从2018年以来，美国对中国半导体产业链相继进行了多次精准降维打击，从其动作来看，基本是围绕切断中国先进制程的供应链方面为基本指导思想。

华为从芯片设计全球前二到至今已无自主芯片可用，其核心原因在于我们没有掌握半导体产业链上游的自主权，半导体产业链上游是芯片之基，是中国需要大力补短板的地方，因此产业链上游是近1-2年内投资的重点。本文，我们为你梳理半导体上游领域相关公司。

半导体产业链上游主要包括EDA、技术服务、材料、设备四个方面。

EDA是指利用计算机软件完成大规模集成电路设计、仿真、验证等流程的设计方式。EDA软件是集成电路领域的上游基础工具，贯穿于集成电路设计、制造、封测等环节，是集成电路产业的战略基础支柱之一。

目前，EDA是制约中国集成电路产业发展的短板之一（另一个短板是光刻机），国产EDA现在只能勉强满足130nm/90nm级别的芯片设计，伴随着制程进步国产EDA工具明显乏力，难以进行22nm之下的设计。

另外工具不全也是中国EDA行业的一个问题。中国发展EDA行业具备必要性和迫切性，EDA国产化是中国集成电路行业发展的必经之路。

按照集成电路产业链划分，集成电路EDA工具可以分为制造类EDA工具、设计类EDA工具及封测类EDA工具。晶圆厂借助器件建模及仿真、良率分析等制造类EDA工具来协助其进行工艺平台开发，工艺平台开发完成后，晶圆厂建立集成电路器件的模型并通过PDK或建立IP和标准单元库等方式提供给集成电路设计企业。

设计类EDA工具则是基于晶圆厂或代工厂提供的PDK或IP及标准单元库为芯片设计厂商提供设计服务。封测类EDA工具主要是提供封装方案设计及仿真的功能，从而帮助芯片设计企业完成设计。

从全球范围内来看，拥有完整的、全流程产品的Synopsys、Cadence、SiemensEDA具有明显的竞争优势，位列第一梯队，已垄断EDA市场，CR3高达近70%。国产EDA厂商距第一梯队还有一定差距，华大九天与其他几家企业，在部分领域拥有全流程工具或具有领先优势，处于全球EDA行业的第二梯队，共占据全球市场约15%的份额。

第三梯队企业主要聚焦于某些特定领域或用途的点工具，整体规模和产品完整度与前两大梯队的企业存在明显差距，约占全球15%市场份额。

技术服务包括IP授权、电路分析、布图分析等。在芯片设计层面，随着芯片制程演进，芯片设计复杂度迅速上升，如何改善芯片的性能、功耗、裸片尺寸、良率等都是IC厂商面临的困难，尤其对初创企业而言，芯片设计所需要的投入是极大挑战。

同时，产品上市时间也成为各厂商比拼的关键。为了更专注于芯片及系统功能的设定和市场的把握，IC设计公司将芯片部分设计环节交由企业外包处理，以抢占先机。

IP核，即知识产权核，指在集成电路设计中通过验证、可重复使用、具有特定功能的宏模块。IP可以移植到不同的半导体工艺中，设计公司无需对芯片每个细节进行设计，可通过购买成熟可靠的IP方案以实现某个铁定功能，以缩短设计周期、节约设计成本，并提升产品性能及可靠性，因此IP核实支持产业链的上游关键环节。

根据公开数据，2021年全球IP核市场规模已达58亿美元，中国大陆企业仅芯原股份一家跻身全球前十，占比2%。目前中国大陆绝大部分芯片建立在国外IP构架之上，国内厂商积极布局，把握半导体产业链向中国转移的机遇。

半导体材料分为晶圆制造材料和封装材料。

在芯片制造过程中，硅晶圆环节会用到硅片；清洗环节会用到高纯特气和高纯试剂；沉积环节会用到靶材；涂胶环节会用到光刻胶；曝光环节会用到掩模板；显影、刻蚀、去胶环节均会用到高纯试剂，刻蚀环节还会用到高纯特气；薄膜生长环节会用到前驱体和靶材；研磨抛光环节会用到抛光液和抛光垫。

在芯片封装过程中，贴片环节会用到封装基板和引线框架；引线键合环节会用到键合丝；模塑环节会用到硅微粉和塑封料；电镀环节会用到锡球。

晶圆制造材料主要公司及客户

图片来源：九方金融研究所

半导体设备按照制造环节可以分为前道晶圆制造设备、封装设备。前道设备主要有光刻机、刻蚀机、薄膜设备等；后道封装设备主要有测试机、分选机、探针台等。

光刻机：根据ASML、Nikon、Canon三家光刻机财报数据统计，近两年全球光刻机每年出货量大约在300~400台之间，整体均价约0.3亿美元。其中主要产品是KrF约90~100台，ArFi约90~100台。近几年EUV出货量在逐步增长，全球仅有ASML具备供应能力，每年出货30~50台，均价超过1亿美元。

国内上海微布局前道光刻机设备。上海微电子装备（集团）股份有限公司主要致力于半导体装备、泛半导体装备、高端智能装备的开发、设计、制造、销售及技术服务。公司于2002年成立，2006年公司光刻机产品注册商标获得国家工商局批准。

2008年十五光刻机重大科技专项通过了国家科技部组织的验收。2009年交付首台先进封装光刻机产品。2013年公司国产首台用于2.5代AM-OLEDTFT电路制造的光刻机成功交付用户。2016年，公司首台暨国内首台前道扫描光刻机交付用户。2018年，公司90nm光刻机项目通过正式验收。

刻蚀设备：市场超过130亿美元，是晶圆设备占比最高的市场。2011年以来，刻蚀在晶圆设备的占比从11%逐渐提升到20%以上，2017年起成为全球晶圆设备中占比最高的装备类别，重要性不断提升。

刻蚀设备市场基本是干法刻蚀设备，2020年全球干法刻蚀设备市场约137亿美元，其中介质刻蚀（DielectricEtch）60亿美元，导体刻蚀（ConductorEtch）76亿美元。

根据Gartner，全球刻蚀企业前三大分别是LamResearch、TEL、AMAT，全球市占率合计91%。国内刻蚀业务前三大企业分别为中微公司、北方华创、屹唐半导体。

薄膜设备：用于沉积物质，在设备市场占比较高，2020年全球薄膜设备市场达到138亿美元，占IC制造设备21%。根据工作原理不同，薄膜沉积生长设备可分为：物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积（CVD）和外延等类别。

整个薄膜市场市占率最高的是AMAT。高端领域如ALD受ASM、TEL和Lam等海外龙头主导。国内布局IC制造领域薄膜设备的主要国产厂商包括北方华创和沈阳拓荆。

CMP(化学机械抛光)设备：CMP设备工艺复杂、研制难度大，为集成电路工艺流程中使用的主要设备之一。中国大陆CMP设备市场规模第一，海外龙头仍占据大份额。应用材料、日本荏原在全球占主导地位，2020年两家合计市占率超过93%，中国大陆厂商主要有华海清科。

涂胶显影设备：涂胶显影设备是光刻工序中与光刻机配套使用的涂胶、烘烤及显影设备，包括涂胶机、喷胶机和显影机。涂胶/显影机作为光刻机的输入（曝光前光刻胶涂覆）和输出（曝光后图形的显影）设备，主要通过机械手使晶圆在各系统之间传输和处理，从而完成晶圆的光刻胶涂覆、固化、显影、坚膜等工艺过程，是集成电路制造过程中不可或缺的关键处理设备。

东京电子与迪恩士垄断了全球主要市场，芯源微是国内目前唯一能提供前道涂胶显影设备的厂商。

清洗设备：去除晶圆片表面杂质，各制程前后均需使用。预计在2024年达到31.9亿美元。市场份额来看，日本迪恩士一家份额达到45%，迪恩士、东京电子、SEMES三家合计份额超过85%。盛美上海——国内半导体清洗设备龙头，芯源微、至纯科技有相关布局。

量测设备：半导体晶圆制造过程中不同工艺之后，往往需要进行尺寸测量、缺陷检测等，用于工艺控制、良率管理，要求快速、准确。根据SEMI，全球量测设备主要赛道由海外厂商主导并垄断，KLA在大多细分领域具有明显优势，此外AMAT也有所布局。国内公司上海精测、睿励科学、中科飞测、赛腾股份等主要布局。

测试设备：用于测试晶圆片及成品，全球半导体后道测试设备市场（含测试机、分选机、探针台）规模约50亿美元。检测设备市场。半导体测试包括晶圆允收测试（WAT）、晶圆检测（CP）、成品测试（FT）。

WAT环节涉及测试机、分选机、探针台；CP由测试机、探针台搭配完成；FT涉及测试机、分选机搭配完成。全球先进测试设备制造技术基本掌握在美国、日本等集成电路产业发达国家厂商手中，市场格局呈现泰瑞达、爱德万、科休、科利登等四家厂商寡头垄断。国内半导体测试设备主要有华峰测控、长川科技。

本报告由研究助理协助资料整理，由投资顾问撰写。投资顾问：黄波（登记编号：A0740620120007）