现在， 我国半导体商场供需两层不匹配，国产化率亟需提高 。一方面，终端产品供需不匹配。 2018年我国集成电路商场规划1550亿美元，但国产集成电路规划仅238亿美元，国产化率仅约15%；另一方面，制作端的设备供需不匹配。国内半导体设备商场规划约145亿美元，但国产设备规划仅14亿美元不到，国产化率仅约10%。因而，从工业开展的视点，一方面，国内半导体制作范畴仍有较大开展空间；另一方面，制作范畴的设备仍有较大的国产提高空间。
本期的智能内参，咱们引荐中信建投的研究陈述《半导体设备国产进程加快》，解析半导体国产化现状，方针、资金、工业等推动要素，并评论半导体设备商场格式与国产化开展。假如想保藏本文的陈述（半导体设备），能够在智东西大众号回复要害词“nc404”获取。
一、提高国产化率刻不容缓
1、 我国半导体商场规划和占比不断提高
2010年起，全球半导体职业坚持稳步添加，曩昔十年（ 2009-2018年）全球半导体出售额CARG为7.55%，全球GDP CAGR为3.99%，而我国集成电路出售额CARG为25.03%，我国职业全体增速为全球半导体职业增速的3.3倍，而全球半导体职业全体增速是全球GDP增速的2倍左右；
与此一起，在PC、智能手机等范畴强壮的整机拼装制作才能使我国成为全球最大的半导体消费商场，在全球占比到达了33%，比第二名的美洲高出11个百分点，我国半导体商场无论是肯定规划增速仍是占比都不断提高。
我国半导体规划和占比不断提高
2018年全球半导体工业商场规划散布
2、 我国半导体商场供需不匹配
一方面，终端产品供需不匹配。2018年我国集成电路商场规划1550亿美元，但国产集成电路规划仅238亿美元，国产化率仅约15%；
另一方面，制作端的设备供需不匹配。2018年我国半导体设备商场规划到达131.1亿美元，但据我国电子专用设备工业协会计算， 2018 年国产半导体设备出售额估计为 109 亿元，自给率仅约为12%。考虑到以上数据包含集成电路、 LED、面板、光伏等设备，实践上国内集成电路设备的国内自给率仅有 5%左右，在全球商场仅占 1-2%比例。半导体设备进口依托长时刻看将严峻阻止我国半导体职业的自主开展，国内需求与国内供应的缺口昭示着巨大的国产化空间。
2018年国产半导体集成电路自给率仅15%
2018年国产半导体设备自给率仅12%
3、 贸易战对我国半导体中心技能“卡脖子”
美国制裁中兴华为反映立异“短板”，华为事情影响深远，引发全球半导体供应链“地震”，暴显露中心技能被“卡脖子”的危险，催化国内半导体等中心科技范畴开展，国产自主可控代替有望加快；
半导体职业工业链中上游为我国单薄环节，其间上游半导体设备和中游制作对美依存度高，中心范畴国产芯片占有率大都为0%；相比之下，中游封测和下流终端商场范畴对美依存度小，遭到影响相对较小。
半导体工业链受贸易战影响分解
4、 后贸易战时期，国内半导体设备厂商的一些改变
设备企业前瞻布局非美国区域零部件收购 。一般来说，半导体设备的零部件分为四大部分。在这四大类中，精细加工件、遍及加工件现在根本没有限制，通用外购件（包含接头、气缸、马达等）占比比较小，因而现阶段供应办理重视的要点是外购大模块， 包含设备专用模块和通用模块（机械手、泵等）。外购大模块数量上占比不高，或许只要10-20%，但价值占比60-80%；
所以咱们讲零部件的国产化，首要是讲外购大模块的国产化。防备工业危险和本钱操控需求经过对外购大模块进行供应链拓宽、批量收购等方法完成。
外购大模块受工业影响危险较大
大部分品类现阶段国内根底差，没有老练技能，没有产品。从进口比例来看，前十大子体系供应商中，美国商场和日本商场占比最高。设备企业正逐步将收购链条从美国搬运至日本、英国等区域。
前十大零部件收购需求占等到前十大子体系供应商占比
二、国产化的推动要素
1、 全球半导体职业景气量有望触底回暖
理论上看，全球半导体职业具有技能呈周期性开展、商场呈周期性动摇的特色 。1998~2000年，跟着手机的遍及和互联网鼓起，全球半导体产量不断上升，尤其在2000年添加38.3%；跟着互联网泡沫的决裂， 2001年全球半导体商场跌落32%；随后Window XP的发布，全球开端新一轮PC换机潮，半导体商场2002~2004年处于高速添加阶段；2005年半导体商场呈现了周期性回落， 2008年和2009年受金融危机的影响呈现了负添加；
2010年，跟着全球经济的好转，全球半导体产量添加34.4%。2011-2012年受欧债危机、美国量化宽松货币方针、日本地震及终端电子产品需求下滑影响，半导体出售增速别离下降为 0.4%和-2.7%；
2013年以来， PC、手机、液晶电视等消费类电子产品需求不断添加，全球半导体工业康复添加，增速达 4.8%。2014年全球半导体出售商场继续坚持添加态势，增速达 9.9%；2015-2016年，全球半导体出售疲软。
2017年，跟着AI芯片、 5G芯片、轿车电子、物联网等下流的鼓起，全球半导体职业重回景气周期。
2018年下半年，遭到存储器价格下降、全球需求疲柔和中美贸易战的影响，全球半导体开展动力缺乏。但展望2019年下半年，获益于消费范畴、智能手机需求回暖，全球半导体商场开展趋稳并有望完成添加。
2、 上游半导体设备出售有望随之向好
数据上看， 2019年全球半导体设备出售同比负添加， 2020年将大幅反弹 。2018年，全球半导体设备出售额达645亿美元，同比增速高达14%，创下前史最高；遭到多要素影响， 2019年半导体设备厂商短期承压， SEMI估计2019年全球半导体设备出售下降18.4%至529亿美元。
展望2020年，因为存储器出资复苏和在我国大陆新建及扩建工厂， SEMI估计半导体制作设备2020年的全球出售额为588亿美元，比2019年添加12％。其间，包含外资工厂在内的对我国大陆出售将到达145亿美元， 估计我国大陆成为半导体制作设备的最大商场。
3、 我国方针、资金、商场环境三面扶持
对标海外：方针支撑、资金帮扶、下流工业支撑是推动职业前进不可或缺的几个方面 。 80年代工业PC年代，日本半导体以存储器（DRAM为主）为切入口，在日本政府和工业界联合推动下，吸收美国技能并整合日本工业高质量品控体系，完成IC产品超高可靠性，顺利完成赶超美国；
90年代消费电子大潮，韩国半导体在韩国政府和财团的一起推动下，活跃开辟高性价比IC产品，带动亚洲电子工业链兴起，完成了长达20多年的继续兴起。而此刻的台湾则经过立异的工业形式，从IDM转为笔直分工，依托许多出资建成了世界抢先的晶圆代工厂台积电和联电，在技能水平上到达世界顶尖；
方针支撑、资金帮扶、下流工业支撑是推动职业前进不可或缺的几个方面
方针：工业方针频发，显现扶持半导体工业决计 。“十二五”期间，政府开端大力支撑IC工业开展，先后出台了《国家IC工业开展推动大纲》 和“国家严峻科技专项”等方针。其间以2014年发布的大纲最为详细，被视为国家为IC工业度身定制的一份大纲，清晰显现了方针扶持半导体工业的决计。
2014年9月，国家IC工业基金正式建立。以直接入股方法，对半导体企业给予财务支撑或帮忙购并世界大厂。
现在我国半导体工业的自给率才只要不到15%， 《我国制作2025》 的方针是2020年自给率达40%，2050年到达50% 。
依据规划， 2015-2020年， IC工业产量CAGR达20%以上
资金：到2018年5月，一期大基金已累计出资70个项目，许诺出资1200亿，实践出资1387亿 。已施行项目掩盖规划、制作、封装测验、设备、资料、生态建设各环节；一期大基金首要投向芯片制作环节，占悉数许诺出资额的67%，现在现已支撑了中芯世界、上海华虹、长江存储等；在规划范畴，大基金首要在CPU、 FPGA等高端芯片范畴打开出资，占许诺出资额的17%；在封装测验工业方面，大基金则要点支撑长电科技、华天科技、通富微电等项目，占许诺出资额的10%；
相比之下，大基金在配备和资料环节的出资规划和力度要小许多，但依然在推动光刻、刻蚀、离子注入等中心配备捉住产能扩张时刻窗口，扩展运用范畴。
国家大基金资金首要投向集成电路制作环节
资金：大基金二期募资规划2000亿左右，加强设备范畴出资 。
二期大基金将加强设备范畴出资
资金：大基金撬动当地基金，集成电路工业正迎来密布出资期 。IC工业归于本钱开支较重的工业，“大投入，大收益；中投入，没收益，小投入，大亏本” ； 全球看，每年半导体本钱开支挨近600亿美元，而英特尔、台积电、三星等巨子每年的本钱开支均在100 亿美元左右，只凭大基金的支撑依然投入有限； 依据咱们的计算，除了规划近1400亿的大基金之外，各集成电路工业集合的省市亦纷繁建立当地集成电路基金，到到2019年4月，全国有15个以上的省市建立了规划不等的当地集成电路工业出资基金，总计规划到达了5000亿元左右。经过大基金、当地基金、社会资金以及相关的银行贷款等债券融资，未来10年我国半导体工业新增出资规划有望到达10000亿元水平。
我国各省市开端密布出资布局半导体工业
商场：大陆建厂潮为半导体设备职业供应了巨大的商场空间 。依据SEMI发布的全球晶圆厂猜测陈述预估， 2017 -2020年的四年间，全球估计新建 62 条晶圆加工线，其间我国大陆将新建26座晶圆厂，成为全球新建晶圆厂最活跃的区域，全体出资金额估计占全球新建晶圆厂的 42%，为全球之最。
商场：大陆半导体本钱开支撑续添加，拉动半导体设备开展 。当时大陆成为全球新建晶圆厂最活跃的区域，以长江存储/合肥长鑫为代表的的存储器项目和以中芯世界/华力为代表的代工厂正处于加快扩产的阶段，估计带来许多的设备出资需求。
三、半导体设备商场竞赛格式与国产化开展
1、IC制作流程杂乱，大大都设备被国外厂商独占
晶圆制作（前道,Front-End） :
晶圆制作环节详细设备及首要厂商封装（后道,Back-End ）测验 :
封装测验环节详细设备及首要厂商
全球集成电路配备商场整体高度独占 。特色：技能更新周期短带来的极强技能壁垒，商场独占程度高带来的极大商场壁垒，以及客户间竞赛协作带来的极高认可壁垒。因而，集成电路配备商场高度独占，细分商场一家独大；从散布看，全球前十大集成电路配备公司根本上被美国、日本、欧洲企业占有； 从比例看，全球前十大拿走职业80%的比例；运用资料（美国）、 ASML（荷兰）、 TEL东京电子、泛林（美国）、科磊（美国）位列前五，前五名拿走68%的比例；前30拿走92%的比例，前20拿走87%的比例。
全球IC配备商场高度独占
全球IC制作细分设备商场也高度独占 。从细分设备来看，每个详细设备根本上大部分比例被前三大企业占有，根本上都是80-90%的比例； 前三大厂商中，也根本都是一家独大，榜首占有了40-50%的比例。
细分设备商场也高度独占
我国集成电路配备商场高端占比偏小，且大部分为国外厂商 。2018年我国半导体设备商场规划到达131.1亿美元，但据我国电子专用设备工业协会计算， 2018 年国产半导体设备出售额估计为109亿元；估计2020年我国半导体设备总商场规划将超1000亿。
国内厂商规划遍及较小，且大部分在光伏、 LED范畴占比较高
边沿改变：在许多工艺环节中，开端呈现了一些国产厂商 。分区域看，构成三个工业集群：北京：北方华创、中电科集团、天津华海清科(CMP)；上海：上海微电子、上海中微半导体、上海盛美、上海睿励科学仪器；沈阳：沈阳拓荆、沈阳芯源；
干流65-28nm客户不定量的收购的12类设备清单
国内已有9项运用于14nm的配备开端进入出产线步入验证
75-80%的本钱开支运用在设备出资里，设备出资中的70-80%在晶圆制作环节设备里 。光刻设备、刻蚀设备、薄膜设备（ ALD/CVD 53%、 PVD 47%）占比最高，别离20-25%、 25%、 20-25%；分散设备、抛光设备、离子注入设备各占设备出资的5%，量测设备占设备出资的5~10%。
晶圆出产线各类设备出资占比
2、 光刻设备：光刻机是出产线上最贵的机台， ASML全球抢先
光刻工艺是最杂乱的工艺，光刻机是最贵的机台 。干流微电子制作进程中， 光刻是最杂乱、贵重和要害的工艺，占总本钱的1/3；现在的28nm工艺则需求20道以上光刻进程，消耗时刻约占整个硅片工艺的40~60%。光刻工艺决议着整个IC工艺的特征尺度，代表着工艺技能开展水平；
详细流程： 首要要在硅片上涂上一层耐腐蚀的光刻胶，随后让强光经过一块刻有电路图画的镂空掩模板照射在硅片上。被照射到的部分(如源区和漏区)光刻胶会发作蜕变，而构筑栅区的当地不会被照射到，所以光刻胶会仍旧粘连在上面。接下来便是用腐蚀性液体清洗硅片，蜕变的光刻胶被除掉，显露下面的硅片，而栅区在光刻胶的维护下不会遭到影响。
光刻机是出产线上最贵的机台，千万-亿美元/台。首要是贵在成像体系（由15～20个直径为200～300mm的透镜组成）和定位体系（定位精度小于10nm）。一般来说一条产线需求几台光刻机，其折旧速度非常快，大约3～9万人民币/天，所以也称之为印钞机。
ASML占有70-80%商场比例，且抢先位置无人撼动 。荷兰ASML占有超越70%的高端光刻机商场，且最新的产品EUV光刻机价格高达1亿美元，仍旧求过于供。紧随其后的是Nikon和Canon。 光刻机研制本钱巨大， Intel、台积电、三星都自动出资入股ASML支撑研制，并有技能人员驻厂；格罗方德、联电及中芯世界等的光刻机首要也是来自ASML；
国内光刻机厂商有上海微电子、中电科集团四十五研究所、合肥芯硕半导体等。在这几家公司中，处于技能抢先的是上海微电子，其已量产的光刻机中功能最好的是90nm光刻机。因为技能难度巨大，短期内仍是处于相对下风的位置。
1970年起，光刻机价格每4.4年翻一倍
3、 刻蚀设备：机台国产化率已达15%
国产刻蚀机的机台商场比例已约15% 。工艺流程： 所谓刻蚀，狭义了解便是光刻腐蚀，先经过光刻将光刻胶进行曝光处理，然后经过其它方法完成腐蚀处理掉所需除掉的部分。刻蚀可分为干法刻蚀和湿法刻蚀。清楚明了，它们的差异就在于湿法运用溶剂或溶液来进行刻蚀。
刻蚀设备分类： 在8寸晶圆年代，介质（40%）、多晶硅（50%）及金属刻蚀（10%）是刻蚀设备三大块；进入12寸后，跟着铜互连的开展，介质刻蚀比例逐步加大，现在已近50%；
中微半导体的16nm刻蚀机已完成商业化量产并在客户的产线上运转， 7-10nm刻蚀机设备以到达世界先进水平。到2018年底，中微半导体累计已有1100多个反响台服务于国内外40余条先进芯片出产线。现在中微产品现已进入第三代10nm、 7nm工艺（台积电）， 5纳米等离子体刻蚀机现已台积电验证；除中微外，北方华创在硅刻蚀机方面也有打破。
4、 成膜设备：机台国产化率约10-15%
成膜设备分两大类， 机台商场比例约10-15% 。工艺流程： 在集成电路制备中，许多薄膜资料由淀积工艺构成。首要包含化学气相 (CVD)淀积和物理气相淀积 (PVD)两大类工艺； 一条出资70亿美元的芯片制作出产线，需用约5亿美金收购100多台PECVD设备； 从全球范围看， AMAT在CVD设备和PVD设备范畴都坚持抢先；北方华创、中微公司等企业等小有打破：其间北方微电子的PVD可用于28nm的hard mask工艺，并且能够量产；中微两条线推动CVD，一方面中微运用于LED范畴的MOCVD市占率现已全球抢先 ，另一方面出资沈阳拓荆，完善产品线布局。
AMAT在CVD设备和PVD设备范畴都坚持抢先
整体看， PVD是国产化开展较快的一类设备
5、 检测设备
半导体中的检测可分为前道量测和后道测验两大类 。其间前道检测更多倾向于外观性/物理性检测，首要运用光学检测设备、各类inspection设备；后道测验更多倾向于功能性/电性测验，首要运用ATE设备及探针台和分选机；从价值量占比看，前道量测设备也可称为工艺操控检测设备，是晶圆制作设备的一部分，占晶圆制作设备出资占比约10%；后道测验设备独立于晶圆制作设备，占悉数半导体设备比例约8%。
能够简略把加工进程划分为前道晶圆制作与后道封装测验
量测设备和测验设备归于两个不同环节
前道晶圆量测(Wafer Metrology)首要在wafer制作环节。在芯片制作进程中，为了确保晶圆依照预订的规划要求被加工，有必要进行许多的检测和量测，包含芯片线宽度的丈量、各层厚度的丈量、各层外表描摹丈量，以及各个层的一些电子功能的丈量；用到的设备：缺点检测设备、晶圆形状丈量设备、 掩膜板检测设备、 CD-SEM（微距量测扫描式电子显微镜）、显微镜等。
后道测验首要在封测环节，分为中测和终测 。后道中测（CP， circuit probe），首要在芯片封装前： 首要是测验整个晶圆片（wafer）上每个芯粒(die)的逻辑。简略来说， CP是把坏的Die挑出来并符号出来，后续只封装好的die。这样做能够削减封装和测验的本钱，也能够更直接的知道Wafer的良率。用到的设备：测验机（IC Tester / ATE）、探针卡（Probe Card）、探针台（Prober）以及测验机与探针卡之间的接口等。
后道终测（FT， final test），首要在芯片封装后：测验每颗封装好的芯片（chip）的逻辑。简略来说， FT是把坏的封装好的chip挑出来，能够直接查验出封装环节的良率；用到的设备：测验机（IC Tester）、分拣机/分类机（Handler）等。
测验设备三大设备之ATE竞赛格式：测验设备包含三大类：测验机、探针台、分选机，其间测验机商场空间占比过半；全球集成电路测验设备商场首要由美国泰瑞达和日本爱德万占有，两者整体算计市占率超越50%。细分来看，在测验机商场中， SOC测验机、存储器测验机的商场占比算计近90%，而爱德万+泰瑞达的商场比例超越80%；现在国内现已安装的测验体系首要偏重在等级低数字测验体系、模仿及数模混合测验体系等，抢先厂商包含长川科技、华峰测控、上海中艺等。本乡厂商在中高级测验才能部分现在仍非常单薄，尚无法与国外业者相抗衡（包含爱德万Advantest、泰瑞达Teradyne、 Verigy、居诺JUNO半导体等）。但现在国产中、高级测验体系现已研制成功，正进入小批量出产阶段。上市公司中，国产厂商长川科技正全面布局数模混合、模仿、数字信号测验机+探针台；精测电子已布局memory ATE和面板驱动IC ATE，等待后续产品出货。
测验设备三大设备之探针台竞赛格式：探针测验台(Prober)是前后道工序之间用于对半导体器材芯片的电参数特性进行测验的要害设备，它能够将电参数特性不符合要求的芯片用打点器(INKER)做一显着符号， 便于在后道工序中及时将其除掉， 这样就有效地提高了半导体器材出产的成品率，大大下降器材的制作本钱。在详细测验的时分，晶圆被固定在真空吸力的卡盘上，并与很薄的探针电测器对准，一起探针与芯片的每一个焊盘相触摸。 电测器在电源的驱动下测验电路并记录下成果。 测验的数量、次序和类型由计算机程序操控。
一般来说，探针台的单价在百万等级，远高于分选机。依据计算，探针台的商场比例约占总测验机+探针台+分选机的商场空间的15-20%左右。以东京电子(TEL)为代表的厂商雄霸全球探针测验设备商场，而国内厂商中，长川科技已有探针台产品布局。
智东西以为，国内集成电路设备的国内自给率仅有 5%左右，在全球商场仅占 1-2%比例，并且，工业链中上游中心范畴芯片大都占有率根本为0%。半导体设备进口依托长时刻看将严峻阻止我国半导体职业的自主开展，国内需求与国内供应的缺口昭示着巨大的国产化空间。集成电路范畴对外依托非常严峻，现在，集成电路现已成为我国进口金额最大的产品品种，进出口的贸易逆差逐年扩展，逆差增速还在继续提高。可是，在资金、方针、商场环境三方面利好下，商场格式正在发作深入的改变，期望在未来的5-10年内，半导体职业被“卡脖子”的局势不复存在。
