半导体设备大陆需求全球占比第一，国产替代加速

（报告出品方国盛证券）

2.1 国内晶圆厂资本开支上行，国产设备替代空间广阔

国内晶圆厂投资进入高峰期。根据集微网统计，2020~2022 年国内晶圆厂总投资金额分 别约 1500/1400/1200 亿元，其中内资晶圆厂投资金额约 1000/1200/1100 亿元。2020~2022 年国内晶圆厂投资额将是历史上最高的三年，且未来还有新增项目的可能。

大陆 12 寸晶圆厂建厂潮带动设备需求持续增长。生产效率及降低成本因素推动下，全 球 8 寸扩产放缓，12 寸晶圆厂扩产如火如荼。2020 年以来，国内 12 寸晶圆厂遍地开 花，除中芯国际外，闻泰科技、格科微、海芯等公司纷纷计划建设 12 寸晶圆厂，粤芯半导体、华虹无锡等 12 英寸生产线陆续建成投产。根据 SEMI，2019 年至 2024 年，全球至少新 增 38 个 12 寸晶圆厂，其中中国台湾 11 个，中国大陆 8 个，到 2024 年，中国 12 寸晶圆产能将占全球约 20%。大量晶圆厂的扩建、投产，将带动对上游半导体设备的需求提升，更有望为国产化设备打开发展空间。

中芯国际、华虹 CapEx 持续上行。中芯国际 2021 年资本开支维持高位，达到 45 亿美 金（大部分用于扩成熟制程，尤其是 8 寸数量扩 4.5 万片/月），预计 2022 年达到 50 亿 美金。华虹 2021 年全年资本开支 9.39 亿美金，其中 8.39 亿美金用于 12 英寸扩产，0.99 亿美金用于 8 英寸产能。公司 2022 年规划资本开支超过 15 亿美金，其中 12 寸产 能从 65K 增加到 95K，资本开支预计 14 亿美金，8 寸厂升级提升效率，预计开支约 1.8 亿美金。根据公司 2022Q1 法说会，华虹无锡二期规划开始进行，技术上延展特色工艺 平台，相关工作在抓紧推进中。

长存、长鑫产品研发迭代，加速追赶海外龙头。合肥长鑫从 19nm 向 17nm 转移，加速 技术提升，在北京设厂进一步扩产。长江存储 2019 年开始量产 64 层 3DNAND，2020 年 4 月发布 128 层 3DNAND，2022 年 8 月正式推出基于 Xtacking3.0 技术的第四代 TLC 三维闪存 X3-9070，相比上一代产品，存储密度更高，I/O 速度更快，高达 2400MT/s，提升 50%，并采用 6-plane 设计，在性能提升超过 50%的情况下，功耗降低 25%。此次新品推出，公司加速追赶步伐，进一步缩小与海外龙头差距。长存、长鑫开启存储产业国产替代大幕。长江存储二期合计规划产能 30 万片/月，合肥长鑫规划三期产能，全部投产后达到 36 万片/月。长江存储、合肥长鑫作为国内存储产业发展重镇，在打开存储产业国产替代局面中具有重要作用。并且国内的存储产业对于半导体设备及材料都将具有重要的拉动作用。

2021年全球半导体设备市场规模创1026亿美元新高，大陆占比全球第一。根据SEMI，2021 年半导体设备销售额 1026 亿美元，同比激增 44%，全年销售额创历史新高。大陆 设备市场在 2013 年之前占全球比重为 10%以内，2014~2017 年提升至 10~20%，2018年之后保持在 20%以上，份额呈逐年上行趋势。2020-2021 年，国内晶圆厂投建、半导 体行业加大投入，大陆半导体设备市场规模首次在市场全球排首位，2021 达到 296.2 亿 美元，同比增长 58%，占比 28.9%。展望 2022 年，存储需求复苏，韩国预计将领跑全 球，但大陆设备市场规模有望保持较高比重。

设备国产化率较低，海外龙头垄断性较高。我国半导体设备市场仍非常依赖进口，从市 场格局来看，细分市场均有较高集中度，主要参与厂商一般不超过 5 家，top3 份额往往 高于 90%，部分设备甚至出现一家独大的情况，目前国内厂商目标市场主要是国内晶圆 厂需求，尤其是内资投建的需求。制程越先进，设备投资额占比越高。设备投资一般占比 70~80%，当制程到 16/14nm 时，设备投资占比达 85%；7nm 及以下占比将更高。光刻、刻蚀、沉积、过程控制、热处理等均是重要投资环节。

国内国产化逐渐起航，从 0 到 1 的过程基本完成。

北方华创产品布局广泛，刻蚀机、PVD、CVD、氧化/扩散炉、退火炉、清洗机、ALD 等设备新产品市场导入节奏加快，产品工艺覆盖率及客户渗透率进一步提高，在集成电路领域主流生产线实现批量销售，产品加速迭代；第三代半导体、新型显示、光伏设备产品线进一步拓宽，出货量实现较快增长。

拓荆科技作为国内唯一一家产业化应用 PECVD 和 SACVD 设备的供应商，PECVD 累计发货 150 台，广泛用于中芯国际、华虹集团、长江存储、合肥长鑫、厦门联芯、燕东微电子等国内主流晶圆厂，PEALD 已实现销售；

中微公司介质刻蚀机已经打入 5nm 制 程，新款用于高性能 Mini-LED 量产的 MOCVD 设备 UniMax 2022Q1 订单已超 180 腔；

芯源微前道涂胶显影设备在 28nm 及以上多项技术及高产能结构方面取得进展，并实现多种核心零部件的国产替代，公司前道物理清洗设备已经达到国际先进水平并成功实现国产替代，新签订单结构中前道产品占比大幅提升；

华海清科 CMP 设备在逻辑芯片、3D NAND、DRAM 制造等领域的工艺技术水平已分别突破至 14nm、128 层、1X/1Ynm，到 2021 年底，公司 CMP 设备累计出货超过 140 台，未发出产品的在手订单超 70 台。

Mattson（屹唐半导体）在去胶设备市占率全球第二；

盛美半导体单片清洗机在海力士、长存、SMIC 等产线量产。

精测电子、上海睿励在测量领域突破国外垄断。

2.2 从国内晶圆厂招投标情况，看设备各个环节突破进展

2.2.1 刻蚀设备

根据招标网的数据统计，华虹无锡 2022 年上半年招标刻蚀设备 49 台，其中 Lam 中标 26 台，TEL 中标 5 台，中微公司中标 13 台，北方华创中标 4 台。中微公司中标的 13 台具体为氧化膜等离子体刻蚀机 8 台，钝化膜等离子体刻蚀机 3 台，氮化硅等离子体刻蚀 机 2 台；北方华创分别中标多晶栅等离子体刻蚀机 2 台和有源区等离子体刻蚀机 2 台。

积塔 2022H1 招标刻蚀设备 29 台，其中北方华创中标 13 台，中微公司中标 8 台，TEL 中标 3 台，Lam 中标 2 台。北方华创中标的 13 台设备分别为金属等离子刻蚀机 7 台，多晶硅刻蚀机 5 台，铝刻蚀机 1 台。中微公司中标 7 台钝化层等离子刻蚀机，1 台通孔 深隔离槽钝化层介质层刻蚀机。

从长江存储的中标息看，截至 2021 年底，长江存储共招标刻蚀设备 452 台，其中 Lam 236 台，TEL 61 台，中微公司 59 台，应用材料 38 台，北方华创 26 台，SCREEN 13 台，屹唐半导体 11 台。

北方华创在刻蚀领域布局集中于硅刻蚀，设备品类对标 Lam，仍具有较大潜力空间。

刻蚀机台种类多样。以 Lam Research 为例，在长江存储的 Nand Flash 产线上，仅仅刻蚀机一个品类，供应的设备量接近 40 种不同工艺环节，其中多数工艺环节设备具有独占 性，尤其是刻蚀高深宽比的深孔、深沟等环节工艺。中微公司刻蚀设备种类范围较多，主要布局介质刻蚀领域，北方华创在刻蚀领域布局集中于硅刻蚀，设备品类对标 Lam，仍具有较大潜力空间。

2.2.2 薄膜沉积设备

根据招标网的数据统计，华虹无锡 2022 年上半年招标薄膜沉积设备 60 台，其中应用材 料 26 台，Lam 中标 26 台，北方华创中标 3 台，拓荆科技 3 台，ASM America 2 台。北方华创中标的 3 台具体为 PVD（钛、氮化钛、氮化钽和铝铜）1 台、金属氮化钛溅射掩 膜层设备 2 台；拓荆科技中标的 3 台均为 PECVD 设备，分别是 PECVD（后段以硅烷作反应物的二氧化硅）2 台以及 PECVD（后段以硅烷作反应物的氮化硅）1 台。

积塔 2022H1 招标刻蚀设备 55 台，其中 TEL 13 台，拓荆科技 11 台，应用材料 7 台，ASM 7 台，北方华创 6 台，中国台湾旭宇腾 6 台，Lam 3 台。拓荆科技中标的 11 台 PECVD 设备分别为 8 台二氧化硅/氮化硅/氟化硅/氮氧化硅 PECVD 及 3 台二氧化硅 PECVD；北方华创中标的 6 台设备包括 5 台铝铜金属溅射、厚铝铜金属溅射设备。

长江存储截至 2021 年底共招标薄膜沉积设备 779 台，其中 TEL 212 台，应用材料 181 台，Lam 177 台，日本国际计测器株式会社（KOKUSAI）150 台，日立国际电气 20 台，拓荆科技 18 台，北方华创 15 台，ASM 5 台。

2.2.3 化学机械抛光设备

根据招标网的数据统计，华虹无锡 2022 年上半年招标化学机械抛光设备 15 台，其中应 用材料中标 12 台，华海清科中标 3 台。应用材料中标的 10 台具体为铜金属层化学机械 抛光设备 7 台，浅沟槽绝缘氧化膜化学机械抛光设备 2 台，多晶硅膜化学机械抛光设备 2 台，硅化学机械抛光设备 1 台；华海清科分别中标铜金属层化学机械抛光设备 2 台，钨金属层化学机械抛光设备 1 台。

积塔半导体 2022 年 1-5 月招标的化学机械抛光设备总共 6 台，其中华海清科 5 台，应 用材料 1 台。华海清科中标的 4 台为钨金属层化学机械抛光设备，1 台为二氧化硅化学 机械抛光设备。应用材料中标了 1 台铜金属层化学剂型抛光设备。

长江存储截至 2021 年底共招标化学机械抛光设备 112 台，其中华海清科中标 34 台，应 用材料中标 73 台。分具体产品来看，华海清科中标的设备中，氧化硅化学机械抛光机 9 台，层间介质层化学机械抛光机 6 台，晶圆硅面化学机械抛光机 6 台。应用材料中标的 设备包括铜化学机械抛光机 23 台，前段钨化学机械抛光机 16 台等。

2.2.4 清洗/去胶/涂胶显影设备

根据招标网的数据统计，华虹无锡 2022 年上半年招标清洗/去胶设备 45 台，其中SCREEN 中标 15 台，盛美半导体中标 10 台，屹唐半导体中标 8 台，Lam 中标 6 台，TEL 中标 5 台，至纯科技中标 1 台。盛美半导体中标的 10 台设备种类较为丰富，包括铜线聚合体剥离设备、光刻胶剥离设备等，屹唐半导体 8 台设备均为等离子去胶机，至纯科技中标的 1 台设备为后段挡控片清洗设备。

积塔 2022H1 招标清洗/去胶设备 39 台，其中稷以科技中标等离子去胶机 14 台、创微电 9 台（多种去除酸槽和去胶机），芯源微中标 5 台刷片机、TEL 4 台、屹唐半导体 2 台、Lam 2 台、北方华创中标 1 台晶圆回收单片清洗机。

长江存储截至 2021 年底共招标清洗/去胶设备 196 台，其中 SCREEN 58 台，盛美半导 体 35 台，TEL 25 台，Lam 17 台，北方华创 2 台，荆蓝（香港）中标干法去胶设备 19 台。涂胶显影设备仍被东京电子高度垄断。

华虹无锡 2022 年上半年招标涂胶显影设备 9 台，均采购于 TEL，包括 ArF 涂胶显影机 2 台，KrF 涂胶显影机 2 台，I 线涂胶显影机 3 台，聚酰亚胺涂胶显影机及涂胶机 2 台。

长江存储截至 2021 年底共招标涂胶显影设备 45 台，其中 TEL 4 台，SCREEN 1 台。

积塔 2022H1 招标涂胶显影设备 12 台，其中 TEL 3 台，芯源微中标 2 台，分别为抗反射层涂胶机和聚合物涂胶显影机，上海向盈中标 4 台紫外线烘烤机，合肥开悦中标了 2 台涂胶显影机。

离子注入设备同样主要依赖进口。

根据招标网的数据统计，华虹无锡 2022 年上半年招标离子注入设备 18 台，其中 Sumitomo（住友商事）中标 8 台（7 台中电流离子注入设 备），应用材料中标 7 台（均为高电流离子注入设备），亚舍立 2 台（分别为超高电流离子注入设备和高能量离子注入设备），北京烁科中科 1 台，烁科中标的为中电流离子注 入设备。

积塔 2022H1 招标离子注入设备 12 台，其中亚舍立 10 台，应用材料 2 台。

长江存储截至 2021 年底共招标涂胶显影设备 54 台，其中应用材料 44 台，亚舍立 8 台，中国台湾汉辰科技 2 台。

2.2.5 过程控制设备

根据招标网的数据统计，华虹无锡在 2022 年上半年招标过程控制类设备 43 台，其中 KLA 中标 19 台，以色列 Nova 中标 8 台，日本 Hitachi High-Tech 中标 6 台。

积塔在 2022 年上半年招标过程控制类设备 13 台，其中 KLA 中标 1 台，ASML 中标 1 台，Nova 中标 2 台，Camtek 中标 2 台，应材中标 2 台，上海精测中标 1 台厚度测量设备，上海微电子中标 4 台显影后检测设备。

国内龙头存储晶圆厂项目中，过程控制设备国产化率低于 10%。

根据公开招投标息统计，截止 2021 年底，长江存储项目累计中标过程控制类设备约 376 台，其中国产设备累计约 16 台。上海精测中标 6 台集成式膜厚设备；中科飞测中标 1 台晶圆表面凹陷检测系统、5 台光学表面三维形貌量测设备、2 台其他量测设备；睿励科学中标 2 台介质薄膜测量系统。KLA 的设备机台数量占总数量约 26%，中标数量约 97 台，覆盖超过 30 种量测、检测需求。

根据招投标息梳理，除了上述国内龙头存储晶圆厂项目之外，在逻辑代工领域，睿励 科学在 2019 年/2020 年各中标 1 台膜厚设备，中科飞测在 2019 年中标 1 台晶圆表面颗 粒检测机、2020 年中标 1 台膜厚测试、1 台缺陷检测。除此之外，公开招投标项目中较 少见到国产机台。过程控制市场仍主要以海外厂商作为主导。

2.2.6 测试设备

根据招标网的数据统计，华虹无锡 2022 年上半年招标测试设备 57 台，其中 TEL 中标 20 台（19 台测试探针台），是德科技中标 8 台，DISCO 中标 4 台，广立微中标 3 台，均为高性能并行电特性测试仪。积塔 2022H1 招标测试设备 16 台，TEL 9 台，上海友能 4 台背面工艺测试测试机。

长江存储截至 2021 年底共招标测试设备 1081 台，其中爱德万 270 台，Semics 243 台，Nextest Systems 224 台，东京精密 192 台，MIRAE 48 台，是德科技 35 台，武汉精鸿中标 5 台高温老化测试机。

2.3 国产设备厂商营收持续高增，在手订单饱满

2021 年及 2022Q1 设备收入、利润快速增长，国产替代持续深化。设备行业核心公司 （北方华创、芯源微、华峰测控、中微公司、新益昌、长川科技、万业企业、精测电子、至纯科技，拓荆科技、华海清科及盛美上海由于 2020 年数据不完整未被算入）2022Q1 营业收入总计76.2亿元，同比增长55.3%；扣非归母净利润11.4亿元，同比增长83.0%。设备行业持续处于高速增长，国产替代空间快速打开，国内核心设备公司成长可期。

设备厂商在手订单充足，合同负债保持较高增速。2022Q1，设备板块主要公司合同负债 合计分别为 139.5 亿元，同比增长 76.2%，保持高增速。其中，北方华创 2022Q1 合同 负债达到 50.9 亿元。