半导体设备|重要点评:中芯国际合资扩产,国产设备商有望加速获得订单

（以下内容从东吴证券《半导体设备|重要点评:中芯国际合资扩产,国产设备商有望加速获得订单》研报附件原文摘录）
　　如果您认为我们的研究成果对您有帮助，请酌情在佣金派点上支持东吴机械团队（陈显帆、周尔双、朱贝贝、黄瑞连），感谢万分。 【东吴机械】陈显帆18616532999/周尔双13915521100/朱贝贝18321168715/黄瑞连 投资评级：增持（维持） 投资要点 1 中芯国际合资投入28nm及以上制程，国产设备商有望加速获得订单。 中芯国际于8月1日发布公告称，拟与北京开发区成立合资企业从事28nm及以上的集成电路项目，首期规划10万片/月的12寸晶圆产能，二期根据市场需求启动。首期投资76亿美元，注册资本50亿美元，中芯国际占比51%并负责合资企业营运管理。代工厂系半导体产业投资规模最大环节，2019年中芯国际资本开支超过127亿人民币，2020 年计划资本开支由此前的32 亿美元大幅增长至43 亿美元，主要用于旗下的上海300mm晶圆厂的机器及设备以及用于FinFET研发线。中芯国际产线设备投入占比超80%，此次扩产至少拉动60亿设备需求，全产业链迎来历史机遇。 2 晶圆制造核心设备市场规模稳步增长，龙头企业开始逐步实现进口替代 光刻、刻蚀及薄膜沉积为晶圆制造的核心步骤，相应设备价值量占比分别为23%、30%和25%。目前光刻环节基本由ASML垄断，刻蚀与薄膜沉积由中微公司与北方华创开始逐步实现进口替代。以近期招标密集的华虹无锡为例，截至8月初华虹无锡产线中北方华创中标2台刻蚀设备、1台PVD设备及2台退火设备，相应领域占比分别为9%、5%、12%，中微半导体中标3台刻蚀设备，所在领域占比为14%。 3 看好清洗设备：赛道好空间大，容易率先实现大部分国产化 目前清洗设备在半导体设备市场中价值量占比约 5%-6%，较光刻、刻蚀等核心设备价值量较低。但随着晶圆制程工艺的复杂化，清洗机的占比整线的比例未来有望提高至10%。 同时由于清洗机的技术门槛相对较低，我们认为比较容易率先实现全面国产化。我们预计中国大陆地区每年的湿法清洗设备的空间在15-20亿美元，目前除长江存储之外的各家晶圆厂，清洗机的国产化率均在10%以内，假设到2023年清洗机的国产化率可达40%-50%，预计国产设备的每年的市场空间在 40-70亿元。 4 大硅片国内龙头中环参与中芯国际战略配售，深入绑定验证加速，核心设备商显著受益。 中环股份12英寸硅片技术持续突破，验证稳步推进，正在稳步增量中。根据中环股份公开信息，预计2020至2021年将是公司验证迎来收获上量的节点。重参杂12英寸硅片：已经通过大部分特色工艺的客户验证，正在稳步增量中；轻掺12英寸硅片实现CopFree，目前已经进入28nm的技术节点。 晶盛机电已具备 8 寸线 80%整线以及 12 寸单晶炉、抛光机供应能力，并与中环、有研、金瑞泓、郑州合晶等国内主要 8 寸硅片厂都保持紧密合作，大硅片国产化浪潮下最为受益。我们预计随着中环无锡项目的进展加速，项目用的设备订单有望在未来几年内落地、晶盛机电将会显著受益逐步兑现半导体设备的业绩。 投资建议 重点推荐半导体设备龙头【中微公司】，进入全球供应链的国产刻蚀设备龙头；【北方华创】多业务布局的晶圆设备龙头；重点推荐【至纯科技】，国内清洗设备龙头，二季度出货10+台设备，处于产能扩张阶段；大硅片设备龙头【晶盛机电】；建议关注【长川科技】 风险提示 晶圆厂投产不及预期，设备及材料国产化进程不及预期。 正文 1 中芯国际合资扩产，相应设备商有望加速获得订单 8月1日中芯国际发布公告称，拟与北京开发区成立合资企业从事28nm及以上的集成电路项目，首期规划10万片/月的12寸晶圆产能，二期根据市场需求启动。首期投资76亿美元，注册资本50亿美元，中芯国际占比51%并负责合资企业营运管理。代工厂系半导体产业投资规模最大环节，2019年中芯国际资本开支超过127亿人民币，2020 年计划资本开支由此前的32 亿美元大幅增长至43 亿美元，主要用于旗下的上海300mm晶圆厂的机器及设备以及用于FinFET研发线。中芯国际产线设备投入占比超80%，此次扩产至少拉动60亿设备需求，全产业链迎来历史机遇。 图1：2020Q1中芯国际资本支出7.77亿美元，同比大幅增长76.6% 此前中芯招标国产化率低，预计此轮招标国产设备商占比将显著提升。尽管中芯国际是中资背景的晶圆厂，但是其目前国内绝大部分工艺设备仍以日韩欧美为主，从招标情况分析：晶圆环节设备方面，光刻设备尚未实现国产化，刻蚀设备非核心环节可国产化，检测设备国产化率低。由于国家大基金对代工厂设备国产化率有明确要求，叠加此前中芯战略配售与国产设备商深度绑定，我们认为相应设备商在此轮扩产中有望加速获得订单。 图2：中芯国际检测设备国产化率0% 图3：中芯国际刻蚀设备国产率0% 图4：中芯国际清洗设备国产化率40% 图5：中芯国际薄膜沉积设备国产化率0% 中芯国际战略投资者包括半导体材料——上海新阳；大硅片——中环股份、上海新昇，目前国内仅此两家具备少量12英寸硅片供应能力；刻蚀设备——中微公司；及清洗设备——盛美半导体和至纯科技。战略配售覆盖的股东背景雄厚，深入绑定有利于充分调动产业资源促进中芯国际业务发展，另外在国家大基金要求和股东背景影响下，中芯此轮扩产中设备国产化率将显著提升，相应战略投资者有望优先获得订单。 表1：多家材料硅片及核心设备供应商参与战略配售 制程工艺稳步提升，催生更多设备需求。中芯国际系中国大陆最强的IC芯片代工企业，2019年12月正式实现14nm工艺量产。2020Q1中芯国际28nm产品营收占总收入的6.5%，环比+1.5pct，14nm占1.3%环比+0.3pct。随着晶圆制程工艺的复杂化，刻蚀、清洗等环节的工序步骤会逐步增加，带来更多的设备需求。 图6：中芯国际的最先进制程工艺主要为28nm；14nm尚未大批量放量 2 晶圆制造核心设备市场规模稳步增长，龙头逐步实现进口替代 晶圆制造属于典型的资产和技术密集型产业，晶圆厂80%的投资用于购买设备。其中光刻、刻蚀及薄膜沉积为晶圆制造的核心步骤，2019相应设备价值量占比分别为23%、30%和25%。 图7：刻蚀及薄膜沉积环节占晶圆制造设备投资的55% 刻蚀环节：市场规模稳步增长，刻蚀机在产线的占比增加。随着全球晶圆产线的更新，刻蚀所需步骤越来越多，刻蚀设备在产线中的价值占比也越来越大，2017年占比已接近23%，我们预测未来占比会继续提高，每片芯片的刻蚀步骤最高可达160步，刻蚀机生产厂商成长空间较大。根据芯思想研究院预计，2025年，全球刻蚀机市场规模为140亿美元，年复合增长率高达6.6%。 图8：芯片刻蚀工艺所需步骤随制程升级而增加 图9：预计2016-2025年刻蚀设备市场复合增长率6.6% 中微公司市占率稳步提升，国产化进展顺利。目前行业竞争格局呈现三足鼎立，LAM、AMAT、东京电子占据70%以上的刻蚀机市场。国产刻蚀品牌主要包括中微、北方华创、屹唐半导体。根据两家国内知名存储芯片制造企业的公开招标情况来看，中微公司在国内刻蚀设备市场份额占比约为15%-17%。 近年中微公司营业收入保持高增长，从 2016 年的 6.10 亿元增长至 2019 年的 19.5 亿元，年均增长率达 47.3%。2019-2020Q1净利润增长率分别为107.6%和89.3%，2019年在全球半导体设备及LED设备不太景气的背景下，公司业绩依然实现了稳定增长。 图10：2016-2019年中微公司CAGR达47.3% 图11：2019中微公司净利润同比+107.6% 图12：长江存储刻蚀招标龙头LAM，国产率约24% 图13：晋华刻蚀招标龙头AMAT，国产率为11% 薄膜沉积环节：PVD行业集中度高，国产化率上升迅速。2014年前，top3设备企业市场份额一度达到96%，其中世界龙头AMAT单独占据了近65%的市场。随后中国企业PVD技术开始发展，国内厂商市占率迅速上升，其中北方华创的PVD设备开始量产成为推动主力。 北方华创为国内业务布局最全的晶圆设备龙头。以近期招标密集的华虹无锡为例，截至8月初华虹无锡产线中北方华创中标2台刻蚀设备、1台PVD设备及2台退火设备，相应领域占比分别为9%、5%、12%。业绩方面，2015-2019年营收由8.5亿增长至40.6亿，复合增长率达47.6%，净利润由0.75亿增长至3.7亿，复合增长率49.0%。 图14：2015-2019年北方华创营收CAGR达47.6% 图15：2015-2019年北方华创净利润CAGR达49% 图16：2013年PVD行业集中度极高 图17：2014年开始，国产PVD设备制造商开始发力 3 清洗设备：赛道好空间大，容易率先实现大部分国产化 清洗设备在半导体设备市场中价值量占比约 5-6%，相较光刻、刻蚀等核心设备价值量较低，但随着晶圆制程工艺的复杂化，未来清洗机的使用次数会逐步提升，清洗机的占比整线的比例未来有望提高至10%。 同时由于清洗机的技术门槛相对较低，我们认为比较容易率先实现全面国产化。我们预计中国大陆地区每年的湿法清洗设备的空间在15-20亿美元，目前除长江存储之外的各家晶圆厂，清洗机的国产化率均在10%以内，假设到2023年清洗机的国产化率可达40%-50%，即国产设备的每年的市场空间在 40-70亿元。 图18：2019年全球清洗设备价值量占比约 5.5% 图19：随着制程推进，清洗步骤不断增加 图20：在晶圆制造过程中，清洗机的清洗流程可重复超 200 次 至纯科技清洗设备业务后发先至，国内龙头地位稳固。公司通过买断日本、韩国技术，引入台湾资深管理团队，迅速实现了技术积累与业务扩张。目前公司已与中芯国际、北京燕东、TI、华润等高端客户达成稳定合作，2019年湿法工艺装备新增订单总额达1.7亿元。目前公司启东一期生产基地全面建成，已达到48套/年的产能，一二期共规划96套/年。二季度公司单片清洗和槽式清洗设备出货超10台，上半年总出货量预计10-15台，全年高增长确定。 图21：近5年至纯科技营收高速增长，CAGR达48% 图22：2019年净利润同比增长240% 4 大硅片龙头中环参与中芯国际战略配售，核心设备商显著受益 12寸大硅片国产化程度低。半导体硅片作为芯片制造的关键材料，市场集中度很高，目前全球半导体硅片市场主要被日本、德国、韩国、中国台湾等国家和地区的知名企业占据，日本信越、SUMCO等前五大硅片商所占据的市场份额达90%以上。 图23：硅片市场主要被国外龙头占据 12 英寸大硅片对进口依赖度高，管制措施下国产化刻不容缓。 2017 年以前，12 英寸半导体硅片几乎全部依赖进口。2018 年，硅产业集团子公司上海新昇作为中国大陆率先实现 12 英寸硅片规模化销售的企业，打破了 12 英寸半导体硅片国产化率几乎为 0%的局面。目前国内 12 寸大硅片仅沪硅产业旗下的上海新昇和中环股份具备少量供应能力（新昇产能 15 万片/月，中环产能 2 万片/月）。 中环股份12英寸硅片技术持续突破，验证稳步推进，正在稳步增量中。根据中环股份公开信息，预计2020至2021年将是公司验证迎来收获上量的节点。重参杂12英寸硅片：已经通过大部分特色工艺的客户验证；轻掺12英寸硅片实现CopFree，目前已经进入28nm的技术节点，中环正拉近和国际前五大硅片厂商的差距，实现12英寸硅片国产化替代。 图24：国内主要硅片企业 12 英寸硅片产能统计（万片/月） 近期半导体硅片企业融资扩产加速，设备需求即将爆发。近期半导体硅片企业融资扩产加速：沪硅产业于 2020 年 4 月 IPO 上市，拟投资 22亿用于扩产 15 万片/月的 12 寸大硅片；中环股份定增 50 亿加码 8 英寸、 12 英寸半导体硅片；神工股份 IPO 上市拟投资 9 亿用于建设 8 寸抛光片；此外有研、金瑞泓等国内主要硅片制造商均有大规模扩产计划。我们认为随着沪硅产业、神工股份等公司 IPO 上市以及中环定增的推进，多个大硅片扩产项目将进入投资期， 有望集中释放超百亿设备需求，国产设备商【晶盛机电】将显著受益。 表2：近期半导体硅片企业融资扩产加速，设备需求超 100 亿 5 投资建议 重点推荐半导体设备龙头【中微公司】，进入全球供应链的国产刻蚀设备龙头；【北方华创】多业务布局的晶圆设备龙头；重点推荐【至纯科技】，国内清洗设备龙头，二季度出货10+台设备，处于产能扩张阶段；大硅片设备龙头【晶盛机电】；建议关注【长川科技】。 6 风险提示 晶圆投产不及预期，设备及材料国产化不及预期。 感谢您支持东吴陈显帆团队 东吴机械研究团队荣誉 2019年 新财富最佳分析师 机械行业 第三名 2017年 新财富最佳分析师 机械行业 第二名 2017年 金牛奖最佳分析师 高端装备行业 第二名 2017年 卖方分析师水晶球奖 机械行业 第五名 2017年 每市组合 机械行业 年度超额收益率 第一名 2016年 新财富最佳分析师 机械行业 第四名 2016年 金牛奖最佳分析师 高端装备行业 第四名 2016年 每市组合 机械行业 年度超额收益率 第一名 陈显帆 东吴研究所副所长，董事总经理，大制造组组长，机械军工首席分析师（全行业覆盖） 机械行业2019年新财富第三名，2017年新财富第二名，2016年新财富第四名，2015年新财富第三名，2014年新财富第二名；所在团队2012-2013年获得新财富第一名。伦敦大学学院机械工程学士、金融学硕士。4年银行工作经验。2011-2015年曾任中国银河证券机械行业首席分析师。2015年加入东吴证券。 周尔双 高级分析师（锂电设备，半导体设备，光伏设备，工程机械，智能制造，电梯） 英国约克大学财务管理学士、金融学硕士，六年机械研究经验，2013年加入东吴证券。 朱贝贝 研究助理（工程机械，锂电设备，半导体设备，光伏设备，智能制造） 武汉大学学士、上海国家会计学院会计硕士。2018年加入东吴证券。 黄瑞连 研究助理（激光设备，工程机械，口腔医疗设备，半导体设备，电梯） 上海交通大学动力工程专业硕士，2018-2020年曾就职方正证券从事机械行业卖方研究，2020年加入东吴证券。 免责声明 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