2025年中微公司研究报告:国产刻蚀设备领军者,内生外延打通多元产品布局

2025年中微公司研究报告:国产刻蚀设备领军者,内生外延打通多元产品布局

1 国产半导体设备领军企业,营收规模实现高增

1.1 深耕微观加工关键高端设备,国产替代引领者

中微公司是国内领先、国际知名的高端半导体微观加工设备 公司。中微成立于 2004 年,2018 年整体变更为股份有限公司, 2019 年成为科创板首批上市公司之一。公司自成立以来,专注于 研发和生产高端半导体设备及泛半导体设备,覆盖半导体集成电 路制造、先进封装、LED 外延片生产、功率器件、MEMS 制造以 及其他微观工艺的高端设备领域。

刻蚀设备和 MOCVD 技术领先,薄膜类设备进展顺利。公司 现有产品包括应用于集成电路前道生产的等离子体刻蚀设备 (CCP 设备、ICP 设备、TSV 设备)、薄膜沉积设备(LPCVD、 ALD 设备等)等关键设备,应用于 LED 外延片和功率器件领域的 MOCVD 设备以及应用于平板显示生产线的工业用大型 VOC 净化 设备。 目前公司等离子体刻蚀设备已批量应用在国内外一线客户从 65 纳米到 14 纳米、7 纳米和 5 纳米及更先进的集成电路加工制造 生产线及先进封装生产线。公司研制的薄膜沉积设备产品进展顺 利,如期完成多项工艺验证, LPCVD 设备和 ALD 设备逐步投入 市场。此外,MOCVD 设备在行业领先客户的生产线上大规模投入 量产,公司已成为世界排名前列的氮化镓基 LED 设备制造商。

公司无实际控制人,上海国资委+大基金为公司前两大股东。 截止 24 年 3 季报,公司第一大股东上海创投(实控人系上海市国 资委)的持股比例为 15.05%,第二大股东巽鑫投资(大基金一期) 的持股比例为 13.04%,公司无实际控制人,公司重要决策均属于 各方共同参与决策。此外,大基金二期持股比例为3.93%,嘉兴智 微为员工持股平台。

核心技术团队经验丰富,具备国际技术视野。公司创始团队 及核心技术人员大都有国际领先半导体设备公司的从业经验,是国内具有国际化优势的半导体设备研发和运营团队之一。中微公 司的创始人、董事长及总经理尹志尧博士在半导体芯片和设备产 业有超过 30 年的行业经验,是国际等离子体刻蚀技术发展和产业 化的重要推动者之一。此外,公司吸引了来自世界各地具有丰富 经验的半导体设备专家,形成了成熟的研发和工程技术团队,专 业涵盖等离子体物理、射频及微波学、结构化学、微观分子动力 学、光谱及能谱学、真空机械传输等相关领域。

1.2 营收规模持续高增,以研促产增长可期

营收规模稳定增长,刻蚀设备贡献主要收入。2019-2023 年 公司营业收入规模维持高速增长,CAGR 达 33.93%。从收入结构 来看,公司刻蚀设备业务营收占比持续提升,且营收规模从 2019 年的 8.13 亿元增长至 2023 年的 47.03 亿元,是公司营收的重要来 源。2024 年上半年,公司营业收入同比增长 36.46%达到 34.48 亿 元,其中等离子体刻蚀设备收入 26.98 亿元,同比增长约 56.68%, 是公司收入增速的重要来源;MOCVD 设备收入 1.52 亿元,同比 减少约 49.04%,主因终端市场近两年不景气。

盈利能力提升,毛利率水平保持高位。2019-2023 年公司归 母净利润实现高速增长,CAGR达75.43%。2024年前三季度归母 净利润为9.13亿元,同比下降约2.47亿元,同比减少约21.28%, 主因 2023 年同期公司出售了持有的部分拓荆科技的股权而产生约 4.06 亿元的税后净收益,扩大了当年利润基数。从利润率水平来 看,2019-2023 年公司毛利率持续提升,2024 年前三季度公司的 毛利率为 42.22%,毛利率下降主要系会计准则调整,新规将本期 产生的预计产品质量保证损失计入营业成本。

公司持续加大研发投入,研发人员占比持续提升。公司坚持 以研发创新为驱动的高质量增长策略,重视研发投入,2023 年公 司研发费用支出为 8.17 亿元,同比增长 34.91%,研发投入占比达 13.04%。优秀的技术和研发团队是公司产品和服务不断创新改进 的重要保障,截至 2024 年上半年,公司拥有研发人员 967 名,较 年初提升 22.72%,研发人员在员工总数的占比达到 46.38%。

存货和合同负债增加,公司在手订单饱满。存货方面, 2024Q3 末公司存货金额达 78.2 亿元,同比+ 91.18%,存货规模 增长主因公司应对订单起量而进行原材料备货等;合同负债方面, 2024Q3 末 29.88 亿元,同比 118.82%,可反映公司在手订单饱满。 据 2024 年三季度公告,公司新增订单 76.4 亿元,同比增长约 52.0%,其中刻蚀设备新增订单 62.5 亿元,同比增长约 54.7%, 新增订单保障公司营收增长。

2 半导体发展趋势向好+自主可控提速,国产设 备迎发展机遇

2.1 周期向上+AI 创新驱动,半导体设备开支保持增长

周期复苏及 AI 需求共振,半导体行业景气回升。2024 年随着 半导体产业周期触底回升以及 AI、HPC 等新兴应用需求带动,全 球半导体市场需求回暖。2025 年人工智能 AI 与高性能运算 HPC 需求提升或驱动云端、终端的芯片需求提升,市场预期延续复苏 趋势。根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)预计,2024 年全 球半导体销售额为 6112 亿美元,同比增长 16.0%;2025年全球半 导体销售额有望达到 6874 亿美元,同比增长 12.5%。中长期来看, AI、5G/6G、云端/边缘运算、机器人与智能汽车等新兴应用领域 将成为半导体行业长期发展的动力。

半导体行业周期向上,晶圆制造设备开支预期增长。半导体 设备是半导体产业的基础,贯穿于晶圆制造、封装和测试等关键 环节。随着半导体市场筑底回升,全球半导体设备投资额有望提 升。据 SEMI 预测, 2024 年全球半导体设备市场将达到 1090 亿 美元,同比增长 3.4%;2025 年市场规模预计将达 1280 亿美元新 高。 按细分市场来看:1)晶圆制造设备:2024 年中国强劲的设备 支出以及对 DRAM 和高带宽存储器(HBM)的大量投资推动设备 支出额预测上调至 983 亿美元;2025 年,SEMI 预估晶圆厂设备 支出增长 14.7%至 1130 亿美元。2)后道封测设备:后端设备领 域需求于 2024 年开始复苏,SEMI 预估测试/封装设备销售额达到 67/44 亿美元,增长 7.4%/10.0%;受益于终端市场需求预期复苏 以及前端晶圆厂供应增长催化需求,2025 年后端市场需求增长有 望加速,预估测试设备/封装设备销售额将增长 30.3%/34.9%。

中国设备市场规模领先,预计 2024 年销售额达 350 亿美元。 2023 年销售至中国大陆的设备市场规模超 300 亿美金,仍是全球 最大的半导体设备市场。根据 SEMI 预测,2024 年中国大陆设备 制造市场预计达到 350 亿美元。

2.2 制程升级+存储堆叠发展,催生刻蚀和薄膜设备需求

2.2.1 刻蚀和薄膜是前道制造关键设备,设备投资额占比约 36%

晶圆前道设备投资价值最高,占比超 80%。从工艺流程来看, 半导体设备分为前道设备(晶圆制造)和后道设备(封装、测试) 两大类,根据 SEMI 统计,2023 年前道晶圆制造设备投资额占总 设备投资总额约 80%。 晶圆制造工序繁多,三大核心工序对应的设备价值量占半壁 江山。集成电路制造工艺繁多复杂,光刻、刻蚀和薄膜沉积是半 导体制造三大核心工艺:①光刻工艺是利用光刻机发出的光通过 具有图形的光罩对涂有光刻胶的薄片曝光,将电路图转移至硅晶 圆表面的光刻胶;②刻蚀工艺指通过物理或化学手段有选择性地 移除沉积层特定部分以形成所需的器件结构或图案;③薄膜沉积 是在硅晶圆表面添加如导电层、绝缘介质层等,实现器件互连以 及芯片的多层结构。集成电路制造通过薄膜沉积、光刻和刻蚀三 大工艺循环,把数十层光罩的图形逐层转移到晶圆上。以上三大 核心生产工艺对应的设备光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备, 据 SEMI 统计,2023 年在晶圆厂设备总投资额占比分别为和 14%、 18%和 18%。

1)刻蚀设备:干法刻蚀为市场主流, 2029 年刻蚀设备市场规模 预超过 300 亿美元。 干法刻蚀为市场主流,干法刻蚀设备有 CCP 和 ICP 两条技术 路线。按照工艺划分,刻蚀分为干法和湿法刻蚀:湿法刻蚀各向 异性较差,侧壁容易产生横向钻蚀造成刻蚀偏差,现在通常用于 工艺尺寸较大的刻蚀,或用于清洗等;干法刻蚀具有良好的各向 异性,是目前主流的刻蚀方法,市场份额约 90%,其中以等离子 体干法刻蚀为主导。

根据被刻蚀材料类型不同,干法刻蚀分为介质刻蚀(氧化硅、 氮化硅、光刻胶等)、硅刻蚀(单晶硅、多晶硅和硅化物等)和金 属刻蚀(铝、钨、铜及合金层等)。

根据产生等离子体方法的不同,干法刻蚀主要分为电容性等 离子体刻蚀(CCP)和电感性等离子体刻蚀(ICP),这两类技术 基本能覆盖不同材料类型的刻蚀。其中,CCP 的离子能量高,多 用于介质材料的刻蚀,能刻蚀高深宽比的深孔、深沟等微观结构; ICP 以较低的离子能量和极均匀的离子浓度刻蚀较软的和较薄的材 料,包括硅材料和金属材料,目前 CCP 和 ICP 设备各占据半壁江 山。

全球刻蚀设备市场规模预估超 300 亿美元。据 Mordor Intelligence 数据统计,2024 年全球半导体刻蚀设备市场规模预计 为 238 亿美元, 预 计 到 2029 年 增长至 343.2 亿美元 , CAGR=7.60%。

2)薄膜沉积设备:半导体薄膜沉积设备市场增长潜力大

薄膜沉积设备主要负责各个步骤当中的介质层与金属层的沉 积。按照薄膜制备依据的工艺原理不同,可分为 CVD(化学气相 沉积)设备、PVD(物理气相沉积)设备/电镀设备和 ALD(原子 层沉积)设备。这三类技术适用于不同环节,相互补充且不断迭 代。PVD 生长机理简单,沉积速率高,通常适用于简单平面的膜 层制备;CVD 通过化学反应制备固态物质实现镀膜,可应用于绝 缘薄膜、硬掩模层以及金属膜层的沉积;ALD 具有非常精确的膜 厚控制和优越的台阶覆盖率,在 45nm 以下节点以及 3D 结构等半 导体薄膜沉积环节具有较大优势。

CVD 设备应用广泛,ALD 快速发展。PECVD、LPCVD 等 CVD 设备能适用于不同工艺节点对膜质量、厚度以及孔隙沟槽填 充能力等的不同要求,是薄膜沉积设备中占比最高的设备类型, 其中 PECVD 凭借其沉积速率快、薄膜纯度和密度高等优点,适用于大多数主流介质薄膜。根据 Gartner数据,2022年 PECVD 设备 市场占比约为 28%,LPCVD设备占比约为 10%。此外,ALD技术 凭借其原子层级沉积特点,具有薄膜厚度精确度高、均匀性好、 台阶覆盖率极高、沟槽填充性能极佳等优势,在制程不断缩小且 更为 3D 立体化背景下,ALD 凭借其技术优势在半导体薄膜沉积环 节的市场占有率或将持续提高。

半导体薄膜沉积设备市场增长潜力大,2029 年全球市场规模 预估达 559 亿美元。据 Maximize Market Research 数据统计, 2017-2022年全球半导体薄膜沉积设备市场规模从 125亿美元扩大 至 233 亿美元,CAGR=13.26%,并预计至 2029 年市场规模可达 559 亿美元。结合中国大陆半导体制造设备销售额占全球销售额约 29%的比例测算,2029 年国内市场规模或将达 162 亿美元。

2.2.2 制程升级叠加存储堆叠发展,激发设备需求提升

芯片制程升级+3D 结构发展,带动刻蚀、薄膜设备需求快速 增长。随着集成电路芯片制造工艺不断演进,以及存储器件由 2D 逐步向 3D 结构转换,使离子体刻蚀和薄膜制程成为最关键步骤, 相关设备市场需求显著提升,据 Gartner 数据统计,2013-2023 年 干法刻蚀设备和化学薄膜设备市场规模增速高,CAGR 分别为 15.34%和 14.47%。

先进制程向更小的节点发展,多重模板工艺增加刻蚀和薄膜 加工步骤。随着集成电路芯片制造工艺的不断演进,线宽不断缩 小,且制程进入 28nm 后的芯片结构转向 FinFET、GAA 等 3D 结 构转变,导致制造工艺愈发复杂,进而提高了前道制造设备的需 求。此外,由于光刻机的波长限制,14nm 及以下的制程需要采用 多重模板工艺,通过多次薄膜沉积、光刻、刻蚀工序以实现更小 的线宽,使得薄膜沉积和刻蚀等加工次数显著增加。据 SEMI 统计 20nm 工艺需要的刻蚀步骤约为 50 次,而 10nm 工艺和 7nm 工艺 所需刻蚀步骤则超过 100 次;据拓荆科技招股说明书,90nm CMOS工艺大约需要 40道薄膜沉积工序,3nmFinFET工艺产线大 约需要100道薄膜沉积工序。我们认为,先进制程使得晶圆制造的 复杂度和工序量大幅提升,进而需要更多以刻蚀设备、薄膜沉积 设备为代表的半导体设备参与生产环节。

3D NAND 堆叠层数增加,薄膜沉积设备和高纵横比刻蚀设备 至关重要。集成电路 2D 存储器件的线宽已接近物理极限,NAND 闪存已进入 3D 时代。3D NAND 制造工艺中,增加集成度的主要 方法不再是缩小单层上线宽而是增加三维立体堆叠的层数。每层 均需要经过薄膜沉积工艺步骤, 催生相关设备需求增长。根据东京 电子披露,薄膜沉积设备占 FLASH 芯片产线资本开支比例从 2D 时代的 18%增长至 3D 时代的 26%,随着 3D NAND 芯片的内部层 数不断增高,对于薄膜沉积设备的需求提升的趋势亦将延续。此 外,结构复杂化对刻蚀工艺提出更高的技术要求,刻蚀要在氧化 硅和氮化硅一对的叠层结构上,加工 40:1 到 60:1 的极深孔或 极深的沟槽,3D NAND 层数的增加要求刻蚀技术实现更高的深宽 比,并且对刻蚀设备的需求提升。目前三星、美光和 SK 海力士等 NAND 制造商不断提高堆叠层数,先后推出突破 200 层的 NAND 产品,并不断向更高堆叠层数产品升级,刻蚀设备和薄膜沉积设 备作为存储应用中的最核心设备,有望受益于 3D NAND 的技术的 迭代升级。

2.3 海外对华出口管制升级,半导体设备自主可控或提速

外部技术封锁+内部设备厂商向上突围,设备国产化率持续提 升。全球半导体设备市场高度集中,以美国的应用材料和泛林集 团,荷兰的阿斯麦和先晶半导体,日本东京电子和迪恩仕等为代 表的国际知名企业, 凭借资金、技术、客户资源、品牌等方面的优 势,占据全球半导体设备市场的主要份额,中国本土半导体设备 厂商市占率较低。

据头豹研究院数据,光刻机、刻蚀设备、薄膜沉积、量/测设 备、离子注入设备等关键领域应用设备仍依赖进口,多项设备国 产化率不足 30%。我们认为,在半导体产业逆全球化趋势背景下, 国内半导体产业链自主可控势不可挡,在外部制裁不断升级、国 内政策和资金的落实与实施下,我国半导体设备行业迎来发展契 机,设备国产化进程不断推进。

美日荷联合对华实施出口管制,推进半导体设备国产化进程。 2022 年以来,以美国、日本、欧洲为代表的国家及地区,对本国 和地区半导体设备企业向中国出售相关半导体制造设备进行实质 性限制,目的在于限制我国晶圆厂获取先进制程设备(重点在于 光刻设备、刻蚀设备和薄膜沉积设备)。现阶段,美国等国家及地 区对华半导体产业的技术封锁层层加码,2024 年 12 月 2 日,美国 商务部工业与安全局(BIS)发布最新出口管控规则,进一步强化 对中国半导体行业的全面限制,包括对 24 种半导体制造设备和 3 种用于开发或生产半导体的软件工具,对高带宽存储器(HBM) 等实施新的管制措施。我们认为,在先进制程设备“卡脖子”背景下, 核心设备自主可控是必然趋势,中国晶圆厂出于供应链安全考量, 或将加快国产半导体设备在各个工艺环节的验证进程,国产设备 渗透率有望提升。

政策指引叠加资金支持,利好国内半导体产业发展。半导体 产业是我国信息技术产业的核心,国家制定出台多项政策为半导 体产业链发展保驾护航,通过税收优惠、投融资以及人才培养等方 面的政策支持,逐步推进本土半导体制造和配套产业链的规模化 和高端化。在资金支持方面,国家先后推出多期大基金以支持半 导体产业升级、技术创新和自主可控,其中,大基金一期/二期主 要投向芯片制造、IC 设计、设备及零部件等领域,大基金三期成 立于 2024 年 5 月,其规模超过前两期总和,重点投向集成电路全 产业链,侧重点:一是核心卡脖子领域,推进关键设备和材料方 面技术独立自主;二是 AI 芯片、高端存储等领域。

3 内生外延打通多元产品布局,夯实企业竞争力

3.1 内生外延完善业务布局,提升集成电路设备覆盖领域

坚持三维发展战略,内生外延完善业务布局。公司持续践行 三维发展战略,深耕集成电路关键设备领域、扩展在泛半导体关 键设备领域应用并探索其他新兴领域的机会,通过内生成长和并 购等外延成长途径扩大产品和市场覆盖。公司持续强化核心业务 内生成长,刻蚀设备持续提升产品性能和扩大市场份额,MOCVD 设备重点开发Micro-LED和功率器件等领域,薄膜设备进一步开发 LPCVD、EPI 设备等以提升高端关键制程的覆盖率。此外,公司 通过投资睿励仪器(检测设备)、拓荆科技(薄膜沉积)、理想万 里晖(太阳能电池薄膜)、SOLAYER(光学镀膜) 等海内外公司, 探索合作机会,拓展产品品类和应用领域布局。

自主研发+外部投资,扩大集成电路领域设备布局。中微公司 刻蚀设备实力突出,获得海内外一线芯片制造企业认可,并通过 自主研发和外延发展,不断扩大刻蚀设备领域竞争优势,同时延 伸道薄膜、检测等设备领域,未来公司有望不断突破关键工艺设 备并参与和海外设备龙头的竞争。公司现覆盖约 33%集成电路关 键领域的设备,包括刻蚀设备、薄膜沉积设备和检测设备。公司 积极考虑投资和并购的方式来整合产业链上下游和相关资源,预 计未来五到十年,将通过自主研发以及携手行业合作伙伴,覆盖 集成电路关键领域 50%至 60%的设备。

3.2 刻蚀设备国内领先,关键工艺持续突破

公司刻蚀设备技术水平领先,工艺覆盖持续完善。公司自 2004 年起研制 CCP 刻蚀设备,后于 2012 年延伸至 ICP 设备领域, 目前公司开发了 CCP 和 ICP 的单台机和双台机合计的 15 种三代 机型,不仅可应用于不同的制程,而且能够覆盖逻辑芯片或存储 芯片制造环节中大部分刻蚀应用场景。据 2024 年度业绩交流会, 中微公司能够覆盖包括逻辑和存储器件在内合计约 95%的刻蚀应 用需求。此外,公司研发的两类刻蚀设备技术均达到国际先进水 平, 在逻辑集成电路制造环节,公司开发的 12 英寸高端刻蚀设备 已运用在国际知名客户最先进的生产线上并用于 5 纳米、5 纳米以 下器件中若干关键步骤的加工 ;在 3D NAND 芯片制造环节,公司 的等离子体刻蚀设备已应用于 64 层和 128 层的量产。

产品获行业主流客户认可,CCP 和 ICP 刻蚀设备付运量持续 提升。公司等离子体刻蚀设备已成功进入台积电、中芯国际、华 虹集团、长江存储等国内外知名半导体制造企业。公司凭借完整 的单台和双台刻蚀设备布局、核心技术持续突破、产品升级快速 迭代、刻蚀应用覆盖丰富等优势,在国内外持续获得更多客户的 认可,CCP 和 ICP 刻蚀设备付运量持续提升。截至 2024 年 6 月, 公司累计生产付运超过 3600 个 CCP 刻蚀反应台,2024 年上半年 新增付运设备超 700 个,创历史新高。

CCP 刻蚀设备持续升级,大马士革和极高深宽比刻蚀等工艺 验证顺利。公司持续推进设备开发和工艺优化,在逻辑器件制造 领域,2022 年开发了新一代可应用大马士工艺的刻蚀设备;在存储芯片制造领域,开发适用于该制造环节能够实现超高深宽比刻 蚀的设备。

1)逻辑器件制造领域,一体化大马士革刻蚀工艺验证顺利。 在 28 纳米及以下的逻辑器件生产工艺中,一体化大马士革刻蚀工 艺,需要一次完成通孔和沟槽的刻蚀,是技术要求最高、市场占 有率最大的刻蚀工艺之一。针对该刻蚀工艺,公司开发了可调节 电极间距的双反应台 CCP 刻蚀机 Primo SD-RIE,具有实时可调 电极间距功能,能灵活调节等离子体浓度分布和活性自由基浓度 分布,有效地应对一体化大马士革刻蚀工艺中要求的在同一刻蚀 工艺中达到最优的沟槽和通孔刻蚀均匀性的问题,极大拓宽一体 化刻蚀工艺的工艺窗口。目前该设备在首家先进逻辑客户端的验 证进入良率测试阶段,已经进入第二家客户开展现场验证,并与 多家客户达成评估意向,目前实验室开发进展顺利。

2)在存储器件中,公司极高深比刻蚀机不断突破。超高深宽 比刻蚀是先进存储制造领域中最为关键和困难的工艺之一,其关 键点在于等离子体中的离子能够获得很高的能量和并且具有很好 的准直性,从而能够到达极高深宽比结构的底部促进刻蚀反应进 行,目前该刻蚀工艺所需的设备由国外设备供应商垄断。 公司自主开发的超高深比刻蚀机 Primo UD-RIE 采用大功率 400KHz 取代 2MHz 作为偏压射频源,通过低频射频有效提升离子 入射能量和准直性,极大的提高深宽比刻蚀的能力。目前该设备 已经在生产线验证出具有刻蚀≥60:1 深宽比结构的量产能力,适用 于 DRAM 和 3D NAND 器件制造中最关键的高深宽比刻蚀工艺。 同时,公司积极布局超低温刻蚀技术,在超低温静电吸盘和新型 刻蚀气体研究上投入大量资源,积极储备更高深宽比结构(≥90:1) 刻蚀的前卫技术。

ICP 刻蚀设备工艺覆盖度不断完善,产品快速放量。公司的 ICP 刻蚀设备产品在涵盖逻辑、DRAM、3D NAND、功率和电源 管理、以及微电机系统等芯片和器件的 60 多条客户的生产线上量 产,并持续进行更多刻蚀应用的验证。ICP 刻蚀设备中的 Primo Nanova 系列产品在客户端安装腔体数近三年实现超 70%的年均复 合增长。 公司持续推进先进 ICP 刻蚀技术研发,为推出下一代 ICP 刻 蚀设备做技术储备,以满足新一代的逻辑、DRAM 和 3D NAND 存 储等芯片制造对 ICP 刻蚀的需求。2023 年公司在 Nanov SE 的基 础上推出了适用于更高深宽比结构刻蚀的 Nanova VE HP 和兼顾 深宽比和均匀性的 Nanova LUX 两种 ICP 设备,大大扩展了 ICP 刻蚀设备的验证工艺范围。

多款 ICP 刻蚀设备在产线验证顺利,市场空间有望打开。1) 公司持续推进各种 Nanova 系列产品在先进逻辑芯片和先进存储 芯片产线验证,其中 Nanova VE HP 已在 DRAM 制造中的高深款 比多晶硅掩膜应用上实现大量产;LUX 逐步在多个客户的产线上 实现小量产。2)横向拓展新兴器件制造应用领域。Primo TwinStar 在海内外客户的成熟逻辑芯片、汽车功率器件 Power Device、 微型发光二极管 Micro-LED、AR 眼镜用的超透镜 Meta Lens 等特 色器件的产线上实现量产并取得重复订单。此外,首台 PrimoTwin Star 200 也付到客户端开展 Meta Lens 的产线上认证。3)公 司的 TSV 硅通孔刻蚀设备越来越多地应用在先进封装和 MEMS 器 件生产。公司 8 英寸和 12 英寸深硅刻蚀设备已在晶圆级先进封装、 2.5 维封装和微机电系统芯片生产线等成熟刻蚀市场获得重复订单, 并且在 12 英寸的 3D 芯片的硅通孔刻蚀工艺上得到成功验证,并 在欧洲客户新建的世界第一条 12 英寸微机电系统芯片产线上获得 认证机会,这些新工艺的验证有助于公司 Primo TSV 300E 刻蚀设 备拓展新市场。

3.3 加码布局薄膜沉积设备,新品开发顺利推进

开发多款薄膜沉积设备,产品验证陆续推进。公司自主研发 LPCVD 设备(低压化学气相沉积设备)、ALD 设备(原子层沉积 设备)和 EPI 设备(外延生长设备)等多款设备。截至 2024 年上 半年,公司已经实现 6 种设备高效的研发交付及通过客户量产验证, 且公司新品 LPCVD 设备已实现首台销售。2024 年前三季度, LPCVD 新增订单 3.0 亿元,新产品进入放量阶段。 1)钨系列薄膜沉积设备:公司完全自主设计开发的双台机金 属钨系列设备,可以达到业界领先的生产率,同时保证较低的化 学品消耗,具有优秀的阶梯覆盖率和填充能力,能够满足先进逻 辑器件栅极金属接触及接触孔填充应用,以及 64 层和 128 层 3D NAND 中的多个关键应用。目前公司 CVD/HAR(高深宽比)/ALD (具备三维填充能力)W 钨设备已通过多家逻辑和存储客户的验 证,并获得客户重复性订单。 2)ALD 氮化钛设备:多款设备研发顺利推进,公司新开发的 ALD 氮化钛设备,产品性能验证可达到国际先进水平,能够满足 逻辑及存储多道关键应用需求。 3)EPI 设备:公司组建的 EPI 设备研发团队,通过基础研究 和采纳关键客户的技术反馈,已经形成自主知识产权及创新的预 处理和外延反应腔的设计方案。目前公司 EPI设备已顺利进入客户 验证阶段,以满足客户先进制程中锗硅外延生长工艺的电性和可 靠性需求。

规划多款产品研发项目,未来有望成为新的增长点。公司在 现有的金属 CVD 和 ALD 设备研发基础上,公司已规划并正在开发 多款 CVD 和 ALD 设备。据 2024 半年度业绩交流会信息,公司正 开发 18 种以上 LPCVD 设备产品,我们认为,随着公司薄膜设备 的覆盖率提升,有望进一步开拓市场。

3.4 MOCVD 设备国际领先厂商,面向前沿领域开发新品

MOCVD 设备是 LED 芯片及功率器件生产环节中的关键设备。 MOCVD 是利用金属有机化合物作为源物质的一种化学气相淀积工 艺,常用于磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)和氮化镓(GaN)等 三五族化合物半导体材料外延工艺,广泛应用于包括光学器件、 功率器件等多种薄膜材料的制造。MOCVD 设备是制备照明和显示 屏所用的 LED、氮化镓和碳化硅功率器件等外延片的关键设备。 其中,据公司公告信息,MOCVD 设备采购金额在 LED 生产线设 备投入中占比达 50%以上。 Mini/Micro LED 和第三代功率器件终端市场发展,有望带动 上游 MOCVD外延生产设备需求。近年来,MOCVD高端外延设备 从照明向大面积显示屏、功率器件、微显示等新兴领域迅速扩展, 我们认为随着 Mini-LED 新型显示渗透率提升、Micro-LED 高端显 示实现商业化,以及以氮化镓和碳化硅为代表的第三代半导体功 率器件的市场空间快速打开,有望释放更多相关外延生产设备需 求。 从 Mini/Micro LED 来看,LED 技术迭代趋势基于像素点间距 逐渐缩小,Mini/Micro LED 是显示精细化发展的产物。近年来 Mini-LED 在背光及直接显示市场需求快速提升,未来随着规模和 技术成熟度提升,Mini-LED 成本进一步下降有助于推动产品渗透 率提升。对于 Micro LED,其现有产值由大型显示器驱动,随着技 术持续进步以及在 AR 眼镜等应用领域拓展,Micro-LED 成长空间 有望打开,根据 Trend Force 数据,2024 年 Micro LED 晶片产值 约 0.39 亿美元,预计到 2028 年将增至 4.89 亿美元。

从半导体功率器件来看,相对于传统的硅基功率器件,GaN、 SiC拥有高效和高性能等优势,具备较大应用潜力。GaN主要应用 于高频中小功率领域,如手机和电脑快充、数据中心等;SiC 主要 应用于大功率领域,如电动汽车、光伏储能、轨道交通等领域。 根据 Yole 预测,SiC 和 GaN 在 2029 年市场规模预计分别达到 100 亿美元和 24.5 亿美元,功率器件的迅速发展有望推动外延片 生产设备需求提升。

公司氮化镓基 MOCVD 设备国际保持领先地位。公司于 2010 年开始布局 MOCVD 设备领域,2017 年推出的 Prismo A7 产品技 术实力突出,打破维易科和爱思强两家国际企业的市场垄断, 2018 年公司在全球氮化镓基 LED MOCVD 市场中占据绝对领先地 位。公司后续推出多款新品拓展设备产品线,开发了用于蓝光照 明的 PRISMO A7、用于深紫外 LED 的 PRISMO HiT3、用于 MiniLED 显示的 PRISMO UniMax 等产品持续服务客户。 截至 2024 年上半年,公司累计 MOCVD 产品出货量超过 500 腔,保持氮化镓基 MOCVD 设备在国际市场的龙头地位。其中, PRISMO UniMax 产品凭借其高产量、高波长均匀性、高良率等优 点,受到下游客户的广泛认可,在 Mini-LED 显示外延片生产设备 领域处于国际领先地位。

紧跟市场发展趋势,布局高端显示和功率器件前沿领域。近 年来,公司持续推进前沿行业的产品研发,针对Micro-LED应用的 专用 MOCVD 设备开发顺利,实验室初步结果实现了优良的波长 均匀性能,并于 2023 年付运样机至国内领先客户开展生产验证。 此外,公司还积极布局用于功率器件应用的第三代半导体设备市 场,一方面,公司开发的应用于 GaN 功率器件的 MOCVD 设备 PRISMO PD5 已交付多家国内外领先客户进行生产验证,并取得 了重复订单,并基于产业界的新需求,正开发下一代用于氮化镓 功率器件制造的新型 MOCVD 设备以提高竞争实力;另一方面, 公司启动了 SiC功率器件外延生产设备的开发,目前已取得较大的 技术进展,实现了优良的工艺结果,已将样机付运至客户端开展 生产验证,并正与多家领先客户开展商务洽谈。

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