半导体设备行业迎来发展新机遇

技术迭代加速、国产替代深化背景下，龙头企业业绩持续超预期

半导体设备是用于生产各类半导体产品的关键设备，涵盖晶圆制造、封装与测试等环节，处于半导体产业链核心位置[k]。

图：光刻机外形
来源：ASML

近期，行业迎来积极催化。国家集成电路产业投资基金（大基金）三期正式成立，注册资本达3440亿元人民币，远超前两期总和；投资周期延长至10年，重点支持先进制程与特色工艺项目[k]。与此同时，美国持续对日本、荷兰施压，要求进一步收紧对中国先进半导体技术的出口管制，若阿斯麦（ASML）、东京电子等企业继续向中国供货，可能面临严格贸易限制[k]。外部压力叠加政策支持，推动半导体设备国产化进程加速。

在景气度回升背景下，龙头公司业绩逐步超预期。北方华创预计2024年上半年实现归母净利润25.7亿至29.6亿元，同比增长42.84%–64.51%[k]。

图：全球及国内半导体销售额
来源：华西证券

此前，行业承压主要源于市场担忧成熟制程产能过剩、需求不足。但从北方华创、中微公司、拓荆科技等企业表现看，行业自2022年起已调整两年以上，当前逐步进入景气复苏通道[k]。

半导体设备技术演进路径清晰，围绕更精密制程、新材料与新技术持续突破：

一、初始阶段（1947–1960年代）——1947年，贝尔实验室发明晶体管，取代体积大、效率低的电子管，开启半导体时代[k]。

二、集成电路发展阶段（1970–1980年代）——1971年英特尔推出首款商用微处理器4004，标志个人计算机时代到来。同期，摩尔定律提出：集成电路上晶体管数量约每两年翻一番[k]。

三、大规模与超大规模集成电路阶段（1980–1990年代）——光刻技术成为关键驱动力。光源从近紫外（365nm）发展至深紫外（248nm、193nm），尤其是193nm光源使更小特征尺寸成为可能[k]。极紫外光刻（EUV）已实现量产应用，波长为13.5纳米，用于10nm以下制程，AI推动的高带宽内存（HBM）亦依赖EUV技术[k]。

同时，化合物半导体如砷化镓、氮化镓在高频、高功率场景中性能显著提升[k]。

四、纳米与3D集成电路阶段（2000年代至今）——为突破物理极限，采用高介电常数（High-k）材料与金属栅极技术，降低漏电、维持性能[k]。三维集成电路通过垂直堆叠芯片提升集成度与性能，成为当前技术前沿方向之一[k]。

半导体产业链结构：

图：半导体产业链
来源：方正证券

上游：半导体设备与材料。设备分为前道制造与后道封测，前道占比超90%[k]。国内主要厂商包括：薄膜沉积——拓荆科技、北方华创、微导纳米、盛美上海；刻蚀——中微公司、北方华创；光刻——上海微电子[k]。

图：细分半导体设备国产化情况
来源：方正证券

中游：设计、制造、封测。集成电路占终端器件超80%，其中存储与逻辑芯片合计占比约65%。逻辑芯片多采用Fabless+Foundry模式，存储与模拟芯片多采用IDM模式[k]。

下游：3C、汽车、工业等应用领域，其中3C占比约70%[k]。

龙头企业近期经营表现：

北方华创（北京）：2024年上半年预计营收114.1–131.4亿元，同比增长35.4%–55.93%；归母净利润25.7–29.6亿元，同比增长42.84%–64.51%[k]。

中微公司（上海）：2024年一季度营收16.05亿元，同比增长31.23%；归母净利润2.49亿元，同比下降9.53%[k]。

拓荆科技（沈阳）：2024年一季度营收4.72亿元，同比增长17.25%；归母净利润0.10亿元，同比下降80.51%[k]。

光刻、刻蚀、薄膜沉积为三大核心工艺，对应设备分别为光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备。据Gartner 2022年数据，三者市场规模占比分别为17%、22%、22%[k]。

图：前道设备价值量占比
来源：方正证券

截至2022年，清洗与CMP设备国产化率较高；刻蚀与薄膜沉积设备国产化率约20%；其余设备国产化率普遍低于个位数，光刻机基本依赖进口[k]。除光刻机外，国产设备已在成熟制程实现突破，当前重点攻坚先进制程节点[k]。

图：细分半导体设备国产化情况
来源：方正证券

半导体制造中，设备投资占资本开支70%–80%，厂房建设占20%–30%[k]。

图：半导体设备价值量占比
来源：国信证券

光刻机技术壁垒分析：

当前主流光刻机包括DUV与EUV两类。浸没式DUV采用193nm ArF光源，配合液浸技术，可支持7nm制程[k]。EUV采用13.5nm波长光源，NA值0.33，是7nm以下先进制程的核心设备，研发周期长达十余年[k]。

图：光刻机光源演变
来源：ASML

ASML凭借两大优势确立全球领先地位：一是技术创新，率先推出浸没式光刻技术，而尼康、佳能受困于157nm技术瓶颈；二是供应链整合能力[k]。

在供应链方面，ASML整合全球顶尖资源：美国Cymer（已被收购）提供EUV光源技术，德国蔡司供应高精度光学镜头，设备中美国技术占比约20%[k]。

图：ASML光刻机各零部件产地
来源：ASML

下游与台积电深度绑定，自1997年起联合研发EUV技术。目前ASML垄断全球EUV市场，台积电占据92%的尖端芯片制造份额，双方形成难以复制的技术协同与生态壁垒[k]。

设备从订单到验收周期较长：新客户或新工艺订单需6–24个月甚至更久；重复订单出货至验收通常需3–24个月[k]。行业主要壁垒在于技术研发与供应链整合能力[k]。

芯片制造流程包括设计、晶圆制备、光刻、蚀刻、离子注入、沉积、平坦化、测试与封装等环节[k]。

图：半导体制造流程
来源：中金公司

图：芯片生产流程及对应设备
来源：华福证券

2023年营收规模：北方华创（220.79亿元）＞中微公司（62.6亿元）＞拓荆科技（27.05亿元）[k]。

北方华创由七星电子与北方微电子重组而成。2023年电子工艺装备收入占比88.82%，涵盖半导体装备与真空设备。半导体装备包括刻蚀机、PVD、ALD、CVD、氧化/扩散炉、清洗机等；真空设备应用于新能源、医疗、半导体材料等领域[k]。

图：收入构成（单位：亿元）
来源：Choice，并购优塾

国产半导体设备三巨头：业绩、研发与行业景气度分析

北方华创、中微公司、拓荆科技最新经营动态及产业链趋势解读

北方华创（北京市）——主营业务覆盖半导体前道工艺设备，包括刻蚀、薄膜、热处理等设备。2024年半年度业绩预告显示，预计实现营收114.1亿至131.4亿元，同比增长35.4%-55.93%；归母净利润25.7亿至29.6亿元，同比增长42.84%-64.51%[k]。

2024年第二季度单季营收中值约为64.16亿元，同比增长40.86%，环比增长9.51%；归母净利润中值为16.38亿元，同比增长35.60%，环比增长45.34%[k]。

2023年新签订单超300亿元，通常次年确认大部分收入，为2024年业绩高增长提供支撑[k]。截至2024年3月底，合同负债达92.51亿元，同比增长18.27%；应收账款48.8亿元，同比增长58.73%，进一步验证未来收入增长预期[k]。

图：单季度利润及同环比增速
来源：Choice，并购优塾

中微公司（上海市）——成立于2004年，以刻蚀设备起家，逐步拓展至MOCVD、VOC、LPCVD等设备领域。2023年营业收入中，设备销售占比82.47%，备品备件占比15.51%[k]。

2024年第一季度实现营收16.05亿元，同比增长31.23%；归母净利润2.49亿元，同比下降9.53%[k]。

业绩增长主要得益于CCP和ICP刻蚀设备在国内主要客户产线中的渗透率持续提升。2024年Q1末发出商品余额达19.23亿元，较期初增加10.55亿元，预示后续收入确认强劲[k]。

图：单季度利润及同环比增速
来源：Choice，并购优塾

拓荆科技（辽宁省沈阳市）——专注于半导体薄膜沉积设备，产品包括PECVD、ALD、HDPCVD和SACVD等系列，其中PECVD为核心产品，2023年薄膜沉积设备占营收比重达95.02%[k]。

2024年Q1实现营收4.72亿元，同比增长17.25%；归母净利润0.10亿元，同比下降80.51%[k]。

利润下滑主要因研发投入加大，Q1研发费用占营收比例达32.47%，较2023年Q4的21.29%显著上升[k]。

研发投入聚焦于扩展薄膜工艺覆盖范围，2023年成功验收PECVD Lok‖和ADC‖工艺设备并实现产业化应用，同时推出新型设备平台（PF-300TPuS、PF-30OM）及反应腔（pX、Supra-D），设备产能提升20%-60%[k]。

在手订单饱满，2023年出货超460个反应腔，公司预计2024年全年出货将超1000个反应腔[k]。

图：单季度利润及同环比增速
来源：Choice，并购优塾

图：北方华创主要设备
来源：公司公告

图：收入构成（单位：亿元）
来源：Choice，并购优塾

图：单季度利润同比增速
来源：Choice，并购优塾

图：现金流、固定资产投资
来源：Choice，并购优塾

三家公司净利润现金流含量普遍偏低，主因行业处于高速扩张期，设备厂商需提前支付原材料款项，且应收账款回款周期较长[k]。

新客户首台设备或新工艺设备验证周期长达6-24个月，导致收入确认滞后，拓荆科技现金流表现尤为明显[k]。2023年拓荆科技资本支出占利润比重较高，主要用于募投项目产业化建设[k]。

图：募投项目具体信息
来源：招股说明书

图：近十个季度ROE趋势（%）
来源：Choice，并购优塾

图：杜邦分析
来源：Choice，并购优塾

图：综合毛利率（%）
来源：Choice，并购优塾

图：净利率（%）
来源：Choice，并购优塾

从净资产收益率看，北方华创>拓荆科技>中微公司，主要受权益乘数影响[k]。

半导体设备行业整体毛利率约为40%，拓荆科技因规模效应及产品集中度高，毛利率相对领先[k]。

图：产业链对比
来源：Choice，并购优塾

从产业链盈利能力看，上游半导体设备环节具备更高且更稳定的ROE，因其属于刚性需求且已实现稳定出货；而上游材料如光刻胶仍处验证阶段，出货量有限；中游制造环节则因巨额资本开支导致折旧压力大[k]。

从成长性看，全产业链均保持较高增速，主要受益于设备国产化率提升[k]。

设备企业处于产业链前端，率先受益于国产替代进程，盈利能力更早释放[k]。

龙头企业凭借研发积累和上下游协同优势形成先发壁垒，长期增长确定性较强[k]。

图：2011~2024.6国内半导体设备零部件中标情况
来源：天风证券

行业景气度跟踪指标：

短中期增长驱动力主要来自国内半导体行业资本开支、设备零部件中标情况、进口设备数据以及全球半导体设备周期（约3-4年）[k]。综合判断，当前行业景气度处于高位[k]。