半導體設備系列——下游晶圓漲價，半導體行業高景氣度向設備端傳導
投資建議：隨著矽片價格續漲，8寸晶圓供需缺口放大，導致代工廠集體漲價，供需緊張帶來了下游擴產積極，景氣程度有望向設備端傳導。對於半導體設備行業個股而言，我們建議關注關注高端IC工藝裝備龍頭北方華創（廣發電子覆蓋）、積極布局前道和後道檢測設備企業精測電子、後道檢測設備領先的長川科技、單晶設備龍頭晶盛機電（與廣發電新聯合覆蓋）和清洗設備企業至純科技等。
一、8 寸晶圓代工廠集體漲價，下游產能供需緊張
1.1 8 寸晶圓進入漲價通道
根據集微網的信息顯示，2017年以來，台積電、聯電、世界先進、中芯及華虹等多家8寸晶圓代工廠陸續宣布8寸晶圓價格調漲，調漲幅度約為5%-10%之間。台系晶圓代工廠世界先進於2017年第4季度調漲5%-10%；聯電於2018年第一季度正式漲價，採取一次漲足模式，漲幅為歷次之最。同時，目前台積電、世界先進等8寸晶圓代工廠產能利用率接近滿載，訂單能見度直達2018年年底。漲價效應甚至蔓延到產品應用，2017年底開始MOSFET、IGBT、整流管、數字/通用晶體管等主要由8寸晶圓製造廠生產的產品整體交貨期均有延長趨勢。按照當前8寸晶圓產能滿載、交貨周期遞延、報價持續走揚的趨勢，預期8寸晶圓的熱潮未來會只升不降。
1.2 多因素驅動，8 寸晶圓廠供需趨緊
影響8寸晶圓代工廠價格上漲的原因主要有三點：1）上游矽片報價一再上調，2）投片需求持續增加，3）8寸晶圓廠整體產能吃緊。
上游矽片報價一再上調。矽片是半導體產品最基礎的原材料，由於不可替代性而緊扼全球晶圓廠的產能。14年以來半導體矽片市場供給出現嚴重短缺，供需缺口明顯且逐年增加。根據晶圓廠和矽片廠的產能測算，18年全球8-12英寸矽片的供需缺口逐步提升，主要是因為多數8英寸矽片產線的達產進度相對緩慢，而且全球主要矽片廠商目前沒有8英寸產線大規模擴建的計劃。
新應用訂單拉動，8寸晶圓代工需求旺季顯現。根據SEMI的數據顯示，2017年下半年以來8寸晶圓的主要需求來自指紋識別、MCU、模擬IC和LCD驅動IC等仍採用成熟製程生產的晶元，其中電源IC、汽車電子的投片需求最為強勁。雖然LCD驅動IC、PMIC、指紋辨識IC等已出現轉向12寸廠投片情況，但多數上游IC設計廠基於成本及客制化的考慮，仍以在8寸廠投片為主，因此對8寸的需求仍舊強勁。其中指紋識別整體市場量持續成長30%至40%，電源管理IC也持續增長15%至17%，而2017年全球半導體成長僅為5%至7%，下游需求強勁帶動8寸晶圓廠價格上漲。
核心設備緊缺是8寸晶圓產能擴張的瓶頸。從SEMI的數據可以看出，全球8寸晶圓廠產能以極低速度增長，2015~2017年僅增長約7%，相比於2010年已減少2.2%。產能緊缺的原因：首先是8寸晶圓製造設備產能持續降低，部份關鍵設備出現嚴重缺貨，且二手8寸晶圓製造設備也是供不應求。8寸晶圓設備的緊缺限制晶圓實際產能的完全釋放。其次是產業升級，出於製程及成本考慮，目前全球晶圓廠都朝12寸發展，8寸廠以成熟製程為主，近年已無新廠加入，導致全球8寸晶圓代工廠產線緊張，呈現供不應求盛況。根據SEMI數據顯示，從2008年到2016年，37座8寸晶圓廠關閉，同時有15座晶圓廠從8寸切換至12寸，到2016年全球8寸晶圓廠減少至180座左右。
二、產能擴張加速，半導體設備企業率先受益
在全球8寸晶圓代工廠產能供需不平衡，導致價格大幅上漲的背景下，藉助8寸設備技術積累成熟積，國內設備廠迎來快速發展的良機。
2.1 晶圓廠投資迎來爆發期
從2016年下半年起，8寸晶圓產能日趨緊張，現有產線投片量日益飽滿，8寸晶圓生產線的新建和擴建也隨勢展開。目前國內8寸產線共計21條，其中量產16條，在建或擴建5條，共計產能115萬片/月。根據研調機構Gartner預估，2016到2019年中國興建的半導體廠高達20座，新建的8英寸晶圓生產線主要有大連宇宙半導體和淮安德克瑪等，擴建的8英寸產線主要是中芯國際（天津）Fab7。各晶圓廠籌備擴張8寸產能，聯電台灣8寸廠空間已滿，將啟動對岸8寸廠和艦擴產計劃，預計月產能由目前的6萬片提升至7萬片，增幅逾15%，2019年第2季完成；三星宣布擴大晶圓代工業務，包括物聯網與指紋識別市場的客戶。
國內8寸廠上一輪投資高峰在2000年左右；2016年以來國內新建（含計劃）8寸廠增加6座，對應投資額247億元。但8寸廠平均投資額（單位產能）明顯下降，由25.4億元/萬片每月下降至11.5億元/萬片每月，主要是因為存在擴建產線及8寸設備單價下降。從未來的投資軌跡來看，未來國內新增的8英寸晶圓產能45.5萬片/月，相比目前的量產規模增長65%，新增投資247億元。
2.2 下游擴產帶來半導體設備需求彈性逐步釋放
中國半導體設備市場將進入快速發展。從2017年開始，隨著諸多新投資產線陸續進入設備採購高峰，預計國內半導體設備市場將迎來快速增長。根據SEMI數據，2017年中國半導體設備銷售額82.3億元，同比增長27.4%，佔全球的14.8%，是全球第三大設備銷售市場。
國產半導體設備製造商產能擴張，盈利能力增強。根據中國電子專用設備工業協會對中國大陸35家主要半導體設備製造商銷售情況統計，國內企業2014-2017年銷售收入年均增長率29.2%，2017年完成銷售收入87.44億元，同比增長52.5%，比2016年增速提高31%；完成出口交貨值10.84億元，同比增長38.3%，比2016年增速提高19.9%。國產企業加速半導體設備行業的滲透，市場地位穩步提升，2017年國產半導體設備在全球半導體設備市場佔有率為2.5%，在中國大陸市場佔有率達15.9%，上升趨勢明顯，相比2016年提升11%。
2.3 未來國內半導體設備市場空間測算
上游矽片設備市場空間測算：根據半導體矽片協會統計數據，以1萬片/月的8英寸矽片產線為例，晶體硅生長設備和矽片相關設備投資分別約0.12億元和0.18億元，依此進行國內8英寸晶體硅生長設備和矽片相關的市場空間測算，結果顯示，2018-2020年國內8英寸晶體硅生長設備和矽片相關設備的市場空間合計為13.5/46/70.8億元，未來隨著國產12寸矽片擴產提上日程，行業市場空間仍將繼續上升。
晶圓廠設備投資規模測算：根據我們人工統計的晶圓產線數據，按照產線的投資額進行4年的平滑，可以計算出未來每年晶圓廠投資數據。晶圓廠從動工到量產通常需要1年半到2年時間，設備採購在投產前1年左右開始，且大部分採購在投產前後一年完成。重要測算假設包括，（1）對在建產線按披露規劃時間，以投產前12個月為設備採購起點，按照40%、30%、20%、10%對後4年進行設備投資的加權平均測算。（2）對擬建產線，按照2020-2024年5年粗略進行平均。
整體而言，根據我們的測算，將8寸廠的投資和12寸廠的投資規模做匯總，在建產線將支撐2018-2019年的投資高峰，設備投資額分別達到1,550、1,604億元。而擬建項目充足，有望拉長高景氣周期。由於前道設備技術難度極高，同時國外實施技術封鎖，國產企業無法掌握核心技術而較難切入該領域。後道的封裝測試環節技術難度相對較低，尤其是測試設備，大陸憑藉著技術引進和較低的勞動力成本優勢已經在該領域有所建樹，2017年測試設備市場規模有望達到59億元。
三、國產設備企業厲兵秣馬，加速產品研發儲備
3.1 晶盛機電：精益求「晶」的國內晶體硅生長設備龍頭
晶體硅生長設備是公司立業之本，不斷加碼半導體設備。晶盛機電主要產品分為晶體硅生長設備、光伏智能化裝備、LED智能化裝備和藍寶石材料等，佔到公司營業收入的80%以上，廣泛應用於半導體、光伏、LED等領域。2017年晶體硅生長設備實現營業收入15.7億元，佔比回升至80.7%，形成了主營業務突出且多元化經營的發展模式；同時以234%的增幅成為業績增長的主要增長點。從毛利率上看，晶體硅生長設備的毛利率相對較高，常年穩定在40-55%之間，其中全自動單晶硅生長爐的毛利率相較多晶硅鑄錠爐高10%。
注重研發投入，鞏固技術優勢：晶盛機電始終注重產品研發，持續加大研發支出推動設備產品的開發和更新。2017年研發費用達到1.6億元，同比增長112%，近3年的專利獲取數量均在40個以上。晶盛機電還不斷加強與高校的科研合作，2015年與浙江大學機械工程學院共建「機電裝備創新研究中心」，2017年與山東大學晶體材料研究所共建「晶體材料裝備研究中心」。通過持續的技術研發投入，公司的爐體設備技術不斷進步和升級，技術工藝可比肩國際龍頭，投料量和拉晶尺寸遠勝國內量產單晶硅生長爐的京運通、天龍光電和北方華創等公司；目前主打產品可以實現300kg以上的投料量，並且能夠拉制12-18英寸的超大尺寸單晶硅棒。作為晶體硅生長設備的龍頭企業，公司有望提高國產設備在半導體行業的滲透率。
3.2 北方華創：國內產品最齊全的半導體設備企業
國內半導體設備領頭羊，形成多元化產品布局。公司是國內規模最大、產品體系最豐富、涉及領域最廣的高端半導體工藝設備供應商，基本涵蓋半導體生產前處理各關鍵工藝裝備，並成功引進國家集成電路產業基金、京國瑞基金及芯動能基金等戰略投資者，實現了產業與資本的融合。目前，公司的產品以晶圓製造和新進封裝為核心，形成了覆蓋泛半導體行業的三大產品布局，分別是以等離子刻蝕、PVD/CVD設備為主的半導體設備、以攪拌機為主的鋰電設備和以真空熱處理、晶體生長為首的真空設備。受益晶圓廠浪潮，公司業績進入高速增長期。2017公司收入22.2億元，同比增長37%，半導體設備佔比超50%，保持高增長。目前已推出了全面市場化的高端設備產品。其中，28nm製程設備已經進入國內先進生產線供應體系，同時正在研發14nm製程設備，為國內半導體最前沿技術。國產設備逐步實現了進口替代，未來有望充分受益本輪晶圓廠建設浪潮。
公司承擔國家重大科技專項任務，實現技術突破。作為國家重大科技專項重點承擔單位，公司逐步完成了刻蝕機、磁控濺射、氧化爐、低壓化學氣相沉積、清洗機、原子層沉積等集成電路設備90/55/40/28nm工藝驗證，實現產業化。其中，自主研製的NMC 612高密度等離子刻蝕機正式進入中芯國際北京12英寸工廠生產線，應用於90- 65納米硅柵刻蝕和淺槽隔離刻蝕等工藝製程；28nm PVD設備成為中芯國際28納米生產線基線（Baseline）配置產品。另外，刻蝕（ETCH）、單片退火系統、化學氣相沉積（CVD）三大類集成電路設備進入14nm工藝驗證階段，首次實現與國外設備同步驗證。同時，公司收購北方微和Akrion後，產品線不斷拓寬，技術和實力更進一步。隨著產品種類的豐富、技術逼近國際水平，北方華創將進一步滿足客戶的工藝需求，並將憑藉勞動力成本優勢，逐步實現設備國產化替代。
3.3 精測電子：芯屏同源，從面板檢測到半導體檢
以面板檢測設備為中心擴散，打造平台型的檢測設備業務。公司是面板檢測設備龍頭，初期深耕面板檢測設備領域，後期聯手韓國IT&T公司，正式布局半導體設備領域，其半導體檢測中以光學和電學檢測為核心。隨著中外合資公司的設立，未來公司有望充分分享國內面板和半導體產業投資的雙重紅利，同時向光伏、鋰電池等領域延伸。
精測是一家注重研發的企業，研發布局具備一定前瞻性。公司2017年研發人員數量為449人，佔比達到48.38%以上，每年研發強度保持在15%左右的水平，研發投入絕對金額持續攀升。未來半導體檢測重點耕耘的領域是更考驗技術且收益更高的存儲器檢測和驅動IC檢測、前道過程工藝控制檢測等。
3.4 長川科技：後道檢測設備領先企業
深耕半導體檢測設備。長川科技自成立以來一直專註於半導體檢測設備領域，主要產品包括檢測機和分選機等，合計佔主營業務收入的96%。因為後段的封測或者模組環節的技術難度較低，也是比較容易突破的領域，當前長川科技等公司主要立足於封測領域的檢測，未來成長的核心邏輯是往前段晶圓檢測擴張。公司的產品已獲得長電科技、華天科技、通富微電、士蘭微、華潤微電子、日月光等多個一流集成電路企業的使用和認可，近三年公司前五大客戶的營業額佔總營收的75%以上。
根據公司年報，2017年實現營收179.79百萬元，同比增長44.8%；實現歸屬於上市公司股東的凈利潤為5,096萬元，同比增長23.1%。由於公司主營產品測試機和分選機都屬於高附加值產品，毛利率維持在60%左右，其中測試機的毛利率高達70%以上，分選機的毛利率為45%左右，盈利能力比肩國際行業龍頭。為增強核心競爭力，公司研發支出在營收中佔比維持在20%，且研發總額持續快速增長。2017年研發支出在凈利潤中佔比73.3%，研發人員數量達到145人，佔比47.23%，為公司打造中國集成電路測試設備領軍品牌奠定良好基礎。
公司風險提示：晶圓廠投資不及預期；行業周期性變化；公司新產品放量不及預期；應收賬款回收風險；新技術路線替代風險。
聲明：本文所有數據和觀點，全部來自於公開研報。
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