（報告出品方/作者：廣發證券，代川，周靜）

一、半導體制造的核心工藝設備之一，市場空間廣闊

（一）薄膜沉積設備價值量高、需求占比大

全球晶圓廠進入新一輪擴產周期，2021年半導體設備投資額有望實現30%以上增速。預測全球半導體制造設備市場2021年全年將增長34%達到953億美元，2022年有望再創新高突破1,000億美元大關。在分下游應用的銷售額預測中，SEMI預測2021-2022年，在下游邏輯芯片以及存儲芯片強勁需求帶動下，晶圓廠擴產增效將帶來半導體設備尤其是晶圓制造設備投資額的新一輪增長。預計2021年全球半導體晶圓制造設備817億美元，較上年增長33.5%。

?

??

中國大陸已成全球最大半導體設備市場，制造環節占比穩步提升，設備自給率仍然較低。受益于大陸晶圓廠擴產增效，2020年大陸半導體設備銷售額187.2億美元，同比增長39%,首次超過中國臺灣地區成為全球第一大半導體設備市場，占全球份額由2016年的16%升至26%。根據中國半導體行業協會統計，2016-2020中國集成電路行業銷售收入CAGR增速達19.5%，其中制造環節收入占比由2016年的26%穩步提升至2021年一季度31%，制造環節重要性日益凸顯。相較于國內設備市場擴容速度，國產化率仍處在較低水平，未來國產替代具備廣闊空間。

集成電路的設備可分為前道工藝設備（晶圓制造）和后道工藝設備（封裝測試）兩 大類，前者占集成電路設備整體市場規模的80%以上。晶圓制造設備按照所執行的工藝步驟又分為氧化/擴散、光刻、刻蝕、離子注入、清洗、CMP和金屬化設備七類。其中光刻機、刻蝕機和薄膜沉積的技術難度最大，價值量占比最高。據拓荊科技招股說明書，2020年新建晶圓廠設備投資中，三類設備投資額占比分別達到23%、30%和25%。

??

??

薄膜沉積工藝是指在硅片襯底上沉積一層功能薄膜。根據薄膜材料的不同可以分為金屬薄膜（AL/Cu/W/Ti）、介質薄膜（SiO2/Si3N4）以及半導體材料薄膜（單晶Si、多晶Si）。如果將芯片按照系統級-模塊級-寄存器傳輸-邏輯門-晶體管這樣自上而下的視角拆解，將得到成千上萬個晶體管以及連接它們的導線。相應的，晶圓加工工序可大致拆解為基板工序FEOL（負責在基板上制造出晶體管等部件形成MOS結構、介質膜、接觸孔等結構）和布線工序BEOL（將FEOL制造各部件與金屬材料連接布線形成電路）。而構成這些微觀結構的主要“骨架”，起到產生導電層或絕緣層、阻擋污染物和雜質滲透、提高吸光率、臨時阻擋刻蝕等重要作用的，正是上述各種材質的薄膜。只有通過重復進行薄膜沉積-光刻-刻蝕等步驟，才能在FEOL和BEOL工序中實現微觀結構的堆疊組合。

（二）四大因素推動行業加速擴容

市場空間：半導體行業整體景氣度提升，拉動市場對薄膜沉積設備需求的增加。根據拓荊科技招股書引用的Maximize Market Research，2020年全球半導體薄膜沉積設備市場規模達172億美元，年復合增長率11.2%，薄膜沉積設備（包含CVD及其他沉積設備）在晶圓產線各類設備中的價值占比將穩定在20%以上。未來，集成電路制造業產能擴張、產品升級和技術節點突破將帶來半導體薄膜沉積設備市場規模的高速增長。根據Maximize Market Research預測，2025年全球半導體薄膜沉積設備市場規模將擴大至340億美元，年復合增速13%以上。

??

??

展望未來，下游晶圓廠擴產增效、邏輯芯片代工廠先進產線占比提升以及FLASH存儲芯片3D NAND技術普及將進一步推動薄膜沉積設備的行業空間擴容。先進制程對薄膜工藝和材料的精密化、多樣化要求將催生更多行業增長點，為國產替代提供契機。

驅動因素一：晶圓廠擴產增效將帶動設備需求。 5G手機、云/服務器內存和汽車電子端的旺盛需求促使全球晶圓廠擴產增效，半導體設備投入隨之增加。根據 SEMI，截至今年5月，全球半導體設備訂單392.7億美元，較去年同期增長54%。從分地區訂單情況來看中國大陸前5個月的設備訂單額112.4億美元，增速達80%。

驅動因素二：先進制程邏輯芯片的沉積工序增多，多重曝光技術拉動薄膜沉積設備需求。據Gartner數據，預計到2024年用于7nm以下制程的半導體設備出貨量占比有望突破30%。先進制程主要用于高性能數字電路或者對低功耗要求較高的集成電路。在5G通信技術、數據中心、智慧城市、汽車電子、人工智能等一系列新技術及市場需求驅動下，先進制程產線占比將穩步提高。先進制程下，晶圓制造的復雜度和工序量都大大提升，為保證產能，產線上需要更多的設備。以SMIC的180nm的8寸產線和90nm12寸產線為例，在實現相同的芯片等效產能的情況下，對薄膜沉積設備的需求量將相應增加4-5倍。特別地，對于制程在14nm及以下的邏輯器件微觀結構，由于普遍使用的浸沒式光刻機受到波長限制，加工將通過等離子體刻蝕和薄膜沉積的工藝組合，即多重模板效應來實現，這將使得相關薄膜設備的加工步驟增多。

??

??

隨著芯片集成度不斷提升，晶體管結構也在接近物理尺寸的極限。自2011年開始，代工廠開始采用效率更高、功耗更低的22nm/16nm/14nm FinFET晶體管結構，隨之而來的問題——當光罩線寬接近光源波長時將會發生明顯的衍射效應，從而導致光刻工序的失敗。波長與功率始終是光刻核心指標：光源波長越短、功率越高，光刻機分辨率越高，可以實現的光罩線程結構越密集。

為了追求更高的圖形密度和更小工藝節點，業界提出兩條路線：一條路線是開發波長更短(13.5nm)、保真度更高的極紫外（EUV）光刻機，用在7nm及以下節點的BEOL金屬1層及過孔生成等工序。ASML推出的EUV系統NXE 3400C具有0.33數值孔徑（NA），而其正在研發的high NA EUV則具有0.55NA的透鏡，能夠實現8nm分辨率。最新研發的EUV光刻技術主要針對就是在2023年實現3nm及以下節點。這一路線的優點在于大大減少了曝光工序，成本和良率問題得到有效解決，缺點在于EUV光源和高數值孔徑鏡頭的研發難度大，ASML High-NA EUV預計2023年后量產。另一條路線則是在高階EUV量產之前，使用目前主流的ArF DUV光刻機（波長193nm），通過浸潤、相移掩模、多重曝光等方法，滿足28nm以下7nm以上的制程工藝。其缺點在于良率問題（多重曝光增加了套刻誤差overlay控制難度）和成本問題（多重曝光加倍了掩膜版成本），因此更多被定位為向先進制程的過渡和補充。

??

??

多重曝光技術是指在現有的光刻機精度下，依次使用不同的掩膜版，分別進行兩次及以上的曝光，將一次曝光留下的介質層作為二次曝光的部分遮擋層。LELE與SADP是較常用的多重曝光技術。LELE技術將給定的圖案分為兩個密度較小的部分，通過蝕刻硬掩模，將第一層圖案轉移到其下的硬掩模上，最終在襯底上得到兩倍圖案密度；SADP技術通過沉積和刻蝕工藝在心軸（mandrel）側壁上形成間隔物，經由額外的刻蝕步驟移除心軸，使用間隔物定義最終結構，使得特征密度增加了一倍。

需要注意的是，國內技術節點落后國外3-4個世代，SMIC 目前進入規模量產的是28nm/14nm/12nm節點。從國內現狀出發，同時借鑒海外晶圓廠的經驗可以發現，多重曝光技術作為對現有DUV的補充以及向EUV的過渡大有可為。國內薄膜設備市場充分受益，國產替代正當時。

驅動因素三：FLASH存儲芯片：3D NAND成為主流，堆疊層數與薄膜工序直接掛鉤。傳統的2D(Planar) NAND將存儲單元按照行和列排列在晶圓平面上，依靠光刻精度進步來縮小存儲單元的尺寸和間距，從而提升存儲容量。這種技術架構面臨兩方面限制：一方面是經濟性的限制，當發展到14nm以下制程時光刻技術的成本和復雜性將陡然提升；另一方面是物理限制，隨著存儲單元的尺寸逼近物理極限，串擾、耦合（interference）等現象會影響存儲性能。與房地產的思路不無相似之處，東芝和三星最早開發了3D NAND技術將一系列的存儲單元垂直構建，通過增加薄膜沉積和刻蝕工序來解決光刻節點和物理尺寸的種種限制，這一技術隨后很快被全球的存儲芯片廠商采用，目前已推出128/176層的3D NAND設備。

驅動因素四：芯片工藝進步及結構復雜化，先進制程下薄膜設備精密化、多樣化，由此產生各種薄膜沉積工藝設備份額的變化。在薄膜性能方面，先進制程的前段工藝對薄膜均勻性、顆粒數量控制、金屬污染控制的要求逐步提高。在設備種類方面，臺階覆蓋能力強、薄膜厚度控制精準的 ALD 設備，高深寬比溝槽孔洞填充能力強，沉積速度快的 SACVD 等新設備被引入產線。

??

??

二、多工藝路線并存，設備百花齊放

（一）PVD與CVD相互補充，路線、材料多元化

ULSI時代多層金屬化對成膜質量與制膜成本的要求日益嚴苛，薄膜材料與工藝日趨復雜。在MSI(中規模集成電路)和LSI（大規模集成電路）時代，硅片的設計和加工較為直接，淀積層數較少，對淀積工藝要求不算高。一個早期Nmos晶體管的特征尺寸遠大于1μm，硅片上各層并不平坦。隨著芯片集成度提高，器件和導線的特征尺寸都要有一個同等比例的縮小。

薄膜沉積按照原理不同可以分為化學工藝和物理工藝。化學工藝主要包括化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition)和電鍍（Electro Chemical Plating），物理工藝包括物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition)、蒸發、旋涂方法等。化學氣相沉積是指通過氣體混合的化學反應在硅片表面沉積一層固體膜的工藝，根據反應條件（壓強、前驅體）的不同又分為常壓CVD（APCVD）、低壓CVD（LPCVD）、等離子體增強CVD(PECVD)、高密度等離子體CVD（HDPCVD）和原子層沉積（ALD）。一顆芯片的制造過程中，涉及十余種不同材料的薄膜，各類電性能、機械性能不同的薄膜構成了芯片 3D 結構體中不同的功能。CVD和PVD是采用最多的兩種薄膜淀積工藝，一般來說絕緣薄膜采用CVD，金屬薄膜既可用PVD也可用CVD。

??

??

市場空間方面，據Gartner統計，CVD始終是應用最廣的沉積設備，市場空間近90億美元，占沉積設備整體市場份額的64%。其中等離子體CVD與原子層沉積成為最主流的CVD技術，分別占到34%和13%的市場份額。PVD的應用僅次于CVD，市場空間達到30億美元，目前的PVD技術以濺射（sputtering）路線為主。

市場格局方面，以應用材料、泛林半導體、東京電子等國際巨頭形成的壟斷格局已經較為明顯。據Gartner統計，2020年以上三家在全球沉積設備的市場份額分別達到43%、19%和11%。應用材料一家在濺射PVD設備獨占87%的市場份額，具有絕對統治力，在等離子體CVD中也有近49%的份額；泛林在LPCVD和電鍍設備市場占據較高的份額。東京電子在管式CVD設備市場占有率達46%。此外，半導體設備巨頭ASMI則在適用于先進制程的原子層沉積（ALD）具備較強的技術儲備，在相應細分市場占有率46%。

（二）CVD：占比最高的沉積設備，需求大、種類多，格局相對分散

常壓CVD(APCVD)：APCVD反應往往發生在質量運輸限制區，即限制沉積速度的關鍵因素在于反應物輸運速率而非化學反應速率。連續APCVD系統有高的設備產量、優良的連續性以及制造大直徑硅片能力。問題在于較高的氣體消耗量，并且需要經常清潔反應腔和傳送裝置。此外APCVD的臺階覆蓋能力差，主要用于淀積SiO2和摻雜的氧化硅（如PSG,BPSG,FSG）薄膜作為層間介質（ILD），起到保護性覆蓋物或表面平坦化的作用。據Gartner統計，2020年全球管式CVD設備市場空間14億美元，在各類薄膜設備中占比約10%，已逐漸被應用更廣的等離子體和原子層沉積技術超過。日本半導體設備廠商東京電子和同業國際電氣（Kokusai Electric，已被應用材料收購）在全球管式CVD設備市場中分別占據46%和51%的份額。

??

??

等離子體輔助CVD,主要包括PECVD和HDPCVD，工作原理是在真空腔中施加射頻功率使氣體分子分解為等離子體。等離子體的作用是觸發化學反應，并提供維持CVD淀積所需的能量和熱量。使用等離子體的優點在于：（1）更低的熱預算（250-450℃）（2）更好地填充高深寬比間隙（HDPCVD）（3）高的淀積速率，（4）少的孔洞因而具備高的膜密度。PECVD通常設計為冷壁反應器，發生在硅片以外的沉積較少，停工清洗時間更短。 主要用于制備二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅薄膜等。與LPCVD相比，PECVD的熱預算更低，膜應力也有明顯改善。HDPCVD的優點在于低熱預算（300-400℃）下高深寬比間隙的填充，被用在制作ILD,ILD-1，STI，刻蝕終止層以及低K介質的淀積。應用等離子體的CVD技術已成為CVD乃至薄膜沉積的主流。據Gartner統計2020年全球等離子體CVD設備市場空間達47億美元，遠超其他類別的沉積設備。應用材料、泛林半導體的此類設備市占率分別為49%和34%，設備種類更全，在薄膜材料和淀積指標上處在領先地位。

（三） PVD：以濺射為主，市場高度集中

物理氣相沉積（PVD）：用于半導體布線工藝的金屬化，PVD方法經歷了燈絲蒸發-電子束-濺射的演變。濺射由William Robert Grove 于1852年發現，并由Langmuir在上世紀20年代開發成薄膜沉積技術。在濺射過程中，高能粒子裝機具有高純度的靶材料，按物理過程撞擊出原子，這些原子穿過真空淀積在硅片上。相比于蒸發，濺射可以獲得更好的臺階覆蓋和通孔填充能力，通常用于關鍵阻擋層和種子層，如用于淀積銅布線工藝的鉭和氮化鉭阻擋層。常用的濺射系統包括RF(射頻)、磁控和IMP(離子化的金屬等離子體)。

據Gartner統計，2020年濺射PVD設備的市場空間達到近30億美元，占比21%，應用僅次于等離子體CVD。應用材料在PVD設備市場具備絕對優勢，市場占有率達到85%以上。

??

??

三、全球市場空間千億級別，壟斷格局明顯

（一）半導體設備投資快速增長，CVD占據主流

半導體設備逆勢增長，薄膜沉積設備中CVD占比最高。在2020年全球經濟增長放緩，疫情影響持續蔓延的情況下，半導體行業高速增長。特別是晶圓廠設備市場同比增長14%，領跑整個高科技產業。據Gartner統計，2020年全球薄膜沉積設備市場空間約140億美元，占晶圓廠設備投資額的25%。薄膜沉積工藝中CVD技術路線較多，具有較好的孔隙填充和膜厚控制能力。由于化學氣相沉積具有優良等角的臺階覆蓋以及對高深寬比通孔無間隙地填充能力，CVD在金屬沉積方面的應用正在增加，預計CVD設備的占比將始終保持在60%以上。

等離子體（Plasma）和原子層沉積（ALD）貢獻新增長點。等離子體輔助CVD成為化學氣相沉積的主流技術。引入等離子體有效降低了沉積工藝的熱預算，同時提升了沉積速率和對高深寬比孔隙的填充能力。使用等離子體的化學沉積工藝包括PECVD、HDPCVD等。此外，隨著集成電路特征線寬不斷縮小，沉積工藝對薄膜厚度的控制要求越來越精細。ALD基于化學吸附和順次反應的的自限性質，可以實現以單層原子作為厚度單位的薄膜沉積。據Gartner預測，到2024年等離子體CVD和ALD將分別占到CVD設備市場的51%和19%。

CVD和PVD壟斷格局明顯,ALD市場相對分散。以應用材料、泛林半導體、東京電子為代表的海外半導體設備供應商由于起步較早，具備雄厚的研發實力和全面的產品譜系，在薄膜沉積尤其是CVD和PVD設備市場占有較大的份額。ALD在銅種子層、高K柵介質淀積等工序中發揮著重要的作用，是發展較晚的新一代納米級CVD工藝，壟斷程度較低，國內以拓荊科技為代表的自主裝備企業已形成布局。

??

??

（二）應用材料：產品譜系全面，PVD設備一枝獨秀

應用材料公司1967年成立于美國，是國際領先的半導體和顯示設備制造商。公司主營業務包括半導體設備、顯示器、光伏及自動化軟件等。公司2020財年營收172億美元，同比增長17.8%，毛利率44.7%。半導體設備銷售額近114億美元，在營收占比達 66%。公司在半導體設備領域技術儲備豐富，產品覆蓋薄膜沉積、刻蝕、摻雜、光掩模、RTP、CMP等多道工序。2020年應用材料在大陸的設備銷售額同比增長27.6%，大陸已成為公司最重要的設備銷售市場。

公司提供最全面的薄膜沉積系列設備，可用于CVD/PVD/電鍍及外延等多種工藝。根據Gartner數據，2020年薄膜沉積設備占到公司半導體設備銷售收入的50%，其中以PVD和CVD為主，占比分別為43%和42%，其余15%為電鍍、外延等沉積設備。CVD設備中90%以上為等離子體輔助設備（包括PECVD/HDPCVD）。 CVD設備方面，Centura?、Cobalt、Endura?系列支持鎢、鈷等金屬材料的沉積，Producer?系列支持氧化物、氮化物、低k介電層等多種材料的沉積；PVD設備方面，Endura?支持1xnm以下的金屬化淀積，應用包括阻擋層、銅種子層等；ALD設備方面，Centura? iSprint?支持1xnm以下的鎢塞填充，Olympia?支持介電層薄膜的ALD淀積；電鍍設備方面，Nokota?支持20nm以下的銅、錫/銀合金、鎳、金電鍍；外延方面，Centura? EPI 系列用于鍺和硅鍺晶體基層的外延生長。

??

??

（三）泛林半導體： CVD及沉積后處理工藝，ECD一家獨大 泛林半導體（LAM Research.）

公司1980年1月成立于美國加利福尼亞州弗里蒙特，主營業務為向全球晶圓廠銷售技術領先的半導體設備，并提供耗材、產品升級等售后服務。2020財年公司營業收入約146億美元，同比大增46%，毛利率46.5%。中國大陸已成為公司最重要的設備銷售市場，來自大陸客戶的收入占比穩步提升，2020年達到35%。公司主要產品用于薄膜沉積、刻蝕、去膠清洗以及質量計量。

薄膜沉積設備方面，公司有較全面的CVD設備布局，此外還布局電鍍技術和沉積后薄膜處理技術。導體薄膜沉積方面，ALTUS家族主要用于觸點、通孔、插塞等納米級導電結構的鎢填充。這些結構的尺寸在納米以下，面臨極力降低接觸電阻以滿足先進器件的低功耗和高性能要求的挑戰。ALTUS? 系統處于市場領先水平，結合CVD和ALD，用于先進的鎢金屬化工藝中高保形薄膜沉積工序，應用場景包括鎢插塞、接觸孔和通孔填充、3D NAND字線、低應力復合互連，以及用于通孔和接觸孔金屬化的WN阻擋膜。SABRE系列可實現銅、鎢等其他金屬的電化學沉積ECD，用于導用于先進硅片級封裝（WLP） 和硅通孔（TSV）結構。

這些微型導電構件有助于縮小器件的整體尺寸，生產出更小、更快、更強大的移動電子設備。 SABRE? 3D系列將泛林集團可靠的SABRE Electrofill? 技術與其他創新技術相結合，可提供硅片級封裝和硅通孔應用所需的高質量薄膜，且具有高生產效率。電介質薄膜沉積方面，VECTOR、Striker和SPEED系列可分別實現絕緣層的PECVD、ALD、HDPCVD沉積過程。

沉積后處理技術方面，公司首屈一指的SOLA系列可以解決低k薄膜面臨的應力問題。通過專有處理工藝（暴露于紫外光、氣體和蒸汽及加熱等）修正后，可改善已沉積薄膜的物理特性。借助多點序列沉積（MSSP）架構，通過在硅片制造路徑各個點獨立控制溫度、波長和強度，用于氮化硅薄膜的應力處理。

??

??

（四）東京電子： CVD見長，ALD亦有布局

東京電子（TEL,Tokyo Electron Limited）成立于1963年，是日本最大的半導體制造設備提供商，也是世界第四大半導體制造設備提供商（僅次于應用材料、阿斯麥和泛林半導體）。2021財年公司營業收入13,991億日元，同比增長24%，毛利率和營業利潤率分別為40%和23%。公司主營業務包括半導體制造設備和平板顯示器制造設備的研發和生產，2021財年公司半導體設備業務收入13,152億日元，同比增長24%，營業利潤率28%，平板顯示器業務收入837億日元，營業利潤率11%。

公司的半導體設備覆蓋半導體制造流程中的大多數工序。其主要產品包括：涂布/顯像設備、熱處理成膜設備、干法刻蝕設備、CVD、濕法清洗設備及測試設備。據Gartner統計，2020年公司薄膜沉積設備銷售額199億美元，沉積設備市場占有率11%僅次于應用材料和泛林半導體。其管式CVD與非管式LPCVD設備均有30%以上的占有率，ALD設備亦有29%市場占有率，僅次于ASMI。

公司薄膜沉積設備共有五個類別共計 18個系列：

（1）熱處理設備，應用范圍從傳統的硅處理，如擴散氧化物和退火到LPCVD硅、SiO2、Si3N4到前沿ALD SiO2、Si3N4和高k電介質，以及自由基（非等離子體）氧化，包括TELINDY (PLUS)系列、 TELFORMULA系列以及ALPHA系列；

（2）磁退火設備，為各種磁性設備提供最佳的磁性退火工藝，如用在磁阻隨機存取存儲器（MRAM）、HDD磁頭、用于智能電源、智能手機、汽車和其他應用的磁傳感器，包括MRT300系列、MRT500系列、MATr系列；

（3）PVD設備， EXIM系列通過創新的300毫米PVD系統擴展了TEL的產品組合，尤其是在為自旋轉矩隨機存取存儲器（STT-MRAM）沉積多層膜方面，用于制作下一代非易失性存儲器；

（4）ALD設備，NT333系列是TEL的第一個用于ALD（原子層沉積）的半批次腔室。它在原子水平上提供薄膜厚度控制，采用了空間ALD方法而不是傳統的分時ALD技術，從而提供了優異的薄膜質量和高生產率。在每個腔室中可以同時處理多個基板。腔室本身被劃分為互補部分，通過基板旋轉以連續模式同時暴露和吸附前體和其他反應物。通過晶圓臺的一次旋轉執行一次ALD循環；

（5）單晶圓沉積系統， Triase系列可直接集成各種300mm處理模塊，主要用于高精度金屬沉積工藝，如鈦、錫和鎢，用于插塞和電極成型，具有優異的工具可靠性。

??

??

四、國產設備廠商積極布局，逐步突破

（一）拓荊科技

拓荊科技成立于2010，主營業務為半導體薄膜沉積設備，公司產品已經廣泛應用于國內晶圓廠14nm及以上制程集成電路產線，并已經開展10nm及以下產品驗證測試。公司主要產品為等離子體增強化學氣相沉積設備（PECVD）、原子層沉積設備（ALD）和次常壓化學氣相沉積設備（SACVD），用于晶圓制造產線薄膜沉積工藝。根據公司招股書，作為國內唯一一家產業化應用的集成電路，PECVD、SACVD設備廠，公司主營設備的市場開拓還處于起步階段。

收入方面，2018年至2020年，拓荊科技營業收入分別為0.71億元、2.51億元和4.36億元，2020年毛利率為34%。PECVD設備占主營業務收入的比例分別77.98%、100%和97.55%。而其余ALD設備和SACVD設備還處于產品發往不同客戶端進行產線驗證的市場開拓階段。銷量方面，2020年拓荊科技PECVD設備產量50臺，銷量31臺，同年ALD設備產量僅1臺，銷量為零，SACVD設備產量3臺，售出一臺。截止2020年末。公司發出商品56臺，其中尚未取得正式訂單、僅通過DEMO訂單等形勢安排發運的設備共計20臺。公司已經累計發貨150套機臺。

公司ALD設備在國內處于領先地位，已經發往客戶驗證，在14nm及以下制程邏輯芯片、17nm及以下DRAM芯片中有著廣泛應用。公司的ALD設備，在實現了薄膜顆粒數量和薄膜厚度的精確控制的同時，有效縮短了成膜反應時間，減少了反應氣體的使用量，提高了設備的使用效率。PE-ALD設備可以沉積SiO2和SiN材料薄膜，目前已適配55-14nm邏輯芯片制造工藝需求。在PE-ALD設備成功量產基礎上，為滿足 28nm以下芯片制造所需的Al2O3、AlN等金屬化合物薄膜的工藝需要，公司正在研發Thermal ALD設備。

公司還是國內唯一一家產業化應用的集成電路SACVD設備廠商。SACVD設備用于沉積BPSG、SAF材料薄膜，適配12英寸40/28nm以及8英寸90nm以上的邏輯芯片制造工藝需求。

??

??

（二）北方華創

北方華創主要從事基礎電子產品的研發、生產、銷售和技術服務，主要產品為電子工藝裝備和電子元器件，是國內主流高端電子工藝裝備供應商，也是重要的高精密電子元器件生產基地。公司電子工藝裝備主要包括半導體裝備、真空裝備和鋰電裝備，廣泛應用于集成電路、半導體照明、功率器件、微機電系統、先進封裝、新能源光伏、新型顯示、真空電子、新材料、鋰離子電池等領域。電子元器件主要包括電阻、電容、晶體器件、微波組件、模塊電源等，廣泛應用于精密儀器儀表、自動控制等高、精、尖特種行業領域。

PVD設備方面，北方華創微電子突破了濺射源設計技術、等離子產生與控制技術、顆粒控制技術、腔室設計與仿真模擬技術、軟件控制技術等多項關鍵技術，建立了具有自主知識產權的核心技術優勢，形成了國產集成電路領域高端薄膜制備設備零的突破，設備應用跨越90-14nm多個技術代，代表著國產集成電路薄膜制備工藝設備的較高水平，并成功進入國際供應鏈體系。據公司官網介紹，公司先后在集成電路、先進封裝、LED等領域研制了具有自主知識產權的13款PVD產品并成功產業化，從2012年設備銷售至今，已實現超過200臺設備銷售，總計超過800萬片量產。

CVD設備方面，公司憑借十余年的微電子領域高端工藝設備開發經驗，先后完成了PECVD、APCVD、LPCVD、ALD等設備的開發，致力于為集成電路、半導體照明、微機電系統、功率半導體、化合物半導體、新能源光伏等領域提供各種類型的CVD設備，滿足客戶多種制造工藝需求。公司自主開發的臥式PECVD 已成功進入海外市場，為多家國際領先光伏制造廠提供解決方案。而硅外延設備在感應加熱高溫控制技術、氣流場、溫度場模擬仿真技術等方面取得了重大的突破，達成了優秀的外延工藝結果，獲得多家國內主流生產線批量采購。面向LED領域介質膜沉積的PECVD設備，憑借優秀的工藝性能和產能優勢，已成為LED客戶擴產優選設備。

ALD設備方面，公司突破了前驅物輸運系統控制技術、均勻穩定的反應室熱場及流場控制技術、等離子產生與控制技術、脈沖射頻的快速調頻匹配技術、高效無損傷原位清洗技術及軟件控制技術等多項關鍵技術，建立了具有自主知識產權的核心技術優勢。公司先后研制了具有自主知識產權的熱原子層沉積(Thermal ALD)設備、等離子體增強原子層沉積(PEALD)設備兩個系列產品，可沉積Oxide(HfO2/Al2O3)、metal(TiN/TaN)、PE-SiN、PE-SiO2等多種薄膜，2018年形成設備銷售，實現了國產集成電路領域高端薄膜制備設備零的突破。

??

??

（三）中微公司

中微半導體設備股份有限公司2004年成立于上海張江，是一家以中國為基地、面向全球的微觀加工高端設備公司。公司主營業務為半導體集成電路制造、先進封裝、LED 生產、MEMS 制造以及其他微觀工藝的高端設備生產銷售。等離子體刻蝕設備已在國際一線客戶從 65 納米到 14 納米、7 納米和 5 納米的集成電路加工制造及先進封裝中有具體應用。公司的 MOCVD 設備在行業領先客戶的生產線上大規模投入量產，公司已成為世界排名前列、國內占領先地位的氮化鎵基 LED 設備制造商。

在沉積設備領域，公司投資了沈陽拓荊科技，目前持有拓荊科技11.2%股份。拓荊從介質薄膜開始做PECVD、等離子體加強的CVD，還有低k的CVD，然后做到ALD，也是大部分做介質的。沈陽拓荊集中在絕緣體。為與拓荊科技在介質薄膜沉積形成技術互補，中微在薄膜沉積技術的布局將集中在單晶外延、以及金屬LPCVD兩個方向，并組織了兩個團隊：（1）開發EPI設備，主要在 foundry logic device，主要應用是Si、Si/Ge EPI；（2）開發LPCVD，主要聚焦存儲芯片，主要應用是W、WN、TiN等。據公司《向特定對象發行股票募集說明書》披露，公司擬募集資金用于中微產業化基地建設項目、中微臨港總部和研發中心項目以及科技儲備資金，合計募集資金擬投入額100億元。

其中：（1）中微產業化基地建設項目擬募集31.7億元，用于擴充和升級等離子體刻蝕設備、MOCVD設備、熱化學CVD設備、環境保護設備，相應產能規劃情況分別為 630腔/年、120腔/年、220腔/年、180腔/年；（2）中微臨港總部和研發中心項目擬募集37.5億元用于研發CCP刻蝕設備、ICP刻蝕設備、MOCVD設備以及熱化學CVD設備（研發內容包括HPCVD、導體薄膜 LPCVD、ALD、EPI 等設備的開發及工藝應用開發）；（3）擬募集30.8億元作為科技儲備資金，用于新產品協作開發和對外投資并購。未來五年內公司預計投入3.0億元用于與國內設備公司合作研發PECVD等化學薄膜設備。

??

??

（四）盛美股份

盛美半導體設備（上海）股份有限公司，2005年成立于張江高科技園區，是具備世界領先技術的半導體設備制造商。公司主要產品包括半導體清洗設備、半導體電鍍設備和先進封裝濕法設備等，通過自主研發的單片兆聲波清洗技術、單片槽式組合清洗技術、電鍍技術、無應力拋光技術和立式爐管技術等，向全球晶圓制造、先進封裝及其他客戶提供定制化的設備及工藝解決方案。

公司具有高新技術企業資質，研發實力雄厚，承擔十一五國家科技重大專項課題“65-45nm銅互連無應力拋光設備研發項目”的研發和十二五國家科技重大專項課題“20-14nm銅互連鍍銅設備研發與應用”和“45-22納米單片晶圓清洗裝備研發與應用”的研發。公司立足自主創新，通過多年的技術研發和工藝積累，成功研發出全球首創的 SAPS/TEBO兆聲波清洗技術和 Tahoe 單片槽式組合清洗技術，可應用于 28nm及以下技術節點的晶圓清洗領域，可有效解決刻蝕后有機沾污和顆粒的清洗難題，并大幅減少濃硫酸等化學試劑的使用量，在幫助客戶降低生產成本的同時，滿足節能減排的要求。

在薄膜沉積及處理設備領域，公司產品包括多陽極局部電鍍設備及立式爐設備。電鍍設備適用于55/40/28和28nm以下的雙大馬士革電鍍工藝，采用脈沖局部電鍍技術沉積超薄銅種子層，設備應用于12寸晶圓。在前道銅互聯領域，盛美半導體是除 LAM外，全球范圍內少數幾家掌握芯片銅互連電鍍銅技術核心專利的公司之一。

其自主開發了針對20-14nm及更先進技術節點的芯片制造前道銅互連鍍銅技術（Ultra ECP map），采用多陽極局部電鍍技術的新型電流控制方法，實現不同陽極之間毫秒級別的快速切換，在超薄籽晶層上完成無空穴填充；同時通過對不同陽極的電流調整，在無空穴填充后實現更好的沉積銅膜厚的均勻性。目前，盛美半導體的半導體電鍍設備已經持續接到了客戶的訂單 。立式爐設備可大批量處理300毫米的晶圓，可應用于高性能的半導體制造LPCVD、氧化、退火和ALD應用，一次性操作裝載的晶圓數量為50-125片（晶圓/批），配備快速升降溫控制系統和腔體原位干法清洗系統。

??

??

（五）屹唐股份

屹唐股份是一家總部位于中國，面向全球經營的半導體設備公司，主要從事晶圓加工設備的研發、生產和銷售。核心子公司MTI設立于1988年，主營集成電路設備研發生產，2016年屹唐股份完成對MTI私有化收購。公司已成功推出干法去膠、快速熱處理、干法刻蝕設備等擁有高市場認可度的成熟產品系列，并已全面覆蓋全球前十大芯片制造廠商。干法去膠設備和快速熱處理設備用于90-5nm邏輯芯片、10nm系列DRAM芯片以及32-128層3D NAND制造；干法刻蝕設備用于65-5nm邏輯芯片。

五、投資分析

薄膜沉積設備作為半導體制造核心工藝制程設備之一，具備廣闊的市場空間；同時由于沉積材料多樣、技術路線多樣，相較于其他核心工藝而言，薄膜沉積設備給更多的設備商提供了發展的空間。當前國內多家半導體設備商已經取得突破、或者正在積極布局中，未來有望持續受益下游擴產以及國產化進程。

六、風險提示

行業投資波動帶來的收入不確定性；行業競爭加劇導致毛利率下滑；技術研發及國產化趨勢推進不及預期；國家產業扶持政策變化或扶持力度不及預期。

行業投資波動帶來的收入不確定性：受益于需求良好以及自主化進程推進，國內晶圓廠建設仍然處于較高景氣中，直接創造了對半導體設備的良好需求。如果由于需求或者工藝等原因，下游晶圓廠建設推遲或者取消，將會對市場需求產生不利影響。

行業競爭加劇導致毛利率下滑：由于半導體專用設備企業的技術發展和市場競爭力與所在國家集成電路產業整體發展水平以及所合作的集成電路制造廠商的工藝水平和市場地位密不可分，國內CMP設備廠商預計仍將在未來較長時間內繼續追趕國際龍頭。如果競爭對手開發出更具有市場競爭力的產品、提供更好的價格或服務等等，將進一步加劇市場競爭；另外，半導體設備市場的快速增長以及我國巨大的市場規模和進口替代預期，可能吸引更多的潛在進入者，都將進一步加劇市場競爭加劇；

技術研發不及預期的風險：在下游芯片制造廠商技術快速發展的背景下 ，半導體設備廠商的技術迭代升級也面臨巨大挑戰。如果設備公司產品技術升級不能滿足客戶對更先進制程生產的需求，或者未來芯片制造顛覆性新技術的出現，都可能對設備公司的經營產生重大不利影響。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫官網】。

「鏈接」