半导体设备国产化专题十：12英寸工艺设备国产化.pdf

半导体 | 证券研究报告 行业点评 2021 年 7 月 22 日 Table_IndustryRank 强于大市 半导体设备国产化专题九：清洗设备 20200514 半导体设备国产化专题八：工艺控制与量测 设备 20191204 半导体设备国产化专题七：硅片生长及加工 设备 20191124 半导体设备国产化专题六：光刻工艺环节的 光刻机、 Track 和去胶设备 20191110 半导体设备国产化专题五：集成电路封装设 备 20191010 半导体设 备国产化专题四：集成电路测试设 备 20190624 半导体设备国产化专题三： 3D Nand 工艺 设备国产化统计 20190610 半导体设备国产化专题二： 28-14nm 制程 设备国产化统计 20190519 半导体设备国产化专题一：特色工艺产线 的设备国产化统计 20190510 中银国际证券股份有限公司 具备证券投资咨询业务资格 Table_Industry 机械 : 半导体设备 Table_Anal yser 证券分析师： 杨绍辉 (8621)20328569 证券投资咨询业务证书编号： S1300514080001 证券分析师： 陶波 (8621)20328512 证券投资咨询业务证书编号： S1300520060002 Table _Title 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 中微半导体、盛美半导体、北方华创、华海清 科等是 12 寸线设备国产化的关键推动者 据国际招标网 中标数量 统计，目前国内主要的 4 条 12 寸晶圆产线的整体国产 化率不 足 15%。分设备类型来看，去胶设备的国产化水平最高， 接近 70%， CMP、刻蚀、清洗、热处理等工艺设备类别的国产化率均超 20%， PVD 设备 整体国产化率近 15%， CVD、离子注入、量测、光刻、涂胶显影、镀铜等设 备的国产化率均不足 5%。 报告 要点 12 英寸 产 线的 工艺 设备 国产化平均水平 接近 13%。 据中国国际招标网数据 统计，长江存储、华虹无锡、合肥晶合、上海华力二期 四 个项目共累计采 购 数千 台工艺设备，整体国产化率 接近 13%。 清洗设备： 盛美半导体 在 12 英寸国产清洗设备占据绝对领导地位 。 据中 国国际招标网数据， 4个项目共计 采购 接近四百 台清洗设备，按中标数量对 应供应商排序依次是 DNS、盛美半导体、 TEL、 Lam、 JET、北方华创、芯源 微。 盛美半导体的市场份额仅次于 DNS，是 12英寸清洗设备国产化的主导 者，占据 90%以上的国产清洗设备，国产厂商还包括北方华创、芯源微。 镀铜： 盛美 半导体是国内镀铜设备的唯一国产供应商 。 据中国国际招标网 数据， 4个项目共计采购 近三十台 镀铜设备， 按中标数量对供应商排序依次 是 Lam和盛美 半导体 。 CMP：华海清科目前是 国内 12 英寸 CMP设备的唯一供应商。 据中国国际招 标网数据， 4 个 项目共计采购的 一百七十 多台 CMP 设备，按中标数量对供 应商排序依次是 AMAT、华海清科、荏原 ， 华海清科 是仅次于 AMAT的第二 大 CMP供应商。 PVD：北方华创是 国内 PVD 设备的唯一供应商。 据中国国际招标网数据统计， 4个项目共累计采购的 一百 多台 PVD设备，按中标数量对供应商排序依次是 AMAT、北方华创、 SPTS 等 ，北方华创在部分 12 英寸产线的 PVD 设备中占 比超过 20%，是仅次于 AMAT的第二大 PVD供应商。 刻蚀： 中微公司、 北方华创、屹唐股份三家合计实现刻蚀设备国产化率 超 20%。 据中国国际招标网数据， 4 个项目共计采购的 六百 多 台刻蚀设备， 按 中标数量对供应商排序依次是 Lam、 TEL、中微公司、 AMAT、北方华创、屹 唐半导体等。中微公司、北方华创、屹唐半导体市占率合计占比 超 20%。 其中中微公司在部分 12英寸产线上的 CCP刻蚀的订单份额达到 35%左右。 热处理： 北方华创、 屹唐半导体共实现热处理 设备 国产化率 近 23%。据中 国国际招标网数据， 4个项目共计采购的 五百 多 台热处理设备， 按中标数量 对供应商排序依次是 TEL、北方华创、 AMAT、日立国际电气、屹唐半导体 等，国产化率 近 23%，北方华创贡献 80-90%的国产热处理设备。 CVD： 沈阳拓荆 专注于 PECVD、 ALD、 SACVD等，而盛美半导体等实现 LPCVD 国产化 。 据中国国际招标网数据， 4个项目共计采购的 九百 多 台 CVD设备， 按中标数量对供应商排序依次是 AMAT、 TEL、 Lam、 Kokusai、沈阳拓荆、 ASM、 盛美股份等 ，国产化率 不足 5%，但拓荆科技 2018-2020 年营业收入依次是 0.71、 2.51、 4.36亿元， CVD业务发展十分迅速。 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 2 去胶机： 屹唐半导体在国内 去胶设备 市场份额排名第一 。 据中国国际招标 网数据， 4个项目共计采购 接近一百四十 台去胶设备 ， 按中标数量对供应商 排序依次是 屹唐半导体 、 日立国际电 气 、 PSK、 Lam、 AMAT、 DNS等 。 光刻机： 国产化 刚刚起步，上海微电子装备已实现光刻机零的突破 。 据中 国国际招标网数据， 4个项目共计采购 近 九十 台光刻机 ， 按中标数量对供应 商排序依次是 ASML、 CANON、 Nikon、 上海微电子等 。 Track：涂胶显影机 的国产化 也刚刚起步，沈阳芯源是目前唯一一家实现 12 英寸涂胶显影设备订单突破的国产厂商 。 据中国国际招标网数据， 4个项目 共计采购 超一百 台涂胶显影机 ， 按中标数量对供应商排序依次是 TEL、 芯 源微 、 SCREEN等 。 离子注入机 ：万业企业、中科信承担离子注入机的国产化 。 目前国内产线 的离子注入机均主要依赖于应用材料、亚舍立两家公司，但国产厂商中， 根据公司公告，万业企业已中标数台离子注入机订单，中科信已实现在部 分产线上国产离子注入机零的突破。 量测设备：国产化率不超过 5%，上海精测半导体、中科飞测等引领量测设 备国产化。 参考各 12英寸产线统计数据，目前仅有上海精测半导体、中科 飞测实现量测设备的持续的重复订单，但国产化率仍然较低，本土产线量 测设备仍主要依赖于 KLA、 Onto、 Nano、 Nova、 AMAT、 ASML等海外品牌。 重点推荐 个股方面，我们持续强烈推荐：中微公司、北方 华创、精测电子、万业企 业、长川科技、 华峰测控 、 芯源微 。 关注盛美半导体 、清溢光电、华特气体、 晶盛机电。 评级面临的 主要 风险 客户 项目 进度低于预期；新产品工艺验证进度低于预期等。 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 3 国内主要 12 英寸产线的工艺设备国产化率 接近 13% 据国际招标网数据，国内主要 12 英寸产线的的整体国产化率 接近 13%，具体分产线情况如下： (1) 2017 年至今，长江存储的工艺设备国产化率 接近 16% (2) 2018 年至今，华虹无锡的工艺设备国产化率 接近 15% (3) 2016 年至今，合肥晶合的工艺设备国产化率 接近 3% (4) 2016 年至今，上海华力二期的 工艺设备国产化率 接近 11% 图表 1. 国内主要 12 英寸产线的国产化率对比 资料 来源： 国际招标网 , 中银证券 据国际招标网数据，按设备分类统计 ： (1) 去胶设备的整体国产化率较高近 70%； (2) CMP、刻蚀、清洗、热处理等工艺设备类别的国产化率均超 20%； (3) PVD 设备整体国产化率近 15%； (4) CVD、离子注入、量测、光刻、涂胶显影、镀铜等设备的国产化率均不足 5%。 图表 2. 国内主要 12 英寸产线的国产化率对比 - 分设备 资料来源： 国际招标网 , 中银证券 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 4 12 英寸 产线 国产设备 平台化： 北方华创、盛美半导 体 、中微半导体 等 据国际招标网、 公司公告等数据统计， 产品线最齐全的是北方华创，其次是盛美半导体： (1) 北方华创：产品包括 PVD、 LPCVD、清洗设备、刻蚀设备、热处理设备； (2) 盛美：清洗设备、 LPCVD、镀铜设备、无应力抛光设备、 合金退火等热处理设备； (3) 中微 ：刻蚀设备、 LPCVD 研发、量测设备； (4) 屹唐 ：刻蚀、去胶、退火； (5) 芯源微： 清洗设备、涂胶显影机。 图表 2. 国内主要 12 英寸产线国产设备供应商布局 PVD CVD CMP 清洗 镀铜 刻蚀 热处理 去胶 涂胶 显影 光刻 离子 注入 量测 合计 北方华创 盛美 中微 屹唐 芯源 拓荆 华海清科 烁科 上海微 万业企业 中科信 精测电子 中科飞测 资 料来源： 国际招标网 , 各公司公告，中银证券 清洗：国内主要 12 英寸产线的清洗设备国产化主要推动者 - 盛美股份 据国际招标网数据，按主要 12 英寸产线的清洗设备中标统计，盛美股份占据第二市场份额。 (1) DNS、 盛美股份 、 TEL、 Lam 形成寡头垄断； (2) 参与竞争的国产品牌还有北方华创、芯源微 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 5 图表 3. 国内主要 12 英寸产线的清洗设备竞争格局 资料来源： 国际招标网 , 中银证券 据国际招标网数据，国内主要 12 英寸产线的清洗设备整体国产化率 超 20%，具体各产线情况如下： (1) 2017 年至今，长江存储的清洗设备国产化 率 接近 23% (2) 2018 年至今，华虹无锡的清洗设备国产化率 接近 28% (3) 2016 年至今，合肥晶合的清洗设备国产化率 接近 3% (4) 2016 年至今，上海华力二期的清洗设备国产化率 接近 25% 图表 4. 国内主要 12 英寸产线的国产化率对比 - 清洗设备 资料来源： 国际招标网 , 中银证券 盛美股份： 国内半导体清洗设备龙头企业 盛美股份深耕半导体清洗设备十余年。 盛美股份为国内半导体清洗设备行业龙头企业，成立于 2005 年，主要产品包括半导体单片清洗设备、半导体电镀设备和先进封装湿法设备等， 服务客户包括长 江存储、华虹集团、 SK海力士、中芯国际、合肥长鑫、长电科技、通富微电等多家知名半导体企业。 2018-2020 年公司营业收入约 5.4 亿元、 7.4 亿元和 9.8 亿元， 2019 年和 2020 年的 同比增长 分别 为 37.0% 和 32.4%。 2018-2020 年归母净利润 分别 约 0.9 亿元、 1.3 亿元、 2.0 亿元， 2019 年和 2020年的 同比增长 分别 为 45.8%和 45.9%，收入和利润保持平稳增长。 2018-2020 年主营毛利率 分别 为 43.80%、 44.67%和 42.65%。 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 6 盛美股份通过不断推出差异化的新产品、新技术来提升核心竞争力。 公司成功 研发出全球首创的 SAPS、 TEBO 兆声波清洗技术和 Tahoe 单片槽式组合清洗技术，可应用于 45nm 及以下技术节点的晶 圆清洗领域，有效解决刻蚀后有机沾污和颗粒的清洗难题，大幅减少浓硫酸等化学试剂的使用量。 公司的兆声波单片清洗设备、单片槽式组合清洗设备及铜互连电镀工艺设备领域的技术水平达到国 际领先或国际先进水平。 先进工艺对晶圆表面洁净要求的提高推动清洗设备的需求增长。 清洗是贯穿半导体产业链的重要工 序，用于去除半导体硅片制造、晶圆制造和封测各步骤中可能存在的杂质，避免其对芯片良率和产 品性能的影响。往 往光刻、刻蚀、沉积等重复性工序前后都需要一步清洗工序。清洗步骤数量约占 所有芯片制造工序步骤的 30%以上，是所有芯片制造工艺步骤中占比最大的工序。据 Gartner 统计， 2018-2020 年全球清洗设备市场规模为 34.17 亿美元、 30.49 亿美元和 25.39 亿美元，预计随着芯片紧缺 和行业景气持续高企的推动， 2024 年全球半导体清洗设备行业将达到 31.93 亿美元。 图表 5. 盛美股份主营业务结构 图表 6. 盛美股份的收入及盈利状况 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0 半 导 体 清 洗 设 备 半 导 体 电 镀 设 备 先 进 封 装 湿 法 设 备 立 式 炉 管 设 备 资料来源： 盛美股份招股说明书 、中银证券 资料来源 ： 盛美股份招股说明书 、中银证券 CMP：国内 12 英寸产线的 CMP 设备国产化主要推动者 - 华海清科 据国际招标网数据，按主要 12 英寸产线的 CMP 设备中标统计，华海清科占据第二市场份额。 AMAT、 华海清科 、荏原形成寡头垄断 。 图表 7. 国内主要 12 英寸产线的 CMP 设备竞争格局 A M A T 华 海 清 科 荏 原 其 他 海 外 产 品 资料来源： 国际招标网 , 中银证券 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 7 据国际招标网数据，国内主要 12 英寸产线的 CMP 设备整体国产化率 接近 25%，具体各产线情况如下： (1) 2017 年至今，长江存储的 CMP 设备国产化率 接近 28% (2) 2018 年至今，华虹无锡的 CMP 设备 国产化率 接近 54% (3) 2016 年至今，合肥晶合的 CMP 设备国产化率 接近 0% (4) 2016 年至今，上海华力二期的 CMP 设备国产化率 接近 12% 图表 8. 国内主要 12 英寸产线的国产化率对比 - CMP 设备 0 % 5 % 1 0 % 1 5 % 2 0 % 2 5 % 3 0 % 3 5 % 4 0 % 4 5 % 整 体 水 平 长 江 存 储 华 虹 无 锡 合 肥 晶 合 上 海 华 力 二 期 国 内 主 要 1 2 英 寸 产 线 国 产 化 率 - C M P 设 备 资料来源： 国际招标网 , 中银证券 华海清科： 国内 唯一 具有核心自主知识产权 的 12 英寸 CMP 设备商 华海清科的主要产品为化学机械抛光（ CMP）设备，可覆盖 12 英寸和 8 英寸的产线，总体技术性能 已达到国际先进水平。公司的 CMP 设备包括非金属介质 CMP、金属薄膜 CMP、硅 CMP ，服务客户涵 盖中芯国际、 长江存储、华虹集团、英特尔、长鑫存储、厦门联芯、广州粤芯、上海积塔等国内先 进集成电路大产线。公司的具有完全自主知识产权的 CMP 设备在逻辑芯片制造、 3D NAND 制造、 DRAM 制造等领域的工艺技术水平已分别突破至 14nm、 128 层、 1X/1Ynm ，均为当前国内大生产线的最高水 平和全球集成电路产业的先进水平。 2018-2020 年主营收入依次是 0.36、 2.11、 3.86 亿元，净利润依次 是 -1.54、 0.11、 0.98 亿元，毛利率依次是 25.27%、 31.27%、 38.17%。 CMP 在 WFE 占比 3%对应全球市场规模约 24 亿美元，先进制程技术进步及 3D Nand 层数增加推动 CMP 工艺步骤增加。当制造工艺不断向先进制程节点发展对 CMP 技术的要求相应提高、步骤也会不断增 加，例如制程节点发展至 7nm 以下时，芯片制造过程中 CMP 的应用在最初的氧化硅 CMP 和钨 CMP 基 础上新增了包含氮化硅 CMP、鳍式多晶硅 CMP、钨金属栅极 CMP 等先进 CMP 技术，所需的抛光步骤 也增加至 30 余步，集成电路制造商对 CMP 设备的采购和升级需求也随着增长。 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 8 图表 9. 华海清科主营业务结构 图表 10. 华海清科的收入及盈利状况 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0 C M P 设 备 配 套 材 料 及 技 术 服 务 资料来源： 华海清科招股说明书 、中银证券 资料来源： 华海清科招股说明书 、中银证券 PVD：国内 12 英寸产线的 PVD 设备国产化主要推动者 - 北方华创 据国际招标网数据，按主要 12 英寸产线的 PVD 设备中标统计，北方华创占据第二市场份额。 AMAT、 北方华创 形成寡头垄断 。 图表 11. 国内主要 12 英寸产线的 PVD 设备竞争格局 A M A T 北 方 华 创 S P T S 资料来源： 国际招标网 , 中银证券 据国际招标网数据，国内主要 12 英寸产线的 PVD 设备整体国产化率 接近 15%，具体各产线情况如下： (1) 2017 年至今，长江存储的 PVD 设备国产化率 接近 27% (2) 2018 年至今，华虹无锡的 PVD 设备国产化率 接近 17% (3) 2016 年至今，合肥晶合的 PVD 设备国产化率 接近 0% (4) 2016 年至今，上海华力二期的 PVD 设备国产化率 接近 14% 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 9 图表 12. 国内主要 12 英寸产线的国产化率对比 - PVD 设备 0 % 5 % 1 0 % 1 5 % 2 0 % 2 5 % 3 0 % 整 体 水 平 长 江 存 储 华 虹 无 锡 合 肥 晶 合 上 海 华 力 二 期 国 内 主 要 1 2 英 寸 产 线 国 产 化 率 - P V D 设 备 资料来源： 国际招标网 , 中银证券 北方华创： PVD 设备已推进至 28nm 制程，可覆盖 90%以上的 PVD 工艺 北方华创是国内最大的半导体设备平台化公司。公司的主营业务覆盖半导体设备、真空设 备、新能 源锂电设备及精密元器件等产品线，其中半导体设备覆盖集成电路、照明、电源管理、光伏、显示 等 5 大领域。主要客户包括中芯国际、长江存储、华虹集团、隆基股份、三安光电等。公司的集成 电路工艺设备包括 5 大类：硅基刻蚀、 PVD、 ALD、热处理、清洗设备。 2018-2020 年主营收入 分别 为 33.25 亿元、 40.58 亿元、 60.56 亿元， 2019 年和 2020 年的 同比增长 分别 为 22.0%和 49.2%。 2018-2020 年 归母净利润 分别 为 2.34 亿元、 3.09 亿元、 5.37 亿元， 2019 年和 2020 年的 同比增长 分别 为 32.1%和 73.8%， 收入和盈利均实现快速增长。 2018-2020 年主营毛利率为 38.38%、 40.53%、 36.69%。 北方华创是目前国内唯一覆盖 PVD 设备的半导体设备厂商。公司的 PVD 设备可覆盖钝化层、铜互连、 Hardmask 等占 90%以上的 PVD工艺，可面向集成电路 IC、先进封装、微机电系统 MEMS、 LED、功率 器件等领域。据北方华创官网消息，公司的 PVD 设备被国内先进集成电路制造企业指定为 28nm 制程 baseline 机台，并成功进入国际供应链体系，所研发的 PVD 设备达到 14nm 级别。 国内 PVD 市场 规模可达 28-31亿元。据 SEMI 最新预计， 2021 年国内半导体设备市场规模 166 亿美元， 其中本土晶圆厂提供的市场规模估计占 55%-60%推算，本土半导体设备市场需求预计为 91-100 亿美 元，其中 PVD 占比按 4.5%计算，那么预计北方华创所能涉足的 PVD 设备市场规模约为 4.1-4.5 亿美元， 折合 RMB 为 28-31 亿元。 图表 13. 北方华创集成电路设备业务结构 图表 14. 北方华创的收入及盈利状况 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 面 板 L E D 光 伏 集 成 电 路 其 他 资料来源： 北方华创招股说明书 、中银证券 资料来源： 北方华创招股说明书 、中银证券 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 10 刻蚀 ：国内 12 英寸产线的刻蚀设备国产化主要推动者 - 中微公司 、北方华创 据国际招标网数据，按主要 12 英寸产线的刻蚀设备中标统计，中微公司占据第三市场份额。 (1) Lam、 TEL、 中微公司 、 AMAT 形成寡头垄断； (2) 参与竞争的国产品牌还有北方华创、屹唐半导体 。 图表 15. 国内主要 12 英寸产线的刻蚀设备竞争格局 L a m T E L 中 微 公 司 A M A T 北 方 华 创 屹 唐 其 他 海 外 产 品 资料来源： 国际招标网 , 中银证券 据国际招标网数据，国内主要 12 英寸产线的刻蚀设备整体国产化率 接近 22%，具体各产线情况如下： (1) 2017 年至今，长江存储的刻蚀设备国产化率 接近 23% (2) 2018 年至今，华虹 无锡的刻蚀设备国产化率 接近 23% (3) 2016 年至今，合肥晶合的刻蚀设备国产化率 接近 12% (4) 2016 年至今，上海华力二期的刻蚀设备国产化率 接近 21% 图表 16. 国内主要 12 英寸产线的国产化率对比 - 刻蚀设备 0 % 5 % 1 0 % 1 5 % 2 0 % 2 5 % 整 体 水 平 长 江 存 储 华 虹 无 锡 合 肥 晶 合 上 海 华 力 二 期 国 内 主 要 1 2 英 寸 产 线 国 产 化 率 - 刻 蚀 设 备 资料来源： 国际招标网 , 中银证券 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 11 中微公司：国内等离子体刻蚀设备龙头，拥有国际一线代工客户 中微公司定位微观加工高端半导体设备。公司主要开发加工微观器件的大型真空工艺设备，包括等 离子体刻蚀设备和化学薄膜设备。其中，等离子体刻蚀设备分为电容性等离子体刻蚀设备（ CCP）、 电感性等离子体刻蚀设备（ ICP）和电感性深硅刻蚀设备。公司一直是台积电刻蚀设备的供应商之一， 此外刻蚀设备的服务客户涵盖：长江存储、华力微电子、中芯国际等。 2018-2020 年主营收入 分别 为 16.39 亿元、 19.47 亿元、 22.73 亿元， 2019 年和 2020 年的 同比增长 分别为 18.8%和 16.7%。 2018-2020 年 归母净利润为 0.91 亿元、 1.89 亿元和 4.92 亿元， 2019 年和 2020 年的 同比增长 分别为 107.7%和 160.3%， 盈利能力增长较快。 2018-2020 年毛利率分别为 35.50%、 34.93%和 37.67%。 中微公 司的 CCP 刻蚀设备发展成熟， ICP 刻蚀设备销售已进入放量阶段。公司的 CCP 刻蚀设备已可 覆盖 70%左右的 CCP 刻蚀工艺，应用范围可覆盖前道制程的 65nm-5nm 的微观器件。公司今年正式发 布了新一代 ICP 刻蚀设备 Primo Twin-Star，用于 IC器件前道和后道制程导电 /电介质膜的刻蚀应用。截 止 2021 年 6 月，公司的单反应台 ICP 刻蚀 Primo nanova 交付累计达 100 台，根据公司 2020 年度业绩说 明会透露，可推导 2016-2021H1 的 ICP 刻蚀系列逐年新增腔数为 2、 6、 13、 6、 28 及不低于 45 台， 2021 年上半年的新增腔数比 2020 年全年至少增长 61%， ICP 刻蚀产品的年度交付量大幅增长。 半导体器件结构立体化、先进制程等增加刻蚀设备需求。据中微公司 2020 年业绩说明会材料，逻辑 器件的微观尺寸从 28nm 向 5nm 进步时，所需刻蚀步骤数显著增长近 3 倍；存储器件为突破物理极限 增大容量而向 3D 结构堆叠时，刻蚀设备的投资占比也从 2D NAND 的 20%提升至 3D NAND 的 50%。刻 蚀技术的难度提高和工序增加将显著提升晶圆制造对刻蚀设备的需求。 图表 17. 中微公司专用设备的业务结构 图表 18. 中微公司的 收入及盈利状况 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0 刻 蚀 设 备 M O C V D 设 备 其 他 设 备 ( V O C 设 备 ) 资料来源： 中微公司招股说明书 、中银证券 资料来源： 中微公司招股说明书 、中银证券 热处理：国内 部分 12 英寸产线的热处理设备国产化主要推动者 - 屹唐半导体 & 北 方华创 据国际招标网数据，按主要 12 英寸产线的热处理设备中标统计，北方华创占据第二市场份额。 (1) TEL、 北方华创 、 AMAT、日立国际电气形成寡头垄断； (2) 参与竞争的国产品牌还有屹唐半导体 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 12 图表 19. 国内主要 12 英寸产线的热处理设备竞争格局 T E L 北 方 华 创 A M A T 日 立 国 际 电 气 屹 唐 其 他 海 外 产 品 资料来源： 国际招标网 , 中银证券 据国际招标网数据，国内主要 12 英寸产 线的热处理设备整体国产化率 接近 23%，具体各产线情况如 下： (1) 2017 年至今，长江存储的热处理设备国产化率 接近 34% (2) 2018 年至今，华虹无锡的热处理设备国产化率 接近 12% (3) 2016 年至今，合肥晶合的热处理设备国产化率 接近 4% (4) 2016 年至今，上海华力二期的热处理设备国产化率 接近 11% 图表 20. 国内主要 12 英寸产线的国产化率对比 - 热处理设备 0 % 5 % 1 0 % 1 5 % 2 0 % 2 5 % 3 0 % 3 5 % 4 0 % 整 体 水 平 长 江 存 储 华 虹 无 锡 合 肥 晶 合 上 海 华 力 二 期 国 内 主 要 1 2 英 寸 产 线 国 产 化 率 - 热 处 理 设 备 资料来源： 国际招标网 , 中银证券 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 13 北方华创：立式炉、卧式炉国内领先，成为主流厂商扩散氧化炉设备的优选 北方华创的热处理设备主要为氧化扩散设备。公司的氧化 扩散设备包括立式氧化炉、立式退火炉等， 可用于 28nm 及以上的集成电路、先进封装、功率器件；卧式扩散 /氧化系统等，可用于集成电路 IC、 功率器件 POWER、微机电系统 MEMS，还可以用于干氧氧化、湿氧氧化、氢氧合成氧化、扩散、退 火 /推进和合金等多种工艺，具有功能齐全的优势。 屹唐半导体：快速热处理设备全球第二 屹唐半导体的热处理产品进入国内外领先芯片制造商。公司的主营产品主要包括干法去胶设备、快 速热处理设备、干法刻蚀设备在内的集成电路制造设备及配套工艺解决方案。 公司热处理设备的服 务客户汉涵盖三星电子、台积电、海力士、中芯国际、长江存储。 2018-2020 年营业收入依次约 15.2 亿元、 15.7 亿元、 23.1 亿元， 2019 年和 2020 年的 同比增长 率 分别为 3.3%和 47.1%； 2019-2020 年的 净利 润分别为 0.2 亿元、 -0.9 亿元和 0.2 亿元 ； 2019-2020 年的 毛利率分别为 40.09%、 33.75%和 32.79%。 屹唐半导体的快速热处理设备在全球市场占有率排第二。公司快速热处理设备在晶圆表面器件快速 热退火图形效应、晶圆表面器件热应力控制能力、晶圆表面瞬 时测温能力、 控温能力、单位时间生 产效率、产能、综合持有成本等主要技术指标、关键性能参数方面表现出色。拥有针对现行及未来 一代逻辑、 DRAM 和闪存器件量产而设计的 Helios 系列快速热处理设备和能有效避免晶圆破片的 Millios 闪光毫秒级退火设备两款产品。 图表 21. 屹唐半导体专用设备的业务结构 图表 22. 屹唐半导体的收入及盈利状况 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0 干 法 去 胶 设 备 快 速 热 处 理 设 备 干 法 刻 蚀 设 备 资料来源： 屹唐半导体招股说明书（申报稿） 、中银证券 资料来源： 屹唐半导体招股说明书（申报稿） 、中银证券 CVD：国内 12 英寸产线的 CVD 设备国 产化主要推动者 - 沈阳拓荆 据国际招标网数据，按主要 12 英寸产线的 CVD 设备中标统计，沈阳拓荆为国产化中唯一的主力军， 但市场份额较小，仍有较大的国产化进步空间。 (1) AMAT、 TEL、 Lam、日立国际电气形成寡头垄断； (2) 参与竞争的国产品牌有沈阳拓荆、盛美股份 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 14 图表 23. 国内主要 12 英寸产线的 CVD 设备竞争格局 A M A T T E L L a m K o k u s a i 沈 阳 拓 荆 A S M 盛 美 股 份 资料来源： 国际招标网 , 中银证券 据国际招标网数据，国内主要 12 英寸产线的 CVD 设备整体国产化率 接近 3%，具体各产线情况如下： (1) 2017 年至今，长江存储的 CVD 设备国产化率 接近 2% (2) 2018 年 至今，华虹无锡的 CVD 设备国产化率 接近 11% (3) 2016 年至今，合肥晶合的 CVD 设备国产化率 接近 1% (4) 2016 年至今，上海华力二期的 CVD 设备国产化率 接近 5% 图表 24. 国内主要 12 英寸产线的国产化率对比 - CVD 设备 0 % 2 % 4 % 6 % 8 % 1 0 % 1 2 % 整 体 水 平 长 江 存 储 华 虹 无 锡 合 肥 晶 合 上 海 华 力 二 期 国 内 主 要 1 2 英 寸 产 线 国 产 化 率 - C V D 设 备 资料来源： 国际招标网 , 中银证券 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 15 沈阳拓荆： PECVD 设备领跑，国内唯一产业化应用的集成电路 PECVD、 SACVD 设备厂商 沈阳拓荆是由海外专家团队和中科院所属企业共同发起成立的国家高新技术企业。公司主要从事纳 米级镀膜设备及其零部件的研发、设计、制造及技术咨询与服务，拥有 12英寸 PECVD（等离子体化 学气相沉积设备）、 ALD（原子层薄膜沉积设备）、 SACVD（次常压化学气相沉积设备）三个完整系 列产品，广泛应用于集成电路前道和后道、 TSV 封装、光波导、 Micro-LED、 3D-NAND 闪存、 OLED 显 示等高端技术领域。 2018-2020 年公司的 PECVD 设备占主营收入比例分别为 78%、 100%、 98%； 2018-2020 年主营业务收入分别为 0.71 亿元、 2.51 亿元、 4.36 亿元， 2019 年和 2020 年的 同比增长 分别 为 253.5% 和 73.7%； 2018-2020 年 归母净利润分别为 -1.03 亿元、 -0.19 亿元、 -0.12 亿元。收入增速较高，盈利能 力逐步改善。 2018-2020 年毛利率分别为 33.00%、 31.99%、 34.12%。 沈阳拓荆的产品已进入国内主流晶圆产线。公司的产品已成功应用于中芯国际、华虹集团、长江存 储、厦门联芯、燕东微电子等行业领先集成电路制造企业产线，产品已适配国内最先进的 28/14nm 逻 辑芯片、 19/17nm DRAM 芯片和 64/128 层 3D NAND FLASH 晶圆制造产线， 2.5D、 3D 先进封装及其他泛 半导体领域。在先进制程方面，公司的 PECVD 设备已发货某国际领先晶圆厂先进研发产线， ALD 设 备已销往国内 14nm 研发产线，产品技术参数已达到国际同类设备水平。 PECVD 在薄膜设备中占比最高， 2025年全球 PECVD市场规模有望达到 785亿元。据 Gartner统计， PECVD 占整个薄膜沉积设备市场的 33%。据 Maximize Market Research 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，保持 13.3%的年均复合增长速度，约合 2380 亿元，届时 PECVD 市场规模有望达到 785 亿元。同时，先进制程使得晶圆制造的复杂度和工序步骤 均大幅提升，将刺激 PECVD 需求显著增长。 图表 25. 沈阳拓荆专用设备的业务结构 图表 26. 沈阳拓荆的收入及盈利状况 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0 P E C V D 设 备 A L D 设 备 S A C V D 设 备 资料来源： 沈阳拓荆招股说明书（申报稿） 、中银证券 资料来源： 沈阳拓荆招股说明书（申报稿） 、中银证券 盛美股份：立式炉管设备可用于逻辑电路和存储电路中前道工艺中的多晶硅，氮化硅，氧 化硅薄膜沉积 盛美股份的 CVD 设备主要为 LPCVD 立式炉管设备，于 2020 年推出，可进行批次处理晶圆工艺，实现 不同类 型的非金属薄膜在晶圆表面的沉积工艺，主要是多晶硅，氮化硅，氧化硅等薄膜。 2020 年公 司生产 2 台立式炉管设备且成功销售 1 台，客户端已进入华虹集团。 北方华创：面向 LED 领域介质膜沉积的 PECVD 设备已成为 LED 客户扩产优选设备 北方华创先后完成了 PECVD、 APCVD、 LPCVD、 ALD 等设备的开发，致力于为集成电路、半导体照明、 微机电系统、功率半导体、化合物半导体、新能源光伏等领域提供各种类型的 CVD 设备；硅外延设 备在感应加热高温控制技术、气流场、温度场模拟仿真技术等方面取得了重大的突破，达成了优秀 的外延工 艺结果，获得多家国内主流生产线批量采购。 2021 年 7 月 22 日 半导体设备国产化专题十： 12 英寸工艺设备国产化 16 去胶： 国内 12 英寸产线的去胶设备国产化主要推动者 - 屹唐半导体 据国际招标网数据，按主要 12 英寸产线的去胶设备中标统计，屹唐半导体市占率遥遥领先。屹唐半 导体、日立国际电气形成寡头垄断； 图表 27. 国内主要 12 英寸产线的去胶设备竞争格局 屹 唐 日 立 国 际 电 气 P S K L a m A M A T D N S 资料来源： 国际招标网 , 中银证券 据国际招标网数据，国内主要 12 英寸产线的去胶设备整体国产化率 接近 70%，具体各产线情况如下： (1) 2017 年至今，长江存储的去胶设备国产化率 接近 86% (2) 2018 年至今，华虹无锡的去胶设备国 产化率 接近 94% (3) 2016 年至今，合肥晶合的去胶设