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20220622-浙商证券-拓荆科技-688072.SH-拓荆科技深度报告薄膜沉积设备龙头引领国产替代大潮崛起.pdf

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1、 http:/ 1/27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 Table_main 深度报告 拓荆科技拓荆科技(688072) 报告日期:2022 年 6 月 22 日 薄膜沉积设备龙头,引领国产替代大潮崛起薄膜沉积设备龙头,引领国产替代大潮崛起 拓荆科技深度报告 table_zw 公司研究半导体设备 :蒋高振 执业证书号:S1230520050002 王华君 执业证书号:S1230520080005 :021-80106844 021-80106844 : 报告导读报告导读 公司是国内薄膜沉积设备龙头企业,专注 PECVD、SACVD、ALD 设备领域,薄膜沉积设备市场空间广阔,海外企业寡头垄

2、断,国产化率较低,国产化需求将持续旺盛。公司产品竞争力强,存货/合同负债快速增长,同时扩产/研发双管齐下,成长性与确定性兼备。 投资要点投资要点 国内半导体薄膜沉积设备龙头,收入规模快速成长国内半导体薄膜沉积设备龙头,收入规模快速成长 公司深耕薄膜沉积设备行业十二载,主要产品为 PECVD 设备、ALD 设备和SACVD 设备。公司收入规模快速成长,2021 年实现营收 7.58 亿元(同比+73.99%) ,22Q1 营收 1.08 亿元(同比+86.21%) ,呈现边际提速的趋势。22Q1公司存货余额 12.94 亿元,较 2021 年末上涨 33.50%,已发出未确认收入商品占比较高,此

3、外, 2022Q1 公司合同负债达 7.8 亿元,较 2021 年末增长 2.92 亿元,预示在手订单充裕,公司未来成长性/确定性兼备。 薄膜沉积设备国产化率仍较低,国产替代空间广阔薄膜沉积设备国产化率仍较低,国产替代空间广阔 薄膜沉积设备同光刻机、刻蚀机并称晶圆制造三大核心设备,单机价值高/市场空间大,根据 Maximize Market Research 数据,2020 年全球半导体薄膜设备市场空间为 172 亿美元,预计 2025 年达到 340 亿美元。市场格局方面,全球薄膜沉积设备由 AMAT/LAM/TEL 等海外企业寡头垄断, 根据我们估算 2021 年国产化率不足 10%,国内

4、拓荆/华创/中微/盛美等企业在各细分领域均有布局,在国内晶圆厂持续扩产推动下,核心企业将充分受益国产化大潮。 产品产品/客户优势尽显,扩产客户优势尽显,扩产/研发双管齐下,成长动能充沛研发双管齐下,成长动能充沛 公司客户资源优质,与中芯国际、华虹集团、长江存储、长鑫存储、厦门联芯、燕东微电子等国内主流晶圆厂长期深度合作;设备工艺覆盖面广,核心产品PECVD 设备已适配 180-14nm 逻辑芯片、19/17nmDRAM 及 64/128 层 FLASH制造工艺需求,关键性能参数比肩国际龙头;同时,公司募投 10 亿用于扩大产能以及进一步加码先进制程 PECVD/SACVD/ALD 设备的研发,

5、维持自身在先进制程技术的优势,有望引领薄膜沉积设备国产化持续崛起。 盈利预测及估值盈利预测及估值 公司作为国内半导体薄膜沉积设备龙头,在国内晶圆产线持续扩充的背景下,将优享设备国产化带来的红利,稳健预计公司未来三年营收分别为12.56/18.33/24.86 亿元,同比增长 65.74%/45.89%/35.64%;实现归母净利润1.50/2.42/3.87 亿元, 同比增长 119.08%/61.59%/59.70%, 考虑到公司产品布局完善、产品力优秀、行业龙头地位显著,叠加下游晶圆厂持续扩产以及设备国产化趋势,我们认为中长期来看公司仍具备广阔成长空间。 风险提示风险提示 晶圆厂扩产进展不

6、及预期风险;疫情管控导致物流中断风险;技术更新风险;关键技术人才流失风险;产品验收周期较长的风险;核心技术泄密风险;市场竞争风险。 table_invest 评级评级 买入买入 上次评级 首次评级 当前价格 ¥154.00 单季度业绩单季度业绩 元元/ /股股 4Q/2021 0.10 1Q/2021 -0.11 table_stktrend 公司简介公司简介 相关报告相关报告 table_research 分析师分析师:蒋高振:蒋高振 执业证书号:S1230520050002 分析师分析师:王华君王华君 执业证书号:S1230520080005 联系人:厉秋迪联系人:厉秋迪 联系人:林子尧联

7、系人:林子尧 证券研究报告 更多投研资料 公众号:mtachn table_page 拓荆科技拓荆科技(688072)(688072)深度报告深度报告 http:/ 2/27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 财务摘要财务摘要 table_predict (百万元)(百万元) 2021A 2022E 2023E 2024E 主营收入 757.96 1256.21 1832.70 2485.95 (+/-) 73.99% 65.74% 45.89% 35.64% 归母净利润 68.49 150.04 242.45 387.19 (+/-) - 119.08% 61.59% 59.70% 每股收益

8、(元) 0.54 1.19 1.92 3.06 P/E 274.36 125.23 77.50 48.53 更多投研资料 公众号:mtachn table_page 拓荆科技拓荆科技(688072)(688072)深度报告深度报告 http:/ 3/27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 正文目录正文目录 1. 拓荆科技:专注十二载,铸就国产替代先锋拓荆科技:专注十二载,铸就国产替代先锋 . 5 1.1. PECVD 设备为基,SACVD/ALD 设备为矛 . 5 1.2. 存货/合同负债高增,成长性与确定性兼备 . 7 2. 半导体薄膜沉积设备:市场空间广、竞争格局佳半导体薄膜沉积设备:市场

9、空间广、竞争格局佳 . 8 2.1. 半导体制膜关键工艺,持续推动芯片性能提升 . 8 2.2. 前道三大核心设备之一,全球市场迈向 300 亿美金 . 11 2.3. AMAT/LAM/TEL 寡占领先,2021 年国产化率不足 10% . 14 2.4. 拓荆/华创/中微/盛美多点开花,薄膜设备投资正当时 . 15 3. 产品产品/客户优势尽显,扩产客户优势尽显,扩产/研发双管齐下,成长动能充沛研发双管齐下,成长动能充沛 . 16 3.1. 产品性能比肩国际龙头,单价呈现上升趋势 . 16 3.2. 客户资源优质,将优享薄膜沉积设备国产化红利 . 18 3.3. 研发能力强、投入高,核心团

10、队与公司深度绑定 . 20 3.4. 募投扩充产能+加码新品研发,未来成长可期 . 22 4. 盈利预测与估值盈利预测与估值 . 23 4.1. 盈利预测 . 23 4.2. 估值 . 24 4.3. 投资建议 . 24 5. 风险提示风险提示 . 24 图表目录图表目录 图 1:公司历史沿革 . 5 图 2:公司股权结构(截至 202205) . 7 图 3:2018-2022Q1 公司营收快速成长(亿元) . 7 图 4:2018-2022Q1 归母净利/扣非净利情况(亿元) . 7 图 5:2018-2022Q1 毛利率/净利率情况 . 8 图 6:2018-2022Q1 公司费用率情况

11、 . 8 图 7:2018-2022Q1 存货情况预示未来向好(百万元) . 8 图 8:2018-2022Q1 预收账款/合同负债快速增长(百万元) . 8 图 9:薄膜制备方法分类 . 9 图 10:PVD、CVD 及 ALD 成膜效果简示 . 9 图 11:PECVD 设备工作原理 . 11 图 12:SACVD 设备工作原理 . 11 图 13:半导体设备市场拆分 . 11 图 14:2017-2025 年半导体薄膜沉积设备市场规模(亿美元) . 11 图 15:中国大陆本土晶圆厂资本开支统计预测(百万美元) . 12 图 16:不同制程逻辑芯片产线薄膜沉积设备需求量 . 12 更多投

12、研资料 公众号:mtachn table_page 拓荆科技拓荆科技(688072)(688072)深度报告深度报告 http:/ 4/27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图 17:全球各类薄膜沉积设备占比情况统计 . 14 图 18:典型的逻辑芯片薄膜所需的薄膜工艺及对应材料 . 14 图 19:2019 年 CVD、PVD、ALD 设备的市场格局 . 14 图 20:2021 年中国大陆半导体 CVD 设备市场份额 . 15 图 21:2021 年中国大陆半导体 PVD 设备市场份额 . 15 图 22:公司设备工艺在逻辑、存储芯片薄膜制造中的应用 . 17 图 23:公司产品关键性能

13、参数优秀 . 17 图 24:2018-2021 三季报公司 PECVD 平均单价持续提升 . 17 图 25:公司成膜设备中标台数领先国内同设备厂商 . 19 图 26:公司在中国近 40 条产线设有 24h 技术服务中心 . 19 图 27:2019-2021 年研发支出及占营收比 . 21 图 28:技术人员在公司占比超过 70% . 21 表 1:公司产品分类及介绍 . 6 表 2:薄膜沉积设备分类 . 10 表 3:薄膜沉积工序数量持续提升 . 11 表 4:国内主要本土晶圆厂产能及扩产规划整理(不完全统计). 12 表 5:薄膜沉积龙头企业与国内企业对比 . 16 表 6:公司营收

14、按产品类别拆分 . 17 表 7:公司各类设备对应的主要客户 . 18 表 8:2019-2021 年 1-9 月公司前五大客户情况 . 18 表 9:公司销售给中芯国际的重复订单验收周期普遍较短 . 19 表 10:公司核心技术专家团队介绍 . 20 表 11:公司承担多项国家重大专项及省部级项目 . 21 表 12:公司核心技术产品收入占比维持 95%+ . 22 表 13:公司 IPO 募投项目表 . 22 表 14:盈利预测(单位:百万元) . 23 表 15:可比公司估值对比 . 24 表附录:三大报表预测值 . 26 更多投研资料 公众号:mtachn table_page 拓荆科

15、技拓荆科技(688072)(688072)深度报告深度报告 http:/ 5/27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 1. 拓荆科技拓荆科技:专注十二载,铸就国产替代先锋专注十二载,铸就国产替代先锋 1.1. PECVD 设备为基,设备为基,SACVD/ALD 设备为矛设备为矛 公司公司深耕薄膜沉积设备十二载,深耕薄膜沉积设备十二载, 产品覆盖产品覆盖 PECVD/SACVD/ALD。 拓荆科技股份有限公司成立于 2010 年 4 月,主要产品包括等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备、原子层沉积(ALD)设备和次常压化学气相沉积(SACVD)设备三个产品系列,拥有自主知识产权,技术指标达

16、到国际同类产品先进水平,产品主要应用于集成电路晶圆制造,以及 TSV 封装、光波导、Micro-LED、OLED 显示等高端技术领域。2011 年公司即推出 12英寸 PECVD 到中芯国际验证,2013 年通过中芯国际产品线测试,2016 年公司首台 ALD产品到客户端进行验证,2018 年通过客户端 14nm 产业化验证,公司的成长史很大程度上代表了国内半导体薄膜沉积设备的国产替代历史。 图图 1:公司历史沿革公司历史沿革 资料来源:公司招股说明书,公司官网,浙商证券研究所 PECVD/SACVD/ALD 为公司主要产品, 细分品类持续拓宽为公司主要产品, 细分品类持续拓宽。 公司主要产品

17、包括等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备、原子层沉积(ALD)设备和次常压化学气相沉积(SACVD)设备三个产品系列,已广泛应用于国内晶圆厂 14nm 及以上制程集成电路制造产线,并已展开 10nm 及以下制程产品验证测试。 更多投研资料 公众号:mtachn table_page 拓荆科技拓荆科技(688072)(688072)深度报告深度报告 http:/ 6/27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 表表 1:公司产品分类及介绍公司产品分类及介绍 产品分类产品分类 产品型号产品型号 应用领域应用领域 研发研发/生产生产阶段阶段 PECVD 12 英寸 PECVD 设备 PF-300T

18、 PF-300T 型号主要应用于 28nm 以上逻辑芯片及 FLASH、DRAM 存储芯片制造,TSV 封装和 OLED 制造领域。可以沉积 SiO2、SiN、SiON、BPSG、PSG、TEOS、Lok、Lok、ACHM、ADC 等介质材料薄膜。 产业化应用 12 英寸 PECVD 设备 PF-300T eX PF-300T eX 设备型号主要应用 14nm-28nm 逻辑芯片及 FLASH、DRAM 存储芯片制造。可以沉积 SiO2、SiN、SiON、BPSG、PSG、TEOS、Lok、Lok、ACHM、ADC等介质材料薄膜。 产业化应用 12 英寸 PECVD 设备 PF-300T pX

19、 PF-300T pX 设备型号主要应用于 10nm 以下逻辑芯片制造。可以沉积通用介质材料薄膜及先进介质材料薄膜。 研发中 8 英寸 PECVD 设备 PF-200T PF-200T 系列设备主要应用于 90nm 以上集成电路前道工艺及 3D TSV 先进封装环节。可以沉积 SiO2、SiN、SiON、TEOS 等介质材料薄膜。此设备可实现与 12 英寸 PECVD 设备兼容,具有高产能,低生产成本优势。 产业化应用 12 英寸 HTM PECVD 设备 NF-300H NF-300H 系列设备主要应用于存储芯片制造,目前可适用于 32-128 层 3D NAND FLASH 芯片、19nm

20、 以下 DRAM 芯片制造。NF-300H 设备成功突破了存储芯片制造工艺的颗粒度、均匀性、应力及产能是四大关键技术挑战。可以沉积 NO stack、Thick TEOS 等介质材料薄膜。 产业化验证 TFLITE TFLITE 系列设备主要应用于 LED 芯片制造领域,该设备通过反应腔、沉积站的优化设计,具有高产能、高安全性优势。可以沉积 SiO2、SiN 材料薄膜。 产业化验证 ALD 12 英寸 PEALD 设备 FT-300T FT-300T(PE)系列设备主要应用于逻辑芯片 28-14nm 纳米 SADP、STI Liner工艺,55-40nm BSI 工艺的晶圆制造、2.5D、3D

21、 TSV 先进封装领域。FT-300T具有优异的薄膜均匀性和保形性,特别适合高深宽比晶圆孔洞的薄膜沉积。可以沉积 SiO2 和 SiN 介质材料薄膜。 产业化应用 12 英寸 Thermal-ALD 设备 FT-300T FT-300T(Thermal)系列设备主要应用于逻辑芯片 28nm 以下制程。FT-300T具有优异的薄膜均匀性和纯度,薄膜内杂质含量少,刻蚀性能优越,同时也适合高深宽比晶圆孔洞的薄膜沉积。可以沉积 Al2O3、AlN 等多种金属化合物薄膜材料。 研发中 12 英寸 ALD 设备FT-300H FT-300H 系列设备主要应用于 128 层以上 3D NAND FLASH

22、存储芯片、19/17 nm DRAM 存储芯片晶圆制造,可以沉积 SiO2 和 SiN 介质材料薄膜。 产业化验证 SACVD 12 英寸 SACVD 设备 SA-300T SA-300T 设备主要应用于 40-28nm 制程 STI、ILD 工艺的晶圆制造,可以沉积BPSG、SAF 等介质材料薄膜。 产业化应用 8 英寸 SACVD 设备 SA-200T SA-200T 设备主要应用于 90nm 以上制程 STI、ILD 工艺的晶圆制造,可以沉积 BPSG、SAF 等介质材料薄膜。 产业化应用 资料来源:公司招股说明书,浙商证券研究所 公司股权结构分散,股东阵容强大,公司股权结构分散,股东阵

23、容强大,大基金大基金是第一大股东。是第一大股东。大基金、国投上海、中微公司是拓荆科技前三大股东,2021 年 1 月 12 日以来,发行人第一大股东所持股股权比例不足控股,其他股东持股比例相对分散,根据公司章程,董事会由 9 名董事组成,其中6 名非独董,6 名非独董中国家集成电路基金有权提名 2 名(杨征帆、杨柳) ,国投上海(齐雷) 、中微公司分别有权提名 1 名(尹志尧) ,姜谦及其一致行动人有权提名 2 名(姜谦、吕光泉) 。目前,拓荆科技控股三家子公司,分别为北京、上海、海宁子公司。 更多投研资料 公众号:mtachn table_page 拓荆科技拓荆科技(688072)(6880

24、72)深度报告深度报告 http:/ 7/27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 2:公司股权结构(截至公司股权结构(截至 202205) 资料来源:公司招股说明书,wind,浙商证券研究所 1.2. 存货存货/合同负债高增,成长性与确定性兼备合同负债高增,成长性与确定性兼备 营收快速成长,受研发投入影响扣非净利尚未转正营收快速成长,受研发投入影响扣非净利尚未转正。2018-2021 年,公司营收从 0.71亿元迅速增长至 7.58 亿元,CAGR 达 20%,其中 2021 年同比增速为 73.99%,2022Q1 公司实现营收 1.08 亿元, 同比增长 86.21%。 2018-2

25、022Q1 公司归母净利以及扣非净利方面,除 2021 年归母净利为正外,其余均为负数,主要源于自身研发投入以及承担国家重大科研专项产生的费用, 半导体设备研发投入巨大, 国际半导体设备龙头企业 ASML、 AMAT、LAM、TEL 处于较为成熟的发展阶段,每年的研发投入占营收比普遍在 10%以上,极高的研发支出决定了半导体设备企业必须达到一定规模才能实现盈利。 图图 3:2018-2022Q1 公司营收快速成长(亿元)公司营收快速成长(亿元) 图图 4:2018-2022Q1 归母净利归母净利/扣非净利情况(亿元)扣非净利情况(亿元) 资料来源:wind,浙商证券研究所 资料来源:wind,

26、浙商证券研究所 毛利率持续向好,毛利率持续向好,三费三费费用率整体平稳费用率整体平稳。2018-2022Q1,公司毛利率呈现持续上升的趋势,2018 年毛利率为 31.67%,2022Q1 为 47.44%,累计上升 15.77pct ,2021 年全球主流半导体设备企业 ASML/AMAT/LAM 的平均毛利率水平在 45%-55%之间,可见公司产品在单机售价以及 BOM 物料成本的平衡上已经接近龙头企业。此外,公司三费(不含研发)费用率整体平稳,22Q1 研发费用率较 21 年全年大幅提升的主要原因为收入季节性较低,导致研发费用率显著升高。 0.712.514.367.581.080%50

27、%100%150%200%250%300%01234567820182019202020212022Q1营业收入(亿元)同比增长-200%0%200%400%600%800%-1.5-1-0.500.5120182019202020212022Q1归母净利扣非净利归母净利同比扣非净利同比更多投研资料 公众号:mtachn table_page 拓荆科技拓荆科技(688072)(688072)深度报告深度报告 http:/ 8/27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 5:2018-2022Q1 毛利率毛利率/净利率情况净利率情况 图图 6:2018-2022Q1 公司费用率情况公司费用率情

28、况 资料来源:wind,浙商证券研究所 资料来源:wind,浙商证券研究所 存货持续攀升, 其中多为已发出产品,存货持续攀升, 其中多为已发出产品,2022 年收入增速与确定性兼备年收入增速与确定性兼备。 2018-2022Q1存货快速提升至 12.94 亿元,较 2021 年末上涨 33.50%,2018-2021 年情况,公司发出商品占存货比重持续提升,2018 年为 51%,2021 年提升至 78%,说明公司经营情况持续向好,下游客户需求旺盛,产品周转效率提升。假设 2022Q1 发出商品占存货比为 80%,则截至 22Q1 已交付订单金额超过 10 亿元,可以看出公司 2022 年收

29、入增速与确定性兼备。 预收账款预收账款/合同负债快速增长合同负债快速增长, 在手订单充沛,在手订单充沛,公司快速成长公司快速成长能见度高能见度高。 2018-2022Q1公司预收账款/合同负债同样快速增长,2022Q1 合同负债达 7.8 亿元,较 2021 年末增长2.92 亿元,预示在手订单充裕。 图图 7:2018-2022Q1 存货情况预示未来向好存货情况预示未来向好(百万元)百万元) 图图 8:2018-2022Q1 预收账款预收账款/合同负债快速增长合同负债快速增长(百万元)(百万元) 资料来源:wind,浙商证券研究所 资料来源:wind,浙商证券研究所 2. 半导体半导体薄膜沉

30、积薄膜沉积设备设备:市场空间广、竞争格局佳市场空间广、竞争格局佳 2.1. 半导体制膜关键工艺,持续推动芯片性能提升半导体制膜关键工艺,持续推动芯片性能提升 薄膜薄膜沉沉积工艺是半导体制造中的关键工艺积工艺是半导体制造中的关键工艺。半导体行业中,薄膜常用于产生导电层或绝缘层、产生减反射膜提高吸光率、临时阻挡刻蚀等作用,由于薄膜是芯片结构的功能材料层,在芯片完成制造、封测等工序后会留存在芯片中,薄膜的技术参数直接影响芯片性能。由于半导体器件的高精度,薄膜通常使用薄膜沉积工艺来实现,晶圆表面的沉积物会在晶圆表面形成一层连续密闭的薄膜。 薄膜制备可根据原理分为淀积法核渗入法, 其中淀积法根据反应环境

31、可分为气相法和液相法,气相法根据反应原理可分为化学气相沉积和物理气相沉积。 -150%-100%-50%0%50%100%20182019202020212022Q1毛利率净利率-20%0%20%40%60%80%20182019202020212022Q1销售费用率管理费用率财务费用率1,294 00.511.505001000150020182019202020212022Q1发出商品原材料其他存货合计(百万元)47 56 134 488 780 010020030040050060070080020182019202020212022Q1合同负债+预收款项(百万元)更多投研资料 公众号:

32、mtachn table_page 拓荆科技拓荆科技(688072)(688072)深度报告深度报告 http:/ 9/27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 9:薄膜制备方法分类薄膜制备方法分类 资料来源:电子科技大学,浙商证券研究所 在晶圆衬底上淀积薄膜有很多种技术, 主要分为化学工艺和物理工艺: 物理气相沉积物理气相沉积技术(技术(PVD)是利用热蒸发、离子溅射或辉光放电等物理过程,在基体表面沉积所需薄膜的技术;化学气相沉积技术(化学气相沉积技术(CVD)是利用化学反应,将气相中的物质转移到基体表面形成所需薄膜的技术。 图图 10:PVD、CVD 及及 ALD 成膜效果简示成膜效果

33、简示 资料来源:拓荆科技招股说明书,浙商证券研究所 半导体半导体薄膜设备薄膜设备细分细分种类众多种类众多: 根据不同原理镀膜设备主要分为 CVD 设备、 PVD 设备和 ALD 设备,常用 CVD 设备包括 PECVD、SACVD、APCVD、LPCVD 等,ALD 也是属于 CVD 的一种, 是先进制程部分工序节点所需的薄膜沉积设备; PVD 设备根据原理不同可分为溅射 PVD 设备、蒸镀 PVD 设备和离子镀膜设备。 更多投研资料 公众号:mtachn table_page 拓荆科技拓荆科技(688072)(688072)深度报告深度报告 http:/ 10/27 请务必阅读正文之后的免责

34、条款部分 表表 2:薄膜沉积设备分类薄膜沉积设备分类 设备分类设备分类 具体细分种类具体细分种类 主要原理主要原理 CVD 设备 (化学气相沉积) APCVD(常压化学气相沉积) 反应气体(如硅烷、硼烷和氧)在常压下起化学反应而生成一层固态的生成物沉积于衬底上 LPCVD(低压化学气相沉积) 在 APCVD 基础上发展起来,相较 APCVD,工作压力大大降低(约 133Pa 以下) ,薄膜均匀性和沟槽覆盖填充能力有所改善 PECVD(等离子体增强化学气相沉积) 借助微波或射频等使含有薄膜成分原子的气体电离,在局部形成等离子体,而等离子体化学活性很强,很容易发生反应,在基片上沉积出所期望的薄膜,

35、由于等离子体的作用,化学反应温度明显降低,薄膜纯度提高,致密度加强,不伤害芯片已完成的电路 SACVD(次常压化学气相沉积) SACVD 反应腔环境具有特有的高温(400-550) 、高压(30-600Torr)环境,具有快速填空的能力,目前主要应用于沟槽填充工艺 ALD(原子层沉积)设备 将物质以单原子膜形式一层一层地镀在基底表面的方法,具有自限制生长的特点,可精确控制薄膜的厚度 PVD 设备(物理气相沉积) Evaporation(真空蒸镀) 在真空条件下,用蒸发器加热蒸发物质,使之升华,蒸发粒子流直接射向基片,并在基片上沉积形成固态薄膜 Sputtering(溅射镀膜) 待镀材料源(靶材

36、)和基体一起放入真空室中,然后利用正离子轰击作为阴极的靶,使靶材中的原子、分子逸出并在基体表面上凝聚成膜 Ion plating(离子镀膜) 利用蒸发源或溅射靶使膜材蒸发或溅射出粒子,一部分粒子在气体放电空间中电离成金属离子从而在电场作用下沉积到基体上生成薄膜 资料来源:芯智讯,拓荆科技,浙商证券研究所 CVD 设备具体来看设备具体来看: 常压化学气相沉积 (APCVD) 是最早的 CVD 设备, 结构简单、沉积速率高, 至今仍广泛应用于工业生产中。 低压化学气相沉积 (LPCVD) 是在 APCVD 的基础上发展起来的,由于其工作压力大大降低,薄膜的均匀性和沟槽覆盖填充能 力有所改善,相比

37、APCVD 的应用更为广泛。等离子体增强化学气相沉积设备 (PECVD)在从亚微米发展到 90nm 的 IC 制造技术过程中,扮演了重要的角色,由于等离子体的作用,化学反应温度明显降低,薄膜纯度得到提高,致密度得以加强,不伤害芯片已完成的电路。次常压化学气相沉积(SACVD)主要应用于沟槽填充工艺。集成电路结构中,沟槽孔洞的深宽比越来越大,SACVD 反应腔环境具有特有的高温(400-550) 、高压(30-600Torr)环境,具有快速填空(Gapfill)能力。 更多投研资料 公众号:mtachn table_page 拓荆科技拓荆科技(688072)(688072)深度报告深度报告 ht

38、tp:/ 11/27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 11:PECVD 设备工作原理设备工作原理 图图 12:SACVD 设备工作原理设备工作原理 资料来源:公司招股说明书,浙商证券研究所 资料来源:公司招股说明书,浙商证券研究所 摩尔定律、摩尔定律、3D 结构推动结构推动薄膜沉积工序薄膜沉积工序数量数量持续提升持续提升。随着集成电路制造不断向更先进工艺发展,单位面积集成的电路规模不断扩大,芯片内部立体结构日趋复杂,所需要的薄膜层数越来越多, 对绝缘介质薄膜、 导电金属薄膜的材料种类和性能参数不断提出新的要求。在 90nm CMOS 工艺,大约需要 40 道薄膜沉积工序。在 3nm F

39、inFET 工艺产线,超过 100 道薄膜沉积工序,涉及的薄膜材料由 6 种增加到近 20 种,对于薄膜颗粒的要求也由微米级提高到纳米级。 表表 3:薄膜沉积工序数量持续提升薄膜沉积工序数量持续提升 制程节点 90nm CMOS 3nm FinFET 薄膜沉积工序数量 40 道 超过 100 道 资料来源:公司招股说明书,浙商证券研究所 2.2. 前道前道三大核心设备之一,全球市场迈向三大核心设备之一,全球市场迈向 300 亿美金亿美金 晶圆制造核心设备,晶圆制造核心设备, 薄膜设备市场空间广阔。薄膜设备市场空间广阔。 新建晶圆厂设备投资中, 晶圆制造相关设备投资额占比约为总体设备投资的 80

40、%,薄膜沉积设备作为晶圆制造的三大主设备之一, 其投资规模占晶圆制造设备总投资的 2025%。 根据 Maximize Market Research 数据,2017-2020 年全球半导体薄膜设备由 125 亿美元增长至 172 亿美元,CAGR 为 11.2%,受益于芯片结构向 3D 立体化方向发展,薄膜设备的需求将加速成长,预计到 2025 年市场将达到 340 亿美元,2021-2025 年 CAGR 为 15.66%。 图图 13:半导体设备市场拆分:半导体设备市场拆分 图图 14:2017-2025 年年半导体薄膜沉积设备市场规模(亿美元)半导体薄膜沉积设备市场规模(亿美元) 资料

41、来源:SEMI,浙商证券研究所 资料来源:Maximize Market Research,浙商证券研究所 国内薄膜沉积设备市场空间:国内薄膜沉积设备市场空间:2021 年超过年超过 55 亿美元。亿美元。根据 SEMI 数据,2021 年中国大陆半导体设备市场在全球的占比约为 29%,Maximize Market Research 预测 2021年全球半导体薄膜设备市场约为 190 亿美元(由于 2021 年全球半导体设备市场增速达组装封装设备10%测试设备8%其他2%光刻机23%刻蚀设备30%薄膜沉积设备25%其他22%晶圆制造设备80%1251451551721902202602803

42、40050100150200250300350400更多投研资料 公众号:mtachn table_page 拓荆科技拓荆科技(688072)(688072)深度报告深度报告 http:/ 12/27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 44%,预计薄膜沉积设备市场规模也将上修) ,因此保守估计 2021 年中国大陆半导体薄膜沉积设备的市场空间超过 55 亿美元。 国内晶圆厂持续扩产、芯片制程迭代共同推动国产薄膜沉积设备市场扩容。国内晶圆厂持续扩产、芯片制程迭代共同推动国产薄膜沉积设备市场扩容。当前时间节点, 对于中国大陆本土设备厂商而言, 本土晶圆厂客户的扩产进度是决定设备需求的直接因素,根据

43、 ittbank 数据,2022 年初国内正在扩产以及已有规划的 12 寸晶圆产线产能约为 206 万片/月,需求广阔;根据拓荆科技招股书信息,按 1 万片月产能来看,一条180nm 的 8 寸逻辑晶圆产线需要约 10 台 CVD 设备、5 台 PVD 设备,一条 90nm 的 12寸逻辑产线需要约 42 台 CVD 设备、24 台 PVD 设备。 图图 15:中国大陆晶圆厂在建及潜在扩产规划(万片中国大陆晶圆厂在建及潜在扩产规划(万片/月)月) 图图 16:不同制程逻辑芯片产线薄膜沉积设备需求量不同制程逻辑芯片产线薄膜沉积设备需求量 资料来源:ittbank,浙商证券研究所 资料来源:拓荆科

44、技,浙商证券研究所 2021 年中国集成电路贸易逆差继续创下了历史新高的年中国集成电路贸易逆差继续创下了历史新高的 2788 亿美元,本土产能缺口亿美元,本土产能缺口依旧巨大, 晶圆厂扩产具备长期需求。依旧巨大, 晶圆厂扩产具备长期需求。 根据中国海关数据, 2021 年我国进口集成电路 4326亿美元, 出口集成电路 1538 亿美元, 进出口均保持快速增长, 贸易逆差为 2788 亿美元,继续创历史新高, 尽管我国半导体产业向自主可控的大方向快速前进, 但贸易逆差持续扩大也说明了自主可控的进程远远没有结束,本土企业扩产的动力将长期存在。 表表 4:国内主要本土晶圆厂产能及扩产规划整理(不完

45、全统计)国内主要本土晶圆厂产能及扩产规划整理(不完全统计) 晶圆厂晶圆厂 地点地点 当前产能与未来规划当前产能与未来规划 中芯国际 整体 2021 年,晶圆总产量约为 675.5 万片;2022 年初,上海临港新厂破土动工,位于北京和深圳的两个项目也在推进,预计年底前投入生产 中芯京城 北京 2021 年 2 月宣布启动第一期 12 寸晶圆厂建设计划,规划月产能 10 万片,预计 2024 年完工;2025 年月产能将达 10 万片 中芯北方 北京 中芯北方具备 2 条月产 3.5 万片的 300mm 生产线。第一条生产线主要生产 40nm 和 28nm Polysion 工艺产品;第二条生产

46、线具备 28nm HKMG 工艺及更高技术水平(厂房在建); 截止 2021 年底,中芯北京和中芯北方 12 英寸晶圆产能达到 12 万片/月 中芯南方 上海 12 英寸芯片 SN1 项目:该项目总投资 90.59 亿美元,规划月产能 3.5 万片; 2020 年已实现月产能 6000 片 中芯东方 上海 规划建设月产能为 10 万片的 12 寸晶圆代工生产线项目 中芯天津 天津 中芯国际天津产能扩充项目(8 英寸):2016 年已实现月产能 4.5 万片,项目全部建成投产后中芯天津月产能高达 15 万片 中芯深圳 深圳 8 英寸晶圆代工生产线项目(Fab15),截至 2Q20 实现产能 4.

47、6 万片/月;12 英寸晶圆代工生产线项目(Fab16)规划产能 4 万片/月 中芯绍兴 绍兴 2021 年年底,已投产的中芯绍兴一期项目(8 英寸)产能已升至 9 万片/月,产值将达20 亿元 206 18 0 05010015020025012寸8寸6寸当前在建或已披露扩产规划(万片/月)晶圆产线晶圆产线设备种类设备种类所需设备数量(台)所需设备数量(台)/万片月产能万片月产能CVD9.9PVD4.8CVD42PVD24中芯国际180nm 8寸晶圆产线中芯国际90nm 12寸晶圆产线更多投研资料 公众号:mtachn table_page 拓荆科技拓荆科技(688072)(688072)深

48、度报告深度报告 http:/ 13/27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 中芯宁波 宁波 2018 年 11 月,中芯宁波 N1 项目正式投产;2019 年 2 月,特种工艺(晶圆-芯片)N2 项目开工,规划 N2 项目建成后将形成年产 33 万片 8 英寸特种工艺芯片产能 华虹集团 华虹半导体 整体 2021 年,8 英寸晶圆月产能为 17.8 万片,12 英寸晶圆月产能为 6 万片;2022 年,8 英寸晶圆预计扩产 10%,12 英寸的晶圆产线按计划年底通线 上海金桥 /张江 3 个 8 英寸晶圆厂(HH Fab1、HH Fab2、HH Fab3),每月 8 英寸晶圆总产能约为 18

49、万片 无锡 一期项目 17 个月投产,已完成投资 45 亿美元,12 英寸特色工艺晶圆月产能已达 6.5 万片 华力微电子 上海张江 华虹五厂(HH FAB5)是全自动 12 英寸集成电路生产线,目前的月产能在 3.5 片左右,工艺节点覆盖 55nm-28nm 华力集成 上海康桥 华虹六厂(HH FAB6)2018 年 10 月建成投片,工艺技术覆盖 28-14nm 节点,设计月产能4 万片 长鑫存储 合肥 三期建设三座 12 寸 DRAM 存储器晶圆厂,预计三期满产后产能可达 36 万片/月; 2021 年产能已达 6 万片/月; 2022 年规划产能 12 万片/月 积塔半导体 上海临港 特色工艺生产线项目(8 英寸&12 英寸):总投资 359 亿元,于 2020 年投片,目标是建设月产能 6 万片的 8 英寸生产线和 5 万片的 12 英寸特色工艺生产线; 目前,上海积塔半导体已经明确将在上海临港投资二期项目,新增固定资产投资预计超过 260 亿元 紫光 紫光南京 南京 12 英寸半导体存储芯片项目:项目总投资超 300 亿美元,一期投资 105 亿美元。建成后将达到月产 10 万片 紫光成都 成都 项目总投资达 240 亿美元,将建设 12 寸 3D NAND 存储器晶圆生产线,预计在 2022 年实现一期 10 万片/月的达产目标 武汉新芯 武汉 有 2 座

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