半导体设备行业市场前景及投资研究报告：先进制程国产设备受益AI发展浪潮（更新）

证券研究报告行业动态报告先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮（更新）——半导体设备系列报告日期：2023年4月21日核心观点•

AI将会提升20nm以下先进制程芯片需求；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，目前已看到多数国产设备达到28nm制程节点，部分设备已达先进制程节点。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，以及国产化率持续攀升。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：刘鹤副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”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1.1

美国芯片法案加速半导体设备国产化进程1.2

AI发展浪潮推动先进制程扩产需求1.3

国内半导体设备在先进制程突破不断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•

二、全球与国内半导体设备行业判断2.1

全球半导体设备预计2024年重回增长赛道2.2

国内半导体设备预计2023年订单仍有快速增长2.2.1下游扩产继续，尤其中小客户扩产积极2.2.2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，并对国内以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。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。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、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1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。入实体清单，包括、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。201920202021202220235月15日将及其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》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。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)有限公司等美国政府的批准，

将无法向美国企业购买元器件。(EAR)的商务部清单(CCL)中。包括用于为5nm生产精加工晶圆的某些技术等。资料：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，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，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项于芯片制造的6类（23项）设备实施出口刻蚀设备、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。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%亚洲、澳洲其他全球其他地区地区4%1%其他6%欧洲9%中国大陆22%欧洲11%中国大陆21%北美15%北美11%中国台湾21%日本11%日本18%中国台湾29%韩国16%韩国5%资料：东京电子年报，中信建投资料：迪恩士年报，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•

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。图表：ASML三款DUV光刻机图表：ASML光刻机与制程节点（黑灰底色为受限产品）适应制程

适应制程（单次曝光）

（多重曝光）光源型号效率NXT1965NXT1970NXT1980NXT2000NXT2050NXE3400BNXE3400CNXE3600D250p/h250p/h275p/h275p/h275p/h125p/h170p/h160p/h45nm28nm--DUV≤38nm≤38nm≤38nm13nm14~7nm7~5nm7~5nm7~5nm7~5nm5~3nmEUV13nm13nm资料：

ASML官网，中信建投资料：

ASML官网，芯智讯，集微咨询，咖啡芯语，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。图表：日本、荷兰半导体设备企业的核心产品覆盖率光刻光刻曝光

涂胶显影√刻蚀薄膜沉积公司热处理

离子注入CMP清洗量测后道封测去胶ICPCCPALECVDPVDALDASMLASMI√√东京电子迪恩士爱德万测试尼康√√√√√√√√√√√√√√√√√√√佳能资料：

各公司官网，中信建投一、先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮1.2

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。或计算卡，专门用于处理•

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。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（亿美元）AI芯片市场规模25002000150010005002274.81753.6CAGR=29.72%1351.81042.1803.4619.3477.4368.0283.7218.7168.602022

2023E

2024E

2025E

2026E

2027E

2028E

2029E

2030E

2031E

2032E资料：《Language

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are

Few-Shot

Learers》，中信建投资料：Precedence

Research，中信建投一、先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮1.2

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。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<10nm<20nm-≥10nm<40nm-≥20nm<0.18μ-≥40nm≥0.18μOthers10%Kioxia/WD5%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%22.1%20.6%19.8%19.0%18.6%23.7%TSMC9%Samsung32%18.4%7.9%18.3%7.2%18.5%6.7%18.6%9.4%18.7%10.8%19.8%13.4%SKHynix19%26.2%28.6%31.3%35.5%38.4%Micron25%38.8%29.9%2024F26.9%2023F22.6%2022F16.0%2021F10.0%2020F4.4%2019资料：IC

Insights，中信建投资料：Knometa

Research，中信建投一、先进制程国产设备不断突破，受益AI发展浪潮1.3

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。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上海微电子中微公司北方华创屹唐半导体沈阳拓荆北方华创沈阳拓荆盛美半导体北方华创至纯科技北方华创华海清科芯源微0.5-0.13um90nm65/55nm40nm28nm14nm10nm7nm5nm3nm光刻机--20%刻蚀设备薄膜沉积设备清洗机25%CVDPVDALD15%6%3%-6%热处理设备CMP-4%3%-涂胶显影机去胶机-3%--1%屹唐半导体万业企业精测电子中科飞测离子注入机3%膜厚及OCD缺陷检测设备5%量测设备6-7%合计94%已达到研发中或者验证中资料：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：刘鹤副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：此次刘鹤副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”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1.1

美国芯片法案加速半导体设备国产化进程1.2

AI发展浪潮推动先进制程扩产需求1.3

国内半导体设备在先进制程突破不断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•

二、全球与国内半导体设备行业判断2.1

全球半导体设备预计2024年重回增长赛道2.2

国内半导体设备预计2023年订单仍有快速增长2.2.1下游扩产继续，尤其中小客户扩产积极2.2.2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、风险提示二、全球与国内半导体设备行业判断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。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（十亿美元）60全球半导体元器件销售额同比（十亿美封装设备测试设备制造设备70%60%50%40%30%20%10%0%100908070605040302050403020100顶部顶部94.892.487.578.84-10%-20%-30%底部7.176.115.296.578.191007.837.637.0720212022F2023F2024F资料：Wind，中信建投资料：SEMI，中信建投二、全球与国内半导体设备行业判断2.2国内半导体设备预计2023年订单仍有快速增长2.2.1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%。图表：国内头部厂商资本开支持平图表：国内二三线晶圆厂扩产积极图表：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尺寸规划产能前五大客户销售占比厂商地点（英寸）

（万片/月）80%70%台积电380-390亿美元增长5-8%燕东微华润微鹏芯微粤芯三期增芯科技紫光集团赛微电子芯恩北京深圳深圳广州广州成都合肥青岛青岛121212121212121284467.51%60%50%40%30%20%10%0%59.65%47.9万亿韩元70-75亿美元美光科技

（此前计划为80亿美元，已在23年内下调）维持不变153.31%三星电子440.56%2下降34-39%302SK海力士小于9万亿韩元63.5亿美元降幅＞50%4维持不变芯恩82019202020212022：各公司公告，中信建投二、全球与国内半导体设备行业判断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。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华虹宏力招标设备总量国产设备量国产化率203220292689.7%11300.0%66.7%0.0%100.0%0.0%华虹无锡招标设备总量国产设备量国产化率8090521732.7%6369.5%591728.8%1815.6%15426.7%421842.9%5747.0%48714.6%0.0%0.0%上海先进积塔福建晋华招标设备总量国产设备量国产化率1113538.5%2020100.0%433683.7%703550.0%674161.2%2400.0%76423685.7%582136.2%601321.7%100.0%85.7%招标设备总量国产设备量国产化率44207220221113538.5%100.0%0.0%28.6%0.0%100.0%100.0%上海新晟招标设备总量国产设备量国产化率21813273421126.2%1150.0%12.5%66.7%42.9%100.0%合计招标设备总量国产设备量国产化率1119.09%291137.93%2020100.00%1015453.47%1484429.73%1608653.75%4436.82%221045.45%935963.44%1734123.70%1092119.27%资料：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）目录•

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1.2

AI发展浪潮推动先进制程扩产需求1.3

国内半导体设备在先进制程突破不断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•

二、全球与国内半导体设备行业判断2.1

全球半导体设备预计2024年重回增长赛道2.2

国内半导体设备预计2023年订单仍有快速增长2.2.1下游扩产继续，尤其中小客户扩产积极2.2.2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、风险提示三、投资建议：一看先进制程突破，二看相对估值•

投资建议：受制于美日荷设备出口，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。图表：半导体设备重点公司盈利预测表（数据统计于2023年4月20日）归母净利润（亿元）PE市值（亿元）2022E23.5311.702.006.683.692.583.682.805.690.