半導體設備行業處于半導體行業中上游，屬于芯片制造廠和封測廠的供應商。整體行業景氣度伴隨著半導體周期而波動，雖然周期性比較明顯，但如果從拉長時間軸看，半導體設備整體產值是向上的。全球2018市場規模達到620億美金，同比增長28.57%，預計未來七年復合成長8%-10%
半導體設備產業鏈
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半導體設備產值
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自2017年以來，全球半導體設備銷售額不斷突破歷史紀錄創下新高，每年600億美金以上的銷售額成為半導體設備產業新常態。大陸地區晶圓廠建設潮下，中國市場設備需求激增，預計2018年中國市場設備采購需求達到113億美金，到2020年，設備需求攀升至150億美金以上。中國市場目前以進口設備為主，國產設備市場份額極低，進口替代空間廣闊。
全球半導體設備銷售額（億美金）
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中國市場半導體設備銷售額（億美金）
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半導體設備市場分為前道（晶圓廠）及后道（封測）兩段，前道制程設備占比85%，后道制程設備占比15%。光刻、刻蝕及清洗、薄膜、過程控制及檢測是前道制程的四大核心領域，設備價值量在晶圓廠單條產線成本中占到90%以上。
各類細分設備市場年產值(億美金）
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半導體晶圓生產工藝流程
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半導體設備供應鏈體系以日本、美國、歐洲廠商為主。前十大半導體設備公司日本占有5家，美國4家，歐洲1家
全球各地半導體設備市場規模（十億美金）
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本土半導體設備廠商快速成長，預計到2020年國產
IC設備產值將達到52億元。北方華創、中微半導體、上微裝備、盛美半導體等優質IC裝備企業增長迅猛。
2018年中國大陸前十大泛半導體設備廠商
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2018-2020年國產半導體設備銷售額預測（億元）
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投資邏輯：行業自身成長+中國廠商進口替代
投資邏輯之一：行業自身成長
半導體設備整體需求來源于泛半導體領域，即集成電路、LED芯片等子方向均對半導體設備有不同方面的需求。
1）集成電路設備成長動力：先進制程+新晶圓廠投產
集成電路設備的需求1：先進制程的推進。集成電路行業的發展史就是芯片先進制程的發展歷史。從1960s開始集成電路商用化以來，制程從10um到最新的7nm，大約基本每5年左右半導體制程提升一代，每一代的性能與功耗都會大幅度提升。制程提升的動力就是下游電子行業的對于算力的需求的不斷提高。
近十年半導體先進制程
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集成電路新的制程工藝需求更新的半導體設備。但需要注意的是即便制程更新換代，并不是所有步驟的機器都需要更換，只有最關鍵的步驟才需要更新。以最貴的設備極紫外光刻機（EUV）為例說明先進制程對于半導體設備的拉動：晶片在從空白硅片到填滿上億個晶體管的過程中，需要經過很多個步驟，而其中很多步驟都需要經過光刻工藝。而光刻機就是實施光刻的關鍵。在14nm工藝及以上制程，193nm沉浸式光刻機可以滿足需求。但到了14nm制程以后，傳統的光刻機遇到技術瓶頸，需要采用極紫外光刻機。極紫外光刻機（EUV）以波長為13.5納米的極紫外光作為光源的光刻技術，目標市場是先進制程7nm工藝。而機器單價也升到1億歐元。
光刻機發展路徑
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結論：如果摩爾定律沒有終結，那么半導體設備的需求仍會增長，從目前發展來看，到2025年內摩爾定律仍會延續，半導體設備還有很大的發展空間。集成電路設備的需求2：晶圓廠新廠建設速度加快，大部分在中國半導體晶圓廠新開工數量也直接影響設備的需求。從2017年開始，亞洲國家開始大面積投入晶圓廠建設，主要中國30家、韓國30家、臺灣地區20家左右，一個廠建設周期約為2-3年，對應整體對于半導體設備需求約為200億美金，對于半導體設備需求明顯。
2017-2020新建晶圓廠分布
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從下圖可以看出，半導體銷售額中中國占比逐步提高，從2013年的15%提升到2018年的27%，由于晶圓廠占比的原因，預計未來中國市場占設備領域市場份額仍會穩步增加。
半導體設備銷售額區域分拆
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2）LED芯片行業設備成長動力：LED芯片應用擴大+行業生產效率提升
泛半導體領域第二個對設備需求較大的是LED芯片行業。LED產業鏈包括襯底制作、外延生長、芯片制造、封裝和應用五個主要環節，其中LED外延生長和制造環節是LED行業關鍵步驟。目前外延片制造主流設備為MOCVD（金屬有機化學氣相淀積法）。
以下以MOCVD為例分析LED對于設備的拉動：LED行業對于設備的需求由兩方面拉動：1）擴產2）技術更新首先，下游LED芯片廠商擴產直接拉動設備商需求。生產LED芯片主要設備為MOCVD。由下圖可看出，全球LED芯片產值在2010年、2014年、2017年左右同比增速達到波峰，MOCVD出貨量相對提前一些，但也符合LED芯片產值波動，在以上三個年份亦為周期頂點。
其次，技術更新對于生產成本的優化至關重要。LED芯片材料帶動成本下降的空間較少，主要靠技術進步驅動成本下降，故此各大LED廠商均大力投入技術研發。LED行業是重資產行業，設備折舊約占芯片成本的30%，從歷史來看，LED芯片單位價格持續降低，這與設備更新是分不開的。
LED芯片成本
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LED燈泡價格
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對比MOCVD設備技術參數也可以看出，上市時間相隔8年的設備生產效率提升了140%。LED芯片廠商如果要保持自己的成本競爭力，必須不斷投資新設備。
第三，下一代顯示技術的推動對于新設備有需求。市場上對室內顯示產品顯示效果的不斷追求，LED產品不斷往更小的間距發展。追求高解析度已經成為行業發展和進步的一個重要方向。在繼普通LED顯示屏以后，小間距顯示屏（間距250um），MiniLED(間距100um)，MicroLED(間距小于100um)將逐步走上商業舞臺。
MiniLED與MicroLED區別
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從先后順序來看，2019年消費者有望最先看到搭載MiniLED背光的終端產品。MiniLED背光應用所采用的LED顆數用量要比傳統LED背光多50倍以上，從筆記本電腦約8,000顆，到65英寸電視用量約10萬到30萬顆。下游應用主要以智能手機、電視等消費電子顯示設備為主。與MiniLED競爭的主要對手是OLED。
若MiniLED（預計2019底）與MicroLED開始普及，對于LED芯片的絕對產量需求將大大提高。同時也必將提高相關工藝設備需求，如薄膜工藝設備MOCVD。
投資邏輯之二：中國廠商進口替代空間廣闊
半導體設備整體市場呈現兩個特點：1）規模增長穩定。2）集中度進一步提高。目前全球半導體設備市場巨大，2018年半導體整體設備市場約為620億美金。主要廠商由AppliedMaterials（美）、ASML（荷蘭）、東京電子、KLA（美）等國外廠商占據。
半導體設備廠商集中度進一步提高。集中度提高的原因在于：1）下游foundry廠集中度提高。從下表可以看出，前八名晶圓廠2017年市占率為88%，比2015年提高了一個百分點。下游客戶的集中提提高勢必造成供應鏈壓縮。
2）集成電路設備研發投入高，非頭部企業難以承受。半導體制程進入28nm以后，需要的設備復雜度呈指數提升。主流半導體設備企業的研發費用以億美金來計。
世界前五大設備廠研發費用（億美金）
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中國設備廠商發展空間大。由于中國半導體公司起步時間較晚，晶圓制造環節薄弱（中芯國際僅僅占全球制造不到5%市場份額），導致晶圓廠相關設備配套公司發展較慢，目前在設備領域市占率極低（小于3%）。但這也正是中國設備公司的發展機會。
中國半導體市占率
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中國半導體自給率
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