荷兰光刻机禁运细则落地，看好半导体设备国产化加速

行业研究|动态跟踪 看好（维持） 荷兰光刻机禁运细则落地，看好半导体设备国产化加速 电子行业 国家/地区中国 行业电子行业 报告发布日期2023年03月13日 核心观点 事件：3月8日，荷兰政府表示计划对半导体技术出口实施新的限制。 中国10nm及更成熟制程光刻机的进口并不受本次限制影响。ASML在3月8日的最新声明中指出，最新出口限制局限于7nm及以下制程，侧重于先进的芯片制造技 术，包括最先进的沉积设备和浸润式光刻系统，主要为DUV光刻机TWINSCANNXT：2000i和TWINSCANNXT：2050i两款产品，而未被禁运的NXT1980i等设备仍可支持最低至10nm的芯片生产。也就是说，荷兰实际实施的禁运措施比美国去年10月的芯片管制新规更加宽松（管制新规禁运美国14nm及以下设备）。 光刻机技术难度极高，ASML在光刻机领域一家独大。作为集成电路的核心设备之一，光刻机决定了集成电路的集成度，技术难度极高。精细至纳米级别的复杂系统 与操作、超高良率和长时间稳定运行的要求共同构成了光刻机的技术壁垒。经历五代产品更迭，光刻机从最初的g-line发展到EUV光刻。ASML作为全球光刻机市场的龙头，其光刻技术拥有绝对领先优势，在EUV、ArFi和ArF领域市占率分别高达100%、96%和88%。目前，我国的光刻机仍处于产业化的起步阶段。 市场悲观预期筑底，国内资本开支及设备国产化率有超预期机会。下游晶圆厂资本开支方面，我们认为供应链安全为当前国内产业核心矛盾，国内成熟制程晶圆产能 尚不足实现完全自给，即使在半导体行业景气度下行背景下，行业龙头中芯国际预计2023年资本开支与上一年基本持平，维持在60亿美元以上。同时，部分存储产线受益管制的边际放松和产品规划的调整资本开支有超市场预期机会，部分特殊产线亦有望快速推进。国产化率角度看，目前半导体设备整体国产化率整体仅15%左右，我们认为在新型举国体制背景下，下游晶圆厂有望加速导入国产设备，有以 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薛宏伟xuehongwei@orientsec.com.cn 成本和良率换国产化率的可能，因此国产化率存在潜在超预期机会。整体来看，我们认为即使今年国内资本开支受到外部设备管制的负面影响，但国产化率的加速提升有望对冲掉资本开支下行的负面影响，半导体设备厂商依然有望在今年迎来加速式成长。 前道检测与量测设备进入放量前夜，头部厂商确定性强 地方半导体设备补贴政策落地，支持力度可观 投资建议与投资标的 国内晶圆厂逆周期扩产，持续看好半导体设备、材料板块 2022-12-05 2022-12-02 2022-08-29 荷兰政府最新限制局限于7nm及以下制程，中国10nm及更成熟制程光刻机的进口不受本次限制影响。目前半导体设备行业空间广阔，我们看好国产化进程加速推进。建议关注国内半导体设备领先企业中微公司(688012，买入)、精测电子(300567，买入)、芯源微(688037，买入)、拓荆科技-U(688072，买入)、北方华创(002371，未评级)等。 风险提示 中美贸易摩擦升级风险；美荷进一步限制光刻机出口风险；国内半导体设备厂商发展不及预期。 半导体前道设备研究框架2022-07-14 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美荷对中国半导体设备实施出口新限制4 2国内资本开支及设备国产化率有超预期机会6 投资建议8 风险提示8 图表目录 图1：美日荷对中国大陆半导体设备的限制措施4 图2：ASML公司光刻机产品线及相应制程4 图3：光刻机发展历程5 图4：光刻机TOP3企业销售结构-20215 图5：光刻机市场竞争格局（2019年）6 图6：2021年光刻机TOP3企业销售情况及产品结构（台）6 图7：半导体设备（光刻机-ASML）内部结构复杂6 图8：设备的良率缺陷会在数百道生产工序中巨幅累积放大6 图9：中芯国际历年资本开支（亿元）7 图10：2021年全球半导体设备市场格局及国内主要企业（下图市场规模为全球口径）7 1美荷对中国半导体设备实施出口新限制 荷兰政府在3月8日表示，计划对半导体技术出口实施新的管制。ASML在3月8日的最新声明中指出，这些新的出口管制措施侧重于先进的芯片制造技术，包括最先进的沉积设备和浸润式光刻系统。 图1：美日荷对中国大陆半导体设备的限制措施 数据来源：东方证券研究所整理 中国10nm及更成熟制程光刻机的进口并不受本次限制影响，情况好于市场预期。ASML公司官网信息显示，该公司主流的DUV光刻机产品共有三款设备：TWINSCANNXT：1980Di，TWINSCANNXT：2000i和TWINSCANNXT：2050i，其中2000i和2050i两款是公司在声明所 指的产品。ASML申明该限制并不是针对所有浸没式光刻机，而是仅针对其中的最先进制程设备，即NXT2000i及更先进机型，NXT2000i最小工作制程为7nm，而未被禁运的NXT1980i等设备仍可支持最低至10nm的芯片生产。也就是说，荷兰实际实施的禁运措施比美国去年10月的芯片管制新规更加宽松（管制新规禁运美国14nm及以下设备）。 图2：ASML公司光刻机产品线及相应制程 产品 细分产品 制程 光刻系统 EUV光刻系统 TWINSCANNXE:3600D 支持5和3纳米逻辑节点和领先的DRAM节点的EUV批量生产。 TWINSCANNXE:3400C 以更高的生产力支持7和5纳米节点的EUV批量生产。 DUV 光刻系统 浸润式 TWINSCANNXT:2050i 采用1.35NA193nm反射率投影透镜，可实现低至40nm(c-四极)和38nm(偶极) 的生产分辨率，并支持全26x33mm的视场尺寸，缩小4倍，并与现有设计兼容。 TWINSCANNXT:2000i 可以实现2.5nm交叉匹配的产品覆盖。 TWINSCANNXT:1980Di 包括1.35NA193nm反射率投影透镜，可实现低至38nm的生产分辨率，实际工艺可以做到10nm以内，支持全26x33mm的视场尺寸 干式 TWINSCANNXT:1470 可以实现4.5nm以下的产品覆盖-同时每小时加工300多片晶圆。 TWINSCANXT:1460K 在偏振照明下实现低至57nm的生产分辨率。 TWINSCANXT:1060K 248纳米步进扫描系统是业界最高NA和生产率的双级光刻工具，专为300毫米晶圆生产而设计。 TWINSCANNXT:870 专为批量生产分辨率在110nm及以下的300mm晶圆而设计。 TWINSCANXT:860N 批量生产分辨率为110纳米及以下的200和300毫米晶圆。 TWINSCANXT:860M 批量生产300毫米晶圆，分辨率低于110纳米。 TWINSCANXT:400L 专为批量生产200毫米和300毫米晶圆而设计，分辨率可达220纳米。 数据来源：ASML公司官网、快科技、东方证券研究所 光刻机是集成电路制造的核心设备之一，制造难度极高。光刻是决定集成电路集成度的核心工序，光刻即将电路图形信息从掩模版上保真传输、转印到半导体材料衬底上，其基本原理是，利用涂敷在衬底表面的光刻胶的光化学反应作用，记录掩模版上的电路图形，从而实现转印的目的。光刻机发展至今，经历了5代产品的迭代，已从最初的g-line，i-line历经KrF、ArF发展到了如今的EUV。全球TOP3光刻机厂商2021年销量结构中，EUV、i-line、ArFi、KrF、ArF、设备分别占比9%、32%、18%、36%、5%。 图3：光刻机发展历程图4：光刻机TOP3企业销售结构-2021 9% 18% 32% 5% 36% 数据来源：前瞻产业研究院、东方证券研究所数据来源：ChipInsights、东方证券研究所 ilineKrFArFArFiEUV ASML垄断全球高端光刻机市场。光刻机市场集中度高，ASML、Nikon、Canon市场占有率超过 90%，其中ASML由于技术领先独占75％的市场份额，Nikon与Canon分别占据13％和6％的市场份额。ASML的光刻技术在全球处于绝对领先地位，EUV领域ASML市占率为100%，ArFi、ArF领域市占率分别高达96%、88%。 图5：光刻机市场竞争格局（2019年）图6：2021年光刻机TOP3企业销售情况及产品结构（台） 6% 6% 13% 75% ASML Nikon Canon 其他 350 300 250 200 150 100 50 0 EUVArFiArFKrFiline ASMLNikonCanon 数据来源：SEMI、前瞻产业研究院、东方证券研究所数据来源：ChipInsights、东方证券研究所 光刻机等半导体设备壁垒高，国产替代亟待突破。从技术角度看，光刻机等半导体设备存在较高的技术壁垒：半导体设备是由成千上万的零部件组成的复杂系统，将成千上万的零部件有机组合在一起实现精细至nm级别的操作；保障设备在nm级别的操作基础上的超高良率；保障设备在实现以上两个要求的基础上长时间稳定的运行。因此，半导体设备尤其是光刻机，与半导体先进制程的突破和良率的提升紧密相关，以光刻机为首的半导体设备国产化亟待突破。 图7：半导体设备（光刻机-ASML）内部结构复杂图8：设备的良率缺陷会在数百道生产工序中巨幅累积放大 单步骤良率 90% 99% 99.9% 99.99% 99.999% 最终良率 0.0% 0.7% 60.6% 95.1% 99.5% 数据来源：ASML、东方证券研究所数据来源：ChipInsights、东方证券研究所 2国内资本开支及设备国产化率有超预期机会 中芯23年资本开支乐观，其他厂商部分产线扩产有超预期机会。下游晶圆厂资本开支方面，我们认为供应链安全为当前国内产业核心矛盾，国内成熟制程晶圆产能尚不足实现完全自给，即使在半导体行业景气度下行背景下，行业龙头中芯国际预计2023年资本开支与上一年基本持平，维 持在60亿美元以上。目前中芯国际在分别在北京、上海和深圳建设或扩大新制造基地。至2022年底，中芯深圳进入投产阶段，中芯京城进入试生产阶段，中芯临港完成主体结构封顶，中芯西青开始土建。同时，部分存储产线受益管制的边际放松和产品规划的调整资本开支有超市场预期机会，部分特殊产线亦有望快速推进。 图9：中芯国际历年资本开支（亿元） 中芯国际资本开支（亿元） 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 2017201820192020202120222023E 数据来源：公司公告、东方证券研究所 新型举国体制背景下，设备国产化率有超预期机会。目前半导体设备整体国产化率整体仅15%左右，我们认为在新型举国体制背景下，下游晶圆厂有望加速导入国产设备，有以成本和良率换国产化率的可能，因此国产化率存在潜在超预期机会。整体来看，我们认为即使今年国内资本开支受到外部设备管制的负面影响，但国产化率的加速提升有望对冲掉资本开支下行的负面影响，半导体设备厂商依然有望在今年迎来加速式成长。建议重点关注设备低国产化率环节的突破，检测量测设备、涂胶显影设备、PECVD设备等国产化率仍不足10%，海外多边限制背景下国产替代诉求迫切，低国产化率