科技行业北方华创、中微公司深度对比研究：芯片国产化系列一，从AMAT成长历程看国内半导体核心层设备发展

证券研究报告 2019年9月25日 芯片国产化系列一 从AMAT成长历程看国内半导体核心层设备发展 ——北方华创、中微公司深度对比研究 方正新兴产业组长 李疆 执业证书编号：S1220518010003 联系人 范云浩 22641244/43348/20190925 11:18 核心观点 投资逻辑 1、半导体设备是芯片制造的基石，国产化亟待突破。半导体设备支撑电子信息产业发展，2018年销售额约640亿美元，日美荷占据前十大设备制造商地位，垄断了90%市场份额。我国本土产线半导体设备国产化率仍处于较低水平，整体水平不足15%，中美贸易摩擦凸显我国缺“芯”之痛，产业链支撑环节半导体设备国产化势在必行。 2、存储芯片国产化带来历史性机遇，产业链上下游合作突破技术掣肘。2018年存储芯片出货占全球集成电路35%，用于存储芯片的设备投资占总市场55%。截止2019年9月24日，长江存储64层NAND与合肥长鑫DRAM相继投产，中芯国际、华虹、华力微等晶圆厂也进入扩产周期，产能爬坡有望拉升国产化率以降低整线采购成本。同时制造厂与设备制造商有望构建新合作模式，国内半导体设备商利用紧密贴合客户加大技术创新和服务。 3、复盘全球半导体设备龙头AMAT.O，技术与产品为基，产业链整合与平台化战略为翼。公司初创期战略聚焦设备领域，成长期屡次抓住产能转移窗口布局台韩中，借6吋晶圆扩产潮推出Precision系列CVD与Endura系列PVD降本增效，市占率从87年4%跃升至99年的20%，成熟期通过产业链整合搭建了泛半导体设备平台扩大优势并向解决方案过度，市占率连续20年稳居第一。复盘总结从四个维度考察半导体设备商的成长性：管理层及股东背景决定了战略定位、工艺环节与平台化能力决定了成长空间、核心技术团队与研发支出奠定了市场竞争力。 4、国内双寡头格局初定，北方华创(002371.SZ)平台化布局优势显著，中微公司(688012.SH)率先进入台积电供应链。北方华创背靠北京电控，以清华、北大、中科院为依托，布局集成电路、MEMS、LED、光伏领域，其中集成电路领域覆盖50%前道工艺环节，平台化布局优势显著。28nm PVD被中芯国际指定为baseline机台，14nm制程中6个工艺环节产品进入验证阶段。中微公司背靠上海创投，原AMAT副总裁领衔国际化团队创立，以介质刻蚀与MOCVD设备为突破口，其中介质刻蚀进入台积电7nm供应链，2018H2 MOCVD占全球氮化镓基LED市场的60%，上市后通过参股方式进入检测工艺环节开启平台化战略。 投资策略：二期大基金启动在即设备环节重点受益，建议关注北方华创(002371.SZ)，中微公司(688012.SH) 风险提示：半导体行业景气度下行；半导体设备技术更新；半导体制造厂资本开支不及预期；中美贸易摩擦加剧 22641244/43348/20190925 11:18 目录——从AMAT成长历程看国内半导体核心层设备发展 CONTENTS 01 02 03 04 05 半导体设备产业支柱性地位 应用材料（AMAT.O）经验探讨 我们有别于市场的认知 中微公司VS北方华创 行业投资策略及风险提示 国之重器，任重道远 始于硅谷，问鼎全球 红利来袭，转变之亟 北广南专，巨星正冉 风口已至，布局当时 22641244/43348/20190925 11:18 目录 一 国之重器 任重道远 半导体设备 产业支柱性 地位 22641244/43348/20190925 11:18 1.1 半导体设备是半导体产业基石，并擎起整个电子信息产业 数据来源：麦肯锡，方正证券研究所 图表2：半导体设备是半导体产业的基石 数据来源：方正证券研究所整理绘制 图表1：半导体设备擎起整个电子信息产业 半导体制造设备2018年销售额约640亿美金，占整个半导体产业价值链约14%（2018年全球半导体销售额为4688亿美金，SEMI）。根据半导体行业内“一代设备，一代工艺，一代产品”的经验，半导体产品制造要超前电子系统开发新一代工艺，而半导体设备要超前半导体产品制造开发新一代产品。因此，半导体设备做为整个产业链核心上游是半导体芯片制造的基石，擎起了整个现代电子信息产业，是半导体行业的基础和核心。 软件，网络，电商，传媒，大数据等应用电子系统半导体制造半导体设备年产值几十万亿美元年产值几万亿美元年产值几千亿美元年产值几百亿美元22641244/43348/20190925 11:18图表3：硅片制造厂可以分为扩散、光刻、刻蚀、薄膜、离子注入和抛光6个独立厂区，每一区都包括数种晶圆制程相关设备 数据来源：半导体制造技术，方正证券研究所整理绘制 从原料裸晶圆（Bare Wafer）到成品会经过复杂的各个制程步骤，在硅片制造厂中完成制造。硅片制造厂可以分为6个独立的厂区，每一区都包括数种晶圆制程相关设备。在建新厂时，晶圆制造商会针对每个区所需要的制程步骤开除设备规格，然后进行生产线自动化系统上线、设备装机、制程调整和整合等工作，确认个产品的良率能够顺利达到要求。一个集体电路的制造需要数百道的步骤，便是在这6个厂区中循环往复，多层建构而成，将MOS原件和电路设计的导线如盖房子一样，分层堆叠在晶圆上。每道制程中的量产规格，包括量测数据和相关制程参数设定，是采购和验收设备的标准，也是每一家制造商的专利及核心技术的组成部分，制程技术必须要投过购买设备才能取得。 1.1 购买半导体设备是晶圆制造商获取制程技术的关键 22641244/43348/20190925 11:18198719952000200720114吋——6吋生产效率和晶片性能大幅提升，适应PC和家电市场的大量需求。6吋——8吋手机和网络通讯自95年起，带动半导体产业成长至00年高峰。8吋——12吋00年互联网泡沫破灭，加之前一阶段大建厂房致产能过剩，出现两年衰退，04年跃起。存储器2017-2018年存储半导体泡沫的影响，半导体设备急剧扩产12吋厂扩产设备效率提升、良率增长，销售额没有线性增长。5μm5nm28nm成熟制程先进制程图表4：重大技术节点及终端需求爆发对半导体设备需求刺激明显 数据来源： SEMI，方正证券研究所整理绘制 1.1 半导体设备市场驱动因素-终端需求、先进制程 22641244/43348/20190925 11:18数据来源： SEMI，方正证券研究所整理绘制 -100%-50%0%50%100%150%200%0100200300400500600700800900全球半导体设备销售额亿美元 yoy1987 1995 2000 2007 2011 1987-1995年 4吋转换成6吋厂后，生产效率和晶片性能大幅提升，适应PC和家电市场的大量需求。 1996-2000年 手机和网络通讯自95年起，带动半导体产业成长至00年高峰。 2000-2010年 00年互联网泡沫破灭，加之前一阶段大建厂房致产能过剩，出现两年衰