封鎖之下，國內半導體設備的真實現狀與差距

前 言

近年來，由于美國不斷加碼的“封鎖”行為，國內半導體設備自主化程度受到持續關注。

2月15日，中國半導體行業協會就美日荷限制向華出口先進芯片制造設備發布嚴正聲明，反對這一破壞產業生態的行為，并號召產業界堅定信心、積極應變。在聲明刺激下，A股半導體設備指數當日午后加速上漲，報收1.92%。今年以來半導體設備指數累計漲幅已接近17%。

事實上，2022年半導體行業集體衰退，海外芯片巨頭業績紛紛暴雷的情況下，國內半導體設備廠商普遍向好、逆勢增長，這在當前局勢下無疑給半導體設備國產化注入信心。

據電巢了解，中國半導體設備廠商近兩年正在高速成長，國產替代浪潮下多個細分領域設備國產化率持續上升，其中去膠設備的國產率已達90%以上。

本文，我們將從中國大陸半導體設備企業的2022年業績及專利情況、各細分領域國產化率、當下的機遇和挑戰等方面梳理國內半導體設備企業的真實成績與差距。

01

2022年半導體設備成績亮眼，國產替代進入快車道

• 2022年國內半導體設備企業逆勢增長

截至2023年2月1日，近100家半導體產業相關公司發布了2022年業績預告，其中半數以上企業實現了凈利潤同比增長，且多為設備和材料類的半導體上市公司。增速大于100%的公司中就有拓荊科技、芯源微、華海清科、長川科技、北方華創等多家半導體設備公司。

據悉，已公布的12家半導體設備公司2022年業績預告均實現正增長。以增長下限計算，增長超1倍的有6家，9家增長下限均超30%。最為亮眼的拓荊科技業績預告顯示，預計公司2022年年度實現歸屬于母公司所有者的凈利潤與上年同期相比增長381.85%至484.06%。

拓荊科技在公告中表示，業績較上年同期大幅增長的主要原因是受益于國內半導體行業良好的發展態勢，國內半導體行業設備需求增加，該公司加大了產品研發投入，產品結構不斷優化，產品競爭力持續增強，進一步拓展客戶群體，本年銷售訂單大幅增加，營業收入維持高增長趨勢。

據了解，截至2022Q3末，11家半導體設備企業存貨和合同負債分別達到133和284億元，分別同比增長69%和76%，達到歷史最高點，驗證在手訂單飽滿。考慮到已有訂單取消概率不大，隨著相關訂單陸續交付，2022Q4和2023年行業業績高增長有較強確定性。

• 2022年國內半導體設備企業專利概況

專利實力往往是企業技術創新水準與市場話語權的重要體現，國內半導體設備企業對其核心技術進行全面的專利布局，能夠在該領域占據更有利的競爭地位。

以下為2022年中國大陸半導體設備企業專利榜單：

*以上統計數據截至2022年9月30日，來源IncoPat專利數據庫，原表由愛集微整理

從榜單中可以看出，北方華創、上海微電子和中科院光電所技術創新優勢明顯，位列前三位。作為半導體設備行業龍頭，它們也是當前設備領域國產替代的主力軍。北方華創一直致力于生產薄膜沉積、刻蝕兩種核心工藝設備。上海微電子以光刻設備研發為核心，其專利布局主要集中于光刻機、工件臺、測量裝置、投影物鏡、預對準等專業技術領域。

技術創新在半導體產業國產化進程中相當關鍵。

目前，產業鏈上下游企業都在嘗試攻關半導體核心設備，如上海微電子、中微半導體、北方華創等在嘗試突破一些高端設備，其中北方華創刻蝕設備已應用于7納米和5納米生產線；中微半導體刻蝕機已經達到5nm水平，并應用于臺積電產線。但先進設備研發難度很高，國內廠商仍任重道遠。

02

半導體設備國產化現狀

• 半導體設備分類及全球市場格局

根據SIA數據統計，全球半導體設備大致可以分為11大類，50多種機型。前道設備用于晶圓制造過程，覆蓋從光片到晶圓的成百上千道工序，主要有光刻機、刻蝕機、薄膜沉積機、離子注入機、CMP設備、清洗機、前道檢測設備和氧化退火設備八大類，前道設備占據了整個市場的80%～85%，其中光刻機、刻蝕機和薄膜設備是價值量最大的三大環節，各自所占的市場規模均達到了前道設備總量的20%以上；后道設備主要分為測試設備和封裝設備。

目前，全球前5大半導體設備廠商均屬于前道設備的應用廠商，分別為應用材料、ASML、東京電子、泛林半導體、柯磊，其中3家平臺型橫跨刻蝕，薄膜，清洗，離子注入等多個領域。排名前10的廠商中5家日本公司，4家美國公司，1家荷蘭公司，寡頭格局明顯。

2021年全球半導體設備市場格局，來源：華安證券

• 半導體設備國產化分析

2021年國內半導體設備市場規模同比增長58.23%，以296.2億美元銷售金額保持全球半導體設備第一大市場，預計2023年中國大陸半導體市場規模將達3032億元，增長勢頭強勁。

中國半導體市場規模（億美元）來源：華安證券

根據SEMI數據顯示，2022年中國晶圓廠商半導體設備國產化率較2021年明顯提升，從21%提升至35%。國產半導體設備公司經過多年的技術攻關以及國家政策支持，目前能滿足下游晶圓廠商大部分成熟制程（28nm及以上的邏輯芯片等）以及少部分先進制程的需求。

目前在28nm及以上的邏輯芯片、128層以下的NAND存儲芯片以及20nm以上的DRAM芯片的主要設備中，國產設備在刻蝕、薄膜沉積、清洗、涂膠顯影等大部分都可以進行替代。特別是檢測設備替代速度較快。去膠設備國產采用率已達91%

盡管國內半導體設備基本擺脫完全受制于人的局面，但國內設備廠商目前仍然只是“點”的突破，尚未實現“面”的普及，缺乏成套設備的供應，設備的精度也不夠，只能滿足中低端芯片的生產，難以打入高端芯片生產線。

尤其是光刻機等“卡脖子”的關鍵設備研發尚未有明顯進展，上海微電子是我國唯一可量產光刻機的企業，其90nm DUV光刻機在2016年已經通過驗收，但45nm、28nm光刻機仍在研發過程中尚未量產，亟待突破。

結 語

從上文的各項數據來看，全球半導體設備市場幾乎被美日荷所壟斷，核心設備如光刻、刻蝕、PVD、CVD、氧化/擴散等設備的Top3市占率普遍在90%以上。除技術差距及美國的限制外，國內在投資、人才、市場競爭等方面都面臨極大挑戰。

不過好的一點是，中國半導體設備市場規模擴大持續提速，近五年行業規模復合增速高達35%。隨著下游晶圓廠訂單和驗證效率的提升，預計2022～2025將是半導體國產設備的放量期，高增速有望延續，這對半導體設備國產化進程而言勢必是有利的。同時，封鎖之下的國產設備企業勢必也會迎來更快速的成長。

以下為中國半導體設備領域的國產替代企業名錄：

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