芯片制造能力是实现国家集成电路乃至信息产业自主可控的关键，晶圆制造和封测，以及上游配套的设备与材料是基础。本土设计、制造、封测、存储等环节不断突破，部分领域已追赶至国际水平。

设备和材料作为半导体产业链上游核心，在重视和扶持下将加速本土配套。国产化半导体产业链发展现状如何？

关键制程设备本土均有突破

晶圆代工产能方面，2017年全球代工营收约623亿美金，中芯国际、华虹半导体等本土晶圆代工企业营收约50亿美金，全球代工产值占比约8%，代工份额提升空间巨大。

晶圆制程方面，本土代工在45nm/40nm以上成熟制程已具备实力，28nm以下的先进制程正努力缩小差距。中芯国际的28nm制程17Q4量产，14nm在2019Q3量产，12nm开始客户导入。华力微19年底突破28nm HKC+工艺，2020年将量产14nm。就14纳米而言，中芯国际与台积电/三星/GF差距逐渐缩小。

2018-2021年是大陆产线投入与产能爬坡的密集期，2020年将迎来诸多晶圆新线建设，包括新项目落地，以及已有项目的二期建设或扩产开工，本土半导体资本开支持续维持高位。

存储是新线重点，投资占比高达65%，其中本土存储占比48%（紫光/长江存储/合肥睿力/福建晋华），非本土（Intel/三星/海力士）为17%。规划涉及设备投资总额约8800亿元，根据建设进度预计设备订单释放时间，对应2017-2021年每年半导体设备需求约769、1551、1504、1719、1427亿元。

2019年全球半导体设备市场约576亿美金，大陆地区约130亿美金，占比约22.4%，仅次于台湾的27%，高于韩国的18%。2019年泛半导体设备国产率约16%，IC设备国产化率约5%，其中大陆进口半导体设备中，金额占比最高的为镀膜设备，占比32%（化学气相沉积23%+物理气相沉积9%），其次是刻蚀设备18%，其次是引线键合机12%，剩下氧化扩散炉、光刻机、离子注入机、化学抛光机等设备占比约10%、9%、4%、4%。镀膜与刻蚀两环节设备合计约50%，是国产替代的主力领域，相关公司有望从中受益。

随着大陆晶圆产线建设，本土晶圆代工产能有望提升3倍，大陆晶圆制造商的市占率攀升，最终将带动本土上游配套的设备企业“共生增长”。

本土企业在特色工艺具备竞争力，存储投资力度大规划明确，先进/成熟制程逐渐进步，晶圆产能新建给本土设备企业带来配套机会。目前国内设备商28nm产线批量供应，14nm逐步验证，看好国产设备在28nm及以上产线机会。我们认为半导体设备国产化容易程度：（1）产品上，功率器件>数字模拟器件>逻辑芯片；（2）制程上，特色工艺>成熟制程（28nm及以上）>先进制程；（3）尺寸上，4-6寸>8寸> 12寸。

刻蚀/镀膜/清洗设备国产化较好，光刻/离子注入/量测等有差距

从技术水平看，刻蚀/镀膜/清洗/CMP/热处理等设备的国产化水平相对较高，在华力微、华虹等先进的28/14nm晶圆代工产线和长江存储3D NAND等存储产线批量应用，份额逐年提升，基本上超过15%。

整体来看，国内刻蚀机国产化率达到18%，中微公司和北方华创贡献较多。根据中芯国际、长江存储和合肥睿力的招标情况看，从中微采购的刻蚀机台数占整体刻蚀机台采购比例约15-20%，逼近东京电子和应用材料，进步明显。按材料分，国内介质刻蚀设备市场中，中微占有25%份额，国产化率在各类半导体设备中属于较高水平；而在硅刻蚀设备市场中，北方华创占有15%市场份额。

MOCVD设备市场规模在6-12亿美元之间，中国是最大的需求市场。薄膜沉积设备国产化率整体较低，PVD设备较CVD设备国产化率高。国内厂商中，已有中微半导体、北方华创、沈阳拓荆和中晟光电等在细分领域可实现国产替代。

清洗环节：盛美/北方华创/至纯等多厂商布局，国产替代机会较大。国内厂商方面，盛美半导体、北方华创和至纯科技可生产槽式晶圆清洗机和单片清洗机。盛美半导体处于领先地位，生产单片清洗机，在国内有比较深厚客户基础；芯源微侧重单片清洗机，北方华创和至纯科技槽式和单片均有布局，三者均已获得国内大客户订单，营收规模尚小。

CMP设备市场头部集中趋势明显，国产CMP设备有所突破。随着晶圆制程工艺发展，所需CMP次数增多，CMP设备和CMP材料的需求也大幅提升。在CMP设备市场竞争激烈, CMP设备厂商由1997年的20家逐渐集中在2017年的两家（应用材料和荏原），且CMP设备最大的供应商美国应材的市场份额依然呈现逐年递增的态势。国内目前主要的CMP设备供应商为中电科和华海清科，在长江存储最新的30k产能生产线设备招标中，华海清科在硅、二氧化硅材料CMP设备中标多台，国产化率分别达到33%和33%，而铜和钨CMP设备无国内厂商中标。

而光刻、涂胶显影、离子注入、量测设备、测试分选等环节相较国际水平有一定差距，但也有份额突破，不超过5%。国产光刻机目前最高到90nm节点，在功率等特色工艺线有所突破；离子注入在光伏及45-22nm低能大束流方面取得突破；量测设备主要集中在膜厚等关键尺寸测量上。而其他封测设备如探针台、测试机、分选机等在数字芯片等先进应用上仍有差距。

IC封装设备国产化相对成熟

半导体封装设备种类繁多，日系、欧美厂商主导市场。国内封装设备整体上处于低端，在高端封装工艺中应用很少，个别机型依靠定制化需求打入市场，尚未形成批量生产带动高端研发的良性循环，主要原因在于：1）核心零部件“卡脖子”，如气浮主轴限制了高端减薄机和划片机的发展；2）设备研发投入高，设备试错成本高，难以形成市场反哺研发；3）国产封装设备可靠性相对较差，客户不接受国产设备，与第2点形成恶性循环；4）高端技术人才和团队匮乏。

先进封装设备国产化率正逐步提高，传统封装设备国产化率较低。根据中国电子专用设备工业协会统计，目前12英寸晶圆先进封装、测试生产线设备中，已有17种实现高度国产化，国产化率可达70%。封装用光刻机，倒装、刻蚀、PVD、清洗、显影、匀胶等设备均已满足国内先进封装需求，部分实现批量销售。先进封装用前道设备国产率较高，光刻机、刻蚀机、植球机等超过50%，但传统封装设备国产化率整体不超过10%，主要设备如划片机和键合机等仍然严重依赖进口，传统封装设备是被忽视环节，亟需支持。

测试探针分选设备：长川科技/华峰测控逐渐突破，高端产品正大力布局。

投资建议

半导体设备国产突破正加速，迎来中长期投资机会

站在2020年当下展望未来，疫情虽影响部分下游终端出货节奏及需求，但5G商业化正在开启，5G换机和创新周期长线趋势确定，终端侧和功能端迎来需求增量，核心半导体元件迎来量价提升。另一方面，19年半导体景气度逐渐好转，20年贸易环境和行业供需的不确定性虽有增加，但长维度的半导体产业链国产替代逻辑正在加速兑现。本土在设计、制造、封测、存储等环节大力布局不断突破，部分领域已追赶至国际水平。设备和材料环节作为半导体产业链上游核心部分，也正受到重视和扶持，有望加速本土配套。

建议关注：北方华创（刻蚀/镀膜/热处理/清洗）、中微公司（刻蚀/镀膜）、盛美（清洗）、至纯科技（高纯工艺/清洗）、上海微（光刻机）、华海清科/中科信（CMP）、中电48所/万业企业（离子注入）、屹唐（刻蚀/热处理/去胶）、沈阳拓荆（PECVD）、芯源微（涂胶显影/去胶/清洗）、上海精测/上海睿励（过程控制测试）、长川科技/华峰测控/华兴源创（测试分选）、晶盛机电（硅片长晶加工）。