半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)處于半導(dǎo)體行業(yè)中上游,屬于芯片制造廠和封測廠的供應(yīng)商,。整體行業(yè)景氣度伴隨著半導(dǎo)體周期而波動(dòng),,雖然周期性比較明顯,但如果從拉長時(shí)間軸看,,半導(dǎo)體設(shè)備整體產(chǎn)值是向上的,。全球2018市場規(guī)模達(dá)到620億美金,,同比增長28.57%,預(yù)計(jì)未來七年復(fù)合成長8%-10%
半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈
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半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)值
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自2017年以來,,全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額不斷突破歷史紀(jì)錄創(chuàng)下新高,,每年600億美金以上的銷售額成為半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)新常態(tài)。大陸地區(qū)晶圓廠建設(shè)潮下,,中國市場設(shè)備需求激增,,預(yù)計(jì)2018年中國市場設(shè)備采購需求達(dá)到113億美金,到2020年,,設(shè)備需求攀升至150億美金以上,。中國市場目前以進(jìn)口設(shè)備為主,國產(chǎn)設(shè)備市場份額極低,,進(jìn)口替代空間廣闊。
全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額(億美金)
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中國市場半導(dǎo)體設(shè)備銷售額(億美金)
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半導(dǎo)體設(shè)備市場分為前道(晶圓廠)及后道(封測)兩段,,前道制程設(shè)備占比85%,,后道制程設(shè)備占比15%。光刻,、刻蝕及清洗,、薄膜、過程控制及檢測是前道制程的四大核心領(lǐng)域,,設(shè)備價(jià)值量在晶圓廠單條產(chǎn)線成本中占到90%以上,。
各類細(xì)分設(shè)備市場年產(chǎn)值(億美金)
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半導(dǎo)體晶圓生產(chǎn)工藝流程
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半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)鏈體系以日本、美國,、歐洲廠商為主,。前十大半導(dǎo)體設(shè)備公司日本占有5家,美國4家,,歐洲1家
全球各地半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模(十億美金)
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本土半導(dǎo)體設(shè)備廠商快速成長,,預(yù)計(jì)到2020年國產(chǎn)
IC設(shè)備產(chǎn)值將達(dá)到52億元。北方華創(chuàng),、中微半導(dǎo)體,、上微裝備、盛美半導(dǎo)體等優(yōu)質(zhì)IC裝備企業(yè)增長迅猛,。
2018年中國大陸前十大泛半導(dǎo)體設(shè)備廠商
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2018-2020年國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額預(yù)測(億元)
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投資邏輯:行業(yè)自身成長+中國廠商進(jìn)口替代
投資邏輯之一:行業(yè)自身成長
半導(dǎo)體設(shè)備整體需求來源于泛半導(dǎo)體領(lǐng)域,,即集成電路、LED芯片等子方向均對半導(dǎo)體設(shè)備有不同方面的需求,。
1)集成電路設(shè)備成長動(dòng)力:先進(jìn)制程+新晶圓廠投產(chǎn)
集成電路設(shè)備的需求1:先進(jìn)制程的推進(jìn),。集成電路行業(yè)的發(fā)展史就是芯片先進(jìn)制程的發(fā)展歷史。從1960s開始集成電路商用化以來,,制程從10um到最新的7nm,,大約基本每5年左右半導(dǎo)體制程提升一代,,每一代的性能與功耗都會(huì)大幅度提升。制程提升的動(dòng)力就是下游電子行業(yè)的對于算力的需求的不斷提高,。
近十年半導(dǎo)體先進(jìn)制程
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集成電路新的制程工藝需求更新的半導(dǎo)體設(shè)備,。但需要注意的是即便制程更新?lián)Q代,并不是所有步驟的機(jī)器都需要更換,,只有最關(guān)鍵的步驟才需要更新,。以最貴的設(shè)備極紫外光刻機(jī)(EUV)為例說明先進(jìn)制程對于半導(dǎo)體設(shè)備的拉動(dòng):晶片在從空白硅片到填滿上億個(gè)晶體管的過程中,需要經(jīng)過很多個(gè)步驟,,而其中很多步驟都需要經(jīng)過光刻工藝,。而光刻機(jī)就是實(shí)施光刻的關(guān)鍵。在14nm工藝及以上制程,,193nm沉浸式光刻機(jī)可以滿足需求,。但到了14nm制程以后,傳統(tǒng)的光刻機(jī)遇到技術(shù)瓶頸,,需要采用極紫外光刻機(jī),。極紫外光刻機(jī)(EUV)以波長為13.5納米的極紫外光作為光源的光刻技術(shù),目標(biāo)市場是先進(jìn)制程7nm工藝,。而機(jī)器單價(jià)也升到1億歐元,。
光刻機(jī)發(fā)展路徑
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結(jié)論:如果摩爾定律沒有終結(jié),那么半導(dǎo)體設(shè)備的需求仍會(huì)增長,,從目前發(fā)展來看,,到2025年內(nèi)摩爾定律仍會(huì)延續(xù),半導(dǎo)體設(shè)備還有很大的發(fā)展空間,。集成電路設(shè)備的需求2:晶圓廠新廠建設(shè)速度加快,,大部分在中國半導(dǎo)體晶圓廠新開工數(shù)量也直接影響設(shè)備的需求。從2017年開始,,亞洲國家開始大面積投入晶圓廠建設(shè),,主要中國30家、韓國30家,、臺(tái)灣地區(qū)20家左右,,一個(gè)廠建設(shè)周期約為2-3年,對應(yīng)整體對于半導(dǎo)體設(shè)備需求約為200億美金,,對于半導(dǎo)體設(shè)備需求明顯,。
2017-2020新建晶圓廠分布
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從下圖可以看出,半導(dǎo)體銷售額中中國占比逐步提高,,從2013年的15%提升到2018年的27%,,由于晶圓廠占比的原因,預(yù)計(jì)未來中國市場占設(shè)備領(lǐng)域市場份額仍會(huì)穩(wěn)步增加,。
半導(dǎo)體設(shè)備銷售額區(qū)域分拆
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2)LED芯片行業(yè)設(shè)備成長動(dòng)力:LED芯片應(yīng)用擴(kuò)大+行業(yè)生產(chǎn)效率提升
泛半導(dǎo)體領(lǐng)域第二個(gè)對設(shè)備需求較大的是LED芯片行業(yè),。LED產(chǎn)業(yè)鏈包括襯底制作,、外延生長、芯片制造,、封裝和應(yīng)用五個(gè)主要環(huán)節(jié),,其中LED外延生長和制造環(huán)節(jié)是LED行業(yè)關(guān)鍵步驟。目前外延片制造主流設(shè)備為MOCVD(金屬有機(jī)化學(xué)氣相淀積法),。
以下以MOCVD為例分析LED對于設(shè)備的拉動(dòng):LED行業(yè)對于設(shè)備的需求由兩方面拉動(dòng):1)擴(kuò)產(chǎn)2)技術(shù)更新首先,,下游LED芯片廠商擴(kuò)產(chǎn)直接拉動(dòng)設(shè)備商需求。生產(chǎn)LED芯片主要設(shè)備為MOCVD,。由下圖可看出,,全球LED芯片產(chǎn)值在2010年、2014年,、2017年左右同比增速達(dá)到波峰,,MOCVD出貨量相對提前一些,但也符合LED芯片產(chǎn)值波動(dòng),,在以上三個(gè)年份亦為周期頂點(diǎn),。
其次,技術(shù)更新對于生產(chǎn)成本的優(yōu)化至關(guān)重要,。LED芯片材料帶動(dòng)成本下降的空間較少,主要靠技術(shù)進(jìn)步驅(qū)動(dòng)成本下降,,故此各大LED廠商均大力投入技術(shù)研發(fā),。LED行業(yè)是重資產(chǎn)行業(yè),設(shè)備折舊約占芯片成本的30%,,從歷史來看,,LED芯片單位價(jià)格持續(xù)降低,這與設(shè)備更新是分不開的,。
LED芯片成本
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LED燈泡價(jià)格
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對比MOCVD設(shè)備技術(shù)參數(shù)也可以看出,,上市時(shí)間相隔8年的設(shè)備生產(chǎn)效率提升了140%。LED芯片廠商如果要保持自己的成本競爭力,,必須不斷投資新設(shè)備,。
第三,下一代顯示技術(shù)的推動(dòng)對于新設(shè)備有需求,。市場上對室內(nèi)顯示產(chǎn)品顯示效果的不斷追求,,LED產(chǎn)品不斷往更小的間距發(fā)展。追求高解析度已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展和進(jìn)步的一個(gè)重要方向,。在繼普通LED顯示屏以后,,小間距顯示屏(間距250um),MiniLED(間距100um),,MicroLED(間距小于100um)將逐步走上商業(yè)舞臺(tái),。
MiniLED與MicroLED區(qū)別
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從先后順序來看,,2019年消費(fèi)者有望最先看到搭載MiniLED背光的終端產(chǎn)品。MiniLED背光應(yīng)用所采用的LED顆數(shù)用量要比傳統(tǒng)LED背光多50倍以上,,從筆記本電腦約8,000顆,,到65英寸電視用量約10萬到30萬顆。下游應(yīng)用主要以智能手機(jī),、電視等消費(fèi)電子顯示設(shè)備為主,。與MiniLED競爭的主要對手是OLED。
若MiniLED(預(yù)計(jì)2019底)與MicroLED開始普及,,對于LED芯片的絕對產(chǎn)量需求將大大提高,。同時(shí)也必將提高相關(guān)工藝設(shè)備需求,如薄膜工藝設(shè)備MOCVD,。
投資邏輯之二:中國廠商進(jìn)口替代空間廣闊
半導(dǎo)體設(shè)備整體市場呈現(xiàn)兩個(gè)特點(diǎn):1)規(guī)模增長穩(wěn)定,。2)集中度進(jìn)一步提高。目前全球半導(dǎo)體設(shè)備市場巨大,,2018年半導(dǎo)體整體設(shè)備市場約為620億美金,。主要廠商由AppliedMaterials(美)、ASML(荷蘭),、東京電子,、KLA(美)等國外廠商占據(jù)。
半導(dǎo)體設(shè)備廠商集中度進(jìn)一步提高,。集中度提高的原因在于:1)下游foundry廠集中度提高,。從下表可以看出,前八名晶圓廠2017年市占率為88%,,比2015年提高了一個(gè)百分點(diǎn),。下游客戶的集中提提高勢必造成供應(yīng)鏈壓縮。
2)集成電路設(shè)備研發(fā)投入高,,非頭部企業(yè)難以承受,。半導(dǎo)體制程進(jìn)入28nm以后,需要的設(shè)備復(fù)雜度呈指數(shù)提升,。主流半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)的研發(fā)費(fèi)用以億美金來計(jì),。
世界前五大設(shè)備廠研發(fā)費(fèi)用(億美金)
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中國設(shè)備廠商發(fā)展空間大。由于中國半導(dǎo)體公司起步時(shí)間較晚,,晶圓制造環(huán)節(jié)薄弱(中芯國際僅僅占全球制造不到5%市場份額),,導(dǎo)致晶圓廠相關(guān)設(shè)備配套公司發(fā)展較慢,目前在設(shè)備領(lǐng)域市占率極低(小于3%),。但這也正是中國設(shè)備公司的發(fā)展機(jī)會(huì),。
中國半導(dǎo)體市占率
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中國半導(dǎo)體自給率
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