【国信证券】本土刻蚀设备中流砥柱，多线布局助力国产替代.pdf

2023-03-13

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中微公司：国产集成电路制造高端设备领军者

专注于集成电路和泛半导体微观加工，客户覆盖全球知名企业

中微半导体设备（上海）股份有限公司是国内服务于集成电路和泛半导体行业的微观加工高端设备公司。公司主营等离子体刻蚀设备、薄膜沉积设备以及空气净化设备等的研发、生产和销售，其产品覆盖了半导体集成电路制造、先进封装、 LED 生产、MEMS 制造等领域。尤其聚焦小线宽先进制造刻蚀领域，成功打入国际先进生产线，为国产刻蚀设备的发展提供了有力支撑。

中微公司成立于 2004 年，2004 年 5 月，中微亚洲出资创立中微有限，并于同年 8 月推出了首台甚高频等离子体刻蚀机；2007 年 6 月，公司研制成功首台 CCP 刻蚀设备；2011 年 9 月，CCP 设备进入 45nm 生产线；2012 年 11 月，公司首台 MOCVD 设备 Prismo D-BLUE 研制成功；2013 年 6 月，CCP 设备进入 22nm 生产线；2016 年 11 月，公司首台 ICP 设备研发成功；2017 年 7 月，CCP 设备进入国际先进 7nm 生产线；2019 年 7 月，中微登陆科创板上市。

中微第一大股东为上海创业投资有限公司。截至 2022 年，上海创业投资持股比例 15.64%，隶属于上海国资委；第二大股东巽鑫投资持股 15.15%，隶属于国家大基金。其他主要股东中，中国香港中央结算有限公司持股 5.52%，嘉兴智微企业管理合伙企业、advanced Micro Fabrication Equipment Inc. Asia、国家集成电路产业投资基金二期、诺安成长混合型证券投资基金持股比例分别为 4.97%、 4.03%、3.97%、2.9%。

中微主要为集成电路、LED 芯片等产品制造企业提供刻蚀设备、MOCVD 设备以及其他设备。主要产品包括 CCP 电容性刻蚀机、ICP 电感性刻蚀机、MOCVD 设备以及 VOC 设备。CCP 电容性刻蚀机主要用于集成电路领域氧化硅、氮化硅及低介电系数膜层等电介质材料的刻蚀，ICP 电感性刻蚀机主要用于集成电路中硅材料的刻蚀及金属刻蚀，MOCVD 设备主要应用于 LED 外延片及功率器件的生产，VOC 设备则主要应用于平板显示生产线等工业用的空气净化。

中微公司客户覆盖全球知名企业。高端设备应用于全球主流晶圆厂商。刻蚀机主要客户包括台积电、英特尔、联华电子、格罗方德、海力士、意法半导体、华力、华虹、中芯国际、博世、长江存储、长鑫存储等，2019 年公司 CCP 刻蚀机进入了台积电 5nm 产线，2020 年至 2022 年与长江存储开启了深度合作。MOCVD 主要客户包括三安光电、晶元光电、华灿光电、乾照光电、三星、兆驰股份等知名 LED 企业。

中微公司实际控制人系核心技术人员。公司 CEO 尹志尧博士深耕半导体行业近 40 年，曾任职于应用材料、泛林等国际知名大厂近 20 年，有力推动了等离子体刻蚀设备的快速发展。司副总裁杜志游博士曾任 Praxair Inc 董事总经理、梅特勒- 托利多上海子公司总经理，有丰富的行业经验和公司管理经验。公司副总裁倪图强博士曾在泛林半导体担任技术总监，是 Lam2300 系列刻蚀产品的发明者之一。公司其余多位董事高管也具有半导体相关学术背景与工作履历，具备丰富的行业经验。

全球化人才招募不断提速，专业人才占比提升。中微公司在人才招募方面遵循全球化的发展战略，目前管理层来自 6 个不同国家和地区，外籍员工占比达到了 9%，截至 2021 年，公司共有员工 1048 人，随着营收规模增长，公司人才招募趋向于高端化、专业化。公司共有研发人员 415 人，占公司员工比例的 39.6%，其中博士人数 77 人，硕士人数 127 人，分别占比 18%和 31%，本科及以上人数高达 92%。

刻蚀设备与MOCVD双向并行，盈利能力比肩国际大厂

刻蚀设备与 MOCVD 双向并行，公司盈利能力持续提升。随着公司刻蚀设备和 MOCVD 设备技术不断成熟，产品的市场认可度逐渐升高。公司 2017 年实现净利润扭亏为盈，营业收入逐年快速增长，公司 22 年预计全年实现营收 47.4 亿元，同比增长 52.5%，实现归母净利润区间为 11.70 亿元，同比增长 15.66%；实现扣非归母净利润 9.19 亿元，同比增长 183.44%。毛利率方面，主营业务中刻蚀设备毛利率基本持平，接近 45%；MOCVD 设备毛利率先降后升，在 2017-2020 年呈下降趋势，原因是 2017 年公司为推广新型 MOCVD 设备 Prismo A7，采用较优惠的价格开拓市场，拉低了毛利率。21 年推出的 Unimax MOCVD 设备以出色的性能在市场获得了很好的议价能力，带动毛利率快速回升。

公司业务收入主要来源于专用设备销售、备品备件销售以及服务收入三个部分，其中专用设备销售收入占比约 80%。2021 年，公司专用设备销售额 25.07 亿元，同比增长 39%，备品备件销售额 5.56 亿元，同比增长 25%，主要业务收入维持高增速。业绩进入高速增长期，盈利能力比肩国际刻蚀大厂，高于行业平均。2019-2021 年，公司净利与毛利率均迅速上升：2021 中微毛利率 43.36%，净利率 32.54%，接近国际一线刻蚀大厂 LAM（毛利率 46.53%，净利率 26.72%）与 TEL（毛利率 40.38%，净利率 17.36%）水平，高于行业平均水平（毛利率 42.38%，净利率 17.95%）。其主要原因是公司产品不断成熟，市场认可度不断提升，订单持续放量，盈利能力进入快速增长期。

国产刻蚀设备龙头企业，引领国产化设备革新

CCP设备供应国际一线厂商，ICP设备快速放量

刻蚀工艺是集成电路制造的关键环节，刻蚀设备在整个生产线价值占比约为 20%。薄膜沉积、光刻、刻蚀是集成电路制造中工艺难度最高、重复性最多、应用最广的三道工艺，根据 SEMI 数据，薄膜沉积、光刻、刻蚀设备在整个生产线中价值占比超过 60%，其中刻蚀设备价值占比约为20%。先进制程的集成电路制造中，要通过薄膜沉积、光刻、刻蚀三大工艺反复循环成百上千次，薄膜沉积实现材料沉积，光刻将图案转移到掩膜上，刻蚀按照掩膜完成材料去除，方可将设计好的图案转移到晶圆上，因此，刻蚀是生产线中最关键的设备之一。

刻蚀是用化学方法或物理方法完成材料去除的过程，分为干法刻蚀和湿法刻蚀两类。干法刻蚀是借助等离子体与硅片发生物理及化学反应，从而达到材料去除的目的，干法刻蚀的特点是各向异性（各个方向速度不同）和高度的工艺可控性。湿法刻蚀是以化学试剂与硅片表面材料发生反应来完成材料去除，特点是各向同性（各个方向刻蚀速度相同），不容易进行精细控制。随着集成电路线宽不断缩小，刻蚀环节对于刻蚀精度要求不断提高，湿法刻蚀逐渐无法满足刻蚀工艺要求。在先进制程中，干法刻蚀已基本取代湿法刻蚀，占据了 90%以上的市场。

干法刻蚀机主要分为 CCP 刻蚀机、ICP 刻蚀机两条路线。CCP 刻蚀机是电容性耦合等离子体刻蚀机，ICP 刻蚀机是电感性耦合等离子体刻蚀机，干法刻蚀按照被刻蚀材料分类，通常可分为介质刻蚀，金属刻蚀和硅刻蚀，CCP 刻蚀机多用来完成介质刻蚀，特点是等离子体由两个平行板电容器产生，通常配有比较高的偏压功率；ICP 刻蚀机主要用来完成金属刻蚀和硅刻蚀，特点是等离子体由电感线圈产生，具有比较高的等离子体浓度。

公司 CCP 刻蚀机打入国际一线厂商，国内 28nm 以上制程基本可以全覆盖，ICP 订单迅速增长。中微从 2004 年起研制 CCP 刻蚀机，至今积累发展接近 20 年，目前已进入多家国内和国际一线晶圆代工厂商和存储厂商，先进制程进入国际知名晶圆代工厂商 5nm 生产线，国内 28nm 以上制程基本可以全覆盖。ICP 设备于 2016 年推出首台，此后市场认可度不断提升，截止至 2021 年底，已完成超 15 家客户 100 多个 ICP 工艺验证。2021 年推出双台 ICP 刻蚀机 Twin-star，在生产速度和成本端更具优势，已在国内厂商完成验证。截止 2022 年 6 月底，ICP Nanova 设备已经顺利交付超过 220 台反应腔，且在客户端完成验证的应用数量也在持续增加，进入迅速放量期。

先进制程驱动，NAND迅速增长，国产化加速刺激刻蚀设备需求

先进制程线宽缩小，促使刻蚀工艺步骤数和设备需求数量不断提升。随着全球高端量产芯片从 14nm 向 7nm、5nm 和 3nm 发展，由于光波长会限制光刻可传递的尺寸精度，而短波长的 EUV 目前成本居高不下，因此主流厂商多采用多重模版工艺来达到尺寸需求。多重模板工艺是通过重复沉积、光刻、刻蚀工艺，来达到实现更小尺寸的目的，三大工艺步骤会显著增加。以逻辑器件的刻蚀工艺为例，28nm 刻蚀步骤约 40 步，5nm 刻蚀步骤提升至 160 步。刻蚀步骤数增加，对应的设备需求量也显著提升。中微作为优秀国产设备供应商，在先进制程的发展过程中将持续受益。

3D NAND 存储芯片产量显著增长，刺激刻蚀设备需求。当线宽缩小到一定物理极限后，继续向小线宽发展的难度和成本很高，并且小线宽的邻近存储单元易发生串扰问题，存储器开始由“细微化”转向“多层化”，通过增加介质层堆叠的层数来提高电容集成度，3D NAND 闪存是其中的典型产品。3D NAND 是英特尔和镁光的合资企业所研发的一种新兴的闪存类型，通过把内存颗粒堆叠在一起来解决 2D 或者平面 NAND 闪存带来的限制，3D NAND 发明以来，国际知名厂商镁光、Intel、三星及海力士等不断提高堆叠层数，2022 年国内知名 NAND 厂商长江存储已经实现 232 层堆栈，进入了国际一线行列，其使用的 Xtacking 技术进一步缩小了 NAND 的面积。

NAND 中由于使用了大量的介质层堆叠，用到了更多的薄膜沉积设备和刻蚀设备，根据东京电子统计，3D NAND 刻蚀设备资本开支占比从 2D NAND 的 15% 提升到 50%。随着 NAND 存储芯片的快速增长，对刻蚀设备的需求量也将进一步提升。

公司刻蚀设备能力突出，与北方华创携手打破国际垄断。刻蚀设备的全球市场特点是高度集中化，泛林、东京电子、应用材料等公司在刻蚀市场占比超过 90%。中微刻蚀设备能力突出，为国产设备打破国际垄断提供了主要助力。2015 年，美国商务部工业安全局评估中国厂商有能力供应高质量的离子刻蚀机，取消了相关出口管制。目前国内晶圆厂相应政策号召，推进设备国产化，中微和北方华创其中占比较高。以长江存储 2017-2021 年设备招标台数统计，中微和华创分别占比 12.9%和 5.3%。

2025 年全球刻蚀设备市场将超过 180 亿美元，其中 ICP 空间更大，国内 CCP 市场占比相对更高。据统计，2021 年全球刻蚀设备市场规模约为 175 亿美元，其中用于硅刻蚀和金属刻蚀的 ICP 刻蚀设备占比刻蚀设备总体市场份额的 62%，用于介质刻蚀的 CCP 刻蚀设备占比份额为 38%。市场占比方面，ICP 设备占比相对更高，主要原因是先进制程中，线宽和刻蚀精度要求提升，沉积的膜厚变薄，ICP 作为低能离子刻蚀，对刻蚀结构表面损伤更小，因此市场占比提升更多。Gartner 预测 2025 年全球集成电路制造刻蚀设备市场规模预计将增长至 181.85 亿美元，年复合增长率约为 5.84%。而国内集成电路制造市场由于起步较晚，目前以成熟制程为主，相较于国外市场 CCP 刻蚀机市场相对更大。

公司设备零部件来源广泛，国产化率接近 60%。中微设备零部件主要来源为中国、日本、美国、欧洲，一直努力实现高程度国产化，由于刻蚀设备属于高精度加工设备，对设备零部件加工精度和材料能力要求较高，部分零部件由于设备技术需求，暂未实现国产化。根据公司公告，截至 2021 年，CCP、ICP 国产零部件价值比重分别为 61.44%和 59.48%，国产化率约为 60%，第二大零部件来源国是日本，约占 20%。

美国制裁新规将进一步刺激国产替代需求。集成电路制造由于高精密性，对设备的尺寸精度控制能力、均匀性控制能力要求很高。我国集成电路制造起步较晚，在设备的研发程度上相较于国际一线设备厂商仍有差距，也成为了国外厂商制约我国芯片制造发展的一种手段。美国 BIS 于 2022 年 10 月 7 日出台管制新规，管制措施适用于将美国设备或零部件出口到中国国内的特定先进逻辑或存储芯片晶圆厂，主要是 16/14nm 以下节点的逻辑集成电路、128 层以上的 NAND 存储器集成电路、18nm 及以下的 DRAM 集成电路。进一步限制中国集成电路产业发展，短期来看对整个产业链存在较大影响，但长期来看中国集成电路产业必将走上独立自主创新之路，管制新规将进一步催化半导体设备国产化趋势，中微作为半导体刻蚀设备龙头，将持续受益于国产替代需求，成为设备国产替代的中流砥柱。

公司设备能力领跑国内，是刻蚀环节国产替代领军者。公司 CCP 设备在国内处于绝对领先，设备性能对标海外大厂，已切入国际知名厂商 5nm 产线，国内市场份额持续提升，2022 年公司已累计有 2320 个反应台在生产线运转；ICP 设备也进入国内外知名厂商生产线，截止 22 年 6 月底，已经顺利交付超过 220 台反应腔。在美国制裁的压力下，部分先进工艺的研发压力必须由国产厂商突破承接，随着 3D NAND 层数增加到 128 层及更多，通道深宽比达到 60:1 以上，在刻蚀过程中，随着深度增加，粒子能量会不断减弱，控制性会下降，要提高粒子能量，并保持刻蚀形貌，对刻蚀设备需要更高的性能要求，先进制程的发展也对线宽和均匀性的精度控制，以及表面损伤程度等提出了更高的要求，中微在刻蚀环节的出色能力，有望成为集成电路制造国产化的有力支撑。

世界知名MOCVD设备供应厂商，应用空间广阔

MOCVD是LED外延片制备的核心设备，价值占比超过50%

外延是在单晶衬底上再生长一层新的单晶衬底的过程。按照生长材料与衬底材料是否相同分为同质外延和异质外延，相较衬底，外延层具有更好的晶体结构，更利于材料的加工开发。外延工艺具有工艺温度低，易掺杂，界面电阻低，纯度高等特点，缺点是对界面的洁净度要求很高，生长速度较慢。外延设备按照外延材料状态可分为液相外延设备（LPE），气相外延设备（VPE）和分子束外延设备（MBE）。液相外延外延速度较快，但控制性差，气相外延相较于液相外延具有较好的控制性，在外延精度要求提高后逐渐成为外延的主流设备，分子束外延具有更为出色的控制能力，能制备薄到几十个原子层的单晶薄膜，但真空度和成本更高，目前市场以气相外延为主流技术。

MOCVD 是起源于 VPE 的新型气相外延生长技术。生长方式是在反应腔内混合Ⅱ、 Ⅲ族化合物和Ⅳ、Ⅴ族氢化物，将混合气体流过加热的衬底时会发生热分解反应，外延生长成为化合物的单晶薄膜。MOCVD 主要由 4 部分构成：气体操作系统、反应室、加热系统、监测和尾气处理系统，气体操作系统主要控制气体的供给量，反应室提供反应空间，加热系统提供反应条件，监测和尾气处理系统提供管理和后处理作用。

MOCVD 是 LED 外延片制备的核心设备，主要用于 GaAs，GaN，InP 的外延工艺。LED 外延片产线主要分为衬底加工，LED 外延片制造，芯片制造和器件封装四部分，衬底加工设备包括单晶炉与多线切割机，外延设备主要是 MOCVD，芯片制造设备包括光刻机和刻蚀机，器件封装设备包括贴片机，固晶机，焊线台，灌胶机等。 LED 外延片制造是 LED 制造中的重要环节，主要通过 MOCVD 实现。根据 Gartner 数据，2020 年 MOCVD 在外延市场价值占比 61%。此外，HT CVD 是硅基器件和碳化硅器件的主流外延技术，占比约为 33%，MBE 技术主要应用在 GaAs， InP 射频元件的外延上，能够替代部分 MOCVD，占比约 7%。

MOCVD 设备在 LED 产业链中占比价值超过 50%。LED 照明产业链中，衬底制作和外延片制作两部分占总成本 70%以上。主要系 LED 芯片包含 100 多层沉积层，晶圆外延片的质量会对 LED 发光颜色和发光效率产生直接影响，是 LED 产业链中最重要的环节。根据 2020 年聚灿光电募集说明书，蓝绿 LED 和 MiniLED 产线设备价值中，外延设备占比分别为 68.5%和 46.4%，而 MOCVD 占据外延设备成本约 90%。外延片的制作主要依靠 MOCVD 设备完成，因此 LED 厂商的产能主要由 MOCVD 的设备量和生产效率决定，MOCVD 设备数量是 LED 生产状况的直观指标之一。

Mini LED 市场空间提升，功率器件迅速发展驱动 MOCVD 需求增长。 LED 目前已成为照明市场主流，处于替换白炽灯的加速阶段。2009 年，全球 LED 照明渗透率为 1.5%，2021 年已经达到了 66%。LED 具有稳定、连续、高效、均匀的工作状态，相对白炽灯应用更为多变灵活，逐步取代白炽灯的市场空间。我国 LED 市场起步略晚，但发展迅速，2012 年照明渗透率为 3%，2020 年达到 78%。

Mini LED 发展迅猛，是促进 MOCVD 发展的强大动力。近几年，小间距 LED、Mini LED、Micro LED 应用广泛，显著推动了显示技术的发展。小间距 LED 屏具备无缝拼接、宽色域、低功耗和长寿命等优点，而 MiniLED 在继承小间距 LED 优点的基础上，还在耗能、反应时间、可视角上有进一步的提升。Mini LED 采用局部调光设计，用既有的 LCD 技术基础、结合了同样成熟的 RGB LED 技术，使得 Mini LED 的画面更加精细，在新一代背光设计中有大量应用。Micro LED 是 Mini LED 更进一步的发展，在尺寸，色域和平均能耗上更具优势。Mini LED 的迅速增长也会驱动外延设备需求增长，尤其是作为外延片核心设备的 MOCVD。

功率器件进入迅速发展期，驱动 MOCVD 设备需求增长。由于 GaN、SiC 相比传统的硅器件拥有更高的功率密度和效率，GaN、SiC 器件年来快速放量。GaN 适配功率为 80-650V，应用范围为消费产品，服务器，工业电源等，SiC 适用于 650-3300V，应用范围是汽车逆变器，太阳能发电厂和大型三相电网转换器等，根据 Yole 预测结果，SiC 和 GaN 在 2026 年市场规模分别达到 11.1 亿美元和 33.9 亿美元。功率器件的外延生长同样是采用 MOCVD 设备，因此，功率器件的迅速发展会驱动 MOCVD 设备需求增长。

中微MOCVD全球领先，市场份额不断提升

中微公司是 MOCVD 全球三大设备寡头之一，MOCVD 市场比重不断提升。Aixtron、 Veeco 和中微是 MOCVD 设备全球三大寡头，2020 年合计占据全球外延设备市场 60% 以上，MOCVD 占外延设备市场 95%以上。其中，Aixtron 在激光二极管和 GaAs LED 领域领先，Veeco 和中微在 GaN LED 领域领先。 2017 年中微发布新型 MOCVD 设备，在 GaN 领域市场逐渐替代 Veeco，比重稳步提升，而 Veeco 同比下降。21 年针对高端显示应用所需的 Mini LED 大规模生产推出的 Unimax MOCVD 设备性能优秀，预计会带动公司 MOCVD 市场提升。

中微 MOCVD 品类丰富，客户订单稳定，装机量稳定增长。中微针对不同客户需求目前推出四种成熟 MOCVD 设备，分别是 Prismo D-BLUE®，Prismo A7，Prismo HiT3 及 Prismo UniMax®。Prismo D-BLUE®是首台被主流 LED 生产线采用并进行大批量LED外延片生产的国产MOCVD设备，Prismo A7每个反应腔的产量是前一代MOCVD 设备的 2 倍多，极大地提高了单位产能，Prismo HiT3 是用于深紫外 LED 外延片量产的 MOCVD 设备，Prismo UniMax®是专门为高端显示应用所需的 Mini LED 大规模生产提供的 MOCVD 外延解决方案。其中，前三种型号目前均已进入国内外头部厂商，Prismo UniMax®也在客户端开始进行规模生产。功率器件方面，中微目前 MOCVD 设备主要服务于 GaN 的外延片制造，制造 Micro LED 应用的新型 MOCVD 设备以及用于碳化硅功率器件应用的外延设备等也正在开发中。

中微 MOCVD 设备产品性能已经达到国际领先，2021 年零部件国产化率达到 80%以上。中微 MOCVD 设备经过国内外头部厂商验证，设备产能，沉积厚度均匀性，控温设计等均已达到国际领先水平，公司设备优化速度迅速，2007 年设备波长均匀性为 1.51nm，2021 年推出的 Prismo UniMax®型号波长均匀性已提升至 0.71nm，达到国际领先水平。根据公司公告，公司国产化零部件价值占比达到 81%，日产零部件占比 10%，美产零部件占比 5%，实现高度国产化，供应链安全稳定。

中微自 2017 年 MOCVD 设备取得突破以来，装机量稳步提升，2022 年总装机量预计达到 500 腔。中微 2013 年首台 MOCVD 设备交付供货，2017 年新款 Prismo A7 上线大规模供货，超越 Veeco 成为 GaN LED 市场份额最大的设备供应商。2021 年针对 Mini LED 推出 Prismo UniMax®，截至 2022 年，Prismo UniMax®已取得 180 腔订单，其中包括兆驰 52 腔，预计 2022 年 MOCVD 总装机量达到 500 腔。

切入LPCVD市场，EPI、ALD协同布局

薄膜沉积是晶圆制造的主要工艺之一。薄膜沉积是指在硅片衬底上沉积一层待加工的薄膜材料，主要材料包括介质材料，金属材料和硅材料。沉积方式主要分为物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和电镀。电镀主要应用于铜的沉积，两大主流沉积路线是 PVD 和 CVD。PVD 主要用于金属材料沉积，在高真空环境下，以蒸镀、溅射或离子镀方式产生沉积物粒子，完成薄膜沉积，特点是薄膜质量高，形成的金属电阻低。CVD 是将不同气体通入反应室，通过化学反应形成沉积物，再完成薄膜沉积，特点是拥有更好的台阶覆盖率，通常用来沉积电介质材料和部分金属，如 W、TI、TiN 等。

多重曝光工艺及 3D NAND 堆栈层数的增多，显著扩容薄膜沉积市场。Gartner 统计 2021 年全球薄膜沉积市场规模为 190 亿美元，预计 2022 年市场规模约 220 亿美元，随着制程演进，逻辑电路工艺步骤的复杂化和精度要求不断提升，集成电路制造中薄膜沉积的环节数量和成膜质量要求也不断上升，对薄膜沉积设备需求和能力要求变得更高。根据 Gartner 数据，在薄膜沉积设备中，PECVD 占比达到 34%为最高，ALD 占据 13%，LPCVD 占据 7%；属于 PVD 溅射和电镀 ECD 分别占据 21% 和 4%市场份额。

薄膜沉积设备市场被国际巨头垄断，国产化能力相对薄弱。薄膜沉积设备不同路线市场长期被国际巨头占据，2020 年，PVD 市场应用材料占比 87%，CVD 市场应用材料、泛林半导体占比超过 70%，ALD 市场先晶半导体和东京电子占比超过 70%，国内沉积设备市场很低。随着国内集成电路产业的日益壮大，近年来国产薄膜沉积设备国产化率稳步攀升，以长江存储薄膜沉积国产化率为例，2019 年占比 2.1%， 2020 年 3.3%，2021 年 9.5%，如北方华创、拓荆科技等国产薄膜沉积设备的优秀公司产品逐渐进入国内产线。

中微着力于布局 LPCVD，主要应用于先进逻辑器件和 3D NAND 中金属互连层钨制程沉积，已进入客户工艺验证阶段，预计将于 2022-2023 年推出。中微同时针对锗硅外延生长工艺布局了 Epitaxy 单晶外延设备，已完成样机的初步设计，进入调试阶段，预计于 2023 年推出，未来有望形成新的增长点。中微切入薄膜沉积市场的优势有两点，一是设备技术方面，薄膜沉积设备与刻蚀设备有很多共通之处，刻蚀设备对精度控制能力要求更高，中微具有优秀的刻蚀设备研发技术，为薄膜沉积设备的研发提供很大的技术支持，如在等离子体精细控制，温度分区控制，气流分布等方面。二是中微持有拓荆科技 11.2%股份，为拓荆科技第三大股东，双方在技术开发和产品布局方面形成一定协同作用。拓荆科技是国内领先的薄膜沉积设备企业，可以对中微的薄膜沉积设备开发提供支持。

投资布局量检测设备，有望成为国产替代主力

量测设备贯穿整个晶圆制造流程。应用于前道制程和先进封装的质量控制根据工艺可细分为检测（Inspection）和量测（Metrology）两大环节。检测指在晶圆表面上或电路结构中，检测其是否出现异质情况，如颗粒污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷；量测指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述，如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测。

集成电路制造的量检测按照测量内容和方式的不同，主要分为缺陷检测、薄膜测量、关键尺寸测量和套刻误差检测四类，其中缺陷检测手段包括有图形检测、无图形检测、电子束检测（E-beam)及缺陷分析扫描电镜(SEM)检测等，薄膜测量手段包括椭偏仪测量、傅里叶红外色谱仪 (FTIR) 测量和薄膜应力测量等，关键尺寸测量包括光学关键尺寸(OCD)测量及关键尺寸扫描电镜(CD-SEM)等，套刻误差检测主要通过光学显微成像系统结合数字图像算法来获得套刻误差。

缺陷检测中有图形检测主要有光学亮场检测和暗场检测，通过深紫外到可见光波段的宽光谱照明或者深紫外单波长高功率的激光照明，获取晶圆表面电路的图案图像，无图形检测一般用于检测没有形成图案的晶圆，借助激光束的反射来确定晶圆表面缺陷及种类，EBI 原理是利用电子扫描显微镜对晶圆进行缺陷检测，其核心部件电子扫描显微镜，通过聚焦离子束对晶圆表面进行扫描，接收放射回来的二次电子和背散射电子，经过计算处理后将其转换为晶圆形貌的灰度图像。

薄膜测量设备主要包括椭偏仪及傅里叶红外色谱仪 (FTIR)等，其中椭偏仪是测量膜厚的主要手段，其原理是将光源发出的光以一定角度入射晶圆片表面，被薄膜层和衬底层反射的光经过光学系统和检偏器，最终由质谱仪接收质谱仪收集光学信号后，软件系统依据光学色散模型，及多界面光学干涉原理，对入射信号进行算法处理，最终得到精确的薄膜厚度。傅里叶红外色谱仪 (FTIR)用于测量膜厚及膜成分，其工作原理是由红外光源发出的红外光经准直为平行红外光束进入干涉系统（由定镜和动镜组成），由于光程差形成干涉，干涉光信号到达探测器上，经过傅里叶变换处理得到红外光谱图，进而得到化学成分等所需信息。主要应用工艺环节包括光刻、薄膜沉积、刻蚀、CMP 等。

关键尺寸测量是测量电路线宽的重要方式，主要设备包括光学显微镜（OCD），扫描电镜（CD-SEM），透射电镜（TEM），CD-SEM 主要原理是被测物体的原子被显微镜电子枪发射的电子束激发，产生二次电子，由于斜坡处入射电子有效作用面积大，产生的二次电子数量最多，转换为电镜图像时，图像边缘亮度高，可以此为依据计算关键尺寸，电子扫描并完成成像后，会将图像和数据上传到系统中，系统依据算法构建出集成电路结构的 2D 或 3D 图形，主要应用的环节是光刻及刻蚀工艺。

套刻误差测量主要用来保证层与层之间的对准，主要设备包括光学显示成像（IBO），光学衍射成像（DBO）和扫描电镜（SEM），IBO 原理是通过光学显微系统获得两层套刻目标图形的数字化图形，然后通过软件算法定位每一层图形的边界位置，进一步计算出中心位置，从而获得套刻误差；DBO 原理是将一束单色平行光，照射到不同层套刻目标的光栅上，通过测量衍射射束强度的不确定性来确定误差；SEM 通常用来确认刻蚀后的最终套刻误差。主要应用环节包括光刻、刻蚀等。

量检测设备价值占比高，国产化率低。在整条产线中，量检测设备价值约占 13%，仅次于光刻、刻蚀和薄膜沉积，在前道制造设备中举足轻重。2020 年全球市场规模达到 76.5 亿美元，2016-2020 年的年均复合增长率为 12.6%，保持高速增长。细分市场中，检测设备占比相对较高，达到 62.6%，量测设备 33.5%，其中有图形晶圆检测设备占比最高，达到 34%。

全球半导体量检测设备市场主要被国外企业垄断，KLA 占比超过一半，国产化率仅约 1%。全球范围内主要检测和量测设备企业包括科磊半导体、应用材料、日立等。根据 VLSI Research 的统计，KLA 在检测与量测设备的合计市场份额占比为 50.8%，全球前五大公司合计市场份额占比超过了 82.4%，均来自美国和日本，市场集中度较高。量检测设备也是前道国产化率最低的环节之一，实际国产化率仅约 1%，国内主要量检测公司包括精测电子、中科飞测、睿励仪器等。

睿励科技成立于2005年6月，致力于集成电路生产前道工艺检测领域设备研发和生产，主营产品为光学膜厚测量设备和光学缺陷检测设备以及硅片厚度及翘曲测量设备等，是国内少数几家进入国际领先的 12 英寸生产线的高端装备企业之一，并且是国内唯一进入某韩国领先芯片生产企业的国产集成电路设备企业。目前，睿励科技正在开发下一代可支持更高阶芯片制程工艺的膜厚和 OCD 测量设备以及应用于集成电路芯片生产的缺陷检测设备，进一步扩大可服务的市场规模。

2022年3月，中微对睿励科技追加1.08亿元现金投资，持股比例从20.4%变更为29.4%，持续投资布局工艺检测设备领域，中美贸易竞争压力下，KLA 的退出提高了国产量检测设备环节的重要性，国产量检测设备有望进入国产替代加速期，睿励仪器有望成为国产量测设备新军主力，同时与中微的制造设备形成良性协同作用，有助于中微提高在高端芯片设备的战略布局。

盈利预测

假设前提：公司主营业务主要分成专用设备销售，备品备件销售和设备维护三方面，其中专用设备销售占比约八成，主要来自于刻蚀设备和 MOCVD 设备，CVD/EPI/ALD 设备预期在 2022-2024 年陆续推出。备品备件销售和设备维护是公司另外两部分主营业务。我们的盈利预测基于以下假设条件：刻蚀设备：公司专精于刻蚀设备近 20 年，在国产刻蚀设备领域一直处于领先地位， CCP 刻蚀机市占率不断提升，ICP 刻蚀机迅速放量，持续看好公司未来刻蚀设备的业务发展。

我们预计公司将持续收受益于先进制程和 3DNAND 的不断扩张，以及国产替代需求，预计 2022-2024 年刻蚀设备收入增长 59.7%，37.5%，34.5%，毛利率 45%，45%，45%。 MOCVD 设备：考虑到 MiniLED 和功率器件的发展，中微 MOCVD 市场仍有上升空间，考虑 LED 景气度周期，根据公司公开数据，预计 2022-2024 年 MOCVD 设备收入增长 19.3%、8.3%、7.7%，毛利率为 35%、35%、35%。 CVD/EPI 设备：中微布局 LPCVD 和 EPI 外延设备已取得一定成果，目前已分别进入客户验证阶段和样机的调试阶段，有望成为新的业务增长点。预计 2022-2024 年 CVD/EPI 设备收入达到 2000 万、8000 万、1.5 亿，2023-2024 年收入增长 300%、 87.5%。

备品备件：随着专用设备的不断放量，公司备品备件收入会不断上升。预计 2022-2024 年备品备件收入增速微 30%、30%、30%。毛利率为 47%、47%、47%。设备维护：设备维护同样受益于设备销售的不断放量，预计 2022-2024 年增速为 45%、40%、35%，毛利率为 60%、58%、58%。

主要费率：根据募投项目，由于公司将加大研发力度，致力于先进制程的刻蚀设备、MOCVD 设备及薄膜沉积设备的研发和产业化，我们假设研发费在 2022-2024 年将显著上升 44.9%、39.5%、29.6%至 5.77、8.05、10.44 亿元，由于营收提升带来的规模效应，研发费用率将保持至小幅下降。公司销售模式和管理模式成熟稳定，经营费用精细化管控，促使各期销售费用、管理费用规模整体水平较低且较为稳定。

（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。）