2024半导体设备行业报告：国产化进程加速与市场展望
行业业绩增速：前道设备业绩高增，后道设备短期承压
收入端：前道设备维持高增，后道测试设备短期承压
2023年十五家半导体设备企业合计实现营业收入550.51亿元，同比+31.43%；2024Q1十五家半导体设备企业合计实现营业收入129.21亿元，同比+29.50%，收入端延续高速增长势头，表现十分亮眼。
分环节来看，前道设备维持高增，后道测试设备短期承压。1）【前道设备】：微导纳米、北方华创、中微公司23&24Q1营收维持较高增速，同比均超过30%，系下游需求强劲同时覆盖客群扩大致订单高速增长进入收获期。24Q1拓荆科技、芯源微营收出现下降系新品订单占比高收入确认节奏慢，以及23年订单季节性波动影响所致。2）【后道设备】：长川科技、金海通、华峰测控23年营收同比出现下滑，主要系后道封测行业景气短期仍然承压所致，24Q1订单回暖行业复苏，长川科技已显露上升势头。
2023年十五家半导体设备企业合计归母净利润103.21亿元，同比+32.72%；2024Q1十五家半导体设备企业合计归母净利润18.92亿元，同比+19.02%；
分环节来看：1）【前道设备】：微导纳米、北方华创23&24Q1归母净利润增速均超65%，盈利能力持续大幅提升，主要系产品竞争力增强，市场份额提升带来业务规模增长所致，中微公司、芯源微、拓荆科技24Q1净利润同比出现下滑，主要原因是业务规模增长致相关股份支付、研发费用增长幅度高于收入增长幅度。2）【后道设备】：金海通、华峰测控23&24Q1归母净利润出现下滑，同比-40%以上，受行业波动影响，主营业务收入有所下降；同时增大市场开拓和研发投入,导致报告期利润下降。
2023年十五家半导体设备企业合计实现扣非归母净利润81.05亿元，同比+24.30%；2024Q1十五家半导体设备企业合计实现扣非归母净利润17.32亿元，同比+36.38% 。
分环节来看：1）【前道设备】：北方华创、中微公司23&24Q1扣非归母净利润同比增速分别超70%、15%，且扣非归母利润增速高于归母净利润增速，真实盈利水平大幅提升；微导纳米24Q1扣非归母净利润增速降速明显，主要系计入当期的政府补助达1764万元，高于归母净利润。2）【后道设备】：长川科技、金海通、华峰测控23&24Q1扣非归母净利润同比-50%以上，行业短期承压。
净利率：整体基本持平，封测设备短期下滑
2023年十五家半导体设备企业销售净利率为18.71%，同比-0.13pct，2024Q1十五家半导体设备企业销售净利率为14.14%，同比-1.82pct ，盈利水平略有降低。
分环节来看，1）【前道设备】：微导纳米23年销售净利率同比+8.19pct，领跑半导体设备行业，主要系布局光伏打开成长空间规模效应显著，芯源微、拓荆科技24Q1销售净利率同比-10pct以上，主要系业务规模增长带来相关费用增幅短期上升。2）【后道设备】：华峰测控、长川科技23年销售净利率同比-10pct以上，主要系研发费用大幅增加所致，24Q1长川科技同比+17.64pct，出现改善。
2023年十五家半导体设备企业扣非归母净利率为14.72%，同比-0.84pct，盈利水平基本持平，2024Q1十五家半导体设备企业扣非归母净利率为13.41%，同比+0.68pct，盈利水平略有提升。
分环节来看：1）【前道设备】：扣非归母净利率基本持平，芯源微、拓荆科技、微导纳米扣非归母净利润率分别同比-16.29pct、-14.25pct、-7.83pct，其中拓荆科技、微导纳米24Q1计入当期的政府补助分别同比+52.8%、+291%，高于归母净利润。2）【后道设备】：长川科技、华峰测控23年扣非归母净利率同比-19.63pct、-10.58pct，主要系封测行业景气度下降利润降低同时增加市场开拓和研发投入所致，其中长川科技24Q1扣非归母净利率同比+21.19pct，出现复苏迹象。
毛利率：整体基本持平，封测设备毛利率出色
2023年十五家半导体设备企业销售毛利率为44.64%，同比-1.11pct，整体基本持平，略有下滑；2024Q1十五家半导体设备企业销售毛利率为44.82%，同比+0.41pct，同比出现一定提升。
分环节来看，1）【前道设备】：受益于产品结构优化和规模效应毛利率稳中有升，芯源微、拓荆科技、微导纳米、中微公司23年毛利率略有提升，北方华创、万业企业、精测电子、华海清科24Q1毛利率出现提升。2）【后道设备】：行业承压致使毛利率有所下滑，但整体水平依然出色，华峰测控、长川科技、金海通23&24Q1毛利率均超过49%，在半导体设备中遥遥领先。
费用率：研发持续加码，费用率有所上升
2023年十五家半导体设备企业期间费用率为28.41%，同比+0.68pct，2024Q1十五家半导体设备企业期间费用率为30.52%，同比+1.47pct，期间费用率上升，主要系研发力度不断加码所致。
分环节来看：1）【前道设备】：微导纳米23&2024Q1期间费用率同比-8.81pct、-10.67pct，核心在于规模效应，拓荆科技、芯源微24Q1期间费用率分别同比+14.25pct、+13.91pct，系研发费用增幅较快所致。2）【后道设备】：长川科技、华峰测控23年费用同比+23.11pct、+14.58pct，主要系市场开拓和研发投入致使费用率上升，其中长川科技规模效应显现致24Q1期间费用率出现改善，同比-36.82%。
现金流：订单&备货增加，经营活动现金流承压
2023年十五家半导体设备企业经营活动现金流净额合计为-7.85亿元，同比-5.16亿元，经营质量有所下滑，主要系新接订单充足，且供应链紧张，原材料备货增加，2024Q1十五家半导体设备企业经营活动现金流净额合计为-19.54亿元，同比+2.45亿元，略有改善。
分环节来看，1）【前道设备】：北方华创23&24Q1经营活动现金流均出现好转，23年同比增加30.93亿元领跑半导体设备行业。我们判断主要系电子元器件需求旺盛，同时设备加速交付、确认收入；24Q1拓荆科技、微导纳米、中微公司经营活动现金流出现下滑，我们推测主要系新接订单充足，原材料备货增加，订单尚未大规模交付确认。2）【后道设备】：23年短期承压，华峰测控、金海通、长川科技经营活动现金流同比-0.72、-1.16、-8.68亿元，24Q1行业出现复苏势头经营活动现金流同比上升。
2023年十五家半导体设备企业存货周转天数为557.22天，同比+103.37天，2024Q1十五家半导体设备企业存货周转天数为1150.11天，同比+318.46天，创历史新高，存货周转持续变慢，主要系在手订单大幅增长，存货明显提升。
2023年十五家半导体设备企业应收账款周转天数为115.52天，同比+28.68天，2024Q1十五家半导体设备企业应收账款周转天数为159.21天，同比+23.58天，应收账款周转持续变慢，主要系在手订单大幅增长，存货明显提升，此外，下游晶圆厂扩产受外部制裁等出现一定延后，相关订单确认周期拉长。
合同负债：延续增长，2024Q1创历史新高
2023年十五家半导体设备企业合同负债合计达到165.68亿元，同比+7.75%，继续保持长，2024Q1十五家半导体设备企业合同负债合计达到183.97亿元，同比+8.24%，达到历史最高值，进一步验证在手订单充足，保障半导体设备行业短期业绩延续高速增长。
分公司来看，1）24Q1北方华创、微导纳米合同负债分别达到92.51、23.23亿元，在手订单量持续创新高，其中24Q1微导纳米合同负债同比增速达145%领跑半导体设备板块，验证在手订单充足。2）24Q1中微公司合同负债增速同比-49.62%，主要系24Q1刻蚀设备的产量和发货量增长显著，公司收到较多发货款导致。
2023年十五家半导体设备企业存货合计达到463.83亿元，同比+37.55%，延续高增，2024Q1十五家半导体设备企业存货合计达到520.73亿元，同比+35.95%，创历史新高，主要系在手订单充足，发出商品和原材料大幅增长，同时由于全球供应链紧张，也有进行一定原材料储备。◆整体看，半导体设备企业存货普遍明显增长，分企业看，微导纳米、拓荆科技、中微公司24Q1存货同比增幅领先，分别达到+181%、+107%、+51%。拆分存货来看，发出商品和原材料构成存货主要组成部分：1）北方华创：2023年末存货为169.92亿元，其中库存商品和原材料分别达到87.01和60.02亿元。2）拓荆科技：2023年末存货为45.56亿元，其中发出商品和原材料分别为19.02和21.57亿元。
二、行业未来展望：关注先进制程扩产&设备国产化率提升，继续看好半导体设备投资机会
未来展望观点1：存储&逻辑厂2024年仍将积极扩产
头部存储企业2023年受政策和需求影响扩产放缓，2024年有望重启资本开支。根据Yole预测，在经历1年的减产去库存周期后，存储器有望在2023年年底之前达到供需平衡，价格更有望提前攀升。随着存储芯片价格回升，半导体制造行业有望迎来新一轮景气周期，远期来看，下游行业景气度提升将带动半导体设备需求。
逻辑企业受AI需求带动也有望持续扩产，叠加先进制程需求。人工智能算力需求呈指数级增长，服务器CPU、存储需求带动先进制程产能需求增长。存储器件从2D 到3D 结构的转变使等离子体刻蚀和薄膜成为最关键的加工步骤：从NAND Flash到DRAM，再到Logic，如果器件实现从2D到3D的转换，就不需要EUV先进的光刻机了。
通过多重模板等离子体刻出的是光刻尺度的1/2到1/4的微观结构：由于光刻机的波长限制，14nm以下的结构主要依靠等离子体刻蚀和薄膜设备的多重模板技术，所以刻蚀设备和薄膜设备成为关键设备。⚫光刻机需要做出更低尺度下的微观结构：在光波上有限制的情况下，14nm以下的微观结构，一般是通过刻蚀机和薄膜机的组合拳，将二重曝光到四重曝光，把它做出10nm 以下的微观结构，所以它的应用越来越广泛，体量越来越大。
半导体设备通常分成十大类，其中占比最高的四类——光刻机、等离子刻蚀机、薄膜设备、检测设备。随着芯片从2D到3D的演变，刻蚀和薄膜设备越来越变成体量最大的设备，中微在刻蚀方面基本上全面覆盖，在薄膜设备实现部分覆盖；由于微观的器件越做越小，检测设备的重要性也逐步提高，体量增长也很快。
方华创设备种类占比达60%，传统优势在硅刻蚀、PVD、LPCVD和管式CVD。在整个行业中，从产品种类上来看，薄膜产品占比最高，达22.9%，其中PECVD产品占比最高，达8%；其次，刻蚀产品种类占比第二，达22.1%，其中硅刻蚀占比最高，达12.0%。光刻、清洗、炉管种类产品各占21%、10%、6.1%，离子注入产品占比11.6%，电镀产品ECO占比0.9%，CMP占比1.4%。北方华创生产的设备包括刻蚀、薄膜、清洗、炉管种类中的所有产品，占该行业所有产品的60%，其中刻蚀产品中的硅刻蚀，薄膜产品中的PVD、管式CVD、LPCVD为北方华创的传
整体来看，半导体设备国产化率仍处于低位。收入口径下，2023年11家半导体设备企业合计实现营收482亿元，同比+28%，对应半导体设备市场整体国产化率仍不足20%。◆细分领域来看，国产半导体设备企业在清洗、热处理、CMP、刻蚀设备等领域已取得一定市场份额。然而，对于光刻、量/检测、涂胶显影、离子注入设备等领域，我们预估2024年国产化率仍低于10%，国产替代空间较大。
涂胶显影设备与光刻机紧密协作，是光刻工序中的核心设备。涂胶显影设备主要包括涂胶机、喷胶机和显影机，其中涂胶机&喷胶机应用于曝光前光刻胶涂覆，显影机应用于曝光后图形显影。涂胶显影设备分别连接光刻机的输入&输出端口，直接影响光刻图形质量&缺陷控制，并对后续的蚀刻、离子注入等工序中的图形转移也有较大影响。◆根据是否与光刻机联机，涂胶显影设备可分为Off line与In line两大类，其中Off line多用于早期集成电路&低端制造工艺。随着集成电路制造工艺自动化程度提升，8英寸及以上的大型生产线中的涂胶显影设备一般均与光刻机联机作业（In line），通过机械手使晶圆在各系统间传输，进而完成光刻胶涂覆、固化、显影、坚膜等工艺过程。
全球范围来看，涂胶显影设备市场高度集中，日本TEL一家独大。在光刻工序涂胶显影设备领域，日本仍处于全球领先地位，包括日本TEL、日本DNS（Screen）等，均主要聚焦在前道晶圆加工领域，其中TEL占据全球87%市场份额，在我国市占率更是高达90%以上，主导地位显著。作为本土稀缺的涂胶显影设备供应商，公司在本土市场已经取得一定突破，市场份额约为4%，具备广阔的国产化替代空间。
全球范围内来看，KLA在半导体量/检测设备领域一家独大。前道晶圆量/检测设备技术壁垒较高，全球市场长期由KLA、AMAT、Hitachi等海外龙头主导，其中KLA一家独大，2023年全球市场份额高达50%，尤其是在晶圆形貌检测、无图形晶圆检测、有图形晶圆检测领域，KLA在全球的市场份额更是分别高达85%、78%、72%。
公司主营产品包含光刻工序涂胶显影设备和单片式湿法设备两大类，可用于8/12英寸单晶圆处理（如集成电路制造前道晶圆加工&后道先进封装环节）及6英寸及以下单晶圆处理（如化合物半导体、MEMS、LED芯片制造等环节）。①光刻工序涂胶显影设备：主要包含涂胶/显影机、喷胶机，可与光刻机联机/独立作业，涵盖LED芯片制造、集成电路后道先进封装和前道晶圆加工的I-line、KrF、ArF等制程工艺；②单片式湿法设备：主要包括清洗机、去胶机和湿法刻蚀机，适用于前道晶圆加工的清洗，以及后道先进封装的Bumping制备、WLCSP 封装、Fanout 封装等的清洗、去胶和刻蚀工艺。
从产业化进展来看，公司膜厚量测已较为成熟，OCD&电子束设备具备国产稀缺性，并积极布局明场缺陷检测&形貌量测领域。膜厚量测设备为公司基本盘，2020年1月即中标长江存储膜厚量测设备批量订单，现已获得多家一线客户批量订单，市场竞争力较强。公司OCD设备已通过多家一线客户验证，电子束量测设备已取得国内一线客户批量订单，均是国内稀缺供应商。此外，公司明场光学缺陷检测设备也已取得突破性订单，半导体硅片应力测量设备也取得客户订单，多品类产业化快速突破。
下游景气度预期向好，国内封测企业营收同比增速逐渐回升。据世界半导体贸易统计组织数据，全球半导体销售额增速自2022年9月开始下滑，其中2023年4月同比-22%，创造了2009年以来的新低。中国半导体销售额增速自2022年7月开始下滑，其中2023年2月同比-34%，创造自有统计数据以来的最低点。目前中国半导体销售额已连续6个月环比正增长，我们判断国内半导体景气度下行周期已接近尾声，销售终端的复苏有望沿产业链逐步传导至晶圆制造、封测等上游环节。◆随下游景气度复苏，以长电、通富、华天为代表的国内前三大封测厂营收连续3季度环比提升，同比负增速已有所收窄，预计至2024Q1有望重回正增长通道。
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