逐步完善，為中國的初創芯片設計公司提供了國內晶圓製造支持，加上產業資金和政策的支持，以及人才的迴流，中國的芯片設計公司數量快速增加。

我國的集成電路設計產業已成為全球集成電路設計產業的新生力量。從產業規模來看， 我國大陸集成電路設計行業銷售規模從 2013 年的 809 億元增長至 2018 年的 2,519 億元，年均複合增長率約為 25.50%。

國產替代歷史性機遇開啓，2019 年正式從主題概念到業績兑現、2020 年有望加速。逆勢方顯優質公司本色，為什麼在 2019 年行業下行週期中 A 股半導體公司迭超預期， 優質標的國產替代、結構改善逐步兑現至報表是核心原因。

研發轉換效率是科技企業之本，這一點在輕資產運營、下游創新需求迭代快的 IC 設計公司上體現的尤為明顯。

我們詳細梳理各家公司財報，可以發現韋爾股份、兆易創新、聖邦股份、卓勝微、樂鑫科技、瀾起科技、景嘉微、匯頂科技等一批優質公司在新產品、新技術工藝、市場份額以及客户方面取得重大突破。

2019 年是國產供應鏈重塑第一年，2020 年將進入加速階段。我們認為國產供應鏈重塑將繼續延循兩條主線展開：

國內芯片生態圈將開始壯大發展，在當前國產替代需求下，具備核心研發能力的公司將會獲得更多的試錯和產品迭代機會；

整個產業鏈還有製造、封測、材料、設備等眾多環節，國內產業鏈重塑，為國內半導體打造更加安全、可靠、先進的發展環境，相關的邏輯芯片代工、封測、設備、材料等廠商有望深度受益；

國內半導體設計領域崛起一批具有較強實力的企業：

公司本身研發實力過硬，研發轉換效率高：主要關注公司研發投入的成果轉換，重點關注研發投入-營收/產品品類擴張速度的匹配情況，去年聖邦股份、匯頂科技以及今年韋爾股份的營收擴張與毛利改善均屬於此類；

具備可見、可觸及的下游廣闊空間，或者能通過品類擴張切入更大的市場空間：全球 800-1000 億美金的 DRAM、500-700 億美金的 NAND Flash、500-600 億美金的模擬芯片、200 億美金的CIS 芯片有望深水養大魚，出現大體量龍頭公司；

2020 年 CIS、射頻、存儲、模擬等國產化深水區力度有望加速。

幾個核心賽道國內逐漸湧現出一批優秀企業：

1、華為核心五大件 CPU\GPU\ADDA\存儲\射頻器件中，CPU\GPU\ADDA 海思已經進行多年研發、產品逐步落地自強；

2、存儲：用量最大，百億美金採購級別、預計三年後翻倍，目前主流存儲 DRAM 扶持合肥長鑫（兆易創新）、NAND 扶持長江存儲，利基型存儲兆易創新、ISSI（北京君正擬收購）已經切入預計馬上放量；

3、FPGA：紫光同創（紫光國微），安路信息（士蘭微入股）；

4、模擬芯片及傳感器：韋爾股份，聖邦股份，矽立傑，傑華特，3PEAK；

5、功率半導體：聞泰科技，士蘭微，揚傑科技；

6、射頻芯片：三安光電，卓勝微，山東天嶽；

7、阻容感：風華高科，三環集團，順絡電子；

8、代工及封測：中芯國際，長電科技，華天科技，通富微電；

9、連接器及天線：立訊精密、意華股份、碩貝德、電連技術；

10、環形器：天和防務；

三、材料國產化進度超預期，相關龍頭加速突破

3.1 中國需求巨大，國產替代揭開序幕

國產替代紅利加持材料空間廣闊。全球半導體材料市場超過 500 億美元，大陸佔比超過20%，且增速在不斷提升。硅片、光刻膠、CMP 拋光材料等材料為最上游環節，國產替代才剛剛開始，未來存在巨大空間。20Q1 可以看到材料板塊部分公司通過持續的技術、產品、客户等方面的攻關，開始逐步實現營收上的突破，看好國產供應商未來較快發展的實現。

在半導體原材料領域，集成電路技術發展到微納電子製造的物理極限，單獨依靠特徵尺寸縮小已不足以實現技術發展目標。新材料的引入以及相應的新材料技術與微納製造技術相結合共同推動着集成電路不斷髮展。集成電路製造工藝用到元素已經從 12 種增加到 61 種。伴隨微納製造工藝不斷髮展，對材料的純度，納米精度尺寸控制、材料的功能性等都提出了嚴苛的需求。

簡單來看，半導體制造所需要的材料主要分佈在以下四步之中：

1. 摻雜/熱處理：濺射靶材，濕法化學品、化學氣體，CMP 拋光墊和拋光液；

2. 蝕刻/清潔：掩模/光罩，濺射靶材，CMP 拋光墊和拋光液；

3. 沉積：化學氣體，CMP 拋光墊和拋光液；

4. 光刻：掩模/光罩、光刻膠、光刻膠顯影液、熔劑、剝離劑。

半導體材料可分為晶圓製造材料和封裝材料，晶圓製造材料是半導體材料市場的主力軍。根據 wind 數據，2018 年，全球半導體材料銷售規模為 519.4 億美元，同比增長 10.7%， 其中晶圓製造材料及封裝材料銷售額分別為 322 億美元和 197 億美元，同比增長 15.9%和 3.1%。

根據 SEMI 統計數據，我國半導體材料市場規模為 85 億美元，同比增長 12.3%，其中晶圓製造材料及封裝材料市場規模為約 28.2 億美元和 56.8 億美元。未來 2 年我國半導體材料市場規模將持續高速增長，預計 2020 年我國半導體材料市場規模達 107.4 億美元， 其中晶圓製造材料市場規模達 40.9 億美元，2016-2020 年 CAGR 為 18.3%；封裝材料市場規模達 66.5 億美元，2016-2020 年 CAGR 為 9.18%。

晶圓製造材料包括硅片、電子特氣、光掩模、光刻膠和拋光材料等材料，其中佔比最高的是硅片，預計到 2020 年，將佔晶圓製造材料的約 36%，拋光材料的佔比不斷提高， 預計到 2020 年拋光材料佔比約 7%，規模將達到 23.5 億美元，市場空間巨大。中國CMP 拋光材料的市場規模在 2018 年達到 28 億元，2014 年至 2018 年年複合增長率為9.9%，隨着半導體材料國產化的加速推進，我國 CMP 拋光材料市場有望實現穩健增長。

產業持續東移，中國大陸增速第一。從佔比來看，半導體材料市場中，中國台灣依然是半導體材料消耗最大的地區，全球佔比 22.04%。中國大陸佔比 19%排名全球第三，略低於 19.8%的韓國。然而中國大陸佔比已實現連續十年穩定提升，從 2006 年佔全球比重 11%，到 2018 年佔比 19%。產業東移趨勢明顯。

半導體材料國產化率仍待轉化。根據集成電路材料和零部件產業技術創新戰略聯盟的調研數據，2016 年國內晶圓製造材料企業用於半導體制造的產品銷售收入僅 69.5 億元，相對於國內晶圓製造材料市場需求的比例約 20%，國產化比例較低。

在國家產業政策大力扶持和國內半導體市場穩定增長等利好條件下，特別是國家“02 專項”等專業化科研項目的培育下，國內半導體材料領域將湧現更多具有國際競爭力的公司和產品，在更多關鍵半導體材料領域實現進口替代，打破國外廠商的壟斷。

半導體芯片製造工藝半導體將原始半導體材料轉變成半導體芯片，每個工藝製程都需要電子化學品，半導體芯片造過就是物理和化學的反應過程，半導體材料的應用決定了摩爾定律的持續推進，決定芯片是否將持續縮小線寬。目前我國不同半導體制造材料的技術水平不等，但整體與國外差距較大，存在巨大的國產替代空間。

從技術層面出發再至半導體封裝材料進出口金額及量（由於缺乏晶圓製造數據，故以封裝材料為例説明），可以看到中國對於半導體封裝材料進口量的需求巨大，同時再對比進出口單價情況，從 2017 年開始計算，出口單價僅為進口單價的約為 60%，價格懸差巨大，也再次反映了中國雖然對於半導體材料的需求巨大，但是由於目前技術能力有限所致進出口貿易懸差巨大，也因此存在巨大的國產替代空間。

3.2 CMP 受益半導體市場及製程發展，市場持續增長

作為半導體制造中必不可少的 CMP 環節，CMP 材料在晶圓製造材料成本之中也佔據了約為 7%，而在這其中拋光液、拋光墊則佔據了 CMP 成本的分別約 49%、33%。

CMP 拋光材料主要包括拋光液、拋光墊、調節器、清潔劑等，其市場份額分別佔比 49%、33%、9%和 5%。至 2018 年市場拋光液和拋光墊市場分別達到了 12.7 和 7.4 億美元。

拋光墊市場集中度較高，陶氏化學市場份額約 79%，壟斷了全球大部分拋光墊市場， Cabot Microelectronics 市佔率約 5%，Thomas West、FOJIBO、JSR 等市佔率合計約 7%。中國的鼎龍股份自 2013 年開始進行 CMP 拋光墊研發，並被納入了國家“02 專項”，承擔起中芯國際的 CMP 拋光片產品的研發任務，2019 年，公司拋光墊實現收入 1.23 億元，成為國內首家CMP 拋光墊實現量產的公司，目前公司 8 英寸拋光墊已成為國內主流晶圓廠的重點拋光墊供應商，12 英寸拋光墊通過中芯國際的認證。

CMP 拋光液市場長期以來被美國和日本企業壟斷，包括美國的 Cabot Microelectronics、Versum 和日本的 Hitachi Chemical、Fujimi 等，其中Cabot Microelectronics 在全球拋光液市場中市佔率最高，2000 年市佔率達 80%，隨着市場競爭程度愈發激烈，拋光液市場有分散化的趨勢，到 2019 年，Cabot Microelectronics 佔比約 34%，Hitachi Chemical 的市佔率在 15%左右，Fujimi 和 Versum 的市佔率各約 10%，中國的安集科技 CMP 拋光液 2019 年實現收入 2.36 億元，市佔率約 2.5%。

受益半導體市場增長及半導體制程不斷的升級，CMP 市場有望持續增長。隨着半導體市場不斷的增長，作為核心配套材料的 CMP 拋光墊有望伴隨半導體全市場的復甦及增長齊頭並進；另一方面根據 Cabot Microelctronics 的測算，無論是 Nand 從 2D 向 3D 升級， 又或是邏輯芯片製程的不斷提高，都將大幅提高晶圓製造中拋光工序的次數。舉例説明：28nm 邏輯芯片所需拋光次數約為 400 次，但至 5nm 邏輯芯片，其拋光次數已超過 1200 次。無論是半導體市場帶動的需求，亦或者是芯片製程不斷提高所帶動的 CMP 價值量的提高，都將給CMP 市場提供穩定的持續增長動力。

鼎龍股份主營業務經營改善，垂直整合穩佔龍頭之位；CMP 拋光墊業務驅動新成長。鼎龍股份上市十多年來在完成“彩粉+硒鼓+芯片”打印耗材全產業鏈整合之後，雖然在2018 年及 2019 年由於行業競爭致使產品價格下降。隨着公司對該業務行業的垂直化整合後，公司對於主營業務的經營有望改善，且實現未來的穩健增長。同時公司積極開拓CMP 拋光墊業務，成功實現國產化突破後，有望成為公司成長新動力。

3.3 電子特氣受益於下游擴產帶動，國產化進程開啓

電子特氣是超大規模集成電路、平面顯示器、化合物半導體器件等電子工業生產中不可或缺的基礎原材料，廣泛應用於薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝。據 Linx Consulting 估計，2018 年全球電子特氣市場規模接近 34 億美元，同比增長 10%。隨着半導體行業的快速發展，電子氣體的品種、數量不斷增加，刻蝕及化學沉積等下游領域對電子特氣的質量和純度的要求也在不斷提高。

與傳統工業氣體相比，用於各種生產工藝的氣體，尤其是與硅片直接接觸的氣體，由於具有高純度和高危險性的特點，通常統稱為高純特種氣體或高純電子級氣體。由於在化學氣相沉積、刻蝕、離子注入、外延等前段製造工藝中，氣體中的有害雜質濃度對芯片的成品率有着直接影響，目前，大部分的高純特種氣體純度應達到 99.99%（4N）以上（常用“xN”表示純度，x 是大於 1 的正整數，N 是英文單詞 Nine 的首字母，例如，“5N”表示 99.999%，“4N5”表示 99.995%）。

氣體按照純度不同，分為普通氣體、純氣體、高純氣體和超純氣體四種。

根據電子特氣的不同用途分類，可以分為化學氣相沉積氣、離子注入氣、外延晶體生長氣、發光二極管氣、刻蝕氣、摻雜氣等。

金宏氣體是國內領先工業氣體供應商。公司專業從事工業氣體研發、生產、銷售和服務， 主要產品包括特種氣體、大宗氣體天然氣。公司自主研發生產的超純氨，品質和技術達到替代進口水平，打破了外資巨頭的壟斷，該業務國內市佔率超過 50%。公司的電子特氣廣泛應用於光伏、LED、液晶面板、集成電路、光纖通信等電子半導體領域。2017 年和 2018 年兩年金宏的銷售額在協會的民營氣體行業企業統計中排名第一。

電子特氣市場空間大，下游廠商擴產帶動需求增長。電子特氣是超大規模集成電路、平面顯示器、化合物半導體器件等電子工業生產中不可或缺的基礎原材料，廣泛應用於薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝。目前電子特氣是僅次於硅片的第二大市場需求半導體材料，預計到 2020 年全球市場規模將達到 43.7 億美元。2024 年我國電子特種氣體市場規模將達到 230 億元，市場空間廣闊。隨着集成電路、液晶面板等行業廠商積極進行產能擴張，電子特氣有望跟隨下游產業增長趨勢，需求迎來大幅增長。

加碼特種氣體研發，打破外資市場壟斷。由於電子特氣行業具有高技術壁壘、客户認證壁壘和資金壁壘，國內企業在技術、工藝和設備方面與外企巨頭具有明顯差異。近年來隨着全球半導體、顯示面板等電子產業鏈不斷向亞洲、中國大陸地區轉移，對電子特氣的需求也帶來了持續、強勁的拉動。以金宏氣體為代表的國內公司正在不斷加快國產替代的進程。目前公司創新研發的超純氨、高純氫、高純氧化亞氮等電子特氣的品質和技術已達到替代進口產品的水平。隨着公司技術水平和產品品質不斷提高，氣體種類更加豐富，公司競爭優勢凸顯，市場份額將得到進一步提升。

3.4 硅片：半導體材料重中之重，國內逐步實現突破

根據目前 SEMI 對於全球各類半導體硅片的出貨量統計，我們也看到半導體市場對於12 英寸硅片的需求及使用也是逐步增加。2011 年，200mm 半導體硅片市場佔有率穩定在 25-27%之間；2016 年至 2017 年，由於汽車電子、智能手機用指紋芯片、液晶顯示器市場需求快速增長，200mm 硅片出貨面積同比增長 14.68%；2018 年，200mm 硅片出貨面積達到 3278.00 百萬平方英寸，同比增長 6.25%。2018 年，300mm 硅片和200mm 硅片市場份額分別為 63.31%和 26.34%，兩種尺寸硅片合計佔比接近 90.00%。

而硅片之所以趨向於大尺寸，其主要原因是因為單位晶圓生產效率的提高。雖然生產大尺寸硅片所需要的設備、材料成本等均有所提高，但是考慮到自動化帶來的人工費用的減少以及單片硅片的面積之大，以 200mm（9 寸）和 300mm（12 寸）硅片進行比較，12 英寸硅片的單位成本僅為 9 英寸硅片的 70%~80%。

由於成本及良率，12 寸硅片仍為主流，技術略有所停滯的當前，國內廠商具備追趕及替代的機會。但是由於隨着硅片的直徑越大，硅片結晶過程中的旋轉速度也需要與之匹配的減小，即容易帶來由於旋轉速度不快、不穩定帶來的硅片晶格結構的缺陷，同時隨着直徑的擴大，晶圓的邊緣之處更容易產生翹曲的情況，從而帶來良率的降低，也意味着生產的成本的提高，因此目前全球的主流硅片的最大尺寸仍僅為 12 英寸，但這也帶給了國內廠商追趕行業龍頭的機會。

由於半導體行業與全球宏觀形勢緊密相關，全球半導體硅片行業在 2009 年受經濟危機影響，出貨量與銷售額均出現下滑；2010 年智能手機放量增長，硅片行業大幅反彈；2011 年-2016 年，全球經濟復甦但較為低迷，硅片行業亦隨之低速發展；2017 年以來，得益於半導體終端市場需求強勁，半導體市場規模不斷增長，於 2018 年突破百億美元大關。

2008 年至2013 年，中國大陸半導體硅片市場發展趨勢與全球半導體硅片市場一致。2014 年起，隨着中國半導體制造生產線投產、中國半導體制造技術的不斷進步與中國半導體終端市場的飛速發展，中國大陸半導體硅片市場步入飛躍式發展階段。2016 年-2018 年，中國半導體硅片銷售額從5.00 億美元上升至9.96 億美元，年均複合增長率高達41.17%。中國作為全球最大的半導體終端市場，未來隨着中國芯片製造產能的持續擴張，中國半導體硅片市場的規模將繼續以高於全球市場的速度增長。

中國大陸僅有少數幾家企業具有 200mm 半導體硅片的生產能力。2017 年以前，300mm 半導體硅片幾乎全部依賴進口。2018 年，硅產業集團子公司上海新昇作為中國大陸率先實現 300mm 硅片規模化銷售的企業，打破了 300mm 半導體硅片國產化率幾乎為 0%的局面。

3.5 光刻膠：逐步突破，任重而道遠

光刻膠，目前做為半導體生產中光刻工藝的核心材料，其主要工作原理是：光刻工藝利用光刻膠對於各種特殊射線及輻射的反應原理，將事先製備在掩模上的圖形轉印到晶圓， 建立圖形的工藝，使硅片表面曝光完成設計路的電路圖，做到分辨率清晰和定位無偏差電路，就如同建築物一樓的磚塊砌起來和二樓的磚塊要對準，疊加的層數越高，技術難度大。

248nm 及以上高端光刻膠為全球市場的主流。SEMI 的數據顯示，2018 年全球半導體用光刻膠市場達到 24 億美元，較 2017 年同比增長 20%。光刻膠配套試劑方面，2018年全球光刻膠配套試劑市場達到 28 億美元，較 2017 年增長 27%。

全球共有 5 家主要的光刻膠生產企業。其中，日本技術和生產規模佔絕對優勢。

國內光刻膠生產商主要生產 PCB 光刻膠，面板光刻膠和半導體光刻膠由於光刻膠的技術壁壘較高，國內高端光刻膠市場基本被國外企業壟斷，特別是高分辨率的 KrF 和 ArF 光刻膠，基本被日本和美國企業佔據。PCB 光刻膠的技術要求較低，PCB 光刻膠在光刻膠產品系列中屬於較低端，目前國產化率已達到 50%；LCD 光刻膠國產化率在 10%左右， 進口替代空間巨大；IC 光刻膠與國外相比仍有較大差距，國產替代之路任重道遠。

國內半導體光刻膠技術和國外先進技術差距較大，僅在市場用量最大的 G 線和 I 線有產品進入下游供應鏈。KrF 線和 ArF 線光刻膠核心技術基本被國外企業壟斷，國內 KrF 已經通過認證，但還處於攻堅階段；我們樂觀預計 ArF 光刻膠在 2020 年能有效突破並完成認證。

四、下游投建如火如荼，設備替代正當其時

4.1 全球設備市場回暖，受益於製程進步、產能投放

全球每年半導體設備市場規模約500~600 億，大陸佔比20~25%。根據SEMI，2019Q4半導體設備銷售額 178 億美元，同比增長 19%，環比增長 24%，單季度半導體設備銷售額創歷史新高。按地區分佈，貢獻最大的分別是中國大陸（同比增長 59%）、中國台灣（同比增長 121%）。

半導體設備行業呈現明顯的週期性，受下游廠商資本開支節奏變化較為明顯。

半導體設備週期逐漸回暖，2020Q1 受疫情短期產生波動。伴隨着下游資本開支提升， 設備廠商營業收入增速從 2019Q2 觸底後逐漸回暖。2020Q1 由於疫情衝擊，產品發貨推遲，導致單季度收入增速下調。以 ASML 為例，如果沒有新冠疫情，2020Q2 將成為一個非常強勁的發貨季節，收入環比達到 50%以上。ASML 表示下游對於先進的光刻設備需求有增無減。

Capex 進入上行期，台積電、中芯國際紛紛增加資本開支。台積電率先推進大幅資本開支提升，推進先進製程應用。台積電 2018 年資本開支 104 億美元，2019 年提升至 148億美元，2020 年預期 150~160 億美元。中芯國際 2019 年資本開支 22 億美元，預期 2020年上升至 43 億美元，開啓新一輪資本開支。

“芯拐點”、新制程、新產能推動需求。我們判斷本輪反轉首先來自於全球“芯”拐點， 行業向上；其次，先進製程帶來的資本開支越來越重， 7nm 投資在 100 億美元，研發30 億美元；5~3nm 投資在 200 億美元；7nm 單位面積生產成本跳升，較 14nm 直接翻倍；並且，大陸晶圓廠投建帶動更多設備投資需求。

4.2 前道設備佔主要部分，測試需求增速最快

前道設備佔主要部分。設備投資一般佔比 70~80%，當製程到 16/14nm 時，設備投資佔比達 85%；7nm 及以下佔比將更高。按工藝流程分類，典型的產線上前道、封裝、測試三類設備分別佔 85%、6%、9%。

測試需求增長更快。半導體設備 2013~2018 年複合增長率為 15%，前道、封裝、測試分別為 15%、11%、16%。增速最快的子項目分別為刻蝕設備（CAGR 24%）和存儲測試設備（CAGR 27%）。

4.3 全球市場受海外廠商誤導，前五大廠商市佔率較高

全球設備五強佔市場主導角色。全球設備格局競爭，主要前道工藝（刻蝕、沉積、塗膠、熱處理、清洗等）整合成三強 AMAT、LAM、TEL。另外，光刻機龍頭 ASML 市佔率 80%+；過程控制龍頭KLA 市佔率 50%。ASML、AMAT、LAM Research、TEL、KLA 五大廠商 2019年半導體設備收入合計 472 億美元，佔全球市場約 78%。

綜合看下來，設備五強市場在各賽道合計市佔率基本在 50%以上。AMSL 優勢在光刻方面遙遙領先；AMAT 優勢在產品線廣，沉積（CVD、PVD）市佔率高；LAM 優勢在刻蝕領域；TEL 優勢在小賽道如塗膠、去膠、熱處理；KLA 優勢在過程控制。

4.4 國內需求爆發，國產替代進展加速

國內晶圓廠投資金額即將進入高峯期。中國半導體設備市場 2019 年四個季度投資增速同比-11%/-11%/-14%/59%。20Q1 預計繼續保持高增速。根據統計，2020~2022 年國內晶圓廠總投資金額約 1500/1400/1200 億元， 其中內資晶圓廠投資金額約1000/1200/1100 億元。2020~2022 年國內晶圓廠投資額將是歷史上最高的三年，且未來還有新增項目的可能。

設備國產化率較低，海外龍頭壟斷性較高。我國半導體設備市場仍非常依賴進口，從市場格局來看，細分市場均有較高集中度，主要參與廠商一般不超過 5 家，top3 份額往往高於 90%，部分設備甚至出現一家獨大的情況，目前國內廠商目標市場主要是國內晶圓廠需求，尤其是內資投建的需求。

國內國產化逐漸起航，從 0 到 1 的過程基本完成。中微公司介質刻蝕機已經打入 5nm製程。北方華創硅刻蝕進入 SMIC 28nm 生產線量產。Mattson（屹唐半導體）在去膠設備市佔率全球第二。盛美半導體單片清洗機在海力士、長存、SMIC 等產線量產。瀋陽拓荊 PECVD 打入 SMIC、華力微 28nm 生產線量產，2018 年 ALD 通過客户 14nm 工藝驗證。精測電子、上海睿勵在測量領域突破國外壟斷。

製程越高，設備投資額佔比越高。設備投資一般佔比 70~80%，當製程到 16/14nm 時， 設備投資佔比達 85%；7nm 及以下佔比將更高。光刻、刻蝕、沉積、過程控制、熱處理等均是重要投資環節。

設備國產化率較低，海外龍頭壟斷性較高。我國半導體設備市場仍非常依賴進口，目前國內廠商目標市場主要是國內晶圓廠需求，尤其是內資投建的需求，潛在收入目標空間較大。

五、封測：全球競爭力加強，潛在承接國內需求增量

5.1 封測市場：國內封測市佔率逐步提升，國產替代需求進一步加碼

國內封測行業持續發展壯大，直接受半導體景氣週期影響。國內晶圓代工廠仍處於追趕過程，而封測行業已經躋身全球第一梯隊，全球邏輯電路的景氣程度會直接影響到國內的封測廠商。封測行業直接受半導體景氣回升影響，國內封測廠是最直接受益賽道之一。

封測行業整合，大陸外延內生持續增長。長電科技併購星科金朋、通富微電併購 AMD 蘇州/檳城廠、華天科技併購 Unisem。長電科技、通富微電、華天科技三大封測廠合計市佔率已從 2011 年的 4.5%上升到了 2018 年的 20.5%。

全球封裝測試行業呈現強者恆強。根據 Yole 統計，2018 年全球 top25 封測廠商總體銷售額達 270 億美元，幾乎佔據了整個 OSAT 市場（300 億美元）。從地域上看，中國台灣以 52%位居榜首，中國大陸第二（21%），第三為美國（15%），馬來西亞（4%）、韓國（3%）、新加坡（3%）和日本（2%）。在 Top 8 中，中國大陸有 3 家，長電科技（Top3）、通富微電（Top6）、華天科技（Top7）。中國封測廠商已在全球競爭中佔據一席之地。

5.2 產能利用率修復，收入保持高增速

封測價值重估兩階段，從毛利率修復到淨利率修復。長電科技、通富微電、華天科技等三大封測廠合計全球市佔率超過 20%，具備全球競爭力。長期視角相對成熟，具備中期維度的產業投資機會。封測重資產屬性強，產能利用率是盈利的關鍵。在週期上行時， 跨越平衡點後具有較高利潤彈性，需求和產能的矛盾也會導致局部漲價。

降本提效，淨利率還有較高提升空間。我們認為，封測行業毛利率提升的基礎上，淨利率還有較高提升空間。收入增長攤低費用率水平的基礎上，國內主要封測廠精益管理、控費降本有望逐漸顯現。2019Q4 淨利率水平表現較高部分原因來自於長電科技非經營性損益較高。2020Q1 費用拐點逐漸出現。儘管 2020Q1 單季度收入同比顯著增長，但費用同比 19Q1 得到明顯控制。不考慮匯兑對財務費用的貢獻，管理、銷售費用佔比均明顯下降。

全球封測板塊 20Q1 保持較高增長，國內封測廠有望逐漸提升份額。通過對比海內外封測龍頭，2020Q1 國內封測廠受疫情影響稼動率產生短期波動，但仍保持較高增速。2020Q2，國內疫情得到基本控制，海外疫情不確定性增加，國內封測廠相對增速有望提高，份額進一步提高。

封測產能分佈主要區域：台灣、大陸、東南亞、韓國等。馬來西亞是全球封測重鎮，AMD、博通、英特爾、意法半導體、英飛凌、skyworks 等均有封測產能分佈在此。

3 月中旬馬來西亞相繼封城封國後，作為東南亞乃至亞洲最重要的半導體、被動元器件出口市場之一，以及最重要的封測產能之地（東南亞佔全球封測 27%），全球電子產業將面臨供給端挑戰。例如英飛凌在 3 月 17 日公告馬來西亞工廠已關閉、環球晶在馬來西亞的 6 英寸硅晶圓也將受到封國影響，雖然近期陸續得以復工，但產能利用率仍然不高，加劇緊張程度。

5.3 5G 射頻帶來集成化封裝需求大幅提升

5G 對於封裝需求要求提升，器件封裝微小化、複雜化、集成化。5G 時代採用高頻的毫米波段對應更小尺寸的射頻元件，其封裝複雜度大幅提升，對封裝過程中的連線、墊盤和通孔等結構精密度要求更高，避免妨礙到芯片上的射頻功能。5G 時代，由於越來越多的頻段需求，在射頻前端模組化趨勢下，RF 封裝呈現集成化，SiP 解決方案會得到更加廣泛的應用

材料的多樣性要求先進封裝技術，SiP 將脱穎而出。隨着移動通訊技術的升級，射頻芯片採用的工藝也越來越複雜，對 PA 而言最好的工藝是GaAs，對天線開關而言最好的工藝是 SOI，濾波器則是採用壓電材料。SOC 方案難以集成這些不同材料；系統性封裝 SiP 才能滿足這些要求。因而 5G 時代的射頻前端集成化，將採用先進封裝技術。根據 Yole 預測，移動端 RF SiP 市場規模將由 2018 年的 33 億美金增長到 2023 年的 53 億美金。射頻前端的 SiP 封裝將進入一個快速增長期。其中，集成 PA、Filter、Swtich 的 PAMid 增長最快，在射頻前端模組中的比重從 23%增長到 39%。

AiP(Antennas in Package)即基於將天線與射頻前端模塊集成在系統級封裝中的封裝工藝。AiP 技術很好地兼顧了天線性能、成本及體積，我們通過三星 S10 5G 的拆機可以發現，AiP 封裝模塊已經正式用於 5G 手機，在基於高通方案的 5G 手機中，一共採用了三個基於 AiP 封裝的高通 QTM052 模塊，單機封裝價值量進一步提升。

高通從 2018 年 8 月起陸續發佈 QTM052 與 QTM525 毫米波模塊，通過 AiP 封裝將收發器、PMIC、PA 與天線整合在一起，達到縮小手機厚度與減少 PCB 面積，取代傳統天線與射頻模塊的分散式設計。相比 AoC（片上天線，antenna on chip），AiP 採用了低損耗襯底代替硅，能夠實現 2-4 倍的增益效果。

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【行研君

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