开拓薄膜沉积和量检测市场,或成收入增长新引擎。
1.薄膜沉积业务步伐稳健,钨和金属CVD/ALD规模扩大
根据沉积材料和工艺要求的区别,薄膜沉积设备可以分为PVD、 CVD(又分为 光辅助CVD、热CVD、等离子体CVD或叫PECVD等等)、ALD、EPI等不同工艺。 具体沉积设备的分类或可参考我们之前北方华创的报告。 从战略上看,中微发展薄膜沉积设备与其所投资的另一家中国内地半导体设备 公司拓荆科技存在战略协同。即从目前产品领域看,中微公司主要集中在金属 相关的薄膜,其中包括金属LPCVD和ALD及外延EPI设备;而拓荆科技则专注在与 介质相关的PECVD、ALD以及SACVD等领域。 据公司披露,截至2024年底,公司已开发出六种金属薄膜沉积产品,并另有近 40种产品正在开发中。其中,中微公司钨系列薄膜沉积产品:CVD(化学气相 沉积)钨设备,HAR(高深宽比)钨设备和ALD(原子层沉积)钨设备,可覆 盖存储器件中钨材料沉积应用。如我们上文提到的,钨材料的薄膜沉积在3D NAND的制造过程中扮演重要作用,主要用于填补氮化物所留下的空隙处填充 沉积进入导体钨材料(图表19紫色部分)作为3D NAND系统的字线和控制栅极。 2024年公司薄膜沉积确认收入1.56亿元,我们认为均来自钨金属沉积的贡献。
薄膜沉积业务步伐稳健,钨和金属CVD/ALD规模扩大 根据沉积材料和工艺要求的区别,薄膜沉积设备可以分为PVD、 CVD(又分为 光辅助CVD、热CVD、等离子体CVD或叫PECVD等等)、ALD、EPI等不同工艺。 具体沉积设备的分类或可参考我们之前北方华创的报告。 从战略上看,中微发展薄膜沉积设备与其所投资的另一家中国内地半导体设备 公司拓荆科技存在战略协同。即从目前产品领域看,中微公司主要集中在金属 相关的薄膜,其中包括金属LPCVD和ALD及外延EPI设备;而拓荆科技则专注在与 介质相关的PECVD、ALD以及SACVD等领域。 据公司披露,截至2024年底,公司已开发出六种金属薄膜沉积产品,并另有近 40种产品正在开发中。其中,中微公司钨系列薄膜沉积产品:CVD(化学气相 沉积)钨设备,HAR(高深宽比)钨设备和ALD(原子层沉积)钨设备,可覆 盖存储器件中钨材料沉积应用。如我们上文提到的,钨材料的薄膜沉积在3D NAND的制造过程中扮演重要作用,主要用于填补氮化物所留下的空隙处填充 沉积进入导体钨材料(图表19紫色部分)作为3D NAND系统的字线和控制栅极。 2024年公司薄膜沉积确认收入1.56亿元,我们认为均来自钨金属沉积的贡献。
案例分析:中微公司进入EPI市场和技术革新
长晶设备(Epitaxy,通常称为EPI或外延设备),是用于在衬底上添加所需半导 体薄膜材料(通常是通过添加新结晶,称为“生长”)的专用沉积设备。EPI设备 可以用于生长硅材料,也可以用于生长砷化镓(GaAs)等化合物材料。公司 EPI设备研发团队,通过基础研究和采纳关键客户的技术反馈,已经开发出具 有自主知识产权及创新的平台,包括预处理和外延反应腔。截至到2024年末, 公司EPI设备已顺利进入客户端量产验证阶段,以满足客户先进制程中锗硅外延 生长工艺的量产需求。

据公司管理层介绍,传统EPI设备被两家美国企业垄断。其中一家A公司(我们 认为或为应用材料)采用拱形腔体设计EPI反应器,即将反应长晶上方覆盖区域 设计为拱形,这样设计的好处在于反应器内热场设计较好,即反应器可以较好 控制温度等热效应参数;而坏处在于流场设计不好,即反应腔中气体在腔内连 续循环,气体的流动水平未能达到可比系统的水平。 另一家B公司(我们认为或是泛林)则采用加强筋平腔的技术,即反应器外部 形态为加强筋平形态。这种设计的缺点在于光分布(作为主要的热源)受到加 强筋平的遮挡影响,或使不同反应部位受热不均;而优点在于空气在反应器中 朝向一个方向流动,从而达到较好的流场效果。 中微团队通过综合两家公司EPI设备的设计优点,采取了创新性的双层腔体的设 计方法,在外层使用类似拱形腔体一般的腔体,而在腔体下设计一个圆形平 腔,以提高热场、流场能力,有利于提高EPI作业的性能和效率。 通过观察公司研发EPI设备,我们认为,公司体现出较强的新品研发能力和创新 能力,这或为公司进一步打开除了钨金属和TiN金属介质LPCVD薄膜沉积产品以 外的沉积产品线打下坚实的基础。薄膜沉积设备品类创新,有望成为中微继 CCP/ICP高端化多元化之后另一增长点。
2.MOCVD和量检测或为长期增长点
MOCVD经历两年波动后,或将在2025年恢复增长
MOCVD(Metal organic CVD)是薄膜沉积的一种,由于历史和业务划分的原 因,中微公司将这部分的业务独立于其他薄膜沉积业务(包括PECVD和ALD等) 单独进行统计。从应用上看,与中微刻蚀设备主要应用在逻辑和存储等不同, MOCVD设备主要应用在光学器件和功率器件上,是目前化合物半导体材料外 延的核心装备,业内亦有将此部分业务称为“类半导体”。 从技术发展趋势看,MOCVD设备之前主要应用于制造通用照明和背光显示的 蓝光LED,及用于高端显示的Mini-LED和Micro-LED、用于杀菌消毒和空气净化的 紫外LED等不同LED产品。随着MOCVD产品形态不断多样化,近年来MOCVD应用 在功率电子器件场景的不断增加。而无论是LED产品还是功率电子产品的国产 化进程加速,都为中微的MOCVD产品在光学和功率应用上提高市场份额奠定了 基础。 但是从行业景气度看,近年来无论是光学器件应用还是功率功率器件应用都在 2021-2022之后进入了产能相对过剩和行业去库存周期。LED及更先进的MiniLED和Micro-LED随着人们居家办公趋势的放缓而出现需求波动。汽车和工业类 应用2022/2023之后下游一直处于去库存周期,直到最近(2Q25之后)才呈现 温和复苏的迹象。 受行业景气度影响,中微MOCVD业务从2022年销售达到高点之后,2023/2024 连续两年均出现出货台数和单价同比下降的趋势,2024年MOCVD业务收入3.79 亿元,同比下降18%,销售额仅为2022年高点时的54%。
但从公司MOCVD的矩阵来看,产品继续在不同光学和功率电子的新应用上落 地。具体而言,公司用于蓝光LED的PRISMO D-Blue、PRISMO A7两款为不同规模 生产提供领先解决方案。其中,PRISMO A7设备已在全球氮化镓基LED MOCVD 市场中占据领先地位。用于制造深紫外光LED的高温MOCVD设备PRISMO HiT3, 已在行业领先客户端用于深紫外LED的生产验证并获得重复订单。用于Mini-LED 生产的MOCVD设备PRISMO UniMax,已在领先客户端开始进行规模化生产。用 于硅基氮化镓功率器件的MOCVD设备PRISMO PD5已在客户生产线上验证通过并 获得重复订单。 展望2025年及以后,我们认为2024年之后公司积极控制产品库存,这或帮助产 品ASP扭转之前下降的趋势。我们预测2025年公司MOCVD业务恢复增长,全年 达到5.2亿元。用于碳化硅功率器件外延生产的设备正在开发中,即将开展样机 在客户端的验证测试;制造Micro-LED应用的新型MOCVD设备也正在按计划顺 利开发中。 随着2025年之后公司在Micro-LED和碳化硅功率器件这两款的新产品落地,以及 之后碳化硅和氮化镓等功率器件的积极布局,我们认为2025年及之后收入或继 续稳步回升,预测2026年MOCVD在2025年基础上继续增长,达到5.7亿元。
量检测:或在2026年或之后开始产生收入
量检测工具普遍应用于集成电路行业的晶圆加工(前道)和封装测试(后道) 工艺环节。其中前道工艺量检测设备主要确保集成电路产线量产良率,并定量 监控生产设备,为设备验收维保提供依据。主要量检测的工具包括使用光学和 电子束,以及X光检测。而中微所切入的领域即为前道工艺中使用电子束进行 检测的设备。后道工艺设备则主要侧重于对于下线后的产品进行功能和性能的 测试。 从市场规模看,根据VLSI数据统计,2023年全球半导体检测和量测设备市场规 模达到128.3亿美元,在全球半导体制造设备占比中半导体检测和量测设备占比 约为13%,仅次于刻蚀设备、薄膜沉积设备和光刻设备。2020年至2023年中国 内地半导体检测与量测设备市场规模的年均复合增长率为26.6%。与整体半导 体设备市场相似,2023年行业增速下行,当年市场录得不到9%的增长,2024年 之后,市场温和复苏,我们预测或同比增长12%达到48.9亿美元,随着下游晶 圆厂需求进一步复苏,我们预测市场在2025加速恢复增长到年规模61亿美元。
从竞争格局看,海外主要的量测设备供应商包括KLA-Tencor,应用材料和日立。据VLSI的资料,此三家企业在全球范围内和中 国内地总体的市场份额常年超过70%,且以KLA-Tencor市占率最高,超过全球和 中国内地商场份额的50%。近年来,中国内地涌现出中科飞测、上海精测等企 业,在包括光学和电子束量检测等不同领域逐步渗透之前外资所垄断的市场。 目前,中微的量检测设备以电子书量检测为主,公司通过投资和成立子公司, 布局了量检测设备板块,子公司“超微公司”引入多名国际顶尖的电子束检测设 备领域专家和领军人才,均拥有10年以上电子束设备研发与产品商业化经验, 已规划覆盖多种量检测设备产品。虽然尚处于研发阶段,我们认为,中微量检 设备或在2026年或之后开始产生收入。作为半导体设备中价值量较大的设备, 内地专注量检测设备的公司相对较少,虽然依然处于起步阶段,中微或发挥其 刻蚀等设备的协同效应,打开市场,抢占包括KLA-Tencor在内的海外供应商的 市场份额。