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（報告出品方/作者：五礦證券，王少南、金凱笛）
從估值角度來看，2020 年 7 月以來電子行業(yè)估值總體呈下行趨勢，2022 年 10 月至今略有回 升。行業(yè)整體估值處于近兩年底部位置，由于國內(nèi)疫情反復(fù)，2022 年 4 月下旬達到近兩年 PE （TTM）最低值。當(dāng)前，電子行業(yè)市盈率（TTM）為 28.66 倍，低于過去十年平均值（47.55 倍），低于過去五年平均值（37.21 倍），也低于過去兩年平均值（34.52 倍）。對比滬深 300、上證綜指與電子行業(yè)近十年數(shù)據(jù)，滬深 300 指數(shù)總體高于電子行業(yè)，但近年 來差距逐漸縮小；上證綜指在 2012 至 2016 年總體高于電子行業(yè)，但 2019 年三季度以來被 電子行業(yè)反超，且在 2019 年末至 2021 年末差距逐漸拉大。2022 年，電子行業(yè)各板塊跌幅較大，回調(diào)較深。分業(yè)務(wù)板塊來看，申萬二級電子行業(yè)指標(biāo)中， 消費電子 / 光學(xué)光電子 / 半導(dǎo)體 / 元 件 / 電子化學(xué)品 / 其 他 電 子 板 塊 分 別 下 跌 40.44%/37.04%/37.11%/33.10%/24.17%/20.92%。光學(xué)光電子方面，面板下跌 33.50%，LED 下跌 42.04%，光學(xué)元件下跌 39.20%。半導(dǎo)體方面，分立器件/半導(dǎo)體材料/數(shù)字芯片設(shè)計/模 擬芯片設(shè)計 / 集 成 電 路 封 測 / 半 導(dǎo) 體 設(shè) 備 跌 幅 分 別 為 29.77%/32.55%/42.75%/37.94%/25.82%/31.84%。元件方面，印刷電路板下跌 31.80% ，被 動元件下跌 34.83%。我們認為行業(yè)下跌主要在于美聯(lián)儲加息、俄烏沖突、疫情反復(fù)等多因素影響下，消費電子等下游需求疲軟，庫存水位較高，行業(yè)景氣度下行，制約了元器件、半導(dǎo) 體、PCB 等上游產(chǎn)品需求。展望 2023 年，我們認為隨著美聯(lián)儲加息節(jié)奏放緩，中國疫情政 策優(yōu)化，行業(yè)有望于 2023Q2 開始企穩(wěn)回暖，上游行業(yè)有望復(fù)蘇。
根據(jù)信號的不同，EDA 設(shè)計工具可以進一步分為模擬電路設(shè)計 EDA 和數(shù)字電路設(shè)計 E DA。 模擬電路設(shè)計 EDA 主要針對電源管理芯片或信號鏈芯片等的電路設(shè)計；數(shù)字電路設(shè)計 EDA 主要面向 MCU、CPU、GPU 等芯片的電路設(shè)計。數(shù)字電路與模擬電路在信號表示、器件狀 態(tài)、研究對象、基本單元電路、分析工具方面各有不同。數(shù)字電路處理的信號是數(shù)字信號，其 時間變量是離散的；而模擬電路處理的信號是模擬信號，其時間變量是連續(xù)的。其次，在信號 的表示上，數(shù)字信號常用二進制數(shù)來代表相互對立的兩種狀態(tài)，具體體現(xiàn)為矩形脈沖，但模 擬信號則用一系列連續(xù)變化的電磁波或電壓信號來表示。 相較于模擬芯片，數(shù)字芯片設(shè)計需要更豐富的 EDA 工具。盡管數(shù)字芯片與模擬芯片在設(shè)計流 程都基本圍繞“計劃—設(shè)計—仿真—驗證”四大環(huán)節(jié)，但是數(shù)字芯片設(shè)計的自動化程度 和流程復(fù)雜度遠高于模擬芯片，需要更加豐富的 EDA 工具。從自動化程度來看，數(shù)字電路只涉及到“0”、“1”信號，僅需考慮時序、功耗和面積等少量 優(yōu)化因素，但模擬電路涉及到復(fù)雜的信號環(huán)境，并存在噪聲、失真、電壓擺幅等多個優(yōu)化因 素，需要更多人工干預(yù)取舍，因此數(shù)字芯片設(shè)計相較于模擬芯片設(shè)計更容易實現(xiàn)自動化，對 應(yīng)來說，EDA 工具在數(shù)字芯片設(shè)計過程中參與度更高。 從復(fù)雜度來看，數(shù)字芯片設(shè)計流程更復(fù)雜、規(guī)模更大，因此對 EDA 工具產(chǎn)品豐富度要求更高。 1975 年以來，摩爾定律強調(diào)單位面積芯片上的晶體管數(shù)量每兩年翻番，這對數(shù)字芯片的設(shè)計 和制造提出了更高的規(guī)模、工藝和更迭速度要求。從晶體管集成規(guī)模和芯片制程上來看，在 數(shù)字芯片方面，蘋果迄今打造的最大面積芯片 M1 Max 采用 5nm 制程工藝，封裝晶體管數(shù) 570 億個。而在模擬芯片方面，模擬芯片使用的制程主要采用 0.18μm/0.13μm，部分工藝使 用 28nm，其特點是非尺寸依賴，更多要求的是工藝、器件、電路設(shè)計的反復(fù)迭代。從迭代速 度來看，數(shù)字芯片生命周期為 1-2 年，而模擬芯片的生命周期一般在 5 年以上。 綜上，對 EDA 工具使用者來說，數(shù)字芯片設(shè)計的學(xué)習(xí)門檻相對較低，且在設(shè)計流程上更能實 現(xiàn)團隊作戰(zhàn)、流水線生產(chǎn)，因此從供應(yīng)和需求兩方面來看數(shù)字芯片設(shè)計的從業(yè)者群體規(guī)模更 大，即對應(yīng)的 EDA 工具需求量更大。在電路設(shè)計過程中，每個設(shè)計步驟需要一個或多個 EDA 工具進行設(shè)計、仿真或驗證。數(shù)字電 路設(shè)計包含功能設(shè)計、邏輯綜合、物理實現(xiàn)以及電路與版圖分析驗證等過程，并以門級網(wǎng)表 的產(chǎn)生為界，通常分為數(shù)字前端和數(shù)字后端兩部分。數(shù)字前端設(shè)計流程從設(shè)計需求說明開始， 再用硬件描述語言（HDL，Hardware Description Language）對電路以寄存器級傳輸為基礎(chǔ) 進行描述，實現(xiàn)對芯片功能的編碼；對于該步驟，通過仿真工具對編碼進行功能仿真，檢驗設(shè) 計代碼的正確性；然后通過邏輯綜合（Logic Synthesis）將 RTL 級描述轉(zhuǎn)化為門級表達，經(jīng)過靜態(tài)時序仿真（STA，Static Timing Analysis)和門級仿真（Gate Simulation)以后，進行 DF T 驗證。數(shù)字后端設(shè)計流程負責(zé)將前端設(shè)計生成的門級網(wǎng)表實現(xiàn)為可生產(chǎn)的物理版圖。通過自 動布局布線工具將門級網(wǎng)表中使用到的各種單元和宏模塊在版圖上進行合理擺放、連接，形 成布局布線后的門級網(wǎng)表和版圖；對布局布線后的版圖進行檢查驗收（Signoff，具體包括如 寄生參數(shù)提取、時序分析和優(yōu)化、物理驗證，邏輯等效檢查）等工作，確認設(shè)計不存在功能和 物理規(guī)則上的問題后進行版圖集成，形成最終交付晶圓代工廠流片、生產(chǎn)的版圖。模擬電路的設(shè)計從原理圖設(shè)計開始，原理圖包含抽象化的器件符號及連線。為了確保電路工 作正確，設(shè)計師需要用到電路仿真工具來模擬電路的功能、性能等，并根據(jù)仿真的結(jié)果不斷 優(yōu)化電路設(shè)計。電路仿真完成后，芯片設(shè)計進入版圖設(shè)計環(huán)節(jié)，版圖設(shè)計主要包括版圖的布 局和布線——設(shè)計師需要通過版圖設(shè)計工具將每個器件放置到合適位置，并用圖形將各個器 件進行正確的連接。版圖設(shè)計完成后，設(shè)計師需要對物理版圖進行物理驗證，以確保版圖與 原理圖一致并且符合晶圓制造的要求。完成物理驗證后，設(shè)計師還需對版圖進行寄生參數(shù)提 取，產(chǎn)生包含寄生參數(shù)的后仿真電路網(wǎng)表，并進行版圖后仿真及分析，比如對壓降和電流密 度等進行可靠性分析。
根據(jù)產(chǎn)品構(gòu)成來看，EDA 工具被分為五大類：硅知識產(chǎn)權(quán)（SIP，Semiconductor Intellectual Property）、仿真模擬工具（CAE，Computer-Aided Engineering）、集成電路物理設(shè)計與驗證 工具（IC Physical Design and Verification）、PCB & MCM（Printed Circuit Board and MultiChip module）工具以及服務(wù)收入。 SIP 是指已驗證、可復(fù)用、具有某種確定功能的集成電路模塊，能夠作為新設(shè)計的一部分向其 他人提供商業(yè)上的可用性。在芯片設(shè)計過程中，通過使用改電路模塊設(shè)計軟件塊，從而減少 設(shè)計工作量，縮短設(shè)計周期，提高芯片設(shè)計的成功率。仿真模擬工具（CAE）包括電子系統(tǒng)級 設(shè)計工具（electronic system level, ESL）、綜合驗證工具（Synthsis and Verification）、設(shè)計 輸入工具、邏輯驗證工具、形式化驗證等，其功能與通用的 CAE 軟件具有原理與功能上的相 似性。集成電路物理設(shè)計與驗證工具（IC Physical Design and Verification）支持在單元（cell）、塊 （block) 和全芯片（chip）等級別上的數(shù)字、模擬和數(shù)?；旌闲盘栐O(shè)計的物理實現(xiàn)。它還提供 了通過嵌入式物理驗證工具進行物理設(shè)計調(diào)試和驗證的支持。此外，它可以加載第三方驗證 錯誤文件，并在布局和原理圖上顯示違規(guī)情況。 PCB & MCM（Printed Circuit Board and Multi-Chip module）工具包括 PCB 原理圖輸入， PCB 分析，IC 封裝分析，PCB 仿真模擬，PCB 物理設(shè)計，IC 封裝物理設(shè)計等。其中，印制 電路板（PCB）是由玻璃纖維、復(fù)合環(huán)氧樹脂或?qū)訅翰牧现瞥傻谋“?，用于固定和連接電子 設(shè)備中的機械和電子組件；多芯片組件（MCM）是指多個集成電路芯片電連接于共用電路基 板上，并利用它實現(xiàn)芯片間互連的組件。2.1.2 全球 EDA 市場規(guī)模穩(wěn)步增長全球 EDA 軟件市場規(guī)模呈加速增長態(tài)勢。根據(jù) ESD Alliance 數(shù)據(jù)顯示，2022 年上半年，全 球 EDA 軟件市場規(guī)模為 72.89 億美元，較 2021 年上半年同比增長 14.82%；2021 全球 EDA 軟件市場規(guī)模為 132.75 億美元，同比增長 14.76%；2016-2021 年 EDA 軟件市場規(guī)模 CAG R 為 9.27%，2011-2021 年 EDA 軟件市場規(guī)模 CAGR 為 8.04%。EDA 軟件作為半導(dǎo)體行業(yè)上 游，市場規(guī)模變化與下游集成電路市場景氣度息息相關(guān)。2007-2021 年間，集成電路行業(yè)的 市場規(guī)模同比變化趨勢與 EDA 行業(yè)基本保持一致，但變化幅度較大。2021 全球集成電路市 場規(guī)模為4630億美元，同比增長 28.18%，2016-2021年集成電路市場規(guī)模 CAGR為 10.84%，2011-2021 年集成電路市場規(guī)模 CAGR 為 6.48%。
中國 EDA 行業(yè)處于高速增長期，中國集成電路行業(yè)高景氣加速 EDA 產(chǎn)業(yè)發(fā)展。據(jù)中國半導(dǎo) 體行業(yè)協(xié)會（CSIA）數(shù)據(jù)顯示，2020年中國EDA 行業(yè)市場規(guī)模為93.1億元，同比增長 27.71%， 遠高于同年全球 EDA 市場規(guī)模 13.23%的同比增速。據(jù) CISA 預(yù)測，2025 年中國 E DA 市場 規(guī)模為 184.9 億元，2020-2025 年，中國 EDA 市場規(guī)模 CAGR 為 14.7%，處于加速發(fā)展期。 2020 年中國集成電路市場規(guī)模為 8848 億元，同比增長 17%；2021 年中國集成電路市場規(guī) 模為10996億元，同比增長 24.28%；2016-2021年，中國集成電路市場規(guī)模 CAGR為 20.4 6%， 高于全球集成電路市場規(guī)模增速。分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，2007-2021 年，SIP 市場份額提升明顯，CAE/IC 物理設(shè)計和驗證/PCB&MCM/ 服務(wù)市場份額較為穩(wěn)定。根據(jù)電子系統(tǒng)設(shè)計聯(lián)盟（ESD Alliance）數(shù)據(jù)顯示，2021 年， SIP/CAE/IC 物理設(shè)計和驗證 /PCB&MCM/ 服 務(wù) ，五大類 EDA 工具收入分別為 50.06/41.08/25.01/12.06/4.55 億美元，同比增長 23.95%/12.20%/7.01%/15.02%/43. 12%， 占 2021 年 EDA 市場規(guī)模的 37.71%/30.95%/18.84%/9.08%/3.43%；2022 年上半年，五大 類 EDA 工具收入分別為 28.53/22.56/12.88/6.40/2.52 億美元，較 2021 年上半年同比增長分 別為 14.82%/23.09%/13.42%/1.91%/11.65%/22.98%，分別占 2022 年上半年全球 EDA 市場 規(guī)模的 39.14%/30.94%/17.67%/8.79%/3.46%。截至 2022 年上半年，美洲地區(qū)為全球 EDA 最主要需求區(qū)域，亞太地區(qū)是 EDA 市場規(guī)模增 長的主要來源。根據(jù) ESD Alliance 數(shù)據(jù)，2022 年上半年，美洲地區(qū)購買 EDA 產(chǎn)品和服務(wù) 31.66 億美元，同比增長 19.36%，占比 43.43%；歐洲/中東/非洲地區(qū)購買 EDA 產(chǎn)品和服務(wù) 9.06 億美元，同比增長 5.08%，占比 12.4%；日本購買 EDA 產(chǎn)品和服務(wù) 5.16 億美元，同比 增長 3.85%，占比 7.1%；亞太地區(qū)（不含日本）購買 EDA 產(chǎn)品和服務(wù) 27.01 億美元，同比 增長 15.56%，占比 37.1%。比較全球近 5 年和近 10 年年均復(fù)合增長率，亞太地區(qū)（不含日本）增長最快，過去 5 年年均復(fù)合增長率為 12.73%，過去 10 年年均復(fù)合增長率為 13. 38%。
2.1.3 三巨頭壟斷下的全球 EDA 市場競爭格局EDA 行業(yè)集中度高，三巨頭壟斷優(yōu)勢明顯。按照收入規(guī)模劃分，當(dāng)前全球 EDA 企業(yè)主要分為 三個梯隊：1）Cadence、Synopsys 和 Siemens EDA 三者憑借全流程 EDA 工具居于壟斷地 位，穩(wěn)居第一梯隊，約占全球市場營收的 75%；2）Ansys、Silvaco、Aldec、ZUKE N、華大 九天等，在市場耕耘較長時間，擁有部分全流程工具和部分特色點工具，居于第二梯隊，約占 全球市場營收的 15%；3）國內(nèi)大部分擁有部分仿真驗證點工具的 EDA 公司主要集中在第三 梯隊，如概倫電子、廣立微、國微思爾芯、芯愿景等，約占全球市場營收的 7%。EDA 行業(yè)發(fā)展 40 年來，“三足鼎立”格局逐步穩(wěn)固。1984-2021 年，Synopsys、Cadenc e 和 Mentor Graphics 三家企業(yè)的合計營收從 11%提升至 75%。2021 年，Synopsys 營收 42.04 億美元，較上年同比增長 14.08%，約占全球市場份額的 32%，過去 10 年營收年均復(fù)合增長 率為 10.60%。Cadence 營收 29.88 億美元，較上年同比增長 13.37%，約占全球市場份額的 23%，過去 10 年營收年均復(fù)合增長率為 10.02%。Mentor Graphics 于 2017 年 3 月，被西門 子以 45 億美元收購，并加入了西門子的 PLM 軟件部門。根據(jù) TrendForce 于 2022 年 8 月發(fā)布的 EDA 軟件報告顯示，2021 年，Siemens EDA 約占據(jù)全球 13%的市場份額，由此推測出 2021 年 Siemens EDA 2021 年營收約為 17.25 億美元，過去 10 年營收年均復(fù)合增長率約為 5.45%。三巨頭在實現(xiàn) EDA 工具全流程覆蓋的同時，憑借其強項各占一隅。Synopsys、Cadence、 Siemens EDA 三家巨頭提供的EDA 工具覆蓋半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈所有環(huán)節(jié)，且各自擁有拳頭產(chǎn)品， 并與全球領(lǐng)先半導(dǎo)體企業(yè)合作；Synopsys 主攻數(shù)字芯片設(shè)計、靜態(tài)時序驗證確認以及 S IP 產(chǎn) 品，長期與臺積電、英特爾、三星、Ansys、是德科技等客戶合作；Cadence 主攻模擬/數(shù)模 混合平臺、數(shù)字后端、DDR4 IP 等，長期與臺積電、FDXcelerator、Global Foundries、ARM 等客戶合作；Siemens EDA 主攻后端驗證、可測試性設(shè)計、光學(xué)臨近修正等環(huán)節(jié)，長期與臺 積電、ARM、XILINX、AMD 等客戶合作。兼并收購是 EDA 行業(yè)寡頭壟斷局面形成的重要因素，也是 EDA 三巨頭持續(xù)推陳出新的重要 動力來源。EDA 企業(yè)通過兼并收購能夠快速獲得互補產(chǎn)品，并與已有的 IC 設(shè)計工具串聯(lián)，不 斷完善產(chǎn)品矩陣，提供更加完備的解決方案，并將潛在挑戰(zhàn)者扼殺在萌芽狀態(tài)，進而進一步 鞏固壟斷地位。其次，兼并收購能夠通過多元化經(jīng)營的方式分散風(fēng)險，例如 Synopsys 和 Cadence 的 SIP 業(yè)務(wù)一定程度上跳脫了 EDA 工具軟件，以增加經(jīng)營項目的方式實現(xiàn)增收， 且有利于促進 EDA 產(chǎn)品與集成電路設(shè)計、制造之間的關(guān)聯(lián)。
“自研+并購”的結(jié)合是 EDA 企業(yè)有效整合資源，迅速補齊短板的重要手段。高額的研發(fā)投 入是 EDA 軟件技術(shù)進步的重要保障，也是頭部 EDA 軟件企業(yè)保持市場競爭力的關(guān)鍵。 Cadence 和 Synopsys 研發(fā)費用率長期保持在 30%以上，Siemens EDA 原身為 Mentor Graphics，在 2016 年被西門子收購后，不再公開具體研發(fā)投入數(shù)據(jù)，但根據(jù) 2006 年至 2016 年數(shù)據(jù)可知，Mentor Graphics 的研發(fā)費用率也長期保持在 30%以上。2021 年中國華大九天、 概倫電子、廣立微等部分 EDA 企業(yè)研發(fā)費用率也保持在 30%以上，但由于在營收規(guī)模上存 在差距，中國 EDA 企業(yè)在研發(fā)費用上仍顯不足。2021 年，Synopsys 研發(fā)費用投入為 15.05 億美元，研發(fā)費用率為 35.79%；Cadence 研發(fā)費用投入為 11.34 億美元，研發(fā)費用率為 37.96%；華大九天研發(fā)費用為 3.05 億元，研發(fā)費用率為 52.57%；概倫電子研發(fā)費用為 0.79 億元，研發(fā)費用率為 40.99%；廣立微研發(fā)費用為 0.65 億元，研發(fā)費用率為 33.05%。2.1.4 美國政策趨嚴，EDA 國產(chǎn)替代加速美國對面向中國出口 EDA 產(chǎn)品的政策趨嚴。21 世紀以來，美國政府對中國在 EDA 領(lǐng)域共發(fā) 起三次出口管制，管制手段從個別企業(yè)擴大到面向先進制程的所有中國企業(yè)。第一次是針對 中興，2018 年美國商務(wù)部將中興通訊列入實體清單，禁止中興通訊從美國購買零部件。第二 次是針對華為，2019 年 EDA 三巨頭終止了與華為海思的合作，2020 年美國商務(wù)部提升對華 為及海思的出口管制要求，要求使用美國軟件、設(shè)備和技術(shù)的半導(dǎo)體公司須獲美國政府許可 才能向華為供貨。第三次于 2022 年 8 月，美國商務(wù)部工業(yè)和安全局把開發(fā) GAAFE T（全柵 場效應(yīng)晶體管）必需的 EDA 軟件納入出口管制。此外，美國對集成電路行業(yè)的政策封鎖也會 對中國 EDA 產(chǎn)業(yè)造成不利影響，例如 2022 年 10 月禁止美國籍人才為中國半導(dǎo)體行業(yè)工作 的政策，會直接影響部分 EDA 企業(yè)的核心高管、技術(shù)人員和相關(guān)專利。 國產(chǎn) EDA 工具相較于國際龍頭企業(yè)，在全流程和先進制程上仍有不小差距，國產(chǎn)化率水平較 低。從市場競爭格局來看，2021 年，Synopsys 在中國地區(qū)的營收 36.58 億元，約為同年華 大九天在中國地區(qū)營收的 6.31 倍。從產(chǎn)品線來看，國產(chǎn) EDA 企業(yè)主要集中在點工具的供給 上，尤其是在數(shù)字電路 EDA 工具方面尚未實現(xiàn)全流程覆蓋。其次，從制程工藝上來看，中國 僅有部分 EDA 企業(yè)的部分點工具能夠滿足 3nm 先進制程的需要，尚未實現(xiàn)先進制程全流程 EDA 工具國產(chǎn)化，而根據(jù)臺積電官網(wǎng)顯示，Ansys、Cadence、Siemens EDA 和 Synopsys 分別有多類產(chǎn)品經(jīng)過臺積電 N3E 制程節(jié)點的認證，并已經(jīng)有部分工具正在使用中。國家政策對 EDA 企業(yè)的支持是推動國產(chǎn) EDA 軟件發(fā)展的重要力量。國家政策對 E DA 企業(yè) 的支持主要來自兩方面，一是各層級政府政策支持、激勵與補助。政府政策支持從頂層設(shè)計 向各省市、各行業(yè)細化。2022 年 10 月，《深圳市關(guān)于促進半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展 的若干措施（征求意見稿）》中提到，對購買國產(chǎn) EDA 工具軟件的企業(yè)或科研機構(gòu)，按照不 超過實際支出費用的 70%給予補助，每年最高 1000 萬元；對租用國產(chǎn) EDA 工具軟件的企業(yè) 或科研機構(gòu)，按照不超過實際支出費用的 50%給予補助，每年最高 500 萬元。2022 年 11 月 13 日，上海市經(jīng)濟信息化委、市財政局印發(fā)《上海市集成電路和軟件企業(yè)核心團隊專項獎勵 辦法》，對于年度主營業(yè)務(wù)收入首次突破 15 億元/10 億元/5 億元/2.5 億元的集成電路電子設(shè) 計自動化（EDA）工具開發(fā)企業(yè),分別給予核心團隊累計不超過 3000 萬元/2000 萬元/1000 萬 元/500 萬元的獎勵。另一方面是大基金的投資，截至 2022 年三季度，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投 資基金股份有限公司在華大九天持股 8.88%，在鴻芯微納通過大股東深圳鴻泰鴻芯股權(quán)投資 基金合伙企業(yè)，持股 38.68%。2.2 半導(dǎo)體設(shè)備零部件：設(shè)備上游核心支柱，自主可控刻不容緩2.2.1 分類方式多，廣泛應(yīng)用于前道設(shè)備及工藝半導(dǎo)體設(shè)備零部件是指在材料、結(jié)構(gòu)、工藝、品質(zhì)和精度、可靠性及穩(wěn)定性等性能方面達到了 半導(dǎo)體設(shè)備及技術(shù)要求的零部件，作為半導(dǎo)體設(shè)備的重要組成部分，零部件的質(zhì)量、性能和 進度優(yōu)劣直接決定了半導(dǎo)體設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，重要性不言而喻。從產(chǎn)業(yè)鏈角度，零部 件位于半導(dǎo)體設(shè)備上游，零部件上游則為鋁合金材料以及其他金屬非金屬原材料等。
零部件種類眾多，分類方式也多種多樣： 按照集成電路設(shè)備腔體內(nèi)部流程分，可以分為 5 大類：分別為電源和射頻控制類、氣體輸送 類、真空控制類、溫度控制類、傳送裝置類。 按照主要材料和使用功能分，可以分為 12 大類：分別為硅/碳化硅件、石英件、陶瓷件、金屬 件、石墨件、塑料件、真空件、密封件、過濾部件、運動部件、電控部件、其他部件。 按照服務(wù)對象分，可以分為 2 類：分別為精密機加件、通用外購件。 按照類型分，可以分為 6 類：分別為機械類、電氣類、機電一體類、氣體/液體/真空系統(tǒng)類、 儀器儀表類、光學(xué)類。具體產(chǎn)品方面，在設(shè)備及產(chǎn)線上應(yīng)用數(shù)量較多的主要零部件產(chǎn)品有 O-Ring 密封圈、精密軸 承、金屬零部件、Valve 閥、泵、MFC 流量計等，基本涉及了包括光刻、刻蝕、薄膜沉積、 CMP 拋光、氧化、清洗、離子注入、RTP 等在內(nèi)的全部主流工藝步驟。因此零部件的性能直 接決定了設(shè)備的性能，是半導(dǎo)體設(shè)備制造過程中非常重要的一環(huán)。半導(dǎo)體零部件行業(yè)特點同樣明顯，表現(xiàn)為高技術(shù)密集、學(xué)科交叉融合、市場規(guī)模占比小且分 散，但在價值鏈上卻舉足輕重等特點。 1）技術(shù)密集型行業(yè)，對精度和可靠性要求高：由于需要組成半導(dǎo)體設(shè)備，用于芯片生產(chǎn)，因 此其尖端技術(shù)密集的特性尤其明顯，有著精度高、批量小、多品種、尺寸特殊、工藝復(fù)雜、要 求苛刻等特點。此外，還需要兼顧強度、應(yīng)變、抗腐蝕、電子特性、電磁特性、材料純度等復(fù) 合功能要求；2）多學(xué)科交叉融合，對復(fù)合型人才需求大：零部件行業(yè)往往涉及到材料、機械、物理、電子、 精密儀器等多學(xué)科知識，因此對復(fù)合型、交叉型人才的需求較為迫切； 3）行業(yè)碎片化特征明顯，企業(yè)多采用并購及多產(chǎn)品線發(fā)展策略：半導(dǎo)體零部件種類多，單一 細分領(lǐng)域市場規(guī)模小，呈現(xiàn)出碎片化特點。此外，由于零部件技術(shù)門檻高、制造工序繁瑣，行 業(yè)內(nèi)多數(shù)企業(yè)只專注于個別生產(chǎn)工藝，或?qū)Ｗ⒂谔囟ň芰悴考a(chǎn)品，行業(yè)相對分散，因此 企業(yè)多通過并購方式做大做強，半導(dǎo)體零部件往往只是公司整體零部件業(yè)務(wù)中的一塊。2.2.2 歐洲、美國、日本廠商主導(dǎo)市場2005-2020 年，受消費電子、PC 等下游景氣度提升拉動，全球半導(dǎo)體需求整體向好，根據(jù) SEMI 及 SEAJ 數(shù)據(jù)，全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模呈現(xiàn)總體上升趨勢，2005 年為 328.8 億美元； 2021 年達到歷史最高的 1025 億美元，同比增長 44%；SEMI 預(yù)計 2022 年將達到 1085. 4 億 美元，同比增長 5.9%，2023 年將達到 912 億美元，2024 年將達到 1071.6 億美元。
在半導(dǎo)體設(shè)備成本構(gòu)成中，零部件產(chǎn)品占比超過 90%，國際半導(dǎo)體設(shè)備廠商毛利率普遍在 40- 45%，因此零部件市場規(guī)模約為半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模的 50-55%，因此 2021 年全球半導(dǎo)體設(shè) 備零部件市場規(guī)模約為 513 億美元，中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備零部件市場規(guī)模約為 148 億美元。 根據(jù) SEMI 關(guān)于全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模的預(yù)測，預(yù)計半導(dǎo)體設(shè)備零部件市場規(guī)模 2022 年 約為 542.7 億美元，2023 年約為 456 億美元，2024 年約為 535.8 億美元。 全球半導(dǎo)體零部件廠商市場格局中，主要以歐洲、美國、日本企業(yè)為主。根據(jù) TechInsights 數(shù) 據(jù)，2021 年全球 Top 10 零部件廠商分別為蔡司、MKS、愛德華、先進能源、Horiba、VAT、 Ichor、超科林、ASML、荏原。2.2.3 技術(shù)難度大，國產(chǎn)化率低根據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù)，2020 年中國大陸晶圓廠采購的 8-12 英寸設(shè)備零部件產(chǎn)品種類豐富，其 中石英（Quartz）、射頻發(fā)生器（RF Generator）、泵（Pump）排名前 3，占 比分 別為 11%/10%/10%，閥門（Valve）、吸盤（Chuck）占比均為 9%，此外還包括反應(yīng)腔噴淋頭（Shower Head）、邊緣環(huán)（Edge Ring）等。零部件自給率仍然偏低。根據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù)，石英（Quartz）、反應(yīng)腔噴淋頭（Shower Head）、 邊緣環(huán)（Edge Ring）自給率超過 10%；泵（Pump）和陶瓷件（Ceramic）自給率 5-10%； 射頻發(fā)生器（RF Generator）、機械臂（Robot）和氣體流量計（MFC）自給率 1-5%；閥門 （Valve）、測量儀（Gauge）和 O 形密封圈（O-Ring）自給率不足 1%。整體而言，半導(dǎo)體 零部件國產(chǎn)替代空間大。 上述產(chǎn)品對應(yīng)海外公司主要有 Ferrotec、Heraeus、Tokai Carbon、新鶴、MKS、VAT、Hori ba 等，中國廠商主要有菲利華、太平洋石英、神工半導(dǎo)體、靖江先鋒、江豐電子、沈陽科儀、蘇 州柯瑪、新松機器人、北方華創(chuàng)等。雖然目前零部件國產(chǎn)化率不高，但同樣需要認識到，半導(dǎo)體零部件技術(shù)難度大，對 精密機械 制造技術(shù)、表面處理特種工藝技術(shù)、焊接技術(shù)等要求較高，因此，企業(yè)需要不斷研發(fā)生產(chǎn)工藝 技術(shù)以滿足產(chǎn)品高精密、高潔凈、超強耐腐蝕能力、耐擊穿電壓的要求，并實現(xiàn)較高的生產(chǎn)效 率，從而滿足半導(dǎo)體設(shè)備的工程化和量產(chǎn)化。 此外，半導(dǎo)體設(shè)備廠商為了降低成本和提升生產(chǎn)效率，將會簡化零部件供應(yīng)鏈，并對標(biāo)準化、 模塊化、流程化、精密度、潔凈度等提出更高要求，未來能提供多種工藝、多品類產(chǎn)品、生產(chǎn) 更加智能化的零部件廠商將會具備更強的競爭力。2.2.4 中國廠商積極布局目前在晶圓代工廠日常運營過程中領(lǐng)用的零部件（括維保更換和失效更換的零部件）達到 2000 種以上，但國產(chǎn)占有率僅為 8%左右，美國和日本占有率分別為 59.7%和 26.7%。高端 零部件方面，主要被美國、日本、歐洲廠商主導(dǎo)，中低端零部件方面，主要被韓國、中國臺灣 廠商占據(jù)。 近年來，隨著美國對中國半導(dǎo)體行業(yè)的封鎖愈演愈烈，國產(chǎn)替代已成為全行業(yè)共同呼聲，對 應(yīng)零部件廠商也積極加大研發(fā)力度，不斷提升研發(fā)水平和產(chǎn)能，雖然仍然與國際龍頭企業(yè)有 一定差距，但是國產(chǎn)廠商目前已經(jīng)在多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破，包括北方華創(chuàng)、新萊應(yīng)材、江豐電子、富創(chuàng)精密、華亞智能、華卓精科、萬業(yè)企業(yè)（Compart）等眾多廠商已經(jīng)實現(xiàn)相關(guān)零部件 產(chǎn)品的量產(chǎn)，并且未來還將進一步拓寬品類、擴大產(chǎn)能、向先進制程精進，不斷提升中國半導(dǎo) 體零部件技術(shù)水平和國產(chǎn)化率水平。
半導(dǎo)體晶圓廠擴產(chǎn)給上游設(shè)備帶來發(fā)展機遇，進而有利于本土零部件廠商快速發(fā)展 ，疊加現(xiàn) 階段國產(chǎn)化率較低的現(xiàn)狀，我們認為未來零部件未來幾年有望保持高景氣，看好半導(dǎo)體零部 件行業(yè)在晶圓廠擴產(chǎn)及國產(chǎn)化率提升雙輪驅(qū)動下的高成長。2.3 半導(dǎo)體設(shè)備：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈核心支柱，全球需求有望繼續(xù)擴大半導(dǎo)體設(shè)備泛指用于制造各類半導(dǎo)體產(chǎn)品所用的生產(chǎn)設(shè)備，屬于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵支撐環(huán) 節(jié)。半導(dǎo)體設(shè)備的技術(shù)升級與半導(dǎo)體制造的工藝發(fā)展相輔相成。半導(dǎo)體設(shè)備的技術(shù) 升級為半 導(dǎo)體制造工藝創(chuàng)造了發(fā)展空間，而半導(dǎo)體制造工藝的改進是半導(dǎo)體設(shè)備實現(xiàn)技術(shù)突破的推動 力。在半導(dǎo)體制造的工藝流程中，半導(dǎo)體設(shè)備扮演著十分重要的角色。 半導(dǎo)體制造的步驟繁多且精細，主要可分為三大類：硅片制造、前道晶圓制造和后道封裝測 試。在硅片制造流程中，首先需將多晶硅提純后得到單晶硅棒，經(jīng)過磨外圓、切片得到初始硅 片，之后再進行倒角、研磨、拋光、清洗和檢測等工藝，最終得到可用于生產(chǎn)加工的半導(dǎo)體硅 片。其間主要設(shè)備包括單晶爐、滾圓機、切片機、倒角機、研磨機、拋光機、清洗設(shè)備和檢測 設(shè)備等。在 IC 設(shè)計完成之后，就進入到正式的芯片制造環(huán)節(jié)。晶圓制造流程是芯片制造中最為核心的環(huán)節(jié)，晶圓制造的七大步驟分別為熱處理（氧化/擴散 /退火）、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積、清洗和拋光。通常熱處理、光刻、刻蝕、離子注 入、薄膜沉積、清洗步驟需要重復(fù)進行若干次，之后進行 CMP 及金屬化，最終還需要進行前 道量測，只有量測合格的晶圓才能進入封裝測試環(huán)節(jié)。其間主要設(shè)備包括熱處理設(shè)備（氧化 爐/擴散爐/退火爐）、光刻機、涂膠顯影/去膠設(shè)備、刻蝕機、離子注入機、薄膜沉積設(shè)備 （PVD/CVD/ALD）、清洗機、CMP 設(shè)備和晶圓量測設(shè)備（厚膜/OCD 關(guān)鍵尺寸量測設(shè)備、電子書量測設(shè)備）等。 封裝測試包括封裝和測試兩個環(huán)節(jié)，封裝過程主要包括背面減薄、晶圓切割、貼片、引線鍵 合、模塑和切筋/成型，需用到減薄機、切割機、貼片機、烤箱、引線鍵合機、注塑機以及切 筋/成型設(shè)備等。封裝結(jié)束后做最后的成品測試，主要用到測試機、探針臺、分選機等。測試 合格后的芯片將被應(yīng)用于消費電子、IoT、汽車電子、工控、醫(yī)療、通信等各下游領(lǐng)域。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額不斷上升，2021 年銷售額為 1205 億美元，同比增 長 44%。根據(jù) WSTS 數(shù)據(jù)，全球集成電路銷售額在 17 年間整體趨勢向上，2021 年銷售額達 5559 億美元；按區(qū)域分類，亞太區(qū)為全球最大的集成電路銷售市場，2021 年銷售額達 3429.67 億美元，占比超 50%。在全球集成電路銷售額不斷突破前值的情境下，全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售 額與集成電路銷售額之比從 2013 年的 10%穩(wěn)步上升至 2021 年的 18%。 展望未來，受益于 5G、汽車電子、IoT、數(shù)據(jù)中心和 AI 的需求拉動，頭部晶圓廠為應(yīng)對各類 芯片缺貨不斷擴充產(chǎn)能，廠商紛紛擴大投資，帶動大量半導(dǎo)體設(shè)備的采購需求，因此未來全 球半導(dǎo)體設(shè)備市場前景可期。據(jù) SEMI 預(yù)測，2023 年和 2024 年的全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額將 分別達到 912 億美元和 1071.6 億美元，同比增速分別為-16%和 18%。據(jù) WSTS 預(yù)測，2022 年和 2023 年的全球集成電路銷售額將達到 5801 億美元和 5566 美元，其中亞太區(qū)的集成電 路銷售額或?qū)⒎謩e回落至 3361.51 億美元和 3110.05 億美元。全球半導(dǎo)體設(shè)備市場主要由光刻相關(guān)設(shè)備、刻蝕設(shè)備和薄膜沉積設(shè)備所主導(dǎo)，合計市占率約 為 58%?？傮w來看，全球半導(dǎo)體設(shè)備的生產(chǎn)廠商主要集中在歐洲、美國和日本，中國本土的 半導(dǎo)體設(shè)備廠商的市占率有待提高，國產(chǎn)替代空間仍較大。目前中國半導(dǎo)體設(shè)備的國產(chǎn)化率 已接近 20%；其中已實現(xiàn)較高國產(chǎn)化率的設(shè)備為去膠設(shè)備（<70%）。展望未來，隨著中國半 導(dǎo)體設(shè)備制造商持續(xù)擴充產(chǎn)能、加大研發(fā)以及拓寬品類，中國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)有望充分受益。2.3.1 硅片制造設(shè)備：需求持續(xù)上升，大硅片制造設(shè)備為未來主力生產(chǎn)半導(dǎo)體硅片是實現(xiàn)半導(dǎo)體制造的第一步，主要設(shè)備涵蓋單晶爐、滾磨機、切片機、倒角 機、研磨設(shè)備、CMP 拋光、清洗設(shè)備、檢測設(shè)備等。每一項設(shè)備對于硅片生長都不可或缺。設(shè)備供應(yīng)商以國外廠商為主，中國廠商由于起步晚，相對落后，但是在單晶爐、滾磨機、CMP 拋光機、清洗設(shè)備等環(huán)節(jié)也實現(xiàn)了一定的自主可控。 單晶爐是最重要的硅片制造設(shè)備。單晶爐在全球范圍內(nèi)的供應(yīng)商主要有德國 PVA TePla AG 和 Gero，日本 Ferrotec、美國 Quantum Design 和 Kayex。其中德國 PVA TePla AG、美國 Kayex 與日本 Ferrotec 為主要的供應(yīng)商，在全球的市場份額較高。PVA TePla AG 集團在歐洲晶圓生 長晶體設(shè)備市場的市占率高達九成以上。中國廠商已具備單晶爐生產(chǎn)能力，代表廠商為晶盛 機電。2022 年上半年，晶盛機電已實現(xiàn) 8 英寸晶體生長、切片、拋光和 CVD 等環(huán)節(jié)的設(shè)備 全線覆蓋，12 英寸的長晶、切片、拋光和研磨等設(shè)備已實現(xiàn)批量銷售。 半導(dǎo)體硅片是行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，全球硅片出貨面積有望持續(xù)上升，帶動硅片制造設(shè)備的需求。 據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，2020 年硅片約占據(jù)晶圓制造材料規(guī)模的 35%，為占比最多的材料。據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，全球半導(dǎo)體硅片出貨面積持續(xù)高升，從 2011 年的 9043 百萬平方英寸上升至 2021 年 的 14017 百萬平方英寸，總漲幅為 55.16%。SEMI 預(yù)計，2025 年全球半導(dǎo)體出貨面積將上 升至 16490 百萬平方英寸。
8 英寸和 12 英寸硅片制造設(shè)備或?qū)⒗^續(xù)成為主力。目前 8 英寸和 12 英寸大硅片通常應(yīng)用于 90-55nm 與 28-5nm 制程芯片的制備。據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，8 英寸硅片占比為 24%，12 英寸硅片 占比為 69%。未來隨著新增 12 英寸晶圓廠不斷投產(chǎn)，12 英寸硅片仍將是主流，小尺寸硅片 將逐漸被淘汰（短期內(nèi) 8 英寸硅片除外）。目前，量產(chǎn)硅片止步 300mm（12 英寸），450mm （18 英寸）硅片由于設(shè)備及制造成本過高仍未商用。據(jù) SEMI 預(yù)測，每塊 450mm 晶圓的單 位面積芯片成本只下降 8%，此時，晶圓尺寸不再是降低成本的主要途徑，因此廠商難以有動 力投入 450mm 量產(chǎn)。2.3.2 光刻機：ASML 為全球龍頭，引領(lǐng)光刻機制程升級光刻機被譽為半導(dǎo)體工業(yè)中“皇冠上的明珠”，是光刻工藝的核心設(shè)備。光刻工藝一般包括脫 水烘烤、旋轉(zhuǎn)涂膠、軟烘、曝光、曝光后烘焙、顯影、堅膜烘焙、顯影檢查等 8 個步驟。光刻 機在曝光環(huán)節(jié)中使用。光刻機的功能在于利用光源系統(tǒng)將光束投射在光掩膜上，再通過物鏡 組彌補光學(xué)誤差并將光掩膜上的芯片藍圖縮小投射在涂有光刻膠的硅片上。在半導(dǎo)體復(fù)雜的 制造流程中，光刻工藝有著不可或缺的作用。光刻機作為實現(xiàn)光刻工藝的核心設(shè)備，是芯片產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的基石。隨著光源、曝光方式不斷改進，光刻機前后共經(jīng)歷了 5 代產(chǎn)品，每一代產(chǎn)品都在不斷降低光 源波長，同時縮小芯片制程。第四代浸入步進式光刻機（ArFi 光刻機）的最低制程可實現(xiàn) 7nm。 第五代光刻機為 EUV 光刻機，其采用波長為 13.5nm 的 EUV 極紫外光源，制程節(jié)點為 7- 3nm，是目前最先進的光刻機。 由于光刻機制造具有高壁壘性，因此市場上的光刻機制造商寥寥無幾。光刻機制造企業(yè) 中的 Top3 分別為 ASML、Nikon 和 Canon，三者市場集中度超過 90%。2011 至 2021 年，TOP3 光刻機制造商的出貨量呈先降后升趨勢，2021 年總出貨量達 478 臺，主要以 i-line、KrF 和 ArFi 光刻機為主。2011 至 2021 年，TOP3 廠商的銷售額基本處于上漲趨勢，2021 年的總規(guī) 模達 143.90 億歐元，主要以 EUV 和 ArFi 光刻機為主。在 TOP3 廠商中的市場競爭格局中，以出貨量計算市場份額，ASML 十年間維持在第一水平， 2021 年占比為 65%。Nikon 的出貨量市占率逐步走低，從 2011 年的 24%縮減至 2021 年的 6%。Canon 的出貨量市占率穩(wěn)步提高，從 2011 年的 14%增長至 2021 年的 29%。以銷售額 計算市場份額，ASML 更顯龍頭地位，其市場份額從 2011 年的 78%提升至 2021 年的 91%。 Nikon 的銷售額市占率從 2011 年的 19%跌至 2021 年的 3%。Canon 的銷售額市占率基本維 持穩(wěn)定在 6%的水平。2.3.3 涂膠顯影設(shè)備前景開闊，干法去膠設(shè)備實現(xiàn)份額優(yōu)勢涂膠顯影設(shè)備是與光刻機配套使用在光刻工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，主要負責(zé)曝光前在硅片上涂覆 光刻膠，以及曝光后進行圖像顯影，期間通過機械手臂使晶圓在各系統(tǒng)之間傳輸和處理。涂 膠和顯影不僅直接影響光刻工序曝光圖案的形成，圖形質(zhì)量對后續(xù)刻蝕和離子注入等工藝中 圖形轉(zhuǎn)移的結(jié)果也有著重要影響。 涂膠顯影設(shè)備可按照所處工藝環(huán)節(jié)的不同分為前道設(shè)備和后道設(shè)備，其中前道涂膠顯影設(shè)備 為主要設(shè)備，被運用在晶圓制造環(huán)節(jié)；根據(jù) VLSI 數(shù)據(jù)，2020 年前道涂膠顯影設(shè)備占涂膠顯 影設(shè)備總市場規(guī)模的 95.9%。根據(jù) VLSI 數(shù)據(jù)，2020 年全球前道涂膠顯影設(shè)備市場規(guī)模為 19.06 億美元，2021 年約為 23.24 億美元，預(yù)計到 2023 年將上升至 24.76 億美元。據(jù)華經(jīng) 產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2020 年中國前道涂膠顯影設(shè)備市場規(guī)模為 7.55 億美元，2021 年約為 9.35 億美元，預(yù)計到 2021 年將上升至 10.26 億美元。
目前國際上主流的涂膠顯影設(shè)備生產(chǎn)商主要集中在日本、德國和韓國，分別是東京電子、迪 恩士、蘇斯微、細美事等，其中東京電子的全球市占率達 88%，迪恩士、細美事和蘇斯微合 計占比 10%，其他廠商占比 2%。在中國的涂膠顯影設(shè)備市場中，東京電子和迪恩士分別占 據(jù) 91%和 5%的市場份額，芯源微的涂膠顯影設(shè)備在中國的市占率達 4%。芯源微的前道涂膠 顯影機 offline、i-line 和 KrF 機臺均已實現(xiàn)批量銷售，并已開始部分量產(chǎn) 28nm 技術(shù)節(jié)點的涂 膠顯影設(shè)備。去膠設(shè)備主要用于曝光后將光刻膠從晶圓上移除，以此來保證晶圓順利進入下一步制造步驟 。 去膠工藝可分為濕法去膠和干法去膠，濕法去膠主要采用溶劑對光刻膠進行溶解；干法去膠 主要采用離子轟擊的方法去除表面光刻膠，為當(dāng)前主流技術(shù)。 據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，2020 年全球干法去膠設(shè)備市場規(guī)模為 5.38 億美元，2021 年約為 6.61 億 美元，預(yù)計到 2025 年將增長至 6.99 億美元，復(fù)合增長率為 5.40%。目前國際上主流的去膠 設(shè)備生產(chǎn)商主要集中在中國、韓國、日本和美國。據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，2020 年屹唐股份去膠設(shè) 備市占率為 31.3%，為全球第一；北方華創(chuàng)的市占率為 1.7%，為全球第七；其余廠商以國外 企業(yè)為主，包括比思科、日立高新、泛林半導(dǎo)體、泰仕半導(dǎo)體等。2018 至 2020 年，屹唐股 份在干法去膠設(shè)備領(lǐng)域分別位于全球第三、全球第二和全球第一的市場地位，市場占有率逐 年提升，不斷鞏固在全球的領(lǐng)先地位。根據(jù)屹唐股份招股書公告，公司當(dāng)前已量產(chǎn)的干法去 膠設(shè)備已可用于 90-5nm 邏輯芯片、1Y 到 2Xnm（約 14-29nm）系列 DRAM 芯片以及 32- 128 層 3D NAND 芯片的生產(chǎn)。2.3.4 刻蝕設(shè)備：芯片升級帶動刻蝕機需求，TSV 設(shè)備為先進封裝加碼刻蝕工藝是 IC 前道制造中至關(guān)重要的一環(huán)，與光刻工藝和薄膜沉積并列為 IC 前道制造中的 三大核心工藝。在光刻工藝結(jié)束后，刻蝕工藝會以光刻膠所形成電路圖為模板，通過物理或 化學(xué)的手段將硅片或薄膜腐蝕，從而在硅片或薄膜上形成電路圖。同光刻工藝一道，刻蝕技 術(shù)也決定著集成電路圖形的精細程度。
刻蝕工藝主要被分為兩大類，濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕運用液態(tài)化學(xué)品（酸、堿溶液） 將硅片表面腐蝕出芯片的結(jié)構(gòu)。干法刻蝕利用電子氣體轟擊硅片表面從而形成芯片結(jié)構(gòu)。干 法刻蝕為當(dāng)前最為主流的刻蝕方法，其市場規(guī)模約占全球刻蝕設(shè)備規(guī)模的 90%，濕法刻蝕約 占 10%。濕法刻蝕分為兩大類，化學(xué)刻蝕和電解刻蝕。干法刻蝕主要分為三大類，等離子體 刻蝕（化學(xué)性刻蝕）、濺射刻蝕（物理性刻蝕）和反應(yīng)離子刻蝕。濕法刻蝕在控制線寬和各向 異性度方面有所局限，無法實現(xiàn) 3μm 以下的線寬，同時只能保持各項同性（有一定程度的鉆 蝕發(fā)生）。干法刻蝕的優(yōu)點在于能夠?qū)崿F(xiàn)線寬 3μm 以下的刻蝕，同時能夠較好的保持各向異 性，刻蝕均勻性和選擇比都可控。將干法刻蝕按照刻蝕材料細分可分為三類，介質(zhì)刻蝕、硅刻 蝕和金屬刻蝕。根據(jù) PW Consulting 的數(shù)據(jù)，2020 年介質(zhì)刻蝕占據(jù)干法刻蝕市場 49%的份 額，硅刻蝕占比 48%，金屬刻蝕占比 3%。 根據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，2019 至 2021 年全球刻蝕設(shè)備市場規(guī)模分別為 110 億美元、136 億美元 和 172 億美元，呈持續(xù)增長態(tài)勢。據(jù) Gartner 預(yù)測，2022 年全球刻蝕機的市場規(guī)模將達到 184 億美元。國外廠商方面，已能實現(xiàn)最小制程節(jié)點為 3nm 的覆蓋，中國廠商起步較晚，因此技術(shù)實力仍 有待提高。中微公司開發(fā)的 12 英寸高端刻蝕設(shè)備已應(yīng)用于部分國際先進產(chǎn)線上的若干 5nm 及 5nm 以下的關(guān)鍵步驟的加工；其 ICP 刻蝕設(shè)備未來將繼續(xù)向 5nm 及以下的邏輯芯片、 1Xnm 的 DRAM 和 200 層以上的 3D NAND 上突破；其 CCP 刻蝕設(shè)備已取得 5nm 及以下邏 輯電路客戶的重復(fù)訂單，并在存儲電路方面可應(yīng)用于量產(chǎn) 64 層、128 層與更高層數(shù)的 3D NAND；公司未來還將繼續(xù)開發(fā)用于邏輯器件制造的大馬士革刻蝕技術(shù)與用于存儲器件制造 的極高深寬比刻蝕設(shè)備。北方華創(chuàng)開發(fā)的刻蝕機已突破 14nm 技術(shù)節(jié)點，并在客戶端通過多 道制程工藝驗證，且已實現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。屹唐股份的干法刻蝕設(shè)備主要可用于 65-5nm 邏輯芯 片、1Y 到 2Xnm（約 14-29nm）系列 DRAM 以及 32 層到 128 層 3D NAND 制造，設(shè)備已用 于三星電子、長江存儲等國內(nèi)外知名存儲芯片制造企業(yè)。2.3.5 薄膜沉積設(shè)備：芯片層數(shù)不斷增加，薄膜沉積設(shè)備未來前景可期薄膜沉積是半導(dǎo)體器件制造過程中的重要環(huán)節(jié)，主要讓硅片表面形成各種導(dǎo)電薄膜層和絕緣 薄膜層，從而使晶圓擁有多層結(jié)構(gòu)。按照工作原理分類，薄膜沉積工藝大體可分為三類， PVD （物理氣相沉積設(shè)備）、CVD（化學(xué)氣相沉積設(shè)備）和 ALD（原子層沉積設(shè)備）。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，2021 年全球薄膜沉積設(shè)備市場規(guī)模為 210 億美元，2022 年有望達 250 億美元。其中， PECVD、濺射 PVD 和管式 CVD 為市場占比最多的設(shè)備，分別為 33%、19%和 12%。
薄膜沉積設(shè)備主要被日本、美國和歐洲的廠商主導(dǎo)。據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，PVD 設(shè)備方面，應(yīng)用 材料具有絕對份額優(yōu)勢，占據(jù) 85%的市場份額；應(yīng)用材料、泛林半導(dǎo)體和東京電子是 CV D 設(shè) 備市場中的佼佼者，分別占比 30%、21%和 19%；ALD 設(shè)備中，東京電子和 ASMI 是行業(yè)龍 頭，分別占有 31%和 29%的市場份額。隨著芯片線寬的不斷縮小，薄膜沉積設(shè)備的需求量越大。當(dāng)前芯片一直在朝著微小化、精密 化和復(fù)雜化的發(fā)展方向前進，隨之帶來了晶圓制造步驟的難度提升與工序增加。在 90nm CMOS 工藝中，大約需要 40 道薄膜沉積工序，在 3nm FinFET 工藝中，所需的薄膜沉積工 序則升至 100 道。在芯片制程更小的產(chǎn)線中，為了在工序變復(fù)雜的同時確保產(chǎn)能充裕，則需 要配備更多臺薄膜沉積設(shè)備來增加單位時間吞吐量。 閃存芯片 3D 堆疊加速，薄膜沉積設(shè)備用量或?qū)⑸仙?D NAND 芯片的每一層幾乎都會進行 薄膜沉積。從首塊 3D NAND 芯片發(fā)貨至今，已經(jīng)實現(xiàn)了從 24 層到 232 層的突破，多家存儲 大廠都做出 200 層以上 3D NAND 的量產(chǎn)規(guī)劃，因此未來層數(shù)不斷突破是大趨勢。隨著 3D NAND 結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，未來薄膜沉積設(shè)備需求有望擴大。 ALD 設(shè)備和 SACVD 設(shè)備或?qū)⒊蔀槲磥響?yīng)用趨勢。芯片結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和精密化也衍生出了對 薄膜均勻性、顆粒數(shù)量控制、金屬污染控制要求的提高。ALD 設(shè)備的優(yōu)點在于臺階覆蓋力強 和薄膜厚度控制精準。SACVD 設(shè)備的優(yōu)點在于高深寬比溝槽填充能力強和沉積速度快。因此 ALD 和 SACVD 設(shè)備更適應(yīng)未來芯片制造演變趨勢。2.3.6 離子注入設(shè)備：摻雜工藝核心設(shè)備，中國廠商進展不俗在晶圓制造中，由于純硅材料的導(dǎo)電性能較差，須采用摻雜工序，通過加入部分雜質(zhì)來改變 半導(dǎo)體載流子濃度和導(dǎo)電類型，從而達到提升硅片導(dǎo)電性能的目的。通常有兩種摻雜方法， 高溫擴散法和離子注入法。 高溫擴散法：將摻雜氣體導(dǎo)入放有硅片的高溫爐，并將雜質(zhì)擴散到硅片內(nèi)。由于高溫擴散存 在精度控制的缺陷以及均勻性和重復(fù)性較差，現(xiàn)已較少使用。 離子注入法：通過離子注入機的加速和引導(dǎo)，將要摻雜的離子以離子束形式射入材料。與高 溫擴散工藝相比，離子注入的優(yōu)勢在于可對注入劑量、角度、深度、橫向擴散等方面進行精確 控制，同時還擁有純度高和均勻性好的特點，使得離子注入法在半導(dǎo)體制造中被廣泛應(yīng)用。 離子注入設(shè)備大體可分為三類，低能大束流離子注入機、中低束離子注入機和高能離子注入 機，市場占比分別為 61%、20%和 18%。不同設(shè)備的運行原理相似，但主要應(yīng)用范圍有所區(qū) 分。全球共有 6 家企業(yè)以集成電路用離子注入機為主要業(yè)務(wù)，分別為應(yīng)用材料、Axcelis、SMIT、 Nissin、AIBT 和中科信。中科信已成功實現(xiàn)離子注入機全譜系產(chǎn)品國產(chǎn)化，包括中束流、大 束流、高能、特種應(yīng)用及第三代半導(dǎo)體等離子注入機，工藝覆蓋至 28nm，目前正在進行先進 制程工藝設(shè)備的研發(fā)。此外，萬業(yè)企業(yè)（凱世通）積極布局低能大束離子注入機和高能離子注 入機等設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)，目前已經(jīng)覆蓋 28nm 及更先進制程到成熟制程的多個節(jié)點的技術(shù) 需求。萬業(yè)企業(yè)（凱世通）已與多家 12 英寸晶圓廠簽署離子注入機（含低能大束流離子注入 機和低能大束流超低溫離子注入機）的訂單，并已將首批多套大束流離子注入機交付重要客 戶。 中科信與萬業(yè)企業(yè)（凱世通）的離子注入設(shè)備滿足中國多數(shù)晶圓產(chǎn)線需求，未來中國下游客 戶有望加速導(dǎo)入。當(dāng)前中科信與萬業(yè)企業(yè)（凱世通）的離子注入設(shè)備均能覆蓋 28nm 的技術(shù) 需求，并且都已實現(xiàn)低能大束流離子注入機的國產(chǎn)化，未來中國離子注入設(shè)備市場有望迎來 加速國產(chǎn)替代。2.3.7 熱處理設(shè)備實現(xiàn)部分國產(chǎn)化，清洗設(shè)備與 CMP 設(shè)備保證芯片良率晶圓前道制造工藝中還包括熱處理設(shè)備、清洗設(shè)備和 CMP 設(shè)備。熱處理設(shè)備可對晶圓在高溫 環(huán)境中進行氧化/擴散/退火工藝加工。清洗設(shè)備可將晶圓表面的殘留物或多余顆粒清除以保證 晶圓的潔凈度。CMP 設(shè)備可使晶圓平坦化。
據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，2020 年全球快速熱處理設(shè)備市場規(guī)模為 7.19 億美元，氧化/擴散爐市場規(guī) 模為 5.52 億美元，柵極堆疊設(shè)備市場規(guī)模為 2.66 億美元；2021 年全球快速熱處理設(shè)備市場 規(guī)模約為 8.87 億美元，氧化/擴散爐市場規(guī)模約為 6.83 億美元，柵極堆疊設(shè)備市場規(guī)模約為 3.25 億美元。Gartner 預(yù)計，2025 年全球快速熱處理設(shè)備、氧化/擴散爐和柵極堆疊設(shè)備的市 場規(guī)模將分別增至 9.37/7.10/3.44 億美元。據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，2021 年全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備的 市場規(guī)模為 27 億美元，2024 年預(yù)計將增長至 31.93 億美元。據(jù) Research and Market 的 CMP 市場報告，2020 年全球 CMP 設(shè)備市場規(guī)模達 24 億美元，預(yù)計 2027 年將增長至 37 億 美元，2020 至 2027 年的復(fù)合增長率為 5.9%。全球快速熱處理設(shè)備和 CMP 設(shè)備市場集中度高，應(yīng)用材料分別占據(jù)兩種設(shè)備市場 69. 72%和 70%的市場份額。屹唐股份在全球快速熱處理設(shè)備市場中的占有率為 11.50%。半導(dǎo)體清洗設(shè) 備市場的行業(yè)龍頭為迪恩士，市占率達 45.1%。盛美上海在全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備市場的占有 率小于 2.30%。2.3.8 后道封裝測試設(shè)備：廠商集中海外，Chiplet 加速封裝設(shè)備需求攀升據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2021年全球半導(dǎo)體封裝和測試設(shè)備的規(guī)模分別為 71.7億美元和78.3 億美元， 預(yù)計 2024 年全球半導(dǎo)體封裝和測試設(shè)備的規(guī)模將分別達到 65.7 億美元和 81.9 億美元。全球半導(dǎo)體封裝設(shè)備市場主要以貼片機、劃片機/檢測設(shè)備、引線焊接設(shè)備和塑封/切筋成型設(shè) 備為主；2018 年，貼片機占比 30%，劃片機/檢測設(shè)備占比 28%，引線焊接設(shè)備占比 23%， 塑封/切筋成型設(shè)備占比 18%，電鍍設(shè)備占比 1%。全球測試設(shè)備市場主要以測試機、分選機 和探針臺為主；2021 年，測試機占比 63.1%，分選機占比 17.4%，探針臺占比 15.2%，其他 設(shè)備占比 4.3%。
封裝設(shè)備的生產(chǎn)商主要集中在國外，中國只有少量企業(yè)覆蓋。貼片機廠商有荷蘭 Besi、新加 坡 ASM Pacific、美國 K&S 等，中國廠商有艾科瑞思、大連佳峰等；劃片機/檢測設(shè)備和引線 焊接設(shè)備廠商有 ASM Pacific、K&S 等，中國廠商有中電科 45 所等；塑封/切筋成型設(shè)備廠商 有 Town、YAMADA、Besi、ASM Pacific 等，中國廠商有富士三佳等。 目前全球先進測試設(shè)備制造技術(shù)基本掌握在美國、日本等廠商手中。全球后道測試機廠商中， 愛德萬和泰瑞達占據(jù)全球壟斷地位，合計占比超過 90%。中國測試機廠商有長川科技、華峰 測控、聯(lián)動科技等，其中華峰測控和長川科技分別占中國測試機市場份額的 6.1%和 2.4%。 全球探針臺廠商中，東京精密占和東京電子為全球龍頭企業(yè)，占比分別為 46%和 27%，中國 探針臺廠商主要有中國臺灣旺矽、惠特、深圳矽電、長川科技、中電科 45 所等。全球分選機 廠商中，愛德萬、科休和 Xcerra 合計市占率約 59%，中國企業(yè)主要有長川科技，其全球市占 率達 2%。2.4 半導(dǎo)體材料：半導(dǎo)體制造核心上游支柱2.4.1 材料種類豐富多樣，工藝制造不可或缺作為芯片制造上游重要支柱，半導(dǎo)體材料決定了芯片性能優(yōu)劣，目前全球半導(dǎo)體材料依然由 日本、美國、韓國、德國等廠商主導(dǎo)，整體國產(chǎn)化率不足 15%，未來國產(chǎn)替代空間大。我們 認為，伴隨著國產(chǎn)晶圓廠擴產(chǎn)，將加速國產(chǎn)半導(dǎo)體材料向本土晶圓廠/IDM 廠導(dǎo)入，半導(dǎo)體材 料廠商有望深度受益。 半導(dǎo)體材料分為晶圓制造材料和封裝材料。在半導(dǎo)體制作過程中，晶圓制造材料主要用于前 道工藝，包括氧化、光刻、刻蝕、離子注入、退火、薄膜沉積、清洗、CMP 拋光等，封裝材 料主要用于后道工藝，包括晶圓切割、貼片、引線鍵合、模塑等。晶圓制造材料包括硅片、電子氣體、掩膜版、光刻膠及配套材料、濕電子化學(xué)品、CMP 拋光 材料以及靶材等，根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，硅片、電子氣體、掩膜版占比最高，分別為 35%、13%、 12%；封裝材料則包括封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、芯片粘接材料等， 根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，封裝基板、引線框架、鍵合絲占比最高，分別為 48%、15%、15%。
各類半導(dǎo)體材料的作用不盡相同，硅片是晶圓制造基底材料，電子氣體用于氧化、還原、除雜 工藝，掩膜版是微電子制造過程中的圖形轉(zhuǎn)移工具或母版，光刻膠則是將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn) 移到硅片上的關(guān)鍵材料，封裝基板用于保護、支撐、散熱，連接芯片與 PCB，引線框架可以 保護、支撐，連接芯片與 PCB，鍵合絲是芯片和引線框架、基板間連接線。2.4.2 中高端依然由國外廠商主導(dǎo)，中國廠商積極研發(fā)布局半導(dǎo)體重點材料領(lǐng)域，中國大陸目前已經(jīng)基本實現(xiàn)了布局或量產(chǎn)，整體自主化率 10-15%，其 中晶圓制造材料自主化率<15%，封裝材料自主化率<30%。具體產(chǎn)品來看，自主化率較高的 產(chǎn)品中，電子氣體 30%、光刻膠配套材料<25%、（通用）濕電子化學(xué)品 23%、引線框架 40%， 自主化率較低的產(chǎn)品中，掩膜版 1%，KrF/ArF/EUV 光刻膠 1%/1%/0%，硅片（含 SO I 硅片） 5-10%，封裝基板 5%，國產(chǎn)替代需求迫切。 從工藝制程技術(shù)水平看，中國大陸廠商整體仍然以中低端產(chǎn)品為主，高端材料依然被海外廠 商主導(dǎo)，并且在產(chǎn)能及市場規(guī)模方面與海外廠商也有較大差距。比如晶圓制造材料方面，12英寸 SOI 片還未實現(xiàn)量產(chǎn)，ArF/EUV 光刻膠仍然高度依賴進口，獨立第三方掩膜版主要集中 在 100nm 節(jié)點以上的晶圓制造用掩膜版以及 IC 封裝/IC 器件掩膜版；封裝材料方面，ABF 載 板還未能量產(chǎn)，芯片粘接材料 DAF 和 CADF 基本依賴進口。
全球汽車半導(dǎo)體廠商主要分布在歐洲、美國和日本。根據(jù) Strategy Analytics 數(shù)據(jù)，2021 年 全球汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模 467 億美元，同比+31.5%，其中英飛凌、恩智浦、瑞薩、德州儀器、 意法半導(dǎo)體排名前 5，市占率分別為 12.7%、11.8%、8.4%、8.1%、7.5%。 汽車傳感器方面，博世、英飛凌、安森美、亞德諾、邁來芯排名前 5，市占率分別為 21.4%、 14.1%、10.6%、9.0%、8.6%。微控制器（MCU）方面，瑞薩、恩智浦、英飛凌、德州儀器、 微芯分列前 5 名，市占率分別為 28.8%、24.9%、21.9%、7.5%、7.4%。功率半導(dǎo)體方面， 英飛凌、意法半導(dǎo)體、德州儀器、安森美、羅姆排名前 5，市占率分別為 31.7%、16.2%、 10.8%、8.0%、6.0%。根據(jù) Infineon 和 Strategy Analytics 數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)燃油車半導(dǎo)體價值量為 417 美元/輛，其中 MCU 價值量為 96 美元/輛，功率半導(dǎo)體價值量為 88 美元/輛，傳感器價值量為 54 美元/輛。48V 輕 混半導(dǎo)體價值量為 572 美元。純電動車半導(dǎo)體價值量為 834 美元/輛，其中 MCU 價值量為 92 美元/輛，功率半導(dǎo)體價值量為 459 美元/輛，傳感器價值量為 58 美元/輛。因此，在從燃油車 向純電動車升級過程中，半導(dǎo)體價值量提升幅度明顯，整車半導(dǎo)體價值量增長 100%，功率半 導(dǎo)體價值量提升幅度最大，增幅高達 421.6%。 功率半導(dǎo)體在電動車中主要用于逆變器、車載充電機（OBC）、DC/DC 轉(zhuǎn)換器、電池管理系 統(tǒng)（BMS）等，根據(jù) Infineon 數(shù)據(jù)，逆變器用量最大，占比 70%；車載充電機（OBC）、DC/DC 轉(zhuǎn)換器、電池管理系統(tǒng)（BMS）等合計占比 30%。
在電動車中，逆變器通過將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡瑥亩?qū)動交流電機工作，進而驅(qū)動汽車行 駛，因此，逆變器直接關(guān)系到驅(qū)動電機能否可靠和高效的運行。IGBT 作為逆變器的核心器件， 將深度受益汽車電動化發(fā)展浪潮。 根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，全球 IGBT 市場規(guī)模，2020 年為 54 億美元，2026 年將增長到 84 億美元， CAGR 為 7.5%。各下游應(yīng)用中，全球市場前三大下游應(yīng)用中，工控占比 31.5%，家電占比 24%，新能源車占比 9.4%；中國市場前三大下游應(yīng)用中，新能源車占比 31%，家電占比 27%， 工控占比 20%。3.3 動力電池向 800V 升級，SiC 有望大放異彩如今電動車續(xù)航里程已經(jīng)能和燃油車媲美，甚至有的已經(jīng)超過燃油車里程，但是充電一直是 瓶頸，往往充電時間要遠高于燃油車加油時間，所以提高充電時間就成為了必須要解決的問 題，也是影響電動車滲透率進一步提升的關(guān)鍵。目前的解決方法是采用大功率快充來縮短充 電時間，而對于電動車來說，就需要更高電壓來匹配大功率快充，因此，電動車電壓平臺將從 400V 向 800V 及以上升級。 根據(jù)英飛凌數(shù)據(jù)，對于直流充電樁，20kW 充電樁充滿電需要 120min，150kW 需要 16min， 而 350kW 僅需要 7min，因此 800V 高壓平臺+超級充電樁已成為趨勢，而在 800V 及以上高 壓情況下，Si 基材料由于其材料的局限性，SiC 等第三代半導(dǎo)體將有望大放異彩。SiC 在電動車中主要用在逆變器中，此外還有車載充電機（OBC）、DC/DC 轉(zhuǎn)換器等，絕大部 分將用于逆變器，SiC 在上述零組件中的應(yīng)用將越來越多。目前包括特斯拉 Model 3、比亞迪 漢以及蔚來 ET7 等車型都已經(jīng)采用了 SiC 器件，未來有望會有更多車型采用 SiC 器件，帶動 SiC 器件市場規(guī)模持續(xù)提升。 根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，2021-2027 年，全球 SiC 功率器件市場規(guī)模將由 10.9 億美元增長到 62.97 億美元，CAGR 為 34%；其中電動車用 SiC 市場規(guī)模將由 6.85 億美元增長到 49.86 億美元， CAGR 為 39.2%，電動車（逆變器+OBC+DC/DC 轉(zhuǎn)換器）是 SiC 最大的下游應(yīng)用，占比由 62.8%增長到 79.2%，市場份額持續(xù)提升。根據(jù) Wolfspeed 數(shù)據(jù)，全球 SiC 襯底廠商中，Wolfspeed 占比 62%，排名第 1；II-VI 占比 14%，排名第 2；ROHM（SiCrystal）占比 13%，排名第 3；中國廠商天科合達占比 4% ，排 名第 5。CR3 占比達到 89%，市場集中度高。 根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，2021 年全球 SiC 器件廠商中，意法半導(dǎo)體占比 40%，排名第 1；英飛凌占 比 22%，排名第 2；Wolfspeed 占比 14%，排名第 3；羅姆、安森美和三菱分列 4-6 名，占 比分別為 10%、7%和 2%。
未來自動駕駛滲透率有望持續(xù)提升，并且高級別自動駕駛占比將逐步增大。根據(jù) Strategy Analytics 數(shù)據(jù)，全球自動駕駛汽車滲透率方面，預(yù)計到 2025 年，L2 滲透率將達到 27%，L3 滲透率將達到 1%；2035 年，L2 滲透率將達到 59%，L3 滲透率將達到 10%，L4 滲透率將達 到 9%，L5 滲透率將達到 1%。4.2 多傳感器融合取長補短，數(shù)量及質(zhì)量將持續(xù)增加為了實現(xiàn)自動駕駛功能，其中感知層的作用非常重要，用于收集周圍環(huán)境，如車輛、行人、交 通標(biāo)識等信息，以便決策層做出最準確、最合理的判斷，實現(xiàn)安全駕駛。感知層主要包括 攝像 頭、超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達等幾類常用自動駕駛傳感器，根據(jù)工作原理不同，性 能方面各有優(yōu)劣。 攝像頭技術(shù)成熟、造價低，也是唯一能識別顏色和標(biāo)識的傳感器，但是受光照、天氣影響大， 機器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫訓(xùn)練樣本大、周期長；超聲波雷達受天氣干擾小，但是測量精度差，距離短； 毫米波雷達不受天氣影響，穿透煙霧、雨雪、灰塵能力強，探測距離遠，但無法識別物體顏 色，視場角較小，對金屬表面非常敏感，在隧道里效果不佳；激光雷達能夠很好的探測障礙物 的距離、大小、表面形狀，算法簡單，但是在雨雪云霧天氣下衰減嚴重，技術(shù)門檻和成本較 高。從頻譜角度講，主動傳感器從超聲波雷達到毫米波雷達，再到激光雷達，工作頻率越來越 高，波長越來越短；被動傳感器攝像頭則工作在可見光（VIS，visible）及紅外線（IR，infrared） 范圍，紅外又分為近紅外（NIR，near-infrared）和中紅外（MIR，mid-infrared），中紅外就是 熟知的熱成像（thermal camera）。從覆蓋范圍和功能上，各類傳感器各有專長。長距毫米波雷達位于車頭，探測距離最遠，主要 用于自適應(yīng)巡航控制；激光雷達一般位于車頂前方，探測距離次之，主要用于車輛緊急制動、 行人檢測和碰撞避免；攝像頭位于車身四周，探測距離更短一些，但是能覆蓋周圍 360°范圍， 前視攝像頭主要用于交通標(biāo)志識別和車道偏離報警，側(cè)視攝像頭主要用于車身兩側(cè)環(huán)視，后 視攝像頭主要用于停車輔助和車身后方環(huán)視；中短距毫米波雷達位于車頭和車尾，探測距離 比攝像頭稍短，前置主要用于倒車橫向車流預(yù)警，側(cè)后方主要用于盲點檢測，后置主要用于 后方碰撞預(yù)警；覆蓋范圍最小的是超聲波雷達，位于車頭和車尾，主要用于停車輔助；全球衛(wèi) 星導(dǎo)航系統(tǒng)位于車頂，主要用于車輛定位和導(dǎo)航。隨著自動駕駛級別逐步提升，功能逐漸豐富，傳感器用量及價值量也水漲船高。根據(jù) Deloitte 數(shù)據(jù)： L1 級別具備主動巡航控制（ACC）、車道偏離警告系統(tǒng)（LDWAS）功能； L2 級別增加了停車輔助（PA）、車道維持輔助（LKA）功能，需要 6 顆傳感器，包括 4 顆超 聲波雷達、1 顆毫米波雷達（長距）、1 顆攝像頭； L3 級別增加了自動緊急制動（AEB）、駕駛員監(jiān)控（DM）、交通堵塞輔助（TJA）功能，需要 13 顆傳感器，包括 4 顆超聲波雷達、5 顆毫米波雷達（1 顆長距+4 顆短距）、4 顆攝像頭； L4 級別增加了傳感器融合（Sensor Fusion）、高速自動駕駛（AP Highway）功能，需要 29 顆傳感器，包括 10 顆超聲波雷達、8 顆毫米波雷達（2 顆長距+6 顆短距）、8 顆攝像頭、1 顆 激光雷達等； L5 級別增加了隨時隨地自動駕駛（AP Anywhere）功能，需要 32 顆傳感器，包括 10 顆超聲 波雷達、8 顆毫米波雷達（2 顆長距+6 顆短距）、11 顆攝像頭、1 顆激光雷達等。因此，隨著汽車智能化程度及普及率提升，傳感器作為感知層的核心零部件，起到探測收集 周圍一手環(huán)境信息的重要作用，未來將扮演更加重要的角色。傳感器的重要性不僅僅體現(xiàn)在 數(shù)量上，而且體現(xiàn)在信息融合上，多種傳感器可以分別探測收集多種周圍環(huán)境、路況信息，從 而幫助決策層做出更加準確與合理的判斷，而且在質(zhì)量上，對單個傳感器的性能要求也將不 斷提升，以求做出更為快速、準確的信息采集和反饋，因此，我們認為傳感器將深度受益汽車 智能化發(fā)展浪潮，在汽車智能化過程中大放異彩。（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關(guān)信息，請參閱報告原文。）精選報告來源：【未來智庫】。「鏈接」
1. 2022 年歷經(jīng)坎坷，2023 年有望企穩(wěn)復(fù)蘇
2022 年，上證綜指、深證成指、中 小板 指、創(chuàng) 業(yè)板 指、 滬深 300 指數(shù) 分 別 下 跌 15.13%/25.85%/26.49%/29.37%/21.63%，電子行業(yè)年初至今下跌 36.54%，表現(xiàn)低于上證綜 指、深證成指、中小板指、創(chuàng)業(yè)板指和滬深 300 指數(shù)。2022 年除煤炭、綜合行業(yè)較年初上漲， 其他 A 股申萬一級行業(yè)均有所下跌，電子行業(yè)跌幅最大。回顧過去 10 年電子行業(yè)發(fā)展，我們認為電子行業(yè)漲跌幅主要受宏觀經(jīng)濟與政策、行業(yè)供需關(guān) 系、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品迭代的影響。2012/2016/2018/2022 年電子行業(yè)處于下跌態(tài)勢：2012 年 電子行業(yè)在穩(wěn)增長政策影響下，跌幅收窄至-0.74%（2011 年下跌 41.38%）；2016 年全球智 能手機市場增長乏力，電子行業(yè)下跌 12.70%；2018 年，在全球經(jīng)濟危機、中美貿(mào)易戰(zhàn)加劇 等影響下，電子行業(yè)大幅下跌 42.37%；2022 年，由于疫情反復(fù)、美國對中國在先進制程等 方面的半導(dǎo)體封鎖加劇、俄烏危機等地緣政治沖突、產(chǎn)能供需周期性錯配等多重因素， 電子 行業(yè)年初至今下跌 36.54%。在近十年上漲的年份中，2013-2015 年主要受到“互聯(lián)網(wǎng)+”浪 潮的推動；2017 年蘋果新產(chǎn)品的推出引領(lǐng)智能手機產(chǎn)業(yè)鏈二次變革；2019 年初至今，“國產(chǎn) 替代+5G 技術(shù)”是重要主題。從估值角度來看，2020 年 7 月以來電子行業(yè)估值總體呈下行趨勢，2022 年 10 月至今略有回 升。行業(yè)整體估值處于近兩年底部位置，由于國內(nèi)疫情反復(fù)，2022 年 4 月下旬達到近兩年 PE （TTM）最低值。當(dāng)前，電子行業(yè)市盈率（TTM）為 28.66 倍，低于過去十年平均值（47.55 倍），低于過去五年平均值（37.21 倍），也低于過去兩年平均值（34.52 倍）。對比滬深 300、上證綜指與電子行業(yè)近十年數(shù)據(jù)，滬深 300 指數(shù)總體高于電子行業(yè)，但近年 來差距逐漸縮小；上證綜指在 2012 至 2016 年總體高于電子行業(yè)，但 2019 年三季度以來被 電子行業(yè)反超，且在 2019 年末至 2021 年末差距逐漸拉大。2022 年，電子行業(yè)各板塊跌幅較大，回調(diào)較深。分業(yè)務(wù)板塊來看，申萬二級電子行業(yè)指標(biāo)中， 消費電子 / 光學(xué)光電子 / 半導(dǎo)體 / 元 件 / 電子化學(xué)品 / 其 他 電 子 板 塊 分 別 下 跌 40.44%/37.04%/37.11%/33.10%/24.17%/20.92%。光學(xué)光電子方面，面板下跌 33.50%，LED 下跌 42.04%，光學(xué)元件下跌 39.20%。半導(dǎo)體方面，分立器件/半導(dǎo)體材料/數(shù)字芯片設(shè)計/模 擬芯片設(shè)計 / 集 成 電 路 封 測 / 半 導(dǎo) 體 設(shè) 備 跌 幅 分 別 為 29.77%/32.55%/42.75%/37.94%/25.82%/31.84%。元件方面，印刷電路板下跌 31.80% ，被 動元件下跌 34.83%。我們認為行業(yè)下跌主要在于美聯(lián)儲加息、俄烏沖突、疫情反復(fù)等多因素影響下，消費電子等下游需求疲軟，庫存水位較高，行業(yè)景氣度下行，制約了元器件、半導(dǎo) 體、PCB 等上游產(chǎn)品需求。展望 2023 年，我們認為隨著美聯(lián)儲加息節(jié)奏放緩，中國疫情政 策優(yōu)化，行業(yè)有望于 2023Q2 開始企穩(wěn)回暖，上游行業(yè)有望復(fù)蘇。
2. 半導(dǎo)體：產(chǎn)業(yè)鏈上游價值突出，未來有望迎來高成長
半導(dǎo)體作為科技強國的重要支柱，重要性不言而喻?；仡欉^去幾年美國對中國科技領(lǐng)域的制 裁和封鎖，不難看出，不論是封鎖的廣度和深度都在不斷加強，未來的競爭是科技的競爭，面 對封鎖，唯有依靠自主研發(fā)實現(xiàn)國產(chǎn)替代，才能實現(xiàn)真正意義上的自主可控。 復(fù)盤 2017 年至今，美國對中國科技制裁封鎖重大事件，具體涉及行業(yè)領(lǐng)域包括通信、消費電 子、3D 打印、機器人、腦機接口、新材料、超算芯片、半導(dǎo)體制造、EDA、半導(dǎo)體設(shè)備、光 學(xué)、IDM、NAND 芯片、DRAM 芯片、邏輯芯片、GPU 高端芯片等，其中半導(dǎo)體領(lǐng)域最多。 作為國家安全的重要組成部分，半導(dǎo)體供應(yīng)鏈安全已經(jīng)成為亟待解決的關(guān)鍵問題。目前半導(dǎo) 體供應(yīng)鏈中，設(shè)計端國產(chǎn)集成電路設(shè)計廠商已經(jīng)能夠設(shè)計出 5nm 芯片，但制造端上游，如 EDA、設(shè)備零部件、設(shè)備、材料等，相關(guān)產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化率普遍不高，在個別產(chǎn)品上甚至完全依賴 進口，因此，上游的 EDA、設(shè)備零部件、設(shè)備、材料國產(chǎn)替代就成為了關(guān)鍵，是影響半導(dǎo)體 供應(yīng)鏈安全問題的主要瓶頸。近年來中國已經(jīng)加快了上游 EDA、設(shè)備零部件、設(shè)備、材料等賽道的研發(fā)進度，國產(chǎn)化導(dǎo)入 也在加速進行，通過對比 2020 至 2022Q1-Q3 相關(guān)重點上市公司財報，不難發(fā)現(xiàn)大部分公司 的營業(yè)收入與凈利潤在不斷強化，毛利率基本維持穩(wěn)定。為了進一步擴大產(chǎn)能，擴充市場份額，滿足未來 5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)、消費電子、新能源車、數(shù) 據(jù)中心等下游增長需求，國產(chǎn)重點半導(dǎo)體晶圓廠/IDM 廠普遍公布了擴產(chǎn)計劃，根據(jù)我們統(tǒng)計， 未來 1-3 年內(nèi)，大部分國產(chǎn)新建產(chǎn)線將陸續(xù)投產(chǎn)，有望加強國產(chǎn)半導(dǎo)體晶圓廠/IDM 廠的全球 競爭力。在美國的科技制裁和封鎖下，中國半導(dǎo)體的韌性越來越強，自主可控、國產(chǎn)替代已經(jīng) 成為全產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的共識，唯有依靠自主研發(fā)，才能擺脫受制于人的局面，才能真正 實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展。伴隨著國產(chǎn)新建產(chǎn)線陸續(xù)投產(chǎn)，我們認為上游產(chǎn)業(yè)鏈將有望充分受益 于國產(chǎn)化率提升，看好 EDA、設(shè)備零部件、設(shè)備、材料等細分賽道未來的高成長性。2.1 EDA 軟件：國產(chǎn)替代+下游需求雙驅(qū)動2.1.1 EDA 軟件：集成電路設(shè)計、制造的必備工具EDA（Electronic Design Automation，電子設(shè)計自動化）位于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游，是指利用 計算機輔助設(shè)計軟件，以硬件描述的方式來完成 VLSI（Very Large Scale Integration Circuit， 超大規(guī)模集成電路)芯片的功能設(shè)計、綜合、驗證、仿真測試等流程的設(shè)計方式。芯片生產(chǎn)需 經(jīng)歷芯片設(shè)計和芯片制造兩大環(huán)節(jié)，其中芯片設(shè)計環(huán)節(jié)包括完善規(guī)格定義、系統(tǒng)級設(shè)計、電 路圖設(shè)計和版圖設(shè)計等；芯片制造環(huán)節(jié)則需要經(jīng)歷光刻、切割、封測和 PCB 集成等環(huán)節(jié)。EDA 工具由于覆蓋范圍的差異，存在廣義 EDA 和狹義 EDA 兩種定義，廣義 EDA 工具覆蓋芯片設(shè) 計、制造全流程，而狹義 EDA 工具僅包含電子設(shè)計的自動化部分。根據(jù)信號的不同，EDA 設(shè)計工具可以進一步分為模擬電路設(shè)計 EDA 和數(shù)字電路設(shè)計 E DA。 模擬電路設(shè)計 EDA 主要針對電源管理芯片或信號鏈芯片等的電路設(shè)計；數(shù)字電路設(shè)計 EDA 主要面向 MCU、CPU、GPU 等芯片的電路設(shè)計。數(shù)字電路與模擬電路在信號表示、器件狀 態(tài)、研究對象、基本單元電路、分析工具方面各有不同。數(shù)字電路處理的信號是數(shù)字信號，其 時間變量是離散的；而模擬電路處理的信號是模擬信號，其時間變量是連續(xù)的。其次，在信號 的表示上，數(shù)字信號常用二進制數(shù)來代表相互對立的兩種狀態(tài)，具體體現(xiàn)為矩形脈沖，但模 擬信號則用一系列連續(xù)變化的電磁波或電壓信號來表示。 相較于模擬芯片，數(shù)字芯片設(shè)計需要更豐富的 EDA 工具。盡管數(shù)字芯片與模擬芯片在設(shè)計流 程都基本圍繞“計劃—設(shè)計—仿真—驗證”四大環(huán)節(jié)，但是數(shù)字芯片設(shè)計的自動化程度 和流程復(fù)雜度遠高于模擬芯片，需要更加豐富的 EDA 工具。從自動化程度來看，數(shù)字電路只涉及到“0”、“1”信號，僅需考慮時序、功耗和面積等少量 優(yōu)化因素，但模擬電路涉及到復(fù)雜的信號環(huán)境，并存在噪聲、失真、電壓擺幅等多個優(yōu)化因 素，需要更多人工干預(yù)取舍，因此數(shù)字芯片設(shè)計相較于模擬芯片設(shè)計更容易實現(xiàn)自動化，對 應(yīng)來說，EDA 工具在數(shù)字芯片設(shè)計過程中參與度更高。 從復(fù)雜度來看，數(shù)字芯片設(shè)計流程更復(fù)雜、規(guī)模更大，因此對 EDA 工具產(chǎn)品豐富度要求更高。 1975 年以來，摩爾定律強調(diào)單位面積芯片上的晶體管數(shù)量每兩年翻番，這對數(shù)字芯片的設(shè)計 和制造提出了更高的規(guī)模、工藝和更迭速度要求。從晶體管集成規(guī)模和芯片制程上來看，在 數(shù)字芯片方面，蘋果迄今打造的最大面積芯片 M1 Max 采用 5nm 制程工藝，封裝晶體管數(shù) 570 億個。而在模擬芯片方面，模擬芯片使用的制程主要采用 0.18μm/0.13μm，部分工藝使 用 28nm，其特點是非尺寸依賴，更多要求的是工藝、器件、電路設(shè)計的反復(fù)迭代。從迭代速 度來看，數(shù)字芯片生命周期為 1-2 年，而模擬芯片的生命周期一般在 5 年以上。 綜上，對 EDA 工具使用者來說，數(shù)字芯片設(shè)計的學(xué)習(xí)門檻相對較低，且在設(shè)計流程上更能實 現(xiàn)團隊作戰(zhàn)、流水線生產(chǎn)，因此從供應(yīng)和需求兩方面來看數(shù)字芯片設(shè)計的從業(yè)者群體規(guī)模更 大，即對應(yīng)的 EDA 工具需求量更大。在電路設(shè)計過程中，每個設(shè)計步驟需要一個或多個 EDA 工具進行設(shè)計、仿真或驗證。數(shù)字電 路設(shè)計包含功能設(shè)計、邏輯綜合、物理實現(xiàn)以及電路與版圖分析驗證等過程，并以門級網(wǎng)表 的產(chǎn)生為界，通常分為數(shù)字前端和數(shù)字后端兩部分。數(shù)字前端設(shè)計流程從設(shè)計需求說明開始， 再用硬件描述語言（HDL，Hardware Description Language）對電路以寄存器級傳輸為基礎(chǔ) 進行描述，實現(xiàn)對芯片功能的編碼；對于該步驟，通過仿真工具對編碼進行功能仿真，檢驗設(shè) 計代碼的正確性；然后通過邏輯綜合（Logic Synthesis）將 RTL 級描述轉(zhuǎn)化為門級表達，經(jīng)過靜態(tài)時序仿真（STA，Static Timing Analysis)和門級仿真（Gate Simulation)以后，進行 DF T 驗證。數(shù)字后端設(shè)計流程負責(zé)將前端設(shè)計生成的門級網(wǎng)表實現(xiàn)為可生產(chǎn)的物理版圖。通過自 動布局布線工具將門級網(wǎng)表中使用到的各種單元和宏模塊在版圖上進行合理擺放、連接，形 成布局布線后的門級網(wǎng)表和版圖；對布局布線后的版圖進行檢查驗收（Signoff，具體包括如 寄生參數(shù)提取、時序分析和優(yōu)化、物理驗證，邏輯等效檢查）等工作，確認設(shè)計不存在功能和 物理規(guī)則上的問題后進行版圖集成，形成最終交付晶圓代工廠流片、生產(chǎn)的版圖。模擬電路的設(shè)計從原理圖設(shè)計開始，原理圖包含抽象化的器件符號及連線。為了確保電路工 作正確，設(shè)計師需要用到電路仿真工具來模擬電路的功能、性能等，并根據(jù)仿真的結(jié)果不斷 優(yōu)化電路設(shè)計。電路仿真完成后，芯片設(shè)計進入版圖設(shè)計環(huán)節(jié)，版圖設(shè)計主要包括版圖的布 局和布線——設(shè)計師需要通過版圖設(shè)計工具將每個器件放置到合適位置，并用圖形將各個器 件進行正確的連接。版圖設(shè)計完成后，設(shè)計師需要對物理版圖進行物理驗證，以確保版圖與 原理圖一致并且符合晶圓制造的要求。完成物理驗證后，設(shè)計師還需對版圖進行寄生參數(shù)提 取，產(chǎn)生包含寄生參數(shù)的后仿真電路網(wǎng)表，并進行版圖后仿真及分析，比如對壓降和電流密 度等進行可靠性分析。
根據(jù)產(chǎn)品構(gòu)成來看，EDA 工具被分為五大類：硅知識產(chǎn)權(quán)（SIP，Semiconductor Intellectual Property）、仿真模擬工具（CAE，Computer-Aided Engineering）、集成電路物理設(shè)計與驗證 工具（IC Physical Design and Verification）、PCB & MCM（Printed Circuit Board and MultiChip module）工具以及服務(wù)收入。 SIP 是指已驗證、可復(fù)用、具有某種確定功能的集成電路模塊，能夠作為新設(shè)計的一部分向其 他人提供商業(yè)上的可用性。在芯片設(shè)計過程中，通過使用改電路模塊設(shè)計軟件塊，從而減少 設(shè)計工作量，縮短設(shè)計周期，提高芯片設(shè)計的成功率。仿真模擬工具（CAE）包括電子系統(tǒng)級 設(shè)計工具（electronic system level, ESL）、綜合驗證工具（Synthsis and Verification）、設(shè)計 輸入工具、邏輯驗證工具、形式化驗證等，其功能與通用的 CAE 軟件具有原理與功能上的相 似性。集成電路物理設(shè)計與驗證工具（IC Physical Design and Verification）支持在單元（cell）、塊 （block) 和全芯片（chip）等級別上的數(shù)字、模擬和數(shù)?；旌闲盘栐O(shè)計的物理實現(xiàn)。它還提供 了通過嵌入式物理驗證工具進行物理設(shè)計調(diào)試和驗證的支持。此外，它可以加載第三方驗證 錯誤文件，并在布局和原理圖上顯示違規(guī)情況。 PCB & MCM（Printed Circuit Board and Multi-Chip module）工具包括 PCB 原理圖輸入， PCB 分析，IC 封裝分析，PCB 仿真模擬，PCB 物理設(shè)計，IC 封裝物理設(shè)計等。其中，印制 電路板（PCB）是由玻璃纖維、復(fù)合環(huán)氧樹脂或?qū)訅翰牧现瞥傻谋“?，用于固定和連接電子 設(shè)備中的機械和電子組件；多芯片組件（MCM）是指多個集成電路芯片電連接于共用電路基 板上，并利用它實現(xiàn)芯片間互連的組件。2.1.2 全球 EDA 市場規(guī)模穩(wěn)步增長全球 EDA 軟件市場規(guī)模呈加速增長態(tài)勢。根據(jù) ESD Alliance 數(shù)據(jù)顯示，2022 年上半年，全 球 EDA 軟件市場規(guī)模為 72.89 億美元，較 2021 年上半年同比增長 14.82%；2021 全球 EDA 軟件市場規(guī)模為 132.75 億美元，同比增長 14.76%；2016-2021 年 EDA 軟件市場規(guī)模 CAG R 為 9.27%，2011-2021 年 EDA 軟件市場規(guī)模 CAGR 為 8.04%。EDA 軟件作為半導(dǎo)體行業(yè)上 游，市場規(guī)模變化與下游集成電路市場景氣度息息相關(guān)。2007-2021 年間，集成電路行業(yè)的 市場規(guī)模同比變化趨勢與 EDA 行業(yè)基本保持一致，但變化幅度較大。2021 全球集成電路市 場規(guī)模為4630億美元，同比增長 28.18%，2016-2021年集成電路市場規(guī)模 CAGR為 10.84%，2011-2021 年集成電路市場規(guī)模 CAGR 為 6.48%。
中國 EDA 行業(yè)處于高速增長期，中國集成電路行業(yè)高景氣加速 EDA 產(chǎn)業(yè)發(fā)展。據(jù)中國半導(dǎo) 體行業(yè)協(xié)會（CSIA）數(shù)據(jù)顯示，2020年中國EDA 行業(yè)市場規(guī)模為93.1億元，同比增長 27.71%， 遠高于同年全球 EDA 市場規(guī)模 13.23%的同比增速。據(jù) CISA 預(yù)測，2025 年中國 E DA 市場 規(guī)模為 184.9 億元，2020-2025 年，中國 EDA 市場規(guī)模 CAGR 為 14.7%，處于加速發(fā)展期。 2020 年中國集成電路市場規(guī)模為 8848 億元，同比增長 17%；2021 年中國集成電路市場規(guī) 模為10996億元，同比增長 24.28%；2016-2021年，中國集成電路市場規(guī)模 CAGR為 20.4 6%， 高于全球集成電路市場規(guī)模增速。分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，2007-2021 年，SIP 市場份額提升明顯，CAE/IC 物理設(shè)計和驗證/PCB&MCM/ 服務(wù)市場份額較為穩(wěn)定。根據(jù)電子系統(tǒng)設(shè)計聯(lián)盟（ESD Alliance）數(shù)據(jù)顯示，2021 年， SIP/CAE/IC 物理設(shè)計和驗證 /PCB&MCM/ 服 務(wù) ，五大類 EDA 工具收入分別為 50.06/41.08/25.01/12.06/4.55 億美元，同比增長 23.95%/12.20%/7.01%/15.02%/43. 12%， 占 2021 年 EDA 市場規(guī)模的 37.71%/30.95%/18.84%/9.08%/3.43%；2022 年上半年，五大 類 EDA 工具收入分別為 28.53/22.56/12.88/6.40/2.52 億美元，較 2021 年上半年同比增長分 別為 14.82%/23.09%/13.42%/1.91%/11.65%/22.98%，分別占 2022 年上半年全球 EDA 市場 規(guī)模的 39.14%/30.94%/17.67%/8.79%/3.46%。截至 2022 年上半年，美洲地區(qū)為全球 EDA 最主要需求區(qū)域，亞太地區(qū)是 EDA 市場規(guī)模增 長的主要來源。根據(jù) ESD Alliance 數(shù)據(jù)，2022 年上半年，美洲地區(qū)購買 EDA 產(chǎn)品和服務(wù) 31.66 億美元，同比增長 19.36%，占比 43.43%；歐洲/中東/非洲地區(qū)購買 EDA 產(chǎn)品和服務(wù) 9.06 億美元，同比增長 5.08%，占比 12.4%；日本購買 EDA 產(chǎn)品和服務(wù) 5.16 億美元，同比 增長 3.85%，占比 7.1%；亞太地區(qū)（不含日本）購買 EDA 產(chǎn)品和服務(wù) 27.01 億美元，同比 增長 15.56%，占比 37.1%。比較全球近 5 年和近 10 年年均復(fù)合增長率，亞太地區(qū)（不含日本）增長最快，過去 5 年年均復(fù)合增長率為 12.73%，過去 10 年年均復(fù)合增長率為 13. 38%。
2.1.3 三巨頭壟斷下的全球 EDA 市場競爭格局EDA 行業(yè)集中度高，三巨頭壟斷優(yōu)勢明顯。按照收入規(guī)模劃分，當(dāng)前全球 EDA 企業(yè)主要分為 三個梯隊：1）Cadence、Synopsys 和 Siemens EDA 三者憑借全流程 EDA 工具居于壟斷地 位，穩(wěn)居第一梯隊，約占全球市場營收的 75%；2）Ansys、Silvaco、Aldec、ZUKE N、華大 九天等，在市場耕耘較長時間，擁有部分全流程工具和部分特色點工具，居于第二梯隊，約占 全球市場營收的 15%；3）國內(nèi)大部分擁有部分仿真驗證點工具的 EDA 公司主要集中在第三 梯隊，如概倫電子、廣立微、國微思爾芯、芯愿景等，約占全球市場營收的 7%。EDA 行業(yè)發(fā)展 40 年來，“三足鼎立”格局逐步穩(wěn)固。1984-2021 年，Synopsys、Cadenc e 和 Mentor Graphics 三家企業(yè)的合計營收從 11%提升至 75%。2021 年，Synopsys 營收 42.04 億美元，較上年同比增長 14.08%，約占全球市場份額的 32%，過去 10 年營收年均復(fù)合增長 率為 10.60%。Cadence 營收 29.88 億美元，較上年同比增長 13.37%，約占全球市場份額的 23%，過去 10 年營收年均復(fù)合增長率為 10.02%。Mentor Graphics 于 2017 年 3 月，被西門 子以 45 億美元收購，并加入了西門子的 PLM 軟件部門。根據(jù) TrendForce 于 2022 年 8 月發(fā)布的 EDA 軟件報告顯示，2021 年，Siemens EDA 約占據(jù)全球 13%的市場份額，由此推測出 2021 年 Siemens EDA 2021 年營收約為 17.25 億美元，過去 10 年營收年均復(fù)合增長率約為 5.45%。三巨頭在實現(xiàn) EDA 工具全流程覆蓋的同時，憑借其強項各占一隅。Synopsys、Cadence、 Siemens EDA 三家巨頭提供的EDA 工具覆蓋半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈所有環(huán)節(jié)，且各自擁有拳頭產(chǎn)品， 并與全球領(lǐng)先半導(dǎo)體企業(yè)合作；Synopsys 主攻數(shù)字芯片設(shè)計、靜態(tài)時序驗證確認以及 S IP 產(chǎn) 品，長期與臺積電、英特爾、三星、Ansys、是德科技等客戶合作；Cadence 主攻模擬/數(shù)模 混合平臺、數(shù)字后端、DDR4 IP 等，長期與臺積電、FDXcelerator、Global Foundries、ARM 等客戶合作；Siemens EDA 主攻后端驗證、可測試性設(shè)計、光學(xué)臨近修正等環(huán)節(jié)，長期與臺 積電、ARM、XILINX、AMD 等客戶合作。兼并收購是 EDA 行業(yè)寡頭壟斷局面形成的重要因素，也是 EDA 三巨頭持續(xù)推陳出新的重要 動力來源。EDA 企業(yè)通過兼并收購能夠快速獲得互補產(chǎn)品，并與已有的 IC 設(shè)計工具串聯(lián)，不 斷完善產(chǎn)品矩陣，提供更加完備的解決方案，并將潛在挑戰(zhàn)者扼殺在萌芽狀態(tài)，進而進一步 鞏固壟斷地位。其次，兼并收購能夠通過多元化經(jīng)營的方式分散風(fēng)險，例如 Synopsys 和 Cadence 的 SIP 業(yè)務(wù)一定程度上跳脫了 EDA 工具軟件，以增加經(jīng)營項目的方式實現(xiàn)增收， 且有利于促進 EDA 產(chǎn)品與集成電路設(shè)計、制造之間的關(guān)聯(lián)。
“自研+并購”的結(jié)合是 EDA 企業(yè)有效整合資源，迅速補齊短板的重要手段。高額的研發(fā)投 入是 EDA 軟件技術(shù)進步的重要保障，也是頭部 EDA 軟件企業(yè)保持市場競爭力的關(guān)鍵。 Cadence 和 Synopsys 研發(fā)費用率長期保持在 30%以上，Siemens EDA 原身為 Mentor Graphics，在 2016 年被西門子收購后，不再公開具體研發(fā)投入數(shù)據(jù)，但根據(jù) 2006 年至 2016 年數(shù)據(jù)可知，Mentor Graphics 的研發(fā)費用率也長期保持在 30%以上。2021 年中國華大九天、 概倫電子、廣立微等部分 EDA 企業(yè)研發(fā)費用率也保持在 30%以上，但由于在營收規(guī)模上存 在差距，中國 EDA 企業(yè)在研發(fā)費用上仍顯不足。2021 年，Synopsys 研發(fā)費用投入為 15.05 億美元，研發(fā)費用率為 35.79%；Cadence 研發(fā)費用投入為 11.34 億美元，研發(fā)費用率為 37.96%；華大九天研發(fā)費用為 3.05 億元，研發(fā)費用率為 52.57%；概倫電子研發(fā)費用為 0.79 億元，研發(fā)費用率為 40.99%；廣立微研發(fā)費用為 0.65 億元，研發(fā)費用率為 33.05%。2.1.4 美國政策趨嚴，EDA 國產(chǎn)替代加速美國對面向中國出口 EDA 產(chǎn)品的政策趨嚴。21 世紀以來，美國政府對中國在 EDA 領(lǐng)域共發(fā) 起三次出口管制，管制手段從個別企業(yè)擴大到面向先進制程的所有中國企業(yè)。第一次是針對 中興，2018 年美國商務(wù)部將中興通訊列入實體清單，禁止中興通訊從美國購買零部件。第二 次是針對華為，2019 年 EDA 三巨頭終止了與華為海思的合作，2020 年美國商務(wù)部提升對華 為及海思的出口管制要求，要求使用美國軟件、設(shè)備和技術(shù)的半導(dǎo)體公司須獲美國政府許可 才能向華為供貨。第三次于 2022 年 8 月，美國商務(wù)部工業(yè)和安全局把開發(fā) GAAFE T（全柵 場效應(yīng)晶體管）必需的 EDA 軟件納入出口管制。此外，美國對集成電路行業(yè)的政策封鎖也會 對中國 EDA 產(chǎn)業(yè)造成不利影響，例如 2022 年 10 月禁止美國籍人才為中國半導(dǎo)體行業(yè)工作 的政策，會直接影響部分 EDA 企業(yè)的核心高管、技術(shù)人員和相關(guān)專利。 國產(chǎn) EDA 工具相較于國際龍頭企業(yè)，在全流程和先進制程上仍有不小差距，國產(chǎn)化率水平較 低。從市場競爭格局來看，2021 年，Synopsys 在中國地區(qū)的營收 36.58 億元，約為同年華 大九天在中國地區(qū)營收的 6.31 倍。從產(chǎn)品線來看，國產(chǎn) EDA 企業(yè)主要集中在點工具的供給 上，尤其是在數(shù)字電路 EDA 工具方面尚未實現(xiàn)全流程覆蓋。其次，從制程工藝上來看，中國 僅有部分 EDA 企業(yè)的部分點工具能夠滿足 3nm 先進制程的需要，尚未實現(xiàn)先進制程全流程 EDA 工具國產(chǎn)化，而根據(jù)臺積電官網(wǎng)顯示，Ansys、Cadence、Siemens EDA 和 Synopsys 分別有多類產(chǎn)品經(jīng)過臺積電 N3E 制程節(jié)點的認證，并已經(jīng)有部分工具正在使用中。國家政策對 EDA 企業(yè)的支持是推動國產(chǎn) EDA 軟件發(fā)展的重要力量。國家政策對 E DA 企業(yè) 的支持主要來自兩方面，一是各層級政府政策支持、激勵與補助。政府政策支持從頂層設(shè)計 向各省市、各行業(yè)細化。2022 年 10 月，《深圳市關(guān)于促進半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展 的若干措施（征求意見稿）》中提到，對購買國產(chǎn) EDA 工具軟件的企業(yè)或科研機構(gòu)，按照不 超過實際支出費用的 70%給予補助，每年最高 1000 萬元；對租用國產(chǎn) EDA 工具軟件的企業(yè) 或科研機構(gòu)，按照不超過實際支出費用的 50%給予補助，每年最高 500 萬元。2022 年 11 月 13 日，上海市經(jīng)濟信息化委、市財政局印發(fā)《上海市集成電路和軟件企業(yè)核心團隊專項獎勵 辦法》，對于年度主營業(yè)務(wù)收入首次突破 15 億元/10 億元/5 億元/2.5 億元的集成電路電子設(shè) 計自動化（EDA）工具開發(fā)企業(yè),分別給予核心團隊累計不超過 3000 萬元/2000 萬元/1000 萬 元/500 萬元的獎勵。另一方面是大基金的投資，截至 2022 年三季度，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投 資基金股份有限公司在華大九天持股 8.88%，在鴻芯微納通過大股東深圳鴻泰鴻芯股權(quán)投資 基金合伙企業(yè)，持股 38.68%。2.2 半導(dǎo)體設(shè)備零部件：設(shè)備上游核心支柱，自主可控刻不容緩2.2.1 分類方式多，廣泛應(yīng)用于前道設(shè)備及工藝半導(dǎo)體設(shè)備零部件是指在材料、結(jié)構(gòu)、工藝、品質(zhì)和精度、可靠性及穩(wěn)定性等性能方面達到了 半導(dǎo)體設(shè)備及技術(shù)要求的零部件，作為半導(dǎo)體設(shè)備的重要組成部分，零部件的質(zhì)量、性能和 進度優(yōu)劣直接決定了半導(dǎo)體設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，重要性不言而喻。從產(chǎn)業(yè)鏈角度，零部 件位于半導(dǎo)體設(shè)備上游，零部件上游則為鋁合金材料以及其他金屬非金屬原材料等。
零部件種類眾多，分類方式也多種多樣： 按照集成電路設(shè)備腔體內(nèi)部流程分，可以分為 5 大類：分別為電源和射頻控制類、氣體輸送 類、真空控制類、溫度控制類、傳送裝置類。 按照主要材料和使用功能分，可以分為 12 大類：分別為硅/碳化硅件、石英件、陶瓷件、金屬 件、石墨件、塑料件、真空件、密封件、過濾部件、運動部件、電控部件、其他部件。 按照服務(wù)對象分，可以分為 2 類：分別為精密機加件、通用外購件。 按照類型分，可以分為 6 類：分別為機械類、電氣類、機電一體類、氣體/液體/真空系統(tǒng)類、 儀器儀表類、光學(xué)類。具體產(chǎn)品方面，在設(shè)備及產(chǎn)線上應(yīng)用數(shù)量較多的主要零部件產(chǎn)品有 O-Ring 密封圈、精密軸 承、金屬零部件、Valve 閥、泵、MFC 流量計等，基本涉及了包括光刻、刻蝕、薄膜沉積、 CMP 拋光、氧化、清洗、離子注入、RTP 等在內(nèi)的全部主流工藝步驟。因此零部件的性能直 接決定了設(shè)備的性能，是半導(dǎo)體設(shè)備制造過程中非常重要的一環(huán)。半導(dǎo)體零部件行業(yè)特點同樣明顯，表現(xiàn)為高技術(shù)密集、學(xué)科交叉融合、市場規(guī)模占比小且分 散，但在價值鏈上卻舉足輕重等特點。 1）技術(shù)密集型行業(yè)，對精度和可靠性要求高：由于需要組成半導(dǎo)體設(shè)備，用于芯片生產(chǎn)，因 此其尖端技術(shù)密集的特性尤其明顯，有著精度高、批量小、多品種、尺寸特殊、工藝復(fù)雜、要 求苛刻等特點。此外，還需要兼顧強度、應(yīng)變、抗腐蝕、電子特性、電磁特性、材料純度等復(fù) 合功能要求；2）多學(xué)科交叉融合，對復(fù)合型人才需求大：零部件行業(yè)往往涉及到材料、機械、物理、電子、 精密儀器等多學(xué)科知識，因此對復(fù)合型、交叉型人才的需求較為迫切； 3）行業(yè)碎片化特征明顯，企業(yè)多采用并購及多產(chǎn)品線發(fā)展策略：半導(dǎo)體零部件種類多，單一 細分領(lǐng)域市場規(guī)模小，呈現(xiàn)出碎片化特點。此外，由于零部件技術(shù)門檻高、制造工序繁瑣，行 業(yè)內(nèi)多數(shù)企業(yè)只專注于個別生產(chǎn)工藝，或?qū)Ｗ⒂谔囟ň芰悴考a(chǎn)品，行業(yè)相對分散，因此 企業(yè)多通過并購方式做大做強，半導(dǎo)體零部件往往只是公司整體零部件業(yè)務(wù)中的一塊。2.2.2 歐洲、美國、日本廠商主導(dǎo)市場2005-2020 年，受消費電子、PC 等下游景氣度提升拉動，全球半導(dǎo)體需求整體向好，根據(jù) SEMI 及 SEAJ 數(shù)據(jù)，全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模呈現(xiàn)總體上升趨勢，2005 年為 328.8 億美元； 2021 年達到歷史最高的 1025 億美元，同比增長 44%；SEMI 預(yù)計 2022 年將達到 1085. 4 億 美元，同比增長 5.9%，2023 年將達到 912 億美元，2024 年將達到 1071.6 億美元。
在半導(dǎo)體設(shè)備成本構(gòu)成中，零部件產(chǎn)品占比超過 90%，國際半導(dǎo)體設(shè)備廠商毛利率普遍在 40- 45%，因此零部件市場規(guī)模約為半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模的 50-55%，因此 2021 年全球半導(dǎo)體設(shè) 備零部件市場規(guī)模約為 513 億美元，中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備零部件市場規(guī)模約為 148 億美元。 根據(jù) SEMI 關(guān)于全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模的預(yù)測，預(yù)計半導(dǎo)體設(shè)備零部件市場規(guī)模 2022 年 約為 542.7 億美元，2023 年約為 456 億美元，2024 年約為 535.8 億美元。 全球半導(dǎo)體零部件廠商市場格局中，主要以歐洲、美國、日本企業(yè)為主。根據(jù) TechInsights 數(shù) 據(jù)，2021 年全球 Top 10 零部件廠商分別為蔡司、MKS、愛德華、先進能源、Horiba、VAT、 Ichor、超科林、ASML、荏原。2.2.3 技術(shù)難度大，國產(chǎn)化率低根據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù)，2020 年中國大陸晶圓廠采購的 8-12 英寸設(shè)備零部件產(chǎn)品種類豐富，其 中石英（Quartz）、射頻發(fā)生器（RF Generator）、泵（Pump）排名前 3，占 比分 別為 11%/10%/10%，閥門（Valve）、吸盤（Chuck）占比均為 9%，此外還包括反應(yīng)腔噴淋頭（Shower Head）、邊緣環(huán)（Edge Ring）等。零部件自給率仍然偏低。根據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù)，石英（Quartz）、反應(yīng)腔噴淋頭（Shower Head）、 邊緣環(huán)（Edge Ring）自給率超過 10%；泵（Pump）和陶瓷件（Ceramic）自給率 5-10%； 射頻發(fā)生器（RF Generator）、機械臂（Robot）和氣體流量計（MFC）自給率 1-5%；閥門 （Valve）、測量儀（Gauge）和 O 形密封圈（O-Ring）自給率不足 1%。整體而言，半導(dǎo)體 零部件國產(chǎn)替代空間大。 上述產(chǎn)品對應(yīng)海外公司主要有 Ferrotec、Heraeus、Tokai Carbon、新鶴、MKS、VAT、Hori ba 等，中國廠商主要有菲利華、太平洋石英、神工半導(dǎo)體、靖江先鋒、江豐電子、沈陽科儀、蘇 州柯瑪、新松機器人、北方華創(chuàng)等。雖然目前零部件國產(chǎn)化率不高，但同樣需要認識到，半導(dǎo)體零部件技術(shù)難度大，對 精密機械 制造技術(shù)、表面處理特種工藝技術(shù)、焊接技術(shù)等要求較高，因此，企業(yè)需要不斷研發(fā)生產(chǎn)工藝 技術(shù)以滿足產(chǎn)品高精密、高潔凈、超強耐腐蝕能力、耐擊穿電壓的要求，并實現(xiàn)較高的生產(chǎn)效 率，從而滿足半導(dǎo)體設(shè)備的工程化和量產(chǎn)化。 此外，半導(dǎo)體設(shè)備廠商為了降低成本和提升生產(chǎn)效率，將會簡化零部件供應(yīng)鏈，并對標(biāo)準化、 模塊化、流程化、精密度、潔凈度等提出更高要求，未來能提供多種工藝、多品類產(chǎn)品、生產(chǎn) 更加智能化的零部件廠商將會具備更強的競爭力。2.2.4 中國廠商積極布局目前在晶圓代工廠日常運營過程中領(lǐng)用的零部件（括維保更換和失效更換的零部件）達到 2000 種以上，但國產(chǎn)占有率僅為 8%左右，美國和日本占有率分別為 59.7%和 26.7%。高端 零部件方面，主要被美國、日本、歐洲廠商主導(dǎo)，中低端零部件方面，主要被韓國、中國臺灣 廠商占據(jù)。 近年來，隨著美國對中國半導(dǎo)體行業(yè)的封鎖愈演愈烈，國產(chǎn)替代已成為全行業(yè)共同呼聲，對 應(yīng)零部件廠商也積極加大研發(fā)力度，不斷提升研發(fā)水平和產(chǎn)能，雖然仍然與國際龍頭企業(yè)有 一定差距，但是國產(chǎn)廠商目前已經(jīng)在多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破，包括北方華創(chuàng)、新萊應(yīng)材、江豐電子、富創(chuàng)精密、華亞智能、華卓精科、萬業(yè)企業(yè)（Compart）等眾多廠商已經(jīng)實現(xiàn)相關(guān)零部件 產(chǎn)品的量產(chǎn)，并且未來還將進一步拓寬品類、擴大產(chǎn)能、向先進制程精進，不斷提升中國半導(dǎo) 體零部件技術(shù)水平和國產(chǎn)化率水平。
半導(dǎo)體晶圓廠擴產(chǎn)給上游設(shè)備帶來發(fā)展機遇，進而有利于本土零部件廠商快速發(fā)展 ，疊加現(xiàn) 階段國產(chǎn)化率較低的現(xiàn)狀，我們認為未來零部件未來幾年有望保持高景氣，看好半導(dǎo)體零部 件行業(yè)在晶圓廠擴產(chǎn)及國產(chǎn)化率提升雙輪驅(qū)動下的高成長。2.3 半導(dǎo)體設(shè)備：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈核心支柱，全球需求有望繼續(xù)擴大半導(dǎo)體設(shè)備泛指用于制造各類半導(dǎo)體產(chǎn)品所用的生產(chǎn)設(shè)備，屬于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵支撐環(huán) 節(jié)。半導(dǎo)體設(shè)備的技術(shù)升級與半導(dǎo)體制造的工藝發(fā)展相輔相成。半導(dǎo)體設(shè)備的技術(shù) 升級為半 導(dǎo)體制造工藝創(chuàng)造了發(fā)展空間，而半導(dǎo)體制造工藝的改進是半導(dǎo)體設(shè)備實現(xiàn)技術(shù)突破的推動 力。在半導(dǎo)體制造的工藝流程中，半導(dǎo)體設(shè)備扮演著十分重要的角色。 半導(dǎo)體制造的步驟繁多且精細，主要可分為三大類：硅片制造、前道晶圓制造和后道封裝測 試。在硅片制造流程中，首先需將多晶硅提純后得到單晶硅棒，經(jīng)過磨外圓、切片得到初始硅 片，之后再進行倒角、研磨、拋光、清洗和檢測等工藝，最終得到可用于生產(chǎn)加工的半導(dǎo)體硅 片。其間主要設(shè)備包括單晶爐、滾圓機、切片機、倒角機、研磨機、拋光機、清洗設(shè)備和檢測 設(shè)備等。在 IC 設(shè)計完成之后，就進入到正式的芯片制造環(huán)節(jié)。晶圓制造流程是芯片制造中最為核心的環(huán)節(jié)，晶圓制造的七大步驟分別為熱處理（氧化/擴散 /退火）、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積、清洗和拋光。通常熱處理、光刻、刻蝕、離子注 入、薄膜沉積、清洗步驟需要重復(fù)進行若干次，之后進行 CMP 及金屬化，最終還需要進行前 道量測，只有量測合格的晶圓才能進入封裝測試環(huán)節(jié)。其間主要設(shè)備包括熱處理設(shè)備（氧化 爐/擴散爐/退火爐）、光刻機、涂膠顯影/去膠設(shè)備、刻蝕機、離子注入機、薄膜沉積設(shè)備 （PVD/CVD/ALD）、清洗機、CMP 設(shè)備和晶圓量測設(shè)備（厚膜/OCD 關(guān)鍵尺寸量測設(shè)備、電子書量測設(shè)備）等。 封裝測試包括封裝和測試兩個環(huán)節(jié)，封裝過程主要包括背面減薄、晶圓切割、貼片、引線鍵 合、模塑和切筋/成型，需用到減薄機、切割機、貼片機、烤箱、引線鍵合機、注塑機以及切 筋/成型設(shè)備等。封裝結(jié)束后做最后的成品測試，主要用到測試機、探針臺、分選機等。測試 合格后的芯片將被應(yīng)用于消費電子、IoT、汽車電子、工控、醫(yī)療、通信等各下游領(lǐng)域。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額不斷上升，2021 年銷售額為 1205 億美元，同比增 長 44%。根據(jù) WSTS 數(shù)據(jù)，全球集成電路銷售額在 17 年間整體趨勢向上，2021 年銷售額達 5559 億美元；按區(qū)域分類，亞太區(qū)為全球最大的集成電路銷售市場，2021 年銷售額達 3429.67 億美元，占比超 50%。在全球集成電路銷售額不斷突破前值的情境下，全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售 額與集成電路銷售額之比從 2013 年的 10%穩(wěn)步上升至 2021 年的 18%。 展望未來，受益于 5G、汽車電子、IoT、數(shù)據(jù)中心和 AI 的需求拉動，頭部晶圓廠為應(yīng)對各類 芯片缺貨不斷擴充產(chǎn)能，廠商紛紛擴大投資，帶動大量半導(dǎo)體設(shè)備的采購需求，因此未來全 球半導(dǎo)體設(shè)備市場前景可期。據(jù) SEMI 預(yù)測，2023 年和 2024 年的全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額將 分別達到 912 億美元和 1071.6 億美元，同比增速分別為-16%和 18%。據(jù) WSTS 預(yù)測，2022 年和 2023 年的全球集成電路銷售額將達到 5801 億美元和 5566 美元，其中亞太區(qū)的集成電 路銷售額或?qū)⒎謩e回落至 3361.51 億美元和 3110.05 億美元。全球半導(dǎo)體設(shè)備市場主要由光刻相關(guān)設(shè)備、刻蝕設(shè)備和薄膜沉積設(shè)備所主導(dǎo)，合計市占率約 為 58%?？傮w來看，全球半導(dǎo)體設(shè)備的生產(chǎn)廠商主要集中在歐洲、美國和日本，中國本土的 半導(dǎo)體設(shè)備廠商的市占率有待提高，國產(chǎn)替代空間仍較大。目前中國半導(dǎo)體設(shè)備的國產(chǎn)化率 已接近 20%；其中已實現(xiàn)較高國產(chǎn)化率的設(shè)備為去膠設(shè)備（<70%）。展望未來，隨著中國半 導(dǎo)體設(shè)備制造商持續(xù)擴充產(chǎn)能、加大研發(fā)以及拓寬品類，中國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)有望充分受益。2.3.1 硅片制造設(shè)備：需求持續(xù)上升，大硅片制造設(shè)備為未來主力生產(chǎn)半導(dǎo)體硅片是實現(xiàn)半導(dǎo)體制造的第一步，主要設(shè)備涵蓋單晶爐、滾磨機、切片機、倒角 機、研磨設(shè)備、CMP 拋光、清洗設(shè)備、檢測設(shè)備等。每一項設(shè)備對于硅片生長都不可或缺。設(shè)備供應(yīng)商以國外廠商為主，中國廠商由于起步晚，相對落后，但是在單晶爐、滾磨機、CMP 拋光機、清洗設(shè)備等環(huán)節(jié)也實現(xiàn)了一定的自主可控。 單晶爐是最重要的硅片制造設(shè)備。單晶爐在全球范圍內(nèi)的供應(yīng)商主要有德國 PVA TePla AG 和 Gero，日本 Ferrotec、美國 Quantum Design 和 Kayex。其中德國 PVA TePla AG、美國 Kayex 與日本 Ferrotec 為主要的供應(yīng)商，在全球的市場份額較高。PVA TePla AG 集團在歐洲晶圓生 長晶體設(shè)備市場的市占率高達九成以上。中國廠商已具備單晶爐生產(chǎn)能力，代表廠商為晶盛 機電。2022 年上半年，晶盛機電已實現(xiàn) 8 英寸晶體生長、切片、拋光和 CVD 等環(huán)節(jié)的設(shè)備 全線覆蓋，12 英寸的長晶、切片、拋光和研磨等設(shè)備已實現(xiàn)批量銷售。 半導(dǎo)體硅片是行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，全球硅片出貨面積有望持續(xù)上升，帶動硅片制造設(shè)備的需求。 據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，2020 年硅片約占據(jù)晶圓制造材料規(guī)模的 35%，為占比最多的材料。據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，全球半導(dǎo)體硅片出貨面積持續(xù)高升，從 2011 年的 9043 百萬平方英寸上升至 2021 年 的 14017 百萬平方英寸，總漲幅為 55.16%。SEMI 預(yù)計，2025 年全球半導(dǎo)體出貨面積將上 升至 16490 百萬平方英寸。
8 英寸和 12 英寸硅片制造設(shè)備或?qū)⒗^續(xù)成為主力。目前 8 英寸和 12 英寸大硅片通常應(yīng)用于 90-55nm 與 28-5nm 制程芯片的制備。據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，8 英寸硅片占比為 24%，12 英寸硅片 占比為 69%。未來隨著新增 12 英寸晶圓廠不斷投產(chǎn)，12 英寸硅片仍將是主流，小尺寸硅片 將逐漸被淘汰（短期內(nèi) 8 英寸硅片除外）。目前，量產(chǎn)硅片止步 300mm（12 英寸），450mm （18 英寸）硅片由于設(shè)備及制造成本過高仍未商用。據(jù) SEMI 預(yù)測，每塊 450mm 晶圓的單 位面積芯片成本只下降 8%，此時，晶圓尺寸不再是降低成本的主要途徑，因此廠商難以有動 力投入 450mm 量產(chǎn)。2.3.2 光刻機：ASML 為全球龍頭，引領(lǐng)光刻機制程升級光刻機被譽為半導(dǎo)體工業(yè)中“皇冠上的明珠”，是光刻工藝的核心設(shè)備。光刻工藝一般包括脫 水烘烤、旋轉(zhuǎn)涂膠、軟烘、曝光、曝光后烘焙、顯影、堅膜烘焙、顯影檢查等 8 個步驟。光刻 機在曝光環(huán)節(jié)中使用。光刻機的功能在于利用光源系統(tǒng)將光束投射在光掩膜上，再通過物鏡 組彌補光學(xué)誤差并將光掩膜上的芯片藍圖縮小投射在涂有光刻膠的硅片上。在半導(dǎo)體復(fù)雜的 制造流程中，光刻工藝有著不可或缺的作用。光刻機作為實現(xiàn)光刻工藝的核心設(shè)備，是芯片產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的基石。隨著光源、曝光方式不斷改進，光刻機前后共經(jīng)歷了 5 代產(chǎn)品，每一代產(chǎn)品都在不斷降低光 源波長，同時縮小芯片制程。第四代浸入步進式光刻機（ArFi 光刻機）的最低制程可實現(xiàn) 7nm。 第五代光刻機為 EUV 光刻機，其采用波長為 13.5nm 的 EUV 極紫外光源，制程節(jié)點為 7- 3nm，是目前最先進的光刻機。 由于光刻機制造具有高壁壘性，因此市場上的光刻機制造商寥寥無幾。光刻機制造企業(yè) 中的 Top3 分別為 ASML、Nikon 和 Canon，三者市場集中度超過 90%。2011 至 2021 年，TOP3 光刻機制造商的出貨量呈先降后升趨勢，2021 年總出貨量達 478 臺，主要以 i-line、KrF 和 ArFi 光刻機為主。2011 至 2021 年，TOP3 廠商的銷售額基本處于上漲趨勢，2021 年的總規(guī) 模達 143.90 億歐元，主要以 EUV 和 ArFi 光刻機為主。在 TOP3 廠商中的市場競爭格局中，以出貨量計算市場份額，ASML 十年間維持在第一水平， 2021 年占比為 65%。Nikon 的出貨量市占率逐步走低，從 2011 年的 24%縮減至 2021 年的 6%。Canon 的出貨量市占率穩(wěn)步提高，從 2011 年的 14%增長至 2021 年的 29%。以銷售額 計算市場份額，ASML 更顯龍頭地位，其市場份額從 2011 年的 78%提升至 2021 年的 91%。 Nikon 的銷售額市占率從 2011 年的 19%跌至 2021 年的 3%。Canon 的銷售額市占率基本維 持穩(wěn)定在 6%的水平。2.3.3 涂膠顯影設(shè)備前景開闊，干法去膠設(shè)備實現(xiàn)份額優(yōu)勢涂膠顯影設(shè)備是與光刻機配套使用在光刻工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，主要負責(zé)曝光前在硅片上涂覆 光刻膠，以及曝光后進行圖像顯影，期間通過機械手臂使晶圓在各系統(tǒng)之間傳輸和處理。涂 膠和顯影不僅直接影響光刻工序曝光圖案的形成，圖形質(zhì)量對后續(xù)刻蝕和離子注入等工藝中 圖形轉(zhuǎn)移的結(jié)果也有著重要影響。 涂膠顯影設(shè)備可按照所處工藝環(huán)節(jié)的不同分為前道設(shè)備和后道設(shè)備，其中前道涂膠顯影設(shè)備 為主要設(shè)備，被運用在晶圓制造環(huán)節(jié)；根據(jù) VLSI 數(shù)據(jù)，2020 年前道涂膠顯影設(shè)備占涂膠顯 影設(shè)備總市場規(guī)模的 95.9%。根據(jù) VLSI 數(shù)據(jù)，2020 年全球前道涂膠顯影設(shè)備市場規(guī)模為 19.06 億美元，2021 年約為 23.24 億美元，預(yù)計到 2023 年將上升至 24.76 億美元。據(jù)華經(jīng) 產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2020 年中國前道涂膠顯影設(shè)備市場規(guī)模為 7.55 億美元，2021 年約為 9.35 億美元，預(yù)計到 2021 年將上升至 10.26 億美元。
目前國際上主流的涂膠顯影設(shè)備生產(chǎn)商主要集中在日本、德國和韓國，分別是東京電子、迪 恩士、蘇斯微、細美事等，其中東京電子的全球市占率達 88%，迪恩士、細美事和蘇斯微合 計占比 10%，其他廠商占比 2%。在中國的涂膠顯影設(shè)備市場中，東京電子和迪恩士分別占 據(jù) 91%和 5%的市場份額，芯源微的涂膠顯影設(shè)備在中國的市占率達 4%。芯源微的前道涂膠 顯影機 offline、i-line 和 KrF 機臺均已實現(xiàn)批量銷售，并已開始部分量產(chǎn) 28nm 技術(shù)節(jié)點的涂 膠顯影設(shè)備。去膠設(shè)備主要用于曝光后將光刻膠從晶圓上移除，以此來保證晶圓順利進入下一步制造步驟 。 去膠工藝可分為濕法去膠和干法去膠，濕法去膠主要采用溶劑對光刻膠進行溶解；干法去膠 主要采用離子轟擊的方法去除表面光刻膠，為當(dāng)前主流技術(shù)。 據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，2020 年全球干法去膠設(shè)備市場規(guī)模為 5.38 億美元，2021 年約為 6.61 億 美元，預(yù)計到 2025 年將增長至 6.99 億美元，復(fù)合增長率為 5.40%。目前國際上主流的去膠 設(shè)備生產(chǎn)商主要集中在中國、韓國、日本和美國。據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，2020 年屹唐股份去膠設(shè) 備市占率為 31.3%，為全球第一；北方華創(chuàng)的市占率為 1.7%，為全球第七；其余廠商以國外 企業(yè)為主，包括比思科、日立高新、泛林半導(dǎo)體、泰仕半導(dǎo)體等。2018 至 2020 年，屹唐股 份在干法去膠設(shè)備領(lǐng)域分別位于全球第三、全球第二和全球第一的市場地位，市場占有率逐 年提升，不斷鞏固在全球的領(lǐng)先地位。根據(jù)屹唐股份招股書公告，公司當(dāng)前已量產(chǎn)的干法去 膠設(shè)備已可用于 90-5nm 邏輯芯片、1Y 到 2Xnm（約 14-29nm）系列 DRAM 芯片以及 32- 128 層 3D NAND 芯片的生產(chǎn)。2.3.4 刻蝕設(shè)備：芯片升級帶動刻蝕機需求，TSV 設(shè)備為先進封裝加碼刻蝕工藝是 IC 前道制造中至關(guān)重要的一環(huán)，與光刻工藝和薄膜沉積并列為 IC 前道制造中的 三大核心工藝。在光刻工藝結(jié)束后，刻蝕工藝會以光刻膠所形成電路圖為模板，通過物理或 化學(xué)的手段將硅片或薄膜腐蝕，從而在硅片或薄膜上形成電路圖。同光刻工藝一道，刻蝕技 術(shù)也決定著集成電路圖形的精細程度。
刻蝕工藝主要被分為兩大類，濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕運用液態(tài)化學(xué)品（酸、堿溶液） 將硅片表面腐蝕出芯片的結(jié)構(gòu)。干法刻蝕利用電子氣體轟擊硅片表面從而形成芯片結(jié)構(gòu)。干 法刻蝕為當(dāng)前最為主流的刻蝕方法，其市場規(guī)模約占全球刻蝕設(shè)備規(guī)模的 90%，濕法刻蝕約 占 10%。濕法刻蝕分為兩大類，化學(xué)刻蝕和電解刻蝕。干法刻蝕主要分為三大類，等離子體 刻蝕（化學(xué)性刻蝕）、濺射刻蝕（物理性刻蝕）和反應(yīng)離子刻蝕。濕法刻蝕在控制線寬和各向 異性度方面有所局限，無法實現(xiàn) 3μm 以下的線寬，同時只能保持各項同性（有一定程度的鉆 蝕發(fā)生）。干法刻蝕的優(yōu)點在于能夠?qū)崿F(xiàn)線寬 3μm 以下的刻蝕，同時能夠較好的保持各向異 性，刻蝕均勻性和選擇比都可控。將干法刻蝕按照刻蝕材料細分可分為三類，介質(zhì)刻蝕、硅刻 蝕和金屬刻蝕。根據(jù) PW Consulting 的數(shù)據(jù)，2020 年介質(zhì)刻蝕占據(jù)干法刻蝕市場 49%的份 額，硅刻蝕占比 48%，金屬刻蝕占比 3%。 根據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，2019 至 2021 年全球刻蝕設(shè)備市場規(guī)模分別為 110 億美元、136 億美元 和 172 億美元，呈持續(xù)增長態(tài)勢。據(jù) Gartner 預(yù)測，2022 年全球刻蝕機的市場規(guī)模將達到 184 億美元。國外廠商方面，已能實現(xiàn)最小制程節(jié)點為 3nm 的覆蓋，中國廠商起步較晚，因此技術(shù)實力仍 有待提高。中微公司開發(fā)的 12 英寸高端刻蝕設(shè)備已應(yīng)用于部分國際先進產(chǎn)線上的若干 5nm 及 5nm 以下的關(guān)鍵步驟的加工；其 ICP 刻蝕設(shè)備未來將繼續(xù)向 5nm 及以下的邏輯芯片、 1Xnm 的 DRAM 和 200 層以上的 3D NAND 上突破；其 CCP 刻蝕設(shè)備已取得 5nm 及以下邏 輯電路客戶的重復(fù)訂單，并在存儲電路方面可應(yīng)用于量產(chǎn) 64 層、128 層與更高層數(shù)的 3D NAND；公司未來還將繼續(xù)開發(fā)用于邏輯器件制造的大馬士革刻蝕技術(shù)與用于存儲器件制造 的極高深寬比刻蝕設(shè)備。北方華創(chuàng)開發(fā)的刻蝕機已突破 14nm 技術(shù)節(jié)點，并在客戶端通過多 道制程工藝驗證，且已實現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。屹唐股份的干法刻蝕設(shè)備主要可用于 65-5nm 邏輯芯 片、1Y 到 2Xnm（約 14-29nm）系列 DRAM 以及 32 層到 128 層 3D NAND 制造，設(shè)備已用 于三星電子、長江存儲等國內(nèi)外知名存儲芯片制造企業(yè)。2.3.5 薄膜沉積設(shè)備：芯片層數(shù)不斷增加，薄膜沉積設(shè)備未來前景可期薄膜沉積是半導(dǎo)體器件制造過程中的重要環(huán)節(jié)，主要讓硅片表面形成各種導(dǎo)電薄膜層和絕緣 薄膜層，從而使晶圓擁有多層結(jié)構(gòu)。按照工作原理分類，薄膜沉積工藝大體可分為三類， PVD （物理氣相沉積設(shè)備）、CVD（化學(xué)氣相沉積設(shè)備）和 ALD（原子層沉積設(shè)備）。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，2021 年全球薄膜沉積設(shè)備市場規(guī)模為 210 億美元，2022 年有望達 250 億美元。其中， PECVD、濺射 PVD 和管式 CVD 為市場占比最多的設(shè)備，分別為 33%、19%和 12%。
薄膜沉積設(shè)備主要被日本、美國和歐洲的廠商主導(dǎo)。據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，PVD 設(shè)備方面，應(yīng)用 材料具有絕對份額優(yōu)勢，占據(jù) 85%的市場份額；應(yīng)用材料、泛林半導(dǎo)體和東京電子是 CV D 設(shè) 備市場中的佼佼者，分別占比 30%、21%和 19%；ALD 設(shè)備中，東京電子和 ASMI 是行業(yè)龍 頭，分別占有 31%和 29%的市場份額。隨著芯片線寬的不斷縮小，薄膜沉積設(shè)備的需求量越大。當(dāng)前芯片一直在朝著微小化、精密 化和復(fù)雜化的發(fā)展方向前進，隨之帶來了晶圓制造步驟的難度提升與工序增加。在 90nm CMOS 工藝中，大約需要 40 道薄膜沉積工序，在 3nm FinFET 工藝中，所需的薄膜沉積工 序則升至 100 道。在芯片制程更小的產(chǎn)線中，為了在工序變復(fù)雜的同時確保產(chǎn)能充裕，則需 要配備更多臺薄膜沉積設(shè)備來增加單位時間吞吐量。 閃存芯片 3D 堆疊加速，薄膜沉積設(shè)備用量或?qū)⑸仙?D NAND 芯片的每一層幾乎都會進行 薄膜沉積。從首塊 3D NAND 芯片發(fā)貨至今，已經(jīng)實現(xiàn)了從 24 層到 232 層的突破，多家存儲 大廠都做出 200 層以上 3D NAND 的量產(chǎn)規(guī)劃，因此未來層數(shù)不斷突破是大趨勢。隨著 3D NAND 結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，未來薄膜沉積設(shè)備需求有望擴大。 ALD 設(shè)備和 SACVD 設(shè)備或?qū)⒊蔀槲磥響?yīng)用趨勢。芯片結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和精密化也衍生出了對 薄膜均勻性、顆粒數(shù)量控制、金屬污染控制要求的提高。ALD 設(shè)備的優(yōu)點在于臺階覆蓋力強 和薄膜厚度控制精準。SACVD 設(shè)備的優(yōu)點在于高深寬比溝槽填充能力強和沉積速度快。因此 ALD 和 SACVD 設(shè)備更適應(yīng)未來芯片制造演變趨勢。2.3.6 離子注入設(shè)備：摻雜工藝核心設(shè)備，中國廠商進展不俗在晶圓制造中，由于純硅材料的導(dǎo)電性能較差，須采用摻雜工序，通過加入部分雜質(zhì)來改變 半導(dǎo)體載流子濃度和導(dǎo)電類型，從而達到提升硅片導(dǎo)電性能的目的。通常有兩種摻雜方法， 高溫擴散法和離子注入法。 高溫擴散法：將摻雜氣體導(dǎo)入放有硅片的高溫爐，并將雜質(zhì)擴散到硅片內(nèi)。由于高溫擴散存 在精度控制的缺陷以及均勻性和重復(fù)性較差，現(xiàn)已較少使用。 離子注入法：通過離子注入機的加速和引導(dǎo)，將要摻雜的離子以離子束形式射入材料。與高 溫擴散工藝相比，離子注入的優(yōu)勢在于可對注入劑量、角度、深度、橫向擴散等方面進行精確 控制，同時還擁有純度高和均勻性好的特點，使得離子注入法在半導(dǎo)體制造中被廣泛應(yīng)用。 離子注入設(shè)備大體可分為三類，低能大束流離子注入機、中低束離子注入機和高能離子注入 機，市場占比分別為 61%、20%和 18%。不同設(shè)備的運行原理相似，但主要應(yīng)用范圍有所區(qū) 分。全球共有 6 家企業(yè)以集成電路用離子注入機為主要業(yè)務(wù)，分別為應(yīng)用材料、Axcelis、SMIT、 Nissin、AIBT 和中科信。中科信已成功實現(xiàn)離子注入機全譜系產(chǎn)品國產(chǎn)化，包括中束流、大 束流、高能、特種應(yīng)用及第三代半導(dǎo)體等離子注入機，工藝覆蓋至 28nm，目前正在進行先進 制程工藝設(shè)備的研發(fā)。此外，萬業(yè)企業(yè)（凱世通）積極布局低能大束離子注入機和高能離子注 入機等設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)，目前已經(jīng)覆蓋 28nm 及更先進制程到成熟制程的多個節(jié)點的技術(shù) 需求。萬業(yè)企業(yè)（凱世通）已與多家 12 英寸晶圓廠簽署離子注入機（含低能大束流離子注入 機和低能大束流超低溫離子注入機）的訂單，并已將首批多套大束流離子注入機交付重要客 戶。 中科信與萬業(yè)企業(yè)（凱世通）的離子注入設(shè)備滿足中國多數(shù)晶圓產(chǎn)線需求，未來中國下游客 戶有望加速導(dǎo)入。當(dāng)前中科信與萬業(yè)企業(yè)（凱世通）的離子注入設(shè)備均能覆蓋 28nm 的技術(shù) 需求，并且都已實現(xiàn)低能大束流離子注入機的國產(chǎn)化，未來中國離子注入設(shè)備市場有望迎來 加速國產(chǎn)替代。2.3.7 熱處理設(shè)備實現(xiàn)部分國產(chǎn)化，清洗設(shè)備與 CMP 設(shè)備保證芯片良率晶圓前道制造工藝中還包括熱處理設(shè)備、清洗設(shè)備和 CMP 設(shè)備。熱處理設(shè)備可對晶圓在高溫 環(huán)境中進行氧化/擴散/退火工藝加工。清洗設(shè)備可將晶圓表面的殘留物或多余顆粒清除以保證 晶圓的潔凈度。CMP 設(shè)備可使晶圓平坦化。
據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，2020 年全球快速熱處理設(shè)備市場規(guī)模為 7.19 億美元，氧化/擴散爐市場規(guī) 模為 5.52 億美元，柵極堆疊設(shè)備市場規(guī)模為 2.66 億美元；2021 年全球快速熱處理設(shè)備市場 規(guī)模約為 8.87 億美元，氧化/擴散爐市場規(guī)模約為 6.83 億美元，柵極堆疊設(shè)備市場規(guī)模約為 3.25 億美元。Gartner 預(yù)計，2025 年全球快速熱處理設(shè)備、氧化/擴散爐和柵極堆疊設(shè)備的市 場規(guī)模將分別增至 9.37/7.10/3.44 億美元。據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，2021 年全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備的 市場規(guī)模為 27 億美元，2024 年預(yù)計將增長至 31.93 億美元。據(jù) Research and Market 的 CMP 市場報告，2020 年全球 CMP 設(shè)備市場規(guī)模達 24 億美元，預(yù)計 2027 年將增長至 37 億 美元，2020 至 2027 年的復(fù)合增長率為 5.9%。全球快速熱處理設(shè)備和 CMP 設(shè)備市場集中度高，應(yīng)用材料分別占據(jù)兩種設(shè)備市場 69. 72%和 70%的市場份額。屹唐股份在全球快速熱處理設(shè)備市場中的占有率為 11.50%。半導(dǎo)體清洗設(shè) 備市場的行業(yè)龍頭為迪恩士，市占率達 45.1%。盛美上海在全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備市場的占有 率小于 2.30%。2.3.8 后道封裝測試設(shè)備：廠商集中海外，Chiplet 加速封裝設(shè)備需求攀升據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2021年全球半導(dǎo)體封裝和測試設(shè)備的規(guī)模分別為 71.7億美元和78.3 億美元， 預(yù)計 2024 年全球半導(dǎo)體封裝和測試設(shè)備的規(guī)模將分別達到 65.7 億美元和 81.9 億美元。全球半導(dǎo)體封裝設(shè)備市場主要以貼片機、劃片機/檢測設(shè)備、引線焊接設(shè)備和塑封/切筋成型設(shè) 備為主；2018 年，貼片機占比 30%，劃片機/檢測設(shè)備占比 28%，引線焊接設(shè)備占比 23%， 塑封/切筋成型設(shè)備占比 18%，電鍍設(shè)備占比 1%。全球測試設(shè)備市場主要以測試機、分選機 和探針臺為主；2021 年，測試機占比 63.1%，分選機占比 17.4%，探針臺占比 15.2%，其他 設(shè)備占比 4.3%。
封裝設(shè)備的生產(chǎn)商主要集中在國外，中國只有少量企業(yè)覆蓋。貼片機廠商有荷蘭 Besi、新加 坡 ASM Pacific、美國 K&S 等，中國廠商有艾科瑞思、大連佳峰等；劃片機/檢測設(shè)備和引線 焊接設(shè)備廠商有 ASM Pacific、K&S 等，中國廠商有中電科 45 所等；塑封/切筋成型設(shè)備廠商 有 Town、YAMADA、Besi、ASM Pacific 等，中國廠商有富士三佳等。 目前全球先進測試設(shè)備制造技術(shù)基本掌握在美國、日本等廠商手中。全球后道測試機廠商中， 愛德萬和泰瑞達占據(jù)全球壟斷地位，合計占比超過 90%。中國測試機廠商有長川科技、華峰 測控、聯(lián)動科技等，其中華峰測控和長川科技分別占中國測試機市場份額的 6.1%和 2.4%。 全球探針臺廠商中，東京精密占和東京電子為全球龍頭企業(yè)，占比分別為 46%和 27%，中國 探針臺廠商主要有中國臺灣旺矽、惠特、深圳矽電、長川科技、中電科 45 所等。全球分選機 廠商中，愛德萬、科休和 Xcerra 合計市占率約 59%，中國企業(yè)主要有長川科技，其全球市占 率達 2%。2.4 半導(dǎo)體材料：半導(dǎo)體制造核心上游支柱2.4.1 材料種類豐富多樣，工藝制造不可或缺作為芯片制造上游重要支柱，半導(dǎo)體材料決定了芯片性能優(yōu)劣，目前全球半導(dǎo)體材料依然由 日本、美國、韓國、德國等廠商主導(dǎo)，整體國產(chǎn)化率不足 15%，未來國產(chǎn)替代空間大。我們 認為，伴隨著國產(chǎn)晶圓廠擴產(chǎn)，將加速國產(chǎn)半導(dǎo)體材料向本土晶圓廠/IDM 廠導(dǎo)入，半導(dǎo)體材 料廠商有望深度受益。 半導(dǎo)體材料分為晶圓制造材料和封裝材料。在半導(dǎo)體制作過程中，晶圓制造材料主要用于前 道工藝，包括氧化、光刻、刻蝕、離子注入、退火、薄膜沉積、清洗、CMP 拋光等，封裝材 料主要用于后道工藝，包括晶圓切割、貼片、引線鍵合、模塑等。晶圓制造材料包括硅片、電子氣體、掩膜版、光刻膠及配套材料、濕電子化學(xué)品、CMP 拋光 材料以及靶材等，根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，硅片、電子氣體、掩膜版占比最高，分別為 35%、13%、 12%；封裝材料則包括封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、芯片粘接材料等， 根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，封裝基板、引線框架、鍵合絲占比最高，分別為 48%、15%、15%。各類半導(dǎo)體材料的作用不盡相同，硅片是晶圓制造基底材料，電子氣體用于氧化、還原、除雜 工藝，掩膜版是微電子制造過程中的圖形轉(zhuǎn)移工具或母版，光刻膠則是將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn) 移到硅片上的關(guān)鍵材料，封裝基板用于保護、支撐、散熱，連接芯片與 PCB，引線框架可以 保護、支撐，連接芯片與 PCB，鍵合絲是芯片和引線框架、基板間連接線。2.4.2 中高端依然由國外廠商主導(dǎo)，中國廠商積極研發(fā)布局半導(dǎo)體重點材料領(lǐng)域，中國大陸目前已經(jīng)基本實現(xiàn)了布局或量產(chǎn)，整體自主化率 10-15%，其 中晶圓制造材料自主化率<15%，封裝材料自主化率<30%。具體產(chǎn)品來看，自主化率較高的 產(chǎn)品中，電子氣體 30%、光刻膠配套材料<25%、（通用）濕電子化學(xué)品 23%、引線框架 40%， 自主化率較低的產(chǎn)品中，掩膜版 1%，KrF/ArF/EUV 光刻膠 1%/1%/0%，硅片（含 SO I 硅片） 5-10%，封裝基板 5%，國產(chǎn)替代需求迫切。 從工藝制程技術(shù)水平看，中國大陸廠商整體仍然以中低端產(chǎn)品為主，高端材料依然被海外廠 商主導(dǎo)，并且在產(chǎn)能及市場規(guī)模方面與海外廠商也有較大差距。比如晶圓制造材料方面，12英寸 SOI 片還未實現(xiàn)量產(chǎn)，ArF/EUV 光刻膠仍然高度依賴進口，獨立第三方掩膜版主要集中 在 100nm 節(jié)點以上的晶圓制造用掩膜版以及 IC 封裝/IC 器件掩膜版；封裝材料方面，ABF 載 板還未能量產(chǎn)，芯片粘接材料 DAF 和 CADF 基本依賴進口。
3. 汽車電動化：電動化推動 IGBT 和 SiC 充分受益
3.1 全球電動車滲透率持續(xù)提升汽車工業(yè)發(fā)展到今日，電動化和智能化已經(jīng)成為大趨勢，全球主要國家/地區(qū)也陸續(xù)公布了 CO2 排放量及規(guī)劃，整體計劃是逐步降低。根據(jù) ICCT 數(shù)據(jù)，美國計劃 2020-2026 年從 125g/km 降至 108g/km，2050 年碳中和；日本計劃 2020-2026 年從 122g/km 降至 73.5g/km，2050 年碳中和；中國計劃 2020-2026 年從 117g/km 降至 93.4g/km，2060 年碳中和；歐盟計劃 2021-2026 年從 95g/km 降至 81g/km，2030 年降至 59g/km，2050 年碳中和。 在資源與環(huán)境雙重壓力下，在政策和技術(shù)進步的驅(qū)動下，新能源汽車已成為未來汽車工業(yè)發(fā) 展的方向，傳統(tǒng)動力系統(tǒng)將會逐漸被驅(qū)動電機、動力電池與控制器所取代。汽車電動化已是 大勢所趨。根據(jù) ICCT 數(shù)據(jù)，ICE 排放量 120 g/km；48V 輕混（MHEV）為 102g/km；全混 （FHEV）為 84g/km；插混（PHEV）為 28g/km；純電動（BEV）與燃料電池（FCEV）均 能實現(xiàn) CO2零排放。伴隨著全球 CO2 排放量逐步減少，電動車普及計劃也相繼出爐，根據(jù) PwC 數(shù)據(jù)，全球主要 國家/地區(qū)中，大部分將在 2030-2040 年間，通過僅可銷售零排放車輛或者禁止銷售燃油車等 方式，來實現(xiàn) CO2減排。汽車電動化已成為全球汽車產(chǎn)業(yè)大趨勢，根據(jù) IHS Markit 數(shù)據(jù)，全球主要國家/地區(qū)電動車 （PHEV+BEV）滲透率持續(xù)穩(wěn)步提升，截止 2022Q2，全球滲透率為 12.4%，美國滲透率為 6.8%，歐盟滲透率為 15.8%，中國滲透率為 26.5%，中國已大幅超越美國和歐洲電動車滲透 率水平，汽車產(chǎn)業(yè)電動化升級領(lǐng)先全球。3.2 IGBT 最為受益受益于汽車行業(yè)發(fā)展全球汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模整體保持增長。根據(jù) Gartner 和 Statista 數(shù)據(jù)， 2021 年為 460 億美元，隨著近年來電動車出貨量及滲透率快速提升，預(yù)計到 2022 年和 2023 年，全球汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模將分別達到 505 和 555 億美元。全球汽車半導(dǎo)體廠商主要分布在歐洲、美國和日本。根據(jù) Strategy Analytics 數(shù)據(jù)，2021 年 全球汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模 467 億美元，同比+31.5%，其中英飛凌、恩智浦、瑞薩、德州儀器、 意法半導(dǎo)體排名前 5，市占率分別為 12.7%、11.8%、8.4%、8.1%、7.5%。 汽車傳感器方面，博世、英飛凌、安森美、亞德諾、邁來芯排名前 5，市占率分別為 21.4%、 14.1%、10.6%、9.0%、8.6%。微控制器（MCU）方面，瑞薩、恩智浦、英飛凌、德州儀器、 微芯分列前 5 名，市占率分別為 28.8%、24.9%、21.9%、7.5%、7.4%。功率半導(dǎo)體方面， 英飛凌、意法半導(dǎo)體、德州儀器、安森美、羅姆排名前 5，市占率分別為 31.7%、16.2%、 10.8%、8.0%、6.0%。根據(jù) Infineon 和 Strategy Analytics 數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)燃油車半導(dǎo)體價值量為 417 美元/輛，其中 MCU 價值量為 96 美元/輛，功率半導(dǎo)體價值量為 88 美元/輛，傳感器價值量為 54 美元/輛。48V 輕 混半導(dǎo)體價值量為 572 美元。純電動車半導(dǎo)體價值量為 834 美元/輛，其中 MCU 價值量為 92 美元/輛，功率半導(dǎo)體價值量為 459 美元/輛，傳感器價值量為 58 美元/輛。因此，在從燃油車 向純電動車升級過程中，半導(dǎo)體價值量提升幅度明顯，整車半導(dǎo)體價值量增長 100%，功率半 導(dǎo)體價值量提升幅度最大，增幅高達 421.6%。 功率半導(dǎo)體在電動車中主要用于逆變器、車載充電機（OBC）、DC/DC 轉(zhuǎn)換器、電池管理系 統(tǒng)（BMS）等，根據(jù) Infineon 數(shù)據(jù)，逆變器用量最大，占比 70%；車載充電機（OBC）、DC/DC 轉(zhuǎn)換器、電池管理系統(tǒng)（BMS）等合計占比 30%。
在電動車中，逆變器通過將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡瑥亩?qū)動交流電機工作，進而驅(qū)動汽車行 駛，因此，逆變器直接關(guān)系到驅(qū)動電機能否可靠和高效的運行。IGBT 作為逆變器的核心器件， 將深度受益汽車電動化發(fā)展浪潮。 根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，全球 IGBT 市場規(guī)模，2020 年為 54 億美元，2026 年將增長到 84 億美元， CAGR 為 7.5%。各下游應(yīng)用中，全球市場前三大下游應(yīng)用中，工控占比 31.5%，家電占比 24%，新能源車占比 9.4%；中國市場前三大下游應(yīng)用中，新能源車占比 31%，家電占比 27%， 工控占比 20%。3.3 動力電池向 800V 升級，SiC 有望大放異彩如今電動車續(xù)航里程已經(jīng)能和燃油車媲美，甚至有的已經(jīng)超過燃油車里程，但是充電一直是 瓶頸，往往充電時間要遠高于燃油車加油時間，所以提高充電時間就成為了必須要解決的問 題，也是影響電動車滲透率進一步提升的關(guān)鍵。目前的解決方法是采用大功率快充來縮短充 電時間，而對于電動車來說，就需要更高電壓來匹配大功率快充，因此，電動車電壓平臺將從 400V 向 800V 及以上升級。 根據(jù)英飛凌數(shù)據(jù)，對于直流充電樁，20kW 充電樁充滿電需要 120min，150kW 需要 16min， 而 350kW 僅需要 7min，因此 800V 高壓平臺+超級充電樁已成為趨勢，而在 800V 及以上高 壓情況下，Si 基材料由于其材料的局限性，SiC 等第三代半導(dǎo)體將有望大放異彩。SiC 在電動車中主要用在逆變器中，此外還有車載充電機（OBC）、DC/DC 轉(zhuǎn)換器等，絕大部 分將用于逆變器，SiC 在上述零組件中的應(yīng)用將越來越多。目前包括特斯拉 Model 3、比亞迪 漢以及蔚來 ET7 等車型都已經(jīng)采用了 SiC 器件，未來有望會有更多車型采用 SiC 器件，帶動 SiC 器件市場規(guī)模持續(xù)提升。 根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，2021-2027 年，全球 SiC 功率器件市場規(guī)模將由 10.9 億美元增長到 62.97 億美元，CAGR 為 34%；其中電動車用 SiC 市場規(guī)模將由 6.85 億美元增長到 49.86 億美元， CAGR 為 39.2%，電動車（逆變器+OBC+DC/DC 轉(zhuǎn)換器）是 SiC 最大的下游應(yīng)用，占比由 62.8%增長到 79.2%，市場份額持續(xù)提升。根據(jù) Wolfspeed 數(shù)據(jù)，全球 SiC 襯底廠商中，Wolfspeed 占比 62%，排名第 1；II-VI 占比 14%，排名第 2；ROHM（SiCrystal）占比 13%，排名第 3；中國廠商天科合達占比 4% ，排 名第 5。CR3 占比達到 89%，市場集中度高。 根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，2021 年全球 SiC 器件廠商中，意法半導(dǎo)體占比 40%，排名第 1；英飛凌占 比 22%，排名第 2；Wolfspeed 占比 14%，排名第 3；羅姆、安森美和三菱分列 4-6 名，占 比分別為 10%、7%和 2%。
4. 汽車智能化：傳感器是智能化快速發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)
4.1 L0 向 L5 逐步升級，高等級自動駕駛滲透率將持續(xù)提升伴隨著汽車工業(yè)電動化發(fā)展，汽車智能化重要性也日益凸顯。汽車電動化改變了汽車動力模 式，而智能化則將汽車從傳統(tǒng)的交通工具升級成為了智能終端，相比于智能手機等其他類型 的智能終端，汽車由于體積大，單個產(chǎn)品對智能化零部件的需求量更大，種類也更多，此外， 由于關(guān)系到駕駛員及乘客的人身安全，對零部件的可靠性要求也更高。 在汽車智能化趨勢下，汽車自動駕駛功能也將逐步提升，在自動駕駛等級劃分上，SAE（國際 汽車工程師學(xué)會）將自動駕駛技術(shù)分為 L0-L5，共 6 個等級，NHTSA（美國國家公路交通安 全管理局）將自動駕駛分為 L0-L4 共 5 個等級。目前部分車企已經(jīng)推出了具有 L2 功能的車 型，L1 和 L2 仍然需要駕駛員駕駛，屬于 ADAS（高級輔助駕駛系統(tǒng)）范疇。而 L3 將是一個 分水嶺，從 L3 開始，汽車才真正進入到自動駕駛范疇，L3 指在特定場景下，系統(tǒng)可以實現(xiàn) 對車輛的完全接管，當(dāng)系統(tǒng)失效時，駕駛員取得駕駛權(quán)。未來自動駕駛滲透率有望持續(xù)提升，并且高級別自動駕駛占比將逐步增大。根據(jù) Strategy Analytics 數(shù)據(jù)，全球自動駕駛汽車滲透率方面，預(yù)計到 2025 年，L2 滲透率將達到 27%，L3 滲透率將達到 1%；2035 年，L2 滲透率將達到 59%，L3 滲透率將達到 10%，L4 滲透率將達 到 9%，L5 滲透率將達到 1%。4.2 多傳感器融合取長補短，數(shù)量及質(zhì)量將持續(xù)增加為了實現(xiàn)自動駕駛功能，其中感知層的作用非常重要，用于收集周圍環(huán)境，如車輛、行人、交 通標(biāo)識等信息，以便決策層做出最準確、最合理的判斷，實現(xiàn)安全駕駛。感知層主要包括 攝像 頭、超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達等幾類常用自動駕駛傳感器，根據(jù)工作原理不同，性 能方面各有優(yōu)劣。 攝像頭技術(shù)成熟、造價低，也是唯一能識別顏色和標(biāo)識的傳感器，但是受光照、天氣影響大， 機器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫訓(xùn)練樣本大、周期長；超聲波雷達受天氣干擾小，但是測量精度差，距離短； 毫米波雷達不受天氣影響，穿透煙霧、雨雪、灰塵能力強，探測距離遠，但無法識別物體顏 色，視場角較小，對金屬表面非常敏感，在隧道里效果不佳；激光雷達能夠很好的探測障礙物 的距離、大小、表面形狀，算法簡單，但是在雨雪云霧天氣下衰減嚴重，技術(shù)門檻和成本較 高。從頻譜角度講，主動傳感器從超聲波雷達到毫米波雷達，再到激光雷達，工作頻率越來越 高，波長越來越短；被動傳感器攝像頭則工作在可見光（VIS，visible）及紅外線（IR，infrared） 范圍，紅外又分為近紅外（NIR，near-infrared）和中紅外（MIR，mid-infrared），中紅外就是 熟知的熱成像（thermal camera）。從覆蓋范圍和功能上，各類傳感器各有專長。長距毫米波雷達位于車頭，探測距離最遠，主要 用于自適應(yīng)巡航控制；激光雷達一般位于車頂前方，探測距離次之，主要用于車輛緊急制動、 行人檢測和碰撞避免；攝像頭位于車身四周，探測距離更短一些，但是能覆蓋周圍 360°范圍， 前視攝像頭主要用于交通標(biāo)志識別和車道偏離報警，側(cè)視攝像頭主要用于車身兩側(cè)環(huán)視，后 視攝像頭主要用于停車輔助和車身后方環(huán)視；中短距毫米波雷達位于車頭和車尾，探測距離 比攝像頭稍短，前置主要用于倒車橫向車流預(yù)警，側(cè)后方主要用于盲點檢測，后置主要用于 后方碰撞預(yù)警；覆蓋范圍最小的是超聲波雷達，位于車頭和車尾，主要用于停車輔助；全球衛(wèi) 星導(dǎo)航系統(tǒng)位于車頂，主要用于車輛定位和導(dǎo)航。隨著自動駕駛級別逐步提升，功能逐漸豐富，傳感器用量及價值量也水漲船高。根據(jù) Deloitte 數(shù)據(jù)： L1 級別具備主動巡航控制（ACC）、車道偏離警告系統(tǒng)（LDWAS）功能； L2 級別增加了停車輔助（PA）、車道維持輔助（LKA）功能，需要 6 顆傳感器，包括 4 顆超 聲波雷達、1 顆毫米波雷達（長距）、1 顆攝像頭； L3 級別增加了自動緊急制動（AEB）、駕駛員監(jiān)控（DM）、交通堵塞輔助（TJA）功能，需要 13 顆傳感器，包括 4 顆超聲波雷達、5 顆毫米波雷達（1 顆長距+4 顆短距）、4 顆攝像頭； L4 級別增加了傳感器融合（Sensor Fusion）、高速自動駕駛（AP Highway）功能，需要 29 顆傳感器，包括 10 顆超聲波雷達、8 顆毫米波雷達（2 顆長距+6 顆短距）、8 顆攝像頭、1 顆 激光雷達等； L5 級別增加了隨時隨地自動駕駛（AP Anywhere）功能，需要 32 顆傳感器，包括 10 顆超聲 波雷達、8 顆毫米波雷達（2 顆長距+6 顆短距）、11 顆攝像頭、1 顆激光雷達等。因此，隨著汽車智能化程度及普及率提升，傳感器作為感知層的核心零部件，起到探測收集 周圍一手環(huán)境信息的重要作用，未來將扮演更加重要的角色。傳感器的重要性不僅僅體現(xiàn)在 數(shù)量上，而且體現(xiàn)在信息融合上，多種傳感器可以分別探測收集多種周圍環(huán)境、路況信息，從 而幫助決策層做出更加準確與合理的判斷，而且在質(zhì)量上，對單個傳感器的性能要求也將不 斷提升，以求做出更為快速、準確的信息采集和反饋，因此，我們認為傳感器將深度受益汽車 智能化發(fā)展浪潮，在汽車智能化過程中大放異彩。（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關(guān)信息，請參閱報告原文。）精選報告來源：【未來智庫】。「鏈接」
