涂胶显影设备行业之芯源微研究报告

涂胶显影设备行业之芯源微研究报告一、国产涂胶显影设备龙头，持续拓展前道产品带来营收增长新动力1、国产涂胶显影设备龙头，加速从后道先进封装过渡到前道制造领域芯源微多年承担国家“02

专项”，是国内老牌设备龙头。芯源微成立于

2002

年

12

月

17

日，是中科院沈阳自动化研

究所发起创建的国家高新技术企业；2008

年，公司获批承担国家“十一五”极大规模集成电路制造装备及成套工艺

专项（“02

专项”）中的“凸点封装涂胶显影、单片湿法刻蚀设备的开发与产业化”项目，项目执行期为

2009-2012

年，公司是

02

重大专项支持的唯一一家国产涂胶显影设备企业；2012

年之前，公司产品主要面向小尺寸封装及

LED等领域；2012

年公司承担的国家“十二五”02

重大专项的“300mm晶圆匀胶显影设备研发”项目获得立项批复，

加大力度拓展先进封装领域，在项目执行期

2012-2015

年，成功突破前道领域超薄胶膜均匀涂覆、精细化显影、精

密温控热处理等多项核心关键技术；在

2018

年，公司出厂验证第一台前道涂胶显影机，成功切入前道市场；2020-2021

年，公司加速拓展前道产品，前道涂胶显影/清洗设备新品持续取得突破。公司多名高管具有丰富设备开发经验。公司董事长宗润福先生在沈阳自动化研究所任职

14

年，享有享受国务院政府

特殊津贴，曾获得多项国家级、省级奖项；董事胡琨元先生自

2006

年至今一直供职于沈自所；董事、CTO陈兴隆先

生曾先后担任应用材料资深工程经理、三星电子生产技术研究所首席工程师、SEMESAmericaInc.技术创新官。公司背靠中科院沈阳自动化研究所，无控股股东和实控人。2002

年芯源微由沈阳先进制造和韩国

STL合资设立，中

科院沈自所（沈阳自动化研究所，下同）通过先进制造持有芯源微

64.29%股份。2003-2005

年先进制造由中科院沈

自所控股企业变为参股企业，芯源微变为无实控人公司。2006

年，韩国

STI将持有的

28.57%股权全部转让。目前公

司第一大股东沈阳先进制造（由芯源微董事郑广文实际控制）持股

17.06%；沈自所为第二大股东，持股

12.50%；

公司董事长宗润福持股

3.15%。公司无控股股东和实际控制人。公司主要产品包括涂胶显影机和单片湿法设备，各产品线均加速从技术成熟的后道领域过渡到前道领域。公司产品包

括涂胶显影设备（涂胶显影机、喷胶机）和单片湿法设备（清洗机、去胶机、湿法刻蚀机），可用于

8/12

英寸单晶圆

处理（如集成电路制造前道晶圆加工及后道先进封装环节）及

6

英寸及以下单晶圆处理（如化合物、MEMS、LED芯片制造等环节），主要面向台积电、上海华力、中芯国际、上海积塔、华天科技、长电科技等国内外知名厂商。公

司在后道领域拥有近

20

年深厚的技术积累，并成功进入更广阔的前道市场，目前加速向前道领域渗透。涂胶显影设备：后道先进封装、LED、小尺寸等领域国内市占率第一并应用国内外大客户产线中，目前扩大前道工序设备占比。公司生产的后道涂胶显影设备适用于凸点（Bumping）、WLCSP、Fanout等多种封装工艺，前道设备在

offline工序实现量产，在

I-Line工序通过部分客户验证并小批量产，KrF、ArF、ArFi等工序验证或研发顺利。公司前

道涂胶显影设备通过在客户端的验证与改进，在多个关键技术方面取得突破，已陆续获得了上海华力、长江存储、武

汉新芯、中芯绍兴、士兰集科、株洲中车等国内各类晶圆厂订单；在集成电路制造后道先进封装、化合物、MEMS、

LED芯片制造等环节，已应用在台积电、长电科技、华天科技、通富微电、华灿光电、乾照光电、澳洋顺昌、中芯绍

兴、中芯宁波等国内一线厂商。单片湿法清洗：物理清洗机技术成熟，未来化学清洗机有望打开成长天花板。公司单片湿法设备包括去胶机、湿法刻

蚀机和清洗机，单片物理清洗机覆盖成膜前/成膜后、等离子刻蚀后、离子注入后、化学机械抛光后、金属沉积后清

洗等多环节。公司此前专注于物理清洗领域，专家大古正美拥有多年

DNS清洗设备开发经验，帮助公司奠定国内物理清洗设备龙头地位，目前公司物理清洗机在国产产线市占率相对较高，前道物理清洗机已在上海华力、中芯北方、

厦门士兰集科、青岛芯恩、上海积塔、武汉新芯等多个

Fab厂通过验证，近几年的新品刷片清洗机

SpinScrubber已经获得批量重复订单。公司化学清洗机处于研发过程中，未来有望进入规模数倍于物理清洗的化学清洗领域，打开

成长天花板。零部件：自研比重逐步提升。公司设备核心零部件为机械手、热板、胶泵、喷嘴等，此前主要依赖从日本进口，但公

司近年来逐渐加大自研零部件比重，以降低成本并保证供应链安全。以涂胶显影设备零部件为例，公司已建立高产能

架构平台，在机械手、热板等零部件国产化方面取得一定进展。2、受益于技术突破和行业高景气度，公司营收和在手订单大幅增长2020

年之前公司处于前道设备市场开拓阶段，营收体量较小，2020

年以来随着设备验收取得突破，营收大幅增加。

2017

年之前，公司主要设备为面向后道封装的涂胶显影设备，清洗设备在

2017

年之后逐渐放量。2020

年之前前道

设备尚处于验证阶段，整体营收体量较小且增速缓慢；2020

年公司前道涂胶显影机陆续获得上海华力、中芯绍兴、

厦门士兰集科等大客户订单，前道清洗机

SpinScrubber通过中芯国际、上海华力、厦门士兰集科等工艺验证，并获

得国内多家

Fab厂批量重复订单，制程进步到

28nm，2020

全年公司实现营收

3.29

亿元，同比+54.30%；2021

年

前三季度，一方面行业景气度高涨，公司前后道设备产能利用率均满载，一方面公司前道产品收入贡献开始显现，21Q1

前道产品确认收入占比近

50%，超过

2020

全年水平。2021

前三季度公司实现营收

5.47

亿元，同比+158.20%。公司主要设备销量波动较大，单价随设备高端化而提升。公司各类设备销量波动较大，主要系公司下游客户较为集中，

不同期间销售产品类别、型号和验收节奏等随客户投资节奏、建设周期、行业景气度等波动较大。由于公司产品持续

从后道进入前道领域，而前道新品

ASP普遍在千万人民币级别，因此产品单价有稳步提升态势。展望

2022/2023

年，在手订单饱满+定增扩张产能+前道持续放量，公司收入有望保持高增长态势。1）合同负债和存货递增，在手订单饱满：2020

年以来，公司合同负债和存货金额均持续提升，且从

20Q4

以来增长

明显加快，2021Q3

末公司的存货/合同负债金额为

8.03/2.88

亿元，环比上升

30%/14%。据公司定增问询函披露，

截至

21Q3

公司在手订单金额为

13.31

亿元，较

2020

年末增长

73.44%，2021

年前三季度公司前道/后道设备新签订

单金额分别为

3.10/3.62

亿元，分别同比增长

221.5%/217.5%；2）公司再融资扩产保障产能：彩云路一期厂区计划将于

2021

年底至

22H1

投产，并募资约

10

亿元用于上海临港及

彩云路二期项目；其中彩云路二期项目投产后预计年销售额为

7.45

亿元，上海临港项目投产后预计年销售额为

9.27

亿元，定增项目预计在

2023

年前后投产。3）前道设备持续放量，拓展更大市场：

2021

年前三季度新签订单中，前道设备占比近

50%。①涂胶显影设备：公

司

I-Line涂胶显影设备联机问题已攻克并通过验证，可以与

ASML、佳能、上海微电子（SMEE）等光刻机联机使用，

KrF、ArF、ArFi设备持续验证，有望进入比

offline设备更大的市场。②清洗设备：公司物理清洗机在国内市场份额

稳固，化学清洗机正在上海临港进行研发，未来有望进入市场空间更大的化学清洗市场。涂胶显影设备毛利率较为稳定，单片湿法设备毛利率存在较大波动。2016-2021

前三季度公司后道涂胶显影设备占比

较高，该类设备毛利率维持在约

41%-45%之间，因此整体毛利率也较为稳定，在

39%-46%左右波动。公司单片湿法

设备分为清洗机、去胶机、湿法刻蚀机，清洗机又分为半自动/面向先进封装的全自动/面向平板显示的全自动清洗机，

此前清洗机销量较小，每年半自动/全自动机型销量变动对平均单价影响较大，因此毛利率波动较大。随着设备零部件自研比例提高，公司长期毛利率有上升空间。公司涂胶显影设备零部件主要为机械手、热盘和胶泵，

此前核心零部件依赖于进口，并且公司前道涂胶显影设备相较后道所需机械手数量更多，更依赖进口，因此此前毛利

率相对较低。未来随着零部件自研比例逐渐提升、成本降低，有望带动整体毛利率提升。毛利率受单片湿法设备影响而存在一定波动，2021

年前三季度净利率较

2020

年下滑

5.6pcts。2019-2021

年前三季

度公司毛利率分别为

46.21%、41.95%和

39.59%，呈下滑趋势。由于公司

2020

年投资收益和其他收益同比上升、期间费用率同比下滑，因此营业利润率降幅较小。此外，2020

年公司取得

1814

万元营业外收入，导致净利率高于

2019

年。2021

年前三季度营业利润率较

2020

年下滑

2pcts，但由于营业外收入的大幅减少，净利率下滑

5.64pcts。公司期间费用率整体较稳定，盈利能力逐年上升。2016-2020

年，公司期间费用率较为稳定，2021

前三季度随着规

模效应体现，管理/销售/研发费用率较

2020

年下降，带动整体期间费用率较

2020

年下降

8pcts。2021

年前三季度随

着公司收入大幅增长、期间费用率下降，分别实现归母净利润/扣非净利润

0.53/0.46

亿元，均超越

2020

年全年，扣

非净利润同比增长近

200%。3、公司研发投入力度较大，两年两次股权激励彰显收入增长信心公司研发人员占比及学历水平较高。截至

2020

年底，公司共有研发人员

144

人，占比

37%，其中本科及以上学历人

员占比

98.6%。截至

21H1，研发人员数量上升至

166

人，占比

35%，研发人员占比较高。截至

2020

年末，公司超

过半数员工学历为硕士及以上，整体学历水平较高。公司持续加大研发投入，研发投入占营收比例保持较高水平。自

2020

年以来，公司研发投入不断增长，2021

年前

三季度研发投入为

0.7

亿元，超越

2020

全年。研发投入占营收比例一直保持较高水平，2021

年前三季度近

13%。公司重视核心技术的自主研发，拥有一系列具有自主知识产权的核心技术，并广泛应用于公司产品的批量生产中。公司于

2020

年和

2021

年进行了两次股权激励，彰显对营收增长的信心。2020

年激励计划以

2020

年

9

月

25

日为

首次授予日，以

40

元/股的授予价格向

51

名激励对象授予

55.5

万股限制性股票；2021

年激励计划以

2021

年

4

月

26

日为首次授予日，以

40

元/股的价格向包括董事长、副总裁和核心技术人员在内的

36

名激励对象授予

65

万股限

制性股票。4、拟定增募资

10

亿元，用于上海临港和高端设备产业化（二期）项目公司于

2021

年

6

月通过定增方案，拟募集

10

亿元用于位于上海临港的研发及产业化项目、位于彩云路的高端晶圆

处理设备产业化项目（二期）和补充流动资金。公司目前飞云路厂区产能已达满载，新厂区扩产后

2024

年总体年产能有望达到

27

亿元。飞云路老厂区产能满载达

7

亿元年产能，彩云路包括

IPO募投项目及本次募投项目，分别建设高端晶圆处理设备产业化项目一期+二期，预计

2024

年达

10

亿元年产能，上海临港产线目前仍在建设中，预计在

2024

年年产能爬坡至

10

亿元。（1）上海临港研发及产业化项目上海临港研发及产业化项目位于上海闵行经济技术开发区临港园区。本项目预计建设期

30

个月，由公司全资子公司

上海芯源微企业发展有限公司实施。本项目计划总投资额

6.4

亿元，拟投入募集资金

4.7

亿元，其余以自筹资金投入。本项目建成并达产后，主要用于研发与生产前道

ArF光刻工艺涂胶显影机、浸没式光刻工艺涂胶显影机及单片式化学

清洗机等高端半导体专用设备，预计年销售额

9.27

亿元。（2）高端晶圆处理设备产业化项目（二期）高端晶圆处理设备产业化项目（二期）位于辽宁省沈阳市浑南区。本项目预计建设期为

30

个月，计划总投资额为

2.89

亿元，拟投入募集资金

2.3

亿元，其余以自筹资金投入。本项目建成并达产后，主要用于前道

I-Line与

KrF光刻工艺

涂胶显影机、前道

Barc（抗反射层）涂胶机以及后道先进封装

Bumping制备工艺涂胶显影机。二、全球半导体设备高景气持续，本土设备厂加速扩产1、全球半导体设备维持高景气行情，中国半导体设备规模稳居全球前两位半导体设备行业高景气度仍在持续。自

2020

下半年以来，全球半导体进入高景气行情，行业下游厂商积极备货，带

动晶圆厂和封测厂积极扩产，进而拉动半导体设备行业成长。SEMI预估

2021

年全球半导体设备销售总额将达到

1030

亿美元，同比+44.7%，创历史新高；根据

SEAJ数据，2021

上半年全球半导体设备出货额达

484

亿美元，同比+49.8%，

21Q3

出货额达

268

亿美元，同比+38%，连续五个季度创下历史新高；SEMI同时预计

2022

年设备市场有望

1140

亿美元，同比+11%，继续创新高。北美及日本半导体设备月度出货额连续多月同比高增长。1）北美：2021

年以来半导体设备出货额突破

30

亿美元，

11

月份出货额达到新高

39.14

亿美元，为本年单月次高水准，2021

年前三季度半导体设备出货额同比+47.3%。2）

日本：2021

年

5

月份达到

3000

亿日元高峰后略有回调，目前依旧保持在

2800

亿日元高位，2021

年前三季度半导

体设备出货金额同比+29.2%。中国半导体设备市场规模持续增长，21Q2

和

Q3

占比分别位居全球第一和第二。从

18Q1

到

21Q3，全球半导体设

备季度销售额从

170

亿美元提升至

268

亿美元，中国大陆市场占比从

15.54%提升至

27.13%。2020Q2-Q4

中国大陆

设备市场规模位居全球第一。2021

年以来韩国、中国大陆和中国台湾的市场规模分别在

Q1、Q2

和

Q3

出现环比大

幅增长，但大陆占比始终保持全球前二的地位。中国半导体设备进口额在

2021

年上半年保持高速增长，7-8

月增速大幅降低，但自

9

月起增速逐渐回升。根据中国

海关总署数据，自

2021

年以来，中国半导体设备进口额保持每月同比增加，2021

年

11

月中国进口半导体设备金额

为

327

亿美元，同比+32%，为历史第二高，国内半导体设备整体依然展现高景气度。2、代工厂扩产意愿积极，台积电指引

2022

年资本支出同比增长

33-47%自

2021

年产能紧张以来，晶圆厂产能利用率维持高位的同时上修资本支出。据

Gartner预测，2021

年全球半导体资

本支出将达

1419

亿美元，同比增长

28.4%。自

20Q3

全球晶圆厂产能紧张以来，主流代工厂产能利用率基本维持在

100%以上，部分晶圆厂上修

2021

年资本支出，TSMC将

2021

年资本支出从

250-280

亿美金上修至

300

亿美金，

UMC也将

2021

年资本支出从

15

亿美金上修到

23

亿美金，华虹

2021

年资本支出预计达

14

亿美元。台积电对

2022

年指引乐观，仍将大幅扩产。台积电于

21Q4

法说会上表示，预计

2022

年资本支出为

400-440

亿美

元，同比

2021

年资本支出增长约

33-47%，台积电计划积极扩建先进制程产能，同时在中国大陆、日本和中国台湾

扩大

28nm产能。国内代工和存储等厂商扩产力度持续，华虹于

2021

年

12

月新增大量招标。根据各公司所发布的公开信息，中芯国

际京城/上海/深圳产线、华虹无锡等成熟制程产线，士兰微、华润微、上海积塔、闻泰等功率产线，天岳先进等诸多

三代化合物产线均在

2022~2023

年加速扩产，长存

Fab2、长鑫

17nm北京/合肥产线均在

2022~2023

年进入设备采

购高峰期，将带来国产设备需求持续提升。根据必联网数据，2021

年

12

月华虹新发布招标设备台数高达

290

台，

其中招标主体主要为华虹无锡，彰显其

2022

年扩产力度，伴随设备国产化率持续提升，国内设备厂在

2022

年将持

续受益于国内晶圆厂扩产。3、国产设备厂商季度收入同比增长加速，合同负债和存货创历史新高2020

年以来国内设备厂商季度营收维持同比高增长趋势，高景气行情下在手订单充足。在下游晶圆厂加速扩产情况

下，国内厂商一方面季度营收同比增速不断加速，一方面存货和合同负债不断增多，反映在手订单充足。我们统计北

方华创、中微公司、至纯科技、华峰测控和芯源微五家已上市的国内主要设备厂商数据，合计季度营收同比增速在

21Q3

达到

57.1%，同时进入

2021

年来，五家积极备货、预收款大幅增加，截至

21Q3

合同负债合计达

69.8

亿元，

存货合计达

116.7亿元，分别同比大幅增加

103.2%/62.6%，在手订单充足反映高景气行情。在设备订单饱满的高景气度行情下，本土设备厂商积极募资扩建产能，各厂商均布局未来

3-5

年募投规划，部分厂商产能扩张超

100%。三、涂胶显影设备全球近

40

亿美元市场，公司已实现前道产品全面突破1、涂胶显影设备与光刻机搭配使用，为光刻工艺中核心设备之一涂胶/显影设备分别为光刻机输入和输出设备，为光刻工艺中核心设备。涂胶和显影设备涂胶显影设备是光刻工序中

与光刻机配套使用的涂胶、烘烤及显影设备，包括涂胶机、喷胶机和显影机。曝光前的光刻胶涂覆和曝光后图形的显

影不仅直接影响到光刻工序细微曝光图案的形成，显影工艺的图形质量对后续蚀刻和离子注入等工艺中图形转移也有

影响。涂胶：光刻机涂胶在硅片上涂抹光刻胶，让紫外线透过一个掩膜照射光刻胶，掩膜上印着预先设计好的电路图

案。曝光：此过程在光刻机中完成，在紫外线下的光刻胶通过光化学反应被溶解掉，有的芯片制作过程需要对曝光后

的晶圆进行第二次烘烤，即所谓的曝光后烘烤，后烘烤是的光化学反应更充分。显影：把显影液喷洒到晶圆表面的光

刻胶上，对曝光图形显影。显影后，掩模上的图形就被存留在了光刻胶上。涂胶、烘烤和显影都是在涂胶显影机中完

成的，曝光是在光刻机中完成的。涂胶环节影响因素：光阻膜厚的均匀性非常重要，一般膜厚的均匀性是膜厚的

0.5%，最关键因素是涂胶机中主轴转

速的稳定性和重复性，启动加速度的大小决定能否将不同浓度的光刻胶分离，另外涂胶环境的湿/温控制、涂胶腔体

的结构、涂胶前圆片的温度控制、涂胶后的软烘控制等都会影响光刻胶的涂覆效果；显影环节影响因素：光刻胶经过

曝光照射后，照射区易溶于显影液中，显影液将易溶解区域溶解，影响显影效果的主要因素为显影液成分、显影时间、

显影方式、烘烤温度及时间等。涂胶显影设备核心零部件为机械手、热板、胶泵等。1）机械手：不光在从基片传输到涂胶工位、热板、冷板、缓存

区等缓解起到传输作用，还自带光电传感器，起到扫描、记录、报警等作用，其传递速度和定位精度对设备产能、工

艺性能和设备稳定性有直接影响，按照涂胶显影步骤不同，一个涂胶显影一体机中需要的机械手数量从后道设备的几

个到前道设备的十余个不等；2）热板：用于烘焙工艺中，主要目的是蒸发掉工艺处理中不再需要的溶剂,根据烘焙所

处的阶段可分为脱水烘、软烘焙、曝光后烘焙和坚膜烘焙，其升降温速度和温度均匀性对胶膜质量、膜厚均匀性、显

影线宽均匀性等有重要影响；3）胶泵：是供给光刻胶的一种高精度计量泵，与控制器配合使用，对供胶量、供胶速

度、回吸等进行精准控制，胶泵的精度、稳定性和洁净度对涂胶工艺一致性、稳定性、客户产品良率有重要影响。2、涂胶显影全球市场规模约

40

亿美元且为国外垄断，公司在国内市场为绝对龙头前道涂胶显影全球市场规模大约

40

亿美元，国外

TEL一家独大。根据

SEMI数据，2021

年晶圆厂设备支出大约为

890

亿美元，同比大幅增长

39%，创历史新高，预计

2022

年支出将同比增长

10%，达到

980

亿美元。按照涂胶显

影设备投资占比约

5%测算，全球涂胶显影设备市场规模在

2021

年达到约

40

亿美元，按照贝哲斯国内市占率数据及

芯源微营收估算，国内涂胶显影设备市场规模大约

5-10

亿美元。在全球玩家中，东京电子（TEL）处于绝对垄断地

位，其他玩家为日本

DNS、德国

SUSS等。根据

2018

年

VLSI数据显示，TEL在涂胶显影设备全球市占率近

90%，

根据贝哲斯咨询，2019

年

TEL在国内市占率超

90%。后道封装涂胶显影设备市场规模相对较低，全球主要玩家包括

SUSS、EVGroup、芯源微等。据

VLSl数据，2018

年全球和中国后道涂胶显影设备销售额分别为

0.87

亿和

0.61

亿美元，中国为主要市场。由于

VLSI在

2018

年公布

数据时间较早，考虑到近年来半导体设备市场增长迅速，全球及中国后道涂胶显影设备市场规模可能更高。全球主要

玩家包括

SUSS和

EVGroup等，二者部分产品为特殊机型，主要面向科研等领域，国内实现规模量产的玩家仅有芯

源微，并且芯源微国内市占率已达第一。3、公司设备在后道封装、LED、小尺寸领域国内市占率第一，前道市场全面突破公司后道涂胶显影设备主要面向先进封装、LED、MEMS等领域，在国内市占率第一。自

2004

年公司首台涂胶显影

设备出厂至

2018

年，公司的涂胶显影设备均为后道先进封装、LED、小尺寸等设备，覆盖

Bumping、WLCSP、Fanout、

WLP、3D-TSV等封装方式，后道主流机型已应用于台积电、长电科技、华天科技、通富微电、晶方科技、中芯绍兴、

中芯宁波等一线大厂。根据测算，2020

年公司后道涂胶显影设备营收大约

1.8

亿元，公司在国内后道涂胶显影市场

市占率排名第一。在较低端制程上，涂胶显影设备往往独立工作（offline），在

8

英寸及以上的大型产线上，涂胶显影设备一般都与光刻机联机作业（inline）。offline设备不与光刻机联机作业，主要为前道

Barc（抗反射层）涂胶机与

PI（聚酰亚胺，

一种有机高分子材料，将

PI作为表面保护层涂覆可提高功率器件在高温高压环境下的可靠性）涂胶显影机。前道

Barc涂胶机主要用于前道制程光刻胶涂覆前，在衬底表面沉积一层有机或无机抗反射物质，以达到或增大光刻工艺窗口、

提高光刻条宽控制的目的。PI涂胶显影机主要用于集成电路制造前道晶圆加工环节中的

PI涂覆环节。inline设备与光

刻机联机作业，整体上来讲技术要求相对更高。主流光刻技术发展路线为

offline→I-Line→KrF→ArF→ArFi（浸没式）。半导体光刻工艺根据曝光光源波长不同来分

类，光源波长越短，光刻机分辨率越高，制程工艺越先进，历史上半导体光刻工艺波长大致按照

G-line（436nm）→

I-Line（365nm）→KrF（248nm）→ArF（193nm）→ArFi（193nm，等效

134nm）→EUV（13.5nm）方向转移。更先进制程所需要光刻次数更多，前道市场空间更广阔。越先进制程所需要光刻次数也越来越多，因此前道涂胶显影

设备市场更广阔，并且随着工艺从

offline→I-Line→KrF→ArF进步，市场天花板逐渐被打开。根据公司测算，2020-2023

年全球

28nm及以上工艺节点前道

Barc、PI及

I-Line工艺机台预计市场规模将分别达到

5.06

亿美元、6.17

亿美元、

6.68

亿美元及

6.58

亿美元，国内（含中国台湾地区）28nm及以上工艺节点前道

Barc、PI及

I-Line工艺机台预计市场规

模将达到

2.01

亿美元、2.49

亿美元、2.73

亿美元及

2.73

亿美元。公司涂胶显影设备逐步切入前道，打开未来成长空间。2018

年公司首次推出前道涂胶显影设备，目前，公司前道涂

胶显影设备陆续获得了上海华力、中芯绍兴、士兰集科、株洲中车等客户订单，2016-2021

年长江存储、上海华力、

华虹无锡验证及采购的国产涂胶显影机均为公司设备。公司前道

Barc涂胶机已经实现量产销售，I-Line涂胶显影机

已经部分客户验证通过进入量产销售阶段，KrF光刻工艺涂胶显影机在客户端已通过

ATP（测试通过程序，7

个验证

流程中的第

4

个）设备验收。前道涂胶显影机与国际光刻机联机的技术问题已经攻克并通过验证，可以与

ASML、佳

能等国际品牌及国内的上海微电子（SMEE）的光刻机联机使用。公司力争在

2024

年实现国内前道主流工艺全覆盖，届时覆盖的市场空间有望数倍于当前后道市场。整个前道涂胶显

影设备中，offline、I-Line、KrF/ArF、ArFi设备分别占比

20%、15%、35%、30%，公司预计

2024

年实现前道涂胶

显影设备28nm及以上制程全覆盖，意味着公司未来将持续拓展数倍于当前前道offline的更先进的涂胶显影设备市场。公司涂胶显影设备在机械手和热盘等零部件上逐步提升自研比例。公司前道涂胶显影设备主要零部件此前主要依赖日

本进口厂商，为保证供应链安全及降低成本，公司建立高产能架构平台，通过工艺单元双侧对称布置及机械手双侧同

时取片，满足光刻机不断提升的产能需求。公司目前已突破高精度热盘加热技术、单向机械手、双向同步取放机械手

等关键技术，在机台产能、重复定位精度、温度均匀性及颗粒控制水平等方面达到先进水平。国内主要前道晶圆产线招标数据中，芯源微已占据一定份额。根据必联网数据，在长江存储、上海积塔、晶合集成、

华虹集团、青岛芯恩、中芯国际、上海先进

2020

年以来的招标结果中，芯源微以

8

台的中标台数位居第三，仅次于

TEL（中标

31

台）和

ESI（中标

10

台）。4、公司前道涂胶显影设备与国外有一定差距，募资扩产有望带来产能提升芯源微的前道涂胶显影设备目前在适用的工艺上仍落后于

TEL和

DNS，工艺产能也低于国际最高水平。TEL和

DNS的前道涂胶显影设备均已适用于

ArFi工艺，而芯源微目前尚未研发出适用于

ArFi工艺的型号。根据公司

IPO问询函

披露，彼时全球产能最高的设备已达到

300WPH（每小时处理晶圆的片数），而芯源微则为

240WPH。公司拟通过定增研发更先进设备，有望实现覆盖国内各类前道主流工艺。公司

IPO募投项目产业化的涂胶/显影机包

括前道

Barc涂胶机、PI涂胶显影机、I-Line光刻工艺涂胶显影机，均应用于集成电路制造前道晶圆加工环节，适用

于

offline、I-Line光刻工艺制程。定增募投项目中，高端晶圆处理设备产业化项目（二期）项目新增

KrF光刻工艺涂

胶显影机产业化，适用于

KrF光刻工艺制程，工艺制程等级高于

offline与

I-Line光刻工艺制程；上海临港研发及产

业化项目新增前道

ArF光刻工艺涂胶显影机、浸没式光刻工艺涂胶显影机产业化，适用于

ArF、浸没式光刻工艺制程，

属于更高端光刻工艺制程。公司将按照

offline→I-Line→KrF→ArF→ArFi（浸没式）的制程发展趋势，逐步实现前道

涂胶显影设备向

28nm及更高工艺制程的全覆盖。公司目前产能紧张，定增募投项目若顺利达成将有助于营收的大幅提升。2021

年

1-9

月，公司前道涂胶显影机/后道

先进封装产品产能为

5

台/59

台（根据年度产能算术平均），产能利用率达到

100%/122%。截至

2021

年

9

月

30

日，

公司后道先进封装

Bumping制备工艺涂胶显影机在手订单金额为

3.98

亿元，产品需求数量为

84

台。若

IPO、定增

募投项目能够顺利达产，预计公司前道涂胶显影设备年销量将达

63

台，年销售规模

15.72

亿元；后道先进封装

Bumping制备工艺涂胶显影机年销量将达

25

台，年销售规模为

1

亿元。VLSI于

2019

年预测

2023

年全球前道涂胶显影设备销售额将达到

10.26

亿美元，近年来半导体行业发展迅猛，预计

数据相对偏保守，同时保守假设

2023

年以后年度市场规模较

2023

年无增长，则公司全部达产后占全球市场份额为

9.77%，占国内市场（含中国台湾）份额为

23.57%。四、全球清洗设备

50

亿美元市场，公司从物理切入化学清洗打开成长新空间1、清洗设备作用于多种工序之后，先进制程中单片清洗设备为主流清洗机是将晶圆表面上产生的颗粒、有机物、自然氧化层、金属杂质等污染物去除，以获得所需洁净表面的工艺设备。

从工艺应用上来说，清洗机目前已广泛应用于集成电路制造工艺中的成膜前/成膜后清洗、等离子刻蚀后清洗、离子

注入后清洗、化学机械抛光后的清洗和金属沉积后清洗等各个环节。当前的芯片制造流程在光刻、刻蚀、沉积等重复

性工序后均设置了清洗工序，清洗步骤数量约占所有芯片制造工序步骤的

30%以上。根据清洗介质的不同，半导体清洗技术主要分为湿法清洗和干法清洗两种工艺路线。湿法清洗是针对不同的工艺需求，

采用特定的化学药液和去离子水，对晶圆表面进行无损伤清洗，以去除晶圆制造过程中的颗粒、自然氧化层、有机物、

金属污染、牺牲层、抛光残留物等物质，可同时采用超声波、加热、真空等辅助技术手段；干法清洗是指不使用化学

溶剂的清洗技术，主要包括等离子清洗、超临界气相清洗、束流清洗等技术。目前湿法清洗是主流的清洗技术路线，占芯片制造清洗步骤数量的

90%以上。晶圆制造产线上通常以湿法清洗为主，

少量特定步骤采用湿法和干法清洗相结合的方式互补所短，构建清洗方案。未来清洗设备的湿法工艺与干法工艺仍将

并存发展，均在各自领域内向技术节点更先进、功能多样化、体积小、效率高、能耗低等方向发展，在短期内湿法工

艺和干法工艺无相互替代的趋势。湿法清洗工艺下单片清洗设备市场份额最高，取代槽式成为市场主流。目前主流的湿法清洗设备主要包括单片清洗设

备、槽式清洗设备、组合式清洗设备和批式旋转喷淋清洗设备等。其中单片清洗设备市场份额占比最高，已逐步取代

槽式清洗成为主流，主要由于

1）单片清洗能够在整个制造周期提供更好的工艺控制，改善了单个晶圆和不同晶圆间

的均匀性，提高了产品良率；2）更大尺寸的晶圆和更先进的工艺对于杂质更敏感，槽式清洗出现交叉污染的影响会

更大，进而危及整批晶圆的良率，带来高成本的芯片返工支出；3）单片槽式组合清洗技术，可以综合单片清洗和槽

式清洗的优点，在提高清洗能力及效率的同时，减少硫酸的使用量，在降低成本的同时，实现节能减排。2、全球清洗设备市场空间约为

50

亿美元，物理和化学清洗机占比大约

1:9清洗设备需求量随光刻次数增加而增加，为长期成长赛道。随着晶圆制造工艺不断向精密化方向发展，芯片结构的复

杂度不断提高，芯片对杂质含量的敏感度也相应提高。为最大限度地减少杂质对芯片良率的影响，当前的芯片制造流

程在光刻、刻蚀、沉积等重复性工序后均设置了清洗工序，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，而且随着技术节点的继续进步，清洗工序的数量和重要性将继续随之提

升，在实现相同芯片制造产能的情况下，对清洗设备的需求量也将相应增加。全球清洗机市场大约

50

亿美金，被日本

TEL和

DNS长期垄断，按工序划分物理/化学清洗机规模为

5/45

亿美元。

根据

SEMI公布的全球晶圆厂设备支出数据，按照清洗设备占总投资

6%-7%左右测算，全球清洗设备市场规模大约

为

50-60

亿美元左右，其中按照清洗步骤数量估算全球物理和化学清洗设备占比大约为

1:9，分别为

5

和

45

亿美元

市场空间。全球主要玩家中，2019

年日本迪恩士（DNS）和东京电子（TEL）CR2

市占率超

70%，其他主要厂商为

SEMES（15%）、LAM（13%）、国内的盛美等。国内单片清洗设备市场在

2018

年达到约

8

亿美元，国内厂商多布局湿法化学清洗领域。根据

VLSl数据，中国（含

中国台湾）前道单片式清洗设备销售额在

2018

年达到

7.54

亿美元，预计在

2023

年将将达到

8.26

亿美元。国内厂

商如盛美上海、至纯科技等较多布局单片湿法化学清洗设备，按照营收体量来看，2018

年盛美上海单片湿法清洗设

备在国内市占率大约

10%，国内芯源微则较早布局湿法物理清洗设备。3、公司湿法物理清洗设备国内市占率较高，积极研发化学清洗开拓增长新动力公司最先切入湿法物理清洗设备市场，在国内产线市占率高。公司

SpinScrubber清洗机设备于

2019

年出厂并在中

芯国际验证通过实现销售，目前已经在中芯国际、上海华力、厦门士兰集科等多个客户通过工艺验证，获得国内多家

Fab厂的批量重复订单，在国内产线市占率较高。按照国内单片清洗设备市场

8-10

亿美元，物理和化学清洗机市场

规模

1:9

测算，公司

2020

年物理清洗机在国内销售额占比约

30-40%，考虑到公司相较国内其他竞争对手在物理清

洗设备市场布局较早，竞争对手主要为

DNS等海外厂商，因此预计公司在纯国产产线中的渗透率将更高。公司

SpinScrubber属于刷片清洗，搭载多种主流及最先进喷嘴。由于物理和化学清洗等无法完全去除涂层的颗粒，

目前无论是兆声波清洗、二流体清洗等，均需要搭配纯水（去离子水）和一定比例氢气、氮气等特殊气体，达到更好

的清洁效果。考虑到在光刻、刻蚀等步骤后均需要进行清洗，所以公司产品应用空间广阔。公司的

SpinScrubber广

泛可搭载高压喷嘴、超/兆声波喷嘴、二流体喷嘴、化学品喷嘴、毛刷等多种清洗方式，配合气体和去离子水来达到

清洁效果，在晶圆正反面清洗技术方面，可满足

28nm制程的技术要求并在客户端稳定运行。公司积极研发化学清洗机，有望打开未来成长空间。前道化学清洗机涉及化学液种类众多（十余种高危险化学液）、

单元配置更复杂（配置多种化学液组合并控制浓度、温度）、安全性要求更高、配件更为复杂（数万个零部件，前道

物