市场空间广阔，国产替代加速。
CMP（化学机械抛光）是集成电路制造必需的关键制程工艺。集成电路的制造过程好比 建多层的楼房，每搭建一层楼层都需要让楼层足够平坦齐整，才能在其上方继续搭建另 一层楼，否则楼面就会高低不平，影响整体性能和可靠性。化学机械抛光（CMP）是集 成电路制造过程中实现晶圆表面平坦化的关键工艺，能够有效令集成电路的“楼层”达 到纳米级全局平整。如果无法在晶圆制造过程中做到纳米级全局平坦化，那么就将无法 重复进行光刻、刻蚀、薄膜和掺杂等关键工艺，也无法将制程节点缩小至纳米级的先进 领域；因此随着超大规模集成电路制造的线宽不断细小化而产生对平坦化的更高要求， CMP 在先进工艺制程中具有不可替代且越来越重要的作用。
CMP 设备的下游应用场景十分丰富，覆盖硅片制造、集成电路制造和先进封装等领域。 在上述领域中，集成电路制造是 CMP 设备应用最主要的场景。在硅片制造领域，半导 体抛光片生产工艺流程中，在完成拉晶、硅锭加工、切片成型环节后，在抛光环节，为 最终得到平整洁净的抛光片需要通过 CMP 设备及工艺来实现。在集成电路制造领域，芯片制造过程按照技术分工主要可分为薄膜淀积、CMP、光刻、刻蚀、离子注入等工艺 环节，各工艺环节实施过程中均需要依靠特 定类型的半导体专用设备。在先进封装领域， CMP 工艺会越来越多被引入并大量使用，其中硅通孔（TSV） 技术、扇出（Fan-Out） 技术、2.5D 转接板（interposer）、3D IC 等将用到大量 CMP 工艺，这将成为 CMP 设 备除 IC 制造领域外一个大的需求增长点。
CMP 设备主要包括抛光、清洗、传送三大模块，其中抛光模块是核心。 抛光模块：CMP 设备中的抛光单元主要由抛光头、抛光垫、抛光盘和终点检测系统组成。 抛光头将晶圆待抛光面压抵在粗糙的抛光垫上，借助抛光液腐蚀、微粒摩擦、抛光垫摩 擦等耦合实现全局平坦化。抛光盘带动抛光垫旋转，通过先进的终点检测系统对不同材 质和厚度的膜层实现 3~10nm 分辨率的实时厚度测量防止过抛。更为关键的技术在于可 全局分区施压的抛光头，其在限定的空间内对晶圆全局的多个环状区域实现超精密可控 单向加压，从而可以响应抛光盘测量的膜厚数据调节压力控制晶圆抛光形貌。
清洗模块：CMP 设备中的清洗单元一般包括研磨后的清洗和干燥，通常采用槽式清洁法 使用纯净水为清洗液，干燥后需要经过 CMP 质量检测，最终实现干进干出。 传送模块：随着晶圆产能要求提升，CMP 设备从此前单抛光头旋转式系统向多抛光头式 系统转变，目前一台设备配有 2 套抛光及清洗模块，而传送模块是抛光和清洗模块的桥 梁，传送模块的效率和精确度将明显影响整个 CMP 设备的运作效率和精度。
当前 CMP 技术已经被广泛应用于集成电路制造中对不同材料的高精度抛光。如果按照 被抛光的材料类型划分，CMP 可以分为金属薄膜、氧化硅薄膜、硅薄膜三类。金属薄膜 CMP 主要有钨及钨阻挡层、铜及铜阻挡层、铝等。氧化硅薄膜 CMP 主要有浅沟槽隔离 层、层间介质层等。硅薄膜 CMP 主要有晶体表面、多晶硅等。不同种类的 CMP 因其特 质，也应用于不同的领域。
化学机械抛光（CMP）技术相较于传统的技术路径优势明显。CMP 技术结合了传统的 机械抛光和化学抛光各自长处，通过化学和机械的组合技术避免了由单纯机械抛光造成 的表面损伤，利用了磨损中的“软磨硬”原理，即用较软的材料来进行抛光以实现高质 量的表面抛光，通过化学腐蚀与机械研磨的协同配合作用，实现晶圆表面多余材料的高 效去除与全局纳米级平坦化，是目前唯一能兼顾表面全局和局部平坦化的抛光技术，因 此在先进集成电路制造中被广泛应用。
CMP 的用量和价值量随制程工艺的发展而提升。随着摩尔定律的延续，当制造工艺不断 向先进制程节点发展，线宽会变得越来越小、层数也会越来越多，对 CMP 的技术要求越 来越高，CMP 设备的使用频率也越来越高。从技术角度看，例如制程节点发展至 7nm 以 下时，芯片制造过程中 CMP 的应用在最初的氧化硅 CMP 和钨 CMP 基础上新增了包含 氮化硅 CMP、鳍式多晶硅 CMP、钨金属栅极 CMP 等先进 CMP 技术。从用量角度看， 以逻辑芯片为例，65nm 制程芯片需经历约 12 道 CMP 步骤，而当制程工艺推进至 7nm 时，所需的抛光步骤会增加至 30 余道。
CMP 设备主流的发展趋势是抛光头分区精细化、工艺控制智能化、清洗单元多能量组合 化以及预防性维护精益化： 1）CMP 设备抛光头分区精细化：由于芯片集成度提高，抛光均匀性有了更高的要求。 因此，需要将抛光头设置更合理、精细的分区，同时搭配智能算法处理多分区相互耦合 的问题，较大幅度地提高抛光头压力控制的准确程度，从而实现抛光均匀性的要求。 2） CMP 设备工艺控制智能化：人工智能和大数据使得多因素智能控制存在实现的可能。 为了提高工艺的一致性和产品良率，CMP 设备可以通过全面计算设备运行过程中的各项 过程参数对于抛光结果产生的影响，并且通过智能算法做出智能控制模型，提高 CMP 设 备自身的智能化控制程度，减少耗材等因素的影响。
3）清洗单元多能量组合化：对表面污染物残留的控制现在越来越严格，因为制程工艺不断提高，线宽越来越贴近物理基础尺寸。从前的简单清洗方式组合很难能够清理掉纳米 级的微小污染物。因此，为满足要求，实现清洗效果的进步，就要求 CMP 设备当中的清 洗单元各部分一方面要综合考量兆声振动、机械柔性刷洗、表面张力等多种能量，同时 采用科学合理的组合；另一方面要使用科学高效的化学清洗剂加以保护和辅助。 4）预防性维护精益化：结合人工智能和大数据的技术，科学准确地预测容易损耗的部件 的更换周期。既要保证部件的工作性能，又要考虑其维护成本，努力延长设备的寿命。
晶圆厂持续扩产驱动 CMP 市场高增，中国大陆市场规模跃居第一。根据 SEMI 统计， 2018 年全球 CMP 设备的市场规模约为 18.42 亿美元，2019 年受全球半导体景气度下滑 影响，全球 CMP 设备的市场规模短暂下滑至约 14.93 亿美元。而根据 Gartner 数据，受 益于新一轮全球半导体上行周期晶圆厂持续扩产，2021 年全球 CMP 设备市场规模大幅 提升 57.48%至约 27.83 亿美元，同时该机构预计全球市场规模将继续保持增长态势，2022 年约 30.76 亿美元。根据 SEMI 统计，2017-2022 年中国大陆地区的 CMP 设备市场规模 由 2.2 亿美元增长至 5.1 亿美元，CAGR 达 18.3%。分地区来看，2020 年全球 CMP 设备 市场中，中国大陆市场规模已跃升至全球第一，约为 4.29 亿美元，市场份额 27%。
美国应用材料和日本荏原近乎垄断全球 CMP 设备市场。CMP 设备市场集中度较高，行 业高度垄断。海外龙头半导体设备企业起步较早，经过多年发展，凭借资金、技术、客 户资源、品牌等方面的优势，占据了全球和中国大陆地区半导体设备市场的主要份额。 据华经产业研究院引用的 Gartner 数据，2020 年美国应用材料和日本荏原合计拥有全球 CMP 设备超过 90%的市场份额。其中，在 14nm 及以下的先进制程工艺市场上，CMP 设 备完全由着两家国际巨头垄断，公司 14nm 先进制程工艺已在客户端进入关键验证环节。
华海清科目前已实现 8/12 英寸系列 CMP 设备的研发与销售，并且是国内唯一一家实现 12 英寸 CMP 设备量产销售的厂商，打破海外巨头此前在国内市场的垄断，近年来快速 放量，国内市场份额稳步提升。根据公司财报披露数据，通过比较 2018 年-2021 年中国 大陆地区 CMP 设备市场规模和公司对应年度 CMP 设备销售收入计算，2018 年-2021 年 公司在中国大陆地区的 CMP 设备市场占有率约为 1.05%、6.12%、12.64%和 22.7%。
2022 年 10 月 7 日美国商务部工业与安全局（BIS）宣布修订《出口管理条例》，主要内 容有：进一步限制中国在先进计算芯片、开发和维护超级计算机的能力；将长江存储等 31 家中国实体列入 UVL 清单；将芯片制造限制节点定为 14nm 及以下的逻辑芯片、128 层及以上的 NAND 闪存芯片、18nm 及以下的 DRAM 芯片；限制人才流动，未经许可 美籍人员不得参与中国半导体制造相关活动。
BIS 新政影响下，我们认为国内半导体设备行业有望保持高景气：1）美系厂商在中国大 陆的份额或难以维系，这为本土厂商发展提供重要机遇；2）国内主要晶圆厂资本开支节 奏晚于全球市场，低谷已过，龙头厂商逆势扩产，周期性影响减弱；3）国内设备厂商强 业绩&强经营，预计短期基本面无虞；4）IC 需求、产能空间、自给率、制程追赶等因素 驱动国内资本开支长期向上；5）国内晶圆厂“解决供应链安全”核心诉求迫切，半导体 设备国产替代进程进一步提速。
美系厂商份额难维持，国产设备商迎来发展机遇。根据 CINNO Research 统计的全球 TOP5 半导体设备商中国大陆营收占比数据，2021 年，除 ASML 外，其余四家设备商的中国大 陆区域营收均排名首位，且占比超过 25%。而在技术难度较高的领域，诸如光刻、刻蚀、 沉积、离子注入、量测/缺陷检测领域的设备供应依然以美国/荷兰设备商为主，尤其在先 进工艺制程几乎全部依赖海外设备。BIS 新政后美系厂商限制增加，让渡出部分市场份 额成为大概率事件，Lam Research 2022Q3 财报法说会（自然年度，非财年）指出，受美 国出口管制影响，公司预计收入将在 2023 年减少 20 亿至 25 亿美元。BIS 新政将加速国 产半导体先进工艺节点设备验证，并提升已量产设备的客户粘性，中国大陆本土设备商 迎来重要发展机遇。
下游资本开支与设备销售额密切相关。根据 IC Insights 数据，受新冠疫情引起的芯片短 缺影响，全球半导体行业资本开支在 2021 年同比大涨 36%至 1536 亿美元，创历史新高， 预计 2022 年该数据将继续增长 19%至 1817 亿美元。根据日本半导体制造装置协会和 SEMI 数据，随着半导体行业周期性复苏叠加 AIOT 和汽车电子等新兴需求拉升，全球半 导体设备销售额 2021 年高增 44%至 1026 亿美元，同创历史新高，预计 2022 年该数据将 继续增长 14%至 1175 亿美元。
2023 年国内设备市场有望优于全球整体。根据 SEMI 数据，2021 年中国大陆地区半导体 设备销售额增长 58%达 296 亿美元，连续第四年增长，而同年中国大陆本土 Fab/IDM 资 本开支增速略微下滑 1%，设备需求增量主要由海外晶圆制造商在国内的工厂贡献。部分 大陆本土头部 Fab/IDM 2021 年处于战略调整阶段，以中芯国际为例，2020 年公司被美 方列入实体清单后发力成熟制程，适逢半导体设备供应链紧张，资本开支节奏有所延缓。 2022 年前三季度中国市场半导体设备销售额占全球比重约 27.4%，假设 Q4 比重保持不 变，全年半导体设备销售额预计为 322 亿美元，同比增长约 9%，而根据 IC Insights 数据， 2022 年中国大陆本土 Fab/IDM 逆势扩产，资本开支金额或同比增长 17%，资本开支是重 要的先导性指标，2023 年国内半导体设备市场景气度有望优于全球整体市场。
短期强业绩+国产替代持续，重点关注设备板块的边际变化。从边际变化来看：1）半导 体设备公司业绩节奏为订单驱动型，A 股半导体设备厂商营收持续高增长，盈利能力明 显提升。2021 年 A 股 11 家主要半导体设备公司（北方华创、中微公司、拓荆科技、芯 源微、华海清科、精测电子、华峰测控、长川科技、联动科技、至纯科技、盛美上海） 营业收入合计同比+56%，归母净利润同比+79%；2022Q1-Q3 营业收入同比+56%，归母 净利润同比+91%。考虑到 21 年至今设备厂商订单饱满，合同负债/预收账款环比依然保 持增长态势，按照 9-12 个月的交付周期测算，预计设备公司短期经营节奏有望持续向上；
2）产业趋势上应重点关注 28nm/40nm 等关键制程领域的更多边际变化，包括大规模去 A 化订单的释放，同时先进制程和存储领域的去 A 化进程仍将持续推进，未来有望看到从 0 到 1 的突破，这将为设备公司进一步打开成长空间。
中长期国内晶圆厂规划产能空间大，国产半导体设备行业持续受益。2019 年以来，华虹 半导体（无锡）项目、广州粤芯半导体项目、长鑫存储 DRAM 项目均正式投产。2020 年以来，国内包括中芯国际、长江存储、广州粤芯、上海积塔、中芯南方、合肥晶合、 士兰微（厦门）等产线也取得新进展。以龙头中芯国际为例，2021 年至今陆续披露中芯 京城（规划产能 10 万片/制程 28nm 及以上/总投资 76 亿美金）+中芯深圳（规划产能 4 万片/制程 28nm 及以上/总投资 23.5 亿美金）+中芯临港（10 万片/28nm 及以上/总投资 88.7 亿美金）+中芯天津（10 万片/28~180nm /总投资 75 亿美金），2022 年 8 月公布的 天津厂扩产规划，彰显了公司不惧行业波动逆势扩产的决心，未来 2-3 年以中芯国际为 代表的国内头部晶圆厂资本开支有望保持较高水平。
制程结构优化驱动资本开支实现更高增速。芯片制程升级带动各环节工序普遍增加：以 逻辑芯片薄膜沉积为例，90nm CMOS 工艺大约需要 40 道薄膜沉积工序，而在 3nm FinFET 工艺产线，对薄膜沉积工序的需求超过了 100 道，涉及的薄膜材料由 6 种增加到近 20 种，对于薄膜颗粒的要求也由微米级提高到纳米级。先进制程驱动设备用量提升：以 CMP 设 备为例，设备的使用频率随线宽缩小和芯片层数堆叠而增加，65nm 制程逻辑芯片需经 历约 12 道 CMP 步骤，而 7nm 制程所需的 CMP 处理增加为 30 多道。
先进制程对 CMP 应用步骤增加，CMP 设备需求有望进一步提升。根据 IBS 统计，每 5 万片晶圆产能需要 的设备投资在 14/16nm 节点时为 63 亿美元，相比 20nm 节点增加 32%。根据公司季度财 报，中芯国际 21Q4 28nm 及更先进制程营收占比 18.6%，与国际龙头台积电的 74%具有 较大差距，制程追赶依然为未来数年国内晶圆厂的重要发展战略，制程结构持续优化将 驱动国内晶圆厂资本开支增速高于产能扩张速度。
自供率亟待提升。通过对 SEMI、IC Insights、CSIA、ittbank 以及 Knometa 的数据进行分 析，2021 年中国大陆在半导体设计、制造、设备方面的市场需求占全球比重分别为 38%、 16%和 29%，而本土企业规模占全球比重分别为 9%、9%和 6%，国产化空间较大。同时， 根据 CSIA 与 IC Insights 数据，2010 年前后、2016 年前后和 2017 年前后，中国 IC 封测、 IC 制造、IC 设计市场占全球市场的份额先后突破 25%，2019 年前后国内半导体设备市 场突破 25%市占率线，需求拉动供给，中国本土产业链配套有望继续完善。
国内晶圆厂“解决供应链安全”核心诉求迫切，半导体设备国产化进程进一步提速。在 美国限制刺激下，我们认为未来晶圆厂将改变“以盈利为首要目标”这一 KPI，设备厂 商受到的支持力度将进一步提升，当前阶段是国内半导体设备厂商重要的战略窗口期。 根据中国国际招标网数据，自 2019 年半导体行业复苏&国产化浪潮推动以来，半导体设 备国产化率稳步提升，在国内已披露的主要晶圆厂（含 IDM）公开招标中，国产化率由 2019 年的 15%提升至 2022 年前三季度的 31%（出货量口径），在去胶、清洗等领域国产 设备已具备不俗的实力。展望未来，国产厂商将不断加强在更高制程工艺的能力，数量 持续提升的同时，提升国产设备质量，行业整体有望迎来量价齐升。中长期国产替代进 程或趋分化，细分领域市场空间和竞争格局将成为重要演绎因素。
