3月2日，国务院副总理刘鹤说，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。被视为是半导体行业反转的契机，3月3日，半导体行业迎来了大涨，半导体设备概念股强势大涨，长川科技、中微公司、北方华创、芯源微、华峰测控、华亚智能、通富微电、安集科技、圣邦股份等表现亮眼。

发展到今天，国内半导体设备公司在各个细分领域都已取得了很大成绩，那么其是否有机会进一步改变行业格局？


国外巨头把持着每一细分领域

半导体设备主要是指应用于集成电路制造和封测环节的设备，因此又可细分为晶圆制造设备和封装、测试设备，其中制造设备的价值占比高达86%，是最核心的组成部分。

技术壁垒，市场壁垒，客户认知度壁垒，三大难题促使半导体设备逐步走向垄断竞争格局，且市场份额在过去几年加速向头部企业集中。

VLSI Research的统计数据显示，2021年，行业CR5大约为84%，相比2019年的65%大幅提升了近20个百分点。

细分来看，半导体制造设备主要包括薄膜沉积设备、刻蚀设备、光刻机、清洗设备、CMP、离子注入设备、热处理设备、涂胶显影等。其中薄膜沉积、刻蚀和光刻环节的价值量占比最高，分别达到了27%、22%和20%。

每一细分领域，都被巨头牢牢把持着。

比如，薄膜沉积设备主要包括CVD、PVD、ALD三种，而这基本已经被AMAT（美国应用材料）、Lam Research（拉姆研究）以TEL（东京电子）三家垄断。CVD领域，三者市占率合计达到约70%；PVD设备市场，应用材料一家就占到了85%；ALD设备市场，应用材料和东京电子的市场占有率为60%。

刻蚀设备还是上述三家巨头的天下。根据 Gartner的数据，2020年，拉姆研究、应用材料、东京电子在全球刻蚀设备市场中的占比分别为47%、27%和17%。

光刻机更不必多说，几乎全部出自阿斯麦、尼康和佳能三家企业，其中阿斯麦独享高端光刻机市场，在EUV领域根本没有对手。

CMP设备领域，应用材料和日本荏原霸占了全球超90%的市场。

更让人绝望地是，美、日等国在近几年不断推动建立一个排他性的“半导体产业联盟”，试图在行业先天壁垒的基础上再增加人为障碍。

领跑者的圈子文化强化了供应链的马太效应，加上专利封锁，后来者一步落后，步步跟不上。在客户粘性极高、认证壁垒极高的半导体设备领域，这一问题被无限放大。

但是，即便在如此困难的局面下，中国企业依然表现出了极强的韧性。


车规级芯片产能向本土转移

车规级IC的景气度颇高，其市场规模增长可观。据中国汽车工业协会统计，2022年中国新能源汽车销量超过688.7万辆，其中纯电动汽车销量为536.5万辆，后者约占前者的比例的78%。该机构还预测，2023年中国新能源汽车总销量将达900万辆，同比增长35%。

单台传统汽车和单台纯电动汽车的半导体成本结构对比 制图：国际电子商情 数据来源：麦肯锡

此外，麦肯锡数据显示，当前平均每辆传统汽车中的半导体成本约为350美元，其中有118美元是功率器件的成本，每辆纯电动汽车中的半导体成本约为704美元，其中功率器件成本为387美元。

若中国纯电动汽车占新能源汽车的比例不变，到2023年年底，中国预计将销售约700万辆纯电动汽车。笔者根据上述信息大致推断出，今年中国纯电动汽车将带来49亿美元的车用半导体需求，其中有27亿美元与车用功率器件有关。

未来，全自动驾驶汽车的半导体价值或将是非自动驾驶汽车的8-10倍。对此，毕马威预测，到2040年，全球汽车半导体的市场规模有望达到2,000亿美元，年复合增长率将为7.7%。汽车芯片的用量和比例也随汽车技术的进步而提升，汽车行业对晶圆产能的需求也会更大。

不过，受限于国际贸易冲突，全球各国/地区正聚焦本土半导体供应链，试图建立起相对独立的半导体生态圈，这也给本土的半导体企业带来了机遇。现在，大部分(约80%)车规级IC的芯片制程≥28纳米，小部分(约20%)车规级IC的芯片制程≤14纳米。

以中国半导体市场为例，中国大陆企业可量产28纳米及以上尺寸的芯片，中国在汽车芯片方面并未被完全“锁死”。在中美贸易争端持续期间，中国加大了汽车产业链的建设工作。近年来，中国新增了许多汽车零部件厂商，虽然大部分厂商的体量较小、竞争格局也较分散，但在细分领域已出现了一批优秀企业，例如中车时代电气、比亚迪在车用IGBT芯片上已做出较好的成绩。还有许多中国企业从MCU芯片来切入，对新进入汽车MCU领域的企业而言，出货量达到数千万颗是一个门槛，这意味着其产品已通过市场的初步验证。比如，杰发科技、芯旺微电子、航芯、赛腾微等公司的车规MCU芯片的出货量已累计突破上千万颗。

2023年3月29至30日，AspenCore将在上海举办国际集成电路展览会暨研讨会（IIC Shanghai 2023），IIC Shanghai 2023将聚焦物联网、汽车电子、智慧工业、IC 设计、EDA/IP、射频与无线技术等重大新兴技术及产品。同期举办的“MCU 技术与应用论坛”邀请到国内外领先的MCU供应商，MCU设计和方案商等，欢迎感兴趣的朋友点击这里 ，并到场交流。

除了企业层面的努力之外，政府也通过颁布新能源汽车购置税免征政策、各地区的购车补贴政策等政策来扶持汽车行业的发展。在各级政府的支持下，中国的长三角地区、珠三角地区、东三省地区、京津冀地区、川渝一带等地区已经形成汽车行业集群。

随着本土汽车产业集群日益完善，未来对本土汽车芯片的需求只会更大，也将推动该类芯片产能向本土转移。其实，不只是在中国汽车市场有这种表现，在全球其他的汽车市场也会出现类似的趋势。


国产替代进行时

2022年4月，在新一轮的大陆半导体设备招标中，国内企业中标了67台，国产化率高达62%。从年度数据来看，2021年半导体设备国产化率27.4%，相比2020年的16.8%已有显著提升。

这意味着，历时多年的国产替代，已经进入集中兑现期。

以前国内主流观念还是“造不如买”，本土晶圆厂基本也都倾向于采购海外头部企业的成熟设备，这样可以尽可能地减少认证周期和成本，进而能在一轮半导体景气周期中快速完成产线建设。

但半导体设备并不能独立发展，需要晶圆厂协同开发，由于缺少验证和导入机会，大陆半导体设备公司在很长一段时间里止步不前。

以中芯国际为代表的国内晶圆厂在设备、原材料领域所面临的断供风险越来越大，迫使相关公司开始扶持本土供应商，大面积国产替代正式起步。

发展到今天，国内半导体设备公司在各个细分领域都已取得了很大成绩。

薄膜沉积设备环节，北方华创与拓荆科技是主要的两大领军企业，其中北方华创已实现了28nm/14nm技术的突破，覆盖PVD、CVD和ALD等全领域。

刻蚀设备环节，国内主要参与者包括中微公司、北方华创和屹唐股份等。其中，中微公司的刻蚀设备包含CCP与ICP，目前CCP已突破7-5nm，在5nm以下也进展顺利。2021年公司总共生产交付了298腔CCP刻蚀设备，产量同比大增40%。

光刻环节，上海微电子一马当先，在90nm、110nm、280nm等制程上已全面实现国产化。2022年2月，上海微电子交付了首台2.5D\3D先进封装光刻机。按照之前的计划，28nm的光刻机也将在年内完成交付。

CMP设备领域国内参与者主要是华海清科和北京烁科精微电子，其中华海清科是国内唯一一家实现12英寸CMP设备量产的企业，公司12英寸系列CMP设备产品已经完成批量化应用，制程上也开始向14nm推进，目前已进入验证阶段。

《中国制造2025》规划中指出，到2025年，国内半导体核心基础零部件、关键基础材料应实现70%的自主保障。

对比2021年不到30%的国产化率，未来空间还很大。只要国内企业能够实现技术突破，订单是完全有保障的。但相较于存量市场的替代，芯片景气周期所带来的增量市场更值得关注。

2020年以来，由于智能手机、数据中心、人工智能、新能源汽车等下游需求大幅提升，全球范围内掀起了一股“缺芯潮”，到现在不仅没有缓解，反倒愈演愈烈，各项指标均能印证这一点。

比如库存水平，2019年半导体产品的库存中位数大约是40天，而到了2021年只剩下不到5天。

再比如交货周期，到2022年2月，16位处理器通用产品的平均交付周期已经上升44周，相比2021年10月份增加了15周。

现在来看，芯片短缺问题在短期内根本无解。根据《2022全球半导体产业大调查》中的数据，有近六成的芯片企业高管认为芯片短缺要到2023年才能解决。

高景气周期下，晶圆厂纷纷扩产锁定利润，资本开支持续攀升。

2021年，全球代工龙头台积电的资本开支高达300亿美元，中芯国际的资本开支也提升到了45亿美元。

进入2022年，晶圆厂继续加大投资力度，台积电将资本开支提升到400-440亿美元，中芯国际则增长至50亿美元。

IC Insights给出的预测是，2022年全球半导体行业资本开支规模将超过1904 亿美元，同比增长24%。

根据之前业内的统计数据，晶圆厂的资本开支有70%-80%用于购买设备。也就是说，半导体设备企业的订单量在2022年依然有很大增长空间。

总的来看，国内半导体设备已在成熟制程打破垄断，在存量替代和增量扩张的共振下，大概率将进入商业化高速放量阶段。