一、全球半导体设备市场高度集中

全球半导体设备产业高度集中，且“大者愈大”趋势明显。根据芯思想研究院的统计数据， 2019 年，全球半导体制造设备市场规模 576 亿美元，其中前五大半导体设备厂合计实现销售收入 456 亿美元，市占率高达 79.3%，前十大半导体设备厂合计实现销售收入 544 亿元，市占率达 94.4%。国际半导体企业历经 50 年的发展，由全盛时期的数百家，通过并购整合等措施缩减至目前的数十家，细分领域的垄断程度越来越高，形成“大者愈大”的局面。

图1：全球半导体设备top10厂商 

全球主要半导体设备制造商主要集中在美国、日本、荷兰等国。

从企业分布来看， 全球知名的半导体设备制造商主要集中在美国、日本、荷兰等国家；

从企业主要的半导体设备产品看， 美国主要控制等离子刻蚀设备、离子注入机、薄膜沉积设备、掩膜版制造设备、检测设备、测试设备、表面处理设备等，日本则主要控制光刻机、刻蚀设备、单晶圆沉积设备、晶圆清洗设备、涂胶机/显影机、退火设备、检测设备、测试设备、氧化设备等，而荷兰则是凭借 ASML 的高端光刻机在全球处于领先地位。

从半导体设备大厂 2019 年销售排名来看，应用材料（ Applied Materials）凭借其沉积、刻蚀、离子注入以及 CMP 等多领域的技术优势继续保持领先；而阿斯麦(ASML) 则依靠其在光刻设备领域的绝对领先优势，尤其是 EUV 设备，重回第二名；国内生产线已成为日本制造商的大客户，东京电子(Tokyo Electron)凭借其在沉积、刻蚀以及匀胶显影设备等领域的竞争力，排名第三；泛林半导体( Lam Research)凭借其刻蚀、沉积以及清洗设备的表现，排名第四；科磊（ KLA）依靠其检测、量测设备排名第五。

从历史情况看，半导体设备行业集中度持续提升。半导体设备行业前 10 家公司 2007 年市占率合计66%，到 2018 年市占率合计达到 81%，提升了 15 个百分点；前五家公司 2007 年市占率合计 57%，到2018 年市占率合计达到 71%，提升了 14 个百分点。

图2：全球半导体设备行业集中度日益上升（柱状上方数字为当年 CR10） 

具体来看，各类半导体设备均被行业前 1-4 家公司垄断。根据 Gartner 及各公司公告数据，各类设备

产品竞争格局如下：

(1)光刻机：全球 EUV100%来自 ASML， ASML 在光刻机市场处于绝对垄断地位；

(2)刻蚀设备：硅基刻蚀主要被 Lam 和 AMAT 垄断，介质刻蚀主要被 TEL 和 Lam 垄断；

(3)薄膜设备：CVD 主要被日立、 Lam、 TEL、 AMAT 垄断， PVD 被 Lam 和 AMAT 垄断；

(4)显影设备：TEL 处于绝对垄断地位；

(5)离子注入机：全球约 70%来自应用材料， 18%来自 Axcelis Technologies；

(6)清洗设备：主要来自 DNS、 Lam、 TEL 等；

(7)CMP：70%来自 Applied Materials， 26%来自 Ebara；

(8)热处理：被 Applied Materials、日立国际电气、 TEL 垄断；

(9)去胶设备：被 PSK、Lam、日立高科技、屹唐半导体等垄断；

(10)工艺检测设备： KLA 市场份额 50%， Applied Materials 占 12%，日立高科技占 10%；

(11)划片/减薄机：日本 DISCO 绝对垄断；

(12)测试设备：被泰瑞达和爱德万双寡头垄断。

保持创新能力、持续研发投入、择机外延并购以及全球范围整合优质资源，是国际主流半导体设备厂商保持竞争力的主要手段。 纵观国际半导体设备产业的发展可以看出， 国际主流半导体设备厂商保持其强者地位的主要途径有以下几点： 1）大比例研发投入，持续创新。 随着摩尔定律演进， 半导体制造工艺节点对设备行业更新换代和技术进步不断提出更高的要求。设备厂商需要持续大比例的研发投入，推动创新以保持技术领先，从而确保其在设备产业的竞争力； 2） 并购整合， 加速企业发展。并购整合在半导体设备产业中的表现日趋突出，也是各大设备厂商得以实现快速成长、提升竞争力的重要手段；3) 非核心业务外包，整合全球优质资源。将非核心业务外包给在领域或环节中具有更专业技能的独立厂商， 只保留核心价值创造活动的经营模式已成为一种趋势。

二、产业转移+自主可控是半导体设备投资核心逻辑

1、中国或将承接半导体第三次产业转移

第一次产业转移：家电行业助力，日本半导体迎来繁荣 20 年。 美国是半导体芯片的发源地，美国半导体产业进入成熟阶段后逐渐意识生产环节效率不高，于是把半导体装配产业转移到日本。日本从对半导体的装配开始，逐步学习、消化、创新半导体技术。同时新兴的家电行业拉升了日本国内对半导体的需求，在家电行业的助力下，日本的半导体行业迅速扩张，东芝、索尼等系统厂商快速成长起来。到 20 世纪 80 年代， PC 产业逐渐兴起，带动了 DRAM 的需求，日本凭借其在家电领域技术的积累以及出色的管理能力，快速实现 DRAM 大规模量产，占领市场的主要地位。这次产业转移给日本半导体行业带来了从 20 世纪 70 年代到 90 年代这 20 年的繁荣。

第二次产业转移：技术升级+产业链分工模式创新，韩国、台湾半导体行业快速成长。20 世纪 90 年代随着 PC 产业不断升级，对 DRAM 存储技术要求也不断提升，而当时经济乏力的日本难以继续对技术升级和晶圆厂建设的投入。韩国借此时机加大资金对DRAM 的研发技术及产量规模持续投入，确立了在 PC 行业端的半导体龙头地位。而台湾则是把握住了美、日半导体的产业由 IDM 模式拆分为 IC 设计公司（Fabless）和晶圆代工厂（Foundry）的时机，重点发展 Foundry 产业，在半导体产业链中获得重要位置。由此产生了半导体的第二次重要转移，即美、日向韩国和台湾转移，同时也造就了三星、海力士、台积电、日月光等大型半导体厂商。

图3：全球半导体产业历经两次全球性产业转移

图4：全球半导体销售额（亿美元） 

与全球集成电路产业和 GDP 的相关性不同， 自 2013 年以来，中国集成电路增长与 GDP 波动发生背离，并在全球集成电路市场萎靡的 2015-2016 年实现逆势增长，表明得益于全球性的产业转移，中国集成电路产业正处在崛起的风口。 2018 年，中国集成电路产业实现收入 6532 亿元，同比增长 20.7%；在过去 5 年中，中国集成电路产业平均增速超过 20%。

中国或接过产业接力棒，承接第三次半导体产业转移。 中国是全球最大的电子产品制造基地，随着半导体产业同时迈入后摩尔时代与后 PC 时代，全球半导体市场增速明显放缓，中国已成为带动全球半导体市场增长的主要动力。此外我国在过去的二十多年中，凭借低廉的劳动力成本，获取了部分国外半导体封装、制造等业务，通过不断的技术引进和人才培养，已经完成了半导体产业的原始积累。但是目前国内半导体行业技术积累与国外先进水平差距仍然较大，并不能完全满足国内现阶段的需求，根据 IC Insights的数据， 2017 年我国集成电路自给率仅为 14%，中国本土代工厂的市场份额在 2018年预计仅为 9.2%。下游需求端的强烈爆发叠加国内集成电路自给率不足加速半导体产业向中国大陆转移，据 SEMI 预估， 2017-2020 年全球 62 座新投产的晶圆厂中有 27座来自中国大陆， 2019 年中国大陆的前端晶圆厂产能将增长至全球半导体晶圆厂产能的 16％， 2020 年达到 20%。

图5：2017 年-2020 年预计投入的新晶圆厂

2、贸易摩擦凸显自主可控重要性，弱化周期、强化成长

虽然我国已经成为半导体产品消费的第一大国，但自给率仍然较低，集成电路产品已成为我国最大宗进口商品。过去几年中，国内 IC 企业虽然实现了较快增长，但是集成电路贸易逆差逐年攀升， 2018 年达到 2274 亿美元，从 2011 年至今集成电路贸易逆差总额超过 1.2 万亿美元。

图6：中国集成电路自给率 

图7：国内 IC 进出口金额及贸易逆差（单位：亿美元） 

我国集成电路产业发展较晚，虽然在部分领域已经形成一定规模，但在高端芯片领域仍几乎被国外企业控制。 从进口结构来看， 绝大多数计算机和服务器通用处理器中95%的高端专用芯片， 70%以上智能终端处理器以及绝大多数存储芯片依赖进口。从工艺流程来看，半导体制造要经过晶圆制备→晶圆制造→封装检测三个阶段，而我国掌握的技术主要集中于技术壁垒相对低的第一和第三阶段，在第二阶段的制造设备和工艺上的大部分领域还是空白。对高端半导体的依赖导致我国半导体产业整体对进口依赖度较高， 2009 年，集成电路已经超过石油成为中国进口金额最大的商品，随后二者之间互有领先，但总体呈现持续增长的势头。

图8：关键系统的核心集成电路国产芯片占有率极低 

图9：中国不同直径硅圆片 IC 芯片工艺线发展历程及与世界的差距 

贸易摩擦加剧，半导体成主战场。 2018 年 4 月 16 日，美国商务部发表公告称，美政府在未来 7 年内禁止中兴通讯向美国企业购买敏感产品，众所周知，中兴从美国进口零部件中最主要的就是芯片； 2019 年 5 月 16 日，美国商务部工业与安全局禁止华为从美国企业购买技术或配件； 2019 年 5 月 22 日，全球设计巨头 ARM 宣布断供华为。我

国信息产业深受美国制裁的打击，半导体自主可控问题被推上风口浪尖。美国是当之无愧的世界半导体之王。 根据《确保美国在半导体领域长期领导地位》报告显示，中国集成电路的进口产品有接近 50%来自美国， 中国半导体进口对美国市场的依存度整体不高，但高端产品却严重依赖美国，其中， PVD 设备、检测设备、离子注入设备和 CMP 设备等半导体制造的核心设备几乎完全依赖美国。 2016 年在中国收入最高的美国公司中，超过一半都是半导体公司。

若贸易摩擦升级为技术封锁，影响更大。 关税只会影响成交价格，若双方愿意支付更高的价格，贸易活动仍可继续，但技术封锁是对进出口绝对的限制，因此技术封锁的影响远远大于提高关税。从中兴、华为事件可以感受到技术封锁可能是关税之后，贸易冲突演变的新趋势，而一旦真正实施封锁我国经济将受到直接冲击。

芯片自主可控直接决定我国贸易谈判话语权。 芯片是美国的杀手锏，中国的软肋，一旦美国政府对华封锁半导体技术，我国信息产业或将陷入瘫痪。芯片的自主可控直接决定了我国在贸易谈判中的话语权和议价力，可以肯定的是，在贸易摩擦的事件催化下国家会加大半导体产业的资金投入和政策倾斜。

中国制造 2025 彰显国产化决心。 针对我国半导体产能不足的问题， 2015 年 5 月发布的“中国制造 2025”白皮书中，对芯片的自给率提出了具体要求，分别是要在 2020年达到 20%， 2025 年达到 70%。 “中国制造 2025”重点领域技术路线图对 IC 制造产业的规划，产能扩充与先进制程的发展是最重要两大政策目标。 其中在产能扩充上，全大陆晶圆代工月产能规划由 2015 年 70 万片 12 寸晶圆扩充至 2025 年 100 万片， 2030年更进一步扩充至 150 万片。在先进制程发展上，大陆晶圆代工产业将以 2025 年 14纳米制程导入量产为目标。“中国制造 2025”针对中国先进制造业的顶层设计，关于IC 产业篇幅有限，在其后的十三五规划，发改高技（ 2016） 1056 号文则明文中央政府将对高性能处理器、 FPGA、物联网与信息安全相关芯片、存储器、电子设计自动化（ EDA）及 IC 设计服务、工业芯片等六大领域的 IC 设计企业给予财税上的支持，具体如下：

图10：十三五规划对 IC 产业支持 

图11：集成电路政策目标 

中国大陆 IC 制造产业的发展重点则锁定新型态 3D 电晶体、下一代显影技术，及超大尺寸晶圆为发展方向，目标则是希望于 2030 年大陆 IC 制造技术能力能与台积电、英特尔、三星电子等世界级大厂齐平。

强化“市场化”方式运营，科创板应运而生。 虽然科创板并不是为半导体专门设置的，但在《科创板企业上市推荐指引》明确的保荐机构应重点推荐的七大领域科技创新企业中，半导体集成电路企业位列第一。科创板落地将加速国内半导体企业上市步伐，有利于改进公司治理、引进核心技术人才，提高具备核心技术的半导体企业的估值，用市场化手段为半导体行业提供资金支持。截止 2019 年 6 月 21 日，共有 11 家半导体企业被受理，接近受理总数的 10%，预计共融资接近 900 亿元，可谓股市的半导体“大基金”。

图12：截止 2019 年 6 月 21 日，科创板 12 家被受理的半导体相关公司 

政策不断加码，保证长期扩产需求。理论上，下游需求的景气首先刺激中游制造厂商扩张产能，进而带动制造厂商对上游设备的需求。但对于我国半导体行业来说，不断扩张产能抢占市场份额以实现半导体“安全可控”才是当务之急。强有力的产业政策大大弱化了中国半导体行业的周期性，因此即便目前全球半导体景气度下行，未来我国半导体行业的投资力度也只会继续增加不会减少，叠加国产替代广阔的市场空间，中国半导体产业将逆势扩张。