成长性秒杀海外同行!半导体设备无视周期业绩强势起飞,增长后劲依旧凶猛?

在半导体上游,近年来,设备材料国产化成为长盛不衰的热门主题,这是当前主要制约国内半导体发展的瓶颈,也是国产化最迫切的方向,目前设备和材料高端领域基本被美、欧、日垄断,对于我国来说“卡脖子”问题突出。

不过,设备材料受益于行业复苏、周期反转,尤其是海外管控加码背景下,国产替代卓有成效,逐步进入深水区,叠加我国占到全球半导体销售额的三分之一以上的全球最大半导体市场的助攻,半导体设备的掘金机会呼之欲出。

最新的业绩反馈也验证了设备领域不俗的投资价值,上半年半导体行业业绩分化严重,多家设备企业净利预计大增却成为引人瞩目的一大亮点。海外半导体设备在周期下行中哀嚎一片,相形之下,A股的半导体设备公司却独善其身,大赚特赚,这波强盛的增长浪潮还能持续翻涌多久?

1、3年来国产设备市场进展如何,什么环节国产化率最高?

一直以来,在光刻机、刻蚀和薄膜这半导体制造环节“三大设备”中,光刻机由于其在半导体产业链中的重要性和卡脖子的严峻性,长期霸占舆论话题的C位,频频出圈,每次海外传出关于光刻机的制裁禁令,总能在全体股民的关注中引发轩然大波。

鉴于光刻机的特殊性,我们甚至可以把它形容为半导体产业“王冠上的明珠”,它通过光学原理将电路图案转移到硅片上,相当于芯片制造的“打印机”,决定着芯片的工艺水平和性能,目前最先进的EUV光刻机,有超过45万个零件,零件数量是一辆F1赛车的20倍以上,制造难度超乎想象。

令人遗憾的是,全球光刻机市场几乎被荷兰的阿斯麦、日本的佳能和尼康垄断,其中阿斯麦更是独占高端极紫外光刻机(EUV)的市场份额。相比我国仅能量产90纳米以上的光刻机,阿斯麦今年底已经计划推出2纳米工艺的新款EUV光刻机,不同于CMP设备、清洗设备高于30%的国产化率,光刻机国产化水平在所有设备材料中垫底,不足1%。


尽管差距悬殊,但值得关注的是,国产化开始出现破冰松动的迹象。比如上海微电子正在致力于研发28纳米浸没式光刻机,预计在2023年底将国产第一台SSA/800-10W光刻机设备交付市场。实际上,关键的半导体设备也并不止光刻机一种,甚至光刻机也不是产业链上市场份额占比最大的一个环节。

“三大设备”占据整个市场70%的份额,但刻蚀和薄膜两个市场的规模都高于光刻机,近两年光刻机市场份额之所以被刻蚀和薄膜反超,这与光刻技术的一大堵点息息相关。


半导体设备产业各大领域市场占比;来源:东方证券

由于光刻技术受波长限制,单凭光刻机很难满足5nm,3nm,及更先进的制程工艺,只能通过反复的刻蚀来实现更小的尺寸。因此现阶段先进制程工艺的提升,相当程度上源于刻蚀步骤的叠加。

可是刻蚀市场同样处于影响力、话语权不高的处境,全球刻蚀市场长期由美国泛林、应用材料和日本东京电子垄断,占据九成市场。相较之下,国内设备厂商起步较晚且步履蹒跚,直到2020年,中国的设备龙头中微公司(688012)和北方华创(002371),在刻蚀设备市场总共才拿下了2%出头的份额。

上述光刻机、刻蚀市场的遭遇只是整个设备市场的一个缩影,从设备市场格局来看,近3年来,美日荷占比之和仍然超过80%,国际企业主导中国设备市场的格局没有改变,但是相比三年前,国内制造企业给予本土设备的机会已经空前增加, 目前市场占比从7%上行到11%。2020年美国、日本和荷兰三家占据中国设备采购市场86%的份额,2023年,这三方依然占据了中国市场前三名,占比仍高达83%。


在这种海外主导、低国产化率的背景下,意味着国内设备厂商从0到1的突破,必然是一场艰难的突围战,既要集中资源攻破技术难题,还要处理“祸从天降”的境外无理诉求、纠纷,“你来我往”的刀光剑影,在设备龙头中微公司的身上体现的淋漓尽致。

2020年,中微公司的5纳米刻蚀设备已进入台积电先进制程产线,订单和收入大幅增加,尽管和美日企业相比仍旧差距较大,但这苦苦钻研多年、耗费无数金钱和心血的成果,却深陷在明争暗斗的漩涡之中,美国自始至终都在全方位监控中微公司一举一动。

三年后,中微公司第一台刻蚀设备研发完成,应用材料以窃密为由,将中微公司告上美国法庭;而泛林更是出招更早,战线更长,早在2009年就控告中微公司专利侵权。这两件官司前后纠缠多年,最终都以中微公司晒出所有文件,自证清白告终。类似个案其实显露出了我国半导体设备,在面对人才不足和知识产权保护这两座不易跨越的大山时的窘迫。

半导体设备产业横跨多个学科和产业,综合型交叉学科人才缺口大,一般高端人才来源于国际设备企业,甚至国内很多人才流动,存在“带枪入伙”的技术泄露的问题,引发不少知识产权纠纷,而国际厂商们已经建立起了知识产权护城河,后来者需绕过专利墙进行创新难度极大。

进一步看,这轮美国领衔、日荷跟进的围追堵截所揭露的,人才不足和知识产权保护未必是中微公司、北方华创等面临的最大难题,最棘手的问题是,设备企业需要与下游制造企业紧密协同发展。

半导体设备的特点是市场准入门槛高,从设备研发到投产整个流程,需要设备公司与下游客户密切配合,上下游不断循环反馈,共同迭代,因此许多晶圆厂和设备厂商从研发时就相互绑定,不轻易更换设备,因为成本优势因素在更换设备所需要面对的磨合成本、良率下降以及订单丢失的风险面前,可能完全不值一提。

换言之,连进入牌局的资格都不具备,更遑论赢钱。过去国产设备本身技术水平有差距,加上难以参与市场验证,导致就算做出产品也少有下游愿意给订单,陷入恶性循环,而改变这一点的,恰恰是海外制裁。

2、成长性秒杀海外同行!增长后劲依旧凶猛?

对于厉兵秣马、正在图谋崛起的国产半导体设备企业,能否将制裁的“寒流”化为发展的“东风”,这对跳出产业“包围圈”至关重要。环视宇内,我们可以从历史上半导体领域科技战的案例中获得启发,韩国在日本发起的上游设备制裁中取得反围剿胜利的斗争经验就非常值得借鉴。

2019年7月,日本政府对韩国发出制裁,限制三种关键的半导体材料出口。毫无疑问,三星受到的冲击最为猛烈,它是在晶圆制造唯一能与台积电抗衡的代工厂。由于7nm及以下芯片必须使用EUV光刻工艺,日本限制材料之一的EUV光刻胶,直接影响了三星3nm工艺的研发进度。

成长性秒杀海外同行!半导体设备无视周期业绩强势起飞,增长后劲依旧凶猛?

随后,韩国政府紧急批了6万亿韩元(约335亿人民币)预算,三星也紧急投资了十几家材料公司,开始寻求国产替代。日本的制裁在日本国内不乏反对声音,比如学者汤之上隆公开表示反对,认为制裁正在亲手摧毁日本的氟化氢产业,堪称“历史性的愚策”。

事实也是如此,制裁两年后,韩国本土研发的材料还没来得及进入产线,一家叫做SEMES的韩国半导体设备商已经暗中成长,凭借惊艳的实力,超越日本老牌设备龙头SCREEN,一跃成为全球第六大半导体设备商,而三星正是其母公司。

这也表明了在封禁的至暗时刻,只要下游晶圆厂、设备材料厂商、政府三方合力,也能从0到1的培育出初步满足自用条件的设备材料供应商,至于良率、性能、工艺等指标,这些从1到100的技术优化调整更是水到渠成。

在半导体设备领域,他山之石能否攻玉?韩国在日本严厉制裁下依旧突出重围的故事,是否会在我国当前外贸背景下复刻重演?

从过去两年来潜藏在财报数据中的强劲趋势来看,我国半导体上游设备厂商在客户扩容、产品迭代上的机遇和能力,已经远非昔日可比,这也是国产化率快速提升、卓有成效的表征之一。

2022年下半年至今,全球半导体业绩跌声一片,半导体设备也不可避免陷入困境,日本半导体制造装置协会(SEAJ)就预测,日本2023全年生产的半导体设备销售额将比上年度下滑23%。相形之下,A股的半导体设备公司却独善其身,大赚特赚。

就最新的业绩反馈而言,在各企业发布的2023年中业绩预告里,北方华创(刻蚀、薄膜设备)预计净利润同比增长121%-156%;中微公司(刻蚀、薄膜设备)预增109%-120%;万业企业(600641)(离子注入设备)预增加316%。

2023年第一季度财报中,盛美上海(清洗设备)净利润同比增长2937%;芯源微(涂胶显影设备)净利润同增104%;华海清科(CMP设备)2023Q1净利润同比增长112%。


中微公司近5年营收;来源:股市通

拉长观察视野,近年来截然分明的财报“分水岭”,便是由制裁发生后骤然增加的订单所铸造。

涂胶显影设备商芯源微,从2017年到2019年,其营业收入的增速分别为28.7%、10.6%和1.5%,而自2020年以后,收入增幅迅速跃升至50%以上。北方华创和中微公司这两大刻蚀薄膜设备,近两年的净利润也都达到了三位数及以上的增长。


芯源微近5年净利润;来源:股市通

总而言之,除了光刻机踟蹰不前,几乎所有细分龙头都实现了利润大幅增长,少则翻倍,多则翻十倍,这些数据的表象背后,昭示了中国设备公司在技术封锁之下走上牌桌的事实。

由于设备公司与下游客户一旦合作,便是长期绑定,因此,一旦完成了设备的替代,由此形成的绑定关系便会越来越紧密,走上“强者恒强”的道路。客观而言,我们也不能沾沾自喜,即便有这两年成熟制程市场扩容的因素,设备公司逆势而上、突飞猛进的奇迹,实际上与营收基数较低不无关系。

立足当下,需要前瞻的是,这股强劲的行业增长曲线能够持续多久?近几年国内设备厂商在刻蚀、CMP、薄膜等设备领域有不少突破,获得了国内晶圆厂的认可,市占率正在稳步提升。但是长期爆发式增长的基础并没有齐备,毕竟目前短期爆发的领域,是中国半导体设备领域最容易采摘的“低垂”果实。

可是,后续将逐步进入攻坚领域,需要摘取高挂枝头的果实,难度指数成倍攀升。所以我们不能期望通过短短三年国产化的积累,就能够实现全产业链的长期爆发,考虑到市场容量和替代空间,接下来几年本土设备依然会持续增长,但受制于技术递进因素,增幅可能会较高涨突进的国产化初期有所放缓。

此外,下游制造企业也只能服务于每个环节的少数重点优秀企业,并不是此前蜂拥而上的创业企业都能拥有上线验证的机会,未来在推动产业上下游有效协同中,数目众多的设备企业大浪淘沙也是一个需要面对的课题,这个过程意味着不可避免的要经历一轮优胜劣汰的筛选,因此投资者需要擦亮双眼,避免踩雷,把握住不可多遇的半导体设备国产化掘金机会。

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