走进“芯”时代系列深度之四十“半导体前道设备”：2021年前道设备，再迎新黄金时代_139页_8mb

华西电子团队—走进“芯”时代系列深度之四十“半导体前道设备”总结

核心内容

半导体前道设备是芯片制造的核心，占Fab资本支出的70%，且属于资金、人才和技术密集型行业。随着5G、IoT和AI等新技术的发展，前道设备市场迎来新黄金时代，国产设备商迎来发展机遇。前道设备主要包括九类，其中光刻、刻蚀和CVD设备市场规模最大，占比分别为20%、24%和19%。

主要观点

• 前道设备价值高且集中度高：一条Fab中70%的资本支出用于前道设备，且平均毛利率约50%。全球前五大半导体设备商占据70%市场份额，形成寡头垄断格局。
• 国产设备技术逐渐成熟：国产前道设备自给率约12%，其中关键九类设备国产化率均≤10%。多数国产设备已达到14nm先进制程，具备较大的增存量替代空间。
• 前道设备市场需求持续增长：2020-2021年，中国半导体设备市场规模达超2000亿元，未来五年前道设备资本支出将平均提升30%。
• 国产设备商重点受益领域：刻蚀、CVD、PVD、清洗、量测设备是国产设备商最具潜力的领域，国内主要厂商包括北方华创、中微公司、上海微电子、华海清科等。
• 政策与产业支持推动国产化：国家大基金二期重点支持半导体设备和材料，推动国产设备实现自主可控，打造中国版的“应用材料”和“拉姆研究”。

关键信息

前道设备市场规模与占比

• 全球市场规模：2020年全球半导体设备销售额预计达600亿美元，约合4000亿元人民币。
• 中国市场规模：2020年，中国半导体设备市场规模预计为2161亿元，其中前道设备占比约80%。
• 前道设备投资占比：2018年，前道设备在Fab总投资中占比70%，预计未来五年持续增加。

前道设备细分领域与技术节点

前道设备技术发展趋势

• 摩尔定律推动制程微缩：每18-24个月芯片单位面积晶体管数量翻倍，推动前道设备需求增加。
• 多重图形工艺：先进制程芯片制造需反复循环光刻、刻蚀和薄膜沉积工艺，其中刻蚀和CVD设备用量增幅最大。
• FinFET与GAAFET技术：FinFET已应用于14nm以下芯片，GAAFET预计成为3nm以下芯片主流技术，提升晶体管密度和性能。
• 3D芯片与SiP封装技术：3D NAND和DRAM技术推动芯片结构向三维发展，SiP封装技术提升芯片集成度和性能。

国内Fab扩产与国产设备机遇

• 国内Fab密集扩产：2020年起，中国Fab进入前道设备密集扩产期，预计未来五年前道设备资本支出将平均提升30%。
• 逻辑芯片扩产：中芯国际、华虹集团、联电等厂商加速向14nm、7nm制程迭代，国产设备商有望协同发展。
• 特色芯片需求增长：功率器件、MEMS、MCU等特色芯片需求旺盛，8英寸设备供不应求，国产设备具备竞争优势。
• 存储芯片国产化突破：长江存储、合肥长鑫等厂商推动3D NAND和DRAM国产化，带动前道设备需求增长。

国内设备商前景

• 重点推荐企业：北方华创、中微公司、上海微电子、华海清科、盛美半导体、上海睿励、中科飞测等。
• 国产设备替代空间大：随着国内Fab扩产和政策支持，国产设备有望在关键领域实现替代，提升市场份额。

风险提示

• 半导体需求低于预期
• 本土化配套进展低于预期
• 行业竞争加剧
• 系统性风险

结论

半导体前道设备行业价值量大且集中度高，是芯片制造的关键。随着新技术驱动和国产设备技术成熟，中国半导体设备市场进入增长爆发期，国产设备商迎来发展机遇。政策支持和产业转移进一步推动国产设备替代，未来前道设备市场将持续扩大，行业集中度将进一步提升。