薄膜沉积设备国内厂商差异竞争共同受益国产化率提升

1、薄膜沉积是半导体工艺三大核心步骤之一晶圆制造包括氧化扩散、光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入、清洗与抛光、金属化七大流程。半导体设备是半导体生产流程的基础，半导体设备先进程度直接决定了半导体生产的质量和效率。其中薄膜沉积设备制造技术难度大，门槛极高，是半导体制造工艺中的三大核心设备之一（另外两者为光刻设备和刻蚀设备）。图 1：硅片制造工艺流程数据来源：半导体制造技术(Michael Quirk、Julian Serda 著)、薄膜沉积设备作为晶圆制造的核心设备之一，在晶圆制造环节设备投资占比仅次于光刻机，约占25%。根据 SEMI 和 Maximize Market Research 的统计，20

2、20 年全球半导体设备市场规模达到712 亿美元，其中薄膜沉积设备市场规模约 172 亿美元。图 2：全球半导体设备及薄膜沉积市场规模（亿美元）图 3：晶圆制造设备投资占比1,2001,000800600半导体设备市场薄膜沉积市场光刻薄膜沉积 刻蚀量测离子注入 抛光扩散9536457125665971251451551721905% 5%5%30%10%20%25%400200020172018201920202021E数据来源：SEMI、Maximize Market Research、数据来源：产业信息网、根据工作原理的不同，集成电路薄膜沉积可分为物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CV

3、D)和其他。薄膜沉积工艺不断发展，根据不同的应用演化出了 PECVD、溅射 PVD、ALD、LPCVD 等不同的设备用于晶圆制造的不同工艺。（各类技术详细介绍及对比见附录）图 4：薄膜沉积技术分类数据来源：北方华创 集成电路专用设备-薄膜设备、目前，全球薄膜沉积设备中CVD 类设备占比最高，2020 年占比64%，溅射 PVD 设备占比21%。CVD 设备中，PECVD 是主流的设备类型，2020 年在CVD 设备中占比 53%，其次为ALD 设备， 占比 20%。图 5：全球薄膜沉积设备市场结构-2020图 6：全球 CVD 市场结构-202015%溅射PVD,21%CVD, 64%其他,

4、27%ALD, 20%PECVD, 53%其他设备,数据来源：Gartner、数据来源：Gartner、多因素驱动国产薄膜沉积设备需求国内产线建设极大拉动国产设备需求。半导体设备市场主要由美国、日本厂商主导，贸易摩擦背景下，半导体设备国产化诉求增强，长江存储、上海积塔、中芯国际、华虹、士兰微、合肥晶合等国内晶圆厂在新增产能建设过程中积极导入国产设备，极大拉动国内半导体设备需求。图 7：国内晶圆制造环节扩产规划整理公司地点投资额晶圆尺寸（英寸）新增月产能预计释放时间中芯国际天津-8扩产 4.5 万片21-22 年北京-121 万片21-22 年深圳23.5 亿美元124 万片22-23 年北京（

5、合资）76 亿美元1210 万片24-25 年上海（合资）88.7 亿美元1210 万片-绍兴中芯绍兴-8扩产至 9 万片21-22 年宁波中芯宁波-83 万片22-23 年华虹集团无锡100 亿美元128 万片21-22 年士兰微厦门50 亿元12扩产至 3 万片21-22 年杭州21 亿元8扩产至 8 万片21-22 年华润微重庆-123 万片22-23 年闻泰科技上海120 亿元123-4 万片22-23 年海辰半导体无锡14 亿美元85 万片21 年无锡86.5 万片22 年粤芯半导体广州65 亿元122 万片21-22 年晶合集成合肥-124 万片22-23 年合肥-1216 万片-

6、长江存储武汉-1220 万片-数据来源：Chipinsights、芯片工艺进步及结构复杂化拉动高性能薄膜设备需求。随着集成电路的持续发展，晶圆制造工艺不断走向精密化，芯片结构的复杂度也不断提高，需要在更微小的线宽上制造，制造商要求制备的薄膜品种随之增加，最终用户对薄膜性能的要求也日益提高。这一趋势对薄膜沉积设备产生了更高的技术要求，市场对于高性能薄膜设备的依赖逐渐增加。以 CVD 设备演进为例，相比传统的APCVD、LPCVD 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，已成为芯片制造薄膜沉积工艺中运用最广泛的

7、设备种类，未来 HDPCVD、FCVD 应用有望增加。ALD 设备亦有望在 14nm 及以下制程逻辑芯片、17nm 及以下 DRAM 芯片中得到更广泛应用；国内长鑫存储已实现 19nm DRAM 芯片量产，未来 17nm 亦有望取得突破，带动国内高端薄膜沉积设备需求。图 8： CVD 工艺演变历程图 9： CVD 技术对比数据来源：前瞻产业研究院、数据来源：前瞻产业研究院、制程升级带动薄膜沉积设备用量提升。在摩尔定律的推动下，元器件集成度的大幅提高要求集成电路线宽不断缩小，影响集成电路制造工序愈为复杂。尤其当线宽向 7 纳米及以下制程发展，当前市场普遍使用的光刻机受波长的限制精度无法满足要求，

8、需要采用多重曝光工艺，重复多次薄膜沉积和刻蚀工序以实现更小的线宽，使得薄膜沉积次数显著增加。在 90nm CMOS 工艺，大约需要 40 道薄膜沉积工序。在 3nm FinFET 工艺产线，需要超过 100 道薄膜沉积工序，对于薄膜颗粒的要求也由微米级提高到纳米级。薄膜沉积设备用量方面，以中芯国际为例，一条 1 万片产能的 180nm 8 寸晶圆产线 CVD 和 PVD 设备用量平均约为 9.9 台和 4.8 台，而一条 1 万片 90nm 12寸晶圆产线 CVD 和 PVD 设备用量分别可达 42 台和 24 台。图 10：逻辑芯片复杂度提升增加薄膜沉积工序数量图 11：制程升级带动薄膜沉积

9、设备需求数倍增长晶圆产线设备种类所需设备数量（台）/万片月产能中芯国际 180nm8 寸晶圆产线CVD9.9PVD4.8中芯国际 90nm12 寸晶圆产线CVD42PVD24数据来源：拓荆科技招股书、数据来源：拓荆科技招股书、3D NAND 堆叠层数增加拉动薄膜沉积设备需求。存储器领域制造工艺中，目前增加集成度的主要方法是增大三维立体堆叠的层数，叠堆层数从 32/64 层向 128/196 层发展，每层均需要经过薄膜沉积工艺步骤，催生出更多设备需求。图 12： 3D NAND 带动薄膜沉积工艺步骤增加图 13： 3D NAND 堆叠层数增加催生薄膜沉积设备需求层数（左）容量（右，GB）2502

10、001501005002013 2014 2015 2017 2018 2019 2020 2022E3500300025002000150010005000数据来源：拓荆科技招股书、数据来源：China Flash Market、目前，国内长江存储已实现 128 层 QLC/TCL 3D NAND 量产，并且 1 期工厂已达到满产；未来192 层 3D NAND 也有望取得突破，更高层数 3D NAND 产能建设将产生更多的薄膜沉积设备需求。图 14：长江存储持续取得突破，带动国产薄膜沉积设备需求数据来源：长江存储官网、国内厂商错位发展，共同受益国产化率提升全球薄膜沉积设备市场由应用材料（A

11、MAT）、泛林半导体（Lam Research）、东京电子（TEL） 和先晶半导体（ASM）等国际巨头公司垄断。图 15：全球薄膜沉积细分领域市场格局-2019全球CVD设备占比全球ALD设备占比全球PVD设备占比AMAT泛林半导体TEL其他TELASM其他AMAT其他30%30%19%21%40%31%29%15%85%数据来源：Gartner、薄膜沉积设备国产化率估计仅5.5%（按设备数量口径）。近年来我国半导体设备国产化速度快速增长，但总体看我国半导体行业制造仍需大量进口设备支持，国产化依然处于较低水平。我们统计了 2020 年 1 月 1 日以来国内部分主要晶圆制造产线的薄膜沉积设备招

12、标情况，6 家厂商共招标薄膜沉积设备 1060 台（仅 PVD 和 CVD 类设备），国内厂商中标 58 台，其中拓荆科技中标 40 台（主要为 PECVD 设备），国内市占率为 3.8%；北方华创中标 18 台（主要为 PVD 设备），国内市占率 1.7%。总体来看，目前国内薄膜沉积设备国产化率估计仅 5.5%（按设备数量口径）。图 16：国内主要晶圆制造产线设备招标统计（2020 年 1 月 1 日至 2022 年 02 月 13 日）长江存储华力集成华虹无锡积塔半导体晶合集成中芯绍兴薄膜沉积设备招标数量71350134903835国内厂商中标数量25471417拓荆科技15231316占

13、比2.14.02.214.42.617.1北方华创1024101占比1.44.03.01.10.02.9国产化率3.58.05.215.62.620.0总体国产化率5.5注：以上统计中仅包括 PVD 和 CVD 类薄膜沉积设备数据来源：招标采购导航网、国内厂商尚不存在直接竞争，共同受益国产化率提升：拓荆科技引领 PECVD 国产化：拓荆科技具备 CVD、ALD 供应能力，CVD 产品包括 PECVD 和 SACVD，其中主力产品为 PECVD，尽管北方华创也有 PECVD 产品，但目前主要应用于光伏/LED/功率器件/MEMS 领域。拓荆科技也是国内唯一一家产业化生产 SACVD 设备的厂商，

14、而北方华创 CVD 产品除PECVD 外主要为LPCVD、APCVD。ALD 产品方面，拓荆科技与北方华创产品应用工艺有所差异（拓荆科技 ALD 应用于 SADP 工艺、STI 表面薄膜；北方华创 ALD 应用于 HKMG 工艺）。由此可见，拓荆科技与北方华创尚不存在直接竞争。北方华创 PVD 优势显著：北方华创薄膜沉积产品线较为全面，具备 PVD、CVD、ALD 产品供应能力，在 PVD 设备领域竞争优势显著，国内产线导入的国产 PVD 设备基本均出自北方华创。拓荆科技、中微公司尚不具备 PVD 产品供应能力。中微公司主要为 MOCVD 设备，为北方华创、拓荆科技未产业化涉足的领域，产品应用

15、于LED、miniLED 化合物半导体，主要客户为乾照光电、三安光电等 LED 生产厂商，中微在LED 及miniLED 的MOCVD 领域占据国内大多数份额。中微是拓荆的第三大股东，持有拓荆11%股权，中微也已组建团队开发 LPCVD 和 EPI 设备。图 17：国内主要薄膜沉积厂商产品对比企业名称产品大类产品类型技术原理应用领域应用工艺客户营收-2020（百万元）拓荆科技CVDPECVD100-400，真空环境，射频能量源，多种反应气体腔内同时反应集成电路前后段介质层、前后段抗反射 层、前段刻蚀硬掩膜/阻挡层、后段钝化层中芯国际、华虹集团、长江存储等晶圆制造企业418PE ALD100-4

16、00，真空环境，射频能量源，多种反应气体先后送入反应腔集成电路SADP 工艺、STI 表面薄膜ICRD2SACVD400-550，30-600 Torr，热反应能量源，多种反应气体腔内同时反应集成电路STI 沟槽填充等北京燕东微电子9中微公司CVDMOCVD500-1200，10-100Torr，热反应能量源，多种反应气体腔内同时反应LEDLED 领域乾照光电、三安光电、华灿光电等496北方华创PVDPVD高温，真空环境下，辉光放电能量源，反应物为高纯度靶材集成电路金属导电薄膜长江存储、中芯国际、华 虹、华力微、积塔半导体等未披露CVDLPCVD650，0.1-1 Torr，热反应能量源，多种

17、反应气体腔内同时反应集成电路高温氧化物、栅极未披露APCVD350-550，760 Torr，热反应能量源，多种反应气体腔内同时反应集成电路6/8 英寸硅外延未披露Thermal ALD180-400，10 Torr 以下，多种反应气体前后送入腔体集成电路HKMG 工艺未披露PECVD100-400，真空环境，射频能量源，多种反应气体腔内同时反应光伏/LED晶硅抗减反膜等通威太阳能、隆基绿能、晶澳太阳能等光伏组件厂商未披露注：标红项目为公司当前集成电路领域主力设备数据来源：拓荆科技公司公告、wind、投资建议我们看好国产半导体设备产业发展，薄膜沉积设备方面，建议关注：拓荆科技（IPO 流程中）

18、、北方华创(002371，未评级)、中微公司(688012，未评级)。拓荆科技 引领 PECVD 设备国产化PECVD 设备为公司主要收入来源，研发持续投入。拓荆科技多年来致力于高端半导体设备的研发、生产、销售和技术服务，已成为国家高新技术代表企业之一。目前公司主要专注于薄膜沉积设备，其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）设备三大系列，已广泛适用于国内 14nm 及以上制程集成电路制造产线，并持续加强 10nm 及以下先进制程产品的验证与测试。2020 年，公司实现营业收入 4.36 亿元，同比大幅增长 73%，毛利率

19、34%。其中，PECVD 设备营收为 4.18 亿元，是公司主要收入来源；ALD 和 SACVD 设备分别为 184 万元、867 万元。公司近年来持续强化产品研发投入，2020 年研发费用为 1.23 亿元，占营业收入比 28%。图 18： PECVD 为拓荆科技主要收入来源（单位：百万元）图 19：拓荆科技研发持续高投入PECVDALDSACVD其他业务研发投入(左，百万元）研发投入占营收比例5004003002001000201820192020140120100806040200201820192020180%153%30%28%160%140%120%100%80%60%40%20%

20、0%数据来源：wind、数据来源：拓荆科技招股书、拓荆科技是国内唯一产业化应用集成电路 PECVD 设备的厂商。公司该系列设备最大优势是在满足工艺需求前提下拥有较低的客户综合使用成本，目前适用于 180-14nm 逻辑芯片、19/17nm DRAM、64/128 层 FLASH 制造等领域，可沉积 SiO2、SiN、SiON、BPSG 等多种材料。其中，公司 12 英寸 PECVD 设备 PF-300T 和 8 英寸 PECVD 设备 PF-200T 均已实现产业化应用。2020 年公司生产 PECVD 设备 50 台，销售 31 台；2021Q1 PECVD 设备量产和销量分别为 14 台、

21、4 台，为公司主要销售产品。图 20：拓荆科技 PECVD 设备一览产品型号薄膜材料应用领域研发/生产阶段12 英寸 PECVD 设备 PF-300TSiO2、SiN、SiON、BPSG、PSG、TEOS、LokI、LokII、ACHM、ADC I 等介质材料薄膜28nm 以上逻辑芯片及 FLASH、DRAM存储芯片制造，TSV 封装和 OLED 制造产业化应用12 英寸 PECVD 设备 PF-300T eX14nm-28nm 逻辑芯片及 FLASH、DRAM存 储芯片制造产业化验证12 英寸 PECVD 设备 PF-300T pX通用介质材料薄膜及先进介质材料薄膜10nm 以下逻辑芯片制造

22、研发中8 英寸 PECVD 设备 PF-200TSiO2、SiN、SiON、TEOS 等介质材料薄膜90nm 以上集成电路前道工艺及 3D TSV先进封装环节产业化应用12 英寸 HTM PECVD 设备 NF-300HNO stack、 Thick TEOS 等介质材料薄膜存储芯片 制造，目前可适用于 32-128 层3D NAND FLASH 芯片、19nm 以下DRAM 芯片制造产业化验证TFLITESiO2、SiN 材料薄膜LED 芯片制造产业化验证数据来源：拓荆科技股份有限公司招股说明书、拓荆科技 ALD 设备成膜反应时间短，反应气体使用量少，可精准控制薄膜颗粒数及均厚度。目前，公司

23、 12 英寸 PEALD 设备 FT-300T 已实现产业化应用，可沉积 SiO2 和 SiN 材料薄膜，广泛应用于国内 55-14nm 逻辑芯片制造、55-40nm BSI 工艺的晶圆制造、2.5D、3D TSV 等先进封装领域。2020 年公司 ALD 设备产量 1 台。同时，公司正在研发 12 英寸 Thermal ALD 设备来满足28nm 以下芯片制造所需，并可沉积 Al2O3、AlN 等多种金属化合物材料。图 21：拓荆科技 ALD 设备一览产品型号薄膜材料应用领域研发/生产阶段12 英寸 PEALD 设备 FT-300TSiO2 和 SiN 介质材料薄膜逻辑芯片 28-14nm

24、纳米 SADP、STI Liner 工艺，55-40nm BSI 工艺的晶圆 制造、2.5D、3D TSV 先进封装产业化应用12 英寸 Thermal-ALD 设备 FT-300TAl2O3、AlN 等多种金属化合物薄膜材料逻辑芯片 28nm 以下制程研发中12 英寸 ALD 设备 FT-300HSiO2 和 SiN 介质材料薄膜128 层以上 3D NAND FLASH 存储芯 片、19/17 nm DRAM 存储芯片晶圆制 造研发中数据来源：拓荆科技股份有限公司招股说明书、公司亦是国内唯一一家实现 SACVD 设备产业化应用的厂商。该系列设备沟槽填充能力卓越，填充速率快，大幅度提高了使用

25、效率。公司拥有 12 英寸 SACVD 设备 SA-300T 和 8 英寸 SACVD 设备 SA-200T 两大设备，可沉积 BPSG、SAF 等介质薄膜材料，主要适用于 STI、ILD 工艺的晶圆制造。公司 2020 年量产 SACVD 设备 3 台，销售 1 台；2021Q1 设备产量为 2 台。图 22：拓荆科技 SACVD 设备一览产品型号产品图片薄膜材料应用领域研发/生产阶段12 英寸 SACVD 设备 SA-300TBPSG、SAF 等介质材料薄膜40-28nm 制程 STI、ILD 工艺的晶圆制造产业化验证8 英寸 SACVD 设备 SA-200T90nm 以上制 程 STI、

26、ILD 工艺的晶圆制造产业化应用数据来源：拓荆科技股份有限公司招股说明书、北方华创 - 引领国产化 PVD 设备北方华创由七星电子和北方微电子战略重组而成，持续走在国内集成电路装备及精密电子元器件产业的前沿。公司电子工艺装备主要包括半导体装备、真空装备和锂电装备，广泛应用于集成电路、半导体照明、功率器件、微机电系统、先进封装、新能源光伏等领域。图 23：北方华创产品与应用分类数据来源：北方华创、营收快速增长，研发高投入。得益于下游目标市场需求和公司规模稳定增长，北方华创预计 2021年实现营业收入 85-109 亿元，同比增长 40-80%，归母净利润 9.4-12.1 亿元，同比大幅增长 7

27、5- 125%。公司营业收入主要由电子工艺装备、电子元器件两大板块组成，2020 年分别占总销售比80%和19%。为持续保持技术创新及新产品迭代，公司多年来一直加大产品研发投入，2020 年公司研发投入达到 16 亿元，同比增长 37%，占营业收入比例 27%。图 24：北方华创营收持续快速增长图 25：北方华创研发持续高投入营业收入（左，亿元）yoy70605040100%80%2060%15研发投入（左，亿元）研发投入占营收比例（右）47%50%40%3040%201020%00%29%105033%26%29%30%27%20%10%0%201520162017201820192020数

28、据来源：公司公告、数据来源：、北方华创在 PVD 设备领域实力雄厚。公司拥有eVictor AX30 Al pad、exiTin H630 TiN 等 13 款具有自主知识产权的 PVD 设备产品，支持 90nm -14nm 多个制程制造，主要应用于集成电路、先进封装、LED 等领域，2012 年至今已实现超过 200 台设备销售。exiTin 系列TiN 金属硬掩膜机台成为 28nm 工艺后段金属布线硬掩膜标准制程机台，并进入国际供应链体系，实现稳定量产。同时， 公司已在溅射源设计、等离子产生与控制、颗粒控制、腔室设计与仿真模拟等关键技术上具备核 心技术优势。图 26：北方华创 PVD 沉积

29、设备分类系统主要特点应用领域eVictor AX30 Al pad PVD系统用于其后道金属互联，为芯片中各器件提供电子信号、微连线等；主要应用于 Bond pad 和 Al interconnect 工艺；可沉积 28nm 以下技术节点，3um 厚铝集成电路exiTin H630 TiN 金属硬掩膜PDV 系统具备智能化软件操作系统可与工厂自动化系统对接，实现自动生产，主要针对 55-28nm 制程 12寸金属硬掩膜设备集成电路eVictor GX20 系列 通用溅射系统具有前后两级传输平台，保证工艺腔室的高真空，搭载全自动化装卸载系统集成电路，功率半导体，微机电系统Booster A630

30、 单片退火系统满足高、低温工艺，高温 Al 腔室，特殊的双区控温基座，可实现高温 Al 回流填充工艺； 针对薄片传输及控温进行特殊设计，可满足 150um 整面减薄Wafer，80um Takio Wafer 的稳定传输及应力控制；标准化腔室配置，优异的颗粒控制能力，可满足多种金属、化合物溅射集成电路，功率半导体，微机电系统Polaris G620 系列 通用溅射系统采用先进等离子溅射源、高效基片冷却装置、高效的 ICP 能力以及四靶位独立溅射工艺腔室等多项核心技术，具备优秀的薄膜均匀性和台阶覆盖能力，可出色地实现不同金属工艺溅射的要求集成电路，先进封 装，功率半导体，微机电系统Polaris

31、 T 系列 硅通孔PVD 系统针对 3D 先进封装中的硅通孔阻挡层、籽晶层薄膜沉积等应用；具有反应腔自动开闭盖，wafer 自动传输，工艺去气，晶片表面预清洁、薄膜沉积完全自动化等特点晶圆级 3D 先进封装Polaris B 系列 Bumping PVD 系统针对晶圆级先进封装中的 UBM 金属、重布线等应用；具有反应腔自动开闭盖，wafer 自动传输，工艺去气，晶片表面预清洁、薄膜沉积完全自动化等特点晶圆级先进封装领域iTops i233 溅射系统具有高沉积速率、高致密度以及高折射率；可制备出具有优异导电性能和高可见光透过性能的ITO 薄膜，而且溅射过程中对底部 GaN 发光基底造成的损伤小

32、，可有效提高 LED 芯片的光电性能； 设备结构简单，操作方便，运行稳定，与国际竞争对手相比具有很高的性价比半导体照明 LEDiTops A230 氮化铝溅射系统AlN 缓冲层的加入，可有效提升 LED 器件的光电性能、提高MOCVD 设备的产能和降低整线生产成本；通过 SEM、XRD 和 AFM 的测试分析，AlN 薄膜结构具有高度的C 轴取向，结晶品质高，表面光滑平整蓝白光 LED、紫外LED，可拓展至MEMS 和 HEMT 领域数据来源：公司官网、在 CVD 方面，公司在 PECVD、APCVD、LPCVD、ALD 等设备均有布局。其中，卧式 PECVD 是北方华创自主研发的重要技术之一

33、，已成功进入海外市场并在光伏领域应用广泛。公司研发的介质膜沉积 PECVD 设备在 LED 领域也受到了各大厂商的青睐。ALD 产品方面，公司目前拥有热原子层沉积(Thermal ALD)设备、等离子体增强原子层沉积(PEALD)设备两大系列产品，并陆续突破了前驱物输运系统控制、均匀稳定的反应室热场及流场控制、等离子产生与控制、脉冲射频的快速调频匹配等多项关键技术。目前，公司 ALD 设备已实现部分客户的设备销售。图 27：北方华创 CVD、ALD 沉积设备分类工艺系统主要特点应用领域CVDHORIS L6371 多功能LPCVD实现薄膜应力在较大范围内可控制；具有良好的洁净度，改善产品的电性

34、能和良率；具备良好的薄膜工艺均匀性、重复性； 设备系统易于维护集成电路 IC、微机电系统 MEMS、功率器件 POWERSES630A 硅 APCVD 系统可实现高质量的外延薄膜生长，适用于厚度 5-130m 范围的外延工艺，N 型、P 型掺杂精确可调；具有多项创新技术，包括中频感应加热温度控制技术，独特的进气结构设计技术和传输控制技术等集成电路、功率半导体THEORIS 302 / FLOURIS201 立式低压 CVD 系统具备高精度温度场控制、高精度压力控制、良好的工艺均匀性、先进的颗粒控技术、完整的工厂自动化接口、高速的数据采集算法等28nm 及以上的集成电路、先进封装、功率器件Est

35、her 200 单片硅外延系统可实现温度的快速升降和温度场的精确控制，使系统具备优异的工艺重复性和设备稳定性，从而获得良好的厚度均匀性、电阻率均匀性，零滑移线和低缺陷密度的外延层生长功率器件、集成电路HORIS P8571A 管式PECVD 设备在工艺性能优异的基础上提高单管的装片量，以及通过提高炉体的快速回温能 力、工艺腔室真空抽速能力来压缩工艺时间，提高单台设备的工艺管数量；单台可满足 160MW 以上的产能和工艺需求光伏 PVEPEE550 等离子 CVD 系统LED 芯片和复合衬底制程的关键设备之一，广泛应用于 LED 蓝绿光和红黄光器件的 SiO、SiNx 介质膜沉积，以及PSS 复

36、合衬底 SiO 厚膜的高速沉积；支持高均匀性、低应力 SiNx 薄膜沉积，可应用于第三代半导体功率器件LED 照明 、功率半导体、微机电系统EPEE i800 等离子体增强CVD 系统具备生产效率、产能高等特点；拥有特殊的热衬高效清洗技术，且设备本身设计有远程等离子体清洗（RPS）接口，能够提供更加高效、节能的清洗效果LEDAPS 系列 SiC 晶体生长系统针对高质量晶体生长，可实现感应线圈超慢速升降和快速移动，超慢速升降可实现晶体近匀速生长；针对高纯度原料合成，有效降低合成原料中 N、Al 等杂质含量；针对高温晶体热处理，可有效降低原生 SiC 晶体内残余应力SiC 晶体生长、原料合成、晶体

37、热处理领域ALDPolaris PE 系列 PEALD 设备采用射频方式，通过在工艺循环周期内分步向真空腔内添加前驱体、实现对膜层厚度的精确控制，可用于沉积 SiO2、SiNx、TiN、ALN 等多种超薄、高深宽比的膜层集成电路、半导体照 明、功率半导体、微机电系统、先进封装Polaris A 系列 ALD 设备采用加热方式，通过在工艺循环周期内分步向真空腔内添加前驱体、实现对膜层厚度的精确控制，可用于沉积 Al2O3、HfO2、ZrO2、TiO2、TiN、TaN 和 ALN 等多种薄膜Promi+ 系列手动 ALD 设备可兼容加热和射频方式，可用于沉积 Al2O3、HfO2、ZrO2、TiO

38、2、TiN、TaN、ALN、SiO2、SiNx 等多种超薄的、高深宽比的膜层数据来源：公司官网、中微公司 MOCVD 设备在 LED 领域竞争力强中微公司专注于集成电路和 LED 芯片关键制造设备的生产、研发、销售，主要产品包括刻蚀设备、MOCVD 设备。中微公司 2021 年营业收入 31.1 亿元，同比增加 37%，毛利为 13.4 亿元，同比增加 56%，归母净利润为 9.5-10.3 亿元，同比增加 93-109%，新签订单金额为 41.3 亿元，同比增加超过 90%。公司近年来持续加大研发投入，2020 年研发支出达到 6.4 亿元，占营收比为 28%。图 28：中微公司营业收入快速

39、增长图 29：中微公司研发持续高投入营业收入（左，亿元）yoy3530252015105020162017201820192020202180%60%40%20%0%7650%543210研发支出（左，亿元）研发支出占营收比例（右）34%25%22%60%50%40%28% 30%20%10%0%20162017201820192020数据来源：、数据来源：、聚焦MOCVD 设备，LED 领域优势显著。在薄膜沉积设备领域，公司主要聚焦MOCVD 设备（金属有机物化学气相沉积），可以应用于LED 和GaN、SiC 等功率器件外延片的生产制造。公司目前拥有四大 MOCVD 设备产品，其中，Pris

40、mo D-Blue 和 Prismo A7 设备用于主流 LED 生产线，可支持生产大批量 LED 外延片，具备高产能，高良率，低成本投入等优势，打破了德国 Aixtron 和美国 Veeco 在中国MOCVD 市场的垄断地位。根据 Aixtron 和Gartner 数据，中微 2020 年在全球 MOCVD 市场份额为 16%，仅次于 Aixtron 和 Veeco。图 30：中微公司 MOCVD 设备一览产品主要特点竞争优势应用领域Prismo D-BLUE 串行并行、可灵活切换的反应腔运行模式 优异的工艺重复性和均匀性创新的实时监控系统；界面友好、全自动化的操作系统精准的参数控制符合 S

41、EMI S2 安全标准高良率、高产能和低成本投入LED 和功率器件外延片Prismo A7 界面友好的操作系统 简便易行的设备维护优异均匀性和高效能相结合适合高晶体质量和高 AIN 生长速率的新颖腔体设计创新的实时监控系统；界面友好、全自动化的操作系统工艺温度最高可达 1400 度，具有优异的温场均匀性和控制稳定性具有高稳定性、自动化的真空传送系统，抑制颗粒的产生 优异的工艺重复性和均匀性Prismo HiT3遵循半导体设计和制造的高标准流程低生产成本，简便易行的设备维护深紫外LED 外延片；高温氮化铝生长 业界领先的 UVC LED 产能及维护周期Primo Unimax自主的实时监控系统精

42、准的参数控制自动化的控制与维护功能符合半导体标准的软件控制系统可独立控制的反应腔运行模式新颖的局部温度调控加热系统优异的 LED 波长均匀性miniLED 外延片数据来源：中微公司官网、MiniLED MOCVD 设备已获国内领先客户订单。中微具有自主知识产权的 Prismo UniMax MOCVD 设备可配置多达 4 个反应腔,可同时加工 108 片 4 英寸或 40 片 6 英寸高性能氮化镓基蓝绿光 Mini LED 外延晶片，通过石墨盘的调整，可扩展至同时加工 164 片 4 英寸或 72 片 6 英寸外延晶片，其工艺能力还可延展到生长 8 英寸外延晶片。每个反应腔都可以独立控制，这一

43、创新设计具备卓越的生产灵活性。中微 Prismo UniMax MOCVD 设备配置了新颖的局部温度补偿加热系统，专为高性能 miniLED 量产而设计，具备优异的产出波长均匀性及产出稳定性。此外， Prismo UniMax MOCVD 设备配置了 785mm 大直径石墨托盘，极大地提高了设备产能，并有效地降低了 miniLED 外延片的生产成本。目前该设备已收到来自国内领先客户的订单，同时，公司正在与更多客户合作进行设备评估。Prismo UniMax设备的性能、复杂性提高很多，提供更多的价值给用户，毛利率有明显增长。图 31：中微 Prismo UniMax MOCVD 设备数据来源：中

44、微公司官网、公司制造 MicroLED、硅基 GaN 功率器件等应用的新型 MOCVD 设备也正在开发中。风险提示技术创新、国产化不及预期：如果公司未来技术创新无法满足客户需求，则会影响公司经营业绩； 行业竞争加剧：与国际巨头相比，国内公司在沉积薄膜设备市场竞争力相对较弱。如果公司无法 有效适应市场竞争环境，将会对公司市场份额，经营业绩造成不利影响；数据统计误差：尽管我们力求统计的准确性，但由于近两年薄膜沉积设备招投标信息数量庞大， 不可避免的会出现一定误差。附录：薄膜沉积技术介绍薄膜沉积技术原理：通过物理或化学方法，将处于某种状态的一种或多种物质附着于衬底材料表面，从而在衬底材料表面形成一层

45、薄薄的膜。根据薄膜材料的不同可分为金属薄膜、绝缘体薄膜和半导体薄膜，较为常见的沉积膜有二氧化硅（SiO）、氮化硅（Si3N4）、多晶硅以及金属如铜和钨。在晶圆制造过程中，通过沉积技术可在硅片上制作出晶体管并连接成电路，用隔离绝缘介质层之间所夹的金属导电层连接不同的 IC 器件。化学气相沉积（CVD）是通过气体混合的化学反应在硅片表面沉积一层固体膜的工艺。在 CVD 过程中，化合物会进行充分混合以气相形式发生反应，从而使原子或分子沉积在硅片衬底表面形成薄膜，其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。CVD 主要分为常压 CVD（APCVD） 、低压 CVD（LPC

46、VD）、等离子体积增强减压 CVD（PECVD）和高密度等离子体减压 CVD（HDPCVD）。图 32： CVD 传输和反应步骤图数据来源：半导体制造技术(Michael Quirk、Julian Serda 著)、常压 CVD（APCVD）顾名思义是指在大气压作用下进行的一种化学气相淀积方法，该技术可高质量及稳定的量产大直径硅片，所需系统较为简单，是最初期应用的一种 CVD 技术。低压 CVD (LPCVD)根据 APCVD 的基础而发展，低压 CVD 在市场中运用较为广泛，该技术拥有较低的使用成本，同时拥有更卓越的薄膜均匀性和沟槽覆盖填充能。图 33： LPCVD 反应流程图数据来源：Mksinst、等离子体辅助 CVD 主要分为等离子体增强 CVD （ PECVD ） 和高密度等离子体 CVD（HDPCVD），其原理是运用等离子体的能量和热能，更好的进行 CVD 沉积的所需化学反应。在 CVD 中使用等离子体好处是可在