2022年拓荆科技研究报告

1、2022年拓荆科技研究报告1.拓荆科技是国内薄膜沉积设备龙头1.1历史沿革：专注薄膜沉积设备，已成为国内龙头聚焦薄膜沉积设备，多次担任国家重大专项。拓荆科技自成立以来，始终专注于半导体薄膜沉积设备的研发、生产、销售和技术服务。2010年沈阳拓荆科技有限公司成立，2011年国家重大专项成果-12英寸PECVD出厂到中芯国际验证；2016年“十一五”国家重大专项通过验收，首台12英寸ALD出厂到客户端；2019年SACVD研制成功并出厂到客户端；2020年“十三五”国家重大专项通过验收。2021年公司由有限公司整体变更为股份有限公司，2022年拓荆科技于科创板上市。主营三大产品系列，下游客户为国内

2、一线晶圆厂。目前，公司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。公司产品已广泛用于中芯国际、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产线，打破国际厂商对国内市场的垄断，与国际寡头直接竞争。1.2股权结构：股权激励覆盖面广公司无控股股东、实际控制人。国家集成电路基金持有拓荆科技19.86%股权，为公司第一大股东，其余超过5%以上

3、股东分别为国投上海、中微公司、嘉兴君励。公司亦不存在实际控制人，创始人姜谦及其一致行动人持股11.39%，无法能够通过投资关系、协议或其他安排对董事会实施控制。公司本部位于沈阳，主要进行设备研发、生产、销售；公司在上海、北京设立子公司、分公司，以吸引人才。此外，公司新设立子公司拓荆键科，主要从事半导体晶圆键合设备、背面研磨设备、检测设备等一系列集成电路新兴技术装备产品的研发、生产与销售。股权激励政策覆盖面广，研发与管理人员均可持股。公司存在沈阳盛腾、沈阳盛旺等11个员工持股平台，合计股权9.08%，覆盖员工面广泛。公司的主要技术研发人员与核心管理人员均可通过员工持股平台持有公司的股票。目前吕光

4、泉、姜谦等核心技术人员与公司高管均通过员工持股平台间接持有发行人激励股份。1.3财务分析：营收大幅提升，盈利能力逐渐改善我们选取了国内行业可比公司北方华创、中微公司、芯微源和盛美上海的财务数据平均值作为行业平均水平与公司作对比。营业收入高速增长，亏损逐渐减少。2018-2021年，公司PECVD设备客户端验证通过，营业收入从0.71亿元增长至7.58亿元，期间年复合增速达到120.56%。2018-2020年，公司扣非归后母净利润亏损逐渐减少，由亏损1.50亿元降至0.57亿元；2021年公司投入了较高的研发支出，亏损略有增加，为-0.82亿元。2022Q1，公司实现营业收入1.08亿元，同比

5、增长86.21%；扣非后归母净利润为-0.22亿元。分产品来看，PECVD设备为主要收入来源且增长较快，ALD、SACVD设备收入波动较大。2018-2021年，公司PECVD设备收入从0.52亿元增至6.75亿元，占比从73.19%增至89.11%。2019年公司SACVD设备研制成功；2020、2021年公司SACVD设备收入从867万元增至4116万元，占比从1.99%增至5.43%。2018年公司ALD设备收入占比为20.66%，2019年降至0,2021年其收入占比为3.78%，ALD设备收入波动较大。毛利率、净利率由负转正，盈利能力大幅提升。从公司历史数据来看，公司毛利率、净利率明

6、显改善：2018-2021年毛利率分别为31.67%、31.85%、34.06%、44.01%，同期净利率为-146.12%、-7.71%、-2.69%、8.83%。行业同比来看，公司毛利率从低于同行水平到逐渐赶超同行，公司净利率大幅提升，逐渐接近行业平均水平。从费用端来看，公司的三费费用率大幅下降，接近行业平均水平。2018-2021年，三费费用率从84.36%降至16.12%，逐渐接近行业平均水平，公司的成本控制能力在逐渐增强。2.CVD行业：设备种类多样，潜力大2.1.技术迭代：前道工艺核心设备，技术催生种类多样化薄膜沉积是芯片制造工艺的核心工艺环节，薄膜沉积设备是半导体制造前道工艺中的

7、三大核心设备之一。半导体制造工艺可以简化为加材料、图形化和减材料三大步骤，而芯片成品需要经过数百次三大步骤的循环。加材料主要通过薄膜沉积、扩散、离子注入等工艺，图形化主要通过光刻、涂胶显影工艺，而减材料主要通过刻蚀工艺。薄膜沉积设备、光刻设备、刻蚀设备分别是完成三大步骤的主要设备，同时也是半导体制造工艺的三大核心设备。薄膜沉积设备作为功能性材料薄膜沉积的生产设备，对芯片制造环节具有非常重要的地位。薄膜沉积设备主要包括CVD设备、PVD设备和ALD设备。薄膜沉积是指在硅片衬底上沉积一层待处理的薄膜材料，所沉积的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。薄膜沉积设备主要负责各个步

8、骤当中的介质层与金属层的沉积，包括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。其中，CVD设备主要用于沉积二氧化硅、氮化硅、多晶硅等薄膜，PVD设备主要用于沉积金属薄膜，而ALD设备则是CVD设备的工艺延伸，提升了CVD设备填沟能力。介质层薄膜用量逐渐增多，CVD设备是薄膜沉积设备的主要市场。半导体前道制造工艺包括前段工艺、后段工艺以及连接前段和后段工艺的中段工艺，前段工艺包括薄膜沉积、光刻、刻蚀等，后段工艺包括多层金属线布线（金属化）等。随着芯片制程不断缩小，前段工艺越复杂，后段工艺重复次数越多，金属层也会不断增加，金属层间介质层（IMD）薄膜

9、沉积用量也会随着增多。通常介质层主要成分是氧化硅等材料，CVD设备是制造氧化硅薄膜的主要设备，2020年CVD市场销售额占全球半导体设备市场比重达到16%，远超占比6%的PVD设备市场销售额。随着薄膜沉积工艺的不断发展，制造商对于薄膜沉积设备的性能要求更高，薄膜沉积的种类也不断增加，CVD相继演化出了APCVD、LPCVD、PECVD等，其性能不断得到改善，可应用于不同的领域。PVD可分为蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀，发展初期以真空蒸镀镀膜为主，特点是工艺简单、操作容易、纯度较高，缺点是难以蒸发某些金属和氧化物。由于溅射设备制备的薄膜更加均匀、致密，对衬底附着性强，纯度更高，溅射设备取代了蒸镀设

10、备。2.2.市场规模：短期设备周期上行，中长期推动中国大陆成为全球最大半导体设备市场，2021年市场规模接近300亿美元。根据SEMI数据，2021年全球半导体设备销售额为1026亿美元，同比增长44%，创历史新高。2018年以前中国大陆半导体设备市场占全球比重在10-20%之间，2018年以后保持在20%以上，份额逐年提升。2020、2021年国内晶圆厂大幅扩产，对设备需求提升较大。2021年中国大陆设备市场规模达到296.2亿美元，同比增长58%；同时中国大陆设备市场规模首次排全球第一，占比为28.9%。预计2025年全球半导体薄膜沉积设备市场规模将达到340亿美元。根据MaximizeM

11、arketResearch数据统计，2017-2019年全球半导体薄膜沉积设备市场规模分别为125亿美元、145亿美元和155亿美元，2020年扩大至约172亿美元，3年CAGR为11.2%。预计全球半导体薄膜沉积设备市场规模在2025年将从2020年的172亿美元扩大至340亿美元，5年CAGR为14.6%。PECVD设备市场占比最大。PECVD是薄膜设备中占比最高的设备类型，占整体薄膜沉积设备市场的33%；ALD设备目前占据薄膜沉积设备市场的11%；SACVD是新兴的设备类型，属于其他薄膜沉积设备类目下的产品，占比较小。在整个薄膜沉积设备市场，属于PVD的溅射PVD和电镀ECD合计占有整体

12、市场的23%。不同于国际设备市场的周期性，我国半导体设备供应商将长期呈现高成长性。短期来看，国内中芯京城、中芯东方、中芯深圳、华虹无锡等逻辑晶圆厂，长鑫、长存等存储晶圆厂新建或扩充产能，2-3年国内设备需求量将继续维持高速增长。长期来看率较低，随着进程加速，国产设备销售额有望持续扩大。晶圆厂大幅扩产，短期内设备厂实现高增速。随着5G、物联网、汽车电子需求的快速增长，晶圆厂纷纷扩产以满足日益增长的芯片需求。近两年，中芯国际、华虹半导体、粤芯半导体、厦门联芯、晶合集成、积塔半导体等晶圆厂相继宣布了扩产计划，规划产能（125.33万片/月）将达到现有产能（37.6万片/月）三倍以上，增幅较大。率低，

13、长期依旧具备高成长性。根据中国电子专用设备工业协会数据统计，2020年国产半导体设备销售额约为213亿美元，自给率约为17.5%。如仅考虑集成电路设备，国内自给率仅有5%左右，技术含量最高的集成电路前道设备则自给率更低，薄膜沉积设备国产化率仅为2%。长期来看，我国半导体设备渗透率成长空间较大，在政策、资本、企业等共同努力下，国产设备市场有望长期维持高景气。2.3.竞争格局：海外垄断，国内崛起从全球市场份额来看，薄膜沉积设备行业呈现出高度垄断的竞争局面，行业基本由应用材料（AMAT）、先晶半导体ASM、泛林半导体（LAM）、东京电子（TEL）等国际巨头垄断。2019年，ALD设备龙头TEL和AS

14、M分别占据了31%和29%的市场份额，剩下40%的份额由其他厂商占据；而AMAT则基本垄断了PVD市场，占85%的比重，处于绝对龙头地位；在CVD市场中，AMAT全球占比约为30%，连同LAM的21%和TEL的19%，三大厂商占据了全球70%的市场份额。应用材料（AMAT）应用材料是全球最大的半导体装备供应商，在薄膜沉积设备行业，公司拥有业界最为全面的沉积技术，ALD、CVD、PVD、ECD、外延生长等设备类型公司均有供应，可以对薄膜特性进行定制调整。公司的CVD设备品类覆盖齐全，应用广泛，典型应用包括浅沟槽隔离层、金属前电介质层、金属层间电介质层和钝化保护层。公司的ALD系统可在晶圆上面沉积

15、各类氧化物、金属氮化物和金属物，每次沉积单层厚度的几分之一，以在先进晶体管、存储器件和互连应用中制造超薄薄膜层。泛林半导体（LAM）泛林半导体成立于1980年，为全球第三大半导体装备供应商，公司向世界半导体产业提供晶圆制造设备和服务,是全球刻蚀和薄膜沉积龙头。在薄膜沉积设备方面，公司主要专注于CVD设备，具有ALD、CVD、PECVD、ECD、HDP-CVD等沉积技术，在PECVD、ALD、ECD方面均具有较强的竞争优势，公司还提供专门的沉积后处理。先晶半导体（ASM）先晶半导体成立于1968年，是一家荷兰晶圆制造半导体工艺设备的供应商，公司产品涵盖了晶圆加工技术的重要方面，包括光刻、沉积、离

16、子注入和单晶圆外延。公司从1970年开始致力于制造与销售CVD设备，近年来，公司将原子层沉积（ALD）和等离子体增强原子层沉积（PEALD）引入先进制造商的主流生产。公司一直专注于薄膜沉积设备，主要技术是ALD与EPI。东京电子（TEL）东京电子成立于1963年，是日本最大的半导体制造设备提供商，主要从事半导体生产设备和平板显示器制造设备的工业电子产品的开发、制造和销售。在薄膜沉积设备领域，公司拥有PVD、CVD、ALD设备。公司的CVD设备产品线较为丰富，拥有PECVD、LPCVD等设备。国内企业错位布局，替代进程逐步加速。在国内的薄膜沉积设备行业，主要有拓荆科技、北方华创、中微公司、盛美上

17、海、微导纳米推动设备国产化进程。上市公司中，中微公司、北方华创、拓荆科技产品的应用领域、技术原理不存在重叠和替代关系，拓荆科技PECVD设备、SACVD设备、PEALD设备国内领先，北方华创在PVD、APCVD、LPCVD、ThermalALD领域处于国内领先地位，中微公司MOCVD设备在国际都处于领先地位。3.拓荆科技核心竞争力：研发实力强劲，产品终端认可3.1.PECVD设备：国内唯一产业化，在手订单充足PECVD设备是公司的核心产品，拓荆科技是国内唯一一家产业化应用的集成电路PECVD设备厂商。公司的PECVD设备已配适180-14nm逻辑芯片、19/17nmDRAM及64/128层FL

18、ASH制造工艺需求，产品能够兼容SiO2、SiN、SiON、BPSG、PSG、TEOS、Lok、Lok、ACHM、ADC等多种反应材料。设备总体性能、关键性能参数已达到国际同类设备水平。根据北方集成电路技术创新中心（北京）有限公司出具的关于拓荆科技股份有限公司核心技术水平的评估，公司主研发并产业化应用的等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备、原子层沉积（ALD）设备、次常压化学气相沉积（SACVD）设备，其核心技术具有突出的技术先进性，其总体性能和关键性能参数已达到国际同类设备水平。存货、合同负债大幅增加，反映公司在手订单充足。2021年公司存货金额为9.53亿元，2022年第一季度公司存

19、货金额增至12.94亿元，存货实现快速增长。同时公司2022Q1合同负债为7.8亿元，相比2021年底增加2.92亿元，因为合同负债能够在某种程度上反映公司在手订单的情况，合同负债的大幅增加表明公司在手订单数量实现大幅增长。3.2.ALD、SACVD验证进展顺利，已有首台套确认收入ALD设备在国内处于领先地位。公司的等离子体增强原子层沉积设备（PE-ALD）已适配55-14nm逻辑芯片制造工艺需求。目前公司正在研发ThermalALD设备，以满足28nm以下芯片制造所需的Al2O3、AlN等金属化合物薄膜的工艺需要。公司为国内唯一一家产业化应用的集成电路SACVD设备厂商。拓荆科技的SACVD

20、设备可以沉积BPSG、SAF材料薄膜，适配12英寸40/28nm以及8英寸90nm以上的逻辑芯片制造工艺需求。成功通过下游验证，并确认收入。公司于2018年通过了ICRD的产线验证销售了一台ALD设备，2020年通过了燕东微电子的产线验证销售了一台SACVD设备，验证周期均在16个月左右。根据公司2021业绩报告及公司公告，公司至少有合计8台ALD、SACVD产品处于产线验证中，预计将在2022-2023年确认收入。其中，发往北方创新的2台SACVD设备分别为BPSG工艺和SAF工艺SA-300T首台套产品，发往长江存储的ALD设备为FT-300H首台套产品；发往武汉新芯、北方创新、上海积塔和

21、中芯绍兴的5台ALD、SACVD设备为成熟产品销售验证。3.3.重视研发创新，持续高研发投入核心技术人员产业经验丰富，团队薄膜沉积设备研发实力强劲。公司共有7名核心技术人员，分别是姜谦、吕光泉、田晓明、张孝勇、周坚、叶五毛、宁建平。其中，吕光泉、姜谦、张孝勇、叶五毛均具有诺发等ALD设备国际大厂任职经历，产业经历丰富；田晓明、周坚、宁建平等人具有数十年以上的半导体产业背景。坚持自主研发，研发投入持续高于同行。从2018-2021年，公司的研发费用分别为1.08、0.74、1.23、2.88亿元，研发费用率分别为152.84%、29.58%、28.19%、38.04%。同期行业研发费用率分别为1

22、2.13%、13.63%、13.35%、13.63%，公司研发费用率一直高于同行10个百分点以上。目前公司已拥有8项核心技术，且均达到国际先进水平，并应用于薄膜沉积设备。除反应模块架构布局技术和半导体制造系统高产能平台技术中的3项发明专利来源于核心技术人员出资外，其余核心技术均为公司自主研发。公司目前在研项目主要方向是原有设备领域的技术升级或工艺拓展，包括了PECVD、ALD、SACVD三大设备，研发目标均为达到国际同类设备水平。在PECVD设备研发上，公司现阶段主要攻克28nm以下低介电常数薄膜和硬掩膜等先进薄膜系列产品、28-14nm、10nm以下通用介质薄膜系列产品等集成电路半导体PECVD设备，同时团队开始研发HDPCVD设备；此外公司还布局了先进封装、LED薄膜沉积设备，并进入产业化验证阶段。在