半导体行业跟踪报告之十三-半导体设备：刻蚀和薄膜举足轻重关注中微拓荆华创

1、刻蚀和薄膜沉积设备至关重要2、刻蚀：3D

NAND和先进逻辑制程将大幅提升刻蚀的重要性3、薄膜沉积：在先进逻辑和存储领域应用广泛4、中微公司：中国刻蚀和MOCVD设备龙头积极布局薄膜和检测市场5、拓荆科技：中国薄膜沉积设备龙头卡位键合设备市场6、北方华创：中国半导体设备领军企业在刻蚀和薄膜领域积累深厚7、投资建议：重点关注中微公司/拓荆科技/北方华创8、风险提示2请务必参阅正文之后的重要声明全球集成电路市场规模保持持续增长趋势。根据Gartner数据，2023年全球集成电路市场规模为5,330亿美元，预计2024年将会复苏至6,300亿美元。晶圆厂的产能扩建将引领半导体设备需求的持续增长。根据SEMI预测，在2022年至2026年期间，下游芯片制造厂商将持续扩充产能，以满足需求增长。2022年全球半导体制造厂商300mm晶圆厂产能每月约为700万片，预计2026年将增加至每月960万片的历史新高。中国大陆也将持续推动300mm前端晶圆厂产能增长，将全球份额从2022年的22%增加到2026年的25%，达到每月240万片晶圆。2023年全球集成电路前道设备市场约为950亿美元，同比增长0.9%。中国大陆、中国台湾地区和韩国是最大的区域市场，其中中国大陆市场规模约为330亿美元，占比超过1/3；中国台湾地区市场规模为179亿美元，占比约为19%。图

1：全球集成电路市场规模变化（单位：亿美元）资料来源：Gartner，中微公司2023年年报图

2：2023年集成电路前段设备全球市场规模分布资料来源：SEMI，中微公司2023年年报3请务必参阅正文之后的重要声明资料来源：Gartner，中微公司2023年半年报4请务必参阅正文之后的重要声明由于光刻机的波长限制，加上存储器从2D到3D的转变，等离子体刻蚀设备和化学薄膜设备的市场增长速度超过光刻机和其他设备。微观器件的不断缩小推动了器件结构和加工制成的革命性变化，存储器件从

2D

到

3D的转换，使等离子体刻蚀和薄膜制程成为最关键的步骤，对这两类设备的需求量大大增加。光刻机由于波长的限制，更小的微观结构要靠等离子体刻蚀和薄膜的组合拳“二重模板”和“四重模板”工艺技术来加工，刻蚀机和薄膜设备的重要性不断提高，近年来市场的年平均增长速度远高于其他的设备。根据Gartner，干法刻蚀和化学薄膜设备在2011到2021年间市场规模年均增速为16.39%和13.41%。图

3：

2011年到2021年半导体芯片前道设备市场规模年均增速请务必参阅正文之后的重要声明表

1：18家A股半导体设备重点公司在我国半导体设备市场的份额测算资料来源：Wind，SEMI，光大证券研究所

注：1）全球及中国半导体设备销售额2018-2022年数据来源为Wind,

2023年数据来源为SEMI；2）按人民币：美元2018-2023年平均汇率为7:1进行销售额的折算；3）我们选择中微公司、北方华创、精测电子、至纯科技、芯源微、盛美上海、拓荆科技、华海清科、中科飞测、微导纳米、万业企业、富创精密、美埃科技、光力科技、长川科技、华峰测控、深科达、金海通共18家A股上市公司作为我国半导体设备重点公司的样5本；4）截至2024年4月2日，重点公司中仅中微公司、盛美上海发布2023年年报。201820192020202120222023半导体设备业务营收口径全球半导体设备销售额（单位：亿美元）6455987121,0261,0761,056中国半导体设备销售额（单位：亿美元）131135187296282363全球半导体设备销售额（单位：亿元）4,5174,1834,9837,1857,5357,392中国半导体设备销售额（单位：亿元）9179421,3112,0741,9762,538半导体设备业务营收（单位：亿元）中微公司13.9815.8717.9925.0738.4751.66*专用设备北方华创25.2131.9148.6979.49120.84*电子工艺设备精测电子0.050.651.361.83*半导体至纯科技0.822.187.017.94*19-21年半导体设备；22年设备业务芯源微2.073.188.1313.60*半导体类设备盛美上海5.397.449.7515.4727.5637.15*18-20为总营收减去其他业务；21-22年为半导体设备拓荆科技0.672.474.297.4516.86*半导体设备减去其他业务华海清科0.321.953.536.9414.31*CMP设备中科飞测-U0.290.552.383.595.03*检测设备+量测设备微导纳米0.422.163.124.286.84*设备制造万业企业0.580.840.221.232.06*专用设备制造富创精密2.182.494.738.2912.94*18-21年为总营收减去其他业务；22年为半导体行业美埃科技6.177.758.4410.319.81*18-21年为过滤器+风机过滤系统+空气净化设备；22年为过滤器光力科技0.450.460.382.353.21*半导体精密加工类产品长川科技2.043.637.3814.2523.71*分选机+测试机华峰测控1.982.353.698.2110.15*测试系统深科达0.220.41.212.771.94*半导体自动化设备金海通0.711.824.24.26*半导体设备合计83.92123.63210.40321.36市场占比9%9%10%16%表

2：

A股半导体设备重点公司2022-2023年各季度末存货情况（单位：亿元）资料来源：Wind，光大证券研究所

注：截至2024年4月2日，重点公司中仅中微公司、盛美上海发布2023年年报6请务必参阅正文之后的重要声明2022Q12022Q22022Q32022Q42023Q12023Q22023Q32023Q4688012.SH中微公司20.9524.8732.4034.0237.0538.0540.9142.60002371.SZ北方华创97.12107.10115.74130.41150.12167.28173.29300567.SZ精测电子10.0012.0313.6013.5414.0814.6915.64603690.SH至纯科技12.7214.0016.0817.0520.6823.7728.73688037.SH芯源微10.8211.6612.8712.1314.4015.7316.80688082.SH盛美上海17.2819.3723.0826.9031.5633.1536.0539.25688072.SH拓荆科技12.9415.6320.9022.9727.1732.8838.70688120.SH华海清科16.7519.5422.5423.6123.0521.9122.80688361.SH中科飞测-U8.290.008.619.199.9710.68688147.SH微导纳米5.737.629.7514.4820.9028.32600641.SH万业企业8.028.479.299.0010.7311.9211.76688409.SH富创精密3.985.085.337.008.168.96表

3：

A股半导体设备重点公司2022-2023年各季度末合同负债情况（单位：亿元）资料来源：Wind，光大证券研究所

注：截至2024年4月2日，重点公司中仅中微公司、盛美上海发布2023年年报7请务必参阅正文之后的重要声明2022Q12022Q22022Q32022Q42023Q12023Q22023Q32023Q4688012.SH中微公司15.0015.9419.6921.9523.2018.0513.657.72002371.SZ北方华创50.9056.7865.1271.9878.2285.8693.80300567.SZ精测电子0.781.712.261.992.173.443.58603690.SH至纯科技2.474.472.832.703.034.384.92688037.SH芯源微4.346.286.045.855.204.663.59688082.SH盛美上海4.433.986.628.229.4410.167.458.76688072.SH拓荆科技7.8010.879.2213.9716.3315.0614.97688120.SH华海清科8.3610.0310.6413.0413.3412.6512.73688361.SH中科飞测-U3.010.004.855.455.595.27688147.SH微导纳米2.914.406.259.4815.5419.67600641.SH万业企业9.159.079.751.892.074.241.52688409.SH富创精密0.330.130.120.370.080.081、刻蚀和薄膜沉积设备至关重要2、刻蚀：3D

NAND和先进逻辑制程将大幅提升刻蚀的重要性3、薄膜沉积：在先进逻辑和存储领域应用广泛4、中微公司：中国刻蚀和MOCVD设备龙头积极布局薄膜和检测市场5、拓荆科技：中国薄膜沉积设备龙头卡位键合设备市场6、北方华创：中国半导体设备领军企业在刻蚀和薄膜领域积累深厚7、投资建议：重点关注中微公司/拓荆科技/北方华创8、风险提示8请务必参阅正文之后的重要声明资料来源：中微公司2023年年报存储器件从

2D

到

3D

结构的转变使等离子体刻蚀成为最关键的加工步骤。随着集成电路芯片制造工艺的进步，线宽关键尺寸不断缩小、芯片结构3D化，晶圆制造向5纳米以及更先进的工艺发展。由于目前先进工艺芯片加工使用的光刻机受到波长限制，14纳米及以下的逻辑器件微观结构的加工多通过等离子体刻蚀和薄膜沉积的工艺组合——多重模板工艺来实现，使得刻蚀等相关设备的加工步骤增多。由于存储器技术由二维转向三维架构，随着堆叠层数的增加，刻蚀设备和薄膜沉积设备越来越成为关键核心的设备。图

4：存储器件从

2D

到

3D

结构的转变使等离子体刻蚀成为最关键的加工步骤9请务必参阅正文之后的重要声明资料来源：中微公司2023年年报资料来源：中微公司2023年年报10请务必参阅正文之后的重要声明等离子体干法刻蚀是目前主流的刻蚀技术。刻蚀可以分为湿法刻蚀和干法刻蚀。湿法刻蚀各向异性较差，侧壁容易产生横向刻蚀造成刻蚀偏差，通常用于工艺尺寸较大的应用，或用于干法刻蚀后清洗残留物等。等离子体刻蚀设备是一种大型真空的全自动的加工设备，一般由多个真空等离子体反应腔和主机传递系统构成。等离子体刻蚀设备的分类与刻蚀工艺密切相关，其原理是利用等离子体放电产生的带化学活性的粒子，在离子的轰击下，与表面的材料发生化学反应，产生可挥发的气体，从而在表面的材料上加工出微观结构。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和电感性等离子体刻蚀；根据被刻蚀材料类型的不同，干法刻蚀主要是刻蚀介质材料、硅材料和金属材料。（1）电容性等离子体刻蚀主要是以高能离子在较硬的介质材料上，刻蚀高深宽比的深孔、沟槽等微观结构；（2）电感性等离子体刻蚀主要是以较低的离子能量和极均匀的离子浓度刻蚀较软的或较薄的材料。图

5：电容性等离子体刻蚀反应腔 图

6：电感性等离子体刻蚀反应腔资料来源：中微公司2023年年报11请务必参阅正文之后的重要声明随着国际上先进芯片制程从7-5纳米阶段向更先进工艺的方向发展，当前光刻机受光波长的限制，需要结合刻蚀和薄膜设备，采用多重模板工艺，利用刻蚀工艺实现更小的尺寸，使得刻蚀技术及相关设备的重要性进一步提升。图

7：

10纳米多重模板工艺原理，涉及更多次刻蚀资料来源：中微公司2023年年报芯片线宽的缩小及多重模板工艺等新制造工艺的采用，对刻蚀技术的精确度和重复性要求更高。刻蚀技术需要在刻蚀速率、各向异性、刻蚀偏差、选择比、深宽比、均匀性、残留物、等离子体引起的敏感器件损伤、颗粒沾污等指标上满足更高的要求，刻蚀设备随之更新进步。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。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。目前128层3D

NAND闪存已进入大生产，200层以上闪存已处于批量生产阶段，更高层数正在开发。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。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。图

8：2D

NAND及3D

NAND示意图12请务必参阅正文之后的重要声明1、刻蚀和薄膜沉积设备至关重要2、刻蚀：3D

NAND和先进逻辑制程将大幅提升刻蚀的重要性3、薄膜沉积：在先进逻辑和存储领域应用广泛4、中微公司：中国刻蚀和MOCVD设备龙头积极布局薄膜和检测市场5、拓荆科技：中国薄膜沉积设备龙头卡位键合设备市场6、北方华创：中国半导体设备领军企业在刻蚀和薄膜领域积累深厚7、投资建议：重点关注中微公司/拓荆科技/北方华创8、风险提示13请务必参阅正文之后的重要声明资料来源：SEMI，拓荆科技2023年半年报14请务必参阅正文之后的重要声明在半导体设备中，应用于集成电路领域的设备通常可分为前道工艺设备（晶圆制造）和后道工艺设备（封装测试）两大类。其中，晶圆制造设备的市场规模约占半导体设备市场规模的88%。在晶圆制造设备中，薄膜沉积设备、光刻设备、刻蚀设备共同构成芯片制造三大核心设备，决定了芯片制造工艺的先进程度。而薄膜沉积设备所沉积的薄膜是芯片结构内的功能材料层，在芯片制造过程中应用广泛，因此，产生了巨大的薄膜沉积设备市场。根据Gartner历年统计，全球刻蚀设备、薄膜沉积设备分别占晶圆制造设备价值量约22%和22%。

2022年全球薄膜沉积设备市场规模达229亿美元，结合中国大陆半导体制造设备销售额占全球半导体制造设备的销售额约为26%的比例测算，2022年中国大陆薄膜沉积设备市场规模约为60亿美元，具有广阔的市场空间。图

9：半导体设备及晶圆制造设备市场占比请务必参阅正文之后的重要声明资料来源：拓荆科技招股说明书，

《Characterization

of

Atomic

Layer

Deposited

Thin

Films:

Conformality

in

HighAspect

Ratio

Pores

and

the

Electrical

Properties》

15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骤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。化学气相沉积：CVD是通过化学反应的方式，利用加热、等离子或光辐射等各种能源，在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术，是一种通过气体混合的化学反应在硅片表面沉积薄膜的工艺，可应用于绝缘薄膜、硬掩模层以及金属膜层的沉积。CVD

设备由气相反应室（进气方向与样品表面成水平或垂直）、能量系统（加热或射频）、反应气体控制系统、真空系统及废气处理装置等组成。硅片的表面及邻近区域被加热来向反应系统提供附加的能量。等离子体增强化学气相沉积设备（PECVD）

：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）

：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（Gap

fill）能力。图

10：

PVD、CVD

及ALD

成膜效果简示图

11：在逻辑芯片中的应用图示资料来源：拓荆科技2023年半年报图

12：在3D

NAND存储芯片中的应用图示 图

13：在DRAM存储芯片中的应用图示资料来源：拓荆科技2023年半年报16请务必参阅正文之后的重要声明资料来源：拓荆科技2023年半年报常用CVD

设备包括PECVD、SACVD、APCVD、LPCVD等，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。虽然PECVD（等离子体增强化学气相沉积）、ALD（原子层沉积）、SACVD（次常压化学气相沉积）及HDPCVD（高密度等离子体化学气相沉积）等薄膜设备均属于CVD细分领域产品，但不同的设备技术原理不同，所沉积的薄膜种类和性能不同，适用于芯片内不同的应用工序，在逻辑、存储等芯片制造过程中应用较为广泛。资料来源：拓荆科技2023年半年报17请务必参阅正文之后的重要声明芯片制造工艺进步及结构复杂化提高薄膜设备需求。

（1）在90nm

CMOS芯片工艺中，大约需要40道薄膜沉积工序。在FinFET工艺产线，大约需要超过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，进而拉动晶圆厂对薄膜沉积设备需求量的增加。（1）在FLASH存储芯片领域，随着主流制造工艺已由2D

NAND发展为3D

NAND结构，结构的复杂化导致对于薄膜沉积设备的需求量逐步增加。而随着3D

NAND

FLASH芯片的堆叠层数不断增高，从32/64层逐步向更多层及更先进工艺发展，对于薄膜沉积设备的需求提升的趋势亦将延续。

（3）在芯片工艺技术持续进步的趋势下，当难以通过光刻直接形成先进工艺的情况下，可以结合薄膜沉积设备（主要为ALD设备）与刻蚀设备相配合，采用自对准多重成像技术，实现更小尺寸的工艺，这将进一步促进ALD设备及相关设备的重要性及需求量的提升。先进制程对薄膜沉积设备提出更高要求。在晶圆制造过程中，薄膜起到产生导电层或绝缘层、阻挡污染物和杂质渗透、提高吸光率、临时阻挡刻蚀等重要作用。随着芯片制造工艺不断走向精密化，对薄膜工艺性能提出了更高的技术要求，包括薄膜厚度、均匀性、光学系数、机械应力及颗粒度等性能指标，市场对于高性能薄膜设备的依赖逐渐增加，这也将拉动半导体高端薄膜设备的需求。图

14：不同工艺节点薄膜沉积工序对比图

15：薄膜沉积设备占比情况资料来源：SEMI，拓荆科技2023年半年报根据SEMI，在2021年全球各类薄膜沉积设备市场份额中，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设备占比约为

11%，SACVD和HDPCVD占比约小于6%。薄膜沉积设备作为集成电路晶圆制造的核心设备，其技术的发展支撑了集成电路制造工艺的发展。在薄膜沉积设备研制过程中，其反应腔设计、腔体内关键件设计、气路设计、温度控制及射频控制需要在理论知识深刻理解的基础上，结合整机设计和薄膜工艺的配合与集成，专业综合性强，技术密集且壁垒较高。

由于薄膜是芯片结构的功能材料层，在芯片完成制造、封测等工序后一般会留存在芯片中，薄膜的技术参数直接影响芯片性能，因此，对薄膜材料性能的要求极其严格。生产中不仅需要在成膜后检测薄膜厚度、均匀性、光学系数、机械应力及颗粒度等性能指标，还需要在完成晶圆生产流程及芯片封装后，对最终芯片产品进行可靠性和生命周期测试，以衡量薄膜沉积设备是否最终满足技术标准。因此，薄膜沉积设备所需要的验证时间较长。由此可见，薄膜设备从研制到产业化应用过程均具有极高的技术难度。

此外，集成电路制造不同技术路线及不同工序所需要的薄膜材料种类不同，薄膜沉积设备需要针对不同材料本身的物理、化学性质，进行工艺开发，以实现不同材料的沉积功能。随着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。18请务必参阅正文之后的重要声明图

16：

PVD、CVD

及ALD

成膜效果简示资料来源：拓荆科技招股说明书，

《集成电路制造工艺与工程应用》原子层沉积是将物质以单原子膜形式一层一层地镀在基底表面的方法。从原理上说，ALD

是通过化学反应得到生成物，但在沉积反应原理、沉积反应条件的要求和沉积层的质量上都与传统的CVD

不同。相对于传统的沉积工艺而言，ALD

工艺具有自限制生长的特点，可精确控制薄膜的厚度，制备的薄膜具有均匀的厚度和优异的一致性，台阶覆盖率高，特别适合深槽结构中的薄膜生长。ALD

设备沉积的薄膜具有非常精确的膜厚控制和非常优越的台阶覆盖率，在28nm

以下关键尺寸缩小的双曝光工艺方面取得了越来越广泛的应用。目前，28nm

以下先进制程的FinFET

制造工艺中，难点在于形成Fin

的形状，Fin

的有源区并不是通过光刻直接形成的，而是通过自对准双重成像技术（SADP，Self-Aligned

Double

Patterning）工艺形成。ALD

所沉积的Spacer

材料的宽度即决定了Fin

的宽度，是制约逻辑芯片制程先进程度的核心因素之一。除此之外，ALD

设备在高k

材料、金属栅、STI、BSI

等工艺中均存在大量应用，广泛应用于CMOS

器件、存储芯片、TSV

封装等半导体制造领域。19请务必参阅正文之后的重要声明主流的半导体工艺节点采用钨作为接触孔材料，以减少纯铝连接对前端器件的损伤。伴随着技术节点的推进，器件外阻逐渐超过内阻，成为影响器件速率的关键因素，同时器件密度的提高使得原本的单层接触孔结构向多层接触孔演变。在先进的节点，钨接触孔是目前最有竞争力的解决方案。CVD钨制程需要良好的附着和阻挡层，一般用附着性、稳定性以及阻挡性优异的氮化钛材料。在传统工艺中，关键尺寸比较大，填充难度不高，业界都是用物理气相沉积的方法来沉积氮化钛。如今主流的逻辑和存储芯片接触孔或者连线的关键尺寸很小，深宽比很高，传统的物理气相沉积氮化钛由于较低的阶梯覆盖率，不能够满足高端器件的需求。原子层沉积的氮化钛具有优秀的阶梯覆盖率，逐渐成为接触孔阻挡层和粘结层的主要选择。国际国内先进逻辑器件工艺节点向5纳米及更先进工艺方向发展，器件互联电阻逐渐增大成为影响器件速度的关键因素。在90纳米到28纳米的传统工艺节点中，降低接触孔电阻的关键是降低钨膜的电阻率。但是在14纳米及更先进工艺节点，金属阻挡层、金属形核层对接触孔阻值的影响越来越明显，如何减少或者消除阻挡层和形核层的电阻是降低接触孔电阻的关键。钴、钼、钌等金属的应用以及无阻挡层的工艺也在更先进工艺节点上开发和应用。先进逻辑器件还需要均匀性和稳定性更好的金属栅的填充技术，以提高器件的性能和稳定性。随着3D

NAND堆叠层数增加，阶梯接触孔的深宽比会达到40：1到60：1以上，这对氮化钛阻挡层的生长和极高深宽比的钨填充都提出了更高的要求，堆叠层数的提高还需要更具挑战性的WL线路填充，包括更高的深宽比和更长的横向填充。这些新工艺都要通过先进的金属CVD或ALD来实现。图

17：

LPCVD设备的中前端金属化工艺20请务必参阅正文之后的重要声明资料来源：中微公司2023年年报请务必参阅正文之后的重要声明211、刻蚀和薄膜沉积设备至关重要2、刻蚀：3D

NAND和先进逻辑制程将大幅提升刻蚀的重要性3、薄膜沉积：在先进逻辑和存储领域应用广泛4、中微公司：中国刻蚀和MOCVD设备龙头积极布局薄膜和检测市场5、拓荆科技：中国薄膜沉积设备龙头卡位键合设备市场6、北方华创：中国半导体设备领军企业在刻蚀和薄膜领域积累深厚7、投资建议：重点关注中微公司/拓荆科技/北方华创8、风险提示请务必参阅正文之后的重要声明22资料来源：中微公司2023年年报，光大证券研究所整理类型产品类别图示应用领域类型产品类别图示应用领域刻蚀设备电容性等离子体刻蚀设备集成电路制造中氧化硅、氮化硅及低介电系数膜层等电介质材料的刻蚀MOCVD设备MOCVD设备蓝绿光及紫外LED外延片和功率器件的生产电感性等离子体刻蚀设备、深硅刻蚀设备集成电路制造中单晶硅、多晶硅以及多种介质等材料的刻蚀薄膜沉积设备LPCVD设备先进逻辑器件、DRAM和3D

NAND中接触孔以及金属钨线的填充CMOS图像传感器、MEMS芯片、2.5D芯片、3D芯片等通孔及沟槽的刻蚀ALD设备存储器件关键应用填充其他设备VOC设备平板显示生产线等工业用的空气净化中微公司成立于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，为集成电路、LED外延片、功率器件、MEMS等半导体产品的制造企业提供刻蚀设备、MOCVD设备、薄膜沉积设备及其他设备。公司的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纳米及其他先进的集成电路加工制造生产线及先进封装生产线。公司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。表

4：中微公司主要产品请务必参阅正文之后的重要声明23资料来源：Gartner统计及预测，中微公司2023年年报芯片的加工通常需要十大类设备，其中刻蚀设备、薄膜沉积、光刻、检测设备是产线中总价值量最高的四类半导体设备。等离子体刻蚀设备是除光刻机以外最关键的微观加工设备，是制程步骤最多、工艺过程开发难度最高的设备。由于光刻机的波长限制和2维芯片到3维芯片的发展，等离子体刻蚀设备越来越成为关键制约设备，也成为十大类关键设备市场最大的一类。图

18：2022年-2027年半导体主要设备营收（单位：百万美元）24图

20：中微公司2023年刻蚀和MOCVD设备营收资料来源：中微公司2023年年报请务必参阅正文之后的重要声明图

19：中微公司2023年经营业绩亮眼公司2023年营业收入约62.64亿元，较2022年增加约15.24亿元，同比增长约32.15%。其中，2023年刻蚀设备销售约47.03亿元，同比增长约49.43%；MOCVD设备销售约4.62亿元，同比下降约33.95%。公司从2012年到2023年超过十年的平均年营业收入增长率超过35%。

2023年归属于母公司所有者的净利润约17.86亿元，较上年同期增加52.67%。公司2023年新增订单金额约83.6亿元，较2022年新增订单的63.2亿元增加约20.4亿元，同比增长约32.3%。其中刻蚀设备新增订单约69.5亿元，同比增长约60.1%；由于中微的MOCVD设备已经在蓝绿光LED生产线上占据绝对领先的市占率，受终端市场波动影响，2023年MOCVD设备订单同比下降约72.2%。资料来源：中微公司2023年年报图

21：中微公司的业务布局方向 图

22：中微公司注重研发投入图

23：中微公司专利数量多公司继续保持较高的研发投入，与国内外一流客户保持紧密合作，相关设备产品研发进展顺利、客户端验证情况良好。2023年公司研发投入为12.62亿元，同比增长35.89%，占收入比例为20.15%。公司在持续改善量产机台的运行时间和生产效率的同时，研发团队和客户紧密合作，进行更多的关键制程的工艺开发和验证，有望进一步提高产品的技术先进性和市场竞争力，不断拓宽机台的生产能力并赢得更多的制程量产机会。25请务必参阅正文之后的重要声明资料来源：中微公司2023年年报公司在南昌的约14万平方米的生产和研发基地已于2023年7月投入使用；公司在上海临港的约18万平方米的生产和研发基地部分生产厂房及成品仓库已经于2023年10月投入使用；上海临港滴水湖畔约10万平方米的研发中心暨总部大楼也将封顶。图

24：公司的子公司和办公室在全球的分布26请务必参阅正文之后的重要声明资料来源：中微公司2023年年报2023年公司CCP和ICP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；公司的TSV硅通孔刻蚀设备也越来越多地应用在先进封装和MEMS器件生产。公司布局的薄膜设备（主要是化学薄膜和外延设备）是除光刻机和刻蚀机外第三大设备市场。公司近两年新开发的LPCVD设备和ALD设备，目前已有四款设备产品进入市场，其中三款设备已获得客户认证，并开始得到重复性订单，公司计划在2024年推出超过10款新型薄膜沉积设备，在薄膜沉积领域快速扩大产品覆盖度；公司新开发的硅和锗硅外延EPI设备、晶圆边缘Bevel刻蚀设备等多个新产品，也计划在2024年投入市场验证。此外，中微公司通过投资布局了第四大设备市场——光学检测设备。图

25：中微开发的五类设备均达到国际先进水平27请务必参阅正文之后的重要声明请务必参阅正文之后的重要声明资料来源：中微公司2023年年报有15种三代机型公司CCP和ICP刻蚀机的单双反应台并举策略的优势凸显。其中CCP双反应台设备累计装机超过2000反应腔，ICP双反应台设备2020年至2023年累计装机台数年均复合增速超过100%。单反应台CCP和ICP刻蚀设备在先进工艺生产线装机增长迅

图

26：中微公司开发了CCP

和

ICP

的单台机和双台机，一共速，合计累计装机超过1000反应台。同时，公司大力投入先进芯片制造技术中关键刻蚀设备的研发和验证，目前针对逻辑和存储芯片制造中最关键刻蚀工艺的设备已经在客户的产线上展开验证。在逻辑芯片制造方面，公司开发的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纳米及更先进技术结点大量量产；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，公司针对5纳米及更先进技术节点的刻蚀设备进行了多项性能改进，并已经在生产线上实施，极大提升了设备的生产效率和生产质量。在存储芯片制造环节，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。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)的解决方案。配备超低频偏压射频的用于超高深宽比掩膜刻蚀的ICP刻蚀机目前在生产线上验证顺利，工艺能力可以满足国内最先进的存储芯片制造的需求。配备超低频高功率偏压射频的用于超高深宽比介质刻蚀的CCP刻蚀设备也进入到良率和可靠性验证阶段。此外，公司和国内外特殊器件制造客户合作，在先进封装、功率器件、电源管理、微机电系统等领域不断拓展应用，持续获得订单。公司通过与国际领先客户合作，积极参与新兴器件制造技术的研发，在虚拟现实技术和医疗诊断有广泛应用前景的超透镜（Metalens）和基于12英寸晶圆的微机电系统制造等方面都取得可喜的进展，公司设备已经在相应的生产线上进行最新技术的研发和试产。28请务必参阅正文之后的重要声明29资料来源：中微公司2023年年报公司CCP刻蚀设备中双反应台Primo

D-RIE、Primo

AD-RIE、Primo

AD-RIEe，单反应台Primo

HD-RIE等产品已广泛应用于国内外一线客户的生产线。双反应台Primo

SD-RIE，单反应台Primo

HD-RIE+，Primo

HD-RIEe，Primo

UD-RIE逐渐得到市场认可。截至2023年底，公司累计生产付运超过2800个CCP刻蚀反应台，同时在手订单充裕。图

27：CCP刻蚀设备累计2857个反应腔在客户生产线量产30资料来源：中微公司2023年年报请务必参阅正文之后的重要声明公司已有的刻蚀产品已经对28纳米以上的绝大部分CCP刻蚀应用和28纳米及以下的大部分CCP刻蚀应用形成较为全面的覆盖。针对28纳米及以下的逻辑器件生产中广泛采用的一体化大马士革刻蚀工艺，公司开发的可调节电极间距的CCP刻蚀机Primo

SD-RIE已进入国内领先的逻辑芯片制造客户开展现场验证，目前进展顺利。同时公司也与其他多家逻辑芯片制造客户达成现场评估意向。该设备采用双反应台平台设计，在满足严苛工艺指标的同时可以有效的降低生产成本。Primo

SD-RIE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的电极间距，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。在存储器件制造工艺中，公司的成熟产品可以覆盖存储器件制造中的绝大部分应用。同时，公司针对超高深宽比刻蚀自主开发的具有大功率400kHz偏压射频的Primo

UD-RIE已经在生产线验证出具有刻蚀≥60:1深宽比结构的能力，该设备适用于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，以满足超高深宽比刻蚀技术迭代的需求。图

28：SD-RIE:

实时可变电极间距扩大金属掩膜大马士革刻蚀工艺窗口 图

29：中微公司

CCP

刻蚀产品系列及发展路线资料来源：中微公司2023年年报请务必参阅正文之后的重要声明31图

30：Primo

nanova累计安装机台数量近三年复合年增长率超过80%资料来源：中微公司2023年年报2023年，公司的ICP刻蚀设备在涵盖逻辑、DRAM、3D

NAND、功率和电源管理、以及微电机系统等芯片和器件的50多个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>100%的年均复合增长。2023年，公司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，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大幅提升。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，已获得批量重复订单。Nanova

LUX也已付运至多个客户的产线上开始认证。Primo

Twin-Star则在海内外客户的逻辑芯片、功率器件、微型发光二极管Micro-LED、AR和VR智能眼镜用的超透镜（Metalens）等特色器件的产线上实现量产，并取得重复订单。请务必参阅正文之后的重要声明32资料来源：中微公司2023年年报2023年，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，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12英寸微机电系统芯片产线上获得认证的机会，这些新工艺的验证为公司Primo

TSV

300E刻蚀设备拓展了新的市场。在追求更高性能的同时，根据国内对成熟制程和新兴特殊器件的工艺需求，公司开发了Primo

Metal

Al刻蚀设备，并在实验室搭建了Alpha机台，开始和客户合作开发铝线刻蚀工艺。

此外，2023年，公司根据技术发展需求，有序推进更多先进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。图

31：

ICP

等离子体刻蚀产品研发历史和产品系列资料来源：中微公司2023年年报2023年，公司新开发出4款薄膜沉积产品。公司首台CVD钨设备付运到关键存储客户端验证评估，已通过客户现场验证，满足金属互联钨制程各项性能指标，并获得客户重复量产订单。公司在CVD

W设备基础上，进一步开发出新型号HAR（高深宽比）W钨设备及ALD

W钨设备，这两项设备均为高端存储器件的关键设备，目前已通过客户现场验证，满足存储器件中的高深宽比金属互联应用中各项性能指标。中微公司钨系列薄膜沉积产品可覆盖存储器件所有钨应用，并已全部通过客户现场验证。同时公司已完成多家逻辑和存储客户对CVD/HAR/ALD

W钨设备的验证，并取得了客户订单，为进一步积累市场优势打下基础。同期，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，实验室测试结果显示，设备的薄膜均一性和产能均表现出世界领先水平。在现有的金属CVD和ALD设备研发基础上，公司已规划多款CVD和ALD设备，增加薄膜设备的覆盖率，进一步拓展市场。公司的薄膜沉积设备采用独特的双腔设计，每个腔体可独立进行工艺调节，保证产品性能的同时，大大提高了产能，降低了材料成本。此外，中微独立自主的IP设计，确保了更优化的产品性能，也保障了产品未来的可持续发展。图

32：公司目前已有四款LPCVD-ALD导体薄膜沉积设备进入市场 图

33：公司双反应台设计保障了高产出和低消耗33请务必参阅正文之后的重要声明图

34：显示面板行业收入预测34请务必参阅正文之后的重要声明资料来源：Micro

LED

Report

2023，YoleMOCVD设备广泛应用于包括光学器件、功率器件等多种薄膜材料的制备，是目前化合物半导体材料制备的关键技术之一。MOCVD设备既能实现高难及复杂的化合物半导体材料生长，又能满足产业化对高效产出、低制备成本的需求。

在LED及功率器件生产过程中，外延片的制备是至关重要的步骤，其主要通过MOCVD单种设备实现。MOCVD设备采购金额一般占LED生产线设备总投入的一半以上，是器件制造环节中最重要的设备。

除用于制造通用照明和背光显示的蓝光LED，MOCVD设备还可制造应用于高端显示的Mini-LED和Micro-LED、用于杀菌消毒和空气净化的紫外LED、应用于电力电子的功率器件，MOCVD设备市场有望随着新兴领域的开拓进一步扩大。制造照明用蓝光LED外延片的MOCVD技术已达较成熟的阶段。MOCVD设备企业目前主要在提高大规模外延生产所需的性能、降低生产成本、具备大尺寸衬底外延能力等方面进行技术开发，以满足下游应用市场需求。应用于Mini-LED新型显示应用的MOCVD设备发展较为迅速。应用于Micro-LED高端显示的MOCVD设备还处于研发阶段。产业链对Micro-LED外延片在产出波长均匀性、颗粒度等方面有极为苛刻的技术要求，以此降低Micro-LED应用的制造成本，加速高端显示市场的推广。MOCVD设备企业后续主要将在提升产出波长均匀性，减少外延片颗粒度，提高芯片良率，提升设备的自动化性能以及大尺寸外延片加工能力等方面进行技术突破，从而推进产品的不断进步。图

36：SiC行业收入预测资料来源：SiC

Report

2023统计及预测，Yole图

35：GaN行业收入预测资料来源：GaN

Report

2023统计及预测，Yole35请务必参阅正文之后的重要声明应用于氮化镓功率器件生产的MOCVD设备以及应用于碳化硅功率器件的外延设备处于快速发展阶段。行业现有生产设备主要适用于6英寸碳化硅衬底；随着8英寸衬底成本的持续下降，未来将逐渐过渡至8英寸的外延生产。资料来源：中微公司2023年年报资料来源：中微公司2023年年报36请务必参阅正文之后的重要声明2023年，公司用于蓝光照明的PRISMO

A7、用于深紫外LED的PRISMO

HiT3、用于Mini-LED显示的PRISMO

UniMax等产品持续服务客户。截止2023年，公司持续保持国际氮化镓基MOCVD设备市场领先地位。其中PRISMO

UniMax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，在Mini-LED显示外延片生产设备领域处于国际领先。公司于2022年推出了用于氮化镓功率器件生产的MOCVD设备PRISMO

PD5，已付运至国内外领先客户，并取得了重复订单。公司针对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年内付运样机至国内领先客户开展生产验证。此外，随着电动汽车、光伏储能、轨道交通等应用的快速发展，市场对碳化硅功率器件的需求大幅增长，公司也启动了应用于碳化硅功率器件外延生产设备的开发，2023年，公司取得较大的技术进展，实现了优良的工艺结果，正与多家领先客户开展商务洽谈，预计2024年第一季度将开展客户端生产验证。图

37：

PRISMO

UniMax

MOCVD设备 图

38：

Prismo

PD5MOCVD设备1、刻蚀和薄膜沉积设备至关重要2、刻蚀：3D

NAND和先进逻辑制程将大幅提升刻蚀的重要性3、薄膜沉积：在先进逻辑和存储领域应用广泛4、中微公司：中国刻蚀和MOCVD设备龙头积极布局薄膜和检测市场5、拓荆科技：中国薄膜沉积设备龙头卡位键合设备市场6、北方华创：中国半导体设备领军企业在刻蚀和薄膜领域积累深厚7、投资建议：重点关注中微公司/拓荆科技/北方华创8、风险提示37请务必参阅正文之后的重要声明请务必参阅正文之后的重要声明38资料来源：拓荆科技官网公司目前已形成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。2023年上半年，公司设备在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）。公司薄膜系列产品在晶圆制造产线的量产应用规模持续扩大，截至2023年半年报，公司薄膜沉积设备在客户端产线生产产品的累计流片量已突破1.2亿片。图

39：公司的产品情况请务必参阅正文之后的重要声明39资料来源：拓荆科技招股说明书产品类型主要客户PECVD

设备中芯国际、华虹集团、长江存储、重庆万国半导体科技有限公司ALD

设备ICRDSACVD

设备北京燕东微电子科技有限公司公司客户资源丰富。根据公司招股说明书，公司2021年Q1-Q3前五大客户分别为中芯国际、屹唐科技、长江存储、华虹集团和睿力集成电路，营收占比分别为29%、28%、17%、10%和9%。根据公司招股说明书，公司PECVD设备主要客户包括中芯国际、华虹集团、长江存储、万国半导体；公司ALD

设备主要客户为ICRD；公司SACVD

设备主要客户为燕东微电子。表

5：各类产品的主要客户请务必参阅正文之后的重要声明40资料来源：拓荆科技2023年半年报产品系列产品类型主要产品型号主要薄膜工艺产品应用情况PECVDPECVDPF-300TSiO2、SiN、TEOS、SiON、SiOC、FSG、BPSG、PSG等通用介质薄膜材料，以及LoKⅠ、LoKⅡ、ACHM、ADCⅠ、HTN、a-Si等先进介质薄膜材料在集成电路逻辑芯片、存储芯片制造及先进封装等领域已实现产业化应用，可以沉积SiO2、SiN、TEOS、SiON、SiOC、FSG、BPSG、PSG等通用介质薄膜材料，以及LoKⅠ、LoKⅡ、ACHM、ADCⅠ、HTN、a-Si等先进介质薄膜材料，可实现8英寸与12英寸PECVD设备兼容，具有高产能，低生产成本优势。PF-300T

eXNF-300H在集成电路存储芯片制造领域已实现产业化应用，适用于沉积时间需求较长的薄膜工艺，如Thick

TEOS介质材料薄膜。UV

CurePF-300TUpsilonHTN、LoKⅡ等薄膜工艺在集成电路芯片制造领域已实现产业化应用。该设备可以与PECVD成套使用，为PECVD

HTN、Lok

II等薄膜沉积进行紫外线固化处理。PECVD设备是芯片制造的核心设备之一，也是公司的核心产品，其主要功能是将硅片控制到预定温度后，使用射频电磁波作为能量源在硅片上方形成低温等离子体，通入适当的化学气体，在等离子体的激活下，经一系列化学反应在硅片表面形成固态薄膜。相比传统的CVD设备，PECVD设备在相对较低的反应温度下形成高致密度、高性能薄膜，不破坏已有薄膜和已形成的底层电路，实现更快的薄膜沉积速度，是芯片制造薄膜沉积工艺中运用最广泛的设备种类。公司自成立起研制PECVD设备，在该领域有十余年的研发和产业化经验，形成了覆盖全系列PECVD薄膜材料的设备。2023年上半年，公司PECVD设备作为主打产品，持续保持竞争优势，为客户提供高性能的介质薄膜材料，同时，提供不同类型的高产能平台（包括PF-300T、PF-300T

eX、NF-300H等平台），以匹配不同客户不同工艺的性能要求及产能需求。公司在客户产线验证通过的薄膜种类及性能指标类型持续增加，工艺覆盖面不断提升，持续获得批量订单和批量验收，现已广泛应用于国内集成电路制造产线。23年上半年，

PECVD（PF-300T、PF-300T

eX）产品方面，公司不断扩大通用介质薄膜材料工艺及先进介质薄膜材料工艺的应用覆盖面，持续获得客户订单，通过客户产业化验证，扩大量产规模。截至23年中报，PECVD通用介质薄膜材料（包括SiO2、SiN、TEOS、SiON、SiOC、FSG、BPSG、PSG等）和先进介质薄膜材料（包括ACHM、LoKⅠ、LoKⅡ、ADCⅠ、HTN、a-Si等）均已实现产业化应用。公司推出的PECVD（NF-300H）型号设备已实现产业化应用，可以沉积Thick

TEOS等介质材料薄膜。公司UV

Cure设备与PECVD设备成套使用，为PECVD

HTN、LokⅡ等薄膜沉积进行紫外线固化处理。23年上半年，公司UV

Cure（HTN、LokⅡ工艺）持续获得客户订单，UV

Cure（LokⅡ工艺）设备实现首台产业化应用，截至23年半年报，UV

Cure（HTN、LokⅡ工艺）均已实现产业化应用。表

6：

PECVD系列产品研