从海外龙头发展历程看国内半导体设备企业投资价值

行业研究|深度报告 看好（维持） 从海外龙头发展历程看国内半导体设备企业投资价值 电子行业 国家/地区中国 行业电子行业 报告发布日期2022年11月29日 核心观点 近期，美股半导体设备股价大幅反弹，ASML上修中长期业绩指引，并开启大额回购计划。我们认为，万物互联时代数据量指数级增加，驱动芯片需求持续增长，上游半导体设备需求持续旺盛。于国内角度看，中国半导体设备国产化率仍处于低位，尽管短期部分晶圆厂扩产受阻，但负面预期已体现在股价中，美国芯片管制新规有望推动国产设备份额加速提升，我们持续看好国内半导体设备产业。 成长之路异曲同工，多维成长造就国际半导体设备龙头。回顾海外半导体设备龙头厂商的发展之路，不难发现，它们大多通过“内生增长+外延扩张”的协同并进，在技术迭代、产品覆盖度、市场布局等多维度成长，实现领跑全球的地位。在技术和产品覆盖度方面，一方面有遵循工艺覆盖-细分品类覆盖-设备大类环节覆盖，“先专后全”形成平台化布局的国际龙头，如全球最大的半导体设备制造商应用材料、立足刻蚀设备，逐渐向工艺前端和后端扩展的泛林半导体；也有深耕细分环节，丰富产品系列的细分领域龙头，如全球光刻机霸主ASML、半导体检测设备领导者科磊。在市场布局维度，国际龙头紧抓半导体产业转移机遇，伴随区域半导体产业兴起而强大，而后通过并购走上全球化、平台化之路。 “天时地利人和”皆备，国内半导体设备厂商迎黄金发展期。22年以来，地缘政治不确定性升级，半导体供应链自主可控战略意义凸显，而半导体设备作为主要“卡脖子环节”也迎来了国产替代的黄金窗口期。与此同时，我国已成为全球最大的终端消费和制造中心，全球半导体产业向中国大陆转移，国内晶圆厂商的大幅扩产，极大地拉动国内半导体设备需求，助推国产替代进程。从自身来看，国内半导体设 备厂商持续取得突破，已实现28nm制程以上工艺技术覆盖，还有部分厂商技术达 蒯剑021-63325888*8514 kuaijian@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860514050005香港证监会牌照：BPT856 李庭旭litingxu@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860522090002 韩潇锐hanxiaorui@orientsec.com.cn杨宇轩yangyuxuan@orientsec.com.cn张释文zhangshiwen@orientsec.com.cn 到国际先进水平，中微公司的CCP刻蚀设备已经可以覆盖5nm以下的逻辑芯片以及 128层3DNAND产线；北京屹唐干法去胶设备可用于90nm到5nm逻辑芯片、1y 信创产业和半导体国产化加速推进，汽车 电子和AR/VR未来已来：电子行业2023 年度投资策略 2022-11-22 到2x纳米系列DRAM芯片以及32层到128层3D闪存芯片制造中；盛美上海全球 信创的打印机和CPU机遇2022-11-02 首创SAPS、TEBO兆声波清洗技术和Tahoe单片槽式组合清洗技术，SAPS清洗设备取得海力士的重复订单；拓荆科技的PECVD也已开展10nm及以下制程产品验证测试。 国内半导体设备行业穿越周期，长期成长属性无虞。国内半导体设备厂商坚持高研发投入，基本在15%以上，高于海外龙头。一方面高研发投入助力技术追赶，另一方面，国内企业发展初期下高研发投入导致国内厂商净利率较低，随着企业经营规模扩大，规模效应显现，盈利能力有望进一步提升，业绩弹性进一步释放。我们认为，未来随着半导体产业向中国大陆转移，行业层面政策催化、终端国产化带动供应链重塑、上游零部件国产化进程加速将促进半导体产业链集群协同发展，公司层面持续高研发下内生技术突破，叠加外延手段将成为国内半导体设备厂商长期成长的重要推手，国内半导体设备厂商有望迎来业绩加速提升阶段。 投资建议与投资标的 我们认为半导体设备领域壁垒高，市场前景广阔，本土厂商在国产替代趋势下业绩确定性高，长期成长属性凸显。建议关注国内半导体设备领先企业北方华创、中微公司、芯源微、精测电子、拓荆科技、华海清科、万业企业、盛美上海、至纯科技等。 风险提示 半导体设备国产化进度不及预期、半导体设备行业景气度不及预期、客户验证进展不及预期、零部件断供风险。 国家级虚拟现实产业政策出台，剑指3500 亿元产业规模 2022-11-02 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 目录 1.回顾海外半导体设备龙头厂商的发展之路5 1.1应用材料：平台型龙头，外延并购成就版图6 1.2ASML：光刻龙头，突破性技术变革助力崛起9 1.3泛林半导体：深耕刻蚀，合并诺发助力平台化12 1.4东京电子：紧抓产业转移机遇，受益政府扶持14 1.5科磊：检测设备先行者，保持技术代际优势17 1.6迪恩士：清洗设备龙头，面临竞争压力22 2.国内外差距快速缩小，政策大力支持有望进一步加速成长进程24 2.1坚定高研发投入，与海外厂商技术差距快速缩小24 2.2多渠道提升技术实力，供应链安全保障能力大幅提升25 2.3迎产业转移历史机遇，国内政策强力支持27 投资建议28 风险提示29 图表目录 图1：全球半导体设备厂商竞争格局-20215 图2：国外主要半导体设备厂商产品线分布5 图3：半导体设备各环节市场格局-20196 图4：应用材料主营业务收入情况6 图5：应用材料研发投入情况7 图6：AMAT主要产品推出时间线7 图7：AMAT通过外延扩张打造平台化布局8 图8：AMAT全球化之路8 图9：ASML主营业务收入情况9 图10：ASML研发投入情况（单位：百万美元）9 图11：ASML突破性技术/产品9 图12：干式光刻和浸没式光刻示意图10 图13：干式光刻和浸没式光刻原理10 图14：EUVLLC主要成员11 图15：ASML在技术方面战略并购11 图16：ASML开放式创新平台11 图17：ASML整体光刻系统12 图18：ASML打造上下游利益共同体12 图19：LAM主营业务收入情况13 图20：LAM刻蚀设备产品迭代13 图21：LAM通过收购走向多样化14 图22：芯片制造工艺变革14 图23：刻蚀设备价值占比提升14 图24：TEL营收情况15 图25：TEL研发投入情况15 图26：东京电子重大转折和发展16 图27：美国和日本半导体市场份额变化16 图28：韩国制造厂商1993-1998在DRAM领域迅速占领市场17 图29：科磊主营业务收入情况18 图30：KLA产品优势18 图31：KLA研发投入大于大多数同业竞争者在检测设备领域的营收-2021（单位：百万美元）19 图32：KLA研发投入情况19 图33：KLA拥有强大的客户基础19 图34：KLA外延收购吸收先进技术20 图35：KLA产品覆盖多种半导体元件的制造及封装20 图36：KLA产品覆盖半导体制造全过程21 图37：检测设备跨越多个技术领域21 图38：不用工艺环节需要运用不同的检测设备22 图39：检测设备细分领域占比-202022 图40：KLA设备平均使用寿命达12年（百万美元）22 图41：KLA服务收入呈指数级增长22 图42：迪恩士主营业务收入情况23 图43：迪恩士在单片清洗设备的市场份额下降23 图44：迪恩士研发投入情况23 图45：迪恩士不同地区营收情况-202124 图46：韩国半导体市场份额变化24 图47：国外厂商2021年研发投入情况24 图48：国内厂商2021年研发投入情况24 图49：国内厂商技术突破25 图50：通过外延方式拓展业务26 图51：通过外延方式布局零部件26 图52：终端应用推动半导体产业转移27 图53：全球/国内智能手机出货量情况27 图54：中国新能源汽车产量情况28 图55：全球新能源汽车竞争格局-202128 图56：政府支持半导体产业的发展28 1.回顾海外半导体设备龙头厂商的发展之路 全球半导体设备市场高度集中，海外龙头企业处于垄断地位。美国的半导体厂商主要有应用材料、泛林半导体和科磊，应用材料是全球最大的半导体设备制造厂商，产品覆盖除光刻以外的半导体前道工艺，占全球半导体设备的21%；泛林半导体是全球第三的半导体设备厂商，按照“先专后全”的路线，先专注于刻蚀设备的研发制造，逐步发展薄膜沉积、清洗以及检测业务；科磊在半导体检测设备领域长期占有50%以上的市场份额，2021年占全球半导体设备8%。日本的半导体厂商主要包括东京电子和迪恩士，东京电子的产品覆盖非常全面，在全球半导体设备市场占15% 份额，迪恩士的清洗设备处于全球领先地位，在全球半导体设备厂商中排名第六；荷兰的半导体厂商主要为阿斯麦，阿斯麦垄断了全球的高端光刻机市场，在半导体设备市场中占有21%的份额。 图1：全球半导体设备厂商竞争格局-2021 17% 21% 3% 8% 21% 15% 15% AMATASMLLAMTELKLACDNS 其他 数据来源：Bloomberg、东方证券研究所 图2：国外主要半导体设备厂商产品线分布 光刻 干法刻蚀 薄膜沉积 热处理 离子注入 CMP 清洗 检测 去胶 光刻机 涂胶显影设备 CVD PVD ALD AMAT √ √ √ √ √ √ √ √ √ TEL √ √ √ √ √ √ √ √ LAM √ √ √ √ √ √ DNS √ √ √ √ ASML √ √ KLA √ 数据来源：各公司官网，东方证券研究所 ASML是全球光刻机龙头，占据75%份额；LAM（泛林半导体）是全球刻蚀领域龙头，占据50%份额；AMAT（应用材料）是薄膜沉积、离子注入、CMP多领域龙头，分别占据85%(PVD)/30%(CVD)、50%、50%市场份额；DNS（迪恩士）是全球清洗机龙头，占据45%份额；TEL是全球涂胶显影机、原子层沉积（ALD）龙头，占据87%、30%份额；KLA（科磊）是全球检测量测设备龙头，占据54%份额。 图3：半导体设备各环节市场格局-2019 数据来源：Gartner、东方证券研究所 1.1应用材料：平台型龙头，外延并购成就版图 应用材料成立于1967年，1992年成为全球最大的半导体设备制造厂商，一直蝉联至今。1970财年AMAT主营业务收入为730万美元，1972年上市时为630万美元，到2021财年（2020.10.26-2021.10.31）主营业务收入已达231亿美元，比上市时增长3660倍。 图4：应用材料主营业务收入情况 数据来源：Bloomberg、公司官网、东方证券研究所 AMAT长期以来重视技术创新，保持高研发投入。公司历年研发投入占营业收入比重平均在15% 左右。 图5：应用材料研发投入情况 3000 研发投入（百万美元）研发占比 30% 250025% 200020% 150015% 100010% 5005% 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 00% 数据来源：Bloomberg、东方证券研究所 AMAT不断推出新品，引领行业发展步伐。AMAT1976年推出第一台商用等离子化学气相沉积设备，1987年推出革命性的单晶圆多反应腔平台Precision5000，分别于1989年和1997年成为全球第一家推出200mm和300mm晶圆制造设备的企业；2005年发布CenturaAdvantEdge系统，采用了最先进的硅片刻蚀技术；2006年发布ProducerGT，是当时最高效、投入产出比最高的CVD平台。 图6：AMAT主要产品推出时间线 数据来源：公司官网、东方证券研究所 外延扩张，打造“半导体设备