20171222-东吴证券-半导体设备专题报告一_半导体硅片供需大缺口带来的设备投资机遇_35页_2mb

半导体设备专题报告总结

核心内容

半导体行业正处于高景气周期，硅片作为基础原材料，面临严重的供不应求问题。随着AI芯片、5G芯片、汽车电子、物联网等下游应用的兴起，硅片需求持续增长，价格不断上涨。由于硅片扩产周期长、投资大，且市场被国际寡头垄断，国产化进程被加速推动。硅片设备作为硅片制造的关键环节，具有广阔的市场空间和投资机遇。

主要观点

• 硅片市场供不应求：全球硅片市场进入涨价周期，行业进入量价齐升的高景气度，尤其是12英寸硅片。
• 硅片国产化势在必行：由于国外技术封锁和国内需求缺口巨大，硅片国产化是实现半导体产业链自主可控的关键。
• 设备国产化是必然选择：半导体设备需求庞大，但目前国产化率仅为14%，核心设备如光刻机、刻蚀机等仍需突破。
• 政策与资金支持：国家集成电路产业基金和相关政策正在推动半导体设备国产化进程，未来投资力度有望加大。

关键信息

硅片供需现状

• 全球市场垄断：2016年，前五大硅片厂商销量占全球92%，12英寸硅片市场由六大厂商主导，占据97.8%的份额。
• 国内需求缺口：2016年国内对主流300mm大硅片的需求量约50万片/月，预计到2020年将达200万片/月，缺口约170万片/月。
• 价格持续上涨：2017年Q1合约价平均涨幅约10%，Q2累计涨幅超过20%，预计未来涨价趋势将持续。

硅片设备需求

• 设备投资需求大：平均每10万片月产能对应投资约24亿元，从兴建到投产需2-3年。
• 2020年设备需求：预计到2020年，国内硅片设备需求将达到291亿元，其中单晶炉需求48亿元。
• 设备需求增长：2017-2020年，国内硅片设备采购额预计达364亿元，其中单晶炉合计采购额91亿元。

国内硅片项目进展

• 国内项目投资：国内至少已有9个硅片项目，合计投资规模超520亿元人民币。
• 12英寸硅片产能：正在规划中的12寸硅片月产能已达120万片，有望缓解硅片缺货问题。
• 硅片制造工艺：包括拉晶、研磨、抛光和质量控制等环节，其中拉晶设备是核心，国产化已有突破。

推荐标的

• 晶盛机电：是国内晶体硅生长设备龙头企业，已实现8英寸单晶炉进口替代，12英寸单晶炉已小批量产，未来将受益于半导体设备国产化浪潮。
• 天通股份：建议关注其在硅片设备领域的布局。

风险提示

• 国产化进程不及预期：可能影响半导体产业链的自主可控。
• 下游需求低于预期：可能影响硅片和设备的市场需求。
• 晶圆厂投资低于预期：可能导致设备需求增长不及预期。

投资驱动因素

• 下游需求增长：AI芯片、5G芯片、汽车电子、物联网等应用的快速发展带动硅片需求增长。
• 晶圆厂投资热潮：预计2017-2020年间，中国大陆将新增26座晶圆厂，占全球新建晶圆厂的42%。
• 技术突破与政策扶持：国家02专项和大基金的支持将推动硅片设备国产化进程。

设备国产化现状

• 国产设备优势：价格和服务方面具有明显优势，但技术上仍落后于国际先进水平。
• 关键设备突破：部分企业在晶体生长设备方面取得进展，如晶盛机电和南京晶能。
• 核心设备待突破：光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备等仍需技术突破。

国家政策与资金

• 大基金投资：国家集成电路产业基金规模达6500亿元，其中设备和材料投资占比仅8%。
• 政策目标：《国家集成电路产业发展推进纲要》强调设备材料端要打入国际采购供应链。
• 未来投资方向：大基金二期预计加大设备投资，围绕国家战略和新兴行业，如智能汽车、人工智能等。

硅片发展趋势

• 尺寸与纯度提升：硅片尺寸向大尺寸发展，纯度要求达到11个9以上。
• 工艺要求提高：随着芯片制程工艺的提升，硅片表面平整度和质量控制要求更高。
• 设备需求增长：随着硅片需求增长，设备和工艺要求也随之提升。

投资展望

• 高景气周期：硅片设备行业将进入高景气周期，预计2020年国内硅片设备需求达190亿元。
• 行业前景广阔：随着国产化进程的推进，硅片设备行业将迎来快速增长。

图表目录

• 图表1：全球半导体产业进入高景气周期
• 图表2：除内存芯片外的IC市场年度增速
• 图表3：2016年全球晶圆制造材料市场需求构成
• 图表4：硅片出货量连续创历史新高
• 图表5：硅片连续涨价趋势
• 图表6：半导体制造工艺制程与技术方案演进情况
• 图表7：DRAM、NAND Flash发展蓝图
• 图表8：2020年底预计12英寸晶圆代工厂投产
• 图表9：中国兴建中及有新建计划的晶圆代工厂
• 图表10：四大因素导致需求增加
• 图表11：前五大半导体硅片厂商占有率
• 图表12：12英寸硅片市场份额提升
• 图表13：国内投资新建大硅片项目
• 图表14：2018年中国将跃居全球第二大半导体设备市场
• 图表15：中国半导体设备市场增长迅速
• 图表16：半导体芯片制造工艺流程
• 图表17：晶圆制造环节半导体设备配置
• 图表18：2016年全球晶圆制造类主要设备市场规模
• 图表19：2016年大陆半导体设备制造企业数据
• 图表20：大基金承诺投资方向的主要比例
• 图表21：《国家半导体产业发展推进纲要》政策目标与支持
• 图表22：大基金主要投资方向和被投企业
• 图表23：全球前十大半导体厂商
• 图表24：我国前十大半导体厂商
• 图表25：国内半导体设备自制率
• 图表26：单晶硅片生产线主要设备配置
• 图表27：直拉法生产单晶硅工艺流程图
• 图表28：单晶硅片制造工艺流程图
• 图表29：南京晶能研制的国产12英寸350KG半导体单晶硅炉
• 图表30：自动磨片机的工艺流程
• 图表31：自动切片机的工艺流程
• 图表32：双面抛光机工作原理
• 图表33：硅片筛选设备
• 图表34：半导体行业的硅晶圆尺寸的进化史
• 图表35：12英寸硅片设备需求测算
• 图表36：8英寸硅片设备需求测算
• 图表37：8英寸、12英寸设备合计
• 图表38：从产能投资角度测算设备采购额合计
• 图表39：晶盛机电主要产品介绍和业务占比
• 图表40：晶盛机电2016年研发工作取得重要成果
• 图表41：2013-2016年收入复合增速
• 图表42：2013-2016年业绩复合增速
• 图表43：核心业务高增长，新业务拓展顺利
• 图表44：盈利能力高于行业平均
• 图表45：国内外具备半导体级别大硅片用拉晶设备的生产商汇总
• 图表46：晶盛机电半导体设备新产品

总结

半导体硅片供需矛盾突出，行业进入高景气周期，硅片价格持续上涨。硅片国产化和设备国产化是实现半导体产业链自主可控的关键。随着国家政策和资金的支持，国内硅片设备行业将迎来快速增长，预计到2020年国内硅片设备需求将达到291亿元。晶盛机电作为国内晶体硅生长设备龙头，将受益于这一趋势，建议关注其发展。