拓荆科技研究报告：PECVD、SACVD破局者，引领半导体薄膜设备国产化浪潮

一、深耕薄膜沉积设备十余年，率先实现 PECVD、SACVD 产业化

1.1 专注半导体薄膜沉积设备，产品品类不断丰富

海外专家归国创业，专注薄膜沉积设备，产品不断取得突破。公司创始人姜谦 2005 年从美国回国，在欣欣 科技（沈阳）任执行董事，于 2010 年创立拓荆科技。公司创立十余年来始终专注于半导体薄膜沉积设备业务， PECVD、ALD、SACVD 产品不断取得突破。2011 年，公司 12 英寸 PECVD 作为国家重大专项成果出厂到中芯 国际进行验证；2012 年，公司推出多反应腔设备 PF-300T，次年通过中芯国际验证；2015 年公司获批“十三五” 国家重大专项，同时 PF-300T 在中芯国际量产突破一万片；2016 年，公司“十一五”国家重大专项通过验收， ALD 和 8 寸 PECVD 产品出厂到客户端；2017 年首台 HMT PECVD 产品出厂到客户端；2018 年首台 ALD 通过 客户端 14nm 产业化验证；2019 年，公司泛半导体应用 TFLITE 研制成功，SACVD 研制成功并出厂到客户端， 产品线进一步拓展。2022 年公司成功登陆科创板。

1.2 国家大基金等多方产业资金支持，核心管理层参股并引领研发

公司无控股股东或实际控制人，国家集成电路基金是公司第一大股东。截至公司上市前，国家集成电路基 金 2015 年参与公司 B 轮融资，并于 2017 年增资，目前是公司的第一大股东，持有公司 26.48%的股份；公司第 二大股东为国投上海，是国投集团下的科技成果转化创业投资基金，持有公司 18.23%的股份；中微公司是公司 第三大股东，持有公司 11.20%的股份。董事会由 9 名董事组成，其中 3 名为独立董事，6 名非独立董事中，国 家集成电路基金有权提名 2 名、国投上海有权提名 1 名、中微公司有权提名 1 名、姜谦及其一致行动人有权提 名 2 名。虽然公司当前处于无实际控制人状态，但其日常经营与重大决策多由管理层与董事会共同参与，有效 提升公司经营决策稳健性。

公司下设三家子公司，分别从事不同细分业务：①拓荆北京：主要为客户华北区各产线提供高端薄膜装备 相关服务；②拓荆上海：拟作为募投项目“ALD 设备研发与产业化项目”实施主体，③拓荆键科：主要从事高 端半导体新兴工艺设备研发与生产制造。截至招股书签署日，拓荆北京和拓荆上海尚未实际开展经营。

设立多个员工持股平台，吸引全球优秀人才。公司创始人长期秉持全员持股理念，希望通过员工持股的方 式吸引海外专家和境内优秀人才的加入，使员工与公司共享发展成果，促进公司发展壮大。综合考虑公司人员 规模、拟激励员工人数、法律规定的员工持股平台人数限制等因素，公司分两批设立 11 个员工持股平台，以囊 括全部持股员工：2013 年公司设立沈阳盛龙、沈阳盛腾、沈阳盛旺、沈阳盛全，2019 年设立芯鑫和、芯鑫全、 芯鑫龙、芯鑫成、芯鑫旺、芯鑫盛、芯鑫阳，目前均与公司现任董事姜谦保持一致行动，合计持有公司 12.10% 的股份。

公司多位董事及高管曾有海外知名半导体设备公司任职经历，深度参与公司研发。公司董事与高管均为半 导体行业资深从业人员，多位曾在英特尔、美国诺发、泛林半导体、日立高新等著名半导体强企任职。董事长 吕光泉、董事姜谦、总经理田晓明等均为公司核心技术人员，深度参与公司研发，负责国家重大课题研发，完 成半导体薄膜设备的产业化应用。当前公司核心技术人员包括姜谦、吕光泉、田晓明、张孝勇、周坚、叶五毛、 宁建平七位，近两年内均在公司任职，未发生重大变化。兼具丰富经验与稳定性的核心研发团队为公司产品优 化、新产品研发提供坚实力量。

1.3 PECVD、ALD、SACVD 三大产品国内领先，掌握多项核心技术

公司聚焦的半导体薄膜沉积设备与光刻机、刻蚀机共同构成芯片制造三大主设备。公司的半导体薄膜沉积 设备包括等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备、原子层沉积（ALD）设备和次常压化学气相沉积（SACVD） 设备三大系列。

①PECVD 设备：公司是国内唯一在集成电路领域实现产业化应用的 PECVD 设备企业，在研产品已发往 某国际领先厂商。公司产品适配 180-14nm 的逻辑芯片、19/17nm 的 DRAM 及 FALSH 制造工艺需求，兼容 SiO2、 SiN、SiON、BPSG、PSG、TEOS、Lok I、Lok II、ACHM、 ADC I 等多种反应材料。公司于 2018 年向某国际 领先晶圆厂发货一台 PECVD 设备参与其先进制程的工艺研发，2020 年又获得 1 台增订。

②ALD 设备：公司在集成电路领域从 PECVD 拓展到 ALD，是国内领先的 ALD 设备厂商。公司的 PE ALD 设备是在 PECVD 的核心技术基础上，根据 ALD 反应原理，对内部器件进行创新设计而研发出来的。目前适配 55-14nm逻辑芯片制造工艺需求，可以沉积SiO2和SiN材料薄膜。另外，为满足28nm以下芯片制造所需的Al2O3、 AlN 等金属化合物薄膜的工艺需要，公司正在研发 Thermal ALD 设备。

③SACVD 设备：公司国内唯一一家在集成电路领域产业化应用的 SACVD 设备厂商。公司 SACVD 设备适 配 8 英寸 90nm 以上以及 12 英寸 40/28nm 逻辑芯片制造工艺需求，具有优越的填孔能力，可以沉积 BPSG、SAF 材料薄膜。目前 BPSG 工艺逻辑领域 130-90nm 实现产业化应用、存储领域 19/17nm 进行产业化验证；SAF 工 艺 65-28nm 及 130nm 以上正在产业化验证；SA TEOS 工艺 40nm-28nm 及 130nm 以上正在产业化验证。

公司研发的 PECVD、ALD、SACVD 设备已形成系列化产品，在芯片制造领域实现产业深度融合。公司三 大产品已能广泛应用于逻辑芯片、3D NAND、DRAM 芯片的生产，其中 PECVD 产品针对下游不同材料薄膜的 需求，已研发并生产 16 种型号的设备，在多种工艺中实现产业化应用； ALD 产品中 PE 技术路线已实现量产， 已用于 28-14nm 产线；SACVD 产品中 BPSG 工艺逻辑领域已实现 130-90nm 产业化应用，其他工艺正在验证。

同行业对比来看，公司产品性能已达到国际同类设备水平。评估产品性能的关键参数主要分为两类。一是 生产性能指标，包括设备产能、机台稳定运行时间、平均故障间隔时间、平均破片率、平均修复时间，该类指 标体现了产品的产能水平和稳定运行等能力；二是成膜性能指标，包括薄膜片内均匀性、薄膜片间均匀性、薄 膜颗粒控制、金属污染控制，该类指标体现了成膜的质量好坏。两类指标共同决定了公司薄膜沉积设备的综合 使用性能。经过北方集成电路技术创新中心评估，公司产品关键性能参数包括设备产能、机台稳定运行时间、 平均故障间隔时间、平均破片率、平均修复时间、薄膜片内均匀性、薄膜片间均匀性、薄膜颗粒控制、金属污 染控制等已达到甚至超过国际同类水平，具有突出的技术先进性。

公司积累多项核心技术，在产品上得到应用。公司先进薄膜工艺设备设计、反应模块架构布局、半导体制 造系统高产能平台、等离子体稳定控制等技术均达到国际先进水平，用于 PECVD、ALD、SACVD 设备完成量 产。公司构建了完整的知识产权体系，截止招股书签署日，公司累计已获授权专利 177 项，其中发明专利 96 项。

1.4 产品导入国内主流晶圆制造厂，客户集中度逐步下降

公司产品适配国内先进产线，已导入各大主流晶圆厂。公司产品已适配国内最先进的 28/14nm 逻辑芯片、 19/17nmDRAM 芯片和 64/128 层 3D NAND FLASH 晶圆制造产线，客户包括中芯国际、华虹集团、长江存储、 长鑫存储、厦门联芯、燕东微电子等国内主流晶圆厂商。此外，公司产品获得某国际大厂认可，公司于 2018 年 向某国际领先晶圆厂发货一台 PECVD 设备参与其先进制程的工艺研发，2020 年又获得 1 台增订。

当前收入客户集中度较高，前五大客户合计收入占比在 80%以上，但除 2021 年 1-9 月外，整体客户集中 度呈下降趋势。2018-2020 年和 2021 年 1-9 月，公司前五大客户合计收入占比分别为 100%、84.02%、83.78%、 92.44%，除 2021 年 1-9 月外，集中度持续下降。公司集中度较高主要为两方面原因：一是行业层面，受行业特 征影响，由于集成电路制造行业资本投入大、技术难度高，下游集成电路生产制造企业规模大、数量少，导致 下游客户所处的行业集中度较高；二是产品层面，公司 ALD、SACVD 产品还未进入放量阶段，未能实现客户 拓展。展望后续，当前公司客户集中度已逐步下降，随着产品成熟度进一步提升，客户群有望不断丰富，从而 降低其收入集中度。

1.5 产品快速放量带动业绩高成长，盈利能力大幅改善实现扭亏为盈

1.5.1 近四年收入复合增长速度超过 100%，2021 年首度实现扭亏为盈

受益于公司产品进入放量期，近四年营业收入持续保持高速增长。公司营业收入从 2018 年的 0.71 亿元增 长至 2021 年的 7.58 亿元，年化复合增长率高达 120.19%。2019 年营业收入实现突增主要系华虹无锡、广州粤 芯、长鑫存储 DRAM 项目投产，公司 PECVD 产品基本成熟，销量大幅上升；2020 年以来，长江存储、广州粤 芯、上海积塔、中芯南方等项目产线取得新进展，下游不断扩产给 PECVD 设备销售增长提供良好契机。2021 年，随着行业需求进一步增长、国产化进程加速推进，公司 PECVD 产品销售维持高增长。此外，2018-2021 年 期间，公司也实现了 ALD、SACVD 新产品的首台销售，各系列产品的下游应用不断丰富，随着公司产品在国 内领先产线的验证，收入有望保持快速增长。

盈利状况持续改善，2021 年首次实现扭亏为盈。2018-2020 年公司归母净利润分别为-1.03、-0.19、-0.11 亿 元，主要系公司处于新工艺、新产品的研发阶段，研发费用过高，侵蚀了大部分利润。但随着收入规模的快速 增长，净利润逐渐改善，于 2021 年扭亏达到 0.68 亿元。 伴随公司产品成熟度提升毛利率上升以及规模效应下 费用率下降，公司利润增速有望在未来一段时间内高于收入增速。

1.5.2 PECVD 设备是主要收入来源，销量增长迅速，均价稳中有升

产品拆分来看，PECVD设备始终为公司主要收入来源，近三年收入占比超过90%。2018-2021年公司PECVD 设备收入高速增长，分别为 0.52、2.48、4.18、6.75 亿元，年复合增长率 135.02%，占营业收入比重分别为 73.24%、 98.80%、95.87%、90.24%。PECVD 设备收入占比高主要因为公司 PECVD 产品较为成熟，已经过各大产线验证。 公司 ALD、SACVD 收入贡献相对偏低，主要系相关产品正处于发往不同客户端进行产线验证的市场开拓阶段， 还未形成批量销售。2018、2020 年公司 ALD 设备收入分别为 0.15、0.02 亿元，对应客户均为 ICRD，销售台数 为 1 台，其中 2020 年的销售收入是对 2018 年所销售设备的反应腔的升级。2020 年 SACVD 设备收入为 0.09 亿 元，销售台数为 1 台，对应客户为燕东微电子。2021 年公司完成第二台 SACVD 销售，收入为 0.41 亿元，该设 备用于 2.5D 封装、3D 先进封装领域。伴随 ALD、SACVD 设备成熟度提升，未来二者收入占比将逐步提升。

量价拆分来看，公司 PECVD 收入高速增长主要系销售台数快速提升。销量方面，2018-2020 年期间，公司 PECVD 销售台数分别为 4、19、31 台，呈显著上升趋势，截至 2021Q3，公司 PECVD 实现销售 23 台，从收入 表现来看，公司 2021Q4 占全年收入比重为 50.66%，可见 2021 年 PECVD 销售台数延续高增长；均价方面， PECVD 设备均价维持在 1300 万/台附近，整体保持稳定。

公司 PECVD 销售数量大幅增加的原因为：1）全球半导体行业处于需求增长的上行周期，下游晶圆厂的需 求增加，对半导体专用设备的需求也随之上升；2）随着我国半导体产业发展阶段逐步走向成熟，国内晶圆制造 厂商在采购半导体专用设备时，开始注重供应链安全和成本控制。因此产品性价比高、能满足特定产品个性化 需求并能提供及时、快速售后服务的国产半导体设备成为国内各大半导体制造商的重要战略选择，给公司扩大 销售规模提供了良好的条件；3）凭借着自身技术优势和创新能力，公司的薄膜沉积设备在前期通过了多家客户 的验证。

1.5.3 毛利率大幅提升至行业领先水平，净利率显著改善

2021 年公司毛利率大幅提升至 44.01%，达到行业内领先水平。2018-2021 年公司毛利率分别为 33.00%、 31.99%、34.12%、44.01%，其中 2021 年提升显著，较上年提升 9.89pct。分产品来看：①PECVD 设备：毛利率 从 2018 年的 29.25%大幅提升至 2021 年的 42.64%，主要系产品放量规模效应；②ALD 设备：2018 年毛利率为 46.29%，2020 年为 87.09%，2020 年所销售设备的反应腔的升级，成本金额较小，因此毛利率较高，2021 年毛 利率为 44.19%，维持 40%以上高位；③SACVD 设备：2021 年公司销售 1 台用于 2.5D、3D 先进封装的 SACVD 设备，毛利率高达 62.99%。半导体薄膜设备定制化程度较高，属于高精尖设备，技术、市场、客户认知壁垒都 很高，随着公司技术水平提升、先进工艺机台的推出和产品结构优化，公司总体毛利率有望维持当前较高水平。

受产品处于开拓阶段影响，2018-2020 年公司整体毛利率低于行业均值，但 2021 年大幅提升后已达行业领 先。2018-2020 年期间，相较国内外同行业可比公司，公司毛利率较低，主要有以下两点原因：一是公司和同行 业公司相比仍处于业务拓展期，规模效应尚不明显；另外，公司处于收入增长期，在开拓新业务时，在部分商 务谈判中接受了较为优惠的报价。2021 年，随着规模效应体现、公司产品力提升带来的议价能力提升，PECVD 毛利率大幅上升，带动公司整体毛利率上升。

收入高速增长之下规模效应显著，公司净利率持续改善。2018-2021 年，公司归母净利率分别为-146.12%、 -7.71%、-2.69%、8.83%，逐年改善，在 2021 年实现扭亏为盈。随着收入规模的增长，公司期间费用率大幅下 降，2018-2021 年期间费用率分别为 237.21%、55.49%、47.45%、54.15%，其中研发费用率分别为 152.84%、29.58%、 28.19%、38.04%，从绝对值来看，公司研发全部费用化，2019-2021 年研发投入分别为 0.74、1.23、2.88 亿元， 连年增长，从人员数量来看，2019 年以来公司总员工人数不断增长，截至 2021 年 Q3，公司员工数量为 429 人， 其中研发人员 189 人，占比 44.1%。公司高度重视研发，为进一步提高市场竞争力，未来研发费用率将继续维 持在较高的水平。其他费用率则有望在收入高速增长趋势下逐步下降，从而带动公司利润率进一步上行。（报告来源：未来智库）

二、半导体设备行业空前景气，薄膜沉积设备重要性不断提高

2.1 半导体设备处于超长景气上行周期，中国大陆地区连续两年为全球最大市场

全球半导体资本开支仍处于上行周期。全球半导体行业资本支出具有周期性，本轮周期从 2019 年开始，受 5G、AI、IOT 驱动，全球半导体行业资本支出持续增长，2020-2021 年分别为 1131、1539 亿美元，同比分别增 长 10%、36%，全球芯片短缺现状仍未缓解，预计 2022 年半导体行业资本支出仍将增长 24%至 1904 亿美元， 达到历史新高，也标志从 1996 年以来半导体行业支出首次出现连续三年的两位数增长。

全球半导体设备市场规模稳步提升，中国大陆销售额增速表现优于全球，连续两年成为第一大市场。半导 体设备是晶圆厂扩产的主要开支，占比约 80%。2021 年全球半导体设备市场规模达 1026 亿美元，同比增长 44%， 创历史新高。相比全球市场，中国大陆市场表现更优，2013-2021 年期间（2017 年除外），中国大陆半导体设备 销售增速均高于全球水平，2021 年大陆半导体设备销售额为 296.2 亿美元，同比增长 58.2%。从市场结构来看， 中国大陆半导体设备销售占比从 2019 年的 22.5%提升至 2020 年的 26.3%，超越中国台湾跃居全球第一大市场， 2021 年销售占比为 28.9%，连续两年蝉联全球第一大市场。

2.2 薄膜沉积分为 PVD、CVD 两大主流工艺，对应不同的薄膜材料

薄膜沉积是晶圆制造关键流程之一， PVD 和 CVD 是两大主流工艺。薄膜沉积是指在硅片衬底上沉积一层 待处理的薄膜材料，主要是金属层（铝、钨、铜等）、绝缘介质层（二氧化硅、氮化硅等）、半导体层（单晶硅、 多晶硅），不同的材料可以由多种工艺形成，薄膜沉积技术可分为物理工艺和化学工艺，物理工艺主要是物理气 相沉积（PVD）和旋涂，化学工艺主要是化学气相沉积（CVD）和电镀，其中 PVD 和 CVD 是两大主流路线。

（1）PVD：指在真空度较高的环境下，使源材料（金属）以原子、分子或离子的形式逸出沉积物粒子，并 在晶圆上沉积形成薄膜。PVD 主要分为：蒸镀、溅射、离子镀，其中溅射镀膜相对其他两种方法有更好的镀膜 质量，应用更多。

①蒸镀：通过加热方式使靶材气化，在真空下及一定的蒸气压下将气化的原子或分子由靶材运送到晶圆表 面上。该方法的特点是设备较为简单，成膜速度快，但靶材选择较少，成膜质量较差，已逐渐被溅射法替代。

②溅射：通过电场加速电子，使其在飞向晶圆表面过程中与氩原子发生碰撞，电离产生出 Ar 正离子和新的 电子，Ar 离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射，中性的靶原子或分子 沉积在晶圆表面上形成薄膜。该方法的特点是形成的薄膜附着力较强，薄膜质量较好，应用范围广，也是目前 PVD 法中最主流的技术。

③离子镀：通过气体放电使气体或被蒸发物质离子化，在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时，把 蒸发物或其他反应物镀在晶圆表面上。该方法的特点是薄膜质量较高，但沉积速度慢，靶材选择数量少，目前 应用较少。

（2）CVD：指把一种或几种含有构成薄膜元素的化合物、单质气体通入放置有晶圆的反应室，使其发生反 应在晶圆表面上沉积固态薄膜的技术工艺。根据反应类型和压力的不同可以分为常压型（APCVD）、次常压型 （SACVD）、低压型（LPCVD）、等离子体型（包括 PECVD、HDPCVD）、原子层沉积（ALD）等。

①常压 CVD（APCVD）：在压力接近常压的环境下，把化学源和气体导入反应腔，通过对反应腔内气体压 力和温度的精确控制，将气相化学反应材料在晶圆表面沉积薄膜。特点是设备简单，可高温快速成膜。

②次常压 CVD（SACVD）：在次常压环境下进行的化学反应沉积。该方法可以增加分子之间的碰撞，以实 现优越的填孔能力。

③低压 CVD（LPCVD）：在低压条件下进行的化学反应沉积。该方法沉膜速度加快，同时可以生长出厚度 均匀的薄膜，相比 APCVD 有更低的成本、更高的产量和更好的膜性能，应用也相对更加广泛。

④等离子体 CVD（Plasma CVD）：可分为等离子增强型 CVD（PECVD）和高密度等离子体 CVD（HDPCVD）。

PECVD 法是通过将气体导入，借助微波或射频等使含有薄膜成分原子的气体电离，在局部形成等离子体， 在晶圆表面上沉积薄膜。该方法在成膜均匀性、成膜密度、成膜晶粒尺寸、沉积方向性上都具有不错的性能，在从亚微米发展到 90nm 的过程中扮演了重要的角色，目前是 CVD 中最主流的方法。

HDPCVD 法是等离子体在低压下以高密度混合气体形式直接接触反应腔硅片表面。该方法常用于制备填充 高深宽比间隙的薄膜。

⑤金属有机化合物 CVD（MOCVD）：将反应源的饱和蒸气带至反应腔中与其它反应气体混合，然后在被 加热的晶圆表面上发生化学反应促成薄膜的成长。该方法通常用于沉积化合物外延层，主要用于 LED、激光二 极管、功率器件，也正在被研究作为 IC 制造中有机低 k 绝缘介质的沉积。

⑥原子层沉积（ALD）：通过将气相前驱体脉冲交替地通入反应器，并以单原子膜形式一层一层在沉积晶圆 表面，发生化学吸附并反应形成薄膜。该方法具有非常优秀的成膜均匀性、薄膜密度、台阶覆盖性，成膜晶粒 尺寸可达 1nm 以下，在 28nm 以下关键尺寸缩小的双曝光工艺方面得到了广泛应用，随着集成电路制程的进步， ALD 未来将会有更多的应用。

ALD 根据反应原理差异可进一步分为 PE ALD 和 Thermal ALD 两种。PE ALD 是通过等离子体离解反应 气体提供反应所需的活性基团的技术，主要沉积介质薄膜，用于 SADP 工艺和 STI 工艺；Thermal ALD 是一种 通过加热的方法来为薄膜沉积过程的化学吸附提供活化能的技术，主要沉积金属化合物薄膜，用于 HKMG 工艺。

由于技术原理的不同，目前几大主流薄膜沉积技术适用于不同的工艺与沉积薄膜类型。

（1）PVD 主要用于沉积金属材料，其中溅射法还可以沉积部分介质材料，通常用于沉积阻挡层金属、金 属填充层、金属互联等。

（2）CVD 主要用于沉积介质材料和半导体材料，细分技术路线来看：

①LPCVD：主要用于沉积阻挡层和刻蚀终止层、用于应力释放的薄膜间衬垫层、高温沉积层（包括氧化物、 氮化硅、多晶硅、钨）等。

②PECVD：主要用于沉积金属上的绝缘体、氮化物钝化层、低 k 介质、pMOS 栅电极钝化、源/漏注入终止、 金属前介质、用于缝隙填充和大马士革互联的金属层间介质等。

③ALD：主要用于沉积间隙填充介电材料、侧壁和掩膜图案化、适形衬垫、刻蚀截止层、钨插塞、接触孔 和通孔填充、3D NAND 字线、低应力复合互联、用于通孔和接触孔金属化的阻挡膜等。

2.3 薄膜沉积设备是晶圆制造三大主设备之一，市场空间大且竞争格局高度垄断

2.3.1 全球薄膜沉积设备空间有望超 200 亿美元，占据设备投资近 1/4

薄膜沉积设备是晶圆制造三大主设备之一，在设备投资中占比约 25%。新建晶圆厂投资中，晶圆制造相关 设备投资额占比达到 80%，其中刻蚀、薄膜沉积、光刻机是三大主要设备，在晶圆制造设备中占比分别为 30%、 25%、23%，薄膜沉积投资占比位列第二。

全球半导体薄膜沉积设备市场规模稳步提升，PECVD、溅射 PVD、ALD 是三大主要技术路线。2020 年全 球薄膜沉积设备市场规模约为 172 亿美元，预计 2025 年达到 340 亿美元，规模翻倍，年复合增长率为 13.3%。 不同技术路线来看，PECVD 设备是目前的主流设备，占比最高，约 31%；溅射 PVD（Sputtering）是另一大主 流技术路线，占比为 23%；ALD 设备市场规模快速增长，近年来受到广泛关注，占比为 12%。

2.3.2 全球薄膜沉积设备呈现高度垄断格局，国内市场国产替代正当时

全球不同技术路线的薄膜沉积设备都呈现高度垄断的竞争格局，基本由国际巨头垄断。CVD 设备方面，2020 年应用材料、泛林半导体、东京电子合计占有全球 70%市场份额，维持在较高水平；PVD 设备方面，应用材料 一枝独秀，市场份额从 2018 年的 74%持续提升至 2020 年 87%，处于绝对龙头地位；ALD 设备方面，2019 年 先晶半导体、东京电子合计全球 60%市场份额，并在 2020 年进一步提升至 75%。

国内半导体薄膜沉积设备市场仍以外资企业为主，拓荆科技实现较大的份额突破。根据 2019-2020 年中国 国际招标网上公布的长江存储、华虹无锡、上海华力、上海积塔四家晶圆厂各类薄膜沉积设备采购项目的累积 评标及中标结果（统计口径为及台数），PECVD 设备泛林半导体市场占比达到 46.63%，应用材料占比为 34.36%， 拓荆科技占比为 16.56%；ALD 设备日本 KE 市场占比达到 50.77%，其次是东京电子占比 26.92%，泛林半导体 占比 19.23%；SACVD 市场由应用材料和拓荆科技两家占据，其中拓荆科技占比为 25%。

国内薄膜沉积设备代表企业包括拓荆科技、北方华创、中微公司和微导纳米，公司是唯一产业化应用的 PECVD、SACVD 设备厂商。拓荆科技 CVD 和 ALD 相关设备都用于集成电路领域，目前已成功应用于 14nm 及以上制程集成电路制造产线，并进行更先进制程的产品验证测试；北方华创的薄膜沉积设备包括 PVD、CVD 和 ALD 设备，面向集成电路、光伏、平板显示、LED 等多个领域，集成电路领域，其 CVD、PVD 设备已经具 备 14nm 的工艺水平；中微公司现有薄膜沉积设备为面向 LED 领域的 MOCVD 设备，其应用于半导体领域的主 要为 LPCVD、EPI、ALD 设备，应用于钨沉积的 LPCVD 设备已能够满足客户工艺验证的需求，产品正与关键 客户对接验证，EPI 设备已进入样机的设计、制造和调试阶段，ALD 设备研发正在筹划；微导纳米的薄膜沉积 设备主要为 ALD 设备，面向集成电路、光伏、显示面板等领域，用于集成电路领域的设备处于量产机开发阶段。

2.4 制程和工艺进步大趋势下，薄膜设备在晶圆制造中的重要性提高

技术进步带来薄膜沉积设备需求增加，主要表现在制程进步和 3D NAND 工艺进步与层数增加。

①逻辑器件：制程进步下，晶圆厂对薄膜沉积设备的性能和数量需求随之增长。

1）制程进步使得晶圆制造的复杂度和工序量都大大提升，为保证产能需要更多的设备。以中芯国际不同制 程逻辑芯片产线薄膜沉积设备需求量来看，180nm 8 寸晶圆产线万片月产能对应的 CVD 和 PVD 设备数量分别 为 9.9 和 4.8 台，而 90nm 12 寸晶圆产线万片月产能对应的 CVD 和 PVD 设备数量分别为 42 和 24 台，增长 4 倍以上。

2）14nm 以下更先进制程需要采取多重模板工艺，对薄膜沉积的精确度和重复性要求更高。随着全球高端 量产芯片从 14nm 向 10nm、7nm、5nm 甚至更小的方向发展，当前市场普遍使用的浸润式光刻机受光波长的限 制，关键尺寸无法满足要求，必须采用多重模板工艺，薄膜沉积工艺的步骤和难度都增加，对设备将提出更高 的要求。

结构上来看，ALD 设备需求将会提升。ALD 设备在 28nm 以下关键尺寸缩小的双曝光工艺方面得到了广泛 应用，具有更精准的薄膜厚度控制、台阶覆盖性更优，能沉积更高质量的薄膜，未来需求将不断提升。据 Acumen research and consulting 预测，随着半导体先进制程产线数量增加，2026 年全球 ALD 设备市场规模约为 32 亿美 元。

②存储器件领域：

3D NAND 层数不断增加，更复杂的结构也需要更多的薄膜沉积设备。

3D NAND 层数增加给薄膜沉积工艺带来如下挑战：

1）薄膜堆栈沉积：要求每一层薄膜都必须极度均匀、光滑，且具有精确的厚度，薄膜间存在较好的粘附性。 随着层数的增加，一个步骤的轻微误差会在后续步骤中被重复放大，导致器件性能变差、成品率低，另外薄膜沉积的成本也大大提高，对薄膜沉积设备提出了更高的要求。

2）字线填充：为减少信号延迟，在牺牲层被移除后，字线还需要使用导电材料（如钨）进行回填，由于器 件形状复杂，横向沉积工艺必须完全填充细长水平的结构字线，不能在替代栅极金属中留下任何空隙，步骤难 度较大。

3）薄膜应力：晶圆翘曲和局部膜应力直接影响光刻叠对精度，随着堆叠层数增加，对薄膜应力等指标要求 更高。

根据 SEMI 数据，从 64 层 3D NAND 到 196 层 3D NAND，薄膜沉积设备投资占比从 17%提升到 21%，上 升 4pct，而光刻设备投资占比从 25%下降到 22%。

总体而言，芯片工艺进步及结构复杂化将带动薄膜沉积设备量价双增。从价格来看，晶圆制造工艺不断精 密化、芯片结构复杂度提高，需要在更小的线宽上制造，制备薄膜的种类、性能要求也更高，这一趋势对薄膜 沉积设备产生了更高的技术要求。从数量来看，除了下游景气度延续带动的机台需求提升，产线升级和工艺升 级使得制造难度大大提升，为保证产能，需要更多的薄膜沉积设备。（报告来源：未来智库）

三、拟募资 10 亿加码半导体设备研发与扩产

公司上市募集资金拟投资于高端半导体设备扩产项目、先进半导体设备的技术研发与改进项目、ALD 设备 研发与产业化项目和补充流动性资金，项目投资总额 10.003 亿元，拟投入募集资金总额 10.003 亿元。

①高端半导体扩产项目：在公司现有的半导体薄膜设备研发和生产基地基础上进行二期洁净厂房建设、配 套设施生产及生产自动化管理系统建设。项目地址在辽宁省沈阳市浑南区现有的生产场地，设计规模 2600 平方 米，建设期 2 年。

②先进半导体设备的技术研发与改进项目：主要面向 28nm-10nm 制程 PECVD 设备的多种工艺型号开发、 面向 10nm 以下制程的 PECVD 设备的平台架构研发及 UV Cure 系统设备研发。项目建设期 3 年。在原有 PECVD 产品和技术的基础上，针对更先进技术节点和性能，进行技术改进和研发，拓展公司多个工艺型号产品在更先 进制程的应用。

③ALD 设备研发与产业化项目：拟在上海临港新片区购置整体厂房，项目建成后，作为公司 ALD 产品研 发及产业化基地。项目拟通过开展系列技术研发，基于公司现有 ALD 设备技术基础，开发面向 28nm-10nm 制 程的 ALD 设备平台架构，发展多种机型。项目建设期 3 年。

四、盈利预测

公司为国内唯一 PECVD、SACVD 产业化供应商，在其产品领域的国内半导体薄膜沉积市场实 现较大的份额突破。

（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。）