半导体设备，数字经济的魂

公众号改版，及时收到文章推送需要给公众号加星。大家可以点击页面上方蓝色字【京北夜光】，进入公众号首页，点右上角“...”，点下方“设为星标”。

坚持复盘总结分享不容易，点右上角点个在看并分享到朋友圈，看完顺手点个点赞和在看，算是个认可，感谢。

加群联系jingbeiyeguang01，可同时关注抖音京北月光。

《半导体，数字经济的魂》首发于2023年3月10日，《半导体设备》首发于2023年9月20日。此次算是旧文重发。

半导体设备在高端领域处于美欧日垄断状态，“卡脖子”问题突出，是当前及未来国产化重点突破的领域。

1 中国是全球最大的半导体市场

与2020年的4404亿美元相比，2021年全球半导体市场规模达到5559亿美元，同比增幅为26%。

从区域来看，2021年美国市场的销售增幅最高，达到27.4%。中国仍是全球最大的半导体单一市场，销售额同比增长27.1%至1925亿美元。欧洲市场的增幅为27.3%，日本市场则为19.8%。

下图是2021年12月销售额：

这里面有两个原因，一个是中国人口多、市场大，对半导体和芯片的需求大，另外一个，则是中国是全球电子产品的制造基地，需要大量的半导体和芯片。

2 芯片进出口1.8万亿逆差

2018年、2019年和2020年，中国分别进口芯片3248.4亿美元、3130.7亿美元和3555.4亿美元，特别是2020年以来，进口芯片的总额为全球进口量的60%以上。

2021年中国芯片进口增长16.9%，2020年增长22.1%。

2022 年中国进口集成电路 5384 亿件，比 2021 年下降 15.3%。按价值计算，中国集成电路进口额为4156亿美元，与2021年相比下降3.9%，表明中国正在为进口支付更高的单价。

同期出口值略微增长 0.3% 至 1539 亿美元，2022年芯片贸易逆差为 2617 亿美元。

这中间的原因，是国内制造的芯片满足不了国内市场需求。

而之所以国内不能制造更多更好的芯片，主要是缺乏半导体设备（包括材料和零部件）。

即使如此，中国已经是全球最大的半导体设备市场。

3 中国是全球最大的半导体设备市场。

2021年，国内半导体设备的市场规模296亿美元，同比增长了58%。

2021年全球半导体设备市场规模1026亿美元，中国大陆市场就占了全球市场的28.8%，排名第一。

而韩国半导体设备市场为250亿美元、中国台湾半导体设备市场规模为249亿美元，欧洲、美国，其市场规模分别为32.5亿美元和76.1亿美元。

但是，在半导体设备市场，中国同样是巨额逆差。

4 半导体制造设备逆差2000亿

2021年296亿美元的半导体设备中，从国外进口的比例高达72.6%，价值约1500亿元。2021年国内半导体设备的国产率仅为27.4%，虽然相比于2020年的16.8%有较大进度，但72.6%的进口比例还是很惊人的。

根据国际贸易中心（ITC）提供的数据，中国大陆半导体制造设备2022年贸易逆差超过271亿美元。同年，中国大陆进口半导体设备价值311亿美元，其中日本、美国、韩国、荷兰、中国台湾和新加坡占进口总量的近90%。其中，日本是中国最大的设备进口国，约占进口总量的30%。

海关总署的数据显示，2022年中国大陆半导体设备进口总额347.2亿美元，同比下降15.3%；出口总额41.2亿美元，同比上涨13.1%；贸易逆差306亿美元，同比下降18.1%。

5 芯片危局

也就是说中国是最大的芯片市场，但国产芯片有限，芯片进口远大于出口，芯片逆差1.8万亿。

虽然国内也有比较大的芯片制造规模，但是制造芯片所需的半导体设备却仍然大量需要进口，国产半导体设备有所突破，但设备进口远大于出口，半导体设备逆差2000亿。

我们得出口多少衣服汽车，才能天平这20000亿逆差？

2022年10月美国实施全面出口限制后，中国大陆当年第四季度半导体设备进口环比下降24.4%。这种下降在2023年第一季度进一步加深，较上年同季度下降28.1%。

芯片和半导体设备巨额逆差就算了，关键是，稍微高端点的芯片和设备，花钱还买不到。

6 全球半导体设备市场

半导体主要由四个部分组成：集成电路、光电器件、分立器件和传感器，其中集成电路在全球总销售额中的占⽐高达 80%以上，是半导体产业链的核心领域。

集成电路产业链通常以芯片设计、制造和封装测试为三大环节。

设备材料与制造和封装测试联系最为紧密，对应分为前道设备和后道设备，晶圆材料和封装材料。设备材料在高端领域处于美欧日垄断状态，“卡脖子”问题突出，是当前及未来国产化重点突破的领域。

根据SIA的统计报告，2019年中国在晶圆制造设备领域的占比仅为2%。

根据SIA数据统计，全球半导体设备大致可以分为11大类，50多种机型。前道设备主要有光刻机、刻蚀机、薄膜沉积机、离子注⼊机、CMP 设备、清洗机、前道检测设备和氧化退火设备八大类，后道设备主要分为测试设备和封装设备。前道设备用于晶圆制造过程，覆盖从光片到晶圆的成百上千道工序。光刻机、薄膜沉积设备、刻蚀及清洗设备、前道检测设备和后道检测设备2019年全球销售额市场份额占比分别约为19%、19%、25%、9%和9%。

2020年全球半导设备产业结构中，前道设备在总销售额中的占比约85%，后端测试设备占比约9%，后道封装设备占比约6%。目前全球前道设备市场份额主要由美欧日企业垄断，几家头部设备大厂美国AMAT占比约为17.0%，荷兰ASML占比约为16.6%，日本TEL占比约12.5%，美国LAM占比约11.2%，美国KLA占比约6.3%，合计占比近64%。

全球半导体设备细分领域均呈现寡头垄断格局。根据Gartner数据，2019年全球光刻机主要由ASML一家垄断，占据83%的份额；涂胶显影/去胶市场主要由TEL一家垄断，占据91%的份额；热处理市场由AMAT、TEL和Kokusai三家垄断，份额占比分别为40%、20%和19%；刻蚀市场主要由LAM、TEL和AMAT三家垄断，份额占比分别为45%、28%和18%；离子注入市场主要由AMA、Axcelis和SMIT三家垄断，份额占比分别为60%、18%和17%；PVD市场主要由AMAT一家垄断，占据85%的市场份额；CVD市场主要由AMAT、Lam Research和TEL三家垄断，份额占比分别为30%、26%和17%；清洗市场主要由SCREEN、TEL和Lam Research三家垄断，份额占比分别为51%、27%和12%；CMP市场由AMAT和Ebara两家垄断，份额占比分别为66%和28%；流程控制市场主要由KLA、AMAT和Hitachi三家垄断，份额占比分别为54%、11%和9%。

工业母机（包括高端机床）和半导体设备，成为少数国内无法自主的领域。

7 国产半导体设备

2019年5月15日，美国商务部将华为列入出口管制的实体清单，美国技术比例限制为25%，随后2020年5月15日将25%的限制比例调整为凡是含有美国技术皆需美国行政许可，限制比例变为0%。2020年10月4日中芯国际发布公告，美国BIS已根据美国出口管制条例对于向中芯国际出口的部分美国设备、配件及原物料进行限制，随后2020年12月4日美国商务部将中芯国际及其部分子公司及参股公司列入“实体清单”，限制中芯国际在10nm及以下技术节点获取相关设备，直接导致中芯国际未来将扩产的重心放在了成熟制程上。

鉴于半导体制造的复杂性和关键设备的不可或缺性，制造商对芯片机器进口的严重依赖增加了中国半导体行业中断的风险，俗称卡脖子。

随着华为和中芯国际被制裁，设备国产化成为迫切需求。

随着半导体设备厂商逐渐登陆科创板或受到大基金扶持，如今不少本土企业的产品已经能够用于28nm产线，部分产品如中微公司的CCP刻蚀机甚至已经进入了台积电最先进的5nm逻辑芯片产线。回顾2021年很多国产半导体设备实现了0-1的跨越，2022年将逐步进入到1-N的放量过程

在中美贸易摩擦加剧之前，本土晶圆厂商为了尽快在半导体景气周期内完成产线建设，一般都倾向于采购国外的成熟的设备，减少认证的周期和成本。而半导体设备的发展离不开晶圆厂协同开发的核心驱动作用，在过去很长一段时间国产设备发展缓慢，获得验证及导入的机会并不多。

随着拜登政府延续并扩大了中美贸易摩擦以来的半导体政策：对内补贴芯片制造，对外拉拢台积电和三星赴美建厂，同时继续卡住对华关键企业的技术和设备出口，导致潜在的设备供应压力和“实体清单”风险逐步加大，国内晶圆厂产能不断扩张的同时，也在不断地导入国产设备，扶持本土战略供应商。国产半导设备产商获得了难得的发展机遇期，国产化率正在稳步提升。

比如：

硅片制造设备：

晶盛机电拉晶炉、切割机已供货中环股份，研磨机已供货沪硅产业。

热处理设备：

主要是卧式炉、立式炉和快速升温炉，目前国内的北方华创、屹唐半导体等已经能够生产28nm及以下制程的热处理设备。

光刻设备：

光刻主要使用光刻机和涂胶显影机。上海微电子目前量产90nm光刻机，28nm国产光刻机正在验证中。涂胶显影机方面，芯源微的前道Barc涂胶设备可以满足28nm工艺。

张江高科持有上海微电子10%股份，苏大维格据称有中低端光刻设备供货芯片厂。

刻蚀设备：

北方华创的硅刻蚀机在14nm工艺上取得重大进展，中微公司第二代电介质刻蚀设备已广泛应用于28到7nm后段制程以及10nm前段制程，其开发的7-5nm刻蚀设备成功进入台积电先进制程工艺的供应链。

刻蚀之后使用去胶设备屹唐半导体产品已经进入了5nm生产线。

离子注入设备：

万业企业子公司凯世通的12英寸低能大束流离子注入机和高能离子注入机获得订单，有望持续放量。中电科旗下北京中科信的12英寸离子注入机已进入中芯国际生产线，工艺覆盖至28nm。

薄膜沉积设备：

北方华创的PVD设备已经用于28nm生产线中，14nm工艺设备也已实现重大进展。沈阳拓荆的PECVD设备已在中芯国际40-28nm产线使用，ALD设备也在14nm工艺产线通过验证。

清洗设备：

盛美上海、至纯科技、北方华创、芯源微的相关清洗装备均可实现一定的国产替代，并持续在28nm及以下先进制程取得突破。

化学机械研磨设备：

华海清科在逻辑芯片制造、3DNAND制造、DRAM制造等领域的工艺技术水平已分别突破至14nm、128层、1X/1Ynm，均为当前国内大生产线的最高水平和全球集成电路产业的先进水平。

前道量测设备：

上海睿励科学仪器自主研发的12英寸光学膜厚测量设备TFX3000系列产品，已应用在65/55/40/28纳米芯片生产线并在进行了14纳米工艺验证。

精测电子向中芯国际出机两款产品：独立式光学关键尺寸量测设备（OCD）及电子束缺陷复查设备（Review-SEM）。

中科飞测的几款前道检测设备实现国产设备零的突破，进入中芯国际、长江存储等国内大厂。

后道检测设备：

华峰测控在模拟及混合信号类集成电路自动化测试系统具有较强的市场竞争力，国产化率较高，目前逐步进入到中高端SoC类集成电路测试领域。

长川科技是国内领先的测试机和分选机供应商，产品包括测试机、分选机、探针台和AOI，测试机主要用于模拟芯片检测，目前积极布局中高端SoC类测试机。

8 国产半导体设备，长周期优质赛道

国内半导设备（包括零部件、材料）行业成长的核心逻辑是国产化率的提高，即使半导体行业增速下滑，也不改国产化大趋势，是未来比较确定的长周期优质赛道。

半导体设备行业景气度与国产替代进度、晶圆厂扩张以及技术迭代相关。

晶圆厂扩张决定着景气周期内对半导体设备的需求，技术创新带来的技术迭代则不断驱动着半导体设备的需求长周期持续向上，但国产替代才是本轮半导体设备景气度高企的核心驱动力。

即使经济波动，或者消费电子、半导体消费波动，国产半导体设备甚至能一定程度上抵御这些波动，因为它的核心逻辑不是行业增量，而是国产替代。

半导体设备，星辰大海。既是安全所需，也是发展的基石。

半导体设备，数字经济的魂。

如果觉得文章有点收获，点右上角点个在看并分享到朋友圈，看完顺手点个点赞和在看。

在看互动：凡是点了点赞和在看且分享本文到朋友圈的读者，进入公众号主页，点击“发消息”，然后在对话框里发送“互动”这两个字，就会看到京北今天的关注标。（注意：前提是你必须得先点过“点赞”、“在看”及分享到朋友圈，未完成三连而去“互动”直接拉黑）

或

赞赏互动：赞赏后，进入公众号主页，点击“发消息”，就会看到京北今天的关注标。

与京北夜光一起，讨论分享全网唯一的超级趋势投资，发掘优质标的，洞察市场趋势

注意：再好的逻辑，再好的标的，也得结合估值、位置、趋势来选择介入和退出的时机。文章讨论思路、框架，所言板块和标的仅做为示例采用。股市有风险，入市需谨慎，操作请风险自担。

免责声明：本文及公众号任何文章之观点，皆为交流探讨之用，不构成任何投资建议。本公众号作者也不负有更新以往文章观点之责任，一切以最新文章为准。用户根据本文及本公众号任何观点进行投资，须风险自担，责任自负。由此造成的一切后果，本公众号不承担任何责任，转载请注明出处。