中微公司深度分析报告：半导体设备平台型龙头-技术全球领先

1、中微公司深度分析报告：半导体设备平台型龙头_技术全球领先一、公司概况：国内龙头、全球领先的半导体设备公司主营业务：刻蚀起家，扩展 CVD，逐步成为平台型企业公司概况：具有全球视野，技术领先型半导体设备国产龙头厂商，以刻蚀设备与 MOCVD（金属有机化学气相沉积）设备为核心，外延拓展逐步成为泛半导体设备平台型 企业。公司 2020 年实现营收/净利润分别为 22.73/4.92 亿元，过去 4 年 CAGR 分别为 38.97%/32.28%。主营构成：刻蚀设备与 MOCVD 设备为核心业务，收入占比 57%/22%，同时拓展其 他泛半导体关键设备。公司主要从事高端半导体设备及泛半导体设备的研发

2、、生产和销 售，主营业务包括以下几类：1）刻蚀设备：2020 年营收 12.89 亿元，占比 56.70%，同比+58.5%。公司刻蚀设 备产品分为 CCP（电容性等离子体刻蚀）和 ICP（电感性等离子体刻蚀）设备，均用于 集成电路制造或先进封装领域。CCP 刻蚀设备：等离子体能量高，主要应用于较硬介质 材料的刻蚀，如氧化硅、氮化硅及低介电系数膜层等，是公司最早开发的设备品类，产 品已应用在国际一线客户 65nm5nm 生产线，在部分客户处份额已进入前三位。ICP 刻蚀设备：等离子体能量较低、密度高且均匀、易于控制，主要应用于较软的介质薄膜以及金属、单晶硅、多晶硅的刻蚀，是公司后续的重要发力点

3、之一，产品应用于 1X 纳米及更先进工艺的逻辑和存储器件，ICP 深硅刻蚀机型用于 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。2）MOCVD 设备，2020 年营收 4.96 亿元，占比 21.82%，同比-34.5%。主要应用 在 LED 外延片和功率器件的生产，公司已是世界排名前列的氮化镓（GaN）基 LED 设备 制造商。目前公司 MOCVD 产品已覆盖蓝绿光 LED、功率器件、Mini LED、深紫外 LED 领域，在行业领先客户的生产线上大规模投入量产。3）其他设备，即 VOC 设备，2020 年营收 0.14 亿元，占比 0.6%，同比-

4、18.4%。子 公司中微惠创 2016 年推出工业用大型 VOC（有机挥发性气体）净化设备，即一类用于 半导体行业尾气处理的环保设备，目前已用于平板显示生产线。4）备品备件及设备维护，2020 年收入占比分别为 19.43%/1.44%，同比分别 +30.6%/+57.1%。公司在向半导体厂商出售设备后，提供的后续备品备件和设备维护服 务，收入随着累计装机数的增加而稳步提升。客户进展：产品进入国内外头部企业，完善客户服务体系获得业界赞誉。截至 2020Q3 末，公司刻蚀和薄膜设备 1600 多个 反应台服务于亚欧 50 余家芯片制造公司的 70 余条生产线，已具备较好的客户资源。公 司客户服务

5、体系完善，获得了广泛的业界赞誉，是 2019 年五家被评为五星级的半导体设备公司之一。未来发展：三维立体成长，努力成为国际一流的微观加工设备公司。公司已形成三 个维度扩展未来业务的布局规划。在集成电路设备领域，公司有望扩大在刻蚀设备领域 的竞争优势，延伸到薄膜、检测等其他关键设备领域；在泛半导体设备领域，公司有望 借助现有技术积累，扩展布局显示、MEMS、功率器件、太阳能领域的关键设备；在其 他新兴领域，公司基于对半导体产业、微纳加工制造领域的深刻理解，有望探索半导体 配套环保设备、设备网络、电子生物等领域的市场机会。公司围绕自身核心竞争力，通 过自主创新、有机生长，结合适当的投资、兼并策略，

6、不断推动企业健康发展，有望在 10-15 年后成为国际一流的微观加工设备公司。管理团队：核心团队国际化，人才梯队建设完备国际化管理团队，核心管理团队多具有海外半导体设备龙头厂商工作经验。半导体 关键设备开发因其涉及众多基础科学技术和工程领域交叉，极具复杂度，故需要具备业 内资深经验的专家型团队。公司有着国际化的管理团队，具备 160 多位资深的技术、销 售和营运专家。公司创始人、董事长及总经理尹志尧博士在半导体芯片和设备产业有超 过 30 年的行业经验，是国际等离子体刻蚀技术发展和产业化的重要推动者之一。此外，公司其他联合创始人、核心技术人员等同样拥有资深的技术经验背景，曾在国际知名半导体设备

7、厂商担任重要职位，保障公司未来长远发展。人才培养计划持续推进，2020 年末公司员工人数近 900 名，研发人员占比高达 39%。公司高度重视人才的吸引和发展，从国内外吸引了大批行业经验丰富的管理及技 术人才，2020 年末员工总数达 894 人，较上年同期净增 171 人。公司建立人才梯队培养 机制，采用企业内训、外聘内训和委外培训相结合的方式开展多维度、多层次的培训项 目，让员工与企业共同进步成长。为吸引和保留核心骨干人才，公司不断探索员工激励 机制，包括员工持股激励、技术创新贡献奖励等，将研发人员的个人利益与公司利益绑 定，促进公司长远发展。截至 2020 年末，公司共有 346 名研发

8、人员，占比 38.70%，其中博士 / 硕士 / 本科 / 大专及以下分别为 62/106/138/40 人 ， 分别占 比 17.92%/30.64%/39.88%/11.56%。股权架构：国资入股，股权激励覆盖超 9 成员工多家知名投资机构入股，技术团队专业背景丰富。公司股东较为分散， 2020 年定增发行后（2021 年 7 月发行完毕），公司第一大股东上海创投持股比例为 15.67%，目前无实际控制人，重要决策均属于各方共同参与决策。国资入股彰显长期信心，上海市国资委通过上海创投持有公司 15.67%股份，国家集成电路产业投资基金通过巽鑫投资持有公司 15.17%股份，国家集成电路产业

9、投资基金二期参与公司定增并持有 3.97%股份；国开行间接持有公司 1.97%股份；南昌智微、中微亚洲、GRENADE、 BOOTES 为公司员工持股平台，合计持股 12.69%，其他员工持股平台还包括励微投资、 芃徽投资，尹志尧等 7 位高管直接持有公司 2.68%股份；此外，公司获得众多国内外知 名股权投资基金和机构入股。股权激励：覆盖 9 成以上员工，调动员工积极性并实现利益协同，公司稳定成长明 确。公司通过限制性股权激励计划、股票增值权激励计划，实现公司、管理层、员工间的利益协同。公司层面归属/行权比例根据未来年度营收情况实行考核，员工最终获得的股权数量仍要考虑员工个人层面业绩考核。2

10、020 年限制性股权激励计划中，首次授予部分覆盖 700 位员工，在授予时公司全部员工中占比 91.86%，覆盖核心技术人 员以及中层管理人员及骨干、优秀基层员工，授予数量合计 670 万股，占公司当前总股 本的 1.09%；预留部分已授予 103.989 万股，占当前总股本的 0.17%。2020 年公司因股权激励确认的股份支付费用 约 1.24 亿元，预计 2021 年为 1.91 亿元，随后逐年呈下降趋势。财务分析：营收 CAGR 近 40%，毛利率近 40%，研发费用率高于同业收入端：近五年营收 CAGR 约 39%,受益及下游扩产，2020 年同比+17%。 从历年营收看，依托公司在

11、刻蚀设备、MOCVD 设备及其他设备领域领先的技术优势以及 良好的客户基础，公司业务规模不断扩大，2020 年实现营收 22.73 亿元，同比+16.76%。 从不同业务营收占比看，2020 年刻蚀设备/MOCVD 设备/VOC 设备/备品备件/设备维护/ 其他业务分别占比 56.70%/21.82%/0.62%/19.43%/1.44%/0.01%。收入结构：1）从各地区占比看，受益全球晶圆产能部分向中国大陆转移，2020 年公司收入在中国大陆/中国台湾/其他地区占比分别 79.61%/17.76%/2.63%。2）从客户集中度来看，公司客户集中度占比逐年降低，客户群体逐渐增加，2020 年

12、前五名客户占 比为 59.65%。3）从分季度营收来看，公司营业收入存在一定的季节性波动特征，大部 分设备相对集中于下半年验收，使得第四季度收入占比较高。受益半导体背景 下国内需求大幅提升，2021Q1 公司实现营收 6.03 亿元，同比+46.24%。成本端：直接材料为主要成本，前五名供应商占比在 30%附近。从成本结构来看， 2020 年直接材料/直接人工/制造费用占比分别为 89.58%/1.40%/9.03%，其中直接材料为 主营业务成本的主要构成部分，2020 年制造费用由于研发费用资本化摊销、股份支付费 用增加，制造费用占比有一定提升。利润端：毛利率提升推动净利率提升，盈利水平与可

13、比公司相当。2020 年公司毛利 率为 37.67%，同比+2.74%。拆分不同业务来看，公司专用设备/备品备件/设备维护/其他 业务毛利率分别为 37.32%/37.64%/57.09%/38.02%。从公司历年净利润情况看，公司在 2017 年度实现扭亏为盈，随着业务规模的扩大，盈利能力逐年提升，2020 年实现净利润 4.92 亿元，同比+161.06%；2021Q1 毛利率为 40.92%，同比+7.06pcts，净利润 1.38 亿 元，同比+425.36%，其中政府补同比增加约 1.43 亿元。从历年整体毛利率、期间费用率、 净利率情况来看，公司毛利率在 40%左右波动，期间费用率

14、在 30%左右波动，净利率保 持上行趋势。盈利水平对比：与海外半导体设备巨头公司对比来看，中微公司 2020 年毛利率 低于应用材料、阿斯麦、泛林、东京电子等龙头厂商，在净利率水平上与国际领先企业相当；与国内其他可比公司对比，公司 2020 年毛利率低于国内可比公司均值，净利率高 于可比公司均值。费用端：主要为销售费用与研发费用。公司 2020 年销售/管理/研发/财务费用率分别 为 10.41%/6.73%/14.55%/-0.33%，期间费用率为 31.16%，同比+3.74pcts，其中研发费 用率伴随公司规模的提升而不断增加，为公司未来长期发展提供保障，2020 年研发费用 率为 14

15、.55%，同比+2.54pcts。研发投入：研发费用及研发人员占比高于国内同业公司平均水平，持续驱动公司成 长。与国内可比公司对比来看，公司 2020 年研发费用为 3.31 亿元，研发费用率为 14.55%，高于国内可比公司平均水平；截至 2020 年末共有 346 名研发人员，在所有员 工中占比 38.70%，数量上略低于国内公司平均值，但占比高于国内可比公司均值。与海 外可比公司对比来看，研发费用率、研发人员占比情况与可比公司相当，但在研发费用、 研发人员数量上仍存在差距。研发成果：承担多项重大科研项目，技术储备雄厚，2020 年末已获得 1096 项专利， 其中发明专利占比 84%。公

16、司自成立以来先后承担了多项国家和地方重大科研项目，包括等离子体刻蚀、MOCVD 等高端半导体装备的研发和产业化等 8 项。2020 年公司新申请专利共 295 项，其中发明专利申请 220 项；获得授权 80 项，其中获得发明专利 58 项； 截至 2020 年末，公司已申请 1755 项专利，其中发明专利 1517 项，占比 86%；已获授 权专利 1096 项，其中发明专利 917 项，占比 84%。公司积累了深厚的技术储备和丰富 的研发经验，保证公司产品和服务不断进步。二、行业趋势：国内晶圆厂逆周期持续扩产+设备本土化泛半导体制造可涉及数百道工艺，需数十种高端设备；中微公司已在刻蚀、薄膜

17、细 分领域突破，未来将延伸布局过程控制等新品类。泛半导体包含集成电路、LED、光伏 电池等领域，在制造环节中具有相似性，其中集成电路制造最为复杂，作为原料的晶圆 裸片需要在扩散、光刻、刻蚀、薄膜、离子注入和抛光六大厂区中完成数百道加工工序， 最终才形成成品芯片并送往后道工厂进行封测，涉及半导体设备达数十种。我们梳理泛 半导体领域晶圆制造环节的设备品类如下：其中中微公司为国内半导体设备龙头，可提 供刻蚀机、MOCVD 设备等核心半导体设备，未来将进一步拓展布局薄膜沉积、过程控 制品类。未来公司有望在刻蚀、CVD 领域进行产品升级，并向量测设备、光伏设备等领域拓 展，打开广阔市场。1）刻蚀设备：公

18、司将加码 ALE 刻蚀，干法刻蚀市场（约 150 亿美 元市场）全覆盖。2）CVD 设备：公司已出货紫外光 LED MOCVD 设备，并拓展 MOCVD 设备应用领域至 Mini/Micro LED 及功率器件领域；此外，公司有望开拓薄膜沉 积中的各类 CVD 设备，如 LPCVD、ALD、外延等品类，对应约 100 亿美元市场 。3）其他设备：公司有望借助上海睿励协同优势布局过程控制设备（约 80 亿美元市场）；同时投建 VOC 设备产线，进军环保市场及平板显示设 备市场；长期看，公司计划进军光伏设备市场（50 亿美元），成功进入后，将打开广阔空间，料将成长为泛半导体设备平台型龙头。市场空间

19、：料 2022 年全球近千亿美元规模，受益国内晶圆厂快速扩产领先全球预计 2022 年全球半导体设备销售额突破千亿美元。半导体设备市场规模受到经济波 动与技术变革影响呈周期性上升， 2020 年全球市场规模达到 711.9 亿 美元，同比+19.15%，疫情后经济快速复苏导致供不应求，制造端大规模扩产带动下，预计 2021 年全球市场规模上升至 953 亿美元，同比+33.87%，2022 年将突破 1000 亿美元。从区域上看：中国大陆半导体设备市场规模于 2020 年攀升至全球首位。聚焦中国大 陆市场来看，2020 年半导体设备市场规模约 187.2 亿美元，同比+39.18%。中国在全球

20、 半导体设备领域中的地位不断提高，市场规模占比从 2011 年的 8%提升至 2020 年的 26%，首次达到全球第一，其次为中国台湾、韩国，分别占比 24.09%/2.59%。根据 SEMI 预测，中国大陆、中国台湾、韩国在 2021 年仍是全球半导体设备领域的前三大市 场。从类型上看：半导体设备细分类型较为分散，光刻、刻蚀、薄膜沉积价值量占比最 大。晶圆制造是半导体设备价值量最高的环节，根据 SEMI 数据，2020 年全球半导体设 备市场中晶圆制造/测试/封装设备销售额占比分别为 86.12%/8.46%/5.42%。晶圆制造设 备从类别上可分为刻蚀、薄膜沉积、光刻、检测、离子掺杂等十多

21、类，其中光刻、刻蚀、 薄膜沉积设备是集成电路前道生产工艺中最重要的三类设备。根据 Gartner 数据，2019 年按全球晶圆制造设备市场中，光刻、刻蚀、薄膜沉积设备价值量占比最高，分别约25%/24%/21%。从晶圆厂扩产情况看：中国大陆快速扩产，国产设备厂商迎来发展机遇。为满足通信、计算、医疗保健、在线服务和汽车等下游市场对芯片的需求，预计 2021/22 年全球将有 19/10 座新建的高产能晶圆厂，其中中国大陆地区新建数量领先，分 别为 5/3 座。SEMI 预计 29 座新建晶圆厂设备支出超过 1400 亿美元，其中 15 座将为 300mm（12 英寸）型，月生产合计多达 260

22、万片晶圆（等效 8 英寸），此外还有 8 座晶 圆厂可能于今明年建设。根据 IC Insight 预测，全球/中国晶圆产能将由 2018 年的 1945/243 万片/月升至 2022 年的 2391/410 万片/月（等效 8 英寸），CAGR 约 5%/14%。 聚焦中国大陆晶圆厂（硅基）新建及扩产产能情况，中芯国际、华虹集团、长江存储、 长鑫存储、等晶圆厂均有扩产计划，并加速国产设备验证导入，国产设备厂商将迎来发 展机遇。竞争格局：美日欧厂商占据优势，国内厂商以点带面突破全球格局：美日欧厂商长期占据市场主导，2020 年 CR15 超 80%。 2020 年全球半导体设备领域市场营收规模

23、约 924.1 亿美元，同比 +18.4%，然而 TOP15 公司均为欧美日韩厂商，中国大陆厂商在全球市场占比仅约 2%左 右。具体来看，美国应用材料、荷兰阿斯麦营收规模上遥遥领先，2020 年分别为 163.7/154.0 亿美元，占据 17.7%/16.7%的市场份额，其次为泛林、东京电子等众多龙头 厂商，2020 年全球半导体设备领域 CR15 高达 82.6%。聚焦国内：技术能力快速提升，细分领域点状突破。经过多年的技术研发和沉淀， 国内半导体设备厂商在产品品质、品牌信誉度、客户资源等方面不断追赶，现已在细分 领域具备能力。中微公司已是我国半导体设备领域领先厂商之一。未来国内设 备厂商

24、有望在技术上不断突破，实现产品品质及营收体量的提升，持续追赶海外龙头。三、刻蚀设备：国内龙头，产品满足先进制程工艺需求市场空间：全球刻蚀设备市场约 140 亿美元全球刻蚀设备以干法刻蚀设备为主，市场规模约 140 亿美元。刻蚀是指通过溶液、 离子等方式剥离移除晶圆表面材料，从而达到集成电路芯片结构设计要求的工艺环节。 随芯片制程缩进与三维结构升级，更复杂的刻蚀工艺和步骤数量对刻蚀设备的数量、质 量要求持续增加。从工艺技术看，刻蚀可分为湿法刻蚀和干法刻蚀，由于干法刻蚀精确 度、洁净度更高而成为主流，干法刻蚀占比约为 90%。从刻蚀对象的材质看，刻蚀可分为介质刻蚀（占比 44%，2020 年，下同

25、）和导体刻蚀（占比 56%，其中主要为硅刻蚀，少部分为金属刻蚀），该机构预计 2020-2025 年 CAGR 分别约为 6.4%/5.4%。根据不同材质的特点，由于 CCP（电容耦合等离子刻蚀） 的等离子体轰击力强，适合刻蚀氧化物、氮氧化物等较硬的介质材料等；ICP（电感耦合 等离子刻蚀）的等离子体密度高，能量较低，易于控制，适合刻蚀较软或较薄的材料， 用于单晶硅、多晶硅、金属以及部分介质材料等。市场格局：美、日大厂垄断，公司细分领域突破刻蚀设备市场高度集中，海外大厂三足鼎立，2019 年 CR3 超 90%。 2019 年，泛林半导体（52%）、东京电子（20%）、应用材料（19%）分列全

26、球刻蚀设备 市场前三。其中，在导体刻蚀领域，泛林半导体与应用材料两家独大， 2020 年泛林半导体（54%）、应用材料（30%）、东京电子（5%）分列前三；在介质刻蚀 领域，东京电子与泛林半导体双雄争霸， 2020 年，东京电子（53%）、 泛林半导体（38%）、中微公司分列前三。中微公司细分突破加速追赶，趋势下份额提升未来可期。随着国内刻蚀厂 商技术提升，部分厂商成功进入龙头存储厂/晶圆厂供应链。存储厂方面，参考长江存储 刻蚀设备招标情况，按设备台数统计（下同），2018-2020 年来国产刻蚀机中标比例约在 30%上下，招标的国内厂商数量由 2018 年中微公司 1 家拓展至 2020 年

27、的 4 家。晶圆厂 方面， 2018-2020 年来国产刻蚀机中标比例约在 50% 上下，其中中微公司的占比由 2018 年的 1.6%快速上升至 2020 年的 28.6%。同时，中微公司的刻蚀设备已进入全球龙头台积电 5nm 产线，是台积电 5nm 产线中唯一一家国产设备公司，与全球龙头刻蚀厂商泛林半导体、应用材料、东京电子和日立高新比肩。竞品对比：CCP+ICP 布局全面，双台式优势显著，各指标达国际先进水平公司刻蚀产品线覆盖 65 纳米-5 纳米各制程，紧跟头部客户迭代研发。同时已开发出 小于 5 纳米的产品用于若干关键步骤加工，获得行业领先客户的订单，目前公司正配合 客户需求，开发新

28、一代刻蚀设备和包括更先进大马士革在内的刻蚀工艺，能涵盖 5 纳米 以下的更多刻蚀需求和更多不同关键应用的设备。中微公司是国内唯一实现 ICP（电感性等离子体刻蚀）与 CCP（电容性等离子体刻 蚀）两种刻蚀技术路线的企业。中微公司 2004 年起开始 CCP 刻蚀设备开发，2007 年前 后实现产业化；公司 2012 年起开始 ICP 设备开发，之后已经在多家逻辑芯片和存储芯片 厂商的生产线上量产，截至 2020 年底，ICP 设备 Primo Nanova 设备已有 55 个反应台 在客户端运转，经过客户验证的应用数量也在持续增加。目前公司正在进行下一代产品 的技术研发以满足 7 纳米以下逻辑

29、芯片的需求。公司设备工艺应用较为全面，涵盖钝化 层、通孔、顶层通孔、有机掩模层、顶层沟槽等。中微公司独创双台式设计，降本提效优势显著。双反应台即一个反应腔中有两个反 应台，两个反应台有独立的射频功率系统，但共用同一套气体传输系统、压力系统及真 空系统。相较于单反应台，双反应台产品的优势在于单位面积生产效率更高、设备成本 更低，公司双反应台产品独特性在于公司拥有独特的等离子体约束设计，同时还能实现 独立的射频控制，使得每个反应台能实现相对独立控制，优化了设备的加工效率。配置 双反应台的刻蚀设备能帮助客户降低成本。中微公司的 Primo D-RIE、Primo AD-RIE 及 TSV 等刻蚀设备

30、运用了双反应台高产出率技术，可带有六个单独的单反应台的反应腔， 也可带有三个双反应台的反应腔。公司刻蚀设备效率、稳定性、均匀性比肩国际领先水平，已应用于台积电 5nm 芯片 加工。公司电容性、电感性等离子体刻蚀设备、深硅刻蚀设备的关键性能参数均已达到 国际同类设备水平，其中电感等离子体刻蚀设备的机台占地面积、深硅刻蚀设备的最大 装载能力、占地面积均已优于国际同类设备。中微公司产品线丰富，刻蚀设备同时覆盖 ICP 及 CCP 两种技术路线，单/双反应台产品已应用于主要系列产品。公司产品覆盖制程、 反应腔数量等指标均达到或优于国际同类设备水平，部分产品已应用于全球最先进的的 生产线上并用于 5nm

31、 芯片中若干步骤的加工。坚持核心技术自研，打造坚实专利壁垒。中微公司坚持核心技术自主研发，其双反 应台技术、电极喷淋板技术等已应用于量产设备中，保证刻蚀设备生产效率及性能表现 处于行业领先，同时已获得多向专利，技术壁垒坚实。公司深硅刻蚀设备（TSV）技术领先，已进入国际主流 MEMS 生产厂。随着硅通孔 技术逐渐应用于 CMOS 图像传感器、2.5D、三维芯片和芯片切割等领域，在先进封装应 用中成为关键技术，公司于 2010 年推出首款用于高性能硅通孔刻蚀应用的高密度等离子 体硅通孔刻蚀设备 Primo TSV，可配置多达三个双反应台的反应腔。每个反应腔可同时 加工两片晶圆，设备均可刻蚀孔径低

32、至 1 微米以下的孔洞，具有工艺协调性，可根据客 户需求产生不同的刻蚀形状。目前，公司的深硅刻 蚀设备的累计产量和销量分别为 14 腔、10 腔，已实现量产并进入国际主流 MEMS 厂商。驱动因素：多重曝光等工艺发展促使刻蚀重要性不断提升晶圆制程缩进采用多重曝光工艺，刻蚀步骤数与精确度要求大幅增加，对刻蚀机数 量和技术能力要求提升。随芯片制程提升，刻蚀设备精确度要求进一步提升。DUV 光 波长度（193nm）限制，20nm 以下制程无法直接进行一次光刻与刻蚀，而是通过采用多 重曝光工艺，通过多次沉积、刻蚀工艺实现制程，对刻蚀的质量与步骤数要求提升。据 未来智库，14nm 制程刻蚀步骤达 64

33、次，较 28nm 提升 60%；7nm 制程刻蚀步骤达 140 次，较 14nm 提升 118%。同时，芯片线宽缩小与刻蚀步骤重复对刻蚀精确度要求更严苛。 随着工艺演进，晶圆代工厂中刻蚀设备占比料将持续提升。存储器件结构 3D 化要求更高的刻蚀深宽比，同时驱动刻蚀设备占比提升。相较 2D NAND，3D NAND 增加集成度的主要方法是增加堆叠的层数，刻蚀要在氧化硅和氮化硅 一对的叠层结构上，加工 40:1 到 60:1 的极深孔或极深的沟槽。随着 NAND 闪存进入 3D 时代，3D NAND 层数的增加要求刻蚀技术实现更高的深宽比，刻蚀设备金额占比亦提升 至 50%，为 2D NAND 的

34、 3 倍以上。中微公司作为国内刻蚀设备龙头厂商，显著受益国内晶圆厂扩产+国产化趋势。2013-2020 年全球半导体设备市场规模 CAGR 12.21%，中国大陆半导体设备市场规模 CAGR 27.70%，增速远高于海外。在美国对华为、中芯国际等企业施加制裁后，国内晶圆厂出于供应链安全考虑，加快国产设备、材料、零部件的验证工作。以晶圆厂招投标数据为例，2018-2020 年，在长江存储的刻蚀机招标中， 中微公司设备数量位列第二（14.2%），仅次于美国泛林。截至 2021 年 1 月底，在华力 集成的刻蚀机招标中，中微公司设备数量位列第三（17%），仅次于泛林半导体和东京电 子。未来布局：扩产

35、能、强研发，持续提升公司市场地位和盈利水平产能方面，通过定增突破产能瓶颈，2026 年达产后产能较 2020 年提升 6 倍。公司 2019 年刻蚀产品产能利用率达 110%以上，2020 年 1-9 月高达 116.78%，处于超负荷状 态，公司通过实施定增募集资金建设临港产业化基地，计划扩充刻蚀设备产能 630 腔/年， 公司预计 2026 年全部达产后产能较 2020 年提升 6 倍。技术方面，通过研发实现产品线扩张，强化产品的市场竞争力与公司的抗周期能力。公司通过建设中微临港总部和研发中心项目，在 CCP、ICP 领域，面向 7nm 及以下逻辑芯片、17nm 及以下 DRAM 芯片、1

36、28 层及以上的 3D NAND 存储芯片、部分 14nm 及以 下逻辑芯片乃至 3nm 及以下的高精度逻辑芯片等细分市场，匹配其先进制程及工艺需求 开发下一代刻蚀设备，并在大马士革刻蚀、ALE 原子刻蚀等国内尚处空白的领域寻求突破，凭自身产品性能、成本优势并加码技术研发，不断提升产品竞争力，在细分市场加速追赶领先大厂。若按照本次定增扩产计划测算，假设新增产能在 2030 年产能满载，且暂不考虑未来 潜在新增扩产，预计 2030 年刻蚀设备收入达 77.52 亿元。本次定增募投项目将于 2025 年建设完成，建成后总体产能及 2026-2030 年产能利用率预计如下，假设公司产销率为 100%

37、，并且随技术升级、新品推出，刻蚀设备单腔平均售价维持在 800 万元，则测算得公司 2030 年刻蚀设备领域营收将达 77.52 亿元，2026-2030 年 CAGR 为 10.0%。2020 年公司刻蚀设备收入为 12.89 亿元，按此计算 20202030 年 CAGR 预 计为 19.7%。四、CVD 设备：MOCVD 全球第三，未来打开更大市场市场格局：中微公司打破海外大厂垄断1、薄膜沉积设备：2020 年市场规模超 170 亿美元，设备工艺类型众多行业概览：市场规模超 170 亿美元，设备工艺类型众多，广泛用于集成电路前道制 造。薄膜沉积是指半导体制造中任何在硅片衬底上沉积一层膜的

38、工艺，这层膜可以是导 体、绝缘物质或者半导体材料。在半导体行业下游需求增长以及技术变革的推动下，全 球薄膜沉积设备行业持续稳定发展。 2020 年全球半导体薄膜沉积设备市场规模约 172 亿美元，同比+11%，该机构预计 2025 年升至 340 亿美元，2020-2025 年 CAGR 约 14.6%。 CVD 设备（PECVD、 管式 CVD、非管式 LPCVD、MOCVD 等）在其中约占 66%，其中 PECVD 设备占比最高，为整体薄膜沉积设备市场的 33%；ALD 设备占比 11%；PVD 设备（溅射 PVD、电镀 ECD）约占 23%。从集成电路前道制造工艺流程来看，薄膜沉积设备在

39、多个环节使用， 是生产工艺中的核心设备之一。市场格局：国际巨头寡头垄断，空间广阔，国内沈阳拓荆、北方华创领先。薄膜设备具有较高的技术门槛，行业龙头企业通过多年的技术积累和规模效应，已经建 立了较高的行业壁垒。全球半导体薄膜沉积设备市场高度集中，目前呈国外供应商寡头 垄断格局。 2019 年，在全球 CVD 设备市场中，应用材料/泛林半导 体/东京电子分列前三，份额为 30%/21%/19%，CR3 高达 70%；在 ALD 设备市场中， 龙头东京电子/先晶半导体份额分别为 31%/29%；在 PVD 设备市场中，应用材料处于垄断地位，占比高达 85%。聚焦于中国市场， 2020 年我国薄膜沉积

40、设备存有量中约 98%为进口设备，国产设备仅占 2%。沈阳拓荆、 北方华创为我国领先的薄膜沉积设备厂商，商用设备中已掌握最高制程为 14nm，并且应 用于长江存储等下游客户。根据中国国际招标网统计，长江存储 2018-20 年分别招标 38/218/242 台薄膜沉积设备 ， 其 中国内厂商分别合计中标 2/5/7， 占 比 5.26%/2.29%/2.89%，目前薄膜沉积设备仍以海外进口设备为主，空间广阔。2、MOCVD 设备：2020 年 8 亿多美金市场，Mini/Micro LED、功率器件等 带来增量MOCVD 设备全球市场 2020 年约 8.40 亿美元，主要应用于 LED、功率

41、器件等外延 片的生产环节。LED 应用中，蓝绿光 LED 的外延材料为氮化镓（GaN），红黄光 LED 的 外延材料为砷化镓（GaAs），蓝绿光芯片成本较低，直接针对照明市场（LED 芯片最大 下游），因而为 LED 芯片主流，而直显 RGB LED 对蓝绿光与红光需求约为 2:1；未来 LED 照明市场规模趋稳，Mini/Micro LED 显示拉动芯片需求，料红黄光芯片需求增速将 大于蓝绿光芯片。功率器件中，外延材料在低压（通常指 650V 以下）领域为 GaN，高 压领域为碳化硅（SiC）。MOCVD 设备市场：年均复合增速料将达约 8.5%，亚太地区增速最快。伴随电子电力、Mini-L

42、ED 等领域对 MOCVD 设备的需求提升，全球 MOCVD 设备市场规模有望从 2020 年的 8.40 亿美元增长至 2028 年的 16.38 亿美元，年 均复合增速将达约 8.5%。按品类划分看，III-V 族化合物半导体复合增速最高，预计为 9.50%；按应用划分看，光电子增速高于电子电力，预计复合增速 9.20%；按地区划分看， 亚太地区市场规模增速最快，为 9.70%。中微公司打破 MOCVD 领域国际大厂垄断格局，份额快速成长至全球前三。MOCVD 行业集中度高，2020 年 CR3 份额近 100%。2010 年以前，MOCVD 设备市场主要由爱思强、维易科等国际企业占据，呈

43、寡头垄断格局，而后由于日本颁布出口禁令， 大阳日酸市场份额急跌，CR2 一度超 90%。而后中微公司进军 MOCVD 市场，2012 年 首台 MOCVD 研发成功，2017 年公司推出技术含量更高的 Prismo A7 型号 MOCVD 设备， 逐步打破国外大厂垄断局面。 2018 年下半年起公司的 MOCVD 占据 了全球新增 GaN 基 LED MOCVD 设备市场的 60%以上，细分领域市占率全球第一；公 司打破了爱思强、维易科等海外厂商的垄断格局，2019 年市占率 28%，位列全球第二。 在 GaN 基 LED MOCVD 设备市场，2020 年公司市占率超过 50%。竞品对比：更

44、有利于批量生产降本提效，扎根国内具备天然优势产品矩阵：适配蓝绿光 LED/ mini LED 外延片批量生产，高阶特殊应用不断追赶。 在蓝绿光 LED 外延片领域，公司第二代 Prismo A7 产品较爱思强、维易科公司产品能够 支持更多的衬底尺寸类型，并且具备更高的产能，更适用于批量生产，第三代产品将采 用 31 英寸反应器，更好满足客户需求并协助客户降本提效；在 mini LED 外延片领域， 公司 Prismo Unimax 通过配备 785mm 大直径石墨托盘，可支持 164*4/72*6产能，优于竞争对手。在其他高阶特殊应用领域，公司仍在不断追赶头部企业，已通过 Prismo HiT

45、3 产品布局深紫外 LED 外延片，而爱思强、维易科在功率器件、光电器件领域已推出产品， 并且维易科产品可涉足 5G 射频、VCSELS、边发射激光器等。服务对比：提供全球化服务，在 LED 芯片大国（中国大陆）市场具备天然优势。中国大陆是全球 LED 芯片的主要产地，2018 年在全球市场中占据 67%的份额，其次为中国台湾，占比 25%。从中国市场来看，LED 上游（外延片、芯片） 产业中三安光电、华灿光电等企业较为领先，产业聚集在厦门、湖北、江苏等地区。中微公司已形成了全球化服务布局，总部位于中国，并且在南昌设立产业基地进行 MOCVD 设备的研发、设计、生产和销售， 生产和服务更加贴近

46、下游厂商，有地缘优势。客户资源：聚焦亚洲市场，覆盖三安光电、华灿光电、乾照光电等头部企业。公司首台 MOCVD 设备 Prismo D-Blue 于 2013 年推出，此后陆续推出 Prismo A7、Prismo HiT3、Prismo Unimax 产品，高性价比优势助力下游客户在蓝绿光 LED 外延片生产上降 本提效，同时支持开展深紫外 LED、mini LED 等领域生产，已获得客户广泛使用。目前 公司 MOCVD 设备产品已覆盖亚洲多家头部 LED 企业，包括三安光电、华灿光电、乾照 光电、璨扬光电、兆驰股份、三星等。业绩拐点：Mini LED、功率器件等应用有望带动 MOCVD 设

47、备业务重回 增长中微公司 MOCVD 设备业务过去主要应用于照明 LED 市场，由于过去几年照明 LED 产能趋向于饱和，公司 MOCVD 设备业务收入在 20182020 年期间经历了下滑， 2021 年中微公司的 MOCVD 设备业务将迎来拐点，随着 Mini/Micro LED 市场 的兴起、公司功率器件新品的推出，该业务有望重回增长。驱动因素一：Mini LED 加速商用，中微发布用于 Mini LED 的 MOCVD 设备 Prismo Unimax，性能优异比肩 AIXTRON。以 AIXTRON 的 Mini/Micro 用 MOCVD备 AIXTRON 2800G4-TM(IC

48、2)作为竞品，公司产品优势突出：（1）通过大直径及四反应 腔配置倍增产能效率。公司采用 31”大直径托盘，同样排布方式下 6”外延片可放置 10 片/ 托盘，大于竞品 8 片/托盘；通过优化排布方式，公司产品单托盘内 4”外延片可排布 27 片/托盘，远大于竞品的 15 片/托盘。通过石墨盘的调整，还可扩展至单托盘加工 4”外延41 片/炉次。此外，公司设备配置四反应腔，使得可同时加工的外延晶片数倍增，且采 用可独立控制的反应腔运行模式，提升效率的同时具备卓越的生产灵活性。（2）优化设计使波长均匀性及缺陷控制表现优异。通过优化加热系统和晶片载体设计，公司在 4”和 6”PSS 衬底上生长的蓝色

49、和绿色 LED 实现了优异的 LED 波长均匀性，在发射波长为 458nm 的 4 英 寸 PSS 衬底上 生长的蓝 光 LED，其片 内 /片间均匀性分别达到 0.66/0.54nm，比肩竞品均匀性 0.6nm 的水平。公司跟随头部 LED 芯片厂商开拓 Mini LED 市场。龙头厂商纷纷凭借技术和规模优势向 Mini/ Micro 等高端领域布局。据 LEDinside 官网，2020 年各厂商相关投资总额 达 252 亿元，全年超 10 亿级项目达 12 个。目前晶电、三安、华灿等多家厂商已实现量 产，2021 年 4 月正式投产的湖北三安 Mini/Micro LED 芯片生产线，总

50、投资 120 亿元，其 中蓝绿光 Mini/Micro LED 4 吋片 GaN 芯片规划年产 161 万片，对应 MOCVD 设备约 27 腔。此前公司设备已出货三安、兆驰等头部芯片厂商，21 年新发布聚焦 Mini 应用的 Prismo Unimax 设备，有望随客户布局及产线投建而持续出货提升市占率。驱动因素二：中微公司布局研发功率器件 MOCVD 设备，带来增量市场空间。公司通过定增募投项目加码宽禁带功率器件外延生长设备的研发，针对下一代硅基 GaN、SiC 功率半导体应用进行 MOCVD 技术和平台的研发。SiC 和 GaN 均为目前重要的功率器件 外延材料，两类材料的外延片过程相似

51、，其中 SiC 主要用于高压器件，外延厚度更厚， 掺杂浓度的均匀性、缺陷控制的难度要求高于 GaN。公司在此前 IPO 募投项目中已布局 硅基 GaN 功率器件外延设备的研发，在本次定增中布局 SiC 功率器件外延设备的研发， 有望打开增量市场空间。驱动因素三：公司未来有望拓展深紫外、红黄光等其他 LED 市场。公司于 2021 年 7 月完成定向增发募集资金，其中 3 亿元用于与合作伙伴协同开发红黄光 MOCVD 设备。 此外，公司用于深紫外光 LED 的 MOCVD 设备已在行业领先客户端验证成功，有望受益 UV LED 下游需求景气持续出货。用于红黄光 LED 的 MOCVD 设备需支持

52、 GaAs 衬底，复杂工艺高难度有望提升 MOCVD 价值量。红黄光 LED 芯片通常是在 GaAs 的基板上进行外延生长，其结构是电 极分布在衬底上下两侧的垂直结构或反极性结构，生产工艺包括蒸镀、光刻、减薄、合 金、刀片切割、单电极；而蓝绿光 LED 是在蓝宝石及 SiC 基板上进行外延生产，其结构 是电极分布在衬底上下两侧的垂直结构，生产工艺包括蒸镀、光刻、减薄、合金、激光 切割、双电极。且红黄光 LED 所采用的外延材料与衬底之间的晶格匹配度较高，对材料 缺陷更加敏感，故因此用于红黄光 LED 的 MOCVD 设备需要支持 GaAs 衬底及相应的单 电极技术，还需要满足更高的外延材料质量

53、要求。红外 LED 常用的衬底与红黄光 LED 相 近，生产工艺同样较为复杂。红黄光 LED 下游厂商积极布局，有望带动设备需求。随着下游显示屏、红外安 防、电子设备指示灯、交通指示灯、夜景工程、车载照明等众多领域新需求，红黄光LED 及红外 LED 市场空间增速较快，其中 2020 年红外 LED 市场规模预计为 7.2 亿美元， 2016-2020 年 CAGR 为 24%。目前设备主要由 AIXTRON 和 Veeco 两家国外企业主导，代表产品是 AIXTRON 的 AIX 2800G4-TM 和 Veeco 的 Lumina 系列，其客户包括三安光电、乾照光电，乾照光电拥有红黄光 M

54、OCVD 共 42 腔， 三安光电也在 2018 年下单购买 AIXTRON 设备 AIX 2800G4-TM 加速布局红黄光 LED 市 场。乾照光电、三安光电等下游厂商持续布局，公司定增加码红黄光 MOCVD 设备研发， 未来有望受益下游厂商扩产。未来布局：与沈阳拓荆协作，拓展 IC 领域 CVD/ALD 等薄膜沉积设备公司聚焦：面向 IC 生产中薄膜沉积需求，延伸布局 HPCVD、LPCVD、ALD 等设 备。公司 2020 年定增募集资金将部分投向中微临港总部和研发中心的 7 项新产品研发项 目，其中包括 HPCVD 等设备的研发及应用，该项目面向集成电路工艺中沉积工艺需求， 开发 H

55、PCVD、导体薄膜的 LPCVD 低压热化学设备和 ALD 原子层沉积设备，硅和锗硅 等 EPI 单晶生长设备等。该项目研发上由公司副总裁级主管人员牵头主持，具备多年的 MOCVD 设备经验；技术储备上已拥有“半导体工艺件处理装置”等近 10 项专利，公司 预计 2024 年 12 月实现设备商用。公司优势一：战略入股沈阳拓荆，合作共促业务发展。沈阳拓荆成立于 2010 年，专 注于逻辑电路制造环节中薄膜沉积设备的研发、生产和销售，在 PECVD 等离子体加强的 化学薄膜设备和 ALD 原子层化学沉积设备上有多年的开发历史，中微于 2016 年参股沈阳拓荆。公司目前（截至 2021 年 8 月

56、 19 日）持有 11.2%股份，中微 公司董事长、总经理尹志尧先生及董事杨征帆先生担任沈阳拓荆董事，双方在业务上展 开紧密合作。具体合作形式如下：中微公司向沈阳拓荆：1）采购薄膜加工业务：根据芯片制造 的工艺流程，刻蚀工序需要在沉积好的薄膜之上进行，为验证测试刻蚀工艺，中微公司 向沈阳拓荆提供晶圆，沈阳拓荆根据要求在晶圆上沉积特定材料的薄膜后送还中微公司， 收取服务费。此外，中微公司于 2019 年向沈阳拓荆购买一台单腔 PECVD 设备，自行加工薄膜用于刻蚀设备研发测试；2）提供中国台湾地区代销服务：沈阳拓荆目前员工主要分布在中国大陆，中微公司下属的新加坡商中微公司设备股份有限公司分公司作

57、为合作方，由其负责维护沈阳拓荆中国台湾地区客户关系、提供场所和售后服务等工作。3） 预计将合作开发 PECVD 等设备：根据中微公司 2020公告，公司将在未来五年内 投资 3 亿元与国内设备公司合作研发 PECVD 等化学薄膜设备，预计公司将与沈阳拓 荆展开深度合作。沈阳拓荆向中微公司：1）采购零部件：沈阳拓荆向中微公司零星采购零部件， 包括节流阀、物料升降机小工具、碳钢制螺钉等，主要用于研发活动。2）采购软件许可 权：沈阳拓荆使用中微公司的 300 毫米 CVD 系统控制软件源代码参考包和工厂自动化软 件包进行软件开发，并应用于公司生产的设备。双方在业务上共同合作，协同效应逐步显现。公司优

58、势二：具备等离子刻蚀、MOCVD 设备研发经验，可延伸应用到 CVD 设备。化学气相沉积（CVD）可划分为高温化学气相沉积（HTCVD）、中 温化学气相沉积（MTCVD）、等离子体增强化学气相淀积（PECVD）、常压化学气相淀 积（APCVD）、金属有机化学气相沉积系统（MOCVD）等。公司已具备等离子刻蚀（包 括 ICP 型和 CCP 型）设备的量产能力，拥有丰富的研发经验和技术储备，有利于公司在 PECVD 设备的研发及应用。另一方面，公司在 LED 芯片用 MOCVD 设备上同样有着多 年的技术积累，能够延伸应用到集成电路用 CVD 设备的开发。五、展望未来：内生外延，打造泛半导体平台型

59、设备企业平台型规划：见贤思齐，国际龙头多以刻蚀、CVD 起步，内生外延发展他山之石:研发创新+收购扩张铺就海外龙头发展之路。总体来看，泛半导体设备市 场多呈海外大厂寡头垄断格局，龙头企业应用材料（AMAT）、阿斯麦（ASML）、泛林 （Lam Research）及东京电子（TEL）的成长均由自主研发创新建立技术壁垒，并逐步 通过收购扩张拓展品类、建立协同、打造平台、巩固优势、提升份额。VLSI 统计的 2020 年营收规模全球前 10 的半导体设备厂商半数布局了刻蚀设备领域，半导体设备领域前五 厂商中，应用材料、泛林半导体、东京电子均为刻蚀设备头部厂商。以 AMAT 成长史来看：1）自主研发创

60、新推出核心产品，技术领先行业壁垒坚 实。AMAT 成立以来坚持研发创新，历年研发费用率均值超 15%，推动技术创新、产品 迭代，保持全球领先，研发创新可分为四个时期。2）对外收购拓展品类，延伸进军泛半 导体领域，成为平台型设备龙头。公司通过外延并购，布局半导体制造（如前道量测） 设备、光伏电池制造设备等，拓展品类形成协同，大幅提升营收体量及产业链地位，根据收购的活跃程度可分为三阶段。以 Lam 成长史来看：刻蚀起家，内生加并购成为半导体设备龙头。公司自 1980 年成立以来，刻蚀设备起家并在该领域不断推陈出新，引领行业发展，涵盖 CCP/ICP/原子层不同原理设备，并可广泛用于氧化物刻蚀、深硅