确定性极高，国产替代化最受益的方向之一
如果说半导体行业将是未来5~10年都需要重点关注的领域，那么在这两到三年内，最应该关注的就是半导体里的材料和设备领域。背后的逻辑非常清楚：当下，中国的半导体产业国产化程度依然非常低，但长期而言，半导体领域，中国是一定要实现国产自主化的，而要实现半导体产业的国产自主化，尤其是高端芯片的国产自主化，必须先实现半导体设备和半导体材料的国产自主化，这就决定了国内半导体材料和设备的景气度是领先于芯片等下游应用领域的。中短期，由于半导体的下游应用方向，尤其是消费电子领域，景气度持续低迷，导致整个半导体行业的景气度承压，很多晶圆大厂都在削减资本开支，整个半导体板块过去一年都是跌跌不休的状态，中间即使有反弹，也很难持续。但在半导体领域里，半导体材料和设备在国产替代化加速的背景之下，却有望率先摆脱行业低密度 景气度，甚至不受行业景气度低迷的影响，这就是它最有可能在这两三年里跑出一些十倍股的原因。最关键的是这个逻辑可以从今年一些半导体设备上市公司的业绩上得到验证。今年前三季度，国内主要半导体设备上市公司（北方华创、中微、长川、拓荆、 华海清科、芯源微、盛美、华峰测控、联动科技，下同）总收入 209 亿元，超 过 2021 年全年行业收入 195 亿元，同比增长 64%。第三季度主要半导体设备上市公司总收入 87 亿元，同比增长 64.9%，相比一季度增速 62.5%、二季度增速 62.6%来说继续提速。 随着中国半导体产业的国产自主化持续推进，这个逻辑有望持续得到验证。今天就跟大家分享一下半导体设备领域的概况，便于大家在这个方向里挖掘机会。半导体产业链跟其他行业一样，同样可以分为上游中游下游，上游主要是半导体材料跟设备，中游是集成电路生产，下游则是各种应用领域，包括通信、航空航天、汽车、人工智能等。科技和信息时代，半导体的下游几乎涵盖所有行业，所以半导体领域的研究，主要覆盖上游设备和材料，以及中游的集成电路生产制造。半导体，尤其是里面的高端芯片，作为人类工业皇冠上面的明珠，生产工艺极其复杂，一条生产线大约涉及50多个行业、2000-5000道工序。总的流程上可以分为三大部分：单晶硅片的制造，前道工艺和后道工艺。前道工艺又分几大模块——光刻、薄膜、刻蚀、清洗、注入；后道工艺主要是封装——互联、打线、密封。其中，光刻是制造和设计的纽带。其中尤以前道工艺技术含量最高，工序最繁杂，投入最高。越是精密仪器的制造，越是离不开生产设备，中游的芯片代工晶圆厂采购芯片加工设备， 将制备好的晶圆衬底进行多个步骤数百道上千道工艺的加工，配合相关设备，通过氧化沉积，光刻，刻蚀，沉积，离子注入，退火，电镀，研磨等步骤完成前道加工， 再交由封测厂进行封装测试，出产芯片成品。 其中又以光刻、蚀刻和薄膜沉积三个步骤最为关键，相应的光刻设备、刻蚀设备和薄膜沉积设备的价值占比也是最高的，也是投资半导体设备要重点关注的。光刻设备，也就是光刻机，是制造芯片的核心装备之一，用于将掩模版上的电路图形通过曝光的方式转移到晶圆上，类似于相片的冲印。由于技术含量极高，光刻机也就成为了成本极高，单台价值含量超高的半导体设备，而且制程越先进，价格越高，关键是全球能生产7nm以下先进制程光刻机，只有荷兰的阿斯麦公司，独此一家，别无分店，想买人家还不一定卖。结果就是中国光刻机层面的国产替代需求非常大，但限于技术差距，国产替代率又比较低，现在即使想买，也因为政治原因买不了。好在国内企业也在努力的做突破，中科院光电所研发出 365nm 波长的近紫外光 DUV 光刻机设备。上海微电子已有生产前道90nm制程的光刻机，后道先进封装光刻机也已经实现出货。当然了，就不说要相比阿斯麦了，相比 AMAT，泛林半导体，东京电子等巨头都还要遥远的距离，路漫漫兮。只是换个角度思考：自主化程度越低，意味着后续自主化替代空间越大，在未来很多年，光刻机设备都有足够大的国产替代空间。刻蚀跟光刻环节类似，主要作用也是转移掩模版上的图形到晶圆上，很多人搞不清楚差别。简单说，光刻机就是把电路图描绘至覆盖有光刻胶的硅片上，而蚀刻机的作用就是按照光刻机描绘的电路图把硅片上其它不需要的光刻胶腐蚀去除，完成电路图的雕刻转移至硅片表面。可以简单粗暴理解为光刻机是设计者，蚀刻机是执行者，两者相互配合，最终将完整的电路图蚀刻到硅晶圆上。相比光刻机，蚀刻机的技术难度低一些，但同样具有非常高的技术含量，而且在整个半导体体系中，它的价值含量不比光刻机低，尤其是随着 3D NAND 的大发展，蚀刻机的设备的价值含量越来越大。相比光刻机被死死卡住脖子，蚀刻机国内已经有非常大的突破了，中微公司，北方华创，嘉芯 半导体等企业，都在行业里占有一席之地，整体国产化率达到了 20%，未来国产化率有望达到70%以上！未来的成长空间依然足够宽广。薄膜沉积，简单来说，就是在半导体的主要衬底材料“硅”上镀一层膜，当然，实际上不是镀上去了，反而是从里面生长出来的，具体比较复杂就不展开了，总之这也是非常关键的一道工序就对了。目前薄膜沉积工艺主要有分三种技术路线：原子层沉积(ALD)、物理式真空镀膜(PVD)、化学式真空镀膜(CVD)等，其中ALD又属于CVD的一种，是目前最先进的薄膜沉积技术。薄膜沉积的价值含量仅次于刻蚀设备，比光刻设备还高，国内做这块的公司主要是北方华创和拓荆科技，其中拓荆科技在 CVD 领域，北方华创在 PVD 领域都已经有了一定的市场份额。此外，中微公司，盛美上海，万业企业等公司的产品也正在薄膜沉积领域布局，但薄膜设备整体的国产化率依然较低，2021 年在 10%左右。除了这几个重要的环节，其实国产的设备厂商，目前已经几乎覆盖所有的前道环节了，这自然要感谢川宝了，是他生生加速了中国的半导体产业自主化的，也给了市场一个十年级别的投资方向。当然了，要说明的是，半导体设备，乃至整个半导体的国产替代化空间毫无疑问是巨大的，但同时，受限于半导体设备，以及再上游的半导体材料及零部件的国产化问题和技术含量，国产替代化过程注定是一个比较漫长的过程，很难一蹴而就。加上当前全球半导体产业景气度比较低密的情况下，相关公司的业绩释放可能不会很顺利，在投资半导体行业的时候，走势难免反复，大家要有点心理预期。 著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-09-26
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