半导体设备是半导体产业发展的基础，推动半导体技术的升级。
当前全球半导体市场有望回暖，一季度全球半导体销售额同比增长。根据SIA，2024年一季度全球半导体销售额总计1377亿美元，较2023年第一季度大幅增长15.2%。
从半导体销售额历史数据来看，全球半导体行业每隔4-5年经历一轮周期。2023年9月份开始，半导体月度销售同比增速回正且逐步增长，2024年1-3月半导体销售额同比增速始终保持在14%以上。
半导体行业加速回暖有望带动半导体设备应用全线提速。
此外，国家大基金三期成立，2024年国内晶圆厂扩产持续，也推动国产设备厂商订单高增长。半导体设备新品加速验证，国产化率有望进一步提升。
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半导体设备竞争格局梳理在全球半导体设备格局方面，主要前道工艺如刻蚀、沉积等三强厂商包括应用材料、泛林半导体、东京电子。光刻机龙头阿斯麦市占率超过80%，是绝对龙头。2023年ASML、AMAT、Lam Research、TEL、KLA五大厂商年半导体设备收入占全球市场约68%。
在半导体前道制造环节，除了光刻机、涂胶显影、量检测等环节还没有完全实现国产化外，在刻蚀和薄膜沉积等领域以中微公司、北方华创为代表的国产半导体设备厂商已经实现国产替代。
当前本土半导体设备公司国产化率加速提升订单充沛。国内主流设备公司2023年订单亮眼，其中北方华创2023年新签订单超300亿，中微公司新增刻蚀设备订单69.5亿。2024年将加快新品验证及导入，进一步扩大市场份额。
此外，拓荆科技、芯源微、华海清科、盛美上海、精测电子、中科飞测、长川科技、赛腾股份等都是半导体设备环节重点布局厂商。
国内半导体设备公司在手订单充沛：
资料来源：券商报告
光刻机光刻机是半导体前道设备中国内目前还没有实现国产化的环节，是半导体国产替代重点赛道。
高端光刻机设备购置及维护成本高，以及对光刻机企业设备投入要求较高，小型企业难以维系。根据晶瑞股份可转债说明书数据，单台ArF光刻机价格为1.5亿元，整套设备总支出为3.39亿元。客户结构更优质的头部设备厂商值得更高的估值。
在光刻机项目群中，国内整机项目由上海微电子承接，各关键系统项目最早由中科院微电子研究所、长春光机所、上海光机所等研究院所承接，并联合清华大等高校进行攻关。
随着光刻机整机制程不断推进，关键光学、工作台等技术均加速突破，企业、国内科研院所和高校均有布局。
光刻机产业链图示：
资料来源：行行查
刻蚀机刻蚀是决定集成电路特征尺寸的核心技术。
先进制程以多重模板工艺为依托从而实现更小微观尺寸，进一步凸显了刻蚀设备的重要性。
根据Gartner数据统计，全球刻蚀设备、薄膜沉积和光刻设备分别占晶圆制造设备价值量约22%、22%和17%，
资料来源：Gartner，中微公司
随着当前半导体工艺制程升级，刻蚀机用量也持续攀升。14nm制程所需刻蚀步骤为65次，7nm制程所需刻蚀步骤高达140次，5nm制程所需刻蚀步骤进一步提升至160次。
从半导体设备细分领域刻蚀机环节来看，当前行业全球集中度高，技术壁垒十分显著。
全球刻蚀机市场长期被泛林半导体、东京电子、应用材料三大巨头占据，处于头部领先位置。
国产厂商中微公司占据全球约20%的市场份额，北方华创则占据约6%市场份额。中微公司领军国内介质刻蚀，北方华创则是国内硅刻蚀的龙头厂商。
中微公司预计中国电容耦合等离子体（CCP）刻蚀设备市场的市场份额上升到60%。截至2023年，中微公司累计已有约3700台等离子刻蚀，以及化学薄膜的反应台在国内外100多条生产线实现量产和大量重复性销售。中微公司的5nm刻蚀机已经进入台积电产线，3nm刻蚀机也已经研发出，具有强劲的实力。
薄膜沉积设备薄膜沉积设备与光刻设备、刻蚀设备并列为集成电路前道生产工艺的三大核心设备。
薄膜沉积设备主要应用于半导体前道工艺中的薄膜沉积环节。
在晶圆制造过程中，薄膜起到导电绝缘、阻挡杂质渗透、临时阻挡刻蚀等重要作用。
在新建晶圆厂设备投资中，晶圆制造相关设备投资占比约占总体设备投资的80%。作为晶圆制造的三大主设备之一，薄膜沉积设备的投资规模约占晶圆制造设备总投资的25%。
按照工作原理来分类，薄膜沉积目前的主流技术路线包括化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）及外延三大类。
2023年年以来，美国、日本以及荷兰等国启动对我国半导体设备出口管制，薄膜沉积设备为重点限制领域之一，将对国产化加速形成全面催化。
从全球市场份额来看，ALD设备龙头TEL和ASM分别占据前二的市场份额，剩下份额由其他厂商占据。
其中，美国厂商应用材料基本垄断PVD市场处于绝对龙头地位；在CVD市场中，应用材料全球占比约30%，加上泛林半导体和TEL，三大厂商占据了全球70%的市场份额。
国内市场方面看，薄膜沉积设备龙头有北方华创和沈阳拓荆。其中，北方华创产品线覆盖CVD、PVD和ALD三类；沈阳拓荆主攻CVD和ALD。近年来两家公司分别在技术储备以及客户认证方面取得良好进展。
资料来源：北方华创、拓荆科技
结语当前全球AI加速升级，带动半导体产业加速回暖。此外，产业链下游先进晶圆厂CAPEX提升以及设备国产化率提升，国产半导体设备也有望成为国家大基金三期成立最受益的环节之一。
整体而言，半导体设备是半导体产业的重要支撑环节，在当前半导体行业迎来新一轮周期的背景下，半导体设备有望加速爆发迎来机遇。
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