今天我們來看下半導(dǎo)體行業(yè)的上游：半導(dǎo)體設(shè)備,，這或?qū)⑹切酒袠I(yè)又一個(gè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的重點(diǎn)領(lǐng)域,。
中國(guó)大陸目前對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備的需求占到全球市場(chǎng)的15%，15%的市場(chǎng)份額看似不多,，已經(jīng)是2014年的兩倍且仍有進(jìn)一步上升的預(yù)期,。這說明了什么？說明國(guó)內(nèi)正在加緊興建晶圓產(chǎn)能,，從而激發(fā)了對(duì)上游半導(dǎo)體設(shè)備的需求,。
半導(dǎo)體設(shè)備有很高的技術(shù)門檻，國(guó)內(nèi)企業(yè)由于起步晚,，技術(shù)水平與美日比較仍有差距,，整體而言，半導(dǎo)體核心設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率不到15%,。
然而,，隨著國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蛋糕越做越大，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)也慢慢開始崛起,，有能力和實(shí)力從美日企業(yè)手中搶占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額,。尤其是技術(shù)領(lǐng)先的國(guó)內(nèi)企業(yè)，未來國(guó)產(chǎn)替代的空間巨大,。那么在眾多類型的半導(dǎo)體設(shè)備中,，誰會(huì)率先實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代呢？
1
半導(dǎo)體設(shè)備需求空間近3000億
我們?cè)谇懊娴奈恼轮蟹治鲞^,，在芯片產(chǎn)業(yè)鏈中,，國(guó)內(nèi)的最大短板在芯片制造，芯片制造甚至比芯片設(shè)計(jì)更難,，因?yàn)樾枰度刖揞~的設(shè)備資本,，還有高技術(shù)門檻。在芯片加工過程中有多道工序,，且每道工序的合格率都必須達(dá)到99.99%,，才能確保最后的總體合格率在90%以上。
芯片制造相當(dāng)于喜馬拉雅山，我們必須登頂成功,，才能解決芯片產(chǎn)業(yè)的最大短板問題,。于是近幾年，全國(guó)各地出現(xiàn)了興建半導(dǎo)體制造產(chǎn)能的浪潮,。據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）預(yù)估,，2017-2020年全球新投產(chǎn)的62座晶圓廠中有26座來自中國(guó)大陸。
為什么國(guó)內(nèi)要興建如此多的半導(dǎo)體廠,？那是因?yàn)槿藗冾A(yù)期5G和人工智能的發(fā)展將帶來對(duì)半導(dǎo)體新增的需求,。當(dāng)然部分也受全球貿(mào)易局勢(shì)的影響，別人不供給,，得靠自己,。沒有芯片，何談5G和AI,？
券商根據(jù)目前在建以及計(jì)劃興建的生產(chǎn)線,，計(jì)算出未來國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備的需求空間在2808億元,。這塊大蛋糕不可能都給外資,，國(guó)內(nèi)成長(zhǎng)起來的半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)必將分得一杯羹。
2
哪個(gè)環(huán)節(jié)將率先國(guó)產(chǎn)替代,？
半導(dǎo)體的加工分工晶圓制造（前道）,、中道和封裝（后道）三個(gè)步驟。相應(yīng)的,，半導(dǎo)體設(shè)備可分為晶圓處理設(shè)備,，測(cè)試設(shè)備、封裝設(shè)備以及其他設(shè)備(包括掩膜版/光罩,、晶圓制造設(shè)備等),。其中，晶圓處理設(shè)備占比最大,。據(jù)SEMI估計(jì),，2018年晶圓處理設(shè)備的投資占到整體設(shè)備投資的81%。
具體到晶圓處理生產(chǎn)線,，又分為7個(gè)環(huán)節(jié)步驟,，分別是擴(kuò)散→光刻→刻蝕→離子注入→薄膜生長(zhǎng)→拋光→金屬化，每個(gè)步驟均需要不同種類的半導(dǎo)體設(shè)備,。
這其中光刻機(jī),、刻蝕機(jī)和薄膜沉積設(shè)備（PVD+CVD）在晶圓處理設(shè)備中的投資額占比最大，分別為30%,、20%,、25%，屬于核心設(shè)備。
圖：晶圓處理設(shè)備的價(jià)值量構(gòu)成比例
這三類占比最大,，但是技術(shù)門檻也一樣的高,。目前，尖端技術(shù)基本掌握在外企手中,，是一個(gè)寡頭壟斷的市場(chǎng),，市場(chǎng)前三名都霸占了90%以上的市場(chǎng)，其中行業(yè)老大基本吃掉一半左右的市場(chǎng),。
也就是說,，我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)即便能吃到，也是占很小的份額,。這三種設(shè)備,，按照國(guó)產(chǎn)化率由高到低排序，分別是刻蝕機(jī)＞薄膜沉積設(shè)備＞光刻機(jī),。
國(guó)產(chǎn)化率越高,，說明國(guó)產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)越成熟。由此,，哪個(gè)設(shè)備將率先實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代一目了然,。那就是刻蝕設(shè)備。據(jù)SEMI估計(jì),，到2020年,，國(guó)內(nèi)刻蝕設(shè)備的國(guó)產(chǎn)率將達(dá)到20%。
跟大家科普下,，刻蝕是用化學(xué)或者物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要的材料的過程,，可謂是半導(dǎo)體的“雕刻刀”?？涛g又分干法刻蝕和濕法刻蝕,，其中干法刻蝕是主流，濕法刻蝕僅用于大尺寸,，或者是在干法刻蝕后幫忙清楚殘留物,。
數(shù)據(jù)來源：中微公司招股說明書
上面是一層結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)步驟，就像一座平房,，而實(shí)際上集成電路是一個(gè)甚至多達(dá)60層的“摩天大樓”,，這60層每一層都需要將上述工序逐個(gè)來一遍。一層結(jié)構(gòu)需要十幾個(gè)加工步驟,，60層的復(fù)雜結(jié)構(gòu)需要約1000個(gè)加工步驟,，每一步都至關(guān)重要，當(dāng)然也就意味著刻蝕機(jī)這把雕刻刀需要一直保持精確的工作,。
刻蝕設(shè)備有多大市場(chǎng)空間呢,？刻蝕設(shè)備投資占晶圓處理設(shè)備投資的比例約為20%，因此，未來中國(guó)在建或計(jì)劃建設(shè)的半導(dǎo)體工廠對(duì)刻蝕設(shè)備的投資額度大約為449億元,。
而實(shí)際可能不只這個(gè)數(shù),。因?yàn)槟壳鞍雽?dǎo)體器件的尺寸越來越小，部分環(huán)節(jié)用光刻機(jī)不能實(shí)現(xiàn),，需要用刻蝕機(jī)代替,，從14nm到5nm，刻蝕步驟將增加數(shù)倍,。當(dāng)然,，對(duì)刻蝕機(jī)的要求也將顯著提高。
目前,，刻蝕設(shè)備全球三大巨頭分別為韓國(guó)的拉姆研究,、日本的東京電子和美國(guó)的應(yīng)用材料。據(jù)中微半導(dǎo)體的招股說明書,，這三家公司的市場(chǎng)份額占比超過90%,。
雖然刻蝕機(jī)目前是國(guó)外企業(yè)壟斷的局面，但是國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)國(guó)產(chǎn)化率的提高也相當(dāng)有信心,。據(jù)中微公司創(chuàng)始人預(yù)計(jì),，未來刻蝕機(jī)的國(guó)產(chǎn)化率將達(dá)到50%，非常樂觀,。按照其它行業(yè)以往國(guó)產(chǎn)替代的速率,，這個(gè)預(yù)計(jì)也并非不能實(shí)現(xiàn),。
3
國(guó)內(nèi)代表企業(yè)
如果僅看干法刻蝕設(shè)備,，目前國(guó)內(nèi)供應(yīng)商鳳毛麟角，僅有中微公司（688012）,、北方華創(chuàng)（002371）和中電科48所等,。
其中，中微公司業(yè)務(wù)比較集中,，主營(yíng)就刻蝕設(shè)備,、MOCVD設(shè)備兩大塊，技術(shù)也最為先進(jìn),。目前,，中微公司5nm刻蝕機(jī)已獲全球芯片代工龍頭臺(tái)積電的認(rèn)證，2020年,，臺(tái)積電5nm芯片生產(chǎn)線就會(huì)采購中微的產(chǎn)品,。
表：中微公司前五大客戶
中微公司上半年登陸科創(chuàng)板，且是科創(chuàng)板第二市盈率個(gè)股,，市場(chǎng)矚目,。其半年報(bào)業(yè)績(jī)也很亮眼，上半年共實(shí)現(xiàn)營(yíng)收8億元，同比增速高達(dá)72%,；歸母凈利潤(rùn)3037萬元,，同比扭虧為盈。
北方華創(chuàng)則于2016年突破了14nm生產(chǎn)技術(shù),，與國(guó)際水平的差距僅在兩三年,。2018年，北方華創(chuàng)的12英寸14納米集成電路工藝設(shè)備也進(jìn)入了驗(yàn)證階段,。
今年一季度,，中微半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)共有3臺(tái)刻蝕設(shè)備中標(biāo)了國(guó)內(nèi)芯片代工領(lǐng)先企業(yè)華虹半導(dǎo)體的生產(chǎn)線,，這也從側(cè)面證明了兩家企業(yè)的實(shí)力,。國(guó)內(nèi)企業(yè)只要技術(shù)達(dá)到了，再憑借高性價(jià)比往往都能PK外資企業(yè)