海外半导体设备巨头巡礼系列：先晶（ASM）深耕薄膜沉积&外延设备，专业化布局的半导体设备龙头

证券分析师：周尔双执业证书编号：S0600515110002zhouersh@dwzq.com.cn证券分析师：李文意执业证书编号：S0600524080005liwenyi@dwzq.com.cn2024年12月02日 ⚫ASM早期以CVD技术起家，后通过收购发展为全球ALD&碳化硅外延设备巨头。从1990年代起，ASM开始专注于ALD设备的研发和商业化应用。在1994年和2004年，ASM分别收购了ASM Microchemistry（专注于ALD设备的研发）和ASMGenitechKorea（专注于PEALD设备的研发）。到了2007年，公司的Pulsar ALD设备成为全球首个用于大规模生产采用新型铪基High-K介电材料器件的系统，由此确立了其作为全球最大的ALD设备供应商的地位，市场占有率超过50%。进入2020年代后，ASM进一步拓展业务，将碳化硅外延设备作为公司的第二增长曲线。2022年，公司收购了位于意大利的LPE公司，正式进入碳化硅外延设备市场。电动汽车市场的快速增长，成为了推动这一市场迅速扩张的主要动力。 ⚫随着AI与先进制程发展对半导体需求的日益增高，叠加3D DRAM和3D NAND存储芯片陆续完成研发扩产，ALD技术已成为半导体晶圆设备中增长最快的领域之一。根据ASM在2023年投资者日披露的信息，2022年全球ALD市场规模达到26亿美元，预计到2025年全球ALD市场规模将增长至31亿至37亿美元，到2027年市场规模将达到42亿至50亿美元，2022至2027年间的复合年增长率（CAGR）预计为10%至14%。作为全球领先的ALD设备供应商，ASM公司将从这一增长趋势中获益。 ⚫ASM在硅外延技术方面占据全球第二大供应商的地位。2022年，ASM通过收购意大利LPE公司，拓展了碳化硅外延设备的新业务线，这一领域已成为公司增长最快的业务之一。ASM提供包括Epsilon、Intreprid在内的硅外延设备，以及PE106/108和PE208等碳化硅外延设备，后者以其双腔室设计和全盒式操作提高了设备维护的便捷性。随着新能源汽车市场的快速增长，预计到2027年，新能源汽车导电型SiC功率器件市场规模将达到50亿美元。ASM凭借其在碳化硅外延设备领域的技术优势，有望在这一增长趋势中充分受益。 ⚫展望国内，看好专业化布局的微导纳米引领ALD国产替代，与拓荆科技和北方华创一同成为国内ALD技术的先行者。碳化硅业务方面，我国晶盛机电在全球碳化硅产业中占据重要地位，其碳化硅外延炉出货量国内领先，全面覆盖6-8寸主流技术路线，并且最新发布的8英寸双片式碳化硅外延炉在产能和成本效益上都有显著提升，看好晶盛碳化硅业务跟随新能源汽车和光伏发电等新兴领域快速放量。 ⚫风险提示：半导体行业投资不及预期，设备国产化不及预期。 公 司 简 介 ： 荷 兰 半 导 体 设 备 企 业 之 父 ， 深 耕A L D /外 延 设 备 A L D沉 积 设 备 ：A S M为 全 球A L D设 备 龙 头 ，受 益 于 先 进 制 程 扩 产 碳 化 硅 外 延 设 备 ：8 0 0 V碳 化 硅 快 充 时 代 来临 ， 带 动A S M设 备 需 求 高 增 硅 外 延 设 备 ： 规 模 稳 定 增 长 ，A S M为 传 统龙 头 投 资 建 议 风 险 提 示 1.1荷兰半导体设备企业之父，全球ALD/外延设备龙头 ⚫ASM早期以CVD技术起家，后通过收购发展为全球ALD&碳化硅外延设备巨头。ASM的发展历史主要可以分为四个阶段：1）欧洲半导体设备先驱（1960s）：ASM于1968年在荷兰成立，是荷兰首家专注于半导体设备研发生产的公司，成立之初，ASM最先进入CVD气相沉积炉市场；2）半导体设备帝国雏形（1970s-80s）：1970年后ASM开始拓张其业务版图，1975年ASMPT由ASM于中国香港成立，前者成为半导体后端键合机的领导者，1977年ASM于纳斯达克证券交易所上市，1984年ASML阿斯麦由ASM和飞利浦合资成立，各自持有50%股份，前者成为半导体光刻设备的领导者，同期为满足下游客户需求（美国的半导体制程和日本的微电子/显示器制造），ASM America和ASM Japan成立，分别专注于硅外延和PECVD设备的研发；3）全球ALD设备龙一（1990s-2010s）：1990年之后，ASM专注于ALD设备的研发与商业应用，公司于1994年和2004年分别收购ASM Microchemistry（ALD设备研发）和ASM Genitech Korea（PEALD设备研发），2007年公司Pulsar ALD设备成为首个用于大批量制造使用新型铪基High-K介电材料器件的系统，并成为全球最大的ALD设备供应商，市场占有率超五成；4）拓展碳化硅外延为第二增长曲线（2020s）：2022年公司收购位于意大利LPE公司，进军碳化硅外延设备市场，电动汽车市场的迅速扩大也成为该市场快速增长的主要推动力。 1.2 ALD/外延是公司前二大业务，亚洲是最大市场 ⚫从产品看，ALD设备占公司营收超五成，公司收购LPE后进军碳化硅外延设备市场。2023年公司营业收入为26亿欧元，其中ALD是公司最大的主营业务，2023年收入约为13亿欧元，占比55%；硅外延是公司第二大主营业务，2023年收入约为4亿欧元，占比14%。公司在收购LPE后成为全球第二大碳化硅外延设备供应商，2023年碳化硅外延设备收入约为1.4亿欧元，占比5%。 ⚫从地区看，亚洲是公司长期最大收入来源。2023年亚洲地区销售达17.77亿欧元，同比+12%，占公司总营业收入67%。 数据来源：ASMI，东吴证券研究所 1.3公司产品围绕ALD设备、外延设备两大领域布局 ⚫公司产品主要围绕ALD、外延两大设备领域布局，并在两个市场皆处于领先地位。（1）ALD设备：公司的ALD沉积工艺主要可用于制造出材料质量优异、均匀性和一致性极佳的超薄薄膜。ALD沉积被认为是市场上最先进的沉积方法，也是今年来晶圆设备市场增长最快的领域之一，而ASM作为全球第一大ALD设备供应商，拥有市场上最广泛的ALD产品和应用。（2）外延设备：公司的外延工艺通过硅或硅化合物的沉积在衬底上形成单晶薄膜，以改善硅片表面的电气特性。公司的外延技术包括硅外延和碳化硅外延两种，前者广泛应用于高度复杂的半导体处理器及存储器件，后者则主要应用于电车动力设备。公司是全球第二大硅外延设备商，全球第一大碳化硅外延设备商。 1.4公司业绩稳定增长，盈利能力维持高位 ⚫公司近年收入/利润皆维持高速增长。公司2023年营业收入为26.34亿欧元，约合人民币202亿元，同比增长9%，2019-2023四年CAGR为19.8%，2023年净利润为7.52亿欧元，约合人民币58亿元，2019-2023四年CAGR为23.0%。公司2024Q1-Q3营业收入为21.24亿欧元，同比提升6%；2024Q1-Q3公司净利润为5.80亿欧元，同比提升11%。 ⚫公司盈利能力高位稳定，2023年毛利率为48.3%，同比+1pct，净利率为29%，同比+13pct，主要系ALD收入受益先进制程需求增加带动公司毛利率增长。公司24Q1-Q3毛利率为50.6%，同比+2pct；净利率为27%，同比-1pct。 1.5公司期间费用较为稳定 ⚫公司期间费用增速放缓。公司2023年期间费用为6.16亿欧元，同比增长21%，期间费用率约为23%。公司24Q1-Q3期间费用为5.02亿欧元，同比增长8%，期间费用率增至24%，期间费用率上涨系24H1发放绩效股票产生的840万欧元的税收支出。 ⚫公司长期保持高研发投入，2024H1研发费用为1.62亿欧元，同比增长7%，研发费用率为12%，公司2023年专利数量达2953个，同比增加334个。 数据来源：Wind，ASMI，东吴证券研究所 1.6 2024上半年新签订单受益于GAA节点突破大幅增加 ⚫受益于GAA节点订单火爆，公司24H1新增订单同比大增。2023年公司新增订单24.38亿欧元，同比减少23%，2024Q1-Q3公司新增订单22.68亿欧元，同比增长30%，新增订单回暖受益于公司下游客户全栅（GAA）2纳米技术节点相关订单。2023年公司在手订单达14.34亿欧元，同比-14%。2023年公司库存为5.26亿欧元，同比-2%。 公 司 简 介 ： 荷 兰 半 导 体 设 备 企 业 之 父 ， 深 耕A L D /外 延 设 备 A L D沉 积 设 备 ：A S M为 全 球A L D设 备 龙 头 ，受 益 于 先 进 制 程 扩 产 碳 化 硅 外 延 设 备 ：8 0 0 V碳 化 硅 快 充 时 代 来临 ， 带 动A S M设 备 需 求 高 增 硅 外 延 设 备 ： 规 模 稳 定 增 长 ，A S M为 传 统龙 头 投 资 建 议 风 险 提 示 2.1 AI发展驱动半导体产业需求高增 ⚫AI驱动半导体产业需求高增，计算和存储是主要下游需求。根据Gartner披露，2022年AI半导体销售规模达45亿美元，其中计算和存储分别以25亿美元和10亿美元位列前二大板块。预计2027年AI半导体销售规模将达到115亿美元，2022-2027五年CAGR超30%，其中计算、存储、通信分别以62/23/15亿美元位列前三。 ⚫随着算力需求提高，要求更多的数据和更高性能的服务器（GPU、ASIC、通信、高带宽DRAM），芯片含量增加，使得晶圆需求增加。 ⚫随着器件结构从FinFET到GAA的加速，会带来更多的ALD和EPI需求；高性能NAND/高带宽DRAM推动High-K材料的应用，也会带来更多的ALD和EPI需求。图：预计2027年AI半导体主要需求将来自于计算与 2.2驱动力1：逻辑芯片已迎来GAA时代 ⚫在逻辑领域，GAA时代已经悄然到来。2023年ASM的主要客户完成了2nm Gate-all-around (GAA)技术节点的大部分开发工作，ASM于2023年下半年收到了GAA试生产的第一批有效订单，并于2024年上半年正式启动。 ⚫GAA时代的到来新增ALD设备及硅外延设备需求：GAA技术采用钼金属取代传统的CVD钨和PVD铜以降低电阻，并提高芯片速度和整体性能，而ALD可以提升钼等新金属的粘附性和稳定性，使其在微缩工艺下仍然保持优异的性能；GAA技术依赖于选择性沉积工艺以增加准确性并减少成本，而ALD可以在高纵横比结构中实现均匀沉积的特性在其中至关重要。此外，硅外延也是GAA的一项关键技术，用于构建晶体管的核心——纳米级厚度硅片。据ASM测算，基于十万片晶圆的产能，GAA将为ASM的ALD及硅外延业务将增加4亿美元收入。 2.2驱动力2：3D DRAM发展为ALD及EPI带来新需求 ⚫3D DRAM的发展需要进一步依赖ALD和EPI工艺，以支持更复杂的堆叠结构。这些工艺能够确保在高纵横比的结构中实现均匀沉积，并优化接触电阻，从而提升存储密度和性能。 ⚫为了实现DRAM架构（如6F²）的持续缩放和高密度化，需要新的ALD和EPI工艺：1）低电阻字线金属通过ALD沉积的高导电性金属层，减少了字线的电阻，提升了数据传输速度；2）Low-K间隙和气隙结构能够降低寄生电容，减少信号干扰，提升数据读取性能；3）ALD技术可以沉积高质量的氧化物层，确保DRAM中晶体管的可靠性和性能；4）Epi工艺可生成均匀的低电阻接触材料，提升电流流动效率。 ⚫在DRAM的外围电路部分，ALD和EPI工艺也有重要作用：1）ALD高K材料（HfSiO和HfO）用于提高电容器的介电性能和存储单元的稳定性；2）偶极层（LaO）和工作函数金属（TiN）通过ALD工艺实现，确保晶体管的阈值电压控制更精准；3）外延EPI材料用于应变增强，提高电荷迁移率，从而提升电路性能。 2.2驱动力3：3