作者 | 昨辰
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核心看點：
1、作為半導體產業的基石，半導體設備是推動集成電路技術創新的引擎，通常半導體設備的研發需要領先半導體工藝 3-5 年；
2、半導體設備市場被美日歐壟斷，CR5≥65%，馬太效應推動集中度提升，而由於晶圓代工產能持續吃緊，大規模擴產之下，產業鏈上游半導體設備明顯受益，作為全球最大的半導體設備商，AMAT營收快速增長，營收增速實現V型反轉；
3、作為全球平台型半導體設備龍頭，AMAT致力於為客户提供從單體設備到解決方案的全品類服務，並通過持續高研發投入，保持行業領先地位，且常年在三星、台積電、英特爾等全球領先的IC製造商中佔有相當的份額；
4、半導體系統部門是公司最核心的業務，也是公司營收的最主要來源，幾乎覆蓋半導體設備的全品類，在PVD、離子注入和CMP等領域具有絕對壟斷地位；
5、作為前道製造三大主設備之一，薄膜沉積設備在晶圓產線各類設備中的價值佔比穩定在20%以上，未來市場空間增量較大，而AMAT由薄膜沉積設備起家，到2018年，公司的薄膜沉積產品佔全球PVD和CVD設備市場份額分別為85%和30%；
6、在EUV光刻機商用後，晶圓產線對刻蝕工藝的精度要求依然在提高，刻蝕設備在晶圓製造中仍佔據相當的重要性，AMAT、泛林和東京電子三大廠家在薄膜沉積和刻蝕設備領域均具備壟斷地位，且在馬太效應之下繼續趨於寡頭壟斷格局；
7、歸功於領先優勢、獨特的產品和組合、產品的加速升級，AMAT將持續從提供解決方案中受益，AGS已成為佔據公司營收 20%以上的重要部門，且已將很大一部分的AGS業務收入從按需服務轉變為長期服務協議形式的訂閲模式；
8、由於指引一般，AMAT短期可能震盪回調，但從長期來看，解決了零組件供應問題的AMAT，將在馬太效應下的寡頭壟斷格局，近兩年半導體設備投資額的增長，長期服務協議形式的訂閲模式下穩定的現金流收入中受益。
作為半導體產業的基石，半導體設備是推動集成電路技術創新的引擎，通常半導體設備的研發需要領先半導體工藝 3-5 年。半導體設備的技術迭代帶來設備更新換代的需求，同時，設備廠商的技術進步也進一步推動了半導體行業的發展。據Gartner，集成電路製造設備投資一般佔總資本支出的70%-80%，且隨着工藝製程的提升，設備投資佔比也將相應提高。
晶圓製造設備在半導體設備總支出中佔比最大。2020年全球半導體設備銷售額同比增19.15%至約712億美元，其中，前中道晶圓製造設備市場規模為 613億美元，佔比86.1%。前道製造三類主設備薄膜沉積設備、刻蝕機、光刻機為核心設備，技術難度最大，2020年這三類設備全球市場規模分別為161億美元、128億美元、122億美元，佔比分別為22.6%、18%、17.1%。
晶圓代工產能持續吃緊，大規模擴產之下，產業鏈上游半導體設備明顯受益
在5G、IoT、AI、自動駕駛及數據中心伺服器等市場驅動下，疊加疫情加速全球數字化趨勢，市場對半導體的需求激增，晶圓代工廠商紛紛擴產，半導體行業進入新一輪的上升週期，處於產業鏈上游的半導體設備，明顯受益於此輪半導體超級週期。據SEMI，全球將在21、22年兩年新建29座晶圓廠（21年增加19座，22年增加10座），並於23-24 年陸續投產。新晶圓廠落地後，必將大量採購相關半導體設備用於生產。因此，全球半導體設備投資額將保持高增長。另外，12月14日，SEMI發佈《年終總半導體設備預測報吿》，預計21年全球半導體設備銷售總額將同比增44.7%至1030億美元，創歷史新高，相較此前預測的953億美元上調了77億美元，22年全球晶圓廠設備支出將擴大到1140億美元，或將實現罕見的連續三年增長。
半導體設備市場被美日歐壟斷，CR5≥65%，馬太效應推動集中度不斷提升
半導體設備是晶圓廠的底盤，而美系設備商約佔Fab產線50%的份額（光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設備等），AMAT、LAM、ASML、KLAC都是全球壟斷級別的半導體設備巨頭，在先進節點工藝上依舊無可替代。其中，作為全球最大的半導體設備商，AMAT在半導體超級週期的加持下，營收快速增長，營收增速實現V型反轉。FY21應用材料淨營收同比增34%至230.63億美元；淨利潤同比增63%至58.88億美元；攤薄後每股收益同比增63%至6.4美元。
截止21年12月17日收盤，應用材料年內漲幅為70.56%，大幅跑贏同期納指100ETF(QQQ：23.12%)、標普500指數ETF(SPY：24.64%)及費城半導體指數(SOXX：36.98%)的漲幅。
作為全球平台型半導體設備龍頭，AMAT致力於為客户提供從單體設備到解決方案的全品類服務。應用材料（AMAT）成立於 1967 年，總部位於美國加利福尼亞，1972年在納斯達克上市，1992年公司營收達7.5億美金，成為全球最大的半導體設備廠商，並一直保持至今。作為整體系統解決方案供應商，公司涵蓋12類設備、10種工作平台以及11種解決方案，為客户提供從單體設備到解決方案的全品類服務。
持續高研發投入，保持行業領先地位
由於工藝製程的進步，客户和設備逐步減少，因此，半導體設備商必須儘可能利用好現有的設備模組，同時還要不斷研發新的製程技術以綁定全球領先的晶圓代工廠商。AMAT在研發費用投入方面不遺餘力，近十年（FY12-FY21）累計研發投入（每年研發費用率達 10%以上）達175.45億美金，不斷更新產品型號，以適應更復雜的晶圓加工要求，產品毛利率和淨利率也得到了改善，呈穩步上升趨勢。
提前的市場佈局讓AMAT搶佔了產業轉移的先機
一個優秀的半導體設備供應商，必須要有一個全球支持的系統，以隨時響應客户需求，強化同市場的聯繫，拉動內生增長。跟隨半導體產業三次轉移的步伐，AMAT逐步完成了從美國到日本，從日本到歐洲、韓國、台灣、新加坡，再到中國大陸的全球化市場佈局。其中，公司已連續多年成為台積電的最大半導體設備供應商。另外，在AMAT的核心市場中，2021年晶圓代工廠約60%的支出為晶圓生產設備的支出，預計未來幾年內將繼續保持當前水平甚至更高。
作為晶圓製造重要的製程環節，能否進入主流大廠的供應鏈，決定着半導體設備廠商的生死存亡，而AMAT常年在三星、台積電、英特爾等全球領先的IC製造商中佔有相當的份額。在技術的不斷演進過程中，僅有少數龍頭IC製造廠能夠承擔技術演進帶來的巨大資本支出並趕上技術量產的時程，半導體設備商也是如此。據VLSI Research，半導體設備廠商研發12寸晶圓線製造技術和設備模組的過程耗時極久，研發費用達8寸晶圓線的9倍，投資回收週期所需時間更長。儘管12寸晶圓面積約為8寸的2.25倍，但設備售價卻增加不到1倍，且隨着12寸晶圓產線在良率、穩定性及生產率方面的逐步改善，1座12寸廠最後的產出，相當於同等規模8寸廠的4-5倍，設備需求卻相對8寸減少。
注：空白表示佔比低於10%
半導體系統部門是公司最核心的業務，也是公司營收的最主要來源
AMAT的三大主營業務分別為半導體系統、應用材料全球服務（AGS）、顯示及相關市場。在刻蝕、薄膜沉積、離子注入、CMP、熱處理以及檢測等半導體設備領域中，AMAT都是行業中的佼佼者，且在PVD、離子注入和CMP等領域具有絕對壟斷地位。
隨着工藝製程的升級，浸沒式光刻機受波長限制，14nm及以下的邏輯器件微觀結構加工將通過薄膜沉積和等離子體刻蝕的工藝組合——“多重模板效應”來實現，使得相關設備的加工步驟設備增多，刻蝕設備和薄膜沉積設備逐步成為更關鍵且投資佔比最高的半導體設備。
AMAT刻蝕和薄膜沉積設備領域佔據壟斷地位，未來市場空間增量較大
AMAT由薄膜沉積設備起家，經過幾十年的發展，2018年，公司的薄膜沉積產品佔全球PVD（物理氣相沉積）和CVD（化學氣相沉積）設備市場份額分別為85%和30%。
作為前道製造三大主設備之一，薄膜沉積設備在晶圓產線各類設備中的價值佔比穩定在20%以上，未來市場空間增量較大。據Maximize Market Research，20 年全球薄膜沉積設備市場規模約為 172 億美元，CAGR達11.2%。未來，隨着集成電路製造業產能擴張、產品升級和工藝製程節點的突破，薄膜沉積設備市場規模將迎來高速增長期，25 年市場規模有望達到 340 億美元，7年CAGR為11.9%。
由於不同沉積設備技術差異較大，在子類別中存在明顯的市場格局的差異，因此，市場上呈現多家供應商共存的局面，每家供應商都有其擅長的技術領域。PVD 和 CVD 是主要的薄膜設備，基於 CVD 發展的ALD 是產業技術發展趨勢。其中，CVD 市場為AMAT、泛林半導體和東京電子三大寡頭壟斷，PVD 市場是AMAT一家獨大，市佔率長期佔據約 80%以上，ALD 市場則東京電子和 ASM 兩家公司佔比最高。
AMAT、泛林和東京電子三大廠家在薄膜沉積和刻蝕設備領域均具備壟斷地位，且在馬太效應之下繼續趨於寡頭壟斷格局。薄膜沉積可視為刻蝕的逆過程，且同樣應用等離子體技術，因此，沉積和刻蝕技術存在一些技術交集，沉積和刻蝕設備也多出自同一批廠商。據 Gartner，全球刻蝕領域三大巨頭分別為 Lam Research（拉姆研究）、TEL和AMAT，合計市佔率超90%。
刻蝕設備市場超過 130 億美元，是晶圓設備佔比第二高的市場。2011 年以來，刻蝕在晶圓設備的佔比從11%逐漸提升到 20%左右。2020 年全球刻蝕設備市場規模為 136.9 億美元，2022 年有望達到 183.9 億美元。
通過多重刻蝕的方式，除了提高光刻機精度以外，還可以實現更小關鍵製程的器件製造。在 EUV 光刻機商用之前，晶圓製造廠採用多重刻蝕的方式將芯片製程縮小到 7nm，遠小於浸沒式 DUV 光刻機的最小分辨率，刻蝕設備的市場價值佔比也逐年提升；在阿斯麥推出EUV光刻機後，先進製程的製造效率得到了提升，多重刻蝕的使用也相對減少，刻蝕設備價值佔比繼續提升的可能性不大，但晶圓產線對刻蝕工藝的精度要求依然在提高，因此刻蝕設備在晶圓製造中仍佔據相當的重要性。
歸功於領先優勢、獨特的產品和組合、產品的加速升級，AMAT將持續從提供解決方案中受益。全球服務部門主要提供一系列提高晶圓廠效率的解決方案以及軟件服務。基於“設備製造商比客户更瞭解客户需求”的理念，AMAT在1987 年革命性地推出了第一款單晶圓-多反應腔平台 Applied Precision 5000 平台，並在隨後的時間裏不斷收集客户面臨的問題，研發特定設備，提供相應的解決方案，以幫助客户提效降本。如今，AGS已成為佔據公司營收 20%以上的重要部門。基於AMAT強大的產品路線圖以及深入的客户接觸，FY21 AGS（應用材料全球服務）營收同比增20.6%至50.13億美元。實際上，AGS 在FY21Q4有超過 43.3 億美元的積壓訂單。其中有 72% 是期限為 1- 3 年的訂閲業務，而65% 的新訂閲預訂是多年期。
當前，AMAT已將很大一部分的AGS業務收入從按需服務轉變為長期服務協議形式的訂閲模式。此前，三季度公司60%的經常性收入便來自訂閲，並計劃在24年達到70%。2020 年公司擁有 1.4 W台機台的服務訂閲量（subscription），超過 0.4W台連接到AMAT服務器上。目前，公司裝機超過4W台機台，並擁有近1.5W台受長期服務協議覆蓋的機台的服務訂閲量，同比增12%。訂閲模式下的客户價值主要看兩個方面：續訂率和協議期限。AMAT的續訂率約為90%；而公司簽訂的平均協議期限從20年底的1.9年增至如今的2.3年。
在此前的財報電話會議中，AMAT表示，市場需求依舊強勁，產能也不是問題，如果沒有部分零組件供應的限制，公司FY21Q4的銷售額本應能增加3億美元，而這種限制或將持續影響2022財年的業績。AMAT的設備涉及數千個零組件，公司正在密切跟蹤其中約100個零組件的供應情況，預計FY22，供應問題將逐季好轉。
展望未來，因芯片短缺導致供應鏈放緩，AMAT預計FY22Q1淨營收在59.1-64.1億美元之間，低於預期的64.6億美元。Non-GAAP攤薄後每股收益預計在1.78-1.92美元之間。其中，半導體系統收入約為44.6億美元，同比增25.5%；AGS收入約為13.3億美元，同比增15.2%；顯示及相關市場達3.5億美元左右，同比降14.8%。
由於指引一般，AMAT短期可能震盪回調，但從長期來看，解決了零組件供應問題的AMAT，將在馬太效應下的寡頭壟斷格局，近兩年半導體設備投資額的增長，長期服務協議形式的訂閲模式下穩定的現金流收入中受益。
注：本文由美股研習社團隊原創，轉載請註明出處，謝謝！