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三大因素齐发力,国产半导体设备迎发展良机
作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2018.09.11
信息摘要:
三大因素齐发力,国产半导体设备迎发展良机.

我们认为国产半导体设备正处于发展的机遇期,主要基于三点原因:

受汽车电子以及工业互联网等新兴领域的需求带动,半导体行业发展有望持续复苏;

国家政策持续加码,国家集成电路产业投资基金第二期正在筹资,国产企业有望充分受益;

硅片厂和晶圆厂产能扩张叠加技术迭代,国产半导体设备企业有望在8英寸半导体设备实现突围,缩短与外企的差距。

1、半导体设备是什么?

1.1、半导体行业概述及产业链分析

半导体包括四类产品,分别是集成电路、光电子器件、分立器件、传感器。2017年半导体行业市场规模为4122亿美元,其中集成电路市场规模为3432亿美元,占比为83.25%

半导体集成电路是将晶体管、二极管等有源元件和电阻器、电容器等无源元件,按照一定的电路互联,集成在一块半导体单晶片上,从而完成特定的电路或者系统功能。包括模拟电路(Analog)、微处理器(Micro)、逻辑电路(Logic)、储存器(Memory)。

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1.2、半导体设备的分类及功能

半导体设备是半导体行业的支撑行业,主要应用于IC制造(前端设备)、IC封测(后道设备)两大领域。其中,IC制造设备又包括晶圆制造设备和晶圆加工设备。

晶圆制造设备

晶圆制造设备是通过对硅进行加工从而制造出硅片的设备。美国典型的半导体公司都不会自己制造硅片,硅材料和硅片制备是由高度专业化工厂完成,生产出来的硅片提供给半导体制造商以制造各种各样的芯片。

晶圆加工设备

晶圆加工设备是指通过将硅片加工成芯片所需的设备。典型的集成电路硅片制造工艺要花费6-8周时间,包括几百甚至上千道步骤来完成制造工艺。从本质上来看,集成电路是由晶体管(主要为场效应管)及电路共同构成,一切的工艺和设备流程的最终目的是在指甲盖大小的范围内集成更多的晶体管并实现连接(如第四代 Intel CPU  Haswell i7的晶体管数约为14亿多)。

IC封测设备

IC封装测试设备将加工好的晶圆进行拣选、分片、封装、测试进而转变成为独立可用的电子元器件。

1.3、半导体设备行业发展概况

市场规模:2017年行业增长迅速,韩国取代中国台湾成为第一大市场。2017年全球半导体设备市场规模566.2亿美元,较2016年大幅增长37.3%,创历史新高,增速为近7年来的最高水平。

主要原因有两点:

一是从全球经济复苏带来半导体行业呈现增长态势;

二是中国大陆半导体产业的快速跟进对全产业链形成刺激。

国产半导体设备企业实力仍然偏弱。根据Gartner 数据显示,全球列入统计的规模以上晶圆制造设备商共计58 家,其中日本企业最多,数量达到21 家,占比为36%。其次是欧洲的13 家、北美10 家、韩国7 家。中国大陆仅4 家纳入统计,按数量统计占比不到 7%,国产半导体设备公司整体实力偏弱。

2、三大因素齐发力,国产半导体设备迎发展良机

我们认为国产半导体设备正处于发展的机遇期,主要基于三点原因:

受汽车电子以及工业互联网等新兴领域的需求带动,半导体行业发展有望持续复苏;

国家政策持续加码,国家集成电路产业投资基金(以下简称大基金)第二期正在筹资,国产企业有望充分受益;

硅片厂和晶圆厂产能扩张叠加技术迭代,国产半导体设备企业有望在8英寸半导体设备实现突围,缩短与外企的差距。

2.1、下游需求亮点频现,半导体行业有望持续复苏

从长期来看,随着下游应用多点开花,半导体行业发展有望增添新动力。其中,以工业互联网、物联网、人工智能、汽车电子、5G为主体的半导体新兴应用预计将形成良好的需求共振,全球半导体行业发展将步入机遇期。

工业互联网领域。20171227日,国务院印发《关于深化互联网+先进制造业发展工业互联网的指导意见》,成为指导工业互联网发展的纲领性文件;此次专项工作组的成立,旨在贯彻落实《指导意见》,加强对有关工作的统筹规划和政策协调;此外201868日,工信部印发《工业互联网发展行动计划(2018-2020年)》,计划于2020年底建成5个左右标识解析国家顶级节点,标识注册量超过20亿。

物联网领域。20101018日,国务院发布《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,将物联网作为国家首批加快培育战略性新型产业。

2011-2017年,物联网发展迅速,市场规模自2633亿元迅速增加至11605亿元。根据《信息通信行业十三五发展规划物联网分册》,预计2020年国内物联网总体产业规模将突破1.5万亿,公众网络M2M连接数将突破17亿。

物联网是以互联网为基础实现的物物相息,智能感知、智能识别等技术是实现物物相息的基础,与之相对应的安全芯片、通讯射频芯片、身份识别芯片、移动支付芯片需求有望得到提升。

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人工智能领域。人工智能或称机器学习,是在面临海量数据时做到举一反三,通过大数据训练能够寻找数据与结果之间的内在关联,并形成新的洞察力以帮助企业进行最优决策。

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汽车电子领域。汽车电子化是汽车技术发展进程中的一次革命,主要应用为汽车电子控制装置和车载汽车电子装置。在国内汽车电子化最为显著的代表是汽车的电动化,2012-2017年,国内电动汽车产量的复合年均增长率达79.16%

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5G领域。工信部2017117日印发《信息通信行业发展规划(2016-2020)》,明确5G是我国信息通信行业十三五期间重点研发和规划工程,将在十三五期间构建5G试商用网络,打造系统、芯片、终端、仪表等完整产业链。同时国家发改委于2018223日发布《2018年新一代信息基础设施建设工程拟支持项目名单》进一步为推进5G商用加码。

中国移动、中国联通和电信则紧跟规划脚步,计划将于2018年在上海、杭州、深圳等16城市进行试点商用。目前联发科、台积电等均在进行5G芯片研发,5G的应用推进将在移动智能设备端带来革命性的更新需求。根据英飞凌预测,到2020年,全球将有500亿台设备进行5G连接。

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2.2“02专项”+大基金助力,政策红利持续落地

半导体行业作为支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业,一直受到国家的关注和重点扶持。国家先后通过2000年的18号文,2011年的4号文、2008年科技部启动的02专项、2014年的《国家集成电路产业发展推进纲要》、2015年的《中国制造2025》等一系列文件对半导体进行支持,政策力度大,且具备连贯性。

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2.3、产能扩张+技术迭代,国产设备迎来机遇期

在行业下游需求新的增长点刺激下以及国家政策的大力扶持,国内半导体行业发展开始提速,硅片厂和晶圆厂项目持续上马筹建。根据我们统计,截至20187月,国内在建及拟建8英寸硅片厂对应产能合计为223万片/月,12英寸硅片厂产能合计为309万片/月;在建及拟建8英寸晶圆厂对应产能合计为54.7万片/月,12英寸晶圆厂对应产能合计为108.5万片/月。

半导体产线技术迎来迭代,国产半导体设备企业有望迎来发展机遇期。半导体设备作为下游硅片厂及晶圆厂建厂时重要的资本开支,在国内硅片厂以及晶圆厂的持续大幅投产的背景下,需求有望得到大幅提升。

3、半导体设备市场空间测算

3.1、 晶圆制造设备市场空间测算

晶圆制造设备是通过对硅进行加工从而制造出硅片的设备,主要包括单晶生长炉、研磨机、切片机等9类设备。晶圆制造设备的需求与下游硅片厂的资本开支密切相关。我们分下游投资项目落地的确定性及投资规模两个维度对晶圆制造设备的市场空间进行衡量。

晶圆制造设备市场空间测算

我们基于以下假设条件及对晶圆制造设备市场空间进行测算:

1.假设硅片厂产能均能按期落地;

2.国内8英寸和12英寸硅片增量产能分别为223万片/月和309万片/月,我们根据项目投产进度年度分别对2018201920202020年以后四个时间区间进行产能划分,其中未注明具体投产进度产能假设按照年度进行平滑;

3.8英寸单晶炉单台产能约为8000/月,12英寸单晶炉由于目前工艺尚不成熟,产能约为5000/月。但硅片厂在购买设备时通常会考虑到产能弹性因素,设备购买量通常高于设定产能,如金瑞泓10万片/月的8英寸硅片项目共购置了30台单晶炉,对应单台产能为3333/月。基于此,我们假设硅片厂在采购单晶炉时按照8英寸4000/月、12英寸3000/月计算;

4.根据调研,假设8英寸半导体单晶炉单价为600万元,12英寸半导体单晶炉单价为2000万元;

5.根据中国产业信息网,单晶炉投资占整个晶圆制造设备投资额为25%,其余设备占比75%

基于以上假设,我们预计国内晶圆制造设备2018-2020年市场规模分别为15329027亿元。

3.2、晶圆加工及封测市场规模预测

晶圆加工设备包括光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备等,设备需求与晶圆厂投资密切相关。IC封测设备包括检测设备与封装设备,检测设备又分为前端检测设备与后端检测设备,其中前端检测设备指应用于晶圆加工环节的检测设备,后端检测设备连同封装设备指应用于IC封测工艺中的设备。半导体封测设备通常与晶圆加工设备相配套,因此我们通过同一模型进行两大半导体设备市场空间的测算。

我们基于以下假设条件对晶圆加工设备和IC封测设备的市场空间进行测算:

1.我们在2.3节中统计了国内8英寸和12英寸晶圆厂的项目信息,假设项目投资额按照投产进度进行平滑,我们统计出2018201920202020年以后四个时间区间的8英寸晶圆厂投资额分别为106.1073.9373.930亿元;12英寸晶圆厂投资额分别为2365.502094.834781435.40亿元。

2.我们假设晶圆加工设备开支占晶圆厂投资额的比重为60%;同时根据搜狐网转发的VLSI Research 2017年公布的数据,晶圆加工设备中,扩散设备、光刻设备、刻蚀设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、前道检测设备、抛光设备、清洗设备投资额占生产设备比例为1%23%30%2%25%13%4%2%

3.根据半导体行业观察网,晶圆加工设备占整个半导体设备投资额的80%,封装设备占比为7%,后道测试设备占比为9%。由于封测设备通常与晶圆加工设备相配套,我们假设封装设备市场空间与晶圆加工设备市场空间比例为1:11,后道测试设备市场空间与晶圆加工设备市场空间比例为1:9

基于此,我们构建国内晶圆加工及封测市场规模预测模型,预计国内晶圆加工设备2018-2020年市场规模分别为14831301331亿元;封装测试设备2018-2020年市场规模分别为30026367亿元。

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半导体设备市场空间小结:综上所述,2018-2020年国内半导体设备市场空间分别为1935.681854.47424.73亿元。

4、行业评级及投资策略

自上而下,给予半导体设备行业推荐评级。在下游新兴领域需求刺激以及政策助推下,国内硅片厂和晶圆厂迎来扩产潮,2018-19年国内半导体设备年均市场规模接近2000亿。同时受益半导体产线技术迭代以及大基金重点扶持,国产半导体设备企业迎来发展机遇期。

自下而上,关注细分领域龙头标的。半导体设备行业马太效应明显,龙头企业在这一轮发展机遇中更有望脱颖而出。

文章出处:【微信号:GeWu-IOT,微信公众号:物联网资本论】

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