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半导体设备：刻蚀机走在国产替代前列

核心内容

半导体设备是芯片制造过程中不可或缺的核心工具，主要包括光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备。这三类设备占前道设备的近70%，在芯片制造中起着决定性作用。其中，光刻机负责将设计版图雕刻在晶圆上，刻蚀机负责去除不需要的部分，薄膜沉积设备则用于在晶圆表面添加新材料层。三者协同作用，共同推动芯片制造工艺的进步。

主要观点

1. 半导体设备推动芯片制造业发展

• 半导体设备是实现摩尔定律的关键，推动芯片集成元件数量持续增长。
• 晶圆加工工艺复杂，涉及数千个步骤，因此对设备精度和稳定性要求极高。
• 前道设备技术难度远高于后道设备，且占据设备市场的主要份额。

2. 半导体设备行业需理解的三个问题

(1) 为何设备企业在客户集中度高的情况下仍拥有定价权？

• 工艺复杂性和分工细化提升了设备厂商的话语权。
• 设备厂商承担了晶圆厂的前期研发任务，成为其外置的研发中心。
• 高度定制化和高转换成本使得客户对设备厂商具有较高的粘性。

(2) 为何光刻一家独大，刻蚀寡头垄断？

• 光刻技术经历了从干法到浸没式、再到EUV的演变，形成完全垄断。
• 刻蚀技术中，ICP和CCP并存，形成寡头竞争格局。
• 阿斯麦在光刻领域占据70%以上市场份额，而泛林、应用材料、东京电子等在刻蚀领域形成寡头垄断。

(3) 为何刻蚀设备价值占比不断上升？

• 光刻技术瓶颈促使刻蚀工艺步骤增加，成为提升制程的关键。
• 3D NAND等新型芯片结构的出现大幅提升了刻蚀设备的使用频率。
• 刻蚀设备在晶圆厂中的价值占比从2001年的约15%提升至2017年的约24%。

关键信息

1. 全球半导体设备市场概况

• 2018年全球半导体设备销售额为645亿美元，其中光刻、刻蚀和薄膜沉积设备占比近70%。
• 中国半导体设备销售额从2005年的13亿美元增长至2018年的131亿美元，占全球市场约20%。
• 2020年预测中国半导体设备投资将达200亿美元，成为全球最大市场。

2. 刻蚀设备市场发展趋势

• 刻蚀设备在晶圆厂中的价值占比持续上升，2018年销售额突破100亿美元。
• 3D NAND的量产推动刻蚀设备需求增长，其在存储器制造中占比提升至50%。
• 刻蚀设备的市场份额从2000年代初的20%左右增长至2018年的30%以上。

3. 国产替代趋势

• 国内刻蚀设备厂商如中微公司和北方华创在长江存储等客户中表现突出。
• 长江存储已公布的中标信息中，中微公司刻蚀机中标占比15%，排名第二。
• 国内企业在工程师红利、研发效率和成本优势方面具有竞争力，有望在刻蚀设备领域率先实现国产替代。

国产替代策略

1. 工程师红利助力追赶式研发

• 国内企业研发效率高，人工成本低，具备技术赶超的潜力。
• 技术路线已被先行者确定，降低了研发风险。
• 国内企业具备突破国外专利壁垒的能力，有望实现技术替代。

2. 产业链转移与存储器国产化

• 全球半导体产业链向中国转移，为国产设备厂商提供机遇。
• 存储器制造对刻蚀设备依赖度高，国产化趋势为刻蚀设备带来增长空间。
• 长江存储和合肥长鑫等企业为国内刻蚀设备厂商提供增量市场。

3. 从专一突破到平台整合

• 国际巨头如应用材料和泛林半导体通过专注某一领域再整合资源，实现成长。
• 国内企业应借鉴此模式，先在刻蚀等主设备领域突破，再整合其他业务。
• 刻蚀设备作为三大主设备之一，进入客户产线后可形成一定的话语权。

投资建议与风险提示

1. 投资策略

• 建议关注国产刻蚀机龙头企业中微公司。
• 刻蚀设备市场增长迅速，国产替代进程加快，投资价值凸显。

2. 风险提示

• 外部环境发生重大变化。
• 下游需求不及预期。
• 长江存储扩产进度不及预期。
• 海外客户拓展不及预期。

结论

刻蚀设备作为半导体制造三大核心设备之一，其价值占比持续上升，成为国产替代的先行领域。在产业链转移、存储器国产化及工程师红利等多重因素推动下，我国刻蚀设备厂商有望在技术上实现突破，并在未来整合国内资源，形成对国际巨头的挑战。中微公司等企业已在关键客户中取得进展，未来具备较大的成长空间。