中信建投：半導體裝置國內生產提升正加快 晶圓線新建及產業集聚產生機會
晶片製造能力是實現國家積體電路乃至資訊產業自主可控的關鍵，晶圓製造和封測，以及上游配套的裝置與材料是基礎。本土設計、製造、封測、儲存等環節不斷突破，部分領域已追趕至國際水平。
裝置和材料作為半導體產業鏈上游核心，在重視和扶持下將加速本土配套。國產化半導體產業鏈發展現狀如何？
關鍵製程裝置本土均有突破
晶圓代工產能方面，2017年全球代工營收約623億美金，中芯國際、華虹半導體等本土晶圓代工企業營收約50億美金，全球代工產值佔比約8%，代工份額提升空間巨大。
晶圓製程方面，本土代工在45nm/40nm以上成熟製程已具備實力，28nm以下的先進製程正努力縮小差距。中芯國際的28nm製程17Q4量產，14nm在2019Q3量產，12nm開始客戶匯入。華力微19年底突破28nm HKC 工藝，2020年將量產14nm。就14奈米而言，中芯國際與臺積電/三星/GF差距逐漸縮小。
2018-2021年是大陸產線投入與產能爬坡的密集期，2020年將迎來諸多晶圓新線建設，包括新專案落地，以及已有專案的二期建設或擴產開工，本土半導體資本開支援續維持高位。
儲存是新線重點，投資佔比高達65%，其中本土儲存佔比48%，非本土為17%。規劃涉及裝置投資總額約8800億元，根據建設進度預計裝置訂單釋放時間，對應2017-2021年每年半導體裝置需求約769、1551、1504、1719、1427億元。
2019年全球半導體裝置市場約576億美金，大陸地區約130億美金，佔比約22.4%，僅次於臺灣的27%，高於韓國的18%。2019年泛半導體裝置國產率約16%，IC裝置國產化率約5%，其中大陸進口半導體裝置中，金額佔比最高的為鍍膜裝置，佔比32%，其次是刻蝕裝置18%，其次是引線鍵合機12%，剩下氧化擴散爐、光刻機、離子注入機、化學拋光機等裝置佔比約10%、9%、4%、4%。鍍膜與刻蝕兩環節裝置合計約50%，是國產替代的主力領域，相關公司有望從中受益。
隨著大陸晶圓產線建設，本土晶圓代工產能有望提升3倍，大陸晶圓製造商的市佔率攀升，最終將帶動本土上游配套的裝置企業“共生增長”。
本土企業在特色工藝具備競爭力，儲存投資力度大規劃明確，先進/成熟製程逐漸進步，晶圓產能新建給本土裝置企業帶來配套機會。目前國內裝置商28nm產線批次供應，14nm逐步驗證，看好國產裝置在28nm及以上產線機會。我們認為半導體裝置國產化容易程度：產品上，功率器件>數字模擬器件>邏輯晶片；製程上，特色工藝>成熟製程>先進製程；尺寸上，4-6寸>8寸> 12寸。
刻蝕/鍍膜/清洗裝置國產化較好，光刻/離子注入/量測等有差距
從技術水平看，刻蝕/鍍膜/清洗/CMP/熱處理等裝置的國產化水平相對較高，在華力微、華虹等先進的28/14nm晶圓代工產線和長江儲存3D NAND等儲存產線批次應用，份額逐年提升，基本上超過15%。
整體來看，國內刻蝕機國產化率達到18%，中微公司和北方華創貢獻較多。根據中芯國際、長江儲存和合肥睿力的招標情況看，從中微採購的刻蝕機臺數佔整體刻蝕機臺採購比例約15-20%，逼近東京電子和應用材料，進步明顯。按材料分，國內介質刻蝕裝置市場中，中微佔有25%份額，國產化率在各類半導體裝置中屬於較高水平；而在矽刻蝕裝置市場中，北方華創佔有15%市場份額。
MOCVD裝置市場規模在6-12億美元之間，中國是最大的需求市場。薄膜沉積裝置國產化率整體較低，PVD裝置較CVD裝置國產化率高。國內廠商中，已有中微半導體、北方華創、瀋陽拓荊和中晟光電等在細分領域可實現國產替代。
清洗環節：盛美/北方華創/至純等多廠商佈局，國產替代機會較大。國內廠商方面，盛美半導體、北方華創和至純科技可生產槽式晶圓清洗機和單片清洗機。盛美半導體處於領先地位，生產單片清洗機，在國內有比較深厚客戶基礎；芯源微側重單片清洗機，北方華創和至純科技槽式和單片均有佈局，三者均已獲得國內大客戶訂單，營收規模尚小。
CMP裝置市場頭部集中趨勢明顯，國產CMP裝置有所突破。隨著晶圓製程工藝發展，所需CMP次數增多，CMP裝置和CMP材料的需求也大幅提升。在CMP裝置市場競爭激烈, CMP裝置廠商由1997年的20家逐漸集中在2017年的兩家，且CMP裝置最大的供應商美國應材的市場份額依然呈現逐年遞增的態勢。國內目前主要的CMP裝置供應商為中電科和華海清科，在長江儲存最新的30k產能生產線裝置招標中，華海清科在矽、二氧化矽材料CMP裝置中標多臺，國產化率分別達到33%和33%，而銅和鎢CMP裝置無國內廠商中標。
而光刻、塗膠顯影、離子注入、量測裝置、測試分選等環節相較國際水平有一定差距，但也有份額突破，不超過5%。國產光刻機目前最高到90nm節點，在功率等特色工藝線有所突破；離子注入在光伏及45-22nm低能大束流方面取得突破；量測裝置主要集中在膜厚等關鍵尺寸測量上。而其他封測裝置如探針臺、測試機、分選機等在數字晶片等先進應用上仍有差距。
IC封裝裝置國產化相對成熟
半導體封裝裝置種類繁多，日系、歐美廠商主導市場。國內封裝裝置整體上處於低端，在高階封裝工藝中應用很少，個別機型依靠定製化需求打入市場，尚未形成批次生產帶動高階研發的良性迴圈，主要原因在於：1）核心零部件“卡脖子”，如氣浮主軸限制了高階減薄機和劃片機的發展；2）裝置研發投入高，裝置試錯成本高，難以形成市場反哺研發；3）國產封裝裝置可靠性相對較差，客戶不接受國產裝置，與第2點形成惡性迴圈；4）高階技術人才和團隊匱乏。
先進封裝裝置國產化率正逐步提高，傳統封裝裝置國產化率較低。根據中國電子專用裝置工業協會統計，目前12英寸晶圓先進封裝、測試生產線裝置中，已有17種實現高度國產化，國產化率可達70%。封裝用光刻機，倒裝、刻蝕、PVD、清洗、顯影、勻膠等裝置均已滿足國內先進封裝需求，部分實現批次銷售。先進封裝用前道裝置國產率較高，光刻機、刻蝕機、植球機等超過50%，但傳統封裝裝置國產化率整體不超過10%，主要裝置如劃片機和鍵合機等仍然嚴重依賴進口，傳統封裝裝置是被忽視環節，亟需支援。
測試探針分選裝置：長川科技/華峰測控逐漸突破，高階產品正大力佈局。
投資建議
半導體裝置國產突破正加速，迎來中長期投資機會
站在2020年當下展望未來，疫情雖影響部分下游終端出貨節奏及需求，但5G商業化正在開啟，5G換機和創新週期長線趨勢確定，終端側和功能端迎來需求增量，核心半導體元件迎來量價提升。另一方面，19年半導體景氣度逐漸好轉，20年貿易環境和行業供需的不確定性雖有增加，但長維度的半導體產業鏈國產替代邏輯正在加速兌現。本土在設計、製造、封測、儲存等環節大力佈局不斷突破，部分領域已追趕至國際水平。裝置和材料環節作為半導體產業鏈上游核心部分，也正受到重視和扶持，有望加速本土配套。