2024年中微公司研究报告:国产刻蚀+MOCVD设备龙头,内生外延打造高端装备平台

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2024年中微公司研究报告:国产刻蚀+MOCVD设备龙头,内生外延打造高端装备平台

2024-07-07 16:16| 来源: 网络整理| 查看: 265

1 深耕微观加工关键高端设备,国产替代领军者

1.1 十九年砥砺前行,成就刻蚀设备+MOCVD 国产龙头

深耕刻蚀设备与 MOCVD 设备,横向开拓薄膜沉积等设备领域。中微公司成立于 2004 年,主要从事高端半导体设备及泛半导体设备的研发、生产和销售,基于在 半导体设备制造产业多年积累的专业技术,由 MOCVD 和刻蚀设备起步,逐渐拓展 至 LPCVD、ALD 等薄膜沉积及其他设备,广泛布局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。自成 立以来,公司致力于开发和提供微观加工所需的高端关键设备,引领国内半导体 设备技术发展。

刻蚀设备、MOCVD 达国际先进水平,薄膜类设备进展顺利。公司等离子体刻蚀设 备已应用在国际一线客户从 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,薄膜沉积设备已付运客户端验证评估, 已如期完成多道工艺验证,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,在 Mini LED 氮化家 基设备领域市场占有率领先。截止 2023 年年中,公司累计已有约 3700 台等离子 刻蚀和化学薄膜反应台,在国内外超100生产线全面实现量产和大量重复性销售, 较 2022 年底反应台数增约 389 台。

1)CCP 设备:公司电容性刻蚀机已进入 5 纳米及以下晶圆生产线,进入 2D 和 3D 存储器生产线,拥有 2600+反应台在线生产,200+反应台进入 5 纳米及以下生产 线,在国际最先进的 5 纳米芯片生产线及下一代更先进的生产线上,CCP 刻蚀设 备实现了多次批量销售,逻辑芯片制造方面,12 英寸高端刻蚀设备持续获得国际 国内知名客户的订单,已经在从 65 纳米到 5 纳米的各个技术结点大量量产;5 纳 米技术以下也获得重复订单并付运。存储芯片制造环节,公司的等离子体刻蚀设 备已大量用于先进三维闪存和动态随机存储器件的量产。截至 2023 年中累计付 运超过 2500 个 CCP 刻蚀反应台。

2)ICP 设备:全面满足 55nm、40nm 和 28nm 逻辑芯片制造中的 ICP 刻蚀工艺要 求。拓展了在先进逻辑、先进 DRAM、更多层的 3D NAND 存储芯片和特色器件等芯 片制造中的应用范围,Nanova 单台机订单年增长超过 100%,迅速扩大市场占有 率,双台机也已进入生产线,200+反应台在线生产,在涵盖逻辑、DRAM、3DNAND、 功率和电源管理、以及微电机系统等芯片和器件的50多个客户的生产线上量产; 深硅刻蚀开发了 2.5D 和 3D 芯片加工设备、进入欧洲 MEMS 生产线量产、在国内 TSV/MEMS成为主流设备,在300mm的3D芯片的硅通孔刻蚀工艺上得到成功验证。

3)MOCVD 设备:拥有用于蓝光 LED 的 Prismo D-Blue、Prismo A7 能分别实现单 腔 14 片 4 英寸和单腔 34 片 4 英寸外延片加工能力,Prismo A7 在全球氮化镓基 LED MOCVD 市场中占据领先地位。制造深紫外光 LED 的 Prismo HiT3,单炉可生 长 18 片 2 英寸外延晶片,并可延伸到生长 4 英寸晶片。Mini-LED 生产的 Prismo UniMax 已在领先客户端大规模量产。用于硅基氮化镓功率器件 Prismo PD5,已 在客户生产线上验证通过并获得重复订单。用于碳化硅功率器件外延生产设备正 在开发中,下一代用于氮化镓功率器件制造的 MOCVD 设备及制造 Micro-LED 应用 的新型 MOCVD 设备也正在按计划开发中。

4)LPCVD 设备:Preforma Uniflex CW 满足先进逻辑器件、DRAM 和 3D NAND 中 接触孔以及金属钨线的填充应用需求。

5)VOC 设备:平板显示生产线等工业用的空气净化,目前已经生产制造多台净化 设备,并顺利的应用在各个客户端。

客户资源丰富,设备供货国内外知名厂商。公司经过多年努力,凭借在等离子体 刻蚀设备及 MOCVD 设备领域产品性能优越性及技术和服务优势,供货国内外知名 半导体制造企业,客户多样分散。集成电路方面公司产品进入台积电、中芯国际、 华虹集团、长江存储、海力士、联华电子、博世、意法半导体等国内外知名厂商, LED 领域,产品进入三安光电、江西兆驰、华灿光电等优质客户。

内生外延双轮驱动高速发展。内生方面,中微公司持续瞄准世界科技前沿,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,以推进公司实现高速、稳定、安全发展,在刻 蚀设备、MOCVD 设备等产品研发、市场布局、新业务投资拓展等诸多方面取得了 较大的突破和进展,产品不断获得海内外客户的认可。 外延方面:子公司中微惠创、中微汇链、芯汇康及公司参与投资的标的公司在各 自细分领域取得了卓有成效的进展。中微惠创利用分子筛的吸附原理的化学反应 器,开发制造了工业用大型净化设备;中微汇链以区块链理念和技术为基础,通 过云+链方式打造新一代分布式去中心化的工业互联网平台 We-Linkin,协助重点 行业和区域产业优化资源配置、促进产业要素的价值实现与流通,充分发挥产业 集群效应,为重点行业或链主企业建立资源汇聚、数据互联、流程互通、自主治 理的产业协同体系;公司的参股投资项目营运表现良好,其中天岳先进、拓荆科 技、德龙激光在 2022 年完成科创板挂牌上市,晶升股份于 2023 年 4 月完成科创 板上市。2023 年上半年,公司完成对睿励仪器的股权受让,进一步巩固产业链协 同效应,完善公司业务布局。

把握区域产业集群优势,完善产业链布局。公司 2021 年募集资金拟在上海临港 新片区建设中微临港总部和研发中心、中微临港产业化基地,在南昌高新区建设 中微南昌产业化基地,上海临港新片区和南昌高新区均具有明显的产业化集群优 势,南昌 LED 产业聚集效应已经形成,MOCVD 设备市场规模较大。中微产业化基 地建设项目拟扩充和升级的产品类别为等离子体刻蚀设备、MOCVD 设备、热化学 CVD 设备等新设备、环境保护设备,相应产品的产能规划情况分别约为 630 腔/ 年、120 腔/年、220 腔/年、180 腔/年。目前公司在南昌约 14 万平方米的生产和 研发基地已正式投入使用、上海临港的约 18 万平方米的生产和研发基地部分生 产厂房已经投入使用,支持了公司销售快速增长的达成。

1.2 核心团队产业经验丰富,股权激励彰显长期发展信心

董事长深耕行业多年,核心技术团队产业经验丰富。公司董事长尹志尧博士于加 州大学洛杉矶分校获得博士学位,拥有近 40 年半导体行业经验,自 1984 年起, 先后任职英特尔、泛林半导体、应用材料等国际前沿半导体公司,是国际等离子 体刻蚀技术发展和产业化的重要推动者,曾于 2018 年美国 VLSI Research 的全 球评比中,与英特尔董事长、格罗方德 CEO 等一起被评为 2018 年国际半导体产业十大领军明星。核心技术团队成员多数拥有中芯国际、台积电、应用材料、泛 林半导体等大厂工作经验,产业经验丰富,具备行业前沿视角,深入了解先进技 术,在国际半导体设备产业耕耘数十年,是为行业发展做出杰出贡献的资深技术 和管理专家。

股权激励覆盖面广,深度绑定公司核心人员。公司秉承扁平化的员工激励原则, 对不同层级员工均给予股权激励,有助于公司吸引来自世界各地经验丰富的半导 体设备人才,建立技术领先的研发和工程技术团队,激发员工的主观能动性和向 心力,保持科技企业的活力和创新力,深度绑定公司核心技术人才。2023 年限制 性股票激励计划中,确认 2023 年 6 月 12 日为授予日,以人民币 50 元/股的授予 价格向 1361 名激励对象授予 550 万股限制性股票,约占公司股本 0.89%,2023 年 10 月审议通过将 50 元/股价格调整为 49.8 元/股。

1.3 营收业绩复合增速优秀,持续研发驱动长期成长

营收与归母净利润高速增长,实现五年同比上升。公司 2022 年实现营收 47.4 亿 元,同比上升 52.51%,主要系等离子体刻蚀设备在国内外持续获得更多客户的认 可,市场占有率不断提高。2022 年实现归母净利润 11.7 亿元,同比上升 15.73%。 2018-2022 年营收与归母净利润 CARG 分别达 30.41%、89.36%,实现营收与归母 净利润双高速增长。公司 2023 年前三季度营收 40.41 亿元,同比上升 32.8%, 23Q3 实现营收 15.15 亿元,同比增长 41.4%。2023 年前三季度实现归母净利润 11.6 亿元,同比上升 46.27%,23Q3 实现归母净利润 1.57 亿元,同比-51.76%。 中微公司发布 2023 年年度业绩预告,预计 2023 年营收约 62.6 亿元,yoy+32.1%。 其中刻蚀设备收入 47.0 亿元,yoy+49.4%,营收占比 75.1%;MOCVD 收入 4.6 亿 元,yoy-34.0%,营收占比 7.3%。2023 年营收增长主要系刻蚀设备均在国内主要 客户芯片生产线上市占率大幅提升及新产品研发取得卓越成效,多款产品开始获 得重复性订单。全年归母净利润预期 17.0-18.5 亿元,yoy+45.3-58.2%,中值净 利率 28.4%。扣非净利润 11.0-12.4 亿元,yoy+19.6-34.9%。公司归母净利润增 长除产品成本、运营费用控制能力有效增强和营收及毛利率水平提高原因外,主 要系 2023 年出售部分持有的拓荆科技股票产生税后净收益约 4.06 亿元。

毛利率与净利率呈上升势态。公司毛利率水平自 2018 年的 35.5%上升至 2023 前 三季度的 45.83%,提升+10pcts。净利率水平自 2018 年 5.54%上升至 2023 前三 季度的 28.67%,上涨幅度较大,主要系公司技术水平不断提升,产品具备竞争优 势,产品结构改善,盈利能力不断增强。

刻蚀设备营收高增,各业务盈利水平持续提升。公司刻蚀设备营收持续上升,由 2018 年 5.66 亿元增长至 2022 年 31.47 亿元,CARG 达 53.56%,备品备件 2022 年 营收创新高,达到 8.35 亿元,MOCVD 设备营收能力复苏,2022 年恢复至 7 亿元, 但 2023 年受终端 LED 需求影响,MOCVD 收入及新签订单较 2022 年下降,2023 年 MOCVD 设备新增订单约 2.6 亿元,同比下降约 72.2%。从毛利率水平来看,各类 业务毛利率均呈上升趋势,设备维修毛利率水平最高,刻蚀设备毛利率水平较为 稳定,均高于 40%,其中 2022 年达 47%。MOCVD 设备毛利率水平由 2020 年 18.65% 上升至 2023H1 的 37.9%,毛利率水平改善幅度较大。

规模效应凸显,费率水平持续优化。公司销售费用与管理费用 2018-2022 年呈下 降趋势,尽管在加大市场开拓力度与公司规模扩大、员工数量增多等情况下,费 用随之上升,但公司费用管理能力不断优化,同时营收体量扩大,规模效应凸显, 费用率稳中有降。

持续加大研发投入,研发人员占比提升。公司近年持续加大研发投入,2022 年研 发费用达 6.05 亿元,研发人员数量从 2018 年 240 人增长至 2022 年 592 人,2022 年人均创收达 343.7 万元,人均创利达 84.8 万元。充足的研发投入与研发人员 是保证公司产品迭代的重要保障,公司不断加大研发投入,增加研发人员数量有 助于保障新品推出能力,为公司长期发展奠定坚实基础。

在手订单饱满。公司 2022 年合同负债达 21.95 亿元,2019-2022 年合同负债持续 增长。公司存货金额 2023 前三季度达 40.91 亿元,主要原因是公司应对业务增 长进行原材料备货等,两项指标充分体现公司在手订单充裕,营收业绩增长可期。 根据公司 2023 年业绩预告,预计 2023 年新增订单金额约 83.6 亿元,较 2022 年 增加约 20.4 亿元,同比增长约 32.3%,其中刻蚀设备 69.5 亿元,占比提升至 83.1%,同比增加 26.1 亿元。MOCVD 新签订单 2.6 亿元。

2 中国大陆设备市场日益重要,国产替代空间广阔

2.1 半导体设备:数码产业之基石,回暖在即

半导体设备是集成电路和泛半导体微观器件产业的基石,而集成电路和泛半导体 微观器件又是数码时代的基础。半导体设备微观加工的能力是数码产业发展最卡 脖子的关键。没有能加工微米和纳米尺度的光刻机、等离子体刻蚀机和薄膜沉积 等设备,就不可能制造出集成电路和微观器件。近年来数码产业蓬勃发展,已成 为国民经济发展的最重要的引擎。随着全球半导体芯片和晶圆制造领域的持续投 资,半导体设备行业快速发展。数码产业占全球企业总产值 40%以上,且在不断 增长,和传统工业已成为国民经济的两大支柱,半导体微观加工设备是发展集成 电路和数码产业的关键,其重要性愈发凸显。

半导体中长期需求乐观,24 年温和复苏有望带动晶圆制造设备需求增长。在物联 网、AI、5G/6G、云计算、元宇宙等为主的新兴应用领域强劲需求的带动下,从中 长期来说,半导体需求依旧乐观,SUMCO 认为除了对数据中心的强劲投资以及电 动汽车和能源领域的持续强劲需求外,个人电脑和智能手机的需求触底,半导体 生产预计将在 2024 年复苏,带动晶圆制造设备需求增长。

中国半导体设备投资强劲,SEMI 上调 2023 年全球半导体设备规模预期。根据 SEMI 最新报告统计,2023 年全球半导体制造设备市场规模接近 1000 亿美金,同 比下降 6.1%(2022 年为 1074 亿美金)。SEMI 预计半导体设备市场 2024 年重启 增长,到 2025 年市场规模达到 1240 亿美金新高。分应用来看: 晶圆制造设备:SEMI 2023 年 12 月最新预计晶圆制造设备在 2022 年创下 940 亿美金新高之后,2023 年预计下降 3.7%到 906 亿美金,这一数字相比 SEMI 年中预计的全年同比收缩 18.8%大幅收窄,主要就是因为中国半导体设 备资本开支强劲。2024 年全球晶圆制造设备市场预计缓和增长 3%,随着新 晶圆厂项目的陆续建设,SEMI 预计 2025 年这一市场将大幅增长 18%至接近 1100 亿美金。 封测设备:受限于宏观经济环境以及半导体需求疲弱,2023 年封测设备市场 持续收缩,其中测试设备市场预计同比下降 15.9%至 63 亿美金,封装设备同 比下降 31%至 40 亿美金。SEMI 预计 2024 年测试设备/封装设备市场分别同 比增长 13.9%/24.3%,并在 2025 年分别继续同比增长 17%/20%。

中国大陆晶圆产能扩张引领全球。根据 SEMI 最新测算,中国大陆到 2025 年都会 是全球半导体设备需求最大的地区,2023 年销售至中国大陆的设备市场规模超过 300 亿美金。中国大陆晶圆产能持续增长,SEMI 预计 2024 年大陆本土厂商将开 启 18 个新的项目,2023 年中国大陆晶圆产能同比增长 12%至 760 万片/月(等效 8 英寸片),2024 年将再增长 13%至 860 万片/月。

制程进步带动单位月产能设备投资额增长。根据 IBS,5nm 产线的设备投资高达 数百亿美元,是 16/14nm 的两倍以上,是 28nm 的四倍左右。根据 TEL,1d 的 DRAM 每十万片月产能的设备投资额为 90 亿美元,4XX 的 3D NAND 每十万片月产能的 设备投资额为 130 亿美元,14A 的逻辑芯片每十万片月产能的设备投资额为 220 亿美元,制程进步带动单位月产能设备投资额增长。

先进制程设备需求较稳定,存储用设备市场恢复带来刻蚀设备需求上行。晶圆制 造设备中,分应用领域看,2023 年代工和逻辑厂用设备市场预计同比下降 6%至 501亿美金。2023年先进制程设备需求维持平稳,成熟节点的设备需求略有下降, 预计 2024 年该领域的投资规模将增长 3%。由于消费和企业市场需求疲软,2023 年 DRAM 设备市场预计收缩 28.8%至 88 亿美金,但随着市场逐步修复,SEMI 预计 2024 年将增长 31%至 116 亿美金。2023 年 NAND 设备市场预计大幅收缩 51%至 84 亿美金,2024 年将同比强势增长 59%至 133 亿美金,中微公司刻蚀设备全面满足 55nm,40nm 和 28 纳米逻辑芯片制造中的 ICP 刻蚀工艺的基础上,拓展了在 DRAM、 3D NAND 存储芯片和特色器件等芯片制造中的可刻蚀应用范围,有望深度受益存 储用设备市场需求恢复。

2.2 海外厂商主导半导体设备市场,国产替代加速

日本、美国、欧洲供应商占据半导体设备行业主要份额。半导体设备行业具有较 高技术壁垒、市场壁垒和客户认知壁垒,以美国应用材料、荷兰 ASML、美国 LAM、 日本 TEL、美国 KLA 等为代表的国际知名企业经过多年发展,凭借资金、技术、 客户资源、品牌等方面的优势,占据了全球半导体设备市场的主要份额。美国公 司应用材料 2022 年半导体营收近 237 亿美元,稳居全球半导体设备老大地位; 荷兰公司 ASML 以 225.7 亿美元的收入排名第二;美国公司泛林 LAM 排名第三; 日本公司 Tokyo Electron 排名第四;科磊(KLA)排名第五,2022 年全球前十大 半导体设备厂营收排名,美国企业 4 家入围、日本 4 家入围、剩余 2 家为荷兰公 司,根据 Gartner 数据,2021 年全球前十大半导体设备厂商同样均为境外企业, 市占率合计达 83.2%,其中前五大设备厂商市占率合计达 73.4%,市场高度集中。

国产化进程加速,替代空间广阔。中国半导体产业发展起步相对较晚,受设备验 证周期长、下游厂商缺乏动力、企业技术水平相对落后、规模较小、技术研发投 入不足等因素制约,行业规模一直处于较小的状态,近年在内生利好、外部封锁 压力迫使以及晶圆厂对设备供应链安全更为关注下,行业进入高速发展期,国产 化率不断提升,自 2018 年的 5.03%上升至了 2022 年的 14.08%。

美国对中国半导体产业的限制愈演愈烈,上移至上游设备,美日荷联合限制下, 供应链威胁大。从 2020 年 4 月起美国开始制裁华为,并将其 38 家子公司列入实 体清单,2020 年 12 月中芯国际被列入实体清单,中国半导体产业受到重大威胁; 2021 年美国召开峰会,意图使全球半导体与中国脱钩;2022 年芯片法案通过, 美国对中国半导体产业的限制更进一步,美国限制用于超算和半导体设备制造的 关键技术和人才,限制了中国先进制程的发展,并将长江存储等 36 家企业列入 实体清单;2023 年 1 月,美日荷达成秘密协议对华设限,10 月 BIS 发布出口禁 令新规,对半导体制造设备的限制进一步升级。 半导体设备是中国半导体发展的基石,是供应链卡脖子的重要一环,在美国制裁 层层加码下,为保护供应链的安全,中国晶圆厂的国产化意愿日渐提升,给了国 产设备厂商验证的机会,美国制裁在客观上打开了被海外设备大厂垄断的市场, 供应链壁垒被打破。我们认为,在此客观需求下,中国设备厂商将与海外设备厂 商开展非市场化的竞争,获得历史性的机遇。

内生利好:政策指引叠加融资护航,助力国产替代。半导体设备行业是国家产业 政策鼓励和重点支持发展的行业。2006 年,国务院将“核心电子器件、高端通用 芯片及基础软件产品”以及“极大规模集成电路制造技术及成套工艺”列为《国 家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》的“01”、“02”专项。2014 年,国务院发布《国家集成电路产业发展推进纲要》,《纲要》着重布局 IC 设 计、IC 制造、先进封测和国产装备材料四大任务,提出到 2020 年,集成电路产 业与国际先进水平的差距逐步缩小,全行业销售收入年均增速超过 20%,到 2030 年,产业链主要环节达到国际先进水平,实现跨越发展。 2014 年国家设立了集成电路产业投资基金(大基金),大基金一期注册资本 987.2 亿元,投资总规模达 1387 亿元,撬动 5145 亿元的社会融资,共计带来约 6,500 亿元资金进入集成电路行业。2019 年 10 月 22 日国家集成电路产业投资基金二 期股份有限公司(简称“国家大基金二期”)注册成立,注册资本 2041.5 亿元, 预计会带来更多的社会资金进入集成电路行业。“国家大基金二期”重点支持龙 头企业做大做强、产业聚集以及下游应用,其中对刻蚀机、薄膜设备、测试设备 和清洗设备等领域已布局的企业保持高强度的持续支持。伴随产业政策和产业投 资基金的落地实施,本土集成电路及其装备制造业迎来重大发展契机,有助于我 国集成电路装备业技术水平的提高和行业的快速发展。

因此,在晶圆厂持续扩产,海外围堵背景下,进一步推动晶圆厂与国产设备材料 零部件供应商全面加速紧密合作,中长期国产供应商确定性拓宽产品线、份额大 幅提升,我们持续坚定看好国产化链条,半导体设备国产替代大有可为,国内半 导体设备厂商发展前景可观!

3 制程升级叠加存储堆叠趋势,刻蚀设备需求日渐高涨

3.1 刻蚀设备美、日领先,中微公司稳步突破

刻蚀设备是芯片生产设备中最为复杂、难度最大且使用比例最高的设备之一。刻 蚀设备是一种集合了等离子体、材料、真空、精密加工、控制软件等多领域最先 进技术的高科技产品,由于光刻设备受到光源波长限制,当晶体管微缩到一定尺 寸之后,单纯依靠光刻机的精确度推进工艺进步已经非常困难,刻蚀设备重要性 不断提高,成为集成电路前道生产工艺中最重要的设备之一,其价值量超越光刻 设备,根据 Gartner 统计,2022 年全球刻蚀设备、薄膜沉积和光刻设备分别占 晶圆制造设备价值量约 22%、22%和 17%,刻蚀设备全球市场规模达 1550 亿元。

按工艺分,刻蚀主要分为湿法刻蚀与干法刻蚀,干法刻蚀主要指等离子刻蚀。湿 法刻蚀是集成电路制造工艺中最早采用的技术之一,但受其刻蚀各向同性限制, 大部分湿法刻蚀工艺被具有各向异性的干法刻蚀替代,目前在尺寸较大的图案的 非关键层刻蚀中发挥着重要作用。干法刻蚀主要是指等离子体刻蚀,利用增强活 性的等离子体对特定物质进行刻蚀,大规模生产工艺中的设备系统采用的是低温 非平衡态等离子体,等离子刻蚀将刻蚀气体注入真空反应腔,待反应腔内压力稳 定后,利用射频辉光放电产生等离子体;受高速电子撞击后分解产生自由基,扩 散到衬底表面并被吸附。在离子轰击作用下,被吸附的自由基与衬底表面的原子 或分子发生反应,从而形成气态副产物,并从反应室中排出。目前干法刻蚀占比 超 90%。

按等离子产生和控制技术不同,等离子刻蚀主要分为电容耦合等离子体(CCP) 和电感耦合等离子体(ICP)。电容耦合等离子体刻蚀是将射频电源接在反应腔 上、下电极中的一个或两个上,两个极板之间的等离子体形成简化等效电路中的 电容。电感耦合等离子体刻蚀是将一组或多组连接射频电源的线圈置于反应腔上 部或周围,线圈中的射频电流所产生的交变磁场透过介质窗口进入反应腔,实现 对电子的加速,从而产生等离子体。根据 Gartner 数据,2022 年 ICP 占干法刻蚀 市场 47.9%,CCP 占干法刻蚀市场 47.5%。

刻蚀设备市场美日厂商垄断,中微公司份额不断提升。据 Gartner 数据,2020 年, 全球刻蚀机的市场份额被泛林半导体(46.71%)、东京电子(26.57%)和应用材 料(16.96%)三巨头主导,三者合计占比超 90%,日立高新和细美事分别占据全 球 3.45%和 2.53%,国内中微公司全球市场占有率为 1.37%,科磊占比 1.23%,北 方华创占比 0.89%,爱发科占比 0.19%,屹唐半导体占比 0.10%,中微公司刻蚀设 备市占率位列国内第一,以 2022 年刻蚀设备市场规模 1550 亿元计算,中微 2022 年刻蚀设备营收为 31.47 亿元,市占率达 2.03%,较 2020 年 1.37%有较大提升, 但相比中国刻蚀设备市场近 30%占比而言,国内厂商市占率提升空间较大,中微 作为国内刻蚀设备龙头,介质刻蚀领域强劲。

3.2 制程精进、存储产品升级,刻蚀设备持续迭代

芯片制程不断精进,刻蚀设备升级迭代。国际上先进芯片制程从 7-5 纳米阶段向 3 纳米、2 纳米及更先进工艺的方向发展,当前台积电 3nm 芯片已实现量产,预 计 2025 年实现 2nm 量产,在每一代芯片新技术上,晶体管体积都在不断缩小, 同时芯片性能不断提升,先进的芯片中已有超过 100 亿个晶体管。随着工艺的提 升,先进芯片从平面 MOSFET 结构过渡到 FinFET(三维鳍式场效应晶体管)晶体 管架构,但当制程工艺跨过 5nm 门槛后,栅极宽度的进一步缩小,很难再在一个 单元内填充多个鳍线,鳍式场效应晶体管的静电问题会严重制约晶体管性能的进 一步提升,台积电预计在其 2nm 芯片上使用 GAAFET 架构,其栅极可从各个侧面 接触沟道并实现进一步微缩。结构复杂度提升,要求各种半导体设备实现技术突 破,对于刻蚀和薄膜沉积技术提出了更高要求。

微观器件小型化,多重图案化工艺大显身手。芯片制程愈发先进,微观器件不断 缩小,光刻机受限于波长,14 纳米及以下的逻辑器件微观结构加工通过等离子体 刻蚀和薄膜沉积的工艺组合即多重模板工艺实现,通过多次沉积、刻蚀等工艺, 实现线宽的制程,其中 14nm 制程所需使用刻蚀步骤达到 64 次,较 28nm 提升 60%, 7nm 制程所需刻蚀步骤高达 140 次,较 14nm 提升 118%,刻蚀设备的加工步骤增 多,需求随之上升,2011 年到 2021 年市场的年平均增长速度达到 16.39%。随着 制程工艺节点逐步缩小到 5nm、3nm、2nm,刻蚀设备需要更精密的加工精度来匹配先进制程,更高的刻蚀速度来完成更多的步骤要求,当前市场普遍使用的浸没 式光刻机受光波长的限制,关键尺寸无法满足要求,必须采用多重图案化工艺, 利用刻蚀工艺实现更小的尺寸,刻蚀技术及相关设备的重要性和用量进一步提升。

3D NAND 层数增加对刻蚀设备要求进一步升级。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堆叠的层数,将存储器单元垂直堆叠在 彼此之上,通过尖端工艺技术,将单元层和通道孔垂直连接起来。刻蚀要在氧化 硅和氮化硅的叠层结构上,加工 40:1 到 60:1 甚至更高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比 例进一步加大。2022 年美光 323 层 3D NAND 实现量产,2022 年底,三星开始批 量生产采用第 8 代 V-NAND 技术的产品,达到了 236 层,并且计划于 2024 年量产 超过 300 层的第 9 代 3D NAND。SK 海力士 2023 年发布其 321 层 4D NAND,预计 2025 年实现量产。

中微刻蚀设备纵向横向延伸覆盖,关键工艺持续突破。公司 12 英寸高端刻蚀设 备已运用在国际国内知名客户 65 纳米到 5 纳米及下一代更先进的芯片生产线上, 已经在从 65 纳米到 5 纳米的各个技术结点大量量产;同时,先进逻辑器件制造 对加工的精确性,重复性,微粒污染水平,以及反应腔之间的匹配度等都提出了 更高的要求,公司着力改进刻蚀设备性能以满足 5 纳米技术以下的若干关键步骤 加工的要求,目前也已经获得重复订单并付运。目前正在配合客户需求,开发新 一代刻蚀设备,能够涵盖客户更多刻蚀需求和更多不同关键应用的设备,截至 2023 年中报,公司有 200+台反应台进入 5nm 及以下生产线。

28nm 以下逻辑器件广泛采用大马士革刻蚀工艺,公司新品有望覆盖。大马士革工 艺先对介质进行刻蚀,形成孔洞,然后沉积金属铜,使其填充到这些孔洞中,最 后再进行化学机械凭证化处理,从而得到所需的金属图案。当前工艺由大马士革 发展到双大马士革,双大马士革同时形成 via 和 metal 两层,可进一步细分为 via first、trench first 和 self-aligned 三类,当前 28 纳米以下逻辑器件生产中 广泛采用的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。 公司开发可调节电极间距 CCP 刻蚀机 Primo SD-RIE 已进入客户验证阶段,设备 具有实时可调电极间距功能,可以在同一刻蚀工艺的不同步骤使用不同电极间距, 灵活调节等离子体浓度分布和活性自由基浓度分布,有效的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,助力公司提升先进制程市占率。

存储芯片堆叠层数递增,公司相应设备机台加速升级。公司的等离子体刻蚀设备 已大量用于先进三维闪存和动态随机存储器件的量产,3D NAND 方面,公司的等 离子体刻蚀设备可应用于 64 层和 128 层的量产,同时公司根据存储器厂商的需 求正在开发新一代设备,以满足极高深宽比的刻蚀设备和工艺,公司 2023 年上 半年推出 Nanova VE HP 和 Nanova LUX 产品,在全面满足 55nm、40nm 和 28 纳米逻辑芯片制造中的 ICP 刻蚀工艺要求的基础上,极大地扩展了 ICP 刻蚀设 备的验证工艺范围,在先进逻辑芯片、先进 DRAM 和 3D NAND 的 ICP 验证刻蚀工 艺覆盖率有望扩展到 50%-70%,其中 Nanova VE HP 在 DRAM 中的高深款比的多 晶硅掩膜应用上,在客户的产线上认证成功,LUX 也已付运至多个客户的产线上 开始认证,助力公司把握存储市场发展趋势及机遇。 超高深宽比结构刻蚀应用国外半导体设备公司垄断,中微公司持续突破。先进存 储芯片制造中最关键的超高深宽比结构刻蚀应用目前仍然被国外半导体设备公 司垄断,该工艺关键之一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底部促进刻蚀反应进行。公司致力 于提供超高深宽比掩膜(40:1)和超高深宽比介质刻蚀(60:1)的全套解决方案, 相应的开发了配备超低频偏压射频的 ICP 刻蚀机用于超高深宽比掩膜的刻蚀, 配备超低频高功率偏压射频的 CCP 刻蚀机用于超高深宽比介质刻蚀,这两种设 备都已经开展现场验证,目前进展顺利,其中自主开发的超高深比刻蚀机采用大 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。

TSV 技术重要性凸显,深硅刻蚀设备大有可为。“后摩尔时代”制程技术突破难 度较大,工艺制程受成本大幅增长和技术壁垒等因素上升改进速度放缓。集成电 路制程工艺短期内难以突破,通过先进封装技术提升芯片整体性能成为了集成电 路行业技术发展趋势,TSV 技术是先进封装核心工艺,通过铜、钨、多晶硅等导 电物质的填充,实现硅通孔的垂直电气互联,这项技术是目前唯一的垂直电互联 技术,是实现 3D 先进封装的关键技术之一,TSV 技术应用在诸多领域,实现过程 需要用到深硅刻蚀设备,设备市场需求可观。

存储领域,如 HBM 高带宽存储器,基于多层堆叠(如今已经可以实现 12 层的) 的存储芯片,键合方式有直接 Cu-Cu 键合、粘接、直接熔合、焊接,在 2.5D 封装 中使用带有 TSV 技术的 Silicon interposer,可以将多种芯片,像 CPU, memory, ASIC 等集成到一个封装模块的关键组件,垂直互连同样需要 TSV。 CIS 领域,TSV 广泛用于 CMOS 图像传感器(CMOS Image Sensor,CIS)。因为存 在感光面的缘故,CIS 芯片的电信号必须从背部引出,TSV 因此成为其必不可少 的电互连结构。通过使用 TSV 技术,可以以更快的速度生成更多的数据,从而制 作高质量的视频。 MEMS(微机电系统):在 MEMS 封装中,电信号的引出方式有横向和纵向互连,由 于横向互连时,在键合界面处有金属电极的存在,导致键合界面存在一定高度差, 直接影响封装的密封性能,因此,纵向互连的方式更适合 MEMS 真空封装,纵向互 连不可避免使用 TSV 技术。

中微公司 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 ICP 技术设备类中的 8 英寸和 12 英寸深硅刻蚀设备 Primo TSV 200E、Primo TSV 300E 在晶圆级先进封装、2.5D 封装和微机电系统芯片生产线等成熟市场继 续获得重复订单的同时,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 12 英寸微机电系统芯片产线上获得认证的机会,新工 艺的验证有助于公司 Primo TSV 300E 刻蚀设备拓展新市场提供新动力。

横向拓展特色器件领域,公司刻蚀设备走出新分支。截止 2023 年中,中微公司 已推出设备进军汽车功率器件,AR 眼镜用的超透镜 Meta Lens 等特色器件。汽 车功率器件 Power Device 领域,伴随汽车智能化趋势推进,汽车电子价值量占 比不断上升,东滩智库数据显示,2020 年,汽车电子成本占比达到 34.32%,预计 2030 年达 49.55%,其中纯电动汽车占比更高。单车汽车电子占比提升有助扩大 汽车电子市场规模,根据 Statista 数据,2021 年全球汽车电子市场规模为 2723 亿美元,到 2027 年有望达到 4156 亿美元。AR 领域,全球 AR 市场经历降温后有 望复苏,根据 Trendforce 数据,2022 年 AR 出货量同比下滑,2023 年同比持平, 预期 2025 年会看到 VR 及 AR 市场明显成长,出货量年成长幅度有机会近 4 成。 中微公司 Primo Twin-Star 产品在海内外客户的逻辑芯片、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,在此基础上,又推出 Twin-Star SE 产品, 拓展了公司双台机 ICP 刻蚀设备在相关特色器件的刻蚀市场。公司 ICP 刻蚀设备 形成了完整的单台和双台刻蚀设备的布局,满足客户对高刻蚀性能、高产能和高 性价比的需求。我们认为伴随公司产品的推出及相关领域热度高涨,将极大拉动 公司 Twin-Star 设备市场需求。

4 新型显示推动 MOCVD 设备需求,第三代半导体贡献新动能

4.1 Mini LED 走向大规模商用,MOCVD 深度受益

画质升级,Mini LED 为显示技术新星。Mini LED 是一种结合了 LCD 与 OLED 优势 的新一代显示技术,通过内置大量微小的 LED 灯珠,以分区域单独调光的方式, 达到最佳显示效果。显示屏幕分区越多,越能够精细地控制背光区域的明灭,从 而使得画面明暗层次更加分明,最终呈现出更高的亮度、更高的对比度、更自然 的色彩。具有与 OLED 匹敌的点控光优势,又具有 OLED 所缺失的亮度高和寿命长 的优势,从而被视作显示技术的明日之星。

立足技术和性能优势,Mini LED 有望进入千亿民用市场。Mini LED 应用于直接 显示和背光两大场景,在直接显示领域,Mini LED 作为小间距显示屏的升级产 品,对应的 LED 芯片尺寸在 0.08-0.20mm,可用于 RGB 显示屏,逐渐替代传统的小 间距等超大尺寸显示方案,未来市场空间广阔。背光领域,采用 Mini LED 背光 技术的 LCD 显示屏在亮度、对比度、色彩还原等方面远优于普通 LED 做背光的 LCD 显示屏,在平板、笔电、电视等中大尺寸显示方面有成本优势,量产在即。 Mini LED 新品层出不穷,应用场景广阔。2023 年 CES 大会三星推出两款 Neo QLED 电视,发布 4 款 Mini LED 显示器,其中 Odyssey Neo G9 曲面显示器尺寸达到 57 英寸,曲率为 1000R,分辨率为 7680 x 2160,像素密度为 140PPI,对比度为 100 万:1,刷新率为 240Hz,响应时间为 1ms;华硕 ROG 发布了新款 32 英寸显示器, 型号为 ROG Swift PG32UQXR,同时还发布了两款 Mini LED 笔记本;友达推出大 尺寸 FIDM Plus 一体化车载显示方案,搭载 55 英寸超大型曲面显示器,采用自 研 AmLED(AUO Adapative MiniLED)技术,具有高分辨力、高亮度、广色域等特 点,并可以低能耗在高强光环境下清晰显示图像。根据 TrendForce,2023 年, Mini LED 背光应用产品的出货量将从 2022 年的 1700 万台左右增长至 2100 万台 左右。

MOCVD 设备是 LED 外延片生产过程中的关键设备。MOCVD 设备将Ⅱ或Ⅲ族金属有 机化合物与 IV 或 V 族元素的氢化物相混合后通入反应腔,混合气体流经加热的 村底表面时,在衬底表面发生热分解反应,并外延生长成化合物单晶薄膜,是三 五族化合物半导体器件,如照明和显示屏所用的发光二极管、氮化镓和碳化硅功 率器件等器件所需的最重要的关键设备,因此,MINI LED 的大规模商用,其产业 迅速发展,作为产业核心设备的 MOCVD 设备需求量快速提升。

中微 Mini LED 用 MOCVD 产品性能优越,市占率有望逐步上升。Mini LED 领域, 公司生产的 MOCVD 设备 Prismo UniMax,具有行业领先的高产能和高灵活性的特 点,在同一系统中可配备多达 4 个反应腔,每个反应腔都可实现独立控制,并配 置了 785mm 大直径石墨托盘,可实现同时加工 164 片 4 英寸或 72 片 6 英寸外延 晶片,有效提高产能并降低生产成本。该设备使用了创新的多区辅助加热调节系 统,能精确控制托盘局部区域温度,有助于更大程度上提升 LED 波长均匀性,产 品自 2021 年 6 月正式发布以来,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,累计出货量已超过 120 腔,在 Mini LED 显示外延片 生产设备领域处于国际领先,为全球 LED 芯片制造商提供极具竞争力的 Mini LED 量产解决方案,目前已在领先客户端大规模量产,同样公司正与更多客户合作进 行设备评估,扩大市场推广,提升公司市场占有率。

4.2 Micro LED 技术持续突破,商业化在即

Micro LED 是 LCD 和 OLED 之后的新一代显示技术。Micro LED 是 LED 薄膜化、 阵列化、微缩化技术的产物,较主流及同类显示产品,Micro LED 显示具有“自 发光、高效率、低功耗、高集成、高稳定性、全天候工作等优良特性”,画质与 能耗优势显著,它更进一步将我们目前所见的 LED 尺寸微缩至 100um 以下,是 原本 LED 的 1%,甚至未来有望达到 10um 以内,应用领域主要面向高清显示,包 括 P0.9、P0.6、P0.3 及以下高清显示屏/电视,甚至 AR/VR 等更高清晰度的显示。 未来商显、消费电子及高密度集成半导体信息应用前景开阔,是下一代主流显示 技术的重要选择,也被誉为是面向未来的“终极显示技术”。

技术持续突破,有望开启下一个十年周期。受制于制造成本高、关键技术未突破 等因素,Micro LED 暂未实现大规模量产,2023 年 Micro LED 市场产值的成长动 能仍主要来自大型显示屏,整体 Micro LED 市场规模有望从 2022 年约 1,400 万美元成长至约 3,200 万美元,2024 年穿戴装置将在开始量产后,成为推动 Micro LED 市场产值成长动能。展望 2026 年,随着技术与成本进一步成熟,扩增实境、 车用显示有望进入发展的快车道,带动 Micro LED 芯片需求增长。在成本显著下 降的基础上,2027 年智慧型手机将为 Micro LED 提供应用的机会。预估 2027 年 整体 Micro LED 市场产值规模可达 12.44 亿美元,年复合成长率达 146%。Micro LED 道路宽阔,应用前景值得期待。 据高工 LED 不完全统计,2022 年,针对 Mini/Micro LED 的投资超过 700 亿元规 模,基本延续了 2020-2021 年的投融资热潮。越来越多的面板企业和 TV 厂商入 局 LED,并加大对新一代 LED 技术的投资布局力度。未来两三年,LED 行业将迎 来新一轮产业调整,Micro LED 将开启 LED 下一个黄金十年,MOCVD 设备需求有 望获取新推动。

4.3 第三代半导体方兴未艾

第三代半导体材料是以 SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)为代表(还包括 ZnO 氧化锌、 GaO 氧化镓、金刚石等)的化合物半导体。与第一代和第二代半导体材料相比,第 三代半导体材料有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更大的电 子饱和速度以及更高的抗辐射能力,更适合制作高温、高频、抗辐射及大功率器 件。SiC 和 GaN 为第三代半导体最核心的材料,在光电领域,GaN 占绝对的主导 地位,在其他功率器件领域 SiC 则更有优势。SiC 材料适合制造高温、高压、大 功率器件,GaN 材料更适用于制造高频、中小功率器件。第三代半导体材料和技 术正在加速发展,在新一代显示、高效智能电网、新能源汽车、自动驾驶、工业 电源等领域展示出广阔的应用前景。

2022 年氮化镓、碳化硅合计占中国第三代半导体材料市场规模 94.8%。在先进计 算、新型智能终端、超高清视频、网络安全、新能源汽车和数据中心等领域的推 动下,2022 年中国第三代半导体市场规模达到 111.79 亿元,同比增长 39.2%, 2018 年到 2022 年复合增长率为 43%,增长速度较快。其中 2022 年氮化镓(GaN) 半导体市场规模达到 62.58 亿元,碳化硅(SiC)半导体市场规模达到 43.45 亿 元,其他化合物半导体为 5.76 亿元,伴随 5G-A、6G、人工智能等下游新应用蓬 勃发展,预计中国 2023 年第三代半导体市场规模将达到 152.15 亿元,2028 年市 场规模将达到 583.17 亿元,2023 年到 2028 年复合增长率为 30.83%。

5G 通讯的革命性转变重塑射频技术产业,5.5G-A、6G 发展再添助力,氮化镓器 件迎重大市场机遇。5G 通讯基站是氮化镓市场主要驱动因素之一,氮化镓射频器 件主要应用于无线通讯,2022 年中国市场占比到达 55%。氮化镓材料耐高温、高 压及承受更大电流的优势使得射频器件应用在 5G 基站中更加合适。随着国内 5G 基站覆盖率不断上升,且 5G 技术的持续突破向上延伸,对氮化镓射频器件需求 将更大,氮化镓有望迎重大发展机遇,需求市场广阔,除此之外,AIGC、云计算、 大数据等新兴技术的快速发展,高速、高效、高能的半导体器件需求将日益增加, 氮化镓器件作为重要的功率和射频器件,将深度受益。同时,随着新基建、新能 源、新消费等领域的持续推进,氮化镓器件将在太阳能逆变器、风力发电、新能 源汽车等方面得到广泛应用。

下游领域蓬勃发展,SiC 市场日益广阔。SIC 器件应用市场广阔,新能源汽车领 域,电动汽车系统涉及功率半导体应用的组件有电机驱动系统、车载充电系统、 车载 DC/DC 及非车载充电桩。其中电动车逆变器市场碳化硅功率器件应用最多, 碳化硅模块的使用使得整车的能耗更低、尺寸更小、充电更快、续航里程更长, 伴随汽车的智能化和电动化转型,新能源汽车数量必将呈持续上升趋势,汽车电 子规模随着上行,根据 Statista 数据,全球汽车电子市场规模到 2027 年有望达 到 4156 亿美元,碳化硅功率器件作为汽车电子的重要组成部分,且碳化硅模块 的使用对汽车性能提升效果的显著,其需求势必上行。 中微公司第三代半导体制造中 MOCVD 开发进展顺利。伴随氮化镓和碳化硅功率器 件需求提升,功率器件将作为新生力推动 MOCVD 设备市场需求量实现快速增长, 中微公司在两种材料用 MOCVD 设备布局进展顺利,性能强大,其中硅基氮化镓功 率器件用 MOCVD 设备 Prismo PD5,具有高灵活性的特点,在同一系统中可配备多 达 4 个反应腔,每个反应腔都可实现独立控制,仅通过更换石墨托盘即可实现 6 英寸与8英寸工艺的便捷切换,目前已在客户生产线上验证通过并获得重复订单, 下一代用于氮化镓功率器件制造的 MOCVD 设备也正在按计划开发中。用于碳化硅 功率器件外延生产的设备正在开发中,即将开展样机在客户端的验证测试,进展 顺利。未来新品设备必将成为中微公司业绩新增长点,助力公司产品结构优化, 丰富 MOCVD 产品矩阵。

5 重视研发完善产品布局,多元投资布局丰富业务矩阵

5.1 内生外延,拓展品类及业务布局

横向拓展薄膜设备—第三大设备市场。薄膜沉积是晶圆制造的三大核心工艺之一, 在硅片衬底上沉积一层待处理的薄膜材料,所沉积薄膜材料可以是二氧化硅、氮 化硅、多晶硅等非金属以及铜等金属,主要工艺的类别有 CVD、PVD 以及外延对 应的设备。薄膜设备是除光刻机和刻蚀机外第三大设备市场,从 2011 年到 2021 年市场的年平均增长速度达到 13.41%,预计 2022 年市场规模达 1540 亿元,占晶 圆制造设备价值量 22%。按工作原理,薄膜沉积可分为物理气相沉积(PVD)、化 学气相沉积(CVD)、外延工艺。

薄膜设备愈发重要,中微布局实现突破。微观器件的不断缩小及存储器件从 2D 到 3D 的转换,不仅使等离子体刻蚀越来越重要,薄膜制程同样是最关键的步骤之一, 设备的需求量大大增加,其重要性不断提高。当前公司首台 CVD 钨设备付运到关 键存储客户端验证评估,自产品立项以来,仅用时不到 18 个月,以完整,自主的 知识产权,完成了产品的设计生产样机的开发和实验室评价,而且顺利的导入客 户端进行生产线核准,创造了公司开发设备产品的纪录。同时公司在和更多逻辑 和存储客户对接 CVD 钨设备的验证,并已取得多项进展为进一步积累市场优势打 下基础。 在金属钨 CVD 设备的基础上,公司正在进一步开发新型号 CVD 钨和 ALD 钨设备来 实现更高深宽比结构的材料填充,新型号的 CVD 钨和 ALD 钨设备是高端存储器件 的关键设备,目前已开始实验室测试同时和关键客户开始对接验证。公司开发的 应用于高端存储和逻辑器件的 ALD 氮化钛设备也在稳步推进,已经进入实验室测 试阶段。在现有的金属 CVD 和 ALD 设备研发基础上,公司计划研发更多的先进 CVD 和 ALD 设备,提升薄膜设备的覆盖度。

持股拓荆科技,纵横联合完善薄膜沉积设备品类布局。截止 2023 年三季报,中 微公司持有拓荆科技 7.41%股权。拓荆科技成立于 2010 年 4 月,于 2022 年成功 上市,自公司成立以来,始终坚持自主研发,目前已形成 PECVD、ALD、SACVD、 HDPCVD 等薄膜设备产品系列,广泛应用于国内集成电路逻辑芯片、存储芯片等制 造产线。此外,公司推出了应用于晶圆级三维集成领域的混合键合设备产品系列。 公司薄膜系列产品在晶圆制造产线量产应用规模持续扩大,在客户端产线生产产 品的累计流片量已突破 1 亿片。且客户端产线生产运行稳定性表现优异,平均机 台稳定运行时间(Uptime)超过 90%(达到国际同类设备水平)。公司产品目前 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。

布局光学检测设备—第四大设备市场。根据 Gartner 数据,2022 年光学检测设备 市场规模达 825 亿元,是第四大设备市场。公司投资睿励仪器,持有其 36.47%股 权。睿励仪器成立于 2005 年 6 月 27 日,致力于集成电路生产前道工艺检测领域 设备研发和生产,是国内少数几家进入国际领先的 12 英寸生产线的高端装备企 业之一,国内唯一进入某韩国领先芯片生产企业的国产集成电路设备企业。主营 产品为光学膜厚测量设备和光学缺陷检测设备,以及硅片厚度及翘曲测量设备等。自主研发的 12 英寸光学测量设备 TFX3000 系列产品,已应用在 65/55/40/28 纳 米芯片生产线并在进行 14 纳米工艺验证,3D 存储芯片产线支持 64 层 3D NAND 芯 片生产,正在验证 96 层 3D NAND 芯片的测量性能。公司投资睿励仪器以使本公 司能够布局集成电路工艺检测设备领域,有利于拓展公司业务范围。

德龙激光——精密激光加工设备领先厂商:公司成立于 2005 年,聚焦于半导体、 显示、精密电子等领域用精密激光加工设备及激光器的研发、生产、销售。在半 导体领域,公司产品包括碳化硅晶圆激光切割设备、晶圆激光开槽设备、用于砷 化镓晶圆加工的晶圆激光开槽设备、玻璃晶圆激光切割设备及可对 Mini LED 晶 圆进行切割加工的晶圆激光应力诱导切割设备等。目前,公司产品已批量用于碳 化硅、氮化镓等第三代半导体材料晶圆划片、MEMS 芯片切割、Mini LED 以及 5G 天线等的切割、加工等。截至 2023 年 9 月,中微公司持股占比 1.85%。

理想万里晖——布局光伏 PECVD 装备:公司前身为理想能源 PECVD 事业部,2012 年经拆分重组,于 2013 年完成注册。2020 年公司落户临港新片区,全资子公司 理想万里晖真空装备(泰兴)异质结 PECVD 装备年产能 10GW。公司第三代 PECVD 设备的年产能达 600MW。 公司致力于前沿高端光伏设备的研发,主营太阳能、泛半导体和半导体高端 PECVD 装备,光伏和 AMOLED 显示等领域高端 PECVD 产品多次打破国外垄断、填补国内 空白。公司在现有基础上延伸产业链,开发大面积石墨烯和集成电路半导体领域 用 PECVD 设备。根据企业预警通,中微公司持股占比 5.02%。 昂坤视觉——布局光学测量及检测设备:公司成立于 2017 年,致力于为化合物 半导体,光电和集成电路产业提供光学测量和光学检测设备及解决方案,光学系 统设计、光学成像技术和机器视觉、机器视觉算法研发能力业界领先。主要产品 包括 MOCVD 在线监测系统系列产品,用于实时监测工艺过程中晶圆的温度,反射 率和翘曲度,并提供可靠温度信号用于控温,适用于各种转速 MOCVD 机台;

国内 LED 生产企业光学测量和检测方面的主流设备:晶圆形貌检测、晶圆衬底缺 陷检测、PSS 检测设备、GaN 及 GaAs 外延片缺陷检测设备,芯片外观缺陷检测等 AOI 设备;化合物半导体衬底和外延检测设备方面有有二代半导体 GaAs、InP 衬底及外延检测设备,三代半导体 GaN、SiC 衬底及外延检测设备,LT&LN 检测设 备,玻璃光片,图形片检测设备。具有业界认可的自研光学系统,对标国际知名 企业,性能上得到行业认可;集成电路检测设备方面主要集中在无图形衬底缺陷 检测、芯片检测、CIS 芯片和有图形片检测领域;据企业预警通,中微公司持股 占比 3.39%。

5.2 着眼未来,在研项目完善产品品类

CCP 设备领域,公司在研用于存储器和先进逻辑电路的 CCP 刻蚀设备,分别面向 128 层以上 3D NAND 与 7 纳米以下逻辑电路刻蚀,目前资金投入比例皆超过 70%, 存储器刻蚀设备以进入应用拓展阶段,先进逻辑电路项目仍处于开发阶段,项目 完成后有望达到国际先进水平,打破国际垄断,助力公司刻蚀设备走向未来,走 向前沿厂线,夯实技术积累。 ICP 设备领域,7-5、5-3nm ICP 刻蚀机项目进展顺利,5 纳米的刻蚀设备已完成 在先进逻辑芯片生产厂家评估、并实现销售。3 纳米刻蚀机 Alpha 原型机的设计、 制造、测试及初步的工艺开发和评估以完成,有望在芯片制程向 3nm,甚至 2nm 迭代过程中,把握发展机遇,实现对海外大厂的突破。7-5 纳米 ICP 刻蚀项目针 对 FinFET 结构的逻辑芯片制造中对电感式耦合 ICP 刻蚀工艺要求,在 14 纳米 ICP 刻蚀机基础上,将在腔体结构设计、硅片周围及极边缘温度控制、射频和匹 配系统、零部件新材料开发和表面处理等方面进行技术升级开发,研制出 7-5 纳 米 ICP 刻蚀机样机并制造工程机在客户端验证,我们认为,公司技术底蕴不断加 深,当前芯片结构由 MosFET 向 FinFet 再向 GAAFET 转变过程中,FinFET 为先进 制程主流,GAAFET 产品尚未量产,公司产品对 FinFET 结构突破,有助于把握制 程迭代带来的市场需求,为下一步迭代打下基础。

MOCVD 设备领域,Micro LED 正在跨过小规模应用的考验,进入从 1 到 N 加速量 产的阶段,在 Micro LED 从 1 到 N 加速量产的阶段,成本的快速下降无疑已经成 为关键。目前占据 Micro LED 成本最为重要的是芯片和转移修复。其中芯片成本 占到了接近 30%,转移修复的成本更是占到了接近 40%。两者合计成本约占 Micro LED 总成本的 65%-70%。Micro LED 芯片的降本首先要从外延端做起。若要进一步 提升 Micro LED 外延的良率,降低生产成本,最终形成批量生产,MOCVD 设备性 能是关键。中微公司正在开发的用于氮化镓和碳化硅功率器件的外延设备,以及 制造 Micro-LED 的 MOCVD 专用设备,将陆续推向市场,我们认为在 Micro LED 走向量产,下游不断打开,Micro LED 对 MOCVD 设备需求的上升有望接力 Mini LED,成为增量新曲线。 薄膜沉积领域,公司接触孔用 WCVD 设备的研发及产业化项目进展顺利,项目开 发 LPCVD 设备,用于逻辑金属接触孔和存储器互联工艺、满足大规模半导体生产 厂商对 WCVD 设备的需求,下游应用于所有先进的逻辑、存储、射频、传感器等集 成电路。覆盖手机、电脑、汽车等广泛领域。公司薄膜沉积设备的客户导入可借 助于刻蚀设备客户资源,加速导入客户节奏,更小的微观结构靠等离子体刻蚀和 薄膜的组合拳,同一公司设备具备更高的磨合性,中微公司刻蚀设备客户资源丰 富,客户导入情况较好,薄膜沉积领域设备有望借助资源在产品开发完成后实现 快速导入,发展成支撑公司营收增长的新一支撑点。

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