3月27日，上海證監局官網顯示中微半導體設備（上海）股份有限公司完成了科創板上市輔導工作。作為最硬核的高端裝備代表，還有哪些半導體設備公司有潛力登陸科創板？
半導體設備研制技術硬、門檻高、投資大、周期長，國內市場需求緊迫而廣闊。我國在這一領域基礎薄弱，多年來政產學研各方密切合作，奮力拼搏，雖然取得很大進展，但受制于人的局面仍未徹底改變。科創板的設立，有望助力半導體設備產業實現突破。
本文選取了國內有一定技術基礎的19家半導體設備企業，從技術先進性和潛在市場規模兩個維度，對其未來登陸科創板的潛在可能性進行了評估，與同行分享！
圖片來源：Applied Materials官網
主要半導體設備企業
半導體設備主要應用于芯片的制造的封測環節。芯片制造中，主要用到包括光刻機、刻蝕機、CVD、PVD、離子注入機等。芯片封測中，主要用到測試機、探針臺、分選機等。
圖1. 主要半導體設備分類
本文選取的19家企業中，覆蓋半導體設備的各個細分領域。刻蝕機、CVD、前道檢測和后道檢測四個領域均有4-6家企業，光刻機、PVD、離子注入機和CMP設備領域有1-3家企業。
圖2. 主要半導體設備企業
19家企業中，最早的中科泰龍成立于1992年，最新的北京悅芯成立于2017年，一半企業（10家）在2010-2015年間成立。部分企業如中微半導體、沈陽拓荊已經是首批科創板上市企業的熱門候選。有些企業如江蘇魯汶、北京悅芯、東方晶源等，雖然成立時間不長，卻已成為投資機構追捧的對象。
圖3. 19家主要半導體設備企業成立時間
研究框架及結論
本文從技術先進性和潛在市場規模兩個維度對19家半導體設備企業進行評估。技術先進性是半導體設備企業發展的最核心動力，而潛在市場規模評估企業的發展空間。
圖4.科創板企業評估框架
技術先進性是設備企業發展的核心動力。技術先進性分析參考產業化水平和專利價值評估兩方面。
產業化水平是公司產品應用情況，例如產品應用在邏輯芯片制造的企業比產品應用在光伏制造的企業技術先進更高，產品應用在14nm制程的企業比產品應用在90nm制程的企業技術先進更高。
為衡量企業間專利的相對價值，我們構建了一個CIA（Comprehensive Innovation Ability）指數，以已公開專利為基礎，從專利數量、專利質量、專利價值和研發實力四個方面對潛在企業進行技術先進性評估。
圖5. 專利價值CIA指數評估體系
半導體設備產業細分市場規模是評估企業發展潛力的重要指標。我們采用自下而上和自上而下兩種方法評估半導體設備細分領域市場規模。自下而上方法根據目前已披露的晶圓廠建設計劃投資額估算。自上而下的方法則參考了行業協會SEMI和Gartner等咨詢機構對于行業規模的預測。
圖6. 2020年我國細分設備市場規模及主要企業
數據來源：SEMI,Global Foundries,Gartner,企業官網，華夏幸福產業研究院
綜合技術和市場兩個維度、四個方面信息，我們將上述19家企業分為5個等級。下圖給出技術先進性和潛在市場規模的結果，詳細信息見文末。5星企業有中微半導體、中電科電子裝備和屹唐半導體三家，這些企業在技術先進性上均有較多高質量專利積累，產品也得到很好應用。4星和3星企業相對星企業在技術先進性或市場規模上相對較弱。例如上海微電子，雖然光刻機市場很大，但公司90nm光刻機雖通過驗證但仍未進入市場。2星和1星企業所在市場規模較小。部分企業如江蘇魯汶、北京悅芯成立時間較短但技術先進，企業處于高速發展期。
圖7. 半導體設備企業綜合評價
半導體設備產業發展分析
半導體設備是國家戰略性基礎產業。半導體產業是信息技術產業的核心，而半導體設備是半導體產業上的重要環節，設備技術與產業的發展對于掌握與突破先進制造和封測技術具有重要意義，是國家戰略性基礎產業。
發展先進半導體設備必須依靠自主創新。《瓦森納協定》針對先進半導體設備對我國禁運。該協定在巴黎統籌委員會（二戰后成立旨在限制蘇聯）的基礎上于1996年簽訂，至今締約國包括“巴統”17國在內的42個國家。協定要求，對半導體設備等9大類、45個方面的敏感產品或技術，如果締約國要將這些產品賣給非成員國，要向其他締約國通報。理論上，該協定制約除了42個締約國以外的全部非締約國。但實際上，締約國在重要技術的出口決策上受美國的影響很大，目前重點限制對象包括中國、伊朗、利比亞、朝鮮等國家。
發展半導體設備是國家重點戰略。在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》中的16個國家科技重大專項中，兩項專項針對半導體產業，其中02專項“極大規模集成電路制造技術及成套工藝”用于支持半導體設備研發。2014年，國務院頒布《國家集成電路產業發展推進綱要》，設立集成電路產業投資基金，基金一期規模國家和地方合計6500億，二期仍在募集中，預計超過6000億，二期將加大對于半導體設備和材料的投資。
半導體設備產業市場空間大
短期內，新建晶圓廠和舊產線折舊換新是半導體設備的主要需求。長期看，國內長期處于制造和封測技術的追趕態勢下，而這些技術的升級需要設備升級，這保障了設備市場的長期高速發展。
大量新建晶圓廠推高設備需求。在新建晶圓廠的投資中，制造設備約65%，封裝測試設備約12%。根據SEMI估算，2018年中國大陸半導體設備市場規模約128.2億美元，超越中國臺灣成為全球第二大設備市場，2020年預計增長至170.6億美元（合11143億元人民幣），年復合增長率約15.4%。
圖8. 我國主要已建與在建8/12英寸產線
數據來源：華夏幸福產業研究院整理
工藝升級帶動設備升級，保障設備市場長期增量。晶圓代工廠工藝從28nm升級到7nm，設備支出增加一倍。目前，以臺積電、三星主導的尺寸縮減競賽有望延續至2023年。3nm制程之后，以英特爾為代表的Chiplet技術有望延續摩爾定律。國內制造技術的追趕態勢較長時間內仍將持續，國內半導體設備升級將同步發展。
半導體設備產業本土化率低
全球市場呈現壟斷格局。半導體設備產業高門檻使得全球設備市場格局高度集中，銷量前十企業常年被美國、日本、荷蘭企業所壟斷。占比較大的細分市場上，光刻機、刻蝕機、PVD、大束流離子注入機和CMP設備方面，市場前三企業占據市場超過90%的市場份額。CVD、前道檢測和后道檢測方面，前三企業占據市場超過70%市場份額。
圖9. 2012-2017年，全球半導體設備產業銷量前十企業
數據來源：Wikipedia，Gartner，華夏幸福產業研究院
圖10. 2012-2017年，全球半導體設備分類別銷量前三企業
數據來源：Gartner(2017)，科磊半導體，應用材料，華夏幸福產業研究院
我國半導體設備本土化率低。半導體設備主要應用于芯片制造和芯片封測環節。制造環節包括光刻、金屬與化合物薄膜的沉積和刻蝕、離子注入、熱擴散、剝離與清洗以及晶圓測試。芯片封測中，主要包括晶圓切割、裝片、焊線以及成品測量。我國半導體設備整體本土化率在10%左右，面向先進工藝半導體設備如光刻機、離子注入機、薄膜設備等則更低。
圖11. 2011-2016年我國國產半導體設備比重
數據來源：中國電子專用設備協會，華夏幸福產業研究院
總結
半導體設備是半導體產業的核心環節，是短板中的短板，其發展需要給予更多的關注和支持。作為信息產業的基礎，半導體產業鏈上，還有芯片設計、芯片制造、芯片封裝與測試、關鍵材料、EDA工具和云服務等環節。這些領域也一樣需要關注和支持，從科創板視角，產新智庫也在進行研究，后續將陸續推出相應的成果，敬請關注！
19家半導體設備企業