2022年拓荆科技（688072）研究报告 拓荆科技受益半导体引领薄膜沉积设备国产化

1.拓荆科技：国内 PECVD 龙头，业绩快速提升

1.1 深耕薄膜沉积设备领域，获大基金和中微公司加持

公司前身是 2010 年成立的沈阳拓荆科技有限公司，2015 年获大基金入股，2021 年整体变更设立 为股份有限公司并在科创板申请上市。公司自成立至今一直专注于半导体薄膜沉积设备业务，主 要产品包括 PECVD 设备、ALD 设备和 SACVD 设备三个系列，2011 年首台 12 英寸 PECVD 设 备出厂到中芯国际验证，2016 年首台 12 英寸 ALD 设备、8 寸 PECVD 设备出厂至客户端，2019 年 SACVD 设备研制成功并出厂到客户端。目前公司是国内唯一一家产业化应用的集成电路 PECVD 设备和 SACVD 设备厂商。

公司股权结构稳定，无实际控制人。国家大基金持股 19.9%，为第一大股东；国内刻蚀机龙头企 业中微公司持股 8.4%，为第三大股东。目前公司有三家控股子公司，拓荆北京为客户华北区各产 线提供所需高端薄膜装备研发、设备供应以及零部件备货、生产技术支持等服务，拓荆上海拟作 为上市募集资金投资项目“ALD 设备研发与产业化项目”的实施主体，两家子公司均尚未实际开 展经营，拓荆键科用于高端半导体新兴工艺设备研发与生产制造。

以姜谦、吕光泉前后两任董事长为核心的五名国家级海外高层次专家组建起一支国际化的技术团 队，研发经验和产线调试经验丰富。公司七名核心技术人员中，董监高占据六名，均为美籍，多 次参与国家重大科技专项课题和产品研发。

1.2 立足 PECVD 技术，多类薄膜沉积设备共同发展

公司专注于集成电路薄膜沉积设备的研发、生产、销售和技术服务，主要根据客户的差异化需求 和采购意向进行定制化设计及生产制造，处于半导体行业集成电路产业链上游，向下游集成电路 制造企业、其他泛半导体行业企业和科研院所等客户销售 PECVD、ALD 和 SACVD 设备，并提 供备品备件及技术服务。

公司形成以 PECVD 设备为核心并加快发展 ALD 和 SACVD 设备的产品布局。PECVD 设备系公 司核心产品，已配适 180-14nm 逻辑芯片、19/17nm DRAM 及 64/128 层 FLASH 制造工艺需求， 能够兼容 SiO2、SiN、SiON、BPSG、PSG、TEOS、LokⅠ、LokⅡ、ACHM、ADCⅠ等多种反 应材料。在 PECVD 设备核心技术的基础上，公司研发出 PE-ALD 设备，可以沉积 SiO2和 SiN 材 料薄膜，目前已适配55-14nm逻辑芯片制造工艺需求。

此外，公司正在研发Thermal-ALD设备， 以满足 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。在 SACVD 设备方 面，公司产品可以沉积 BPSG、SAF 材料薄膜，适配 12 英寸 40/28nm 以及 8 英寸 90nm 以上的 逻辑芯片制造工艺需求。集成电路晶圆制造工序复杂，半导体设备的产业化应用需要经过不同客 户多道工艺验证才可实现规模销售，目前公司的三个产品系列均有设备处于产业化应用阶段。

1.3 业绩快速提升，规模效应逐渐显现

受益于 PECVD 设备销售，公司营业收入快速增长。公司 2019 年至 2021 年营业收入同比增速分 别高达 256%、73%和 74%。公司主营业务收入快速增长，主要来自于已实现产业化应用并销售 的 PECVD 设备。由于半导体行业景气度提升、国内晶圆厂扩产以及半导体设备国产化，加之公 司薄膜沉积设备在前期通过多家客户验证，PF-300T 销售收入增长迅速。公司已实现 ACHM、 LokⅠ等先进膜工艺 PECVD、 ALD、 SACVD 新产品和新工艺的客户端验证，不断进入新市场、 引入新客户。

公司在手订单饱满，成长动能足。截至 2021 年 9 月 10 日，公司在手订单超过 90 台，不含税金 额超过 15 亿元（不包含 Demo 机），新增包括上海积塔、广东粤芯等 10 余家客户。截至 2022 年第一季度末，公司合同负债达到 7.8 亿元，相比 2021 年末增长幅度达到 60%。

公司经营规模快速增长，规模效应体现助力扭亏为盈。随着公司费用率持续降低，2021 年销售、 管理费用率分别降至 12.8%、5.9%，带动公司盈利能力逐步改善，2021 年扭亏为盈，全年实现 归母净利润 0.68 亿元。

毛利率稳中有升。公司目前主体 PECVD 业务毛利率由 2018 年 29%上升至 2021 年的 43%，主 要由于公司技术水平和市场地位提高带来部分设备平均单价的上升、进入市价较高的先进制程设 备市场以及公司规模经济效应的显现。ALD、SACVD设备毛利率波动较大，主要由于前期销量少， 受机台配置和偶发因素影响较大。

研发持续高投入。公司过去几年研发费用占营收比重始终维持在 28%以上，其中，2021 年研发 费用达到 2.9 亿元，占营收比重达到 38%，为公司成长持续积蓄成长动能。

核心技术研发助力业绩增长。公司自设立以来重视研发，已经建成一支以归国海外专家为核心的 半导体薄膜沉积设备研发技术团队。在公司员工中，技术研发人员的比例超过 40%，本科及以上 人员占比接近 80%。截至 2022 年 3 月 8 日，累计已获授权专利 174 项。公司核心技术广泛应用 于主营业务中，核心技术产品收入在营收中占比由 2018年的 94%上升至 2021年前三季度的 97%。

2.新兴应用打开市场空间，半导体工艺升级拉动设备需求

2.1 下游新业态带来发展机遇

新能源汽车、5G 手机、人工智能和可穿戴设备等新技术、新产品的发展对半导体产品的性能和 数量提出更高要求。根据 WSTS 估计，全球半导体产品市场规模将由 2011 年的 2995 亿美元增长 至 2022 年的 6015 亿美元，CAGR 达到 7%。

多因素带动半导体需求快速提升： 1） 相比传统燃油车，新能源汽车的电子化水平更高，纯电动车型和混合动力车型中汽车电子占 比分别高达 65%和 47%。 2） 相比 4G 手机，5G 手机中存储器、AP 和 CIS 的性能有所提升。根据 SUMCO 数据，5G 手机 单机 12 英寸晶圆使用量为 4G 手机的 1.7 倍。中国大陆正在成为新一代全球半导体产能扩张重心，衍生出巨大的半导体设备市场。2010年以来， 中国逐步承接了半导体封测和晶圆制造业务，并建立起初具规模的半导体设计行业生态，完成产 业链初步布局。在半导体产品中集成电路占据 80%以上份额，是绝大多数电子设备的核心组成部 分，中国庞大的市场需求加之产业链向国内转移，上游集成电路设备厂商将持续收益。3） 此外，信息技术发展带动数据量几何级增长，数据中心领域对存储和逻辑晶圆需求量快速上 升。

半导体设备是晶圆厂建设中的重要投资方向，大陆占比持续提升。2021 年全球半导体设备销售额 达 1026 亿美元，同比提升 44%；其中，中国大陆半导体设备销售额占比达到 29%，相比于 10 年 之前不足 10%的占比有明显提升。新建晶圆厂设备投资中，晶圆制造相关设备投资额占比约 80%。 作为晶圆制造三大主设备之一，薄膜沉积设备投资规模占比高达 22%。PECVD 是薄膜设备中比 例最高的类型，占整体薄膜沉积设备市场的 33%；ALD 设备目前占到 11%； SACVD 是新兴的设 备类型，属于其他薄膜沉积设备类目下的产品，占比较小。

2.2 芯片工艺进步及结构复杂化要求薄膜设备具有更高的性能

工艺精密化和结构复杂化要求薄膜品种增加、性能提高。随着集成电路产业持续发展，晶圆制造 工艺走向精密化，芯片结构复杂度也不断提高，需要在更微小的线宽上制造，制造商要求制备的薄膜品种随之增加，最终用户对薄膜性能的要求也日益提高。目前主要包括 CVD、PVD、ALD 三 大类产品，三者各有所长，从应用上来看，CVD 主要应用于各种氮化物、碳化物、氧化物、硼化 物、硅化物涂层的制备，PVD 主要应用于金属涂层的制备，ALD 属于新兴领域，一般用于 45nm 以下制程芯片的制备，具备更好的膜厚均匀性，同时在高深宽比的器件制备方面更有优势。

市场对高性能薄膜沉积设备的依赖度提升，薄膜沉积技术持续升级。在 CVD 领域，相比传统的 APCVD、LPCVD设备，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，已成为芯片制造薄膜沉积工艺中运 用最广泛的设备种类。此外，高深宽比沟槽孔洞填充能力强、沉积速度快的新兴 SACVD 设备也 被引入产线，未来 HDPCVD、FCVD 设备的应用亦有望增加。

2.3 制程升级带动薄膜沉积设备用量提升

制程升级增加薄膜沉积次数。摩尔定律推动元器件集成度大幅提高，使得集成电路线宽不断缩小， 制造工序愈为复杂。尤其当线宽向 7 纳米及以下制程发展时，当前市场普遍使用的光刻机受波长 的限制，精度无法满足要求，需要采用多重曝光工艺，重复多次薄膜沉积和刻蚀工序以实现更小 线宽，使得薄膜沉积次数显著增加。根据SEMI统计，20nm工艺大约需要1000道工序，而10nm 和 7nm 工艺所需工序超过 1400 道。随着制程升级，在实现相同芯片制造产能的情况下，晶圆厂 对薄膜沉积设备的需求量也将相应增加。以中芯国际 180nm8 寸产线和 90nm12 寸产线为例，每 万片月产能所需的 CVD 设备、PVD 设备分别增加 3 倍和 4 倍左右。

3D NAND 堆叠层数增加拉动薄膜沉积设备需求。FLASH 存储芯片领域，主流制造工艺已由 2D NAND 发展为 3D NAND 结构，增加集成度的主要方法不再是缩小单层上线宽而是增大三维立体 堆叠的层数，叠堆层数也从 32/64 层量产向 128/196 层发展，每层均需要经过薄膜沉积工艺步骤， 导致晶圆厂对薄膜沉积设备需求量增加。根据东京电子披露，薄膜沉积设备占 FLASH芯片产线资 本开支比例从 2D 时代的 18%增长至 3D 时代的 26%。

2.4 公司专注高端薄膜沉积设备领域，受益行业高速发展

公司薄膜沉积设备在集成电路制造及相关领域实现产业深度融合。公司产品已适配国内最先进的 28/14nm 逻辑芯片、19/17nm DRAM 芯片和 64/128 层 3D NAND FLASH 晶圆制造产线，2.5D、 3D 先进封装及其他泛半导体领域。

公司是国内唯一一家在集成电路领域实现 PECVD 产业化的厂商。公司 PF-300T 设备主要应用于 28nm 以上逻辑芯片及 FLASH、DRAM 存储芯片制造，PF-200T 设备主要应用于 90nm 以上集成 电路前道工艺及 3D TSV 先进封装环节。受益行业景气度提升以及全球新增逻辑芯片产能制程升 级，12 英寸薄膜沉积设备市场规模扩大。2018 年至 2020 年，公司 PF-300T 设备销售数量大幅 增长。公司设备由 1 个平台（TM）和多个反应腔（PM）组成，2019 年和 2020 年 PF-300T 设备 TM+PM 销量同比增速分别为 242%和 110%。

ALD 设备和 SACVD 设备的产线验证持续进行中，有望进一步开拓市场。晶圆制造属于高精密制 造领域，对良率要求极高，作为芯片结构的功能材料，薄膜的技术参数直接影响芯片性能，因此 进入量产线的薄膜沉积设备需经过长时间工艺验证和产线联调联试。对于客户的首台或新工艺订 单设备，公司整个销售流程可能需要 6-24 个月甚至更长时间；而对于已通过客户工艺验证的重复 订单设备，从出货到设备验收通常需要 3-24 个月。截止 2021 年 9 月，公司已分别通过 ICRD 和 燕东微电子的产线验证销售了一台 ALD 设备和一台 SACVD 设备；共计 8 台 ALD、SACVD 设备 处于产线验证中，其中有三台是首台产品；此外，公司分别与 ICRD 和浙江创芯集成电路有限公 司签署了 ALD 设备和 SACVD 设备的正式销售合同，尚未发货。公司 ALD 和 SACVD 产品市场开 拓进展顺利。

3.拓荆科技：精耕细分领域，引领薄膜沉积设备国产化

3.1 产品技术向国际同行看齐，打造国产薄膜设备领军企业

公司设备关键技术参数已达到国际同行水平。根据北方集成电路技术创新中心的评估意见，与国 际竞争对手应用材料（AMAT）、泛林半导体（LAM）、东京电子（TEL）和先晶半导体（ASMI） 相比，公司 PECVD、ALD 和 SACVD 设备的生产性能及成膜性能各项指标已达到国际同类设备 水平。

公司与国内其他半导体设备厂商错位竞争。由于半导体制造对于薄膜的材料、特性需求不同，各 类薄膜沉积设备满足不同的应用领域。国内从事薄膜沉积设备业务的上市公司主要有中微公司和 北方华创，中微公司生产 MOCVD 设备，应用在 LED 领域，与公司 CVD 产品在技术原理、下游 应用和客户群体方面均不同。北方华创薄膜沉积设备品类丰富，PVD 技术国内领先，CVD 领域生 产 APCVD、LPCVD 设备，ALD 领域生产 Thermal ALD 设备，与公司产品在技术原理和应用工艺 方面不同。此外，不同于公司应用于集成电路的 PECVD 设备，北方华创生产的 PECVD 设备目 前主要运用在光伏/LED 行业。

公司 PECVD 技术领先，与国内主流晶圆厂商深度绑定。公司在薄膜沉积设备领域具有丰富的技 术储备和产线验证经验，特别是 PECVD 技术较为成熟，是国内唯一的 PECVD 设备产业化应用 厂商，在满足工艺需求前提下拥有较低的客户综合使用成本，具有较强的国内市场竞争力。公司 产品已覆盖国内主要的晶圆产线，在中芯国际、华虹集团、长江存储等公司生产线上验证通过并 量产应用。

公司也有设备发往某国际领先晶圆厂参与其先进制程工艺研发，为打开国际市场奠定 基础。半导体设备的客户准入壁垒高、产品验证严格，晶圆厂商更换设备供应商成本高，因此公 司通过客户验证后利于实现持续、批量的销售。此外，公司工艺流程以模块化生产为主，具备对 晶圆厂商客制化设备需求的快速响应能力，相对国际同业，也具有快速的售后服务。公司还与长 江存储合作研发 ALD SiO2 薄膜沉积设备，与下游晶圆厂商深度绑定。

3.2 受益半导体产业链向内转移，引领薄膜沉积设备国产替代

国内晶圆厂新建产能进程加快，催生薄膜沉积设备需求。国内芯片自给率低，面对庞大的市场需 求，国内晶圆制造厂商积极扩张 8 英寸和 12 英寸产线，拉动薄膜沉积设备在内的半导体设备行业 发展。

贸易摩擦加速半导体产业链向国内转移，下游晶圆厂对国产半导体设备诉求提升。全球薄膜沉积 设备行业呈现高度集中的竞争局面，基本由应用材料（AMAT）、先晶半导体（ASMI）、泛林半 导体（LAM）和东京电子（TEL）等国际巨头垄断。由于国际形势日渐复杂，国内晶圆厂采购国 外半导体设备受限，加之国家通过政策支持、重大科技项目引导、产业基金投资等多种方式鼓励 本土产业链合作，国内半导体设备企业逐步获得下游晶圆厂设备验证的机会，市场占有率大幅提 高。

公司引领 PECVD 国产替代。当前薄膜沉积设备国产化率仍处于较低水平，而薄膜沉积工艺和技 术分支多样，凭借多年技术积累，公司有望在 PECVD 这一细分领域比肩国际设备，引领国产替 代。我们统计了 2020 年和 2021 年 6 个国内主要晶圆产线薄膜沉积设备的招标情况，总体化国产 率在 5.5%左右，其中，拓荆科技主要提供 PECVD 设备，北方华创主要提供 PVD 产品。

3.3 发展先进制程薄膜沉积设备，保持技术领先性

公司不断提高技术水平、升级产品性能以满足市场需求。公司未来将继续致力于高端半导体设备 的研发生产，在现有产品基础上，开展配适 10nm 以下制程的 PECVD 产品研发；丰富 ALD 设备 产品线，开发 Thermal ALD 和大腔室 PE ALD；升级 SACVD 设备，研发 12 英寸满足 28nm 以下 制程工艺需要的 SACVD 设备。公司本次在科创板上市募集资金主要用于高端半导体设备扩产、 先进半导体设备的技术研发与改进和 ALD 设备研发与产业化三个项目。

（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。）