半导体产业技术最高的环节-半导体设备（上篇）-产业链格局

火哥这半年所写的章中，谈的最多的就是半导体行业的公司，一方面是因为火哥来也是学相关专业的，所以研究的稍微多一些；而最主要是因为半导体板块确实在今年表现最为抢眼，机会特别多，例如我们前期的节目讲过的“汇顶科技、【深南电路(002916)、股吧】、沪电股份、鹏鼎控股、维通、兆易创新”等，今年都有非常不错的表现。今天呢，我们接着聊半导体行业，今天要谈的是半导体行业中技术壁垒最高的一个环节，半导体设备。

1、谈到半导体设备，给人的感觉就是一个字“贵”

半导体设备是整个半导体的上游环节。有一个神奇的定律，当每一次半导体行业开始扩产的时候，扩产的成本80%来自它的设备，半导体设备没有最贵，只有更贵。半导体设备光刻机龙头，阿斯麦公司的一台光刻机价值超过1亿美元，而最新的EUV光刻机可以卖到3亿美元以上。

1.1、为什么这么贵

半导体设备中最核心的几类设备以及分别占比是刻蚀设备（蚀刻机）24%，光刻显影设备（光刻机）23%，pvb薄膜沉积设备20%。这是整个半导体制造设备中最贵的三个部分，这3个中最便宜的也是按千万级别美元计算的。为何这么贵呢？

首先，精度要求非常高

我们以光刻机为例，它是制造半导体的核心部件，光刻机精度越高做出来的芯片精度才会越高，我们所说的7nm，5nm就是指的这个，数字越小，精度越高。所以目前最贵的紫光光刻机（EUV）达到了3亿美元，它可以做出5nm的工艺制程。目前台积电开始拿下5nm的生产线，投入是250亿美元，其中80%是投在设备上。

其次，良品率要求高

例如，光刻机把图案印在待刻的薄膜上，然后刻蚀机根据印上去的图案刻蚀掉有图案（或者没有图案）的部分，留下剩余的部分。一个64层结构的半导体，至少需要1000个上述的步骤，如果每一个步骤的合格率是99%，1000个步骤之后，合格率就接近是零了，所以需要合格率达到99.99%，才能保证1000步后，达到90%的合格率。

还有，工艺复杂

例如光刻机讲究分辨率、套刻精度等这些不仅仅是技术好就能够实现的，而是那些工程师几十年如一日的试验，调校出来的。也正因为这样所以ASML才能吹牛，说自己就算公开图纸，别人也造不出和它一样的光刻机来，因为零件一样，你也未必能够实现它的精度。

最后，更新速度太快

半导体设备行业毛利率非常高，但它的更新速度非常之快，只要有一次更新跟不上节奏，很大的公司都有可能瞬间倒下，想想尼康和佳能在光刻机上就是如此。

1.2、半导体设备被几大巨头垄断

半导体设备制造行业有几个特性，高资本，以及进场资本、初期投入要求非常高；高专利壁垒；需要长时间的技术沉淀，这几缺一个，都进入不了这个行业。

所以全球半导体设备行业高度集中，美国应用材料，泛林和科天，日本东电子以及荷兰阿斯麦五家厂商合计占据全球超过 65%的市场份额。其中行业龙头美国应用材料（AMAT）以 17%的市占率排名第一位，其次作为全球光刻机龙头荷兰阿斯麦（ASML）市占率约为 16%，日本东京电子，美国泛林集团和美国科天半导体分别以 13.45%，13.4%和 5.19%的市占率排在前五位。

分晶圆设备来，2018 年全球半导体设备市场规模达到 645 亿美元，其中晶圆制造设备占比达到 81%，晶圆设备市场规模达到 522.45 亿美元。按照光刻机占比约为 23%测算，全球光刻机市场约为 120 亿美元左右。其中荷兰阿斯麦（AMSL）占据全球 75%的市场，尼康和佳能分别占 11%和 6.2%，国内上海微电子是主攻光刻机研发的唯一企业，但是在制程上与 ASML 差距较大。

在半导体设备中价值量占比超过光刻机的刻蚀设备领域，美国泛林集团占比超过 50%排名第一位，其次是东京电子和应用材料分别占据 20%和 19%，这个细分行业处于高度集中，前三家合计超过 90%。国内在刻蚀设备领域【北方华创(002371)、股吧】和中微半导体是主要玩家，其中北方华创在硅刻蚀领域处于领先，而中微则是国内等离子介质刻蚀设备龙头。按照半导体设备中 24%的占比，全球刻蚀设备市场规模达到 125 亿美元。

1.3、中国半导体设备正在追赶

国内上海微电子是主攻光刻机研发的唯一企业，但是在制程上与 ASML 差距较大，基本目前可以忽略了。

国内在刻蚀设备领域北方华创和中微半导体是主要玩家，其中北方华创在硅刻蚀领域处于领先，而中微则是国内等离子介质刻蚀设备龙头。

国内刻蚀设备主要的供应商是北方华创和中微半导体，前者深耕硅刻蚀，后者专攻等离子介质刻蚀。目前干法刻蚀工艺中，硅刻蚀主要采用 ICP 刻蚀为主，国内在 ICP 硅刻蚀领域北方华创处于行业领先，其生产的 14nm 工艺的刻蚀机台已经能够进入中芯国际等一线晶圆厂工艺验证阶段，此外深硅刻蚀设备成功打开了了东南亚市场。中微半导体的主导的介质刻蚀以 CCP 干法刻蚀为主，不仅能够为 7nm 芯片生产线供应刻蚀机，而且自主研制的 5nm 等离子体刻蚀机台经过台积电的验证。

2、半导体产业正在发生第三次转移，转移到中国，中国半导体设备公司会有本土优势

2.1、半导体产业正在发生第三次转移

历史上的两次半导体产业转移均产生“巨无霸”级国际巨头。20世纪70年代，半导体产业从美国转移到了日本，造就了富士通、日立、东芝、NEC 等世界顶级的半导体企业；20世纪80年代中后期，韩国、台湾成为集成电路产业的主力军，三星、台积电等企业诞生。如今，中国已成为半导体产业第三次转移的核心地区，目前几乎所有的大型半导体公司均在中国有布局，并在大幅加大投资力度。

2.2、大规模的半导体晶圆厂投产，会反哺到半导体设备上

2018 年中国大陆半导体设备销售额增长 59%，为全球增长最快的地区，从 SEMI公布全球 12 英寸晶圆厂建设预测来，中国市场将成为全球晶圆产能扩建的主力。全球将于 2017 年～2020 年间投产 62 座半导体晶圆厂，其中 26座设于中国大陆，占全球总数的 42%。未来五年年以长江存储、合肥长鑫和紫光存储等存储芯片厂商将成为未来设备采购主要的增长来源，预计未来 5 年内将累计投资 500 亿美元采购设备，而逻辑厂商在未来 3 年内支出约 284 亿美元采购设备，预计到 2024 年中国大陆半导体设备支出额将达到 450 亿美元，占全球市场的份额进一步上升至 44%，相较于目前 130 亿美元的市场规模，仍然有超过 3 倍的增长，如果国内企业占比接近 20%，国产半导体设备市场规模有望达到 630 亿人民币。

2.3、半导体设备行业具有明显周期性，5G/服务器/IOT 等需求复苏驱动行业有望迎来新一轮爆发

半导体设备行业存在明显的周期性，而且作为行业景气度的先行指标， 2019 年 1 季度开始逻辑代工设备已经恢复高速增长，DRAM 内存设备已经走出底部。晶圆代工设备之所以率先复苏还是在于半导体龙头台积电和三星电子对于 7nm 及以下先进制程的持续投入，预计明年出货量超过 2 亿台5G 手机处理器芯片会大比例开始采用 7nm 工艺。随着 5G 即将进入商用化进程，5G 手机，AI 芯片等新领域的需求开始进入新一轮高增长阶段，5G 应用带来数据量的激增将带动服务器行业已经走出低谷，对应的设备投资提前反应，预计 2019 年设备行业跌幅趋缓，2020 年半导体设备有望进入新一轮投资高峰期。

全总结

1、半导体设备是整个半导体产业链中技术含量最高的环节，所以半导体设备没有最贵，只有更贵；

2、全球半导体设备行业高度集中，美国应用材料，泛林和科天，日本东电子以及荷兰阿斯麦五家厂商合计占据全球超过 65%的市场份额。

3、全球半导体产业正在发生第三次转移，转移到中国，并且在5G/服务器/IOT 等需求复苏驱动行业有望迎来新一轮爆发，所有这些都会反哺到半导体设备上去。

4、中国有2个玩家参与，北方华创和【中微公司(688012)、股吧】，火哥会在接下来的2期节目中逐一更大家介绍。