半导体设备行业：周期拐点渐近，国产替代2.0时代开启

机械设备 2024年05月28日 投资评级：看好（维持） ——行业深度报告 孟鹏飞（分析师）mengpengfei@kysec.cn证书编号：S0790522060001 2024年有望成为全球半导体市场周期拐点之年 半导体行业兼具周期与成长属性。从周期角度看，全球半导体月度销售额同比增速在2021Q4见顶回落，下行周期开启。2023年11月是继2022年8月以来连续15个月同比增速为负后的首次转正，至2024年3月全球半导体销售额已实现连续5个月份同比增速为正，标志着行业景气度有望触底回升。台积电认为当前智能手机、PC以及传统服务器市场仍处于缓慢复苏中但AI相关需求非常强，指引2024年全球半导体市场将经历温和复苏。ASML同样认为2024年将成为半导体市场复苏之年，同时指引2025年行业将会迎来更强劲的需求增长。 数据来源：聚源 相关研究报告 AI升级与产业安全共同驱动先进晶圆厂Capex增长以及设备国产化率提升 《人形机器人迎密集催化，关注板块布局机会—行业周报》-2024.5.26 从成长维度看，生成式AI的发展将成为2030年全球半导体销售总额相比2023年翻倍的核心推动力。AI升级需要更多的算力以及高带宽存储（HBM），拉动全球晶圆厂投资额2023-2027年CAGR达到9.3%。2023年中国大陆芯片自给率仅约为12%，在高端芯片海外代工受限、高端半导体制造设备进口管制严苛的情况下，我国半导体产业若想跟上全球发展速度，就必须提升高性能处理器和存储器本土制造能力并加快核心环节设备国产化。根据我们测算，基于先进存储、逻辑晶圆厂资本开支加大以及产线设备国产化率提升，中国大陆半导体设备销售额有望从2023年的366亿美金增长到2027年的657.7亿美金，CAGR达15.8%。 《政策加码加速顺周期板块复苏，刀具 有 望 率 先 受 益—行 业 周 报 》-2024.5.19 《设备更新有望加速落地，流程工业率先受益—行业深度报告》-2024.5.18 先进存储、逻辑芯片制造带来刻蚀、薄膜、检测、键合等环节设备量价齐升 先进存储、逻辑器件每万片投资规模相比成熟工艺段提升幅度大，主要体现在核心设备总用量以及单台设备价值量提升。先进制程逻辑器件制造相比成熟制程对刻蚀、薄膜沉积（特别是ALD、EPI）、量检测、热处理等多种设备都有更高的需求量，平台型设备公司竞争优势更明显。向三维结构升级是先进存储器的主要变化，使得高深宽比刻蚀和薄膜沉积成为核心设备。HBM在完成先进DRAM颗粒制造后采用2.5D+3D先进封装，带动键合、量检测、刻蚀等设备需求增长。 看好中国大陆高端芯片自给率提升带来的设备投资机遇 2018-2022年国产半导体设备公司营收增长主要受益于成熟制程扩产以及产线设备国产化率提升，从2023年开始，国内先进晶圆厂采招开始边际加速。2024Q1部分前道设备厂商收入端同比增速的放缓主要因为有更多的新品处在客户导入过程中，体现出国内先进晶圆厂对国产设备验证导入力度正在加大。站在当前时点，我们认为客户结构中先进晶圆厂占比更高的厂商在未来几年有望在EPS端实现超市场预期的表现，低国产化率环节的厂商有望在新一轮国产化浪潮中实现量产突破。受益标的：中微公司、北方华创、拓荆科技、芯源微、华海清科、至纯科技、万业企业。推荐标的：赛腾股份。 风险提示：国内先进晶圆厂扩产进度不及预期、设备国产化率提升不及预期。 目录 1、2024年有望成为全球半导体市场周期拐点之年....................................................................................................................32、AI发展是全球半导体市场长期增长的核心推动力...............................................................................................................42.1、2023-2030年全球半导体市场规模有望以9.8%的复合增速增长至1万亿美金......................................................42.2、AI对算力和HBM的需求推动全球半导体设备市场突破千亿美金..........................................................................42.3、先进存储、逻辑扩产叠加国产化推进，2023-2027年国产半导体设备销售额CAGR有望达15.8%....................53、先进逻辑制造：高性能处理器国产化基石.............................................................................................................................73.1、空间测算：2023年中国大陆7纳米及以下代工需求约7.4万片/月.........................................................................73.2、先进逻辑制造带来刻蚀、薄膜沉积、量检测等环节设备量价齐升..........................................................................84、先进存储器件制造：承接AI对高带宽、高容量存储的需求...............................................................................................94.1、需求、全球产能分布、国产存储器全球竞争力三维度分析扩产空间......................................................................94.2、存储架构向3D升级主要增加刻蚀、薄膜沉积设备需求.........................................................................................114.3、HBM 3D堆叠的形式使得键合、量检测、刻蚀等成为核心工艺............................................................................135、国产设备工艺覆盖程度大幅提升、验证导入国内晶圆厂速度加快...................................................................................136、风险提示..................................................................................................................................................................................16 图表目录 图1：2023年11月-2024年3月，全球半导体销售额已实现连续5个月份同比增速为正...................................................3图2：全球晶圆代工、半导体设备龙头对2024年市场复苏持谨慎乐观态度..........................................................................4图3：2030年全球半导体市场有望迈入万亿美元规模...............................................................................................................4图4：到2030年，HPC有望超过移动通讯成为全球半导体第一大终端市场.........................................................................4图5：AI发展催生更多算力、HBM与异构集成需求................................................................................................................5图6：SEMI预计2023-2027年全球300mm晶圆厂设备投资CAGR=9.3%.............................................................................5图7：目前中国大陆芯片自给率仍然在25%以下.......................................................................................................................6图8：中国大陆半导体设备出货金额占全球的比例不断提升....................................................................................................7图9：月产1万片晶圆的12寸先进产线所需刻蚀设备是成熟产线的2.4倍...........................................................................8图10：FinFET和HKMG工艺的引入使得先进逻辑刻蚀工艺更加复杂..................................................................................8图11：全球AI PC渗透率有望在2027年达到60%...................................................................................................................9图12：AI手机渗透率有望在2027年达到45%..........................................................................................................................9图13：主流AI服务器均搭载HBM.............................................................................................................................................9图14：长江存储3D NAND产品具备全球竞争力...................................................................................................................11图15：刻蚀和薄膜沉积是3D NAND制造流程中的核心工艺.....................................