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1、平安證券研究所電子信息團隊平安證券研究所電子信息團隊2023年年10月月11日日分析師:分析師:付強、徐勇、閆磊付強、徐勇、閆磊、徐碧云徐碧云證券研究報告證券研究報告薄膜沉積設備頗具市場活力,國產化替代正當時薄膜沉積設備頗具市場活力,國產化替代正當時行業評級:行業評級:半導體半導體 強于大市(維持)強于大市(維持)電子電子強于大市(維持)強于大市(維持)2投資建議投資建議國內半導體產業蓬勃發展國內半導體產業蓬勃發展,為半導體設備公司提供了廣闊的平臺市場為半導體設備公司提供了廣闊的平臺市場,薄膜沉積設備廠商深度受益薄膜沉積設備廠商深度受益。美國對華半導體制裁持續,先進制程受阻,中短期內,國內半導
2、體產業鎖定成熟制程快速拓展,形成存量國產替代和產業增量拓展的雙重推手,外部市場環境優越,國內半導體設備廠商迎來前所未有的機遇;遠期看,先進制程快速發展,半導體工藝復雜度大幅提高,對半導體設備的市場需求也隨之攀升,待國內先進制程取得突破后,對設備產業鏈將起到巨大的帶動作用。薄膜沉積設備作為半導體制造三大核心設備之一,是后續幾乎所有工藝的基礎,重要性不言而喻,在目前優越的市場環境及政策支持下,產業鏈共同發力,需求端火熱,供給端也在努力追趕、加速放量,疊加目前仍然較低的國產化水平,產業前景長期向好的趨勢較為明確。PVDPVD、C CVDVD是薄膜沉積主流是薄膜沉積主流,ALDALD作為沉積設備新寵作
3、為沉積設備新寵,在先進制程中的應用越發凸顯在先進制程中的應用越發凸顯。PVD、CVD占據薄膜沉積賽道的半壁江山,半導體制造中絕大多數金屬層、介質層及半導體層均為PVD、CVD設備制造;隨著先進制程的不斷發展,對膜厚精度、薄膜質量、臺階覆蓋率等提出了更高的要求,HDPCVD、SACVD等技術應運而生,且ALD由于具備原子層級的膜厚控制能力,在先進制程的核心工藝(如SADP、HKMG等)中發揮關鍵作用,逐漸成為先進制程工藝平臺的“新寵”。國內多家廠商在薄膜沉積設備領域均有涉獵國內多家廠商在薄膜沉積設備領域均有涉獵,側重點有所差異側重點有所差異,競爭格局較為良性競爭格局較為良性。北方華創是國內PVD
4、龍頭,稀缺性較強,且在LPCVD、APCVD、ALD領域也有所布局,產品已經批量應用到半導體產線中;拓荊科技專注薄膜沉積設備,擁有PECVD、SACVD、ALD三大產品系列,公司處于快速上升階段;微導納米依靠ALD設備起家,在光伏、半導體中均有應用,且公司是國內首家成功將量產型High-k ALD應用于28nm節點集成電路制造前道生產線的國產設備公司,在ALD領域頗具競爭優勢。上述半導體設備廠商的產品結構有所不同,側重點分化明顯,形成了較為良性的差異化競爭格局。投資建議:投資建議:當前國內半導體產業擴張如火如荼,而海外對華半導體制裁持續加碼,國內半導體設備廠商面對優越的市場環境和政策支持,前景
5、較為樂觀;薄膜沉積設備作為半導體核心設備之一,在半導體制造中具有重要作用,在國產化替代、技術進步以及產業擴張帶來的多重市場需求下,產業鏈共同發力,PVD、CVD、ALD等薄膜沉積設備賽道在未來較長時間內將持續火熱,建議積極關注。風險提示:風險提示:(1)美國對華半導體制裁的風險。(2)國產化替代市場需求不及預期的風險。(3)國內公司技術突破不及預期的風險。XZlYmWiXdYnVnRsOqNaQbP7NnPnNoMsReRrQpPkPpOoNbRrRvNxNtPyRxNqMmNCONTENTCONTENT目錄目錄一、半導體產業結構復雜,上游設備是關鍵一、半導體產業結構復雜,上游設備是關鍵四、國
6、內廠商快速追趕,差異化競爭格局較為健康四、國內廠商快速追趕,差異化競爭格局較為健康三、薄膜沉積頗具活力,三、薄膜沉積頗具活力,CVD/PVD/ALDCVD/PVD/ALD各司其職各司其職二、設備市場環境優越,國產化替代正當時二、設備市場環境優越,國產化替代正當時五、投資建議與風險提示五、投資建議與風險提示41.1 半導體產業蓬勃發展,上游設備是基石半導體產業蓬勃發展,上游設備是基石數據來源:Wind,SEMI,華經產業研究院,平安證券研究所中國半導體產業銷售額(億美元)中國半導體產業銷售額(億美元)全球半導體設備銷售占比全球半導體設備銷售占比20222022(%)020040060080010
7、001200202120222023E2024E全球半導體設備市場規模(億美元)全球半導體設備市場規模(億美元)全球半導體產業銷售額(億美元)全球半導體產業銷售額(億美元)國內半導體產業蓬勃發展國內半導體產業蓬勃發展,設備市場頗具活力設備市場頗具活力。2022年,全球半導體產業銷售額約為5741億美元,中國半導體產業銷售額約為1813億美元,地位舉足輕重;根據SEMI數據,2022年全球半導體設備市場規模約為1074億美元,其中中國大陸占比約26.3%,合計約282億美元;國內半導體產業迅猛向前,帶動上游產業鏈配套同步發展。中國大陸中國臺灣韓國北美日本歐洲其他地區050010001500200
8、0201720182019202020212022020004000600020172018201920202021202251.2 半導體制造工藝復雜,薄膜沉積至關重要半導體制造工藝復雜,薄膜沉積至關重要數據來源:中芯國際公告,平安證券研究所半導體制造工藝復雜,核心工藝包括薄膜沉積、光刻、刻蝕、離子注入、退火、化學機械研磨等,集成電路的制造需要重復幾十次甚至上百次以上工藝,從而實現各膜層圖案的堆疊。氧化芯片制造的第一步是對晶圓表面進行氧化,形成一層絕緣層,一是可做后期工藝的輔助層,二是協助隔離電學器件,防止短路。光刻和刻蝕把氧化后的晶圓表面旋涂一層光刻膠,隨后對其進行曝光,再通過顯影把電路圖
9、形顯現出來,光刻層數多達幾十層,每一層之間的校準必須非常明確,接下來進行刻蝕,用化學腐蝕反應的方式,或用等離子體轟擊晶圓表面的方式,光刻膠覆蓋的位置被保護,沒有被覆蓋的位置被刻蝕,形成凹陷,實現電路圖形的轉移。離子注入、退火離子注入就是把雜質離子轟進半導體晶格中,使得晶格中的原子排列混亂或者成為非晶區,退火是將離子注入后的半導體放在一定溫度下進行加熱,恢復晶體的結構消除缺陷,從而激活半導體材料的不同電學性能?;瘜W機械研磨每個結構層完成后用化學腐蝕和機械研磨相結合的方式對晶圓表面進行磨拋,實現表面平坦化。后期處理最后,晶圓再經過背面減短、切片、封裝、檢測,一個完整的芯片產品制備完成。重復流程芯片
10、制造的主要步驟需要循環反復幾十次甚至上百次。薄膜沉積物理氣相沉積用于形成各種金屬層,連通不同的器件和電路,以便進行邏輯和模擬計算;化學氣相沉積用于形成不同金屬層之間的絕緣層。電鍍則專用于生長銅連線金屬層。半導體制造工藝半導體制造工藝61.2 半導體制造工藝復雜,薄膜沉積至關重要半導體制造工藝復雜,薄膜沉積至關重要數據來源:各公司官網,平安證券研究所氧化氧化氧化爐AMAT日本日立TEL北方華創屹唐半導體薄膜沉積薄膜沉積PVDCVDALDAMATLAMTEL北方華創拓荊科技中微公司AMATUlvac北方華創ASMTEL北方華創拓荊科技微導納米涂膠涂膠涂膠顯影設備TELDNS芯源微光刻光刻光刻機AS
11、ML尼康佳能上海微電子離子注入離子注入離子注入機AMATACLS凱世通中科信刻蝕刻蝕刻蝕機LAMTELAMAT北方華創中微公司拋光拋光CMP設備AMAT日本荏原華海清科電科裝備45所檢測檢測檢測設備KLAAMAT精測電子中科飛測華峰測控多次清洗多次清洗清洗設備DNSTELLAM北方華創盛美上海芯源微半導體上游設備產業鏈豐富半導體上游設備產業鏈豐富,薄膜沉積設備是基礎薄膜沉積設備是基礎。薄膜沉積、光刻、刻蝕被視為半導體制造的三大核心設備,其中,薄膜沉積是基礎,負責金屬、介質以及半導體薄膜的制備。CONTENTCONTENT目錄目錄一、半導體產業結構復雜,上游設備是關鍵一、半導體產業結構復雜,上游
12、設備是關鍵四、國內廠商快速追趕,差異化競爭格局較為健康四、國內廠商快速追趕,差異化競爭格局較為健康三、薄膜沉積頗具活力,三、薄膜沉積頗具活力,CVD/PVD/ALDCVD/PVD/ALD各司其職各司其職二、設備市場環境優越,國產化替代正當時二、設備市場環境優越,國產化替代正當時五、投資建議與風險提示五、投資建議與風險提示82.1 機會所在機會所在-美國對華半導體制裁,設備國產化獲大力支持美國對華半導體制裁,設備國產化獲大力支持數據來源:美國商務部,平安證券研究所管制措施推出時間管制措施推出時間管制主要內容管制主要內容2018年4月美國商務部發布公告,在未來7年內禁止中興通訊向美國企業購買敏感產
13、品。2019-2020年2019年5月,華為及68家附屬關聯公司被美國列入“實體名單”;2020年5月,BIS限制華為購買使用美國技術、軟件設計制造的半導體;2020年8月,BIS在實體清單中新增38家華為附屬公司,并修訂外國制造直接產品規則,進一步限制華為使用基于美國軟件/技術生產的半導體。2020年12月中芯國際被納入實體名單,對用于10nm技術節點的產品或技術,美國商務部采取“推定拒絕”的審批政策進行審核。2022年7月美國眾議院通過芯片與科學法案,主要內容包括:(1)分5年提供527億美元用于半導體制造激勵計劃、研發投資、稅收抵免,其中美國芯片基金共500億美元,390億美元用于鼓勵半
14、導體制造企業,110億美元補貼芯片研發;(2)法案授權在未來十年撥款2000億美元增加關鍵領域科技研發的投資;(3)法案要求獲得補貼的半導體企業未來10年內不得在中國大陸新建或擴建先進制程的半導體工廠。2022年7月美國半導體廠商收到美國商務部規定,要求不得向中國供應用于制造14nm芯片的設備。2022年8月BIS公告美國準備對EDA等四項技術實行出口管制。2022年8月美國通知英偉達向中國和俄羅斯出口A100和H100芯片需新的許可證要求。2022年10月BIS對中國進行超級計算機計算芯片和包含此類芯片的計算機商品加入CCL中;對受到許可證要求限制的外國生產項目的范圍擴大到實體名單上中國境內
15、的28家現有實體;針對18nm的DRAM、128層的NAND存儲芯片增加了新的許可證要求;限制美國人員在沒有許可證的情況下支持在某些位于中國的半導體制造“設施”研發和制造集成電路;將包括長江存儲、中國科學院大學等科研院校在內的31家實體列入未經核實名單(UVL)。2023年3月美國商務部將浪潮集團、龍芯中科等公司列入實體名單。美國打壓中國半導體產業美國打壓中國半導體產業,國內半導體產業鏈國產化趨勢不斷加深國內半導體產業鏈國產化趨勢不斷加深。美國對華半導體管制已經從最初的針對某些特定公司擴大到對半導體整個行業的全面限制,半導體設備屬于美國打壓中國半導體產業的重要領域;美國的打壓已經明牌,在國內半
16、導體企業拿不到先進的上游資源時,國產化替代成為唯一選擇。近年海外對華半導體管制措施(部分)近年海外對華半導體管制措施(部分)92.1 機會所在機會所在-美國對華半導體制裁,設備國產化獲大力支持美國對華半導體制裁,設備國產化獲大力支持政策名稱政策名稱發布時間發布時間發布單位發布單位主要內容主要內容“十三五”國家科技創新規劃2016年8月國務院攻克14納米刻蝕設備、薄膜設備、摻雜設備等高端制造裝備及零部件,突破28納米浸沒式光刻機及核心部件,研制300毫米硅片等關鍵材料,研發14納米邏輯與存儲芯片成套工藝及相應系統封測技術,開展75納米關鍵技術研究,形成2814納米裝備、材料、工藝、封測等較完整的
17、產業鏈,整體創新能力進入世界先進行列。新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干措施2020年8月國務院出臺財稅優惠政策、投融資政策、研究開發政策、人才政策、知識產權政策、市場應用政策、國際合作政策等方面的政策措施,大力支持高端芯片和各類軟件的關鍵核心技術研發。中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標剛要2021年3月全國兩會科技前沿領域攻關:集成電路設計工具、重點裝備和高純靶材等關鍵材料研發,集成電路先進工藝和絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)、MEMS等特色工藝突破,先進存儲技術升級,碳化硅、氮化鎵等寬緊帶半導體發展。上海市先進制造業發展“十四五”規劃2021
18、年7月上海市政府集成電路實現14納米先進工藝規模量產,5納米刻蝕機、12英寸大硅片、國產CPU、5G芯片等技術產品打破壟斷。廣東省制造業高質量發展“十四五”規劃2021年8月廣東省政府著力突破核心電子元器件、高端通用芯片,提升高端電子元器件的制造工藝技術水平和可靠性,布局關鍵核心電子材料和電子信息制造裝備研制項目,支持發展晶圓制造裝備、芯片/器件封裝裝備3C自動化、智能化產線裝備等?!笆奈濉眹倚畔⒒巹?021年12月網信委關鍵核心技術創新能力顯著提升,集成電路、基礎軟件、裝備材料、核心元器件等短板取得重大突破。廣州市半導體與集成電路產業發展行動計劃(2022-2024年)2022年3月廣
19、州市工信局(1)推動產業特色集聚發展。(2)提升高端芯片設計能力。(3)做大做強芯片制造業。(4)布局發展寬禁帶半導體。(5)推動封裝測試業高端化發展。(6)引進培育高端材料重點裝備企業。(7)支持公共服務平臺建設。(8)完善產業投融資環境。(9)強化應用需求牽引作用。(10)深化行業交流合作。深圳市培育發展半導體與集成電路產業集群行動計劃(2022-2025)2022年6月深圳市發改委九大重點工程:(1)EDA工具軟件培育工程;(2)材料裝備配套工程;(3)高端芯片突破工程;(4)先進制造補鏈工程;(5)先進封測提升工程;(6)化合物半導體趕超工程;(7)產業平臺強基工程;(8)人才引育聚力
20、工程;(9)產業園區固基工程。數據來源:政府官網,平安證券研究所自主可控重要性凸顯自主可控重要性凸顯,半導體產業得到大力扶持半導體產業得到大力扶持。在美國對華半導體制裁的背景下,國家以及各地方政府從財政優惠、投融資環境、人才培養等多個維度連續出臺了多項扶持政策,大力支持和引導半導體產業發展,推動國內半導體產業國產化穩步前行。國家對半導體產業的支持政策(部分)國家對半導體產業的支持政策(部分)102.2 機會所在機會所在-國內半導體產業快速拓展,設備市場需求旺盛國內半導體產業快速拓展,設備市場需求旺盛公司公司工廠代號工廠代號地點地點晶圓尺寸(英寸)晶圓尺寸(英寸)規劃產能(萬片規劃產能(萬片/月
21、)月)中芯國際SN2上海123.5B3北京1220Fab16深圳124-天津1210-紹興1210華虹集團華力八廠上海126華虹九廠無錫128長江存儲Fab2武漢1210長鑫存儲-合肥1224士蘭微-廈門124-杭州83晶合集成Fab3合肥1220數據來源:各公司公告,平安證券研究所公司公司工廠代號工廠代號地點地點晶圓尺寸(英寸)晶圓尺寸(英寸)規劃產能(萬片規劃產能(萬片/月)月)臺積電南京122燕東微-北京124昇維旭-深圳1214芯恩-青島124-青島84粵芯半導體-廣州1212捷捷微電-南通125積塔半導體-上海125-上海86卓勝微-無錫61鵬芯微-深圳121榮芯半導體淮安124在國
22、家政策的大力支持下,國內半導體晶圓廠鎖定成熟制程進行大幅擴建,晶圓代工廠(如中芯國際、華虹集團、晶合集成)、存儲廠(如長江存儲、長鑫存儲)、IDM特色工藝廠(如士蘭微、華潤微)等是此次擴建的重要參與者。在美國制裁的大背景下,產線設備自主可控至關重要,國內晶圓廠的大規模擴建對上游的國產設備產生巨大的增量市場需求。國內在建國內在建/規劃的晶圓廠(部分)規劃的晶圓廠(部分)112.3 機會所在機會所在-技術工藝進步為薄膜沉積設備帶來增量市場技術工藝進步為薄膜沉積設備帶來增量市場02040608010012090nm CMOS3nm FinFET不同工藝制程對應的薄膜沉積工序數量(道)不同工藝制程對應
23、的薄膜沉積工序數量(道)半導體工藝制程進步半導體工藝制程進步,產線設備投資額大幅增長產線設備投資額大幅增長。以5萬片產能為例,90nm產線的設備投資額約21.34億美元,20nm產線的設備投資額約47.46億美元,漲幅122%。薄膜沉積設備是半導體產線的三大核心設備之一薄膜沉積設備是半導體產線的三大核心設備之一,其市場規模也將隨著工藝制程的進步不斷增長其市場規模也將隨著工藝制程的進步不斷增長。隨著集成電路制造工藝不斷向更先進的制程發展,單位面積集成的電路規模不斷擴大,芯片內部立體結構日趨復雜,所需要的薄膜層數越來越多,對薄膜沉積設備的數量需求也水漲船高:90nm制程的CMOS產線大約有40道薄
24、膜沉積工序,對應的薄膜材料種類約6種,而在3nm制程的FinFET產線中,薄膜沉積工藝增加到100道,涉及的薄膜沉積材料近20種,薄膜層數增長對沉積設備帶來大量需求。數據來源:中芯國際公告,拓荊科技招股說明書,平安證券研究所0500010000150002000025000產能產能5 5萬片對應的設備投資額(百萬美元)萬片對應的設備投資額(百萬美元)122.3 機會所在機會所在-技術工藝進步為薄膜沉積設備帶來增量市場技術工藝進步為薄膜沉積設備帶來增量市場數據來源:拓荊科技招股說明書,平安證券研究所2D Nand2D Nand、3D Nand3D Nand芯片結構圖芯片結構圖0%5%10%15%
25、20%25%30%2D Nand3D Nand薄膜沉積設備占薄膜沉積設備占FlashFlash芯片產線資本開支的比例(芯片產線資本開支的比例(%)FlashFlash存儲芯片結構從存儲芯片結構從2 2D D NandNand發展到發展到3 3D D NandNand,結構越發復雜化結構越發復雜化,導致存儲芯片的制造對薄膜沉積設備的需求量快速增長導致存儲芯片的制造對薄膜沉積設備的需求量快速增長。(1)3DNand的多層垂直堆疊結構賦予其更高的存儲密度,是Flash存儲芯片演進的必然趨勢,國際龍頭廠商的3D Nand芯片已經到突破200層以上,層數越多,對設備的需求量越大;(2)2D時代,薄膜沉積
26、設備占Flash芯片產線資本開支的比例約為18%,進入3D時代,該比例增長到26%,未來隨著3D Nand Flash芯片內部層數的進一步增加,存儲芯片產線對薄膜沉積設備的需求也將隨之持續提升。2D Nand3D NandCONTENTCONTENT目錄目錄一、半導體產業結構復雜,上游設備是關鍵一、半導體產業結構復雜,上游設備是關鍵四、國內廠商快速追趕,差異化競爭格局較為健康四、國內廠商快速追趕,差異化競爭格局較為健康三、薄膜沉積頗具活力,三、薄膜沉積頗具活力,CVD/PVD/ALDCVD/PVD/ALD各司其職各司其職二、設備市場環境優越,國產化替代正當時二、設備市場環境優越,國產化替代正當
27、時五、投資建議與風險提示五、投資建議與風險提示143 薄膜沉積工藝拆解薄膜沉積工藝拆解數據來源:平安證券研究所薄膜沉積設備薄膜沉積設備PVDPVDCVDCVDALDALD濺射蒸鍍離子鍍PECVDLPCVDMOCVDSACVDTALDPEALD北方華創北方華創拓荊科技拓荊科技中微公司中微公司微導納米微導納米目前主流的薄膜沉積設備有物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)。三種薄膜沉積工藝在沉積原理、沉積材料、適用膜層及工藝等方面存在明顯差異,如PVD完全是物理反應,CVD涉及到氣相化學反應,ALD則是一種特殊的CVD,通過脈沖反應實現單原子層級沉積精度,三者憑借各自的
28、特性搭配完成集成電路制造流程中的薄膜沉積。153 薄膜沉積工藝在邏輯、存儲芯片中的應用詳解薄膜沉積工藝在邏輯、存儲芯片中的應用詳解數據來源:拓荊科技公告,平安證券研究所邏輯芯片結構中薄膜沉積工藝的應用詳解邏輯芯片結構中薄膜沉積工藝的應用詳解存儲芯片結構中薄膜沉積工藝的應用詳解存儲芯片結構中薄膜沉積工藝的應用詳解薄膜沉積是整個半導體制造行業的基礎工藝,廣泛應用于邏輯、存儲芯片的制造過程中,包括器件內各種金屬層、介質層、鈍化層、阻擋層、硬掩膜、自對準雙重成像以及部分半導體膜的制備都屬于薄膜沉積工藝范疇。分類來看:PVD主要負責金屬膜層的沉積;CVD種類眾多,主要負責各種介質膜層以及半導體膜層的沉積
29、;ALD具備優異的膜厚控制、臺階覆蓋以及填孔能力,在28nm以下的先進制程中發揮舉足輕重的作用,主要應用在SADP、HKMG等工藝中。163 薄膜沉積設備市場規模薄膜沉積設備市場規模數據來源:SEMI,Gartner,平安證券研究所根據SEMI數據,預計2023年全球半導體設備市場規模約874億美元;根據Gartner數據,預計2023年PVD、CVD、ALD設備的全球市場規模分別為45.0億美元、95.5億美元、24.0億美元,假設國內占比約30%(依據:2022年中國大陸半導體設備市場占全球市場的比例為26.3%,樂觀估計國內薄膜沉積設備的全球市占比約30%),簡單計算可得2023年PVD
30、、CVD、ALD設備的國內市場規模預計分別為13.5億美元、28.6億美元、7.2億美元。全球半導體設備市場(億美元)全球半導體設備市場(億美元)國內薄國內薄膜沉積設備市場規模及組成(億美元)膜沉積設備市場規模及組成(億美元)國內占比30%050100150200250202120222023F 2024F 2025F 2026F 2027FPVDCVDALD其他全球薄膜沉積設備市場規模及組成(億美全球薄膜沉積設備市場規模及組成(億美元)元)01020304050607080202120222023F2024F2025F2026F2027FPVDCVDALD其他0200400600800100
31、01200202120222023E2024E173.1 PVD:原理及用途:原理及用途PVDPVD是通過濺射或蒸發待鍍材料產生金屬蒸汽是通過濺射或蒸發待鍍材料產生金屬蒸汽,之后在晶圓表面冷凝成膜的薄膜沉積工藝之后在晶圓表面冷凝成膜的薄膜沉積工藝。PVDPVD工藝過程中工藝過程中,僅材料形態發生改變僅材料形態發生改變,不不涉及化學反應涉及化學反應,屬于純粹的物理變化屬于純粹的物理變化。半導體制造全過程中,PVD是沉積超純金屬、過渡金屬氮化物薄膜必不可少的關鍵工藝,在Al pad(與PCB鍵合的焊盤)、金屬硬掩膜(常用TiN)、Cu阻擋層(常用TaN,功能為防止Cu擴散)、Cu籽晶層(常用純Cu
32、或Cu合金,作為后續電鍍工藝的種子層)等工藝段得到廣泛應用。數據來源:AMAT官網,北方華創官網,平安證券研究所PVDPVD設備結構圖(磁控濺射)設備結構圖(磁控濺射)金屬硬掩膜、金屬硬掩膜、CuCu互聯示意圖互聯示意圖(1)(2)(5)(7)(8)(3)(4)(6)阻擋層、種子層沉積金屬硬掩膜183.1 PVD:分類及對比:分類及對比PVD主要分為三大類:真空蒸鍍、濺射鍍膜、離子鍍。1)真空蒸鍍:高真空條件下加熱待鍍材料至氣化并在基板上沉積薄膜的過程;2)濺射鍍膜:氣體放電產生的氣體離子高速轟擊靶材表面,靶材原子被擊出并在基板表面成膜的過程;3)離子鍍:真空蒸鍍和濺射鍍膜的結合體,待鍍材料氣
33、化后在放電空間部分電離,之后待鍍離子被電極吸引至基板沉積成膜。真空蒸鍍粒子能量溫和,膜層附著力、致密性較低,目前是OLED面板的主流工藝,半導體中應用不多;磁控濺射是應用最為廣泛的PVD鍍膜技術,其利用磁場對電子進行約束,離子密度大幅提升,鍍膜速率快,按照濺射源不同,磁控濺射又分為直流濺射、中頻濺射和射頻濺射,直流濺射一般應用于金屬靶,射頻濺射則是金屬靶和陶瓷靶均可;離子鍍兼具蒸鍍、濺射的優點,無需高純靶材,但裝置操作較復雜,目前應用范圍不是很廣泛。真空蒸鍍真空蒸鍍濺射鍍膜濺射鍍膜離子鍍離子鍍壓強(Torr)10-5-10-60.15-0.020.02-0.005能量(eV)0.1-11-10
34、0.1-1鍍膜速率(um/min)0.1-700.01-500.1-50繞射性附著能力薄膜致密性內應力拉應力壓應力壓應力數據來源:華經產業研究院,平安證券研究所PVDPVD分類及對比分類及對比三種三種PVDPVD鍍膜技術示意圖鍍膜技術示意圖193.1 PVD:市場格局:市場格局AMAT其他PVDPVD設備市場格局設備市場格局20202020數據來源:華經產業研究院,Gartner,各公司官網,平安證券研究所 PVDPVD設備市場壟斷性極強設備市場壟斷性極強,AMATAMAT是全球范圍內絕對的龍頭是全球范圍內絕對的龍頭,20202020年年,AMATAMAT的的PVDPVD設備全球市占率高達設備
35、全球市占率高達8787%;此外,日本Ulvac、瑞士Evatec等公司也有較強的競爭力。北方華創是國內北方華創是國內PVDPVD設備的領導者設備的領導者,產品廣泛應用到集成電路產品廣泛應用到集成電路、先進封裝先進封裝、MEMSMEMS、功率器件功率器件、LEDLED等領域等領域。北方華創突破了濺射源設計技術、等離子產生與控制技術、顆??刂萍夹g、腔室設計與仿真模擬技術、軟件控制技術等PVD系列核心技術,建立了具有自主知識產權的核心技術優勢,并成功進入國際供應鏈體系;公司PVD領域的代表產品包括:eVictor AX30 Al pad PVD系統、exiTin H630 TiN金屬硬掩膜PVD系統
36、、eVictor GX20系列通用濺射系統、Polaris G620系列通用濺射系統、Polaris T系列硅通孔物理氣相沉積系統等。eVictor AX30 Al pad PVDexiTin H630 TiN金屬硬掩膜PVD系統eVictor GX20系列通用濺射系統Polaris G620系列通用濺射系統北方華創北方華創PVDPVD設備代表產品設備代表產品203.2 CVD:原理:原理CVDCVD是通過氣相化學反應在基體表面沉積固體薄膜的鍍膜工藝是通過氣相化學反應在基體表面沉積固體薄膜的鍍膜工藝,屬于化學反應屬于化學反應。CVD反應前體一般為硅烷、磷烷、硼烷、氨氣、氧氣等氣體原料,生成物一
37、般為氮化物、氧化物、氮氧化物、碳化物、多晶硅等固體薄膜,反應條件一般為高溫、高壓、等離子體等。CVD成膜工藝一般包括八個步驟:1)反應氣體傳輸至沉積區;2)膜先驅物形成;3)膜先驅物擴散至基體表面;4)膜先驅物粘附;5)膜先驅物向膜生長區域擴散;6)表面化學反應,膜沉淀并逐漸生長,最終形成連續膜,同時生成副產物;7)副產物從基體表面移除;8)副產物從反應腔移除。CVDCVD傳輸及反應步驟圖傳輸及反應步驟圖常見的幾種常見的幾種CVDCVD反應反應數據來源:化工儀器網,平安證券研究所SiH4+O2SiO2+H2OSiH2Cl+NH3Si3N4+HCl+NH4Cl+H2介質層:介質層:SiH4+PH
38、3+N2O+O2P2O5+SiO2+N2+H2PSGPSG:SiH4Si+H2WF6+SiH4WSix+SiF4+H2導電層:導電層:TMGa+NH3GaNGaNGaN:213.2 CVD:分類及對比:分類及對比APCVDAPCVD適用范圍:um制程,通常用于沉積厚介質層。反應環境:常壓,約400500。特點:反應簡單,沉積速度快;易產生雜質,臺階覆蓋性較差。LPCVDLPCVD適用范圍:SiO2、SiON、Si3N4、多晶硅等薄膜。反應環境:1/1000大氣壓級,約500900。特點:克服了APCVD雜質的問題,臺階覆蓋能力較強,填孔能力有限。PECVDPECVD適用范圍:廣泛應用于各種制程
39、,制備各種薄膜。反應環境:等離子體增強,約200500。特點:低溫制程,各項薄膜沉積能力較為全面,被廣泛應用。HDPCVDHDPCVD適用范圍:填孔,沉積USG、FSG、PSG等薄膜。反應環境:高密度等離子體。特點:同時發生薄膜沉積和刻蝕,填孔能力優秀,薄膜致密度高,雜質少。SACVDSACVD適用范圍:STI、ILD等工藝,沉積BPSG、SAF等薄膜。反應環境:次常壓。特點:高壓縮小分子自由程,臭氧在高溫下產生氧自由基,實現優秀的填孔充能力。趨于落后趨于落后應用廣泛應用廣泛潛力頗大潛力頗大數據來源:華經情報網,平安證券研究所 PECVDPECVD憑借其溫和的反應條件和各項薄膜沉積性能較為全面
40、的優勢,在半導體制造過程中得到廣泛應用。憑借其溫和的反應條件和各項薄膜沉積性能較為全面的優勢,在半導體制造過程中得到廣泛應用。隨著工藝制程不斷進步,溝槽、深孔填充等需求催生了新的CVD技術:HDPCVD是PECVD的一種,能同時進行沉積和刻蝕,具備優秀的高深寬比間隙填充能力;SACVD的高壓環境能縮小分子自由程,通過臭氧在高溫下形成的高活性氧自由基增加分子間的碰撞,實現優秀的填孔能力,這兩種設備的未來潛力較大。MOMOCVDCVD適用范圍:制備半導體材料,如GaN。反應環境:常壓或低壓,約5001500。223.2 CVD:競爭格局及國內代表企業:競爭格局及國內代表企業數據來源:華經產業研究院
41、,安證券研究所PECVDLPCVDAPCVDMOCVDALD 從各類CVD設備的市占比角度看,PECVD(含HDP CVD)市占比最高,達到46.9%,LPCVD、APCVD也占據一席之地,合計市占比約30.2%,上述三者是最通用的CVD設備;ALD是CVD的一種特殊形式,后續專門展開詳解。從市場競爭格局角度看,CVD設備壟斷性較強,AMAT、LAM、TEL是全球CVD市場的主要供應商,2020年三者在全球CVD市場中的市占比合計達到70%,這些公司起步早、積累深,先發優勢明顯,綜合競爭力強。國內廠商也在發力國內廠商也在發力,主流主流CVDCVD設備類型均有所覆蓋設備類型均有所覆蓋,但總體競爭
42、力有待進一步提升但總體競爭力有待進一步提升。北方華創、拓荊科技、中微公司在APCVD、LPCVD、PECVD、SACVD、MOCVD領域已經有所突破,并有部分產品成功出貨至下游晶圓廠,但國內公司起步較晚,在技術及客戶積累方面與國外巨頭相比仍有明顯差距。CVDCVD設備的市場結構設備的市場結構20202020CVDCVD設備市場競爭格局設備市場競爭格局20202020北方華創北方華創拓荊科技拓荊科技中微公司中微公司產品類型APCVD、LPCVDPECVD、SACVDMOCVD產品型號HORIS L6371、SES630A、THEORIS 302PF-300T、PF-200T、NF-300HPri
43、smo D-Blue、Prismo A7、Prismo HiT3產品圖國內國內CVDCVD設備公司及主要產品設備公司及主要產品AMATLAMTELASM其他233.3 ALD:原理:原理ALDALD是一種以單原子膜形式逐層沉積在基底上的鍍膜方法是一種以單原子膜形式逐層沉積在基底上的鍍膜方法,是化學氣相沉積的一種特殊形式是化學氣相沉積的一種特殊形式。ALD的原理為氣相前驅體脈沖交替通入反應器并在基底表面以單原子層的模式逐層成膜,反應步驟包括:1)前驅體A進入反應室并吸附在基體表面;2)惰性氣體沖洗反應室,將剩余的前驅體A清洗干凈;3)前驅體B進入反應室并吸附在基體表面,與前驅體A發生化學反應,生
44、成目標薄膜;4)惰性氣體沖洗反應室,將化學反應生成的副產物清除出反應室,完成一次原子層薄膜沉積。如此循環往復,即可實現單位原子層級的薄膜沉積。ALDALD反應氣反應氣&清洗氣脈沖節奏圖清洗氣脈沖節奏圖數據來源:微導納米招股說明書,平安證券研究所ALDALD原理示意圖原理示意圖前驅體前驅體1 1清洗氣清洗氣前驅體前驅體2 2清洗氣清洗氣載氣載氣前驅體A前驅體B1、前驅體A2、惰性氣體沖洗3、前驅體B4、惰性氣體沖洗5、循環生長形成薄膜243.3 ALD:鍍膜特點及適用工藝:鍍膜特點及適用工藝ALDALD具備精準的膜厚控制能力具備精準的膜厚控制能力,沉積薄膜的厚度均勻性和一致性極為優秀沉積薄膜的厚
45、度均勻性和一致性極為優秀,且其臺階覆蓋能力非常強大且其臺階覆蓋能力非常強大,適合深槽結構中的薄膜生長適合深槽結構中的薄膜生長。ALD在SADP、HKMG、金屬銅互聯擴散阻擋層等多道工藝中發揮重要作用。1)SADP(自對準雙重成像技術)工藝,是先進制程中用于制造FinFET中Fin結構的關鍵技術,該技術利用Spacer層在心軸圖案邊緣覆蓋的側壁圖形作硬掩膜實現空間倍頻的效果,因此Spacer層對新軸圖案的覆蓋形貌及厚度決定了Fin結構的寬度,而ALD精準強大的膜厚控制能力是該技術的核心。2)HKMG技術(高K金屬柵工藝),高K介質層是解決晶體管尺寸縮小時產生的漏電及雜質擴散問題的關鍵技術,HfO
46、2是目前最普遍的選擇,ALD是其最佳的制備工藝,且Hf元素與多晶硅柵容易發生化學反應,兼容性不佳,因此金屬柵技術應運而出(ALD工藝),HKMG技術已經成為28nm及以下制程中的主流技術,ALD是其制備工藝。3)此外,ALD在金屬銅互聯擴散阻擋層等技術中也有廣泛應用。SADPSADP技術示意圖技術示意圖HKMGHKMG技術示意圖技術示意圖數據來源:平安證券研究所253.3 ALD:分類及趨勢:分類及趨勢根據化學反應能量源的不同根據化學反應能量源的不同,ALDALD分為分為TALDTALD(熱原子層沉積熱原子層沉積)和和PEALDPEALD(等離子體增強原子層沉積等離子體增強原子層沉積)。TAL
47、D是利用熱能使前驅體吸附在基體表面并發生后續化學反應,設備結構簡單,但工藝溫度較高、沉積速率較慢;PEALD則是利用等離子體增強反應活性,可在較低溫度下實現較快的薄膜沉積速度,并可有效拓寬ALD的溫度窗口以及沉積薄膜的種類。從工藝流程來看,TALD和PEALD的前半段流程類似,都是前驅體A的吸附和清洗,但后半段流程中,PEALD使用含有各種高活性粒子的等離子體B*代替TALD的前驅體B與前驅體A反應,薄膜沉積速度得到大幅提升,膜層質量也有所改善。TALDTALD和和PEALDPEALD工藝流程對比工藝流程對比數據來源:Journal of Vacuum Science&Technology A
48、,平安證券研究所SensitivesubstratesProcesses requiring a lot of activation energyTypical temperature100100200200500500300300400400Deposition temperatureDeposition temperatureTALDTALD和和PEALDPEALD沉積速率對比沉積速率對比ALDALD工藝溫度窗口拓展工藝溫度窗口拓展263.3 ALD:競爭格局:競爭格局ASMASM是全球最大的是全球最大的ALDALD設備廠商設備廠商,20212021年在全球年在全球ALDALD市場中的市占
49、率達到市場中的市占率達到4646%,TELTEL緊隨其后緊隨其后,市占率為市占率為2929%,兩家廠商市占率合計達到兩家廠商市占率合計達到7575%,壟斷性強壟斷性強。國內ALD廠商有微導納米、拓荊科技、北方華創等,布局較為全面,發展勢頭較為迅猛,但起步較晚,綜合競爭力與國外龍頭廠商仍存在較大差距。(1)微導納米:主營產品為ALD設備,覆蓋光伏、半導體等領域,產品類別豐富,多款產品在高K介質、鈍化層等領域已進行產業化應用或驗證,綜合水平國內領先;(2)拓荊科技:PEALD步伐較快,已實現產業化應用,適配55-14nm邏輯芯片制造工藝需求,可沉積SiO、SiN等介質薄膜,產生了規模較為可觀的營收
50、,TALD出貨至客戶進行驗證,可沉積Al2O3等金屬氧化物薄膜;(3)北方華創、盛美上海在ALD領域也都有所布局,產品處于產業化應用或驗證階段??傮w來講,國內ALD設備廠商大都處于起步階段,技術水準、營收規模、市場占比等與國際領先企業相比尚有較大的提升空間。ALDALD設備市場格局設備市場格局20212021數據來源:Gartner,各公司官網,平安證券研究所ASMTEL其他微導納米微導納米拓荊科技拓荊科技北方華創北方華創產品類型TALD、PEALDTALD、PEALDTALD、PEALD產品型號P系列、QL系列、Dragon系列;KF系列、ZR系列、XH系列等FT-300T、FT-300HP
51、olaris系列產品圖國內國內ALDALD設備公司及主要產品設備公司及主要產品CONTENTCONTENT目錄目錄一、半導體產業結構復雜,上游設備是關鍵一、半導體產業結構復雜,上游設備是關鍵四、國內廠商快速追趕,差異化競爭格局較為健康四、國內廠商快速追趕,差異化競爭格局較為健康三、薄膜沉積頗具活力,三、薄膜沉積頗具活力,CVD/PVD/ALDCVD/PVD/ALD各司其職各司其職二、設備市場環境優越,國產化替代正當時二、設備市場環境優越,國產化替代正當時五、投資建議與風險提示五、投資建議與風險提示284.1 AMAT-全球半導體設備巨頭企業全球半導體設備巨頭企業數據來源:iFind,公司官網,
52、平安證券研究所05010015020025030020192020202120222023三季報01020304050607020192020202120222023三季報公司近年收入情況(億美元)公司近年收入情況(億美元)公司近年凈利潤情況(億美元)公司近年凈利潤情況(億美元)領域領域技術能力技術能力代表產品代表產品半導體PVD、CVD、ALD、離子注入、刻蝕、測量與檢測、CMP、ECD、化合物半導體、外延生長、快速熱處理、MEMS、功率、模擬、PatternShaping、光掩膜Axcela PVD、Charger UBM PVD、Centura DXZ CVD、Producer Cele
53、ra PECVD、Centura Ultima HDP CVD、Olympia ALD、Nokota ECD、Reflection LK Prime CMP、Centura Sym3 Y刻蝕系統、Centura Etch、Centura Epi200mm、VIISta 900XP、Aera4掩膜檢測、Scu圖案塑形系統、CenturaDPNHD顯示Array Test、CVD、PVD、eBeamReviewAKT電子束陣列測試、AKT 55KS PECVD系統、AKT-PECVD設備(非晶硅)、AKT-PX PECVD、AKT電子束檢視、AKTNew Aristo Full DynamicPV
54、D、AKT-PiVot 25PX PVD、AKT-PiVoTDTPVDRoll-to-RollMetal and oxide barrier films、Colorshiftingandholographic、In-chamberpatternedmetallayers、多層沉積系統Applied SmartWeb、Applied TopBeam 2450/2850系統、Applied TopCoil系 統、Applied TopMet Clear系 統、Applied TopMet系統、Applied TopBeam 1100系統、AppliedTopMetIP系統、AppliedSmart
55、WebWF系統太陽能Wafer Inspectiong、Metrology、ScreenPringtingVericell Solar Wafer Inspection System、Botticelli LEDSolarSimulator、TempoPresto、SonettoShingling公司業務覆蓋范圍及產品技術能力公司業務覆蓋范圍及產品技術能力公司是全球領先的泛半導體設備平臺型公司,近乎擁有全系列的半導體制造設備,包括薄膜沉積、刻蝕、離子注入、量測、CMP等等,且產品在半導體、顯示、太陽能、卷對卷等諸多領域均有大量應用。公司在PVD領域壟斷性強,2021年全球市占率高達87%;公司
56、CVD設備行業領先,2020年市占率28%。業績方面,2019-2022財年公司營收從146.08億美元增長到257.85億美元,CAGR為20.85%,2023財年三季報,公司營收為197.94億美元,同比增長3.98%;凈利潤方面,公司2019-2022財年歸母凈利潤從27.06億美元增長到65.25億美元,CAGR為34.10%,2023財年三季報公司歸母凈利潤為48.52億美元,同比下降1.66%。公司營收體量、盈利能力遠超國內同類企業,是名副其實的全球半導體設備巨頭。294.2 TEL-全球領先的半導體設備平臺型企業全球領先的半導體設備平臺型企業公司是全球領先的半導體設備平臺型企業,
57、在涂布顯影、薄膜沉積(CVD、ALD、PVD)、刻蝕、清洗、檢測等方面有豐富的產品類別。涂膠顯影設備,TEL近乎處于壟斷地位;刻蝕設備,公司也占據不菲的市場份額;ALD設備,2021年公司全球市占率29%;CVD設備,2020年公司市占率17%。業績方面,2019-2023財年公司收入從12782億日元增長到22090億日元,CAGR為14.66%,凈利潤從2482億日元增長到4715億日元,CAGR為17.40%,公司業績總體呈現增長態勢。領域領域產品類別產品類別涂布、顯影Clean TrackTMLITHIUS ProTMAP、Clean TrackTMLITHIUS ProTMZ、Cle
58、an TrackTMLITHIUSProTMV/V-i、Clean TrackTMLITHIUS ProTM/-i、Clean TrackTMLITHIUSTM/i+、Clean TrackTMACTTM12/12 SOD、CleanTrackTMACTTM8/8SOD、CleanTrackTMACTTMM刻蝕EpisodeTMUL、TactraTM、CertasLEAGATM、UNITYTMMe+熱處理TELINDY PLUSTM、TELFORMULATM、TELINDYPLUSTMIRadTM、ALPHA-8SETMi、MRT300CVDTriase+TMTi/TiN、Triase+TMW
59、、Triase+TMSPAi、Triase+TMEX-TMTiNALDNT333TMPVDEXIMTM清洗CELLESTATM-iMD、CELLESTATM-i、EXPEDIUSTM-i、CELLESTATM-MS2、NS300Z、NS300+200mm Conversion、NS300+HT、ANTARESTM、ZETATM+200/300/Semiauto、MERCURYTM+檢測CellciaTM、PrexaTM、WDFTM12DP+、PrexaTMMS、PrecioTMXL、PreciooctoTM、PN-300Bonding/DebondingSynapseTMSi、SynapseT
60、MV/SynapseTMZPlus公司近年收入情況(億日元)公司近年收入情況(億日元)公司近年凈利潤情況(億日元)公司近年凈利潤情況(億日元)數據來源:公司官網,平安證券研究所注:加粗加粗為代表產品公司產品類別及代表產品公司產品類別及代表產品05000100001500020000250002019202020212022202301000200030004000500020192020202120222023304.3 LAM-刻蝕、薄膜沉積設備全球雙龍頭企業刻蝕、薄膜沉積設備全球雙龍頭企業公司半導體設備覆蓋面較廣,主要以刻蝕設備和薄膜沉積設備為主,在Stripe&清洗、熱處理等方面也有所涉
61、及。公司是全球最大的刻蝕設備提供商,市場占有率全球第一;公司CVD設備也有很強的市場競爭力,2020年全球市占率達到25%,僅次于AMAT,位居全球第二。業績方面,2019-2023財年公司營收從96.54億美元增長到174.29億美元,CAGR為15.92%,凈利潤從21.91億美元增長到45.11億美元,CAGR為19.79%,公司業績保持較快的增長速度。公司近年收入情況(億美元)公司近年收入情況(億美元)公司近年凈利潤情況(億美元)公司近年凈利潤情況(億美元)領域領域產品類別產品類別ALDALTUS ProductFamily、StrikerProductFamilyCVDReliant
62、DepositionProducts、SPEEDProductFamily、VECTORProductFamilyPLDPulsusProductFamily、ReliantDepositionProductsECDSABRE3DProductFamily、SABREProductFamily刻蝕Coronus Product Family(斜角刻蝕)、Flex Product Family(ALE)、Kiyo Product Family、Reliant Etch Products、Selective Etch Product Family、Sense.i Product Family、Sy
63、ndionProductFamily、VantexProductFamily、VersysMetalProductFamilyStripe&清洗DV-Prime&Da Vinci Product Families、EOS Product Family、Reliant Clean Products、SPSeriesProductFamily熱處理SOLAProductFamily數據來源:iFind,公司官網,平安證券研究所050100150200201920202021202220230102030405020192020202120222023公司產品類別及代表產品公司產品類別及代表產品31
64、4.4 北方華創北方華創-國內領先的半導體設備平臺型企業國內領先的半導體設備平臺型企業數據來源:iFind,北方華創公告、官網,平安證券研究所產品類別產品類別產品型號產品型號應用領域應用領域等離子蝕刻設備NMC 508C/G、NMC 508M/RIE/Gt、NMC 612C/D/M/G、PSV V300、ACE i300、GSE C200/V200、PSV V300、PSE V300/V300Di、HSE D300/P300、BMD P300、GDE C200、NMC 612G、ELEDEG380A/G380C、ELEDE 380F、HSEM200集成電路、先進封裝、功率半導體、化合物半導體、
65、硅基微型顯示、半導體顯示及照明、科研物理氣相沉積設備eVictorPVDAI、eVictorSeries、PolarisSeries、iTopsSeries化學氣相沉積設備EPEE i200、Esther E320R、Eris E120R、Hesper E230A、Esther E320A、Eris E120A、SES Series、EPEEi800、EPEE550、MARS iCE115、HORICL200、HORIS L12、HORIS P12集成電路、先進封裝、功率半導體、化合物半導體、硅基微型顯示、半導體顯示及照明、光伏、襯底、科研長晶爐ACFSeries、APSSeries、NVT-
66、HG化合物半導體、襯底、光伏、科研氧化擴散設備Hesper TO230R、TENESIS X308P、FLOURIS A201/X201P/X201H、Booster SWA、SUMERIS AP302C、VERICA6151A/O6151A、THEORIS A302/A302C/HO302D/PY302U/SN302D/X302H/X302P、HORIC D200、HORISD12集成電路、先進封裝、功率半導體、化合物半導體、硅基微型顯示、光伏、襯底、科研濕法設備SC3080、Pinnacle200/300、GAMA Series、BpureSeries、EGCSeries集成電路、先進封裝
67、、功率半導體、化合物半導體、硅基微型顯示、平板顯示、襯底、科研公司代表性產品及應用領域公司代表性產品及應用領域(部分部分)公司在蝕刻設備、PVD、CVD、長晶爐、氧化擴散設備、濕法設備等方面擁有豐富的產品積累,且廣泛應用到下游集成電路、先進封裝、功率半導體、化合物半導體、硅基微顯示、顯示面板等領域,是國內最具代表性的半導體設備平臺型企業半導體設備平臺型企業。薄膜沉積方面薄膜沉積方面,公司公司PVDPVD、CVDCVD產品類別豐富產品類別豐富,國內綜合競爭力首屈一指國內綜合競爭力首屈一指。PVD設備,公司已實現產業化應用多年,國內廠商少有能與之競爭者,稀缺性較強;CVD設備,公司產品類別極為豐富
68、,自主開發的臥式PECVD設備已進入海外市場,成功為多家國際先進光伏制造廠提供解決方案;此外,公司在ALD方面也有所涉獵,產品覆蓋PEALD和TALD。公司在薄膜沉積領域沉淀多年,具備較強的市場競爭力,截止2022年末,公司薄膜沉積設備已累計出貨3000腔,銷售表現亮眼。324.4 北方華創北方華創-國內領先的半導體設備平臺型企業國內領先的半導體設備平臺型企業數據來源:iFind,北方華創官網,平安證券研究所公司近年業績表現(億元)公司近年業績表現(億元)公司近年毛利率表現(公司近年毛利率表現(%)在國產化替代趨勢的推動下在國產化替代趨勢的推動下,公司產品在客戶端迅速拓展公司產品在客戶端迅速拓
69、展,業績節節攀升業績節節攀升。收入方面,2019-2022年公司營收從40.58億元增長到146.88億元,CAGR達53.53%,2023年上半年,公司營收為84.27億元,同比增長54.79%;利潤方面,公司2019-2022年歸母凈利潤從3.09億元增長到23.53億元,CAGR高達96.73%,2023年上半年,公司歸母凈利潤為17.99億元,同比增長138.43%,公司盈利能力快速攀升。毛利率方面,近年維持在40%左右,2020年有一定下降,之后呈恢復趨勢,2023年上半年,公司毛利率為42.37%。0%10%20%30%40%50%60%20192020202120222023H1
70、02040608010012014016020192020202120222023H1營收凈利潤334.5 拓荊科技拓荊科技-專注薄膜沉積設備專注薄膜沉積設備數據來源:iFind,拓荊科技公告,平安證券研究所產品型號產品型號薄膜工藝薄膜工藝階段階段PECVDPF-300TSiO2、SiN、TEOS、SiON、SiOC、FSG、BPSG、PSG 等通用介質薄膜材料,以及LoK、LoK、ACHM、ADC、HTN、a-Si等先進介質薄膜材料。產業化應用PF-300T eXNF-300HALDPEALDPF-300T AstraSiN、SiO2等多種介質薄膜,廣泛應用于填孔、側墻、襯墊層等工藝中,實現
71、更小圖形化以及特定的隔離功能。產業化應用NF-300H Astra產業化驗證TALDPF-300T AltairAl2O3等多種金屬氧化物、金屬氮化物薄膜材料。產業化驗證TS-300 AltairSACVDPF-300T SASA TEOS等介質薄膜。產業化應用PF-300T SAFBPSG、SAF等介質薄膜。HDPCVDPF-300T HesperSiO2、FSG、PSG等介質薄膜材料。產業化應用PF-300S Hesper公司代表性產品類別及應用領域公司代表性產品類別及應用領域公司專注薄膜沉積設備領域,擁有PECVD、SACVD、HDPCVD、ALD等較為豐富的產品系列,可沉積半導體領域的
72、各種介質層薄膜,是國內薄膜沉積設備龍頭企業。公司大部分產品已經實現產業化應用公司大部分產品已經實現產業化應用,且產品性能表現優異且產品性能表現優異。截止2022年末,公司設備在客戶端產線生產產品的累計流片量突破1億片,且公司設備生產運行穩定性表現優異,平均機臺穩定運行時間超過90%(達到國際同類設備水平)。分產品看,公司PECVD系列產品銷量快速增加,在客戶產線中的應用規模持續擴大;HDPCVD產品2022年實現首臺產業化應用,且取得重復訂單;PEALD已實現產業化應用;SACVD持續拓展應用領域,2022年實現銷售收入8948萬元;TALD也已完成開發,目前處于產業化驗證階段。344.5 拓
73、荊科技拓荊科技-專注薄膜沉積設備專注薄膜沉積設備公司近年業績表現(億元)公司近年業績表現(億元)公司近年毛利率表現(公司近年毛利率表現(%)數據來源:iFind,拓荊科技公告,平安證券研究所近年公司業績快速增長近年公司業績快速增長,且目前在手訂單充裕且目前在手訂單充裕,后續業績持續增長的確定性強后續業績持續增長的確定性強。收入體量方面,2019年-2022年公司營收從2.51億元增長到17.06億元,CAGR高達89.33%,2023年上半年,公司營收為10.04億元,同比增長91.83%;盈利能力方面,公司2019-2022年歸母凈利潤從-0.19億元增長到3.69億元,盈利能力大幅改善,2
74、023年上半年,公司歸母凈利潤為1.25億元,同比增長15.22%。在手訂單方面,截止2022年末,公司在手銷售訂單46.02億元(不含Demo訂單),較為充裕的在手訂單為公司后續業績的持續增長提供了有力保障。毛利率方面,公司毛利率呈現穩定增長態勢,2023年上半年,公司綜合毛利率為49.43%,處于行業較高水平。-202468101214161820192020202120222023H1營收凈利潤0%10%20%30%40%50%60%20192020202120222023H1354.6 微導納米微導納米-ALD設備領先企業設備領先企業公司是國內公司是國內ALDALD設備龍頭企業設備龍頭
75、企業,擁有以擁有以ALDALD技術為核心技術為核心、CVDCVD等多種真空薄膜技術梯次發展的產品體系等多種真空薄膜技術梯次發展的產品體系,在光伏在光伏、半導體領域得到廣泛半導體領域得到廣泛應用應用。根據公司公告,微導納米ALD產品已連續多年在營收規模、訂單總量和市場占有率方面位居國內同類企業第一,且公司是國內首家成功將量產型High-k ALD應用于28nm節點集成電路制造前道生產線的國產設備公司,技術優勢明顯。數據來源:iFind,微導納米公告、官網,平安證券研究所產品系列產品系列設備類型設備類型鍍膜工藝鍍膜工藝應用領域應用領域產業化階段產業化階段光伏領域夸父系列ALD系統TALDAl2O3
76、工藝PERC電池背面鈍化層、TOPCon電池正面鈍化層產業化應用XBC、鈣鈦礦/異質結疊層電池等高效晶硅太陽能電池鈍化層產業化驗證祝融管式PECVD系統PECVDSiNx工藝PERC電池減反層,TOPCon電池背面減反層產業化應用祝融管式PEALD系統PEALD和PECVDAl2O3、SiN工藝,隧穿氧化硅、摻雜多晶硅等工藝PERC電池背面鈍化層、減反層,TOPCon電池正面鈍化層、減反層,TOPCon電池隧穿層、摻雜多晶硅層產業化應用羲和低壓擴散爐系統爐管設備非晶硅凈化及摻雜、擴散TOPCon電池擴散、退火產業化應用后羿系列ALD/PEALD/PECVD系統ALD/PEALD/PECVD非晶
77、/微晶硅基摻雜薄膜、阻水阻氣保護層等鈣鈦礦/異質結疊層電池開發實現半導體領域iTomic系列ALD系統ALDAl2O3、HfO2、SiO2、金屬化邏輯芯片、存儲芯片的電容介質層、高K柵介質覆蓋層、摻雜介質層、芯片制造電極及阻擋層、化合物半導體鈍化和過渡層產業化應用iTomicMW系列ALD系統ALDAl2O3、HfO2、SiO2邏輯芯片、存儲芯片電容介質層、摻雜介質層、新型顯示器、芯片制造電極及阻擋層、化合物半導體鈍化和過渡層產業化驗證iTomicPE系列ALD系統PEALDSiO2、低溫SiO2、SiNMEMS、邏輯、存儲、CMOS芯片的多重圖案化和間隔層iTronix系列CVD系統CVDS
78、iO2、SiN、SiON、非晶碳/硅、摻雜非晶硅、鍺硅芯片制造鈍化層、擴散阻擋層、介電層、硬掩膜層與高級圖案化層、電容覆蓋層等應用領域。開發實現iTomicLite系列輕型ALD系統PEALD、TALDAl2O3、SiO2、TiO2、ZnO、氮化物按需配置PEALD、TALD,廣泛應用于MEMS、光電器件等泛半導體器件產業化驗證其他FG系列卷對卷ALD系統TALD-柔性電子器件的封裝保護產業化應用公司產品類別及應用領域公司產品類別及應用領域364.6 微導納米微導納米-ALD設備領先企業設備領先企業公司在光伏領域已扎穩腳跟公司在光伏領域已扎穩腳跟,并成功實現半導體領域的突破并成功實現半導體領域
79、的突破,兩大領域同時發力兩大領域同時發力,近年業績快速增長近年業績快速增長。收入體量方面,2019年-2022年公司營收從2.16億元增長到6.85億元,CAGR達46.93%,2023年上半年,公司營收為3.82億元,同比增長145.53%;盈利能力方面,2019年-2022年歸母凈利潤維持在0.5億元左右,2023年上半年,公司歸母凈利潤為0.69億元,同比大幅增長274.69%,主要原因為公司產品獲得下游客戶的批量應用,在手訂單陸續實現收入轉化所致。在手訂單方面,截止2022年末,公司在手訂單22.93億元,其中光伏訂單19.67億,半導體訂單2.57億,2023年公司又新增大量訂單,總
80、體看,公司在手訂單較為充裕,未來業績增長的確定性強。毛利率方面,2019-2022年公司毛利率從53.98%下降至42.31%,原因為近年公司新推出的PECVD、PEALD二合一設備率先在成熟的PERC領域推廣,競爭激烈,市場定價水平較低,拉低了總體毛利率;2023年上半年,公司毛利率為43.00%,未來,隨著高毛利的產品占比逐漸升高,公司綜合毛利率有望恢復至較高水平。公司近年業績表現(億元)公司近年業績表現(億元)公司近年毛利率表現(公司近年毛利率表現(%)數據來源:iFind,微導納米招股說明書,平安證券研究所01234567820192020202120222023H1營收利潤0%10%
81、20%30%40%50%60%20192020202120222023H1374.7 盛美上海盛美上海-清洗設備起家,薄膜沉積新秀清洗設備起家,薄膜沉積新秀公司清洗設備起家公司清洗設備起家,正逐漸往平臺型設備公司拓展正逐漸往平臺型設備公司拓展,目前在清洗目前在清洗、電鍍電鍍、TrackTrack、拋光拋光、薄膜沉積等領域均有產品推出薄膜沉積等領域均有產品推出。近年公司業績快速增長近年公司業績快速增長。收入方面,2019年-2022年公司營收從7.57億元增長到28.73億元,CAGR為56.00%,2023年上半年營收為16.10億元,同比增長46.94%;盈利方面,2019年-2022年公司
82、歸母凈利潤從1.35億元增長到6.68億元,CAGR達70.49%,2023年上半年歸母凈利潤為4.39億元,同比增長85.74%。公司2022年推出PECVD和TALD兩款產品,均處于下游驗證階段,客戶對產品性能較為滿意,反饋良好。公司近年業績表現(億元)公司近年業績表現(億元)公司近年毛利率表現(公司近年毛利率表現(%)數據來源:iFind,盛美上海公告、官網,平安證券研究所產品類型產品類型應用領域應用領域階段階段清洗設備SAPS兆聲波清洗深溝道清洗、CMP后清洗、Hard Mask沉積后清洗、Contact/Via刻蝕后清洗、Barrier Metal沉積前清洗、晶圓回收清洗、EPI沉積
83、前清洗、ALD沉積前清洗。產業化應用TEBO兆聲波清洗先進器件清洗。TAHOE清洗槽式模塊和單片清洗模塊集成,廣泛應用于先進集成電路制造領域。背面清洗背面清洗或者濕法刻蝕工藝。槽式濕法清洗晶圓濕法清洗、刻蝕、光刻膠去除。電鍍Ultra ECP map55/40/28和28納米以下的大馬士革銅金屬層沉積。產業化應用Ultra ECP Gill Cu-Ni-SNAgPlanting支持用于銅、鎳和錫銀的銅柱和焊料,以及RDL和UBM工藝。立式爐設備Ultra Fn可應用于高性能的半導體制造LPCVD、氧化、退火和ALD應用。產業化應用薄膜沉積設備PECVDSiO2、SiNx、Carbon、NDC等
84、薄膜沉積工藝。產業化驗證ALD沉積氮化硅和碳氮化硅薄膜。公司產品類別及應用分布公司產品類別及應用分布01020304020192020202120222023Q1營收凈利潤0%10%20%30%40%50%60%20192020202120222023H1CONTENTCONTENT目錄目錄一、顯示面板:千億美元級市場,產業格局清晰成熟一、顯示面板:千億美元級市場,產業格局清晰成熟五、投資建議與風險提示五、投資建議與風險提示四四、設備及零部件篇:國產化進程任重道遠、設備及零部件篇:國產化進程任重道遠三、材料篇:關注上游基材及柔性三、材料篇:關注上游基材及柔性AMOLEDAMOLED核心材料核心
85、材料二二、面板篇:國內面板龍頭企業競爭力穩步提升、面板篇:國內面板龍頭企業競爭力穩步提升395.1 投資建議投資建議國內半導體產業蓬勃發展國內半導體產業蓬勃發展,為半導體設備公司提供了廣闊的平臺市場為半導體設備公司提供了廣闊的平臺市場,薄膜沉積設備廠商深度受益薄膜沉積設備廠商深度受益。美國對華半導體制裁持續,先進制程受阻,中短期內,國內半導體產業鎖定成熟制程快速拓展,形成存量國產替代和產業增量拓展的雙重推手,外部市場環境優越,國內半導體設備廠商迎來前所未有的機遇;遠期看,先進制程快速發展,半導體工藝復雜度大幅提高,對半導體設備的市場需求也隨之攀升,待國內先進制程取得突破后,對設備產業鏈將起到巨
86、大的帶動作用。薄膜沉積設備作為半導體制造三大核心設備之一,是后續幾乎所有工藝的基礎,重要性不言而喻,在目前優越的市場環境及政策支持下,產業鏈共同發力,需求端火熱,供給端也在努力追趕、加速放量,疊加目前仍然較低的國產化水平,產業前景長期向好的趨勢較為明確。PVDPVD、C CVDVD是薄膜沉積主流是薄膜沉積主流,ALDALD作為沉積設備新寵作為沉積設備新寵,在先進制程中的應用越發凸顯在先進制程中的應用越發凸顯。PVD、CVD占據薄膜沉積賽道的半壁江山,半導體制造中絕大多數金屬層、介質層及半導體層均為PVD、CVD設備制造;隨著先進制程的不斷發展,對膜厚精度、薄膜質量、臺階覆蓋率等提出了更高的要求
87、,HDPCVD、SACVD等技術應運而生,且ALD由于具備原子層級的膜厚控制能力,在先進制程的核心工藝(如SADP、HKMG等)中發揮關鍵作用,逐漸成為先進制程工藝平臺的“新寵”。國內多家廠商在薄膜沉積設備領域均有涉獵國內多家廠商在薄膜沉積設備領域均有涉獵,側重點有所差異側重點有所差異,競爭格局較為良性競爭格局較為良性。北方華創是國內PVD龍頭,稀缺性較強,且在LPCVD、APCVD、ALD領域也有所布局,產品已經批量應用到半導體產線中;拓荊科技專注薄膜沉積設備,擁有PECVD、SACVD、ALD三大產品系列,公司處于快速上升階段;微導納米依靠ALD設備起家,在光伏、半導體中均有應用,且公司是
88、國內首家成功將量產型High-k ALD應用于28nm節點集成電路制造前道生產線的國產設備公司,在ALD領域頗具競爭優勢。上述半導體設備廠商的產品結構有所不同,側重點分化明顯,形成了較為良性的差異化競爭格局。投資建議:投資建議:當前國內半導體產業擴張如火如荼,而海外對華半導體制裁持續加碼,國內半導體設備廠商面對優越的市場環境和政策支持,前景較為樂觀;薄膜沉積設備作為半導體核心設備之一,在半導體制造中具有重要作用,在國產化替代、技術進步以及產業擴張帶來的多重市場需求下,產業鏈共同發力,PVD、CVD、ALD等薄膜沉積設備賽道在未來較長時間內將持續火熱,建議積極關注。風險提示:風險提示:(1)美國
89、對華半導體制裁的風險。(2)國產化替代市場需求不及預期的風險。(3)國內公司技術突破不及預期的風險。405.2 風險提示風險提示(1 1)美國對華半導體制裁的風險。)美國對華半導體制裁的風險。美國對華半導體制裁持續,制裁力度若持續加碼,可能對半導體設備產業鏈的穩定性構成一定的影響。(2 2)國產化替代市場需求不及預期的風險。)國產化替代市場需求不及預期的風險。目前國內的頭部半導體設備公司的市場主要來源于國產化替代需求,若國內半導體產業發展速度放緩,可能對上游設備的需求持續性產生一定影響。(3 3)國內公司技術突破不及預期的風險。)國內公司技術突破不及預期的風險。半導體設備賽道壁壘高,技術突破難
90、度大,若國內相關設備公司無法實現關鍵技術的彎道超車,可能導致核心產業鏈長期受制于人的窘境。平安證券研究所電子信息團隊平安證券研究所電子信息團隊分析師/研究助理郵箱資格類型資格編號付強FUQIANG投資咨詢S1060520070001閆磊YANLEI 投資咨詢S1060517070006徐勇XUYONG 投資咨詢S1060519090004徐碧云XUBIYUN 投資咨詢S1060523070002陳福棟CHENFUDONG 一般證券從業資格S1060122100007郭冠君GUOGUANJUN一般證券從業資格S106012205005341平安證券綜合研究所投資評級:平安證券綜合研究所投資評級:
91、股票投資評級股票投資評級:強烈推薦(預計6個月內,股價表現強于市場表現20%以上)推薦(預計6個月內,股價表現強于市場表現10%至20%之間)中性(預計6個月內,股價表現相對市場表現在10%之間)回避(預計6個月內,股價表現弱于市場表現10%以上)行業投資評級行業投資評級:強于大市(預計6個月內,行業指數表現強于市場表現5%以上)中性(預計6個月內,行業指數表現相對市場表現在5%之間)弱于大市(預計6個月內,行業指數表現弱于市場表現5%以上)公司聲明及風險提示:公司聲明及風險提示:負責撰寫此報告的分析師(一人或多人)就本研究報告確認:本人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格。平安證券股
92、份有限公司具備證券投資咨詢業務資格。本公司研究報告是針對與公司簽署服務協議的簽約客戶的專屬研究產品,為該類客戶進行投資決策時提供輔助和參考,雙方對權利與義務均有嚴格約定。本公司研究報告僅提供給上述特定客戶,并不面向公眾發布。未經書面授權刊載或者轉發的,本公司將采取維權措施追究其侵權責任。證券市場是一個風險無時不在的市場。您在進行證券交易時存在贏利的可能,也存在虧損的風險。請您務必對此有清醒的認識,認真考慮是否進行證券交易。市場有風險,投資需謹慎。免責條款:免責條款:此報告旨為發給平安證券股份有限公司(以下簡稱“平安證券”)的特定客戶及其他專業人士。未經平安證券事先書面明文批準,不得更改或以任何
93、方式傳送、復印或派發此報告的材料、內容及其復印本予任何其他人。此報告所載資料的來源及觀點的出處皆被平安證券認為可靠,但平安證券不能擔保其準確性或完整性,報告中的信息或所表達觀點不構成所述證券買賣的出價或詢價,報告內容僅供參考。平安證券不對因使用此報告的材料而引致的損失而負上任何責任,除非法律法規有明確規定??蛻舨⒉荒軆H依靠此報告而取代行使獨立判斷。平安證券可發出其它與本報告所載資料不一致及有不同結論的報告。本報告及該等報告反映編寫分析員的不同設想、見解及分析方法。報告所載資料、意見及推測僅反映分析員于發出此報告日期當日的判斷,可隨時更改。此報告所指的證券價格、價值及收入可跌可升。為免生疑問,此報告所載觀點并不代表平安證券的立場。平安證券在法律許可的情況下可能參與此報告所提及的發行商的投資銀行業務或投資其發行的證券。平安證券股份有限公司2023版權所有。保留一切權利。