2023年微导纳米研究报告 以ALD光伏应用起家

1、 微导纳米：ALD 薄膜沉积新星，技术平台化打开成 长空间

1.1、 以 ALD 光伏应用起家，志在半导体等高端领域国 产替代

微导纳米是先进微纳米级薄膜沉积专家。公司成立于 2015 年 12 月，由先导智 能董事长王燕清等四人出资成立，2022 年 12 月在科创板上市。自成立以来，公 司定位为以 ALD 技术为核心的平台型公司，不断吸收海内外优秀人才，加大研 发投入，构筑出在原子层沉积反应器设计技术、高产能真空镀膜技术、真空镀膜 设备工艺反应气体控制技术、纳米叠层薄膜沉积技术、高质量薄膜制造技术、工 艺设备能量控制技术、基于原子层沉积的高效电池技术等前沿科技领域的强势壁 垒，并深化在高效光伏电池、集成电路、先进存储等领域的应用与技术储备。 公司 ALD 设备率先在光伏领域应用，打破 PECVD 在背面钝化层镀膜的垄断。公 司成立后适逢国内光伏电池技术取得重大突破与迭代，2016 年以来，PERC 电 池取代 BSF 电池速度加快，2022 年为新一代高效电池 TOPCon 的量产元年， 电池片技术的迭代带来了新工艺新设备的尝试与应用机遇。在全球范围内，公司 首创将 ALD 技术规模化应用到 PERC 电池的 AL2O3钝化层制备，2017 年其 ALD 设备在 AL2O3钝化层制备的销售额占比不足 2%，2018 年则接近 20%。目前， 公司的 ALD 设备已覆盖光伏领域多家知名电池片厂商，如通威太阳能、隆基绿 能、晶澳科技、阿特斯、天合光能，并适用于 TOPCon、XBC、钙钛矿等高效电 池。

进军逻辑芯片、先进存储、3D-IC 等领域，拓展柔性电子镀膜。公司致力于为中 国半导体关键装备国产化出力，2019 年，公司正式对外开放 A 轮融资，引入毅 达资本、中芯聚源、高瓴创投等知名投资方，为公司半导体装备研究注入大量资 金支持。2022 年，公司是国内首家成功将量产型 High-k 原子层沉积设备应用于 28nm 节点逻辑前道生产线的国产设备公司，其工艺参数达到了国际同类水平， 并获得重复订单，标志着公司正式进军逻辑芯片、先进存储、3D-IC 等领域。此 外，公司正在孵化柔性电子领域 ALD 技术，开发多款 CVD 产品，有条不紊推动 2018 年以来所实施的产品线多元化战略。

公司实行董事会领导下的总经理负责制。公司实际控制人为王燕清家族（王燕清、 其妻倪亚兰、其子王磊），IPO 后其家族通过万海盈投资、聚海盈管理、德厚盈 投资间接控制公司 60.61%股份，股权集中度较高，而董事会领导下的总经理负 责制，有助于所有权与经营权分离，一定程度上可规避实控人非正常干预或控制 公司经营活动的风险。

公司董事会与重要高管拥有半导体行业丰富的研究与从业经验。黎微明（LI WEIMIN）博士为公司第二大股东，截至 23Q1 末其持股比例为 9.42%，曾就职 于全球领先的半导体原子层沉积设备公司 ASM 国际、Picosun1，目前其出任微 导纳米副董事长，首席技术官，其在芬兰工作期间曾为英特尔公司 45nm 芯片 研发高介电薄膜。总经理周仁（ZHOU REN）曾就职于国际知名半导体刻蚀设备 公司 Lam Research、国内领先的刻蚀与薄膜沉积公司中微公司、拓荆科技。决 策层与管理层在半导体领域深厚的经验一定程度上可为微导纳米在薄膜沉积领 域的研发、产业化应用提供有益支持。

1.2、 深耕薄膜沉积，ALD 应用领域不断取得突破

目前，公司以 ALD 技术为核心，已开发出适用于半导体、光伏、柔性电子三大 领域的薄膜沉积设备，未来将加大纵深拓展光学、生物医药、燃料电池等领域。

半导体领域

半导体领域公司目前以 TALD（Thermal ALD，热原子层沉积）设备为主，通过 沉积不同类型的薄膜而适用于不同细分领域。公司 iTomic 系列原子层沉积镀膜 系统因制备的 High k 材料 HfO2可以较好满足 28nm 逻辑器件的栅氧层工艺， 目前已在量产线实现产业化应用。公司是国内首家成功将量产型 High k 原子层 沉积设备应用于 28nm 节点集成电路制造前道生产线的国产设备公司，设备总 体表现与工艺关键性能参数达到国际同类水平，并已获得重复订单。目前公司 ALD 设备涵盖了逻辑、存储、化合物半导体、新型显示等诸多细分应用领域。 未来，公司将以 ALD 技术为核心，在 ALD 半导体应用领域树立口碑，再不断向 PEALD、CVD 等市场应用规模更大的设备拓展产品矩阵。

光伏领域

公司在光伏领域的产品包括 ALD、PECVD、PEALD 二合一设备和扩散炉系统， 可与先导智能自主研发的清洗制绒、碱抛刻蚀、多晶硅清洗、丝印整线、测试分 选、及整线自动化上下料设备形成 TOPCon 整线供应。 夸父 KF 系列批量型 TALD 设备的 Al2O3工艺可用于制备 PERC 电池背面钝化层、 TOPCon 电池正面钝化层，探索开发应用于 HJT、钙钛矿。 夸父 KF-P 系列 PECVD 设备的 SiNX 工艺可用于制备 PERC 与 TOPCon 电池减 反层，并探索开发应用于 XBC。 祝融 ZR 系列 PEALD 二合一（PEALD+PECVD）集成 PEALD 与 PECVD 技术， 同一台设备可完成电池 Al2O3膜和 SiNx 膜，以及 TOPCon 电池超薄 SiOx 隧穿 层和掺杂多晶硅薄膜的制备，公司目前也在开发 a-Si/Si:B/Si:P 等非晶硅掺杂的 应用。 羲和 XH 系统可用于 PERC、TOPCon 中磷扩、硼扩、氧化和退火工艺。 后羿（HY）系列 ALD/PEALD/PECVD 薄膜沉积系统可用钙钛矿/异质结叠层电池 的非晶/微晶硅基参杂薄膜、阻水阻气保护层沉积等。

1.3、 在手订单充足保障业绩高增长

受益于光伏电池片技术迭代，公司新设备导入顺利，营收实现高增长。公司营业 收入自 2018 年 0.42 亿元增长至 2022 年 6.85 亿元，年均复合增速为 101%， 2022 年公司实现营业收入 6.85 亿元，同比增长 60%。公司一代量产机型 KF4000 于 2017 年初开始工艺验证，于 2017 年中开始试量产，2018 年中，KF6000 成 功在通威完成量产验证，同年该设备量产爬坡，开始逐步推广到其他头部电池企 业中。受益于国内光伏电池片技术处于 PERC 取代 BSF，TOPCon 取代 PERC 两大迭代期，公司设备下游客户拓展较为顺利，率先在光伏领域实现收入高速增 长。

合同负债与存货增速快，在手订单充足保障业绩高增长。2022 年末，公司合同 负债和存货分别达到 6.25 亿元和 9.75 亿元，分别同比增长 400%、142%，其 中，发出商品 5.46 亿元。2023Q1 末，公司合同负债与存货已分别增长至 9.48 亿元、14.48 亿元。2022 年末，公司专用设备在手订单 22.93 亿元，较 2021 年 末所有在手订单增加 14.15 亿元，同比增幅超过 160%。

光伏领域在手订单：据公司 IPO 推介会介绍，截至 2022 年 9 月末，近一半来自 TOPCon，近 1/3 来自 XBC，近 1/6 来自 PERC，并已有 ALD 设备出货至德国钙 钛矿产线。2022 年末，公司光伏设备在手订单已达 19.67 亿元，2023 年一月初 至 2023 年 4 月 25 日新增 20.16 亿元。 半导体在手订单：据公司 IPO 推介会介绍，公司 2021 年 9 月在半导体产线上完 成验证，截至 2022 年 9 月末获得订单 1.5 亿元，近一半来自新型存储，先进逻 辑、新型显示和化合物半导体大约各占 17%左右。2022 年末，公司半导体设备 在手订单已达 2.57 亿元，2023 年一月初至 2023 年 4 月 25 日新增 2.42 亿元。

1.4、 募投项目有序推进，新扩产能保障订单交付

募投加大投入，提高产能，满足下游需求。根据公司公告，公司 IPO 实际募集 资金接近 10 亿元，将投入基于原子层沉积技术的光伏及柔性电子设备扩产升级 项目、基于原子层沉积技术的半导体配套设备扩产升级项目、集成电路高端装备 产业化应用中心项目及补充流动资金。此举有助于公司扩大产能，提高盈利能力， 提升薄膜沉积设备市场占有率，促进半导体装备国产化。 募投项目达产后预计为公司带来年均 19.88 亿元的收入，年均贡献 2.72 亿元净 利润。

2、 ALD 技术应用空间广阔，半导体、光伏 孕育新机遇

2.1、 ALD 技术可精准镀膜，技术延展性强应用领域广泛

2.1.1、ALD 技术具有自限制特性，可精准控制薄膜厚度

目前，薄膜沉积有三大工艺路径。按工艺原理的不同可分为物理气相沉积（PVD）、 化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）；按设备形态的不同可分为批量式 （管式）和空间型（板式）两种技术路线。从成膜效果上看，相比 ALD 技术， PVD 技术生长机理简单，沉积速率高，但一般只适用于平面的膜层制备；CVD 技术的重复性和台阶覆盖性比 PVD 略好，但是工艺过程中影响因素较多，成膜 的均匀性较差，并且难以精确控制薄膜厚度。

原子层沉积(Atomic Layer Deposition)是一种改良化学气相沉积技术，该技术 发展主要有三个阶段： （1）早期萌芽阶段：1975 年芬兰科学家 Suntola T 和 Antson MJ 正式申请 ALD 专利。早期该技术主要应用于制备 II-VI 族多晶化合物和非晶氧化物薄膜。20 世 纪 80 年代中后期,采用 ALD 技术生长 II-VI 族和 III-V 族单晶化合物以及制备有序 异质超晶格受到了广泛关注，但由于表面化学反应复杂，在这一领域并没有取得 实质性的突破。 （2）稳步发展阶段：1983 年，第一个 ALD 商业化应用——赫尔辛基机场电致 发光显示屏出现。1989 年，使用 TMA 和 H2O 前驱体沉积出 Al2O3薄膜，此工艺 成为后来研究 ALD 生长原理和表面化学反应最理想的体系。 （3）高速发展阶段：20 世纪 90 年代中后期，随着集成器件进一步微型化，结 构进一步复杂化，深宽比越来越大，从最开始简单的 1:1 结构到 3:1 结构，再到 超过 100:1 结构，相比其他传统薄膜制备技术，ALD 技术的优势逐渐体现，此 后 ALD 技术迅速成长。2001 年 5 月，美国真空协会在加州蒙特雷举办第一届 ALD 国际会议。2001 年，国际半导体行业协会将 ALD 与 MOCVD、PECVD 并列 作为与微电子工艺兼容的候选技术。2007 年，Intel 公司在半导体工业 45nm 技 术节点上推出酷睿微处理器，里面引入 ALD 沉积的高 k 栅介质和金属栅，此后 ALD 逐步拓展到微电子、太阳能电池等应用领域。2020 年 ALD 技术可通过大部 分元素、千余种工艺进行操作。

根据有无使用等离子气体来促进前驱体反应性，可将ALD分为TALD（thermal mode）与PEALD（plasma mode）。TALD由前驱体分子间自发性化学反应来 完成薄膜沉积，其可沉积的常见薄膜为Al2O3、ZnO、TiO2、ZrO2、HfO2与TiN。 等离子体增强ALD常以O2、N2、Ar、NH4或其混合气体作为前驱体来产生所需要 的氢、氧、氮自由基，其不仅可沉积二元金属氧化物或金属氮化物，还可沉积单 一元素的薄膜。由于PEALD工艺中有高能量电离气体辅助反应，其工作温度比较 不受限制，还可辅助活化能障高的表面进行反应，或同步进行元素掺杂，应用领 域较广。其薄膜沉积质量的重要影响因子为：基板的选择；基板温度；反应腔体 温度；前驱体的选择；前驱体的通入量；前驱体通入的间隔时间。 TALD 与 PEALD 目前属于互补关系，部分关键工艺目前尚未采用热反应原理制 备薄膜，可以采用 PEALD 技术。从 TALD 到 PEALD 的工艺转换较为复杂，需要 在 TALD 流场和温场基础上再加上一个电磁场并实现其均匀分布。

2.1.2、前驱体材料多元，ALD 技术应用广泛

基于不同前驱体材料，ALD 技术可以广泛适用于各种类型的衬底，在半导体、 光电子、光学、能源、纳米技术、微机电系统、催化、显示器、生物、分离膜、 耐腐蚀及密封涂层等领域都有应用前景。 半导体领域的应用主要涉及逻辑器件和存储器，随半导体器件结构不断缩小且更 为 3D 立体化，ALD 技术优势愈加明显，有望提高在半导体薄膜沉积环节的市占 率。 光学领域，ALD 技术在传统光学薄膜器件领域沉积速率慢，影响了规模化的商 业应用。但由于 ALD 具有的三维共形沉积和大面积均匀性特点，使其在新型光 学器件，如光子晶体，光学微腔，纳米光栅等方面具有独特的优势，机遇与挑战 并存。 能源领域，ALD 技术相比 CVD、PVD 有独特优势，主要体现在精确控制厚度至 亚纳米和对三维结构完美包覆的特点，在解决新能源领域应用发展难题、提升电 化学器件性能方面大有可为。但成本问题是阻碍 ALD 技术在能源领域产业化的 最大障碍。为加快 ALD 工艺进程，从而降低成本，一般采取流化床反应室/旋转 式反应室、批量处理、空间原子层沉积、常压原子层沉积技术等方法。

2.2、 半导体：先进制程演绎使 ALD 应用工艺增加，叠 加国产化加速验证

半导体制程进入纳米时代，晶圆制造复杂度和工序量大幅提升，ALD 技术地位 愈发重要。以逻辑芯片为例，随着 45nm 以下制程的产线数量增多，尤其是 28nm 及以下工艺的产线，对镀膜厚度和精度控制的要求更高，在引入多重曝光技术后， ALD 需求工序数和设备数均大幅提高；在存储芯片领域，主流制造工艺已由 2D NAND 发展为 3D NAND 结构，内部层数不断增加，元器件逐步呈现高密度、高 深宽比结构，ALD 逐渐呈现不可替代性，应用范围更加广泛。 45nm 制程下的逻辑的 High-k Metal Gate 催生了单片晶圆处理 ALD（singlewafer ALD），ASM 占绝对领导地位；DRAM 电容器 high-K 则催生了多片晶圆 处理 ALD（batch ALD 及 mini-batch ALD 复合机台），KE 与 TEL 优势更明显。

2.2.1、逻辑：HKMG 工艺

逻辑电路中 ALD 的作用首现于 High-k 栅介质替代 SiO2栅介质的 High-k 薄膜沉 积，地位强化于 FinFet 与纳米环栅结构的出现，后段铜互连硅通孔深宽比提高， ALD 可在铜互连阻挡层充分发挥作用，晶体管微缩工艺深入发展，ALD 应用节 点大幅增加，扩容市场。 45nm 以下制程及三维晶体管让 ALD 沉积 High-k 材料应运而生。 传统栅介质 SiO2与半导体衬底 Si 之间具有优异稳定的界面性能，在晶圆制造进 入 65nm 制程及之前，集成电路主要通过沉积 SiO2薄膜形成栅极介质减少漏电， 但进入 45nm 制程特别是 28nm 之后，传统的 SiO2-MOSFET（金属氧化物半导 体场效应晶体管）规模缩小到薄膜材料厚度需在 1nm 及以下时，将产生明显的 量子隧穿效应，导致漏电流急剧增加，器件性能急剧恶化，因此替代 SiO2的 High-k 材料被挖掘使用，其中，Hf 基氧化物系材料与稀土氧化物系材料最为适 合，在所要求的电容密度下，栅电介质的物理厚度可沉积得更高，从而可以在降 低等效氧化物厚度（EOT）的同时大幅减少漏电流。2007 年 Intel 公司推出基于 45nm 制程的 Penryn 微处理器产品中，High-k 栅介质采用 ALD 沉积的 Hf 基氧 化物薄膜。

逻辑电路复杂，铜互连阻挡层通孔深宽比加大，ALD 适用。铜互连阻挡层可防止铜与硅之间相互扩散，逻辑电路中的铜互连结构较为复杂， 且随着集成电路特征尺寸的不断减小，硅通孔（TSV）孔径不断缩小，深宽比不 断加高，因此，必须使用超薄的扩散阻挡层。在 28nm 制程中，逻辑器件中金 属栅（Metal Gate）、铜互连与 SiO2的阻挡层 Ti、Al、TiN 薄膜、TaN 使用 PVD 沉积，钨用 CVD。但 PVD 在精细复杂的铜互连结构中存在阴影效应，当沟槽宽 度为 20-30nm 时候难形成均匀薄膜。CVD 因具有良好台阶覆盖率在 TaN 沉积 中充分研究，但高温工艺保障 TaN 薄膜杂质含量低且导电性良好的同时与后道 工艺兼容性较差。通过 ALD 技术沉积铜扩散阻挡层，在器件内部沟槽深宽比超 过 100：1 时薄膜仍具有良好的保形性、均匀性以及防扩散阻挡特性。

据中国证券报信息，2023 年一季度，晶圆代工厂从成熟制程到先进制程各项需 求持续下修，多家晶圆厂产能利用率下滑至 70%左右，预计 23H1 各大晶圆代 工厂产能利用率持续下滑。我们认为这将为国产设备验证与国产先进制程产线建 设释放空间。据我们不完全统计，国内大部分晶圆厂存在先进制程所用的大尺寸 晶圆扩产计划与需求，中芯国际 2023 年一季报披露其依据扩产计划推进相应资 本开支，目前中芯深圳已进入量产，中芯京城预计 23H2 进入量产，中芯东方预 计 23 年底通线，中芯西青处于建设中。我们认为先进制程制造能力上升到国家 能力较量层面将会促使加速攻坚，推动扩产落地。

2.2.2、存储——DRAM

相较于逻辑电路，ALD 在存储领域具备更大的市场空间，工艺节点应用更多， 深孔密集 ALD 用量增加。 DRAM 广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、数据服务器和 计算设备。早在 22nm FinFET CMOS 和 3D NAND 闪存之前，DRAM HVM 中便 应用了 3D 电容器。DRAM 单元有两个器件：一个 n 沟道 MOSFET（NMOS）作 为存取晶体管，一个用于数据存储的电容器，电容器分为深沟槽式电容与堆叠式 电容。

DRAM 对传输速度与内存容量的追求使得 DRAM 制程不断朝着微缩方向发展， 即 DRAM 技术发展路径本质是以微缩制程来提高存储密度。随着 5G 通信、汽车 智能化、AI、边缘计算等应用场景对存储性能要求提高，DRAM 制程不断微缩。 DRAM 三巨头三星、SK 海力士、美光在 2016-2017 年进入 1X（16nm-19nm） 阶段，2018-2019 年为 1Y（14nm-16nm），2020 年处于 1Z（12nm-14nm） 时代，目前各家朝着 10nm 逼近。

微缩在 DRAM 工艺上主要带来两大变化： （1）增加高深宽比倍数补偿微缩带来的单元电容损失。微缩使得电容有效面积 减少，导致电荷与电容减少，为解决此问题，40nm 以上制程可以使用圆柱形电 容器来最大化有效电容面积，而 20nm 以下制程需要增加电容器高度即高深宽 比来增加电容。电介质层微小的不一致性即可导致电场差异，不利于泄漏控制， 而高深宽比对于电容电介质层薄膜的均匀性提出挑战，具备高台阶覆盖率与一致 性的 ALD 薄膜沉积技术最适合。

（2）HKMG 解决 DRAM 外围晶体管高性能与低功耗矛盾。同样缘于 DRAM 制 程微缩，DRAM 外围/核心晶体管特性正成为 DRAM 的瓶颈，过往 HKMG 主要用 于逻辑芯片，外围/核心晶体管亦引入 HKMG 工艺。2021 年，三星电子首次将 HKMG 工艺用于 DDR5，推动商业化进程，HKMG DDR5 内存模块的功耗比传统 工艺减少约 13%。海力士在 2022 年实现全球首次在移动端 DRAM（LPDDR） 应用 HKMG 工艺，将其用于全新的 1anm LPDDR5X DRAM。

（3）多重图形化方案解决深紫外光刻机 DUV 先进制程应用问题与极紫外光刻机 EUV 供给问题。市场主流供应的 DUV 深紫外光刻机波长是 193nm 的 ArF 光源， 分辨率极限是 38nm，通过多重曝光技术可实现 7nm 制程光刻，使光刻工艺克 服光刻分辨率极限问题。EUV 光刻机波长是 13.5nm，目前全球只有 ASML 一家可生产，ASML 自 2006 年推出第一代 EUV 光刻机，2017 年才正式推出支持 7nm 和 5nm 制程量产的 EUV。 适用 7nm 以下制程的 EUV 供给量在追赶摩尔定律演变过程中有所不足，DUV+ 多重曝光技术解决了向 EUV 过渡所出现的设备供给不足与专用资产重置成本问 题。

多重曝光应用目的为实现精细光刻，对薄膜沉积的均匀性要求高，可精准控制薄 膜厚度与均匀性的 ALD 工艺为合适选择。逻辑芯片中 14nm 以下需要用到自对 准双重图案化（SADP），而 25nm 制程以下的存储即需要用到 SADP，所以存 储领域的多重曝光应用空间较逻辑芯片更大。 DUV+多重曝图形化工艺成为首选过渡方案。目前，ASML 是全球唯一能够生产 极紫外光刻机的公司，据 ASML 财报，截至 2022 年底，ASML 面向 5 大客户实 际销售 EUV 光刻机仅 182 台。据 ASML 官网声明，自 2019 年以来，ASML 的 EUV 光刻机销售已经受到限制。源头供应短缺叠加地缘政治与技术竞争等多重 不利背景下，EUV 成为中国大陆芯片制造“卡脖子”环节。DUV+多重曝光技术 可实现 28nm 以下制程光刻，成为替代 EUV 光刻的过渡方案，可应用于先进制 程产线，同时多重曝光增加了薄膜沉积工序，进一步拓宽 ALD 应用市场。

2.2.3、存储——3D NAND

为克服平面 NAND 闪存阵列的缩放限制，满足更大存储需求的 3D NAND 被开发 出并成功批量商业化。3D NAND 是指存储单元的垂直堆叠，位密度随着堆叠层 数的增加而提高，存储容量随之变大。且每层的每个存储单元，是在堆叠完成的 垂直方向上刻蚀完成，层数增加，通孔深宽比递增。 3D NAND 复杂结构需要制造高的纵深比，关键工艺包括叠层沉积、高深宽比通 道孔蚀刻与栅极沉积、字线金属化、阶梯蚀刻、高深宽比狭缝蚀刻，以及阶梯接 触线成型等。其中栅极沉积和字线金属化对沉积工艺提出了极高要求，在这方面 ALD 工艺比传统 CVD 及 PVD 工艺更具优势。 垂直堆叠的高深宽比垂直通孔中薄膜沉积是一大难题，90+层 3D NAND 中通道 孔纵横比已超过 40:1。3D NAND 沟道孔中分别交替沉积绝缘层二氧化硅与栅极 氮化硅，刻蚀氮化硅后需要沉积一层栅极 high-k 与一层 TiN，由于沟道深宽比 高与“梳子型”结构，需要使用 ALD 才能得到高度均匀与高台阶覆盖率的薄膜。

当前堆叠层数瓶颈尚未达到，未来还有很大提升空间。自 2007 年东芝首次报 告 3D NAND 以来，堆叠层数已从 4 层增长到超过 200 层，SK 海力士于 2022 年 10 月份推出 238 层 3D NAND，为目前 NAND Flash 厂商制程的最高点。同 时，SK 海力士亦预测，3D NAND 在发展到层数超过 600 层时瓶颈才会到来， 技术升级空间仍比较大，ALD 的在 3D NAND 中的应用空间还处于成长期。

2.2.4、存储——新型存储之铁电存储

当前存储器研究方向正在向非电荷存储器方向发展，主要的研发热点有铁电存储 器（FeRAM）、磁阻存储器（MRAM）、相变存储器（PCM）、碳纳米管（CNT） 等。 HfO2无微缩临界值的铁电特性被发掘，铁电存储器优势尽显。铁电存储又称为 铁晶存储，采用高介电常数铁电材料 PZT（锆钛酸铅）、SBT（钽酸锶铋）等铁 电材料的铁电性和铁电效应来进行非易失性数据存储的存储器。由于 PZT 铁电 材质并不相容于目前的 IC 电路制程，以 PZT 为主的铁电存储器在半导体存储器 市场中占极小比例。2011 年首次发现以 Si 掺杂的 HfO2具有铁电特性后，这种 具氟石（fluorite）结构的氧化物如掺杂的 HfO2或 HfO2/ZrO2之固溶体（solid solution）引起了学界与业界高度的瞩目，不同结构的 HfO2基铁电存储器（1T1C、 FeFET 和 FTJ）已相继问世。

铁电存储器本质是随机存储器。铁电存储器将动态随机存储器（DRAM）的快速 读取和写入访问，与在电源关掉后保留数据能力结合起来。 相较于其他类型存储器，铁电存储拥有如下优点：①读写速度快，读写速度达到 70ns 级，读写周期速度可达 130ns 级，接近 DRAM 存储器；②读写次数多，拥 有几乎无限的擦写次数，重复擦写可达万亿次，超出擦写次数后流失其非易失性， 变为普通 RAM，与传统非易失性存储器相比，EEPROM 典型值 100 万次，FLASH 典型值 10 万次；③功耗低，铁电存储器可使用 1.5V-5V 电源电压，而 EEPROM 需要 10-14V 电压；④基于铁电晶体固有的偏振磁化特性，FRAM 抗磁场，抗干 扰能力强，具备防窜改性，可适应安全/保密要求较高的工况。

中国在铁电存储器商业化上已打破美日垄断。新型 3D 铁电存储器（VFRAM）是 一种新型的非易失性随机存储器，是中国自主研发的第一款铁电存储器，打破美 国和日本的产线垄断，实现完全国产化，目前正在向 NOR 闪存和 DRAM 市场渗 透。 国内布局铁电存储的领先厂商： （1） 无锡拍字节科技打造出中国领先铁电存储器，将传统铁电存储器中含铅 的 PZT 材料，替换成新开发的 High-K 材料，解决了强污染性的问题。 由于 High-K 材料的使用，薄膜沉积上使用 ALD 设备可以突破传统的平 面架构，实现全新的 3D 架构，极大提升存储器密度。 （2） 华润微积极布局世界先进的新型铁电材料存储器技术（VFRAM），目标 建立新型 HfO2基铁电存储器和嵌入式铁电存储 MCU 产品制造平台， 截至 2022 年年报披露，已初步建立第一代铁电存储器制造能力并实现 国内首家消费级新型铁电存储器的批量生产和市场应用。同时嵌入式 IP 开发也已实现产品功能和较高的良率，并达到消费电子的可靠性要求， 正加大投入持续研发以提升可靠性和优化性能，预计在 2023 年将推出 国内首款嵌入式新型铁电存储产品。

2.2.5、ALD 为先进制程关键设备，未来成长空间广阔

薄膜沉积市场在集成电路产业受下游需求增长驱动仍处于蓬勃发展期，ALD 薄 膜沉积设备则在半导体遵从摩尔定律与超越摩尔定律的过程中，在逻辑、存储、 化合物半导体等方面的工艺应用逐渐增加，未来一段时间内 ALD 设备市场规模 年均复合增速有望超过整体薄膜沉积市场。 集成电路半导体前道设备包括注入/扩散、光刻、刻蚀、薄膜沉积、量测等，据 SEMI 2022 年数据，新建晶圆厂设备投资中，晶圆制造相关设备投资额占比约为 总体设备投资的 86%，薄膜沉积设备作为晶圆制造的三大主设备之一，其投资 规模占晶圆制造设备总投资的 22%。据 Maximize Market Research 估计 2025 年薄膜沉积设备市场达 340 亿美元，2022 至 2025 年复合年均增长率达 15.6%。

2.2.6、对华半导体制裁倒逼国产化加速

地缘政治紧张，各国半导体产业链扶持力度加强。自 2018 年美国掀起对华半导 体产业制裁以来，尖端科技领域的博弈成为大国博弈与内部政治竞争的重要手 段。伴随 2022 年全球经济增长放缓，地缘政治紧张，各国在本土半导体产业链 的扶持力度加大，美国、欧盟、日本、韩国、印度等国家/组织先后通过对内提 供补贴、税收优惠、融资支持等政策，对外封锁其他国家半导体技术进步的方式 扶持本土半导体产业发展。

科技部五年内二次重组，决策层级提升，统筹各方力量加快建立健全新型举国体 制。2023 年 3 月中共中央、国务院印发了《党和国家机构改革方案》，方案提 出重新组建科学技术部，组建中央科技委员会，科技部作为中央科技委员会的办 事机构。自 2018 年重组以来的第二次重组表明政府改革决心，重组后的科学技 术部不再参与具体科研项目评审和管理，主要负责指导监督科研管理专业机构的 运行管理。科技部在战略规划与资源统筹等方面的宏观管理职责得到强化，有助 于推动建立健全新型举国体制，实现科技自立自强，推动我国半导体产业链自主 可控。 近年来，国家从大基金专项、融资、财税、产业集群、人才培养等多方面支持半 导体产业发展，虽然我国已成长出一批优秀的半导体设备公司，但进口设备与零 部件还是占据主要地位，光刻、离子注入、涂胶显影、镀铜、量测、ALD 薄膜沉积领域国产化率甚低。本土存储产线与 28nm 逻辑产线中，美系垄断单片 ALD， 日系垄断立式 ALD。 我们认为影响国产半导体设备进入晶圆厂的因素表观上是国产设备与国际龙头 厂商设备相比存在效率、良率、稳定性等多方面不足，深层次原因在于国产设备 缺乏一个试验场导入验证，下游晶圆厂验证国产设备意愿低，而验证是半导体设 备国产化必须跨越的门槛。

2.3、 光伏：TOPCON 元年，电池片技术迭代窗口缩短

2.3.1、能源独立与革命支撑海内外光伏装机需求高增

长期看，全球各国谋求能源独立呼声与举措愈发密集，多元化能源体系建立愈发 重要，光伏发电作为重要清洁能源之一，地位举足轻重。2022 年 5 月份，欧盟 公布名为“Repower EU”的能源计划，针对光伏方面，2025 年欧盟累计光伏 装机规模要超过 320GW，与 2021 年底累计装机 167GW 的规模相比，增长翻倍， 即 2022-2025 年年均新增光伏装机要超过 40GW，2030 年累计光伏装机目标约 为 600GW；作为欧盟 2022 年新增光伏装机量第一大国德国，其联邦经济事务 和气候行动部在 2023 年 3 月提出 2030 年达到累计 215GW 的装机目标。据 SolarPower Europe 预测，2023-2026 年全球光伏新增装机量增速维持在 10% 以上，2026 年预计可新增 352GW。

清洁电力发展需求与科技、生产力革命息息相关，算力网的核心支撑是电力网。 电力支撑的电气时代向算力支撑的智慧时代演进，新生产力的本质仍需要以电力 为基础。2022 年下半年以来，高效通用大模型的出现让 AI 发展出现质变，未来 有希望加速落地应用至各行各业，算力需求增长背后的数据中心需要价廉稳定量 大电力支撑。据美国国家科学基金 2023 年估算，信息通信与技术部门耗电量占 全球总用电量 5%-9%，2030 年该数据将增长至 20%，而 AI 突飞猛进发展将会 导致电网承受更大压力，新能源“源网荷储一体化发展”将有效解决该问题，我 们认为这将对全球光伏装机需求形成强支撑。

2.3.2、TOPCON 电池扩产元年，ALD 工艺渗透率提升

TOPCon（Tunnel Oxide Passivating Contacts），即隧穿氧化层钝化接触电池， 是在 2013 年提出的一种 N 型硅片电池技术。TOPCON 电池前表面与常规 N 型 太阳能电池结构相同，主要区别在电池背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一 层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复 合。且超薄氧化硅和重掺杂硅薄膜良好的钝化效果使得硅片表面能带产生弯曲， 从而形成场钝化效果，电子隧穿几率大幅增加，接触电阻下降，最终提升转换效 率。

TOPCon 扩产迅速，率先成为替代 PERC 的主流高效电池。据 CPIA 数据，2022 年，新投产的量产产线仍以 PERC 电池产线为主，但 2022 年下半年部分 N 型电 池片产能陆续释放。据我们不完全统计，截至 2023 年 4 月，TOPCon 现有产能 超过 100GW，在建产能超过 300GW，2023 年初至 4 月份新扩产能为 135GW 左右，产业端建设如火如荼，步伐加速。 TOPCon 产线上 ALD 工艺环节渗透率增加。PERC 电池 Al2O3钝化层在平坦的背 面，而 TOPCon 钝化层是在正绒面上制备的，金字塔状绒面上镀膜对薄膜沉积 的均匀性、保型性控制要求高，PECVD 镀膜速率虽快，但膜层均匀性不佳，钝 化效果逊色于 ALD。目前，市场对 ALD 制备 TOPCon 氧化铝钝化层较为认可， 微导纳米 ALD 设备取得该薄膜制备的主要市场份额。 此外，TOPCon 背面钝化接触结构超薄隧穿氧化层与高掺杂多晶硅层的制备中亦 可以用到 ALD 设备。氧化硅隧穿层的制备中，目前较常见的有高温热氧化法、 等离子体氧化法和 PEALD 技术路线。高温热氧化法能获得高质量的氧化硅层、 较低的界面缺陷态密度，但其存在大尺寸硅片下容易受热不均匀、成膜反应速度 慢等问题；等离子体氧化法结合 N2O 虽然也被尝试用于氧化硅隧穿层的制备， 采用等离子体轰击 N2O 使其解离产生游离 O 从而氧化硅片表面，但采用该方法 生长的氧化硅层膜层较厚，对于 1-3nm 超薄隧穿层而言，该方法难以控制厚度。 而 PEALD 能较为精准控制膜厚，成膜质量高，可通过空间 ALD 等工艺方法提高 产能水平。

2.3.3、光伏电池技术迭代窗口期缩短，成长行业属性强化

光伏行业对降本增效的追求使得核心电池片环节技术迭代层出不穷，2015 年至 今光伏电池片技术从 BSF 迭代至今已是百花齐放。

短期内市场流通的电池片、组件以 PERC 技术为主，但 TOPCon 电池技术力量 亦在雄起，各家新晋 HJT 电池厂商亦紧追不舍，钙钛矿产业投资热火朝天，充 分彰显光伏行业的成长性。对于成熟的“卖铲人”设备商而言，新电池技术从 “0-1”、“1-N”的发展过程中市场环境相对友好，设备成熟、市场开拓顺利、 善于紧密跟随行业成长步伐的设备厂商将最为受益。 ALD 设备具有在高效电池技术中应用前景广阔的特点。 HJT：HJT 电池以 N 型单晶硅（C-Si）为衬底光吸收区，其正反面均要镀制 5-10nm 的本征非晶硅层作为钝化膜。其正面依次沉积厚度为 5-10nm 的本征非 晶硅薄膜(i-a-Si: H）和掺杂的 P 型非晶硅(P-a-Si: H )，和硅衬底形成 p-n 异质结。 硅片的背面又通过沉积厚度为 5-10nm 的本征非晶硅薄膜（i-a-Si: H）和掺杂的 N 型非晶硅(n-a-Si: H )形成背表面场。双面沉积的透明导电氧化物薄膜(TCO)可 减少收集电流时的串联电阻，还可做减反层。

ALD 在钙钛矿中的应用： （1） 电子传输层和空穴传输层制备：ALD 可以沉积具有极佳均匀性和共形性 的薄膜，有效避免孔洞和裂缝的出现，保证器件光电性能的连续性，从而有效提 升开路电压、填充因子和有关器件的稳定性。ALD 可沉积 TiO2/SnO2/ZnO 等薄 膜作为电子传输层，使钙钛矿电池获得更高的光电转换效率。同时，ALD 可用 于沉积 NiO/CuOx 等薄膜作为空穴传输层。 （2） 单结钙钛矿电池的封装层：通过 ALD 沉积的 Al2O3等致密金属化合物阻 隔层，覆盖钙钛矿电池表面，作为封装材料具有良好的阻挡外界水汽入侵的性能， 提供稳定性。 （3） 叠层钙钛矿电池，ALD 生长 SnO2致密薄膜起到阻挡层作用：减小透明导 电膜 ITO 制备中引起的溅射损失；叠层钙钛矿间取代磁控溅射的 ITO，减少寄生 吸收，降低成本，防止相邻电池短路。 2022 年，微导纳米 ALD 设备出至海外。目前 ALD 在钙钛矿中应用的主要问题 是产能节拍慢、成本高，随着未来几年钙钛矿电池商业化落地与 ALD 设备工艺 改进，ALD 设备在钙钛矿电池产线中或将取得重要地位。

3、 研发团队实力雄厚，以 ALD 核心技术为 基点多元布局

3.1、 核心研发团队实力雄厚，研发投入与转化效益高

公司自成立以来，不断吸纳海内外优秀人才，形成技术深厚、管理经验丰富的核 心技术团队与管理层，指导公司进行有效的产品开发与技术研发战略规划。在中国半导体制程设备国产化率偏低、晶圆厂认可度不高的环境下，我们认为将 ALD 技术应用到半导体领域的新兴薄膜沉积设备厂商自初创起需要面临“生存”、“成 长”、“初心”三大难题。公司致力于打造成为 ALD 技术平台公司，并推动 ALD 设备在半导体领域的国产化，公司创始人团队拥有深厚的半导体 ALD 工艺技术 研发与量产导入经验，CTO 及共同创始人 LI WEI MIN 博士曾在芬兰赫尔辛基大 学师从 ALD 技术发明人，自 1994 年开始 ALD 技术工作，先后在 ASM 国际、 Silecs、Picosun 等国际知名 ALD 设备公司任职，工艺理解深厚，对薄膜材料, 工 艺和设备技术在半导体、MEMS、传感器、平板显示器、光伏等产业化应用具有 丰富的经验。

公司研发投入在产品与工艺的突破升级表现显著，展示公司强大的研发效益转换 能力。公司目前已形成包括原子层沉积反应器设计、高产能真空镀膜、真空镀膜 设备工艺反应气体控制、纳米叠层薄膜沉积、高质量薄膜制造、工艺设备能量控 制、基于原子层沉积的高效电池技术七大自主研发的核心技术，有效解决 ALD 的多领域适用性、生产效率与生产成本问题。利用这七大核心技术设计的产品销 售收入占营业收入比重自 2019 年以来始终维持在 90%以上，2022 年上半年为 97.79%。

3.2、 光伏订单放量，基本盘稳固为半导体研发赋能

公司成立初期，国内晶圆厂产线半导体设备进口主导，优秀国产设备公司尚未崛 起，光伏新能源需求增加，电池技术进入加速迭代阶段。半导体设备研发验证周 期长，导致研发投入回报周期长，为适应市场环境，公司 ALD 设备率先用于光 伏电池片，迅速打开光伏市场，为公司积攒充足现金流。2022 年公司光伏设备 收入 5.01 亿元，2022 年末光伏设备在手订单 19.67 亿元，2023 年初至 2023 年 4 月 25 日，公司新签光伏设备 20.16 亿元，与 2022 年末在手订单相当，可 见光伏放量加速。2023 年 TOPCon 扩产节奏加快，我们预计验收确认节奏相对 会加速，为公司提供坚实的基本盘，赋能半导体事业发展。

3.3、 ALD 技术具平台延展优势，布局 CVD 打开成长空 间

公司核心技术 ALD 工艺具备优异到均匀性与一致性，应用潜力广泛。ALD 技术 作为一种具有普适意义的真空镀膜技术，由于其超薄的膜厚、极高的均匀度及优 异的三维共形性，使其在更微观的纳米级别可产生诸多特殊性质，在柔性电子等 新型显示、MEMS、催化及光学器件等诸多高精尖领域均拥有良好的产业化前景， 为公司后续发展提供广阔空间。

以 ALD 技术为核心，差异化布局 CVD 等多种真空镀膜梯次产品。公司凭借现有 薄膜沉积类产品研发与产业化经验，差异化开发多种 CVD 真空镀膜产品。微导 纳米以差异化策略布局部分 CVD 工艺段，有利于建立 CVD 领域市场地位。据微 导纳米 2022 年年报援引 SEMI 预测数据，CVD 约占镀膜板块的 57%市场份额， 远高于 ALD 11%左右的市场份额，CVD 设备的布局将为公司打开成长空间。

4、 盈利预测

(1)关键假设

半导体设备

公司半导体设备以 ALD 技术为核心，拓展 CVD 等其他梯次薄膜沉积设备。 （1）公司现已开发出多款 ALD 设备，客户端验证加速。iTomic 系列 ALD 镀膜 系统已在 28nm 逻辑芯片 High-k 栅氧层上取得重复订单、可一次处理 25 片 12 英寸晶圆的 iTomic MW 系列批量式 ALD 镀膜系统处于产业化验证中、可按需配 置 PEALD 或 TALD 等工艺需求的 iTomic Lite 系列轻型 ALD 镀膜系统已处于产 业化验证中；iTomic PE 系列等离子体增强 ALD 镀膜系统可为逻辑芯片、存储 芯片、先进封装等提供定制化掩膜层、介质层、图案化等关键工艺解决方案，目 前亦处于产业化验证中； （2）iTronix 系列 CVD 系统则是应客户需求开发，可应用于多种镀膜领域。适 用于制备氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、非晶碳、非晶硅、掺杂非晶硅、锗硅等不 同种类薄膜，可应用于逻辑、存储、先进封装、显示器件以及化合物半导体等领 域芯片制造，我们预计 CVD 系列设备 2023 年可实现交付至客户量产线端进行 验证。

设备企业市场空间有两大影响因素，一是晶圆厂资本开支，二是国产化率。虽然 SEMI 最新报告指出，受芯片需求疲软以及消费者和行动装置库存增加影响，下 调 2023 年全球前端晶圆厂设备支出总额，预计将从 2022 年创纪录的 980 亿美 元下滑 22%至 760 亿美元；2024 年增长 21%至 920 亿美元。但鉴于目前中美 科技竞争，海外高端半导体设备供应链受破坏背景，国内晶圆厂导入国产设备验 证意愿相较此前增强，半导体设备国产化率不断提高，加上国内晶圆厂逆周期投 资，我们认为国内半导体行业国产替代将带来可观的设备市场份额。 微导纳米作为国内第一家凭借 TALD 率先打入 28nm 栅介质层 HfO2工艺的半导 体设备厂，在 ALD 领域市场地位已树立，且该工艺难度高，市场追赶难度大， 时间窗口期长，公司有望在下游晶圆厂先进制程扩产中在 ALD 应用的工艺环节 中获得优势订单。2022 年公司半导体设备（包括晶圆传输平台）实现营业收入 0.47 亿元，2022 年年末公司半导体设备在手订单 2.57 亿元，2023 年 1 月初至 2022 年年报发布当日（4 月 25 日）新签半导体设备订单 2.42 亿元，综合上述 分析，我们预计公司 2023/2024/2025 年半导体专用设备实现营业收入 2/5/10 亿元，对应同比增速为 326%/150%/100%。 2022 年确认收入的半导体 ALD 设备仅有一台，其余为晶圆传输平台，毛利率较 低，为 37.24%，鉴于公司目前新签半导体 ALD 机台逐步增多，未来交付的半导 体设备以 ALD 机台为主，产品销售结构发生变化，毛利水平走高，参考可比公 司拓荆科技与中微公司 2022 年半导体设备分别为 49.21%、45.74%的毛利率水 平，我们预计随着公司半导体 ALD、CVD 设备验证机台与量产型机台交付确收 量的逐步增加，盈利能力逐步提升，2023/2024/2025 年公司半导体专用设备毛 利率水平分别为 48%/49%/50%。

光伏设备

公司在高效光伏电池片工艺覆盖度与新技术品类覆盖度逐渐提高。公司 ALD 设 备在 TOPCon 电池具有金字塔绒面的正面 Al2O3钝化层制备中正成为主流技术 路线，并基于 PEALD、PECVD 等多种真空镀膜技术，开发面向 XBC、HJT、钙 钛矿等新一代高效电池镀膜设备。在当前主流扩产 TOPCon 电池技术路线中，公司与先导智能合作可供应整线设备，公司可提供到工艺段包括正面 Al2O3钝化 层、正面减反层、背面 SiNx 减反层、隧穿与掺杂多晶硅层、扩散、退火等，占 整线工艺价值量高。 能源转型背景下，光伏新增装机需求增加，降本增效推动行业新技术迭代窗口逐 渐缩窄，利好设备厂商。2022 年公司光伏设备实现营业收入 5.01 亿元，同比增 长 82%，2022 年末公司光伏设备在手订单 19.67 亿元，2023 年 1 月初至 2022 年年报发布当日（4 月 25 日）新签光伏设备订单 20.16 亿元。据公司 2022 年 公开业绩交流会，光伏 ALD 设备集中在 2022 年下半年出货，2022 年末、2023 年 Q1 末存货分别为 9.75 亿元、14.48 亿元，其中 2022 年末发出商品占存货比 重高达 56%，TOPCon 设备验收周期 6-14 个月，我们预计 2023 年将会有大批 量已交付设备完成验收确认收入。

此外，公司产能水平不断提高，交付能力增强，下游 TOPCon 电池厂客户产能 建设迫切。在 TOPCon 扩产热潮中公司积极布局下一代高效电池技术专用设备， 如 HJT、钙钛矿等领域，以解决光伏领域未来订单可能出现青黄不接现象。我 们预计 2023/2024/2025 年公司光伏设备营业收入增速为 130%/60%/30%，对 应营业收入为 11.52/18.43/23.97 亿元。 2020/2021/2022 年公司光伏设备毛利率分别为 50.83%/32.86%/35.95%，因市 场竞争与产品结构而波动较大。当前公司 ALD 设备已以优势地位成功导入 TOPCon 正面 Al2O3钝化层，由于光伏电池片市场竞争较为激烈，具备强者恒强 特点，我们认为未来公司优势 ALD 产品仍将保持优势地位，其他 PECVD、扩散、 退火设备市场会逐步打开，但由于竞争激烈毛利率水平会相对较低。随着 2023 年以来公司光伏 ALD 设备收入放量，盈利水平提高，但后期因高效技术成熟， 设备降本等原因盈利水平或出现一定回调，我们预计 2023/2024/2025 年公司光 伏设备总体毛利率分别为 36.5%/37%/36.5%。

（2）费用假设

销售费用：公司未来在半导体、光伏领域有多款产品推出，业务规模不断扩大， 订单呈现规模化增长，因此销售及支持人员将会呈现增长态势。2022 年公司销 售费用率为 6.63%，2023 年为光伏 TOPCon 扩产大年，相对应的销售及支持人 员的补充需求相较前后几年会更大，因此我们预计 2023-2025 年公司销售费用 率为 7.2%/6.8%/6.8%。 管理费用：公司未来仍处于产能扩张期，募投项目持续推进，相关管理人员预计 会不断增加。且公司 2023 年 3 月推出股权激励计划，限制性股票首次授予数量 为 1,425.68 万股，约占公司股本总额 45,445.54 万股的 3.14%。2022 年公司管 理费用率为 7.29%，因需要计提部分股权激励费用至管理费用，我们合理预计 2023-2025 年公司管理费用率稳定维持在 11%。 研发费用：公司多款 ALD、CVD 产品处于研发、验证阶段，我们预计近几年研 发费用绝对值会呈现增长态势。2022 年公司研发费用率为 20.22%，随着公司 收入规模的增长，我们预计 2023-2025 年公司研发费用率为 19%/18%/16.5%。

综上，我们预测公司 2023-2025 年营业收入分别为 15.08/25.17/35.89 亿元，增速为 120%/67%/43% ， 毛 利 率 分 别 为 40.82%/41.19%/41.69% ，归母净利润分别为 1.24/2.63/4.23 亿元，增速为 129%/112%/61%，对应 EPS 分别为 0.27/0.58/0.93 元。

（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。）