半导体设备系列报告：薄膜沉积设备：国内厂商差异竞争，共同受益国产化率提升
有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 电子行业 行业研究 | 深度报告 ⚫ 薄膜沉积是半导体工艺三大核心步骤之一。薄膜沉积设备作为晶圆制造的核心设备之一，在晶圆制造环节设备投资占比仅次于光刻机，约占25%。根据SEMI和Maximize Market Research的统计，2020年全球半导体设备市场规模达到712亿美元，其中薄膜沉积设备市场规模约172亿美元。目前，薄膜沉积设备中CVD类设备占比最高，2020年合计占比64%；溅射PVD类设备占整体市场的21%。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34%。 ⚫ 多因素驱动国产薄膜沉积设备需求： a). 国内产线建设极大拉动国产设备需求。贸易摩擦背景下，半导体设备国产化诉求增强，长江存储、上海积塔、中芯国际、华虹、士兰微、合肥晶合等国内晶圆厂在新增产能建设过程中积极导入国产设备，极大拉动国内半导体设备需求。 b). 芯片工艺进步及结构复杂化拉动高性能薄膜设备需求。以CVD设备演进为例，过去主要为APCVD、LPCVD设备，目前主流的PECVD设备在相对较低的反应温度下形成高致密度、高性能薄膜，不破坏已有薄膜和已形成的底层电路，实现更快的薄膜沉积速度，未来HDPCVD、FCVD、ALD应用有望增加。 c). 制程升级带动薄膜沉积设备用量提升。以中芯国际为例，一条1万片产能的180nm 8寸晶圆产线CVD和PVD设备用量平均约为9.9台和4.8台，而一条1万片90nm 12寸晶圆产线CVD和PVD设备用量分别可达42台和24台。 d). 3D NAND堆叠层数增加拉动薄膜沉积设备需求。存储器领域制造工艺中，目前增加集成度的主要方法是增大三维立体堆叠的层数，叠堆层数从32/64层向128/196层发展，每层均需要经过薄膜沉积工艺步骤，催生出更多设备需求。未来长江存储196层3D NAND突破和产能建设有望拉动更多国产薄膜沉积设备需求。 ⚫ 薄膜沉积设备国产化率估计仅5.5%（按设备数量口径）。近年来我国半导体设备国产化速度快速增长，但从整体看我国半导体行业制造仍需大量进口设备支持，国产化依然处于较低水平。我们统计了2020年1月1日至2022年2月13日国内部分主要晶圆制造产线的薄膜沉积设备招标情况，6家厂商共招标薄膜沉积设备1060台（仅PVD和CVD类设备），国内厂商中标58台，其中拓荆科技中标40台（主要为PECVD设备），国内市占率为3.8%；北方华创中标18台（主要为PVD设备），国内市占率1.7%。总体来看，目前国内薄膜沉积设备国产化率估计仅5.5%（按设备数量口径）。 ⚫ ⚫ 我们看好半导体设备行业，薄膜沉积设备领域，建议关注： 1) 拓荆科技：引领PECVD国产化，具备SACVD、ALD供应能力； 2) 北方华创：引领PVD国产化，具备APCVD、LPCVD、PECVD、ALD供应能力； 3) 中微公司：持有拓荆11%股权，已组建团队开发LPCVD和EPI设备，在LED及miniLED的MOCVD领域占据国内大多数份额。 风险提示 ⚫ 技术创新、国产化不及预期；竞争加剧；统计误差 投资建议与投资标的 核心观点 国家/地区 中国 行业 电子行业 报告发布日期 2022年02月20日 蒯剑 021-63325888*8514 kuaijian@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860514050005 香港证监会牌照：BPT856 马天翼 021-63325888*6115 matianyi@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860518090001 唐权喜 021-63325888*6086 tangquanxi@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860521070005 李庭旭 litingxu@orientsec.com.cn 韩潇锐 hanxiaorui@orientsec.com.cn 半导体刻蚀设备：多频共振驱动刻蚀市场，国产替代未来可期 2022-02-16 如何看待半导体硅片后续价格走势？ 2022-02-08 自动驾驶加速驶来，车载激光雷达开启百亿蓝海市场 2022-01-17 薄膜沉积设备：国内厂商差异竞争，共同受益国产化率提升 ——半导体设备系列报告 看好（维持） 电子行业深度报告 —— 薄膜沉积设备：国内厂商差异竞争，共同受益国产化率提升 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 2 目 录 1. 薄膜沉积是半导体工艺三大核心步骤之一 ................................................ 5 2. 多因素驱动国产薄膜沉积设备需求 ........................................................... 7 3. 国内厂商错位发展，共同受益国产化率提升 ............................................. 9 4. 投资建议 ............................................................................................... 12 风险提示 ...................................................................................................... 19 附录：薄膜沉积技术介绍 ............................................................................. 20 电子行业深度报告 —— 薄膜沉积设备：国内厂商差异竞争，共同受益国产化率提升 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 3 图表目录 图1：硅片制造工艺流程 .............................................................................................................. 5 图2：全球半导体设备及薄膜沉积市场规模（亿美元） ................................................................ 5 图3：晶圆制造设备投资占比 ....................................................................................................... 5 图4：薄膜沉积技术分类 .............................................................................................................. 6 图5：全球薄膜沉积设备市场结构-2020 ....................................................................................... 6 图6：全球CVD市场结构-2020 ................................................................................................... 6 图7：国内晶圆制造环节扩产规划整理 ......................................................................................... 7 图8： CVD工艺演变历程 ............................................................................................................ 8 图9： CVD技术对比 ................................................................................................................... 8 图10：逻辑芯片复杂度提升增加薄膜沉积工序数量 ..................................................................... 8 图11：制程升级带动薄膜沉积设备需求数倍增长 ......................................................................... 8 图12： 3D NAND带动薄膜沉积工艺步骤增加 ............................................................................. 9 图13： 3D NAND堆叠层数增加催生薄膜沉积设备需求 .............................................................. 9 图14：长江存储持续取得突破，带动国产薄膜沉积设备需求 ....................................................... 9 图15：全球薄膜沉积细分领域市场格局-2019 ............................................................................ 10 图16：国内主要晶圆制造产线设备招标统计（2020年1月1日至2022年02月13日） ......... 10 图17：国内主要薄膜沉积厂商产品对比 ..................................................................................... 11 图18： PECVD为拓荆科技主要收入来源（单位：百万元） ..................................................... 12 图19：拓荆科技研发持续高投入 ................................................................................................ 12 图20：拓荆科技PECVD设备一览 ............................................................................................ 13 图21：拓荆科技ALD设备一览 .................................................................................................. 13 图22：拓荆科技SACVD设备一览 ................................................................
