【东吴证券】立足ALD布局光伏&半导体，拓展CVD打开成长空间.pdf

2024-01-29

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1. 微导纳米：ALD 设备龙头，平台型技术打开成长空间

1.1. ALD 技术平台型公司，开拓光伏、半导体领域

公司专注先进微纳米级薄膜沉积设备，“光伏+半导体”双轮驱动发展。微导纳米成立于 2015 年，自成立起就定位为以原子层沉淀技术（ALD）为核心的平台型公司，逐步拓展 CVD 等设备。在光伏领域，公司解决了 ALD 沉积速度慢的痛点问题，全球首创将 ALD 技术规模化应用于PERC电池的钝化层制备。此外，公司集成PEALD与PECVD 技术，实现一台设备完成 SiNx 薄膜沉积和 TOPCon 电池 SiOx 隧穿层和掺杂多晶硅薄膜的沉积；在半导体领域，公司是国内首家成功将量产型 High-k 原子层沉积设备应用于 28nm 节点逻辑前道生产线的国产设备公司，标志着国产半导体 ALD 设备在高介电常数栅氧层材料沉积环节的突破。

光伏设备为公司主要优势产品，随着半导体设备逐步放量，产品矩阵体系进一步丰富。（1）光伏设备：公司开发了 ALD、PECVD、PECVD+PEALD 二合一设备、扩散炉等产品，主要以夸父(KF)系列原子层沉积(ALD)系统、祝融(ZR)管式 PEALD/PECVD 系统、后羿（HY）系列 ALD/PEALD/PECVD 薄膜沉积系统为主。（2）半导体设备：公司主要产品是凤凰系列、麒麟系列和龙系列，以 ALD 设备为主，可应用于逻辑、存储、化合物半导体、新型显示等领域。凤凰（P）系列原子层沉积镀膜系统工艺已在 28nm 量产线实现产业化应用，并取得客户重复订单。ALD 设备沉积的 HfO2、ZrO2、La2O3 以及互相掺杂沉积工艺可用于新型存储器（如铁电存储 FeRAM）芯片的电容介质层。

1.2. 股权较为集中，管理团队经验丰富

实控人家族间接持有约 61%股权，主要团队人员在半导体领域经验丰富。公司实控人为王燕清家族，王燕清与其妻倪亚兰、其子王磊通过万海盈投资、聚海盈管理、德厚盈投资间接控制公司 60.61%股份（截至 2024 年 1 月），股权集中度高。微导纳米创始人黎微明博士是国内最早开始研究 ALD 技术的华人；周仁为公司总经理，曾任职于 Lam、KLA、中微、拓荆等，为深耕半导体行业 30 余年的专家级人物；李翔博士对下游市场应用开发有很资深的经验，为公司在新领域的拓展和新业务的开展开发更多、更有潜力的新业务；胡彬为公司副总经理、光伏事业部总经理，曾在先导智能任职多年。

股权激励计划彰显管理层长期发展信心，进一步加强团队凝聚力，实现个人、团队与公司的强利益协同。2023 年 3 月，公司发布《2023 年限制性股票激励计划（草案）》，拟向激励对象授予 1782.10 万股限制性股票，约占股本总额的 3.92%；其中，首次授予 1425.68 万股，预留 356.42 万股。公司制定了针对业绩的考核要求，以首次授予的限制性股票为例：A、B 类激励对象的考核年度为 2023-2027 年，五期考核目标分别为以 2022 年营业收入为基数，2023-2027 年营业收入增长率分别不低于 35%、82%、146%、232%、 348%，对应营业收入分别为 9.24、12.46、16.84、22.73、30.67 亿元。

1.3. 业绩稳健增长，看好后续规模效应

受益于下游光伏景气度，公司收入快速增长，前期费用投入较多影响净利润表现， 2022 年以来逐步进入收获期。2018-2022 年公司营收由 0.4 亿元增长至 6.9 亿元，CAGR 达 101%，主要系光伏需求增长带动工艺设备需求，公司实现 ALD 在 PERC 的应用，并推出适用 TOPCon 等新技术路线设备；2018-2022 年公司归母净利润由-0.3 亿元增长至 0.5 亿元，2020 年起加大人才引入力度和产品应用领域拓展，虽然营业收入呈增长态势，但研发等费用上升，净利润水平有所波动。随着订单加速放量，公司预计 2023 年营业收入 16.5 亿元左右，同比+141%，归母净利润 2.8 亿元，同比+417%。

前期产品结构影响、费用投入较多使得盈利能力有所下滑，未来随着半导体领域拓展、规模效应显现，盈利能力逐步改善。2018-2022 年公司综合毛利率由 50%+下降至 40%+，主要系公司推出 PECVD、PEALD 二合一设备在 PERC 领域中推广，毛利率较低，后续公司设备拓展至半导体领域，产品结构有望持续改善；2018-2022 年公司归母净利率受毛利率及研发费用投入等影响有所波动，研发费用占营业收入比重一直保持 20%+，随着公司订单陆续验收、规模效应下 2023 年前三季度归母净利率已提升至 15%。

公司订单充沛，存货&合同负债高增。截至 2023Q3 末，公司存货为 28.3 亿元，同比+272%，合同负债为 19.7 亿元，同比+347%，表明公司在手订单充沛，截至 2023Q3 末，公司在手订单约 70.8 亿元（含 Demo 订单），同比+259%，其中半导体在手订单同比+412%，光伏在手订单同比+244%。根据公司 2023 年业绩预告，2023 年公司新增订单总额约 64.69 亿元，是去年同期新增订单的 2.96 倍，其中半导体领域新增订单是去年同期新增订单的 3.29 倍，光伏领域新增订单是去年同期新增订单的 2.92 倍。

2. ALD 技术：自限制性优势明显，应用领域广泛

2.1. 薄膜沉积 PVD、CVD 和 ALD 三种工艺并行

薄膜沉积技术按工艺原理的不同可分为物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）三大技术。①PVD（Physical Vapor Deposition，物理气相沉积）：指在真空条件下采用物理方法将材料源（固体或液体）表面气化成气态原子或分子，或部分电离成离子，并通过低压气体（或等离子体）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。②CVD（Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积）：是通过化学反应的方式，利用加热、等离子或光辐射等各种能源，在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术，是一种通过气体混合的化学反应在基体表面沉积薄膜的工艺。③ALD（Atomic Layer Deposition，原子层沉积）：是利用反应气体与基板之间的气—固相反应，来完成工艺的需求。

ALD 与 CVD 均为化学反应，但在反应原理与工艺上存在差别。①反应温度不同： ALD 是在低于 350℃的温度下进行的，而 CVD 要求的温度高于 600℃，从而可以减少在集成复杂材料时可能出现的热沉积过程中的交叉污染或内部扩散。②沉积过程不同：在 CVD 工艺中，化学蒸气连续通入真空室，沉积过程是连续的，而 ALD 工艺采用气体脉冲的形式交替送入不同的反应物，以单个原子层为单位逐层镀膜，使得沉积过程非连续。③对化学前驱物的要求不同：ALD 工艺与衬底表面前驱物的化学性质关系极大，为了确保良好的粘附性和形貌需要选择具有较高反应性的化学物质。

2.2. ALD 的自限制性带来薄膜沉积均匀性与膜厚精准控制

一个基本的原子层沉积循环包括 4 个步骤：（1）将第一种气相前驱体脉冲通入到基体表面，并在表面发生化学吸附；（2）通入清洗气体，将额外的没有反应的前躯体清除；（3）将第二种气相前驱体脉冲通入到基体表面，通过表面反应而生成需要的薄膜材料；（4）通入清洗气体，清除反应的副产物。上述沉积循环重复直至获得所需的薄膜厚度。

自限制性是 ALD 技术的显著特点，使其具备薄膜厚度精确度高、均匀性好、台阶覆盖率极高、沟槽填充性能极佳等优势，特别适合在对薄膜质量和台阶覆盖率有较高要求的领域应用。自限制性即原子层沉积反应过程中，当前驱体达到沉积基体表面，它们会在其表面化学吸附并发生表面反应，直至表面饱和时就自动终止。（1）原子层级的薄膜厚度：通过控制反应周期可以简单准确地控制样品薄膜厚度，样品薄膜的厚度精度可以达到一个原子的厚度。（2）保形性佳：可以生成优良的三维均匀的形状和原来一致的薄膜，即薄膜可以均匀地涂覆在类似凹样的每个表面上。（3）薄膜致密无针孔：自下而上的自然生长机制决定了薄膜的无针孔性质，这对于阻挡和钝化应用是有价值的。（4）大面积成膜均匀性佳：该技术前驱体为饱和化学吸附，有利于大面积均匀薄膜的形成。

2.3. ALD 技术主要分为 TALD、PEALD、SALD 三种

ALD 目前有多种实现方式，其中包括热原子层沉积法（T-ALD）、等离子辅助沉积法（PE-ALD）和空间原子层沉积法（S-ALD）。T-ALD 是最早出现的 ALD 方法之一， PE-ALD 是一种结合了等离子体技术的 ALD 变体， S-ALD 在空间尺度上对反应过程进行精准控制，目前量产主要为 T-ALD 与 PE-ALD。

2.4. ALD 技术下游应用领域不断扩展

ALD 技术在各领域展现出广泛适用性，应用范围涵盖光伏、半导体、耐磨材料、纳米结构、MEMS（微机电系统）等多个领域。在光伏领域，ALD 可以用于制备 PERC 和 TOPCon 的钝化&减反层；在半导体领域，器件尺寸不断缩小和结构 3D 立体化的挑战下，ALD 为薄膜沉积工序中薄膜厚度、三维共形性等方面的更高要求提供了理想的解决方案；在显示领域，尤其是在新型光学器件如光子晶体、光学微腔、纳米光栅等，ALD 的三维共形沉积和均匀性优势明显。

3. 光伏 ALD 设备适用多条技术路线，微导纳米为国内龙头

3.1. ALD 技术广泛应用于 PERC、TOPCon、钙钛矿电池

（1）PERC 电池：薄膜沉积设备主要用于 PERC 电池的钝化和减反膜的制备，其中 ALD 设备主要用于沉积 Al2O3 薄膜，PECVD 主要用于沉积 SiNx 薄膜，此外也可使用 PEALD 二合一设备在同一设备中先后完成两层薄膜的制备。

（2）TOPCon 电池：TOPCon 电池生产线可由 PERC 电池生产线升级改造实现，除原薄膜沉积需求外，还新增了隧穿层和掺杂多晶硅层镀膜需求。在 TOPCon 电池沉积工艺中，当前三种薄膜沉积路线并行：LPCVD、PECVD 和 ALD。LPCVD 应用虽最广泛，但却存在绕镀、原位掺杂难、需进行二次磷扩、高能耗、以及石英耗材成本较高等一系列问题。正逐步引入的新型沉积技术有望简化工艺步骤，提高效率。

（3）钙钛矿电池：ALD 设备在叠层或单结钙钛矿电池生产流程中可应用于功能层、缓冲层等。①功能层：利用 ALD 制备 TCO 等功能层。②缓冲层：在金属电极与钙钛矿活性层之间沉积致密、电学性能良好的缓冲层（如 SnO2 和 TiO2）。

我们预计 2023-2025 年 TOPCon&XBC 的镀膜设备市场空间分别为 313/112/138 亿元。核心假设主要包括：（1）TOPCon\XBC 技术路线渗透率：2023-2024 年 TOPCon 技术路线渗透率分别为 80%/70%，2023-2025 年 XBC 技术路线渗透率分别为 5%/10%/25%；（2）TOPCon\XBC 单 GW 设备投资额：2023-2024 年 TOPCon 单 GW 设备投资额为 1.6/1.5 亿元，2023-2025 年 XBC 单 GW 设备投资额为 2.3/2.0/2.0 亿元；（3）ALD 等镀膜设备价值量占比：TOPCon/XBC 设备投资中镀膜设备价值量占比约 35%。

3.2. 微导纳米为国内 ALD 设备龙头，布局多种技术路线

公司 ALD 设备的市场占有率继续保持领先，产品矩阵不断丰富，为客户提供具有竞争力的 ALD、PECVD、PEALD、扩散退火等多种定制化产品和 TOPCon 整线工艺解决方案，实现了 TOPCon 真空类设备的全覆盖；同时公司在 TOPCon、XBC、钙钛矿及钙钛矿叠层等电池技术领域均有产品储备、布局和出货，其中公司应用于 XBC 和钙钛矿叠层电池的专用设备已顺利获得客户验收：在 XBC 电池领域，爱旭、隆基已投产和拟投产的电池生产线中，公司 ALD 产品占比保持领先；在钙钛矿电池领域，公司已获得国内客户百兆瓦级量产设备订单。

3.2.1. TOPCon：公司不断实现技术创新，推动光伏降本增效

以 ALD Enabled Photovoltaics 技术为核心，公司推出最新研制的 SMART AEP® TOPCon 2.0 整线工艺 GW 级量产电池转换效率有望突破 26%，达到全球领先水平。公司可提供全新的 TOPCon 整线工艺技术解决方案，打造业内领先的下一代高效电池生产线。公司首创高产能批量型 ALD 设备，搭载行业创新的 PEALD 二合一专利技术，提高薄膜质量且有效降低设备投资与生产成本，在 PERC 产线中升级 TOPCon 技术。

3.2.2. 钙钛矿：尚处于小规模试验阶段，公司抢先布局占得先机

公司目前已成功研制推出适用于钙钛矿不同技术路线的专用多种薄膜设备平台，全面覆盖传统晶硅叠钙钛矿路线、大面积玻璃基底钙钛矿路线和纯柔性钙钛矿三个主要技术路线。2023 年 11 月自主研发的钙钛矿晶硅叠层电池专用设备顺利通过海外客户验收，达成商业化电池（258.15cm²）最新世界记录效率，公司于下一代光伏电池技术研发中占得先机。

4. 半导体 ALD 设备市场广阔，微导纳米加速国产替代

4.1. 薄膜沉积设备：前道三大核心设备之一，CVD/ALD 设备为主流

薄膜沉积为晶圆制造三大核心设备之一，占晶圆厂投资总额比重达 16%。薄膜作为芯片结构的功能材料层，直接影响芯片性能，是集成电路最核心、工艺难度最大的工序之一，同时薄膜沉积设备单体价值量高、晶圆制造过程中工序较多，故薄膜沉积设备是晶圆制造的核心设备，从晶圆厂的投资构成来看，刻蚀设备、光刻设备、薄膜沉积设备是晶圆制造前道工艺中最重要的三类设备，其中薄膜沉积设备投资额占晶圆厂投资总额的 16%，占晶圆制造设备投资总额的 21%。

从市场空间看，我们预计 2025 年全球半导体薄膜沉积设备市场规模将达到 340 亿美元。根据 Maximize Market Research 数据统计，全球半导体薄膜沉积设备市场规模从2017 年的 125 亿美元提升至 2020 年的 172 亿美元，期间 CAGR 为 11.2%。我们预计至 2025 年全球市场规模将达到 340 亿美元，2021-2025 年 CAGR 为 16%。

细分产品结构来看，我们预计 2025 年国内 PECVD、PVD、ALD 设备的市场规模分别将达到 46、29、18 亿美元。根据 Gartner 统计，2020 年全球半导体薄膜沉积设备中 PECVD、PVD、ALD 设备的市场规模占比分别为 34%、21%和 13%。结合上文 Maximize Market Research 预测数据和中国大陆半导体销售额全球占比数据，我们对于国内细分设备市场规模进行如下测算。

4.2. ALD：在先进逻辑及存储领域迎渗透率提升，存储需求更广

ALD 技术相较于 CVD 技术和 PVD 技术，产业化应用起步时间较晚，在 45nm 以上等成熟制程、2D 平面结构器件中应用较少，2007 年 Intel 公司才首次在 45nm 技术节点上开始应用 ALD 技术进行薄膜制备，主要由于在先进制程节点下，原来用于成熟制程的溅射 PVD、PECVD 等工艺无法满足部分工序要求，因此需要引入 ALD 工艺。

ALD 凭借优良的膜厚精度控制、高覆盖率等特性，在先进存储、逻辑等领域渗透率有望逐步提升。（1）膜厚精度控制：在传统工艺中，由于存在厚度控制和膜层均匀性的问题，通过 CVD 与 PVD 生成的膜很难突破 10nm 以下的厚度极限；（2）高覆盖率：深宽比达到 10:1 以上时，CVD 与 PVD 无法满足下游工艺近 100%覆盖率的技术要求， ALD 可在 100%阶梯覆盖率的基础上实现原子层级（1 个纳米约为 10 原子）的薄膜厚度。随着制程的不断进步，ALD 优异的沉积均匀性和一致性使其在先进逻辑、3D NAND、 DRAM 等领域具有广泛的应用潜力。

4.2.1. 逻辑领域：ALD 更适用于 high-K 材料及 FinFET & GAAFET

（1）45nm 先进制程下栅介质层 high-K 材料替代 SiO2 能够减少漏电，ALD 工艺的膜厚精度控制优势适用于沉积 high-K 材料。迄今 MOSFET 一直遵循摩尔定律发展，器件尺寸不断缩小，对栅介质材料提出了更高要求——栅介质即为 MOS 中氧化物层，在晶圆制造进入 65nm 制程及之前，多采用 SiO2薄膜形成栅介质减少漏电，但进入 45nm 特别是 28nm 之后，为了保持良好的阙值开关特性，栅介质氧化层厚度必须随着沟道长度的缩小按比例下降，即 SiO2 厚度需要低于 1nm，此时会产生量子隧穿，引起隧穿电流急剧增大，影响器件可靠性。而 high-K 材料（K 即为介电常数，又称高 K 材料）作为栅介质层，可以在保障栅极电容的同时，增大栅介质层的物理厚度以减少漏电，典型的 high-K 材料为 HfO2。由于 high-K 栅介质层厚度往往小于 10nm，所需的膜层很薄（通常在数纳米量级内），ALD 设备凭借原子级别薄膜的精确控制、沉积高覆盖率等优势，制备的高 K 材料较好满足了 28nm 逻辑器件的需要。

（2）20nm 先进制程下由 MOSFET 转向 FinFET，5nm 以下由 FinFET 进一步向 GAAFET 转变，ALD 得以发挥高覆盖率的优势。当晶圆制造制程进入 20nm 以下，传统的平面晶体管 MOSFET 遇到发展瓶颈，晶体管沟道不断缩短，导致量子隧穿效应，容易发生漏电，而 FinFET（Fin Field-Effect Transistor）能够通过在每个侧面中加栅极来控制电流、减少漏电，2011 年英特尔开始在 22nm 工艺采用 FinFET，之后台积电、三星等全球各大厂商陆续跟进，从 16、14nm 开始，FinFET 成为了半导体器件的主流选择；但随着制程到5nm以下，FinFET也迎来极限——鳍片距离太近、漏电重新出现，GAAFET （Gate-all-Around Field-Effect Transistor）设计通道的四个面周围有栅极，减少漏电压，有望成为下一代逻辑芯片主流技术。FinFET 与 GAAFET 的结构更复杂，ALD 凭借高台阶覆盖率的特性更适合复杂结构的薄膜沉积。

4.2.2. 存储：器件更讲究高深宽比，ALD 用量增加

（1）3D NAND 复杂结构需要制造高的深宽比，其叠层沉积和字线填充对沉积工艺提出了极高要求，ALD 由于膜厚精度控制和良好的台阶覆盖能力，比 CVD 和 PVD 更具优势。①薄膜沉积：3D NAND 制造流程开始于交替薄膜沉积，精确控制每层薄膜厚度的均一性至关重要，ALD 可有效减小应力、降低晶圆翘曲；②字线填充：字线钨提供了层内各个存储单元之间所需的关键传导链接，需要以最小的应力实现在复杂、狭窄、横向结构的存储堆叠单元里的无空隙填充；③孔道深宽比：3D NAND 层数增加、孔道的深宽比也不断加大，需要在深宽比 100:1 的孔道中纵横向沉积高 k 材料，若台阶的深宽比过高，PVD 和 CVD 可能会造成顶部开口堵塞。

（2）DRAM 是具有高纵横比的长圆柱形结构，为改善电容器存储性能，需要提高深宽比&增大介质电常数，ALD 在高深宽比、高 k 材料薄膜沉积领域的技术优势将被同时发挥。①高深宽比：DRAM 存储器容量增大，内部电容器数量增多，单个电容器的尺寸减小，内部沟槽的深宽比增大；②高 k 材料：更高的深宽比能够提高电容量，但如何控制制造过程中产生的缺陷是一大难题，因此 High-K 材料的应用可以延缓 DRAM 采用极端深宽比的步伐、提高器件性能。

ALD 膜厚精度控制和高台阶覆盖率的特性适合在 45nm 以下节点以及复杂的 3D 结构等领域应用，尤其是相较于逻辑，ALD 在存储领域具备更大的市场空间，同等制程下 ALD 存储芯片领域的需求更大。在逻辑芯片领域，28nm 下 ALD 的应用环节数量约 2-3 道，每道工序需要 1-2 台 ALD 设备，则总计需要约 2-6 台 ALD 设备，在存储领域， 24nm 下 DRAM 的 ALD 应用环节数量约为 8-9 道，每道工序需要 2-3 台 ALD 设备，则总计需要约 16-27 台 ALD 设备。故我们认为 ALD 在多层高深宽比结构、晶体管缩小及结构立体化等方面具有明显的技术优势，因存储强调高深宽比、薄膜沉积难度大，工艺应用多且对产能要求高，未来 ALD 存储领域的空间将会更大。

4.2.3. 头部存储器厂积极扩产，带动 ALD 设备需求

一线存储厂商受美国限制政策影响较大，2023 年扩产进度暂缓，资本开支有所下滑，未来随着国产技术突破及国产设备引入，我们预计 2024 年设备开支有望加速，利好国产设备商。（1）长江存储：长江存储获 490 亿元注资，新晶圆厂有望 2024 年底扩产。公司目前规划两期项目共 240 亿美元投资、30 万片产能，二期项目受美国制裁影响，扩产进度暂缓，未来随下游需求回暖、国产设备导入，资本开支有望加速。（2）长鑫存储：公司二期项目此前因为美方的出口管制新规暂停扩产，但据《金融时报》，长鑫存储已确认其向美国厂商采购设备不受美国出口管制，公司长期产能目标为 30 万片/月。

根据 SEMI，未来存储设备销售尤其是 NAND 领域，有望迎来新一轮快速增长。（1）代工/逻辑领域：晶圆代工和逻辑应用设备销售额占晶圆厂设备销售总额的一半以上，2023 年将增长 6%至 563 亿美元，随着成熟技术扩张放缓和前沿技术支出的提高，预计 2024 年下降 2%，后续 2025 年有望再次增长 15%至 633 亿美元。（2）存储：存储领域相关资本支出在 2023 年出现了大幅缩减，①NAND：预计 2023 年 NAND 设备销售额将下降 49%至 88 亿美元，但 2024 年将增长 21%至 107 亿美元，2025 年将再增长 51%至 162 亿美元；②DRAM：设备销售额预计将保持稳定，2023 年和 2024 年分别增长 1%和 3%，2025 年在 HBM 高带宽存储器带动下，有望增长 20%，达到 155 亿美元。

4.3. CVD：传统薄膜沉积技术仍有广泛应用，存在不可替代工艺场景

不同工艺节点对膜质量、厚度以及孔隙沟槽填充能力等要求不同，而 CVD 等传统设备覆盖工艺十分广泛，存在部分不可被 ALD 替代的应用需求。芯片的制造过程中涉及数十乃至百余种不同要求的薄膜材料，也正是各类电性能、机械性能均不相同的薄膜构成了芯片 3D 结构体中不同的功能，因此需要不同种类的薄膜沉积设备适用于不同工艺节点，来满足对膜质量、厚度以及孔隙沟槽填充能力等不同要求。CVD 等传统薄膜沉积设备覆盖的工艺范围广，尽管 ALD 设备需求快速提升，但仍具有一定不可替代性。

其中 PECVD 在集成电路中应用广泛，是介质薄膜沉积的主要工艺方式。PECVD 广泛用于硬掩模、反射层、阻挡层、介质隔离、钝化层等介质薄膜生长，具备一定不可替代性。这一方面是由于 PECVD 薄膜沉积效果易调谐，薄膜密度、化学组成、机械应力等均可通过等离子体参数优化。此外，由于等离子体作用下工艺温度较低，PECVD 对于含有金属或其他对温度敏感结构衬底的薄膜生长具备一定必要性。例如，在后道金属互连应用中，薄膜沉积具备严格的热预算限制，通常需要等离子体辅助完成。

4.4. 薄膜沉积设备国产化率不足 10%，国产替代空间广

薄膜沉积设备市场主要被海外厂商垄断，2020 年国产化率不足 10%且市场集中度较高。薄膜设备壁垒较高，叠加海外公司布局较早，产业化经验积累丰富，因此全球市场主要由先晶半导体（ASM）、东京电子（TEL）、应用材料（AMAT）和泛林半导体（LamResearch）四家国际巨头垄断。根据微导纳米招股书披露，薄膜沉积设备 2016 年国产化率为 5%，2020 年国产化率提升至 8%，仍有较大提升空间。

细分市场来看，AMAT 是全球溅射 PVD 市场龙头；在等离子体 CVD 市场（PECVD）， AMAT 和 LAM 两家合计市场份额 83%；在 ALD 市场，TEL 和 ASM 两家合计市场份额 75%。据 Gartner 统计（2020 年），①溅射 PVD 设备市场：应用材料（AMAT）基本实现垄断，市场份额高达 86%；②等离子体 CVD 市场：应用材料（AMAT）全球占比约为 49%，其次为泛林半导体（Lam）的 34%，两者占据了全球 83%的市场份额；③ ALD 市场：两大龙头先晶半导体（ASM）和东京电子（TEL）占据 46%和 29%的市场份额。其中 ASM 是全球唯一实现用 ALD 工艺沉积高 k 金属栅极产业化应用的厂商。

4.5. 微导纳米引领 ALD 国产替代，布局 CVD 设备打开第二成长曲线

4.5.1. ALD：关键指标行业领先，存储&逻辑市场开拓顺利

公司半导体 ALD 设备总体性能对标国际同类设备产品，部分关键指标已实现超越。从半导体 ALD 设备性能指标来看，公司产品在设备产能、平均故障间隔时间、平均破片率、平均修复时间、薄膜均匀性、薄膜颗粒控制、金属污染控制等技术指标方面与国际同类设备基本处于同等水平；而反应源数量、可控温度以及机台稳定运行时间三大关键指标已实现超越。

逻辑&存储市场开拓顺利，在手订单充足。公司 ALD 设备代表国内半导体先进工艺发展方向，自 2021 年 9 月首次在前道工艺产线上得到验证后，逻辑&存储市场开拓顺利。（1）逻辑芯片：公司 28nm 逻辑芯片中高 K 栅个质层是国内集成电路突破 28nm 先进制程节点要求最高的工艺之一，相关设备已取得客户验收，实现产业化应用，并已获得重复订单。（2）存储芯片：公司应用于该领域的设备已进入产业化验证阶段，其中单片型 ALD 设备已获得多种工艺设备的重复订单；批量型 ALD 设备也已获得客户订单，且为行业首台批量型 ALD 设备在存储芯片制造领域的应用。

公司积极布局新型显示芯片和化合物半导体领域，丰富产品矩阵。除了上述的逻辑芯片、存储芯片领域外，公司在新型显示芯片和化合物半导体领域均有技术突破和储备。 1）新型显示芯片领域：集成电路 CMOS 工艺作为半导体和 OLED 结合的一种新型显示技术，具有较大发展前景。公司应用于该领域的批量型 ALD 设备产品已获得多个客户订单，处于产业化验证阶段。2）化合物半导体领域：第三代化合物半导体的钝化层和过渡层应用第三代化合物半导体功率器件，具有广阔的市场前景。公司 ALD 技术适合于生长超薄薄膜作为钟化层和过渡层，可以起到更好的器件漏电抑制效果，保证器件具有良好的漏电和击穿性能。

4.5.2. CVD：依托 ALD 技术，差异化布局打开第二成长曲线

国内外主要薄膜沉积设备商均有布局 ALD 产品，公司进展较快率先进入产业化应用。国内公司积极投入研发 ALD 技术，但大部分仍处于产业化验证阶段，只有拓荆科技、北方华创和微导纳米的部分产品进入产业化应用阶段，其中真正产生收入的只有拓荆科技和微导纳米。此外，公司与拓荆科技呈现明显的差异化竞争态势，尽管产品有所重叠，但其背后的技术原理和产业应用方面有所差异，公司 ALD 设备主要为 T-ALD，使用热反应原理，用于高 K 栅介质层的沉积；拓荆科技 ALD 设备主要为 PE-ALD，采用等离子原理，主要沉积介质薄膜，用于 SADP 工艺和 STI 工艺。综合来看，公司 ALD 技术在国内处于第一梯队，具备半导体薄膜沉积设备领域平台化拓展的能力。

依托 ALD 技术延展性&客户协同性，公司切入 CVD 领域，已推出 PECVD、LPCVD 等产品，并顺利拿到批量重复订单，进一步扩大产品工艺覆盖度和市场空间。一方面ALD 与 CVD 均为化学反应，二者技术上具备相通性；另一方面下游客户均为逻辑、存储厂，客户具备协同性。2023 年 6 月公司发布自主研发的第一代 iTronix@系列 CVD 薄膜沉积设备已获得客户订单，7 月首批设备顺利发货。（1）PECVD：可沉积不同种类薄膜，应用于逻辑、存储、先进封装、显示器件以及化合物半导体等领域的芯片制造。（2） LPCVD：采用特别设计的反应腔室和电气软件集成化服务，在逻辑芯片、DRAM 芯片、 NAND 芯片等领域具有广泛应用，可满足 SiGe、p-Si、doped a-Si、SiO2、SiN 等薄膜沉积工艺的开发与应用需求。

CVD 设备具有更大市场空间且国产化率仍有待提升，如拓荆科技在 PECVD 和 SACVD 领域的市场份额分别为 17%和 25%，微导纳米布局 CVD 进行差异化竞争。基于客户关键工艺开发的战略需求，公司以 CVD 的硬掩模工艺为切入点，差异化开发多种 CVD 真空镀膜产品。相关产品可应用于芯片制造硬掩膜与高级图案化、钝化层、扩散阻挡层、介电层、电容覆盖层等领域。

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