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自去年下半年开始，缺芯成为行业主旋律，在推升工厂产能利用率的同时，也加快了工厂和产线扩建的节奏，直接拉动了全球半导体制造设备的销售增长。SEMI公布的年终报告显示，半导体制造设备的全球销售额从2019年的598亿美元飙升至2020年的712亿美元的历史新高，并预计这种增长态势将持续。
全球市场增长趋势
从设备类别来看，2020年全球晶圆加工设备的销售额增长了19%，而其他前道设备的销售额增长了4%。后道组装和封装设备在所有地区都有强劲的增长势头，2020年增长了34%，测试设备总销售额则增长了20%。
到了今年，可以说，两位数的增长已经是常态，与去年同比更是惊人。根据SEMI在6月份统计的一个北美半导体设备制造商全球的销售数据(三个月均值)显示，6月份统计金额为36.7亿美元，环比5月末的35.9亿美元高出2.3%，同比2020年6月的23.2亿美元高出58.4%！
北美半导体设备今年1-6月销售情况
来源：SEMI 整理：与非研究院
在另一份年中报告中，SEMI预估，2021年全球半导体制造设备销售总额将增长34%，达到953亿美元，2022年设备市场可望再创新高，突破1000亿美元大关。
其中，晶圆厂设备（含晶圆加工、晶圆厂设施和光罩设备）支出，预计今年大幅成长34%，达到817亿美元的历史新高纪录，2022年也可望有6%的增长，市场规模超过860亿美元。这里面，晶圆代工和逻辑制程在2021年将同比增长39%，总支出达到457亿美元，到2022年，代工和逻辑设备投资将增长8%。
组装及封装设备方面，在先进封装技术相关应用推动下，2021年的支出将攀至60亿美元，成长幅度高达56%，2022年则持续小幅增长6%。
测试设备市场，2021年将增长26%，达到76亿美元。预计2022年在5G和高性能计算（HPC）应用需求推动下将有6%的成长。
虽然增长趋势稳定，不过，这些增长在全球不同区域的市场表现各有高低。上述SEMI年终统计报告显示，中国大陆地区在2020年首次成为全球最大的半导体设备市场，销售额同比增加了39%，达到187.2亿美元；其次是中国台湾地区，继2019年销售额强劲增长后，2020年基本持平，微增0.2%，达到171.5亿美元；韩国位列第三，强劲增长了61%，达到160.8亿美元，第四名和第六名分别是日本和欧洲地区，增幅在21%和16%，第五名是北美地区，在连续三年增长后，2020年下降了20%。
全球半导体设备地区销售及变化情况
来源：SEMI 整理：与非研究院
中国大陆地区成为全球最大的半导体设备市场，原因在于晶圆代工厂和存储厂的投资正在持续增大。目前，中国自己的半导体设备产业，无论在核心设备、技术、产业集中度，还是产业规模上，都还处于发展阶段，核心领域还处于资本培育期。不过，在硅片制造、前道和后道工艺设备都已有相关厂商进入。
国内产业规模
半导体制造非常复杂，一个半导体产品产线需要大量半导体设备支撑。按照芯片生产流程来划分，整个半导体设备可以划分为硅片制造、晶圆制造和封测三类，涉及硅片制造、前道工艺设备（晶圆制造）和后道工艺设备（封装测试）。
半导体制造设备分类
来源：与非研究院
就国内整体半导体设备市场而言，晶圆制造设备占整体的70%以上，封装及组装设备约占9%，测试设备约占10%，其他设备约占5-11%。而在晶圆制造设备中，核心设备是光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备，分别占晶圆制造环节设备成本的30%、25%和25%。2020年，这三类设备全球销售额分别为153亿美元、177亿美元、142亿美元。由于研发成本高、周期长，目前国内晶圆制造设备技术研发水平总体较弱，产品设备售价低，在全球市场份额中只占1%-2%。以这三类设备为例，国产化率光刻低于10%，刻蚀机低于20%，沉积设备低于10%。
这个现状可以参考最近的国内主要的4条12英寸晶圆产线（长江存储、华虹无锡、合肥晶合、上海华力二期）设备采购情况——根据国际招标网中标数量统计，整体国产化率不足15%。其中去胶设备的国产化率最高，约70%，CMP、刻蚀、清洗、热处理等工艺设备的国产化率均超20%，PVD设备整体国产化率近15%，CVD、离子注入、量测、光刻、涂胶显影、镀铜等设备的国产化率均不足5%。
如果从营收和利润率来看，以国内具有代表性的四家半导体设备公司——中微公司、华峰测控、北方华创、盛美股份为例，2020年的营收按百万美元计分别是348、61、928和157，基本在10亿美元以内，净利润也不足1亿美元，和国外龙头百亿美元营收规模，几十亿美元的净利相比，体量还偏小。这一点也体现在市值上——国内龙头目前是百亿美元级别，国外则已有市值过千亿美元的企业。
中国四大半导体设备公司市值
来源：同花顺（截止2021年9月23号） 整理：与非研究院
简言之，目前国内半导体设备产业还处在发展初期，在核心技术、营收、利润率、市值和全球市占率等方面和国外龙头企业相比都有较大差距。
国内半导体设备公司产品国产化率情况
来源：中华人民共和国科技部、民生证卷研究院 整理：与非研究院
国内设备公司概况
根据与非研究院的统计，目前国内硅片制造、晶圆制造和封测设备企业约127家，按区域分布来看，前三分别是广东28家，江苏27家，上海24家，其后依次是北京16家，浙江7家，安徽6家，辽宁5家，山东、陕西各3家，天津2家，湖南、湖北、江西、四川、福建、吉林、宁夏各1家。这一分布和集成电路及电子制造产业集中度高度关联。
中国半导体设备企业分布（详细信息见附录）
来源：与非研究院
虽然国内半导体设备产业总体规模尚小，但在一些细分领域已经开始出现龙头型企业，如中微公司（刻蚀设备）、芯源微（涂胶显影设备）、华峰测控（测试设备）、北方华创（刻蚀、PVD、CVD、ALD、炉管等）、芯碁微装（微纳直写光刻设备）、万业企业（离子注入设备）、晶盛机电（晶圆制造设备）等上市公司，以及拟在科创板上市的盛美股份（清洗设备）、华海清科（CMP 设备）、屹唐股份（刻蚀设备、去胶设备）等。
国内半导体设备龙头企业产品覆盖
来源：与非研究院
结论
综合上述信息，与非研究院认为，短期内，全球半导体设备产业在缺芯的刺激下，产能扩充将拉动设备投资大幅增长；中长期来看，诸如5G、AI和高性能计算等新一轮技术革命，将成为芯片制造工艺升级迭代，继而驱动半导体设备市场需求持续增长的引擎。
除了阶段性产能扩张和新技术应用的大环境，对于国内半导体设备产业而言，还有两个增长引擎：
一是随着中国集成电路产业的发展，国内半导体制造业正在进入一个规模化高速扩张的窗口期，从封测到晶圆制造，从代工到包括存储在内的IDM，从地方政府、企业到资本市场的积极投入，晶圆制造和封测厂的产能建设、升级和扩张都给国产半导体设备带来一个前所未有的发展机遇；
根据国内主要代工和存储厂12英寸产线及产能预增测算的设备总量表
来源：民生证卷研究院 整理：与非研究院
二是是中美关系背景下，国家已经明确了自主半导体产业的战略定位，1%-2%的全球市占率和不足15%的国产化率，意味着巨大的增长和替代空间，从国家宏观产业政策到包括大基金在内的资金扶持，可以说，中国半导体设备产业面临一个历史性的机遇。
附录：国内半导体设备公司及主要产品 来源：与非研究院
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