半导体设备行业系列报告：先进制程国产设备不断突破受益AI发展浪潮

核心逻辑先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮：AI所需要的高算力、低能耗，将会提升20nm以下先进制程的需求；美日荷对中国先进制程的联合封锁，必将加速国产半导体设备的突破，目前我们已经看到多数国产半导体设备达到28nm制程节点，部分设备已达先进制程节点。国内半导体支持政策升温预期强，半导体设备有望优先受益：刘鹤总理发声及大基金二期注入长存，均向市场释放政策端的积极信号，表明国家高度重视集成电路产业发展，而半导体设备作为产业链中“卡脖子”最严重的领域，有望率先受益。行业判断：全球半导体设备预计2024年重回增长赛道，而国内半导体设备预计2023年订单仍有快速增长，受益下游尤其是中小客户扩产积极，以及机台国产化率持续攀升。投资建议：一看先进制程突破，二看相对估值，前者重点推荐北方华创、中微公司、芯源微、盛美上海、拓荆科技等，后者重点推荐正帆科技等。目录一、先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮美国芯片法案加速半导体设备国产化进程AI发展浪潮推动先进制程扩产需求国内半导体设备在先进制程突破不断国内半导体支持政策升温预期强，半导体设备有望优先受益二、全球与国内半导体设备行业判断全球半导体设备预计2024年重回增长赛道国内半导体设备预计2023年订单仍有快速增长下游扩产继续，尤其中小客户扩产积极机台国产化率持续攀升三、投资建议：一看先进制程突破，二看相对估值四、风险提示一、先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮图表：美国多次制裁中国芯片制造领域相关公司，对“软硬件”+“上下游”实施全方位封锁1.1

美国芯片法案加速半导体设备国产化进程中美贸易摩擦背景下，美国加大对中国芯片产业链封锁，并将限制范围逐步从芯片制造转移至上游设备。2018年美国发起贸易战，并对国内以华为为代表的高新技术公司进行制裁，随后将制裁范围上移至芯片制造领域，对中芯国际发起制裁，并开始对设备产业链开启部分制裁。2021年1月，中微公司被美国商务部列入实体清单（后撤回）；2022年2月，上海微电子装备被列入UVL清单；均反映出美国制裁范围的扩大以及向上游延伸。14nm以下同等芯片制程领域实施进一步封锁。2022年10月7日，美国商务部发布对中国技术出口的新限制，即美国供应商若向中国本土芯片制造商出售尖端生产设备，生产18纳米或以下的DRAM芯片、128层或以上的NAND闪存芯片、14纳米或以下的逻辑芯片，必须申请许可证并将受到严格审查。2023年1月，荷兰和日本政府最终确认加入美国对华的出口限制。10月15日美国商务部工业安全局(BIS)宣布将六项新兴技术添加到《出口管理条例》(EAR)的商务部管制清单(CCL)中。包括用于为5nm生产精加工晶圆的某些技术等。2月7日，拜登政府将33家中国实体列入所谓“未经核实名单”（UVL），对这些企业进行更为严格的出口管控，其中包括上海微电子装备(集团)有限公司等20192020202120225月15日将华为及其68家非美国关联企业列入其“实体清单”。并表示今后如果没有美国政府的批准，华为将无法向美国企业购买元器件。10月7日将28家中国企业列入实体清单，包括海康威视、大华科技、科大讯飞、旷视科技、商汤科技、依图科技、美亚柏科、颐信科技等。12月21日将58家中国公司列入实体清单，包括中芯国际、大疆、天津微纳、同房威视、中国航空工业集团(AVIC)下属的7家实体等。1月14日，美国国防部在

“中国军方拥有或控制的

中国企业清单”中，再增

列9家中企，其中包括中微公司、小米、中国商飞等。4月8日实体清单新增7家中国超算公司，其中包括上海集成电路技术与产业促进中心、深圳市信维微电子有限公司、国家超级计算机济南中心等。10月7日，美政府将31家中资企业列入“未经核实名单”，其中包括北京北方华创磁电科技有限公司、长江存储等。20231月底，荷兰和日本政府最终确认加入美国对华的出口限制，对光刻机、半导体耗材进口会产生较大影响。资料来源：美国商务部，美国财政部，美国国防部，美国政府，中信建投一、先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮1.1

美国芯片法案加速半导体设备国产化进程日本政府宣布将实施半导体设备出口管制，针对设备或仅限于先进制程领域。据路透社报道，日本政府在3月31日宣布将会对用于芯片制造的6类（23项）设备实施出口管制，具体包括3项清洗设备、11项薄膜沉积设备、1项热处理设备、4项光刻设备、3项刻蚀设备、1项测试设备。并且中国大陆地区不在42个“友好国家及地区”范畴，因此日本半导体设备企业需要申请许可证才能向中国大陆出口相关设备。同时我们结合东京电子、迪恩士公司的2022日历年数据，两家日企的中国大陆地区收入占比分别排名第一（22%）、第二（21%），表明大陆市场是日本半导体设备企业最重要的海外市场之一，因此我们认为日本政府为了降低本次出口管制对本土设备企业的影响，出口受限的设备制程应该不会超出美国2022年10月出台的芯片法案限制范围。资料来源：东京电子年报，中信建投资料来源：迪恩士年报，中信建投图表：2022日历年东京电子大陆区域收入占比最高，为22图表：2022日历年迪恩士大陆区域收入占比第二，为21中国大陆22%中国台湾21%韩国16%日本11%北美15%欧洲9%其他6%中国大陆21%中国台湾29%韩国5%日本18%北美11%亚洲、澳洲其他地区4%欧洲11%全球其他地区1%一、先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮1.1

美国芯片法案加速半导体设备国产化进程ASML发布最新声明，出口受限设备或仅限于“最先进的光刻机”。2023年3月8日，ASML官网发布声明，夏季出台的半导体设备出口管制或只针对“最先进的光刻机设备”。ASML的TWINSCAN

NXT系列产品主要包括1980Di、2000i和2050i等型号，而“最先进的光刻机设备”仅包含2000i和2050i，1980Di及其他DUV产品（主要用于成熟制程）可能不受荷兰出口管控；不久后，ASML全球总裁温宁克主动访华，

3月28日与我国商务部部长王文涛就ASML在华发展等议题进行了深入交流，表明了ASML公司对中国市场的高度重视，结合以上信息我们判断用于先进制程的光刻机或将彻底对华断供，但成熟制程光刻机仍有望出口国内。ASML官网，中信建投图表：ASML光刻机与制程节点（黑灰底色为受限产品）光源型号效率可实现制程DUVNXT1965250p/h45nmNXT1970250p/h28nmNXT1980275p/h14~10nmNXT2000275p/h7nmNXT2050275p/h7~5nmEUVNXT3400B125p/h7nmNXT3400C170p/h7~5nm图表：ASML三款DUV光刻机ASML官网，中信建投一、先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮1.1

美国芯片法案加速半导体设备国产化进程随着日荷加入美国对华出口限制，全球半导体先进设备基本对华断供，但也加速了半导体设备的国产化进程。日本代表的半导体设备企业主要包括东京电子、迪恩士、爱德万测试、尼康及佳能，其中东京电子核心设备为涂胶显影设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备、热处理设备、清洗设备以及量测设备，产品覆盖率接近美国应用材料；迪恩士核心设备为清洗设备、退火设备；爱德万测试以后道测试设备见长；尼康&索尼主要供应DUV光刻机。荷兰代表企业主要为ASML、ASMI，前者为全球晶圆厂供给EUV、DUV光刻机，后者在ALD领域优势显著。日荷两国半导体设备企业在晶圆制造各环节基本实现全面覆盖（日荷未覆盖的离子注入&CMP设备由美企占据全球主要份额），随着日荷两国加入美国对华出口限制，意味着我国晶圆厂在先进制程领域寻求海外“替美”设备愈发艰难，但也加速了国内半导体设备及零部件的国产化进程。各公司官网，中信建投图表：日本、荷兰半导体设备企业的核心产品覆盖率公司光刻刻蚀薄膜沉积热处理离子注入CMP清洗量测后道封测光刻曝光涂胶显影去胶ICPCCPALECVDPVDALDASML√ASMI√东京电子√√√√√√√√√√√√迪恩士√√√√√爱德万测试√尼康√佳能√一、先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮1.2

AI发展浪潮推动先进制程扩产需求AI芯片对算力提出更高要求。AI芯片是针对人工智能算法做了特殊加速设计的芯片，也被称为AI加速器或计算卡，专门用于处理人工智能应用中的大量计算任务的模块。AI芯片有两个突出特点：一是算法与芯片的高度契合，面向终端、云端和边缘端不同需求提升计算能力；二是专门面向细分应用场景的智能芯片，如语音识别芯片、图像识别芯片、视频监控芯片等。算力和带宽为AI芯片的核心指标，算力决定其计算与处理数据的速度，而带宽决定其单位时间能够访问的数据量。随着AI大模型的复杂程度持续提升，对于AI芯片的算力也提出了更高的要求。全球AI芯片市场规模有望持续高速增长，年均复合增速约29.72%。根据Precedence

Research数据，2022年全球AI芯片市场规模为168.6亿美元，2032年有望增长至2274.8亿美元，年均复合增速约29.72%。AI算力提升拉动AI芯片市场需求，AI芯片市场规模有望保持高增长。《Language

Models

are

Few-Shot

Learers》，中信建投Precedence

Research，中信建投图表：AI大模型复杂程度提升对算力提出更高的要求图表：全球AI芯片市场规模有望持续高速增长168.6218.7

283.7619.3368.0

477.4803.41042.11351.81753.62274.85001000150020002500020222023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E2031E

2032EAI芯片市场规模CAGR=29.72%（亿美元）一、先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮IC

Insights，中信建投Knometa

Research，中信建投图表：各制程建成产能市场份额预测图表：2022年底先进制程产能结构10.0%16.0%22.6%26.9%29.9%38.8%4.4%38.4%35.5%31.3%28.6%26.2%13.4%10.8%9.4%7.9%7.2%6.7%19.8%18.7%18.6%18.4%18.3%18.5%23.7%22.1%20.6%19.8%19.0%18.6%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%20192020F2021F2022F2023F2024F<10nm <20nm-≥10nm <40nm-≥20nm <0.18μ-≥40nm ≥0.18μ1.2

AI发展浪潮推动先进制程扩产需求先进制程能够为AI芯片提供更高的算力与更低的功耗。晶体管中栅极的宽度越窄，晶体管就越小，电流通过时的损耗越低，性能也越高，制造工艺也更复杂，目前，业界普遍认为28nm是成熟制程与先进制程的分界线，28nm及以上的制程工艺被称为成熟制程，28nm以下的制程工艺被称为先进制程。AI芯片需要先进制程工艺，目前一般选择10纳米以下，先进制程可以提供更高的集成度以实现更高的计算密度和更多的功能；此外，先进制程还可以提供更高的计算性能和更低的功耗，美国AI芯片设计公司的产品多在台积电、三星或英特尔制造，制程以7nm、10

nm和16nm为主。AI需求有望推动先进制程市占率持续提升。根据IC

Insights预测数据，20nm以下先进制程市占率从2019年的43.2%有望提升至2024年的56.1%，主要先进制程供应商Samsung、Micron、SK

Hynix、TSMS四家产能市占率约85%。先进制程过去多用于智能手机、个人电脑等领域，消费电子市场相对低迷，AI芯片市场规模持续增长有望对消费电子市场形成对冲，推动先进制程产能扩张。Samsung32%Micron25%SK

Hynix19%Kioxia/WD5%TSMC9%Others10%一、先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮图表：除光刻机外，国内其余半导体设备基本已达28nm工艺制程水平，部分设备达到先进制程主要设备种类投资占比国内代表厂商0.5-0.13um90nm65/55nm40nm28nm14nm10nm7nm5nm3nm光刻机-20%上海微电子刻蚀设备-25%中微公司北方华创屹唐半导体薄膜沉积设备CVD15%沈阳拓荆PVD6%北方华创ALD3%沈阳拓荆清洗机-6%盛美半导体北方华创至纯科技热处理设备-4%北方华创CMP-3%华海清科涂胶显影机-3%芯源微去胶机-1%屹唐半导体离子注入机-3%万业企业量测设备膜厚及OCD5%精测电子缺陷检测设备6-7%中科飞测合计94%已达到研发中或者验证中1.3

国内半导体设备在先进制程突破不断国产设备研发进展顺利，部分设备已突破先进制程。从工艺制程节点看，当前多数国产半导体设备已达到28nm制程节点，部分设备已达先进制程节点，如中微公司的刻蚀设备、屹唐半导体的去胶机以及盛美半导体的清洗机等。随着国内设备技术不断突破以及边缘政治摩擦加剧，国内晶圆厂或基于供应链安全性考量更多采购国产设备，从而加速半导体设备的国产化进程。资料来源：各公司官网及公告，中信建投（可能因为相关公司官网及公告未及时更新，导致上述图表信息滞后）一、先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮1.4

国内半导体支持政策升温预期强，半导体设备有望优先受益事件一：刘鹤总理提出发展集成电路产业必须发挥新型举国体制优势，用好政府和市场两方面力量。2023年3月2日，国务院副总理刘鹤在北京调研集成电路企业发展并主持召开了座谈会，反复强调集成电路是现代化产业体系的核心枢纽，并指出发展集成电路产业必须发挥新型举国体制优势，用好政府和市场两方面力量：1）政府端：应制定符合国情和新形势的集成电路产业政策，在市场失灵的领域发挥好组织作用，并对国内人才给予一视同仁的优惠政策，对外籍专家给予真正的国民待遇，帮助企业加快引进和培养人才；2）市场端：要建立起以企业为主体的攻关机制，特别要善于发现和珍惜既懂技术又有很强组织能力的领军人才，给予他们充分的发挥空间。事件二：大基金二期129亿元注入长江存储。近期，国家集成电路产业基金二期（大基金二期）向长江存储认缴出资129亿人民币，成为长存主要股东之一，为长江存储后续扩产提供资金援助。结论：此次刘鹤总理发声及大基金二期注入长存，均向市场释放政策端的积极信号，表明国家高度重视集成电路产业发展，而半导体设备作为产业链中“卡脖子”最严重的领域，后续有望优先受益于政策支持。目录一、先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮美国芯片法案加速半导体设备国产化进程AI发展浪潮推动先进制程扩产需求国内半导体设备在先进制程突破不断国内半导体支持政策升温预期强，半导体设备有望优先受益二、全球与国内半导体设备行业判断全球半导体设备预计2024年重回增长赛道国内半导体设备预计2023年订单仍有快速增长下游扩产继续，尤其中小客户扩产积极机台国产化率持续攀升三、投资建议：一看先进制程突破，二看相对估值四、风险提示2.1

全球半导体设备预计2024年重回增长赛道全球终端消费需求或将于2023下半年见底反弹，并于2024年传导至半导体设备端。从全球半导体下游情况来看，本轮半导体周期在2021年年中受消费电子需求急剧萎缩见顶，目前处于上游设计企业主动去库存阶段，结合全球主流晶圆厂整体下调资本开支及SEMI数据，我们判断半导体终端需求在2023上半年仍较低迷，但有望在下半年见底反弹，并于2024年传导至设备端，带动半导体设备销售额全面回升。Wind，中信建投SEMI，中信建投图表：2023年全球半导体进入筑底、有望在下半年反弹图表：SEMI预计2024年半导体设备销售迎来反转50%40%30%20%10%0%-10%-20%-30%0102030405060

70%60%2010-012010-082011-032011-102012-052012-122013-072014-022014-092015-042015-112016-062017-012017-082018-032018-102019-052019-122020-072021-022021-092022-042022-11（十亿美元） 全球半导体元器件销售额 同比顶部顶部底部6.577.177.836.11

7.635.297.078.1987.594.878.8492.4100

908070605040302010020212022F2023F2024F封装设备 测试设备 制造设备（十亿美二、全球与国内半导体设备行业判断二、全球与国内半导体设备行业判断国内半导体设备预计2023年订单仍有快速增长下游扩产继续，尤其中小客户扩产积极国内晶圆厂依旧坚持逆周期扩产，尤其二三线晶圆厂扩产积极。头部晶圆厂：不同于大部分国际晶圆厂下调了2023年资本开支，大陆头部晶圆厂整体资本开支计划仍较积极，除台积电扩大海外设厂布局导致资本开支小幅增长以外，美光、SK海力士资本开支计划均出现较大下滑，而中芯国际将2023年资本开支维持在2022年水平（即63.5亿美元），仍坚持逆周期扩产。二三线晶圆厂：据不完全统计，2023年中小客户仍积极扩产，包括北京的燕东微，广东的粤芯、华润微、鹏芯微、增芯科技等，成为国内逆周期扩产的中流砥柱；与之对应，国内半导体设备企业的客户集中度也在降低，以中微公司为例，2022年其前五大客户营收占比进一步下行至40.56%。来源：各公司公告，中信建投图表：国内头部厂商资本开支持平图表：中微前五大客户占比持续下降公司2023年最新资本开支预算变化幅度台积电380-390亿美元增长5-8%三星电子47.9万亿韩元维持不变美光科技70-75亿美元（此前计划为80亿美元，已在23年内下调）下降34-39%SK

海力士小于9万亿韩元降幅＞50%中芯国际63.5亿美元维持不变67.51%70%60% 59.65%50%

53.31% 40%

40.56%30%

20%

10%

0%2019 2020 2021 2022图表：国内二三线晶圆厂扩产积极厂商地点尺寸（英寸）规划产能（万片/月）燕东微北京124华润微深圳124鹏芯微深圳121粤芯三期广州124增芯科技广州122紫光集团成都1230赛微电子合肥122芯恩青岛124芯恩青岛88前五大客户销售占比80%

二、全球与国内半导体设备行业判断图表：半导体设备均已实现不同程度国产化（招投标数据截至2022年12月31日）光刻设备涂胶显影设备去胶设备刻蚀设备薄膜沉积设备热处理设备离子注入设备CMP设备清洗设备量测设备后道封测2.2

国内半导体设备预计2023年订单仍有快速增长2.2.2

机台国产化率持续攀升半导体设备国产化率持续攀升。我们以华虹宏力、华虹无锡、上海先进积塔、福建晋华、上海新晟等5家主流Fab厂2022年的招投标数据来统计各设备的国产化率情况。截至2022年底，国产化率超过40%的有去胶设备、刻蚀设备、热处理设备、CMP设备、清洗设备；国产化率在10-40%的有薄膜沉积设备、量测设备、后道封测设备；国产化率仍不足10%的有光刻设备、离子注入设备。资料来源：机电产品招投标平台，中信建投；（注：各厂商的设备采购还有非公开招标方式，且部分头部晶圆厂未纳入计算范畴，因此各设备国产化率与真实国产化率之间可能会存在误差，仅供参考）华虹宏力招标设备总量2322913国产设备量0202610国产化率0.0%66.7%0.0%89.7%100.0%0.0%华虹无锡招标设备总量895263591815425748国产设备量0017617141847国产化率0.0%0.0%32.7%9.5%28.8%5.6%26.7%42.9%7.0%14.6%上海先进积塔招标设备总量11320437067247425860国产设备量152036354106362113国产化率100.0%38.5%100.0%83.7%50.0%61.2%0.0%85.7%85.7%36.2%21.7%福建晋华招标设备总量42722113国产设备量4020215国产化率100.0%0.0%28.6%0.0%100.0%100.0%38.5%上海新晟招标设备总量2837421国产设备量1123111国产化率50.0%12.5%66.7%42.9%26.2%100.0%合计招标设备总量112920101148160442293173109国产设备量11120544486310594121国产化率9.09%37.93%100.00%53.47%29.73%53.75%6.82%45.45%63.44%23.70%19.27%目录一、先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮美国芯片法案加速半导体设备国产化进程AI发展浪潮推动先进制程扩产需求国内半导体设备在先进制程突破不断国内半导体支持政策升温预期强，半导体设备有望优先受益二、全球与国内半导体设备行业判断全球半导体设备预计2024年重回增长赛道国内半导体设备预计2023年订单仍有快速增长下游扩产继续，尤其中小客户扩产积极机台国产化率持续攀升三、投资建议：一看先进制程突破，二看相对估值四、风险提示投资建议：受制于美日荷设备出口管制，我国先进产线扩产受阻，成熟制程+先进封装是短期解决方案；中长期还是看AI快递迭代背景下，国产半导体设备在先进制程的突破。建议两个维度选取投资标的，一是关注国产半导体设备在先进制程的突破带来的强α，比如北方华创、中微公司、芯源微、盛美上海、拓荆科技等，二是关注低估值的零部件供应商，比如正帆科技等。三、投资建议：一看先进制程突破，