1、行业简介
半导体芯片指在半导体片材长进行浸蚀，布线，造成的能实现某种功用的半导体器件。
半导体芯片不断是现代工业和信息手艺的基石，造造流程分为设想、晶圆造造、封测。
从汗青数据来看，半导体芯片市场呈现出明显的周期性。
2、行业开展现状
按照摩尔定律，当价格稳定时，集成电路上可包容的元器件的数目约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提拔一倍。
按照世界半导体商业统计协会预测，2022年世界半导体财产将增长8.8%，到达6014亿美圆，并创出汗青新高纪录。
中国半导体芯片财产在智能汽车、人工智能、物联网、5G通信等高速开展的新兴范畴带动下，近年市场增速维持在15%以上。
在全球半导体市场进入增持久且产能进一步向中国大陆转移的布景下，中国半导体市场将来几年增漫空间宽广。
3、行业财产链
半导体芯片财产链环节包罗IC设想、晶圆造造及加工、封拆及测试环节，拥有复杂的工序和工艺。
财产链上游设想是常识密集型行业，需要经历丰硕的尖端人才。
中游晶圆造造及加工设备投入庞大，进入门槛极高，而且镀膜、光刻、刻蚀等关键设备由少数国际巨头把控。
下流封拆及测试环节我国起步较长，行业规模优势明显。
材料来源：光大证券
4、半导体芯片上游：芯片设想
芯片设想次要按照芯片的设想目标停止逻辑设想和规则造定，并按照设想图造做掩模以供后续光刻步调利用。
按照SEMI数据，我国芯片设想行业连结了较快的增长态势。在芯片设想范畴，国内IC设想企业数量和行业整体销售额节节攀升，仅2021年就新增了592家设想公司，同比增长26.7%；2021年中国芯片设想行业销售额约为4586.9亿元，同比增长20.1%。
上世纪80年代，电子行业呈现了几种新的分工形式，包罗IDM形式、Fabless形式和Fundary形式。
IDM（IntegratedDeviceManufacture）形式，即由一个厂商独立完成芯片设想、造造和封拆三大环节，英特尔、三星和德州仪器是全球更具代表性的IDM企业。
Fabless（无晶圆造造的设想公司）是指专注于芯片设想营业，只负责芯片的电路设想与销售，将消费、测试、封拆等环节外包的设想企业，代表企业有高通、博通、英伟达、AMD等。
Foundry即晶圆代工场，指只负责造造、封测的一个或多个环节，不负责芯片设想，能够同时为多家设想公司供给办事的企业，代表企业有台积电、中芯国际、格罗方德等。
材料来源：天风证券
5、半导体芯片中游：晶圆造造及加工
芯片造造实现芯片电路图从掩模上转移至硅片上，并实现预定的芯片功用，包罗光刻、刻蚀、离子注入、薄膜堆积、化学机械研磨等步调。
晶圆造造是半导体系体例造过程中最重要也是最复杂的环节，其次要的工艺流程包罗热处置、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜堆积、化学机械研磨和清洗。
材料来源：《半导体芯片造造手艺》，西南证券
按照ICinsights数据，全球前十大硅晶圆造造厂中台积电、联电和力晶来自中国台湾地域，格罗方德（Global Foundries）来自美国，三星（Samsung）来自韩国，中芯国际和华虹半导体来自中国大陆，Towerjazz来自以色列。
IC Insights数据显示，晶圆代工业在2019年同比下降2%，2020年在5G手机等产物驱动下，同比增长21%，2021年再度增长26%。估计全球晶圆代工财产2022年增长20%，到达1321亿美圆。
6、半导体芯片下流：封拆及测试
芯片封测完成对芯片的封拆和性能、功用测试，是产物交付前的最初工序。
封拆测试位于半导体财产链的中下流，包罗封拆和测试两个环节。
按照Gartner测算，封拆和测试在整个封测流程中的市场份额占比约为80%~85%和15%~20%。
封拆是对造造完成的晶圆停止划片、贴片、键合、电镀等一系列工艺，以庇护晶圆上的芯片免受物理、化学等情况因素形成的损伤，加强芯片的散热性能，以及将芯片的I/O端口引出的半导体财产环节。
半导体测试贯串了半导体整个财产链，芯片设想、晶圆造造以及最初的芯片封拆环节都需要停止响应的测试，以包管产物的良率。
目前国内封测市场在全球占比达70%，行业的规模优势明显，更多是通过资本整合和规模扩张来鞭策市占率的提拔。
中国封拆业起步早、开展快，中国大陆封测环节在全球已经具备必然的合作力2020年全球前十大封测企业中，中国大陆企业长电科技、通富微电和华天科技别离位列3、6、7名。
7、半导体设备：半导体财产重要支持
半导体设备是集成电路财产的重要支持，价值量较高。且具有较高的手艺壁垒，研起事度大周期长，间接关系到芯片设想能否落成实物，产物可靠性和良率能否到达设想尺度，以及国内行业能否可以参与全球合作。
按照iBS数据，先辈工艺的集成电路大规模消费线投资可到达百亿美圆量级，此中70%-80%是半导体设备相关投资，用于芯片造造的设备占半导体设备总收入的81%。
半导体设备集中应用于晶圆造造和封测两个环节，其市场规模跟着下流半导体的手艺开展和市场需求而颠簸。
在晶圆造造环节利用的设备被称为前道工艺设备，在封测环节利用的被称为后道工艺设备。前道工艺设备进一步细分为晶圆处置设备和其他前端设备，如光刻机等；后道工艺设备分为测试设备和封拆设备。
2021年全球半导体设备市场规模同比增长44.7%至1030亿美圆。
全球半导体设备厂商次要集中在美国、日本和荷兰。
美国的半导体设备厂商次要有应用质料、泛林半导体、科磊和泰瑞达，笼盖的设备次要包罗晶圆造造和封测环节的刻蚀设备、离子注入机、薄膜堆积设备、掩膜版造造设备、检测设备、测试设备、清洗设备等。
日本的半导体设备厂商次要包罗东京电子、DNS、爱德万和日立高新，次要笼盖的设备包罗刻蚀设备、薄膜堆积设备、清洗设备、热处置设备、涂胶机/显影机、退火设备、检测设备、测试设备等，别的尼康和佳能两家日本公司还能够供给中低端光刻机。
荷兰的半导体设备厂为阿斯麦，阿斯麦做为全球光刻机龙头，垄断了高端光刻机市场，而且在中低端市场也占据相当大的份额。
全球测试机市场被爱德万、泰瑞达和科休垄断，三者市场占有率别离为50%，40%和8%。国内测试机消费商次要有华峰测控和长川科技。
全球封拆设备次要由国外企业垄断，全球封拆设备次要由ASM Pacific、K&S、Shinkawa、Besi等国外企业垄断，国内具备封拆设备造造才能的企业次要有中电科45所、艾科瑞斯和大连佳峰。东京细密, 46%东京电子, 27%台湾旺矽, 10%台湾惠特, 4%深圳矽电, 3%其他, 10%。
当前我国半导体设备照旧高度依赖于海外企业，而且在核心手艺和零部件上遭到必然的限造。
8、单晶生长炉
单晶生长炉是消费单晶硅的次要半导体设备。
目前全球的单晶生长炉次要由美国Kayex、德国PVATePla、日本Ferrotec等企业供给，国内的单晶生长炉企业次要包罗晶盛机电、南京晶能、连城数控等。
单晶硅棒完成后，还需要颠末一系列加工才气得到硅片废品，次要涉及的半导体设备有切片机、研磨机、湿法刻蚀机、清洗机、抛光机和量测机。
目前上述硅片加工设备次要由日本、德国和美国厂商供给，国内仅有晶盛机电等少数厂家推出了部门硅片加工设备，市场占有率较低。
硅片造造相关设备次要消费商：
材料来源：德邦证券
9、光刻机、刻蚀机、薄膜堆积
光刻机：光刻工艺流程中最核心的半导体设备是光刻机，光刻机是半导体设备中手艺壁垒更高的设备，其研起事度大，价值量占晶圆造造设备中的30%。
目前全球的高端光刻机由荷兰阿斯麦（ASML）公司垄断，ASML是全球更大的光刻机消费商，是全球独一可以消费EUV光刻机的厂商，EUV光刻机是先辈造程工艺中的核心设备。
目前国内具备光刻机消费才能的企业次要是上海微电子配备有限公司。除上海微电子消费光刻机整机以外，国内还有华卓精科和国科细密处置光刻机零部件的研发和消费。
刻蚀机：刻蚀工艺利用的半导体设备为刻蚀机。
全球刻蚀设备行业的次要企业即泛林半导体(LamResearch)，东京电子(TEL)和应用质料(AMAT)三家。
从全球刻蚀设备市场份额来看，三家企业的合计市场份额就占到了全球刻蚀设备市场的90%以上。
此中泛林半导体独占52%的市场份额，东京电子与应用质料别离占据20%和19%的市场份额。
国内的刻蚀设备企业次要有中微公司、北方华创、屹唐半导体和中电科。此中，中微公司、北方华创和屹唐半导体均以消费干法刻蚀设备为主，中电科除了消费干法刻蚀设备以外还消费湿法刻蚀设备。
除上述企业外，国内还有创世微纳、芯源微和华林科纳等企业消费刻蚀设备。
薄膜堆积：薄膜堆积设备是晶圆造造过程中的核心设备，在各晶圆造造流程设备中市场规模更大，占比到达26%。
薄膜堆积是一种添加工艺，是指操纵化学办法或物理办法在晶圆外表堆积一层电介量薄膜或金属薄膜，按照堆积办法能够分为化学气相堆积（CVD）和物理气相堆积（PVD）。
按工艺类型分，化学气相堆积市占率更高，到达57%；其次是物理气相堆积，市占率为29%；原子气相堆积（ALD）市占率更低，为14%。
Gartner数据显示，2021年全球半导体薄膜堆积设备市场规模达190亿美圆，估计2022年将到达212亿美圆。
细分范畴来讲，AMAT夺得冠军，约占全球PVD市场份额的80%以上；CVD范畴，AMAT、LAM、TEL三家约占全球市场份额的70%以上。
国产CVD设备消费商次要有北方华创和沈阳拓荆科技。北方华创次要消费APCVD设备和LPCVD设备，沈阳拓荆科技则以PECVD为主，按照中国国际招标网数据，沈阳拓荆科技已有3台PECVD设备进入长江存储。
从半导体最后的发源地美国，再到日本、韩国、中国台湾地域，在半导体行业开展的70多年间一共履历了3次财产中心的严重转移。
在国度集成电路财产投资基金的带动下，中国大陆半导体芯片财产消费线的投资规划将进一步拓展，半导体芯片相关产物手艺将继续加快变化，中国大陆IC芯片和IC封拆范畴均有望实现打破，半导体芯片财产将迎来新一轮的开展飞腾。
在将来十几年，汽车电子和工业电子有望成为半导体行业增长最敏捷的两大范畴，而消费电子、数据处置和通信电子的增速将趋于不变，下流应用市场的变化将进一步鞭策芯片的需求。
10、目前A股半导体上市企业
上游半导体设备：
刻蚀机：北方华创、中微公司；
光刻机：上微集团、华卓清科；
PVD：北方华创；
CVD：北方华创、中微公司、沈阳拓荆；
离子注入：中科信、万业企业；
炉管设备：北方华创、晶盛机电；
检测设备：精测电子、华峰测控、长川科技；
清洗机：北方华创、至纯科技、盛美半导体；
其他设备：芯源微、大族激光、锐科激光；
上游半导体质料：
大硅片：沪硅财产、中环股份；
靶材：江丰电子、阿石创、隆华科技、有研新材；
高纯试剂：上海新阳、江化微、晶瑞股份、巨化股份；
特种气体：雅克科技、华特气体、南大光电；
抛光质料：安集科技、鼎龙股份；
光刻胶：南大光电、飞凯质料、容大感光、晶瑞股份；
中游代工：
华虹半导体、粤芯半导体、华润微电子；
下流封测：
长电科技、通富微电、华天科技、晶方科技、深科技；
下流设想：
CPU：中科曙光、澜起科技、中国长城；
GPU：景嘉微；
FPGA：紫光国微、上海复旦；
指纹识别：汇顶科技、兆易立异；
摄像头芯片：韦尔股份、格科微、汇顶科技；
存储芯片：兆易立异、国科微、北京君正；
射频芯片：卓胜微、三安光电、紫光展瑞；
数字芯片：晶晨股份、乐鑫科技、瑞芯微、全志科技；
模仿芯片：圣邦股份、韦尔股份、汇顶科技、3PEAK；
功率芯片：斯达半导、士兰微、捷捷微电、晶丰明源。
材料来源：wind、光大证券、天风证券、西南证券、乐晴智库