应用材料成立于 1967 年,凭借自主研发的薄膜沉积系统切入半导体设备市场,此后通过自研与收购并重的方式,将产品线扩展至刻蚀、CMP、原子层沉积、离子注入、计量检测等多个工艺环节,在 1992 年成为全球最大的半导体设备厂商并保持至今,形成了收入规模超两百亿美元的平台化布局。国产设备在刻蚀、薄膜沉积等环节已实现从单点突破到多品类覆盖的跨越,但差距的核心不在某一台设备能否做出来,而在于多环节平台化的完整度与工艺覆盖广度——这既是自主可控的短板,也是后续替代空间所在。

一、应用材料的平台化是怎么长出来的

应用材料的路径可以概括为“一个起点、两个手段”。起点是薄膜沉积:从早期的物理气相沉积、化学气相沉积系统出发,逐步形成 Endura、Centura、Producer 等系列产品。两个手段则是自研与并购:1981 年通过自主研发切入刻蚀赛道;1996 至 2011 年间的一系列收购,则补齐了 CMP、湿法工艺、离子注入、电子束晶圆检测、计量系统等能力,其中对 Varian 的收购提升了其在离子注入系统和晶体管生产方面的技术。

最终,其半导体业务覆盖外延、离子注入、氧化/氮化、快速热处理、物理气相沉积、化学气相沉积、化学机械平坦化、电化学沉积、原子层沉积、刻蚀、选择性加工、计量检测等十余个工艺技术门类,并延伸至显示器领域的阵列检测、缺陷评估与柔性工艺。

二、国产设备的进展与差距在哪

国内代表性厂商北方华创由七星电子与北方微电子战略重组而来,其中北方微电子的产品即包括刻蚀设备和薄膜沉积设备,目前形成四大产品线并行的平台化布局,由北京电控作为实际控制人。也就是说,国产设备已经在刻蚀、薄膜沉积这两个关键赛道中均有参与,这与应用材料早期“从薄膜沉积单点起家、再向刻蚀延伸”的路径具有相似性。

差距则体现在两个层面:

对比维度应用材料国产代表厂商
工艺覆盖十余个工艺技术门类,含离子注入、CMP、计量检测等四大产品线并行,未涉及光刻机
体量差距收入规模超两百亿美元市值比约 18%、营收比约 4.3%(历史区间口径)

需要说明的是,上述市值比与营收比是研报在特定时点整理的历史区间数据,反映的是当时的相对位置,而非当前状态;两家公司的体量差距仍然非常悬殊。

三、机会来自哪里

机会首先来自需求端。国内半导体设备市场占全球的比例在持续提升,且国内半导体设备市场增速高于全球,根据浙商证券的计算,过去 5 年平均高出 17.4%,需求明显更加强劲。身处增速更高的市场,叠加国产替代逻辑,国产厂商的业绩增速得以高于国际龙头——从 2017 年至今,北方华创的半导体设备业务收入涨幅超过 8 倍,同期应用材料为 2.1 倍,营收比从 1.2% 提升至 4.3%(研报口径)。

其次,从单一品类突破走向多环节平台化,本身就是可复制的成长路径。应用材料用数十年时间、通过自研加并购完成品类扩张,国产厂商的品类扩张同样在推进中。至于行业周期,晶圆厂扩产高峰之后是否必然带来产能过剩,市场分歧仍然较大;国产替代逻辑被认为能够抵消一部分行业景气度下行的影响,但这一判断仍需结合后续实际数据观察。

常见问题

国产半导体设备在薄膜沉积和刻蚀上算自主可控了吗?

从产品覆盖看,国产代表厂商北方华创在刻蚀设备和薄膜沉积设备两个赛道均有参与,已形成多产品线并行的布局。但“覆盖”与“全面自主可控”不是一回事:应用材料在这两个环节之外,还拥有离子注入、CMP、原子层沉积、计量检测等完整门类,国产厂商在品类广度上仍有明显距离。

为什么说平台化比单点突破更难?

单点突破考验的是某一工艺环节的技术攻关能力,而平台化考验的是跨环节的技术积累、客户验证与整合能力。应用材料从 1967 年成立到 1992 年成为全球最大半导体设备厂商,用了二十余年,其间依靠自研切入刻蚀、依靠 1996 至 2011 年的一系列收购补齐 CMP、离子注入、检测等能力。国产厂商的品类扩张仍在推进过程中,具体进度需以公司后续公开披露为准。

国产替代的推进节奏受什么影响?

一是国内半导体设备市场的需求增速,研报口径显示其高于全球平均水平;二是国产厂商自身的品类扩张速度;三是行业周期波动。晶圆厂扩产高峰后是否出现产能过剩,目前市场尚无定论,有观点认为扩产幅度并不大、物联网与汽车电子等新兴需求旺盛,也有观点依据历史规律担忧需求萎缩,需持续跟踪。