1.1. 全球半导体设备快速增长，中国大陆成为最大的区域性市场
半导体行业结构主要可以分芯片设计、芯片制造、芯片封装、半导体设备与半导体耗 材。半导体设备是半导体产业的基石，相比半导体其他产业环节，设备产业增长更加 持续，受产业周期影响较小。
随着半导体行业的迅速发展，半导体产品的加工面积成倍缩小，复杂程度与日俱增。 因此半导体设备做为行业向前的原动力，价值量普遍较高，设备价值约占半导体生 产线总投资规模的 80%以上，半导体产业的发展衍生出巨大的设备需求市场。
我们把海外主要半导体公司做了行业回顾与经营分析，可以看到半导体设备公司股 价表现更加优秀，经营情况更加稳定，是半导体产业投资最佳的着眼点。海外三家半 导体设备公司（阿斯麦、应用材料、拉姆研究）在过去 20 年市占率大幅提升（近 10 年处于垄断态势）、股价较其他半导体领域公司提升幅度更大。
复盘过去十年半导体设备销售情况，全球半导体设备销售额提速明显。根据 SEMI 统 计，全球半导体设备销售额从 2012 年 369 亿美元增长至 2021 年的 1026 亿美元，年 均复合增长率约为 12%，高于同期全球半导体器件市场规模的增速。
2020 年中国大陆半导体设备市场规模为 187.2 亿美元，同比增长 39%，首次超过中 国台湾地区和韩国，成为全球最大的半导体设备区域性市场。SEMI 预估 2021 年全 球半导体设备销售总额将达到 953 亿美元，同比提升 34%，预计 2022 年半导体设备 市场有望突破 1000 亿美元。
根据中国海关总署数据，自 2021 年起，中国半导体设备进口额保持每月同比增加， 2021 年 7 月以来环比呈现较大幅度下滑，2021 年 8/9/10 月环比几乎持平，同比增速 在 8 月放缓之后逐渐上升，2021 年 12 月同比增速达 42.7%。
1.2. 全球半导体设备行业成就三巨头稳态竞争格局
从半导体设备整线结构来看，刻蚀设备、光刻设备和薄膜沉积设备分别占晶圆制造 设备价值量约 24%、23%和 22%。刻蚀设备在不少先进晶圆厂的设备投资中达到 25% 到 30%，甚至在部分 NAND 闪存生产线上的投资接近 50%。
在光刻机领域，全球 89%的光刻机市场被阿斯麦（ASML）垄断，国产化率非常低； 根据中国国际招标网，从部分产线的订购数量上统计，大陆光刻机市场被 3 家半导 体设备龙头所垄断（其中阿斯麦市占率 68%，佳能为 22%，尼康占比 10%），与全 球竞争格局基本一致。
在刻蚀设备领域，呈现拉姆研究、东京电子和应用材料三家寡头垄断格局。其中拉 姆研究技术实力最强，产品覆盖最为全面，占据 47%的市场份额；东京电子和应用 材料分别占 27%和 17%。我国刻蚀设备厂商中微公司和北方华创分别占 1.4%和 0.9%。
在薄膜沉积的 PVD 领域，应用材料市占率高达 85%。根据 SEMI 和 Maximize Market Research 的统计，2020 年薄膜沉积设备市场规模约 172 亿美元。目前，薄膜沉积设 备中 CVD 类设备占比最高，2020 年合计占比 64%；溅射 PVD 类设备占整体市场的 21%。PECVD 是薄膜设备中占比最高的设备类型，占整体薄膜沉积设备市场的 34%。
光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备都呈现出竞争格局稳定、市场集中度高、寡头 垄断的特点。其原因有以下几点：
1.研制技术难度大。需综合运用有机化学、无机化学、化学工程与工艺、半导体物理、 等离子体物理固体力学、流体力学、电气控制及自动化、软件工程、机械工程等多个 学科的知识研发，壁垒极高；
2.产业化验证周期长。需要在完成晶圆生产流程及芯片封装后，对最终芯片产品进行 可靠性和生命周期测试，下游验证时间长，客户粘性高；
3.对先进工艺重要度高。随着制程的不断缩小，工艺步骤更加复杂，对设备要求高， 已有厂商的经验积累有明显先发优势。
1.3. 海外市场对光刻、刻蚀、薄膜沉积领域的三家龙头企业估值的理解
我们对光刻设备领域龙头阿斯麦、刻蚀设备领域龙头拉姆研究、PVD 龙头应用材料 的市值、收入进行比较研究，发现拉姆研究/阿斯麦的市值比、营收比在一个较为稳 定的区间内波动，拉姆/应材的市值比、营收比略微抬升。
市值比：1）拉姆研究/应用材料的市值比。拉姆研究 12 年市值迎来 12 倍涨幅，和应 用材料市值比持续缩小（应用材料 12 年涨幅约 6 倍）。我们发现，在近 5 年的运行 中，两者市值比历史多次呈现先升后降的山峰走势，但整体市值比持续增大（代表市 值差距变小），近 10 年运行中，以 63%比值为底部、94%为顶部，目前运行在 74% 的中部区域。2）拉姆研究/阿斯麦的市值比。近 5 年运行中，以 37%为顶部，24%为 底部，目前处于 30%的中段区域。
营收比：1）拉姆研究/应用材料的营收比。拉姆研究自 2012 年起营收快速增加、12 年来迎来超 5.5 倍涨幅（应用材料涨幅约为 2.4 倍）。我们发现，在过去 10 年的运 行中，两者营收值比持续增大（代表营收差距缩小），从 2011 年的 25%至 2021 年 的 85%。2）拉姆研究/阿斯麦的营收比。从 2011 年的 36%提升至 2021 年的 86%， 营收差距不断缩小。
PS 比值：拉姆研究/应用材料的 PS 比率在 84%-136%之间变化，拉姆研究/阿斯麦的 PS 比率在 41%-48%区间震荡，总体较为稳定。
这也客观的反映了行业的基本情况，在 20 年间的全球半导体设备市场发展来看，三 巨头最终都跟随着整线比例去划分自己的蛋糕，形成了稳态竞争格局。
随着刻蚀设备重要性的提升，还能观察到拉姆研究/应用材料、拉姆研究/阿斯麦的市 值比、收入比、市销率比在相对稳定的基础上逐渐抬升。这些发展规律都是未来给 我们投资 A 股半导体设备公司最有用的借鉴！（报告来源：未来智库）
2.1. 以拉姆研究为参照，中微公司将成为中国刻蚀机龙头
从全球半导体设备竞争格局来看，半导体产线中最具价值量环节（光刻机、刻蚀机 机、薄膜沉积）的三大海外龙头分别是：阿斯麦、拉姆研究、应用材料，形成了稳态 竞争格局。因此，我们认为假以时日，海外发展规律也会在大陆半导体设备市场复 刻，对应国内三大领域设备龙头分别是：上海微电子、中微公司、北方华创。
我们认为，中微公司作为国内刻蚀机龙头，应以拉姆研究为参照，进行对标分析。 拉姆研究过去的发展对中微公司未来发展极具借鉴意义。
2.2. 比较研究，我们认为中微公司市值还有较大提升空间
我们对中微公司进行了 3 个不同维度指标的对比（核心与海外半导体刻蚀设备龙头 拉姆研究进行对标），包括：市值比、营收比、市销率比。
1) 市值比：对标海外刻蚀设备细分龙头与半导体设备龙头比较：拉姆研究/应用材料 市值比处于 63%在 94%之间；国内刻蚀设备龙头与半导体设备龙头比较：中微公 司/北方华创市值比仅为 46%。
自 2017 年起，应用材料的市占率从 26%下降至 2021 年的 22%，北方华创的市占率 从 4%上升至 9%；拉姆研究的市占率从 2017 年的 14%上升至 2021 年的 19%，中 微公司的市占率从 2017 年的 1.8%上升到 2021 年的 2.9%。
2) 营收比：虽然当下时期由于 PVD 设备国产化率速度更快，导致中微公司/北方华创 的营收比有一定下降，目前中微公司/北方华创营收比为 32%，但是纵观全球半导 体设备行业发展，中国会趋同于美国市场（拉姆研究/应用材料近 3 年的营收比在 56%到 85%之间波动）。
3) 市销率比：拉姆研究/应用材料的 PS 比率在 106%-136%之间变化，目前中微公司/ 北方华创市销率比为 134%，高度对标海外龙头态势。
海外半导体设备 20 年发展成就了三巨头稳态竞争格局，这种情况未来一定在大陆 半导体设备市场发生，因此，未来中微/北方华创市值比一定也会向拉姆/美国应材 靠齐。
我们参 考海外经验，认为未来中国大陆半导体设备行业竞争格局将复刻海外，中微公司/北 方华创市值比也会不断靠近于拉姆研究/应用材料。因此，后续中微公司的基本面 驱动因素更强，市值具有较大提升空间。
我们统计半导体设备全球/国内销售额，虽周期性波动明显，但过去 5 年（2017-2021 年 Q3）国内半导体设备销售额增速较全球增速平均高出 17.4%，国内需求明显强劲。
2019 年 10 月-2020 年 8 月：大陆自主晶圆厂进入扩产高峰期，中国半导体设备销售 额明显提速（2019 年 Q4-2020 年 Q3 平均同比增速达 52%），中国成为全球半导体 设备销售最大市场（2020 年 Q3 达 29%）。
我们认为，在国内肥沃的土壤上（过去 5 年中国半导体设备销售额平均增速较全球 高 17.4%），叠加与海外相似的竞争格局（全球应用材料+拉姆研究+阿斯曼，国内 北方华创+中微公司+上海微电子），国内半导体设备公司未来成长速度有望较全球 设备龙头更高。未来公司 与拉姆研究、北方华创的市值比有望进一步缩小。（报告来源：未来智库）
3.1. 刻蚀和薄膜沉积设备的重要性不断增加
近年来，微观器件的不断缩小推动了器件结构和加工制程的革命性变化。存储器件 从 2D 到 3D 的转换，使等离子体刻蚀和薄膜制程成为最关键的步骤，对这两类设备 的需求量大大增加。光刻机由于波长的限制不能直接加工小于 14 纳米的微观结构， 更小的微观结构要靠等离子体刻蚀和薄膜组合的“双重模板”和“四重模板”工艺技术 来实现，因此刻蚀机和薄膜设备的重要性不断提高，市场规模的增长速度远高于其 他设备。
随着国际上高端量产芯片从 14 纳米到 10 纳米阶段向 7 纳米、5 纳米甚至更小的方 向发展，当前市场普遍使用的沉浸式光刻机受光波长的限制，关键尺寸无法满足要 求，必须采用多重模板工艺，利用刻蚀工艺实现更小的尺寸，使得刻蚀技术及相关 设备的重要性进一步提升。
3.2. 和硅刻蚀一样重要，介质刻蚀技术突破也能代表公司竞争力
刻蚀设备分为干法刻蚀设备与湿法刻蚀设备，其中干法刻蚀设备包括 ICP 刻蚀设备 和 CCP 刻蚀设备，干法刻蚀设备根据刻蚀材料的不同又分为金属刻蚀、硅刻蚀、介 质刻蚀三种类型。
2020 年全球刻蚀设备市场规模为 136.9 亿美元，其中介质刻蚀设备市场规模为 60.5 亿美元，硅和金属刻蚀设备为 76.4 亿美元。到 2025 年预计全球刻蚀设备市场规模将 达到 181.9 亿美元，介质刻蚀设备市场规模将提升至 82.5 亿美元，硅和金属刻蚀设 备为 99.4 亿美元。
我们认为，不必过于纠结介质刻蚀和硅刻蚀在制程中的重要性差异，目前硅刻蚀和 介质刻蚀基本平分干法刻蚀市场。在市场容量相当的情况下，公司在介质刻蚀领域 已经达到世界领先厂商的水平，FAB 认可度高，后续国产替代空间大，将占据大部 分市场份额。
3.3. 刻蚀设备寡头竞争格局稳定，企业成长更多来自于行业 beta 机会
从历史情况来看半导体设备行业各家企业市场份额相对稳定，企业的成长更多来自 于行业本身增长带来的 beta 机会，但中国半导体设备市场规模占全球半导体设备市 场规模的比重在不断提升，像中微公司这种具备差异化产品与技术的公司将有 Alpha 超额收益机会，获得高于行业整体的增长速度。
拉姆研究的产品线先精后全，中微公司与拉姆研究都属于专业型半导体设备厂商， 而北方华创与应用材料则属于产品线广泛的平台型半导体设备厂商。虽然目前半导 体设备行业不同环节的国产化率速度不同，但预计当国产化率达到较高水平时，中国的半导体设备市场发展成熟后预计将来也会类似于海外市场在光刻机、刻蚀机和 PVD 都形成三家寡头垄断，中微公司将会是刻蚀机设备的龙头公司。
3.3.1. 刻蚀设备行业竞争格局稳定，国产替代空间大
竞争格局：根据 Gartner 的预测，全球半导体设备采购支出预计将保持稳定增长态势， 刻蚀设备市场规模将由 2020 年约 123 亿美元增长至 2024 年约 152 亿美元。在刻蚀 设备方面，全球刻蚀设备市场呈现高度垄断格局，拉姆研究、东京电子、应用材料占 据主要市场份额。2020 年刻蚀机领域拉姆研究和东京电子占据超过 60%的市场份额， 公司市占率为 1.4%，成长空间广阔。
半导体设备国产化率尚低，仅为 13%。2018 年国产半导体设备销售额约为 109 亿元， 自给率仅有 13%。具体细分，国内集成电路设备的国内市场自给率仅有 5%左右，技 术含量最高的集成电路前道设备市场自给率更低，国产替代空间有望进一步打开。
薄膜沉积设备国产化率为 5.5%。2020 年以来国内部分主要晶圆制造产线的薄膜沉 积设备招标情况，6 家厂商共招标薄膜沉积设备 1060 台（仅 PVD 和 CVD 类设备）， 国内厂商中标 58 台，其中拓荆科技和北方华创合计中标 58 台，总体来看，目前国 内薄膜沉积设备国产化率估计 5.5%（按设备数量口径）。
刻蚀设备的国产化率程度在 20%以上。截至 2020 年 12 月 16 日，长江存储累计招 标 348 台刻蚀设备，其中美国厂商 Lam Research 占据超过一半的采购量，达 187 台。 而国内厂商中微半导体、北方华创、屹唐半导体分别中标 50 台、18 台、13 台，国 产化率高达 24%。结合中美关系等因素分析，我们预计 2023 年国产化率将持续走 高，而中微公司在刻蚀设备领域的竞争优势巨大。
3.3.2. 拉姆研究发展历程借鉴
拉姆研究成立于 1980 年，主要从事半导体设备的研发、生产和销售，主要产品包 括刻蚀设备、薄膜沉积设备、晶圆清洗设备、光致抗蚀设备等。
目前拉姆研究刻蚀设备市占率 50%，处于垄断态势；在 CVD 领域的市占率为 21%，仅次于应用材料的 30%；清洗设备市占率 12.5%，仅次于日本 Screen、东京 电子和韩国 SEMS，位居全球第四。
从利润端来看，基本与收入端增速同向变化，而波动幅度大于收入端。即行业景气 上行时，利润端增速跑赢收入端增速，行业景气下行时，利润端增速相较收入端下 滑更快，主要系景气下行时设备新增需求较少，收入结构变化，设备改进、系统升 级等业务占比提升。
我们认为，拉姆研究将继续保持在刻蚀和薄膜沉积领域的垄断地位，马太效应明 显。同时，公司将持续受益于全球半导体设备投资额的扩张以及 DRAM、NAND 需求的提升，业绩有望保持稳定增长。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
