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10家​半导体产业链细分环节龙头梳理

文摘   2024-11-08 21:02   广东  
作为半导体产业链的核心，集成电路占半导体市场80%以上，产业链上，半导体设备及材料贯穿了半导体生产的各个环节，这个环节既是国内最薄弱的，也国产替代炒作最多的环节。
另外，我们按照1、2、3级行业分类，把A股5000多家上市公司的重要数据，整理了一张《万能表》，用最简洁的方式把评判股票的关键数据融汇在这张万能表上了。任何一只股票处于哪个行业的哪个细分领域，行业地位如何，都一目了然。
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一、了解半导体设备行业
半导体行业遵循着“一代设备、一代工艺、一代产品”的规律，半导体设备的开发要超前半导体产品制造，而半导体产品又需要超前电子系统开发新一代工艺。
半导体设备作为半导体产业的基础和先导产业，具有研发周期长、价值高、技术壁垒高等特点。
从成本角度来看，上游零部件的采购额通常占据半导体设备生产成本的90%以上，是半导体设备的基础和核心。半导体零部件产业通常具有高技术密集、学科交叉融合等特点，成为半导体产业中的“卡脖子”环节。
从下游需求看，下游晶圆厂和封测厂是半导体设备的主要购买方，特别是晶圆厂商的资本开支会显著影响设备厂商的业绩。
1、三大核心：光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备
大家常听说什么前道设备和后道设备，简单来说，制造用的设备就算前道设备，封装和测试环节的设备就是后道设备。
具体看，前道设备主要包括：光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备、CMP研磨设备、清洗设备、离子注入机设备、热处理设备等；
后道设备主要分为封装设备和测试设备，封装设备主要包括：划片机、贴片机、裂片机、引线键合机、切筋成型机等；测试设备主要包括：分选机、测试机、探针台等。
前道设备的技术难度较高，成本占比超过80%，其中，光刻、刻蚀、薄膜沉积设备是前道工艺三大核心设备。具体来看，光刻机市场占比为26%；刻蚀机和薄膜沉积设备的市场占比均为20%；测试设备和封装设备市场占比大概为9%和6%。
下面的图片是芯片制造过程中的主要环节和对应设备，大家对照着看一看，应该就能对半导体设备情况有个整体的概念了。
（1）光刻机：
光刻机的作用是图形转移，把设计好的电路图缩小后转印到涂于硅片表面的光刻胶上。
笔头越小，越尖，画出来的线就越小，光源的波长就相当于光刻的笔尖，它直接决定了芯片电路的线宽，然后影响芯片的性能和集成度。光刻机光源已经从紫外光源（UV）发展到深紫外光源（DUV）和极紫外光源（EUV）。
一台光刻设备，十万多个零件，价格动辄上亿美金比波音737还贵，就干了这点事。
（2）刻蚀机
刻蚀的作用是把光刻机画出来的电路图刻出来，主要是通过腐蚀的方式把多余材料去除，让硅片上的涂胶形成复杂的电路图案。刻蚀技术分干法刻蚀和湿法刻蚀两种。湿法刻蚀利用溶液做化学反应，成本低，但精度低，产生废液；干法刻蚀使用气体作为介质，通过射频电源激发气体产生等离子体去撞击要去除的材料。优点是精度高，缺点是成本高。其中离子体刻蚀设备是除光刻机外最关键、工艺难度最高的设备。
（3）薄膜沉积设备
薄膜沉积是指在硅片等衬底上沉积待处理的薄膜材料，包括二氧化硅、氮化硅等非金属以及铜等金属。这些薄膜材料会在相应的环节被刻蚀机去除，有的会被保留，在多层叠加后可以把电路图从2D变成了3D的。
按照沉积工艺不同，薄膜沉积设备分为CVD设备(化学气相沉积)、PVD设备(物理气相沉积)和ALD设备(原子层沉积)。
（4）测试/封装设备
封装是指将生产加工后的晶圆进行切割、焊线塑封，使电路与外部器件实现连接，并为半导体产品提供机械保护的工艺。
测试主要通过电学参数检测等测试晶圆颗粒的有效性，芯片的功能和稳定性。其中测试机是核心设备，分选机和探针台则是辅助角色。
二、行业分析
1、市场空间及价值分布
据国际半导体产业协会SEMI数据，2017年-2022年，全球半导体设备市场规模从566亿美元提升至1076亿美元，复合增长率为13.71%。预计2024、2025年市场规模达1050亿、1240亿美元，同比增长4%、18%。
按区域划分，中国大陆地区是为全球最大销售地区，2022年市场规模283亿美元，中国台湾268亿美元排名第二，韩国215亿排第三。其后是北美105亿美元、日本84亿美元、欧洲63亿美元。
这里重点看前道晶圆制造设备，市场规模约900多亿美元，占据了绝大部分市场。后道封装加测试设备市场规模约100亿。按SEMI预计，2024年前道设备增长3%，测试设备和封装设备将分别增长14%和24%。大致可以推算出，三大核心设备，光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备市场规模大约250亿美元上下，而测试设备和封装设备市场规模大概是50亿美元和70亿美元的样子。
2、2000亿国产替代空间
受到半导体产业向中国大陆转移等因素影响，2020年中国半导体设备销售额187亿美元，首次成为全球最大半导体市场。2023年中国大陆半导体设备市场规模达到创纪录的342亿美元，全球占比达到30.30%。
国产化率上，2020年国产化率仅7.2%，2023年为11.7%，机构预计2024年中国半导体设备市场将增长9.60%，国产化率增长到13.60%。
大陆半导体设备进口总额在350亿美元左右。中国电子专用设备工业协会CEPEA2022年报告显示，离子体干法刻蚀机、氧化扩散/热处理设备、清洗设备、去胶机、CMP抛光设备等五项设备国产化率已超过20%，是国产化率较高的环节；光刻设备、离子注入机、涂胶显影设备国产化率都低于1%，是被卡脖子的环节。
总的来说，中国半导体设备整体国产化率仍然很低，在国家安全意识的提升和国内市场需求的共同推动下，“国产替代”还有很大的空间。
3、行业竞争格局
光刻设备：ASML、Nikon和Canon是全球光刻机三大竞争者，其中，ASML在全球光刻机前三大企业中所占市场份额为82.1%，占据龙头位置。三者2022年光刻机营收分别为161亿美元、20亿美元和15亿美元。国产厂商只有上海微电子和长春光机所。
刻蚀设备：拉姆研究、东京电子、应用材料公司占据超过90%的市场。国产厂商中，北方华创、中微公司是领头羊。
薄膜沉积设备：也被国外垄断，拉姆研究、东京电子、应用材料占领CVD设备(化学气相沉积)70%市场；应用材料公司一家占据PVD设备(物理气相沉积)74%市场。国产厂商中，拓荆科技、北方华创、中微公司有布局。
清洗环节：是国产化率较高的环节，盛美上海、至纯科技、芯源微、北方华创都有布局。芯源微完成了两项与涂胶显影设备领域相关的“02重大专项”项目；华海清科是国内12英寸化学机械抛光(CMP)设备唯一供应商。
万业企业旗下凯世通是国内离子注入机设备领先企业，但全球90%市场由美国AMAT和Axcelis主导。
后道设备中，测试机是测试设备的重点，泰瑞达、爱德万分别占据51%和33%的全球份额，国内厂商有长川科技、华峰测控；分选机的全球龙头为科休，长川科技通过收购STI介入；探针台由日本厂商主导，国内长川科技、矽电股份有所布局。
三、A股行业格局如何？
先看申万半导体设备指数的估值情况，目前市盈率为60倍，十年历史分位15%，市净率为6.6倍，市净率百分位为49%。整体看，申万半导体设备指数的估值处于历史较低的位置。
再看个股结构，申万半导体设备板块共有18家上市公司。
规模上看，北方华创2023年营收220亿，是唯一一家营收跨越200亿的公司。行业第二是中微公司，营收断崖式掉到63亿。剩下的公司里，也只有盛美上海、至纯科技、拓荆科技、华海清科、富创精密23年营收超过20亿。有一半的公司营收小于10亿。
利润角度看，北方华创23年扣非利润35.8亿，是唯一一家跨越30亿的公司。中微公司23年扣非利润11.9亿，唯一一个10级别的公司；23年利润超5亿的有盛美上海、华海清科，拓荆科技利润3.1亿、华峰测控2.5亿、芯源微1.9亿、至纯科技1亿。一半以上的公司扣非利润不足1亿。
研发投入，北方华创研发投入25亿，第二的中微公司8，长川科技7亿，盛美上海6亿、拓荆科技7亿，一半的公司研发不足1亿。
相比之下，全球第一的美国应用材料公司2023年营收265.2亿美元，营业利润为76.5亿美元，派发股息31.6亿美元。行业排名第十的日本Screen22年营收也达到27.9亿美元。
四、A股“一超一霸多强”
综合以上信息，A股半导体设备行业格局可以用来概况。
北方华创：泛半导体设备龙头。公司各方面全部大幅度领先，业务上平台化布局，产品涵盖刻蚀、薄膜沉积、氧化退火、清洗等4大领域，是行业领域里的“一超”。
中微公司：刻蚀设备龙头。和一哥有比较大的差距，但依然领先其他公司不少。业务上主要布局刻蚀环节设备，主打产品等离子体刻蚀设备是除光刻机外最关键、工艺难度最高的半导设备。中微以国产刻蚀设备领军者姿态，成就行业“一霸”。
除了北方华创、中微公司这类多种类设备布局的平台型公司；大部分公司属于专业设备公司，专攻细分领域，并在各自的细分领域里取得一定的突破。
芯源微：涂胶显影设备龙头。涂胶显影机是光刻工序重要配套设备。公司已完成在晶圆加工环节28nm及以上工艺节点全覆盖。在物理清洗机保持龙头地位，化学清洗机有序突破。
拓荆科技：薄膜沉积设备龙头。形成了覆盖全系列PECVD薄膜材料的设备。
盛美上海：清洗设备龙头。业务布局覆盖涂胶、显影、湿法蚀刻和刷洗，上也有平台化的趋势。
华海清科：CMP研磨设备龙头。CMP产品在成熟制程方面已基本实现全覆盖。
长川科技：后道测试设备龙头。以自主研发的产品实现了测试机、分选机的部分进口替代。主要产品为测试机、分选机、自动化设备及AOI光学检测设备等。
华峰测控：在后道测试系统领先。
至纯科技：是高纯工艺系统支持设备龙头，有效替代并改变了原先由国外气体公司垄断的供给格局。
富创精密：半导体设备精密零部件龙头。公司是全球为数不多的能够量产应用于7纳米工艺制程半导体设备的精密零部件制造商。
更多国产厂商具体产品的布局情况这里就不详细说了，大家可以参考下面的图表看。
五、总结
半导体设备是芯片行业的基础，国内市场近2500亿，但国产厂商实力与国际龙头差距巨大。但在自主可控大趋势下，国产替代已成为国家长期战略，目前申万半导体设备板块整体估值还处于历史较低的位置。
相信大家看完文章后对整个半导体设备行业都有了比较完整的认识了，对每个环节的情况和每个环节中有那些重要公司都比较清楚了。至于这些公司详细的业绩和估值情况，最终能不能成为合适的投资标的，还需要进一步详细分析。有兴趣进一步了解公司情况的，现在就关注“岩松观点”公众号，我们详细给你分析。
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岩松观点
基金管理人，专研投资20年，管理基金12年，著《规律与人性》书和《价值投资100答》音频栏目
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