2024半导体薄膜设备市场发展报告
一、薄膜沉积设备翘楚，工艺覆盖面广
1、大陆薄膜设备龙头，持续拓展产品矩阵
拓荆科技为国内薄膜沉积设备龙头。拓荆科技成立于2010年，业务聚焦于半导体薄膜沉积设备。2011年公司首台12英寸PECVD出厂到客户端验证，后续逐渐拓展到ALD、SACVD、HDPCVD等产品领域。2022年公司成功在科创板上市。凭借优秀的科技研发实力，公司产品线不断延伸，产品性能不断提升，打破了国际厂商对国内市场的垄断。公司目前已获得中芯国际、华虹集团、长江存储、长鑫存储、厦门联芯、燕东微等国内主流圆晶厂产线的认可，成长为薄膜沉积设备的国产领军企业。
公司自设立以来，专注于薄膜沉积设备的研发和产业化应用，凭借多年的自主研发经验和技术积累，形成了以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）为主的薄膜设备系列产品。同时，面向新的技术趋势和市场需求，公司积极布局并成功进军混合键合设备领域，推出了应用于晶圆级三维集成领域的混合键合（Hybrid Bonding）设备产品系列。
1）PECVD系列：公司PECVD 设备作为主打产品，已实现全系列PECVD 薄膜材料的覆盖，并持续保持竞争优势，获得批量订单和批量验收，广泛应用于国内集成电路制造产线，为客户提供高性能的介质薄膜材料。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。
2）ALD系列：公司ALD 产品系列包括PE-ALD（等离子体增强原子层沉积）产品和Thermal-ALD（热处理原子层沉积）产品。PE-ALD 设备已实现了产业化应用，可以沉积高温、低温、高质量等多种指标要求的SiO2、SiN 等介质薄膜材料，在芯片填孔(Gap-fill)、侧墙（Spacer）、衬垫层（Liner）等工艺中有广泛的应用，以实现更小图形化以及特定的隔离功能。Thermal-ALD 是利用热能使反应物分子吸附在基底表面，再进行化学反应，生成薄膜，具有相对较高的反应温度、优越的台阶覆盖率、高薄膜质量等特点，适用于金属、金属氧化物、金属氮化物等薄膜沉积，公司首台Thermal-ALD（TS-300 Altair）设备通过客户验证，取得了突破性进展。该设备为集成工艺设备，可以在同一台设备中沉积Thermal-ALD 金属化合物薄膜及PECVD ADCII薄膜。
3）SACVD系列：SACVD 反应腔环境具有特有的高温（400°C-550°C）、高压（30-600Torr）环境，具有快速优越的填孔能力，主要应用于深宽比小于7:1的沟槽填充工艺。公司新推出了等离子体处理优化的SAF 薄膜工艺应用设备并出货至客户端验证，进展顺利。公司可实现SA TEOS、SA ILD、BPSG、SAF 薄膜工艺沉积的SACVD 设备在国内集成电路制造产线的量产规模逐步提升。
4）HDPCVD：HDPCVD 设备主要应用于深宽比小于5:1 的沟槽填充工艺。公司首台HDPCVD 设备（沉积USG 薄膜）通过客户验证，实现了产业化应用,并持续获得客户订单，出货至不同应用领域的不同客户端进行产业化验证，可以沉积SiO2、USG、FSG、PSG 等介质材料薄膜。截至23年底，公司HDPCVD 产品已累计出货超过40 个反应腔。
5）混合键合设备：公司混合键合系列产品包括晶圆对晶圆键合（Wafer to Wafer Bonding）产品和芯片对晶圆键合表面预处理（Die to Wafer Bonding Preparation and Activation）产品。公司首台晶圆对晶圆键合产品Dione 300 顺利通过客户验证，并获得复购订单，复购的设备再次通过验证，实现了产业化应用，成为国产首台应用于量产的混合键合设备。公司推出的芯片对晶圆混合键合前表面预处理产品Propus 发货至客户端验证，通过客户端验证，实现了产业化应用，成为国产首台应用于量产的同类型产品。
2、股权结构分散，管理团队经验丰富
无实际控制人，员工持股增强凝聚力。公司股权结构较为分散，无实际控制人，截至公司2024年一季报，国家集成电路产业投资基金为公司第一大股东，持股比例为19.76%。其余国投上海、中微公司、沈阳信息产业创业投资管理有限公司、中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司分别持股13.60%、7.37%、1.67%和1.52%。同时，公司设立共青城芯鑫和投资合伙企业（有限合伙）等企业作为员工持股平台，截止23年底，吕光泉、姜谦、张孝勇、刘静等公司高管分别持有74.00、182.67、26.27、4.07万股，通过公司员工持股，有利于激励员工热情，为公司长期发展夯实基础。此外，公司设立拓荆创益、拓荆上海、拓荆北京和拓荆键科等子公司从事半导体专用设备的研发、生产、销售和技术服务业务，设立岩泉科技从事对外投资业务。
管理团队经验丰富，本土研发团队已成技术中坚。拓荆科技创始团队核心为归国海外专家，具有丰富的科研及相关从业经验。公司创立后积极引进海外高层次人才、自主培养本土科研团队。目前公司本土科研团队已成长为技术研发的中坚力量。截至2023末，公司员工总数达到1070人，其中，研发人员484人，占公司员工总数的45.23%。截至2023年末，公司累计申请专利1205项（含PCT）、获得专利360项；2023年内，公司新增申请专利330项（含PCT）、新增获得专利155项。
公司高管介绍:
吕光泉董事长男，1965 年出生，美国加州大学圣地亚哥分校博士。1994 年8 月至2014 年8 月，先后任职于美国科学基金会尖端电子材料研究中心、美国诺发、德国爱思强公司美国SSTS 部，历任副研究员、工程技术副总裁等职。2014 年9 月至今就职于公司，曾任技术总监、总经理、董事，现任公司董事长。
姜谦核心技术人员男，1952 年出生，美国布兰迪斯大学博士。1982 年1 月至2010 年3 月，先后任职于麻省理工学院、英特尔公司、美国诺发、欣欣科技（沈阳）有限公司，历任研究员、研发副总裁、执行董事等职。2010 年4 月至今就职于公司，曾任总经理、董事长、董事，现任公司核心技术人员。
刘静总经理女，1971 年出生，毕业于东北财经大学会计学专业，具有中国注册会计师资格、高级会计师职称。1993 年5 月至2010 年4 月，先后任职于沈阳纺织厂、沈阳北泰方向集团有限公司下属公司、辽宁中天华程科技有限公司，历任财务主管、财务总监、副总经理等职。2010 年4 月至今就职于公司，历任公司副总经理、财务负责人等职，现任公司董事、总经理。陈新益副总经理核心技术人员男，1983 年出生，美国马里兰大学帕克分校材料科学与工程专业博士。自2013 年起，在全球知名的半导体设备公司长期从事薄膜材料沉积的工艺、应用以及设备的研发工作，2020 年10 月加入拓荆科技，任公司高级总监、ALD 事业部总经理，2023 年1 月至今，任公司副总经理。
宁建平副总经理核心技术人员女，1983 年出生，贵州大学材料科学与工程专业硕士，大连理工大学材料与化工专业博士在读。2010 年7 月开始任职于公司，历任工艺工程师、工艺经理、产品部部长、产品部总监、产品部高级总监、PECVD 事业部总经理职务，2023 年1 月至今，任公司副总经理。牛新平副总经理男，1978 年出生，西安交通大学材料科学与工程硕士。2004 年5 月至2020 年10 月，任职于泛林半导体设备技术有限公司，历任资深工程师、经理、资深经理等职务。2020 年10 月至今任职于公司，现任拓荆北京总经理，2024 年1 月至今，任公司副总经理。
许龙旭副总经理男，1981 年出生，毕业于沈阳农业大学计算机科学与技术专业。2005 年7 月至2016 年6 月，先后任职于乐金电子（沈阳）有限公司、沈阳同方多媒体科技有限公司，历任战略采购课长、采购经理等职。2016 年9 月至今任职于公司，曾任公司制造中心及采购中心高级总监，2024 年1 月至今，任公司副总经理。
赵曦副总经理董事会秘书女，1983 年出生，辽宁大学国际法学硕士，具有中国注册会计师资格、上海证券交易所董事会秘书资格（主板、科创板）、法律职业资格、（准）保荐代表人资格。2009 年3 月至2019 年11 月，先后任职于北京金诚同达律师事务所、中信证券股份有限公司、网信证券有限责任公司，历任专职律师、高级业务总监等职务。2019 年12 月至今任职于公司，现任公司副总经理、董事会秘书。
杨小强财务负责人男，1980 年出生，毕业于西安交通大学会计学专业，具备中国注册会计师资格、高级会计师职称。2005 年8 月至2018 年6 月，先后任职于海信（北京）电器有限公司、沈阳东软医疗系统有限公司、沈阳东软智睿放疗技术有限公司，历任财务主管、财务经理等职。2018 年7 月至今就职于公司，曾任公司财务部资深部长，现任公司财务负责人。
孟亮核心技术人员男，1984 年出生，美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校核与等离子体工程专业博士。自2013 年起，在全球知名的半导体设备公司长期从事薄膜沉积设备以及应用的研发工作，2023 年1 月加入公司，现任拓荆创益系统工程高级总监。
3、营收持续高增，24Q1盈利暂时承压
营收快速增长，净利暂时承压。2019年公司营收为2.51亿元，至2023年营收达27.05亿元，2019-2023年CAGR高达81.14%。24Q1公司营收为4.72亿元，YoY+17.25%，归母净利润为0.10亿元，YoY-80.51%。主要系：1）24Q1验收机台主要为新产品，新产品验收周期长于成熟产品，因此，2024年季度性收入确认的分布将有一定程度延后；2）24Q1出货金额同比增长超过130%，业务规模的增长带来相关费用较大幅度的增加；3）24Q1不断拓展新产品和新工艺，仍然保持较高的研发投入，研发费用达1.53亿元，同比增长78.09%，研发费用率达32.47%，同比增长11.09pcts；4）综上原因，费用增幅远大于收入增幅，致公司归母净利润同比下降。
受设备验收节奏与研发费用等因素影响承压，24Q1毛利率与归母净利率表现波动。2019-23年公司毛利率分别为31.85%/34.06%/44.01%/49.27%/51.01%，归母净利率分别为-7.71%/-2.64%/9.04%/21.61%/24.49%，盈利能力整体稳步提升，24Q1受设备验收节奏与研发费用等因素影响，公司实现毛利率47.31%，同比下滑2.47pcts，环比下滑5.81pcts；归母净利率2.22%，同比下滑2.66pcts，环比下滑11.39pcts。
从订单、合同负债看，公司成长动能强劲。公司作为设备公司，其当期订单预示未来收入规模。客户在下单后，通常会支付部分金额，形成公司的合同负债。2020-24Q1，公司在各报告期末的合同负债分别为1.34/4.88/13.97/13.82/13.86亿元，整体呈现持续上升态势；2023年末公司在手订单64.23亿元（不含Demo）、YoY+39.57%，在手订单高增预示着公司充沛的成长动能。
二、薄膜沉积国产空间广阔，公司成长弹性显著
1、薄膜沉积空间广阔，技术迭代推动价值量提升
2025年全球薄膜沉积设备市场将达到340亿美元。根据Maximize Market Research 机构测算，2020年全球薄膜沉积设备市场规模为172亿美元，预计2025年市场规模将达到340亿美元，2020-2025年的CAGR为15%。薄膜沉积设备市场空间的增长，主要是因为全球晶圆产能持续扩张，对薄膜沉积设备的需求持续增加。
2023年中国薄膜沉积设备市场规模预计达到89亿美元。大陆薄膜沉积设备市场规模跟随大陆半导体设备整体市场一起快速增长。根据中商情报网统计，2017-2023年大陆半导体设备规模从82亿美元有望增至422亿美元。据SEMI统计，新建晶圆厂设备投资中，薄膜沉积设备价值量占比约为总投资的20%，则可测算出2017-2023年中国大陆薄膜沉积设备空间有望从16亿美元增至89亿美元，CAGR高达33%。
PECVD是薄膜设备中最大品类，市场空间占比达33%。据SEMI，在2020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属于其他薄膜沉积设备类目下的产品，占比约为6%。
随着制程升级，单位产线对薄膜设备的用量在快速增加。先进制程使得晶圆制造的复杂度和工序步骤都大大提升，为保障总体产能，单位产线需要更多的薄膜沉积设备。中芯国际180nm 8寸线每万片需要的CVD设备在9.9台、PVD设备在4.8台，而到其90nm 12寸线，每万片需要的CVD设备升至42台，是之前的4倍以上，每万片需求的PVD设备在24台，是之前的5倍。未来随着5G、HPC、AI、ADAS等新技术对制程要求越来越高，先进制程需求势必将迎来较成熟制程更快的成长，将进一步带动薄膜沉积设备市场加速增长。
工艺升级、薄膜设备技术含量提升，占产线投资比重亦在快速提升。例如以Flash芯片为例，薄膜设备占Flash芯片产线的Capex比重从2D时代的18%，增长至3D时代的26%，其背后是Flash芯片制造复杂化带动薄膜设备技术升级、价值量提升。未来随着3D NAND Flash芯片层数进一步增加，薄膜沉积设备在产线投资中有望迎来价值量占比的进一步提升。
2、海外垄断国产化率低，制裁推动本土化需求
全球薄膜沉积设备市场主要由美国的应用材料（AMAT）、泛林半导体（LAM）、日本的东京电子（TEL）、荷兰的先晶半导体（ASMI）等海外企业所垄断。据Gartner数据，2020年全球薄膜沉积设备市场，AMAT市占率高达43%，其次为LAM市占率为19%，TEL居第三市占率为11%，剩余厂商合计占有27%的市占率。分单项产品看2020年全球主要厂商市占率：1）等离子体CVD：AMAT和LAM分别占据49%、34%的市场。2）ALD：ASMI以46%的市占率居领先地位，此外，TEL、LAM、Wonik IPS、AMAT分别占据29%、10%、7%、3%的市场份额。3）溅射PVD：AMAT以86%的市占率居垄断地位，北方华创以3%的市占率跻身PVD全球主要供应商之列。4）管式CVD：AMAT、TEL垄断该市场，份额分别为51%、46%，ASMI份额为3%。5）LPCVD：LAM、TEL、AMAT份额分别为40%、36%、19%。
薄膜沉积设备国产化率较低，替代空间广阔。根据测算，随着本土晶圆产能不断扩建，2017-2022年中国大陆薄膜沉积设备市场占全球比例从13.13%提升至37.10%，市场需求不断增长，然而国产设备占比依然较低，主要由海外厂商垄断，2023年，拓荆科技薄膜沉积设备收入25.70亿元，预计占国内需求4.1%，整体国产化率依然较低，拥有广阔的替代空间。
海外限制收紧，高端薄膜沉积设备的国产化日益迫切。2019年，美国将华为等企业列入实体清单，限制相关出口，2022年10月，美国出台新出口管制，禁止16/14nm及以下逻辑芯片、18nm以下DRAM芯片和128层及以上的NAND芯片的制造设备出口给中国大陆；2023年7月，日本跟随美国实施新的出口管制，限制用于先进制程的高端设备出口给中国。由于美日为全球高端薄膜沉积设备的主要供应方，两国的出口管制限制使得高端薄膜设备国产化愈加迫切。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
