智能制造行业专题报告（八）：半导体清洗设备：筑芯片良率保障墙，看国产品牌角逐差异化
智能制造行业专题报告（八） 半导体清洗设备：筑芯片良率保障墙，看国产品牌角逐差异化 行业深度报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 行业报告 智能制造 2020年8月31日 强于大市（维持） 行情走势图 相关研究报告 《智能制造行业专题报告（五）：锂电设备：分化还未定型,淘汰正在发生,宜居危而思安》 2018-11-27 《智能制造行业专题报告（六）：超快激光，能量激光领域的下一个制高点》2019-4-24 《智能制造行业专题报告（七）：3D打印产业链全梳理，高成长赛道的机遇和挑战》 2019-7-31 证券分析师 胡小禹 投资咨询资格编号 S1060518090003 021-38643531 HUXIAOY U298@PINGAN.COM.CN 吴文成 投资咨询资格编号 S1060519100002 021-20667267 WUWENCHENG128@PINGAN.COM.CN 半导体清洗：芯片制造的重要环节，物理辅助方法是工艺难点。半导体清洗对于芯片制造意义重大，如果清洗不达要求，残留的沾污杂质将导致芯片失效。半导体清洗贯穿硅片制造、晶圆制造、封装三大环节。半导体清洗方法分为湿法清洗和干法清洗，目前湿法清洗占据90%以上的份额。湿法清洗可选用化学药液清洗，同时辅以物理方法辅助，如洗刷器、超/兆声波、旋转喷淋、二流体等方法。清洗过程中，化学药液基本相同，辅助方法往往成为不同工艺的主要差别，也成为半导体清洗工艺的主要难点。 清洗设备：高价值、高毛利，芯片良率的重要保障。半导体清洗设备是芯片制造良率的重要保障，主要分为单片设备和槽式设备两类。在40nm及以下的先进工艺中，单片清洗设备凭借无交叉污染和良率优势，已替代槽式设备成为主流。不同的清洗方法往往构成不同设备厂家的核心竞争力，相关厂家通过专利对各自的技术路线进行保护。对于同一类型、相同清洗方法的设备而言，不同的硬件组合和工艺方案，也会产生明显的设备性能差别。清洗设备单台价值量和利润率均非常高，以盛美为例，其单片清洗设备单价超过2500万元，毛利率约45%。 全球格局：全球市场超30亿美元，日本迪恩士是绝对龙头。2019年全球半导体清洗设备市场超30亿美元，占全部设备的5%。其中单片、槽式设备占比分别为75%、18%。随着芯片工艺节点不断缩小，及芯片结构的复杂化（2D转向3D），清洗设备市场有望量价齐升。竞争格局方面，全球领先企业包括迪恩士、东京电子、拉姆研究，2019年全球份额分别为50%、27%、12%，迪恩士是绝对龙头。盛美股份、北方华创是国产设备商代表，2019年的全球份额分别为3%、1%。 国产替代：差异化路线追赶，国内份额快速提升。海外巨头清洗设备多采用旋转喷淋技术，国内设备厂商采取差异化路线，积极研发兆声波、二流体等技术进行追赶。盛美股份在单片清洗设备、北方华创在槽式清洗设备中已经取得成效。2019年清洗设备国产化率达到约13%。长江存储第14-38批清洗设备招标中，盛美股份、北方华创分别获得20%、2%的份额，高于其全球平均水平。截至2019年底，中国大陆共有14条8英寸及以上的产线在建，12条线产能正在爬坡，7条线规划中。受益于大陆芯片厂的扩产大潮，国产清洗设备商的份额有望快速提升。 投资建议：国产半导体清洗设备厂商迎来行业扩容和国产替代的重要机遇：一方面，随着芯片工艺的进步及芯片结构的复杂化，清洗设备量价齐升，行业规模有望扩容；另一方面，受益于国内芯片产线的加速建设和产能爬坡，国内清洗设备厂商通过差异化路线追赶，份额有望快速提升。建议关注国产半导体清洗设备代表盛美股份、北方华创、至纯科技和芯源微。 -20%0%20%40%60%Aug-19Nov-19Feb-20May-20沪深300智能制造证券研究报告 智能制造·行业深度报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 2 / 22 风险提示：1）全球半导体周期向下风险。若半导体行业周期向下，全球半导体厂商资本开支下滑，将影响全球半导体设备公司业绩。2）国内晶圆厂投资不及预期风险。如果大陆晶圆厂投资落地数量或进度不及预期，半导体清洗设备公司订单将不达预期。3）国内设备公司技术进步不及预期风险。半导体清洗设备行业门槛高，技术难度大，如果国产设备企业技术研发不足或技术突破不及预期，将影响国产替代的节奏。4）竞争加剧的风险。随着大陆市场的快速成长，外资巨头加大对大陆市场的重视程度，半导体清洗设备市场竞争可能加剧，影响到国内相关公司的发展。 股票名称 股票代码 股票价格 EPS P/E 评级 2020-08-28 2019A 2020E 2021E 2022E 2019A 2020E 2021E 2022E 北方华创 002371 190.74 0.62 0.87 1.12 1.46 305.59 218.17 170.83 130.47 推荐 芯源微 688037 114.70 0.35 0.62 0.92 1.46 329.10 183.70 124.32 78.42 未评级 至纯科技 603690 40.40 0.43 0.76 1.13 1.59 93.95 53.49 35.66 25.45 未评级 盛美股份 A20142 - 0.35 0.55 0.84 1.22 - - - - 未评级 资料来源：wind，未评级公司参考wind一致预期 智能制造·行业深度报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 3 / 22 正文目录 一、 序言 .................................................................................................................5 二、 半导体清洗，芯片制造的重要环节....................................................................5 1.1 污染源：颗粒、金属、有机物等沾污，芯片良率下降的罪魁 ................................... 5 1.2 清洗方法：湿法清洗占据主导，物理方法决定工艺难度 .......................................... 7 1.3 本章小结 .......................................................................................................... 10 三、 清洗设备：全球市场超30亿美元，DNS是绝对龙头...................................... 11 2.1 清洗设备：芯片良率的重要保障，单片设备成为主流 ........................................... 11 2.2 全球市场规模超30亿美元，DNS是绝对龙头 ..................................................... 13 2.3 本章小结 .......................................................................................................... 15 四、 国产替代：差异化路线追赶，国内份额快速提升.............................................16 3.1 差异化路线研发，国产单片、槽式清洗设备全方位追赶 ........................................ 16 3.2 大陆芯片厂开启扩建大潮，清洗设备加速国产替代 .............................................. 17 3.3 本章小结 .......................................................................................................... 20 五、 投资建议 ........................................................................................................20 六、 风险提示 ........................................................................................................20 智能制造·行业深度报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 4 / 22 图表目录 图表1 主要污染物、来源及主要危害 ............................................................................. 5 图表2 半导体清洗主要用于芯片制造的三大环节 ............................................................ 6 图表3 晶圆制造环节中清洗步骤最多 ............................................................................. 7 图表4 IME C清洗技术路线图 ........................................................................................ 8 图表5 盛美股份兆声波清洗设备原理图.......................................................................... 9 图表6 旋转喷淋法原理示意图 ....................................................................................... 9 图表7 几种清洗方法对比分析 ..................................................................................... 10 图表8 几种清洗设备对比分析 ..................................................................................... 11 图表9 单片清洗和槽式清洗原理示意图........................................................................ 11 图表10 批示旋转喷淋法原理示意图 ........................................................................... 12 图表11 单片槽式组合清洗设备原理示意图 ..........................................................
