2023年微导纳米研究报告：国内ALD设备领航者，国产替代助力业绩长期向好

一、 ALD 设备龙头企业，光伏、半导体业务共同成长

1.1 国内 ALD 设备领航者，光伏、半导体、柔性电子全面布局

微导纳米成立于 2015 年，总部位于无锡，2022 年 12 月在科创板上市。公司专注于先进微米级、纳米级薄膜沉积设备的研 发、生产与应用，核心产品为 ALD 设备，主要应用于光伏电池、半导体和柔性电子等领域。公司发展历程中的关键节点总 结如下：2016 年底公司完成第一台 ALD 设备原型机的研发，2017-2018 年公司光伏ALD 设备 KF6000 在光伏龙头通威太 阳能量产验证，2018 年公司启动半导体ALD 设备研发，2019-2020 年公司半导体ALD 设备研发完成并与客户签订订单， 2021 年公司量产型 High-k ALD 设备成功应用于 28nm 节点生产线，2022 年公司研发的首条 GW 级 TOPCon 工艺整线完 成客户验收。

当前公司产品主要应用于光伏领域，半导体有望打开其进一步成长空间。光伏领域，公司率先将 ALD 规模化应用于国内光 伏电池产线中，已成为行业内提供高效电池技术与设备的领军者之一，在PERC、TOPCon、XBC、异质结/钙钛矿叠层电池 等高效电池技术发展过程中起着重要作用，下游客户包括通威太阳能、隆基股份、晶澳太阳能、阿特斯、天合光能等光伏产 业头部厂商，在手订单屡创新高。半导体领域，公司 ALD 产品产业化进程迅速，目前已经与国内多家头部半导体厂商建立 深度合作关系，其推出的应用于逻辑、传统和新型存储等领域的多款 ALD 设备已取得了客户订单，其中最具代表性的案例 为，公司率先研制的 High-k 栅氧薄膜工艺系统（国内 28nm 制程中难度最大的工艺之一）获得客户重复订单；此外，公司 新开发的 CVD 设备产品也已经发往客户进行试样验证。柔性电子领域，公司自主研发的 FlexGuard 系列卷对卷ALD 系统可 在大幅宽的材料表面沉积高性能阻隔层，有效保护 OLED 器件的性能和寿命，目前已经实现产业化应用。

公司重视自主研发，已掌握多项核心技术，并建立了较为完善的专利壁垒。公司自成立以来一直重视研发工作，通过不断技 术改进、技术创新，在以 ALD 技术为核心的薄膜沉积技术领域形成了多项核心技术和科技成果，并应用于公司主营业务， 实现了科技成果与产业的深度融合。公司重视研发力量的投入，2019-2022 年公司研发投入从 3109 万元增长到 1.38 亿元， 年复合增长率达到 64.5%；公司在研发方面的资源倾斜，促使其在较短时间内实现了产品与工艺的突破升级，成功掌握了原 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多项核心技术，并建立了较为完善的专利壁垒，截 止 2023 年年中，公司累计获得 108 项授权专利以及 20 项软件著作权，初步建立起了较为雄厚的知识产权护城河。

1.2 公司股权结构清晰，核心管理团队技术背景雄厚

公司股权结构清晰，王磊家族为实控人。截止 2023 年年中，王磊、王燕清、倪亚兰代表的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，为公司的实际控制人。公司副董事长兼首席技术官 LI WEIMIN、副总经理 LI XIANG 和胡彬、监事会主席潘景伟分别持有公司 9.42%、4.44%、2.77%、1.98%的股份，公司核心高管和技术人员持有公 司较多股份有助于核心技术人员与公司深度绑定，打造利益共同体，实现长期稳健发展。

公司高管团队拥有丰富的产业、技术相关经验，为公司保持长期的技术竞争力保驾护航。公司副董事长、首席技术官黎微明 先生曾任职于芬兰ASM Microchemistry Ltd.、芬兰Silecs、芬兰Picosun，2015 年 12 月至 2019 年 12 月任微导有限董事， 2016 年 2 月至 2019 年 12 月任微导有限首席技术官，2019 年 12 月至今任公司首席技术官并历任公司董事、副董事长；黎 微明先生拥有 25 年以上 ALD 技术的研发和产业化经验，掌握国际领先的原子层沉积技术，是最早开始研究 ALD 技术的华 人之一，在国际 ALD 技术领域享有较高声誉，其导师系ALD 技术发明人。公司董事、副总经理李翔先生曾任职于新加坡科 学技术研究院微电子研究所 Picosun Asia Pte.Ltd.、新加坡格罗方德半导体股份有限公司，2015 年 12 月至 2019 年 12 月任 微导有限董事，2016 年 2 月至 2019 年 12 月任微导有限应用总监、ALD 事业部副总经理、研发部副总经理、联席首席技术 官，2019 年 12 月至今，任公司董事、副总经理；李翔先生有多年 Fab 工作经验，对下游市场应用开发经验丰富。公司高 管团队技术及产业背景雄厚，能够为公司保持长期的技术领先性提供充足的保障。

1.3 公司业绩稳步增长，光伏领域贡献当下主要收入

公司营业收入快速增长，2018-2022 年 CAGR高达 101.0%。2018-2022 年公司营收分别为 0.42 亿元、2.16 亿元、3.13 亿 元、4.28 亿元、6.85 亿元，年复合增速为 101.0%，公司营收实现快速增长的原因为光伏行业的快速增长带动了工艺设备的 需求；2018-2022 年公司归母净利润分别为-0.28 亿元、0.55 亿元、0.57 亿元、0.46 亿元、0.54亿元，公司 2019 年实现扭 亏为盈，近年净利润维持在 0.5 亿元左右，较为稳定。2023 年上半年，公司实现营收 3.82 亿元，同比增长 145.5%，实现 归母净利润 0.69 亿元，较去年同期扭亏为盈，公司营收及利润同比均实现高速增长，主要系公司积极推进客户验收，订单 陆续实现收入转化，以及专用设备产品验收数量增长所致。

收入结构方面，光伏仍占主导，半导体蓄势待发。2018-2022 年，公司光伏设备营收占专用设备营收的比重分别约为 100%、 100%、100%、92%、91%，是公司营收的主要来源，但所占比重逐渐降低，半导体设备 2021 年开始产生收入，且近年快 速增长，未来将成为公司业绩的重要增长点，潜力极大。从在手订单角度看，截止 2023 年中，公司在手订单共计 62.53 亿 元，其中光伏订单占比约 90%，半导体订单占比约 9%。 公司近年研发费用快速增长。2019-2022 年，公司研发费用分别为 0.31亿元、0.54亿元、0.97亿元、1.38 亿元，呈现快速 增长趋势，2023 年上半年，公司研发费用为 0.64 亿元，同比增长 3.34%，占营收的比例为 16.72%，公司研发费用快速增 长，主要系公司始终重视技术研发和升级，随着在光伏领域持续投入以及半导体领域产业化不断推进，研发人员以及研发项 目材料消耗增加所致。未来，公司将在光伏新型高效电池和半导体各细分领域的产品、技术方面持续加强研发，对应的研发 费用也将维持增长趋势。

公司近年毛利率有所下降，未来公司在半导体领域的拓展将促使毛利率下降的趋势得到缓解。2019-2023 年上半年，公司综 合毛利率分别为 53.98%、51.90%、45.77%、42.31%、43.00%，总体呈现下降趋势，主要原因为公司产品结构变化所致： 1）2021 年公司新推出的 PECVD、PEALD 二合一设备首先在成熟的 PERC 电池领域中推广，毛利率较低，但收入占比超 过 45%，拉低了专用设备毛利率；2）2022 年高毛利率的设备改造业务占比减少，导致毛利率有所下滑。与同行业竞争对 手相比，公司综合毛利率略低于北方华创和拓荆科技两家半导体设备厂商，但显著高于光伏薄膜沉积设备公司捷佳伟创，原 因为公司目前的主要收入来源仍为光伏设备，较半导体设备毛利率略低，但公司是国内少数实现光伏 ALD 设备产业化的厂 商，对产品定价有较高的话语权，因此较其他光伏设备厂商拥有更高的毛利率。

1.4 募投项目

募投项目扩充产能，强化公司研发与产业化能力。公司本次募投项目总额约为 11.65 亿元，其中拟使用 IPO 募集资金金额 为 10 亿元，主要用于三个项目：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。本次募投项目达产后，公司将新增年产 120 台光伏、柔性 电子领域的 ALD 设备，以及年产 40 套半导体领域 ALD 设备的生产规模，同时也将提高公司ALD 高端装备产业化能力。

二、 ALD：镀膜质量优异，广泛应用于半导体、光伏等领域

薄膜沉积是光伏、半导体生产制造环节的基础工艺，主要分为 PVD（物理气相沉积）、CVD（化学气相沉积）、ALD。1） PVD 是在真空条件下采用物理方法（如溅射）将材料源表面气化成气态原子或分子，并通过低压气体过程，在基体表面沉 积具有某种功能薄膜的技术，此过程仅发生物理变化，不涉及化学反应，主要用于超纯金属薄膜的沉积制备，包括溅射和蒸 镀；2）CVD 是通过化学反应的方式，利用加热、等离子或光辐射等各种能源，在反应器内使气态化学物质在气相界面上经 化学反应形成固态沉积物，主要应用于绝缘薄膜、硬掩模层以及金属膜层的沉积，包括 PECVD、HDPCVD、SACVD 等；3） ALD是通过前驱体脉冲交替通入反应器发生化学反应，最终实现原子层级薄膜沉积的镀膜技术，按照能量源不同可分为TALD 和 PEALD，通常PEALD 使用离子体前驱体，反应不需要高温，器件损伤小，主要用于沉积低 k 材料等介质膜，TALD 需要 在高温下进行反应，具备沉积速率较快，薄膜致密性好等优点，主要用于沉积金属栅极/High-k 金属化合物薄膜。

ALD 严格来说是一种特殊的 CVD，也是通过前驱体的化学反应实现薄膜沉积，但其前驱体是以脉冲的方式进入反应室发生 化学反应，因此具备强大的膜厚控制能力。ALD 薄膜沉积可分为五个反应步骤：1）前驱体A 进入反应室并吸附在基体表面；2）惰性气体冲洗反应室，将剩余的前驱体 A 清洗干净；3）前驱体 B 进入反应室并吸附在基体表面，与前驱体 A 发生化学 反应，生成目标薄膜；4）惰性气体冲洗反应室，将化学反应生成的副产物清除出反应室，完成一次原子层薄膜沉积；（5） 如此循环往复，即可实现单位原子层级的薄膜沉积。

由于 ALD 技术的表面化学反应具有自限性，因此 ALD 具备精准的膜厚控制能力、大面积成膜均匀性、优异的三维共形性以 及高阶梯覆盖率等优点，可广泛应用于不同环境下的薄膜沉积，在光伏、半导体、柔性电子等新型显示、MEMS、催化及光 学器件等场景中有良好的产业化应用。

三、 受益 N 型电池扩产，公司光伏业务有望持续高增

3.1 光伏市场需求方兴未艾，N 型电池为当下扩产的主要路线

光伏等清洁能源发展迅速，引领全球能源市场变革，全球光伏装机量持续增长。近年全球太阳能光伏产业高速发展，太阳能 光伏年装机容量快速增长，上游相关行业也得到迅速发展。2017 年至 2022 年间，全球年度光伏新增装机容量和累计装机容 量大幅增长，其中，新增装机容量由 2017 年的 102GW 增加至 2022 年的 230GW，5 年时间增长超 1 倍，根据 IRENA 预 计，未来光伏发电将占总电力需求的 25%，全球光伏装机量在未来较长时间内将持续增长。 我国太阳能光伏产业起步相对国外较晚，但受惠于全球光伏行业的高速发展，凭借国家政策的大力支持以及人力资源、成 本优势，发展极为迅速。截至 2021 年底，我国光伏发电装机量达 307GW，同比增长 21%，连续 7 年位居全球首位；2021 年新增光伏发电装机 54.88GW，同比增长 13.9%，连续 9 年位居世界第一。2020 年 9 月中国提出了“努力争取 2030 年前 实现碳达峰，2060 年前实现碳中和”的应对气候变化新目标，根据中国光伏行业协会预测，在“碳达峰、碳中和”目标下， “十四五”期间我国光伏市场将迎来市场化建设高峰，预计国内年均光伏装机新增规模在70-90GW。

光伏电池片技术路线繁多，P 型的 PERC技术是目前的市场主流，N型的 TOPCon技术凭借其更高的光电转换效率和产线 兼容性处于大规模扩产前期。太阳能电池片技术路线主要包括铝背场电池（Al-BSF）、PERC、TOPCon、异质结（HJT）、 背接触（IBC）及钙钛矿等。P 型电池以 P 型硅片为原材料，技术路线包括传统的铝背场技术以及目前非常成熟的PERC 技 术；N 型电池以 N 型硅片为原材料，技术路线包括 TOPCon、HJT 等，近年来已有厂商陆续开始布局，属于下一代高效电 池技术路线的潜在方向，而 IBC 和钙钛矿为未来技术，尚处于实验和验证阶段。从各类电池的市场占有率看，2018 年传统 的 BSF电池依然占领半数市场，2019 年 PERC 电池技术迅速反超BSF 电池，占据了超过 65%的市场份额，2020 年，PERC 电池片市场占比达到 86%，2021 年进一步提升至 91%，成为光伏市场的绝对主流；未来，N 型 TOPCon、HJT技术凭借其 更高的光电转换效率有望成为继P 型 PERC 电池后的新一代产业化主流技术，尤其是 TOPCon 产线与现有的 PERC 产线有 较高的兼容度，可基于 PERC 产线改造升级，升级成本相对较低，是后续较为理想的产业化技术路线。

3.2 薄膜沉积是光伏电池片核心设备之一，已基本实现国产化

光伏电池设备已基本实现国产替代。按照光伏电池产业链，可将光伏设备分为硅片设备、电池片设备、组件设备，其中硅片 设备主要包括多晶铸锭炉、单晶炉、切片机、切断机、硅片检测分选设备等；电池片设备主要包括清洗制绒设备、扩散炉、 刻蚀设备、镀膜设备、激光开槽设备、丝网印刷机等；组件设备主要包括划片机、自动串焊机、自动叠层设备、层压机、自 动包装机等。我国光伏电池设备制造企业通过工艺与装备的创新融合，以提高设备产能、自动化程度及转换效率为目标，同 时适应大硅片生产，已具备了成套工艺设备的供应能力，基本实现设备国产替代，并在国际竞争中处于优势地位。

光伏技术路线升级为薄膜沉积设备提供了更大的潜在市场。薄膜沉积设备主要应用于太阳能晶硅电池片的制造环节，根据不 同的电池工艺和所需的薄膜性质，薄膜沉积设备会有所不同。2018 年-2021 年，我国新建成产线基本全部为 PERC 产线， 针对目前已经大规模生产的 PERC 电池生产技术，薄膜沉积设备主要用于钝化和减反膜的制备；而对于新型高效电池，目 前产业化前景最为明确的 TOPCon 电池和 HJT电池对于薄膜沉积的需求更高：1）TOPCon 电池生产线可以由PERC 电池 生产线升级改造实现，除原薄膜沉积需求外，还增加了隧穿层和掺杂多晶硅层镀膜需求；2）HJT 电池整体结构变化较大， 其制造环节只需 4 大类设备，分别是制绒清洗设备（投资占比 10%）、非晶硅沉积设备（投资占比 50%）、透明导电薄膜设 备（投资占比 25%）和印刷设备（投资占比 15%），其中非晶硅沉积设备、透明导电薄膜设备均需要用到薄膜沉积设备。根 据近些年中来股份、隆基股份、通威股份等上市公司披露的光伏项目投资明细，薄膜沉积相关设备在 PERC 产线建设中的 投资占比约为 24.71%-26.73%，在 TOPCon（含 N 型电池）产线建设中的投资比重上升至 33.00%-39.12%，光伏技术路线 升级给对薄膜沉积设备产生了更大的市场需求。

国内光伏领域薄膜沉积设备厂商主要有微导纳米、无锡松煜、理想晶延、捷佳伟创、北方华创、红太阳、拉普拉斯等企业， 其中微导纳米、无锡松煜、理想晶延公司的产品主要是 ALD 设备，捷佳伟创、北方华创、红太阳、拉普拉斯等企业产品主 要是 PECVD 设备。

3.3 公司是光伏 ALD 设备龙头企业，在手订单充裕且增速迅猛

公司以 ALD 技术为核心，不断丰富其产品线，目前已经推出 ALD、PECVD、PEALD、扩散炉等多种产品，并积极推广 AEP®（ALD Enabled Photovoltaics）技术为核心的 TOPCon 电池工艺整线。伴随着近年来 TOPCon 电池片产线的规模 化量产，公司 ALD 设备在光伏电池片领域的渗透率持续提升，同时公司开发的行业内首条 GW 级 TOPCon 工艺整线项目也 取得了客户的验收，实现产业化应用。 公司光伏设备包括夸父、祝融、羲和等系列产品。1）夸父（KF）系列，主要应用于光伏领域PERC 电池背面钝化层、TOPCon 电池正面钝化层以及 XBC、钙钛矿/异质结叠层电池等晶硅太阳能电池钝化层；2）祝融（ZR）系列：祝融管式ALD 专为接 触钝化技术(TOPCon、HPBC、POLO、SHJ 和 TBC)量身定制，为后PERC 高效电池技术提供可靠的量产解决方案，而祝 融管式 PECVD 突破性解决传统管式 PECVD 的产能瓶颈，可与公司 ALD 钝化技术无缝对接，确保PERC、TOPCon、IBC、 TBC 等高效电池生产；3）羲和（XH）低压扩散炉系统，采用自主研发的超高温热场控制技术，实现对硅片的掺杂，兼容磷、 硼两种扩散工艺，目前已实现产业化应用。

与同行业对比，公司光伏镀膜设备性能优异，部分指标位于国内领先水平。光伏薄膜沉积设备在不同电池结构及其膜层制备 中的技术参数需求存在较大差异，目前国内主要太阳能电池片为 PERC 电池，其中 Al2O3镀膜设备是实现 PERC 电池量产 的关键设备，所镀膜层用于实现钝化效果，以达到更高的光电转化水平，因此，PERC 电池 Al2O3镀膜性能指标能够较大程 度上反映各公司产品和技术情况。据此，我们挑选捷佳伟创PD-520 设备、红太阳M82300-3/UM 设备与公司KF10000S 产 品进行对比，结果表明，公司设备在产能、稳定运行时间、均匀性等指标方面优势明显，总体处于国内领先水平。

公司市场口碑较好，与下游头部客户建立了较好的合作关系。经过多年发展，公司积累了丰富的光伏电池片薄膜沉积技术， 树立了良好的市场口碑，与前十名电池片企业均建立了良好的合作关系，并对下游领先的电池片厂商实现了较高的客户覆盖 率。随着主要客户市占率的不断提升及生产经营规模的不断扩大，公司产品的市场渗透率有望持续提升，促进公司业绩的持 续增长。太阳能电池片技术路线目前正由 PERC 工艺向新型高效电池（TOPCon、HJT 等）发展，公司在行业中已率先取 得无锡尚德、通威太阳能、晶科能源、商洛比亚迪等公司的 TOPCon 产线设备订单。

公司光伏 ALD镀膜设备在手订单充裕，为后期公司业务发展提供保障。根据 2022 年 9 月末的公司 IPO 推介会数据，公司 在手订单近 50%来自 TOPCon 产线，30%以上来自 XBC 产线，15%左右来自传统PERC 产线。根据公司 2023 年半年报， 截止 2023 年年中，公司光伏在手订单达 56.21 亿元，在手订单极为充裕，为公司光伏业务的长期增长提供充分保障。

四、 半导体 ALD 设备领军者，深度受益国产化替代

4.1 半导体 ALD 设备市场空间广阔，国产替代机遇渐显

2015 年以来全球半导体销售额及设备市场持续扩容。2015 年以来，云计算、汽车电子、AI 等产业蓬勃发展带动全球半导 体行业景气度不断提升，全球半导体销售规模持续上行，2015 年全球半导体销售额为 3352 亿美元，2022 年增长至 5833 亿美元，期间 CAGR 为 8.24%。下游半导体销售规模增加驱动上游晶圆厂扩产进程不断加速，半导体设备市场随之呈现增 长趋势，根据 SEMI 数据，全球半导体设备销售额从 2015 年的约 365 亿美元增长至 2022 年的 1076 亿美元，期间 CAGR 为 16.70%。

外部打压叠加政策支持，国内晶圆厂持续扩产，半导体设备市场规模增长迅速。外部环境方面，美国联合日本、荷兰等持续 打压中国半导体产业，目前对华半导体管制已经从最初的针对某些特定公司扩大到对半导体整个行业的全面限制，在此背景 下国内半导体产业自主可控诉求不断加强。国内政策方面，国家以及各地方政府从财政优惠、投融资环境、人才培养等多个 维度连续出台了多项扶持政策，大力支持和引导半导体产业发展，推动国内半导体产业国产化稳步前行。在外部持续打压以 及政策大力扶持下，国内晶圆厂快速拓展，半导体设备市场规模也随之迅速增长，根据 SEMI 数据，2015 年国内半导体设 备市场规模约为 49 亿美元，2022 年增长至约 283 亿美元，期间 CAGR 为 28.45%。

全球半导体 ALD 设备市场规模增长迅速。半导体前道设备包括光刻、刻蚀、薄膜沉积、检量测、涂胶显影、热处理、离子 注入、清洗等设备，其中薄膜沉积设备价值量占比约为 23%。随着薄膜沉积工艺的不断发展，目前基于不同的应用演化出 了 PECVD、溅射 PVD、ALD、LPCVD 等不同的设备，用于晶圆制造的不同工艺流程。从薄膜沉积设备价值量占比来看， PECVD 在薄膜设备中价值量占比最高，占据 33%的价值量，ALD 设备占比为 11%，溅射 PVD 和电镀ECD 属于 PVD，合 计占比为 23%，SACVD 是新兴的设备类型，目前占比较小；从市场规模增速来看，根据 SEMI 预测，ALD 设备市场规模 在 2020-2025 年 CAGR 将达到 26.3%，在各类关键晶圆生产设备中增速最快。

半导体 ALD设备的国产化率处于较低水平，国产化替代为国内 ALD 设备厂商提供了充足的市场机会。全球半导体 ALD 设 备市场主要由 ASM、TEL 等国外厂商占据，国内厂商微导纳米、拓荆科技、北方华创、中微公司等也推出了相关产品，但 与国外还存在较大的差距，国产化率较低。根据公司官网信息，2020 年ALD 设备的国产份额几乎为 0，在当前外部环境紧 张的背景下，国产替代诉求持续强化，国产 ALD 设备厂商有望迎来良好的发展契机。

4.2 ALD 设备在先进制程中地位凸显，广泛应用于逻辑、存储、TSV 封装

半导体先进制程快速发展，所需的 ALD 工艺数量大幅提升。集成电路制造不断向先进制程发展，芯片立体结构日趋复杂， 这对绝缘介质薄膜、导电金属薄膜的材料种类和性能指标不断提出更高的要求，同时薄膜沉积工艺的数量也在不断增长。 90nm CMOS 工艺大约需要 40 道薄膜沉积工艺，但在 3nm FinFET 工艺产线上，薄膜沉积工序则增长到 100 道，沉积所需 的薄膜材料也由 6 种增加到近 20 种，同时对薄膜颗粒的要求也由微米级提高至纳米级。先进制程前道工艺对薄膜均匀性、 颗粒数量控制、金属污染控制的要求逐步提升，驱动具备高阶梯覆盖率、膜厚精准控制能力的 ALD 设备应用于先进制程产 线，根据微导纳米 IPO公开路演资料，逻辑芯片 ALD 设备应用环节由 40nm 工艺的 1 道增长到 7nm 工艺的 11 道，增幅十 分迅猛。

ALD 技术在 28nm 以下逻辑芯片先进制程、 DRAM、 3D NAND、新型存储器等重要领域的优势明显，应用面迅速扩大：

（1）28nm 制程以下的高 K栅介质层沉积需要应用 ALD技术。在 65nm 及以上制程中，主要通过沉积SiO2薄膜形成栅极 介质，但进入 45nm 制程特别是 28nm 之后，传统的 SiO2栅介质层薄膜材料厚度需缩小至 1 纳米以下，将产生明显的量子 隧穿效应和多晶硅耗尽效应，导致漏电流急剧增加、器件性能急剧恶化，此时用高 K 材料替代 SiO2可优化器件性能，常见 的高 K 材料包括 TiO2、HfO2、Al2O3、ZrO2、Ta2O5等，其中 HfO2 的介电常数为 25，且具有适合的禁带宽度（5.8eV）， 因此 HfO2作为栅介质层得到了广泛应用。高 K 材料的沉积要求原子级别的精确控制、高覆盖率、高均匀性，需要应用 ALD 技术。

（2）SADP 工艺需要应用 ALD技术。目前 28nm 以下先进制程的 FinFET 制造工艺中，难点在于鱼鳍Fin 形状的形成，因 为 Fin 的有源区并不是通过光刻和刻蚀直接形成的，而是通过自对准双重成像技术（SADP，Self-Aligned Double Patterning） 工艺形成，该技术利用 Spacer 层在心轴图案边缘覆盖的侧壁图形作硬掩膜实现空间倍频的效果，因此 Spacer 层对新轴图 案的覆盖形貌及厚度决定了 Fin 结构的宽度，而 ALD 精准强大的膜厚控制能力是该技术的核心。

（3）存储芯片 DRAM、3D NAND、新型存储器结构对 ALD技术的需求越来越大。DRAM 方面，随着 DRAM 存储器容量 不断增大，其内部的电容器数量随之剧增，而单个电容器的尺寸将进一步减小，电容器内部沟槽的深宽比也越来越大，深沟 槽将需要更高的薄膜表面积，例如 45nm 制程中的沟槽结构深宽比达到 100：1，所沉积薄膜的有效面积大约是器件本身表 面积的 23 倍，这些给沉积技术提出了更高的要求；得益于薄膜以单原子层为量级生长所带来的大面积均匀性、高台阶覆盖 率和对膜厚的精确控制，ALD 技术能够很好地满足这些要求。

3D NAND 方面，内部层数不断增加，元器件逐步呈现高密度、高深宽比结构，PVD 和 CVD 难以达到沉积效果，ALD 则可 以实现高深宽比特征下的均匀镀膜。以最具挑战性的向字线中填充导电钨为例：3D NAND 交替堆叠氧化物和氮化物介电层， 密集排列且具有高深宽比的孔渗透至这些层中，按照高深宽比通道将排列分为字线；为了创建存储单元，必须移除氮化物层 并以钨进行替换，这种钨必须通过深通道（垂直深度 50:1）引入，然后横向扩散，从而以无孔洞的超共形沉积方式填充氮化 物水平面（横向比约 10:1），而原子层沉积能够一次沉积一个原子级薄层，这就确保了均匀填充，并防止因堵塞而产生空隙。

4.3 半导体 ALD 设备全面开花，将为公司业绩贡献巨大增量

公司半导体 ALD 设备的应用场景代表国内半导体各细分领域的先进工艺发展方向，已经与国内多家半导体厂商建立了深度 合作关系，在逻辑芯片、存储芯片、新型显示芯片、化合物半导体领域均有设备订单，多项设备关键指标达到国际先进水平， 已经获得客户验证或处于验证阶段，具体情况如下： 1）逻辑芯片领域，公司已开发的 28nm 逻辑芯片中高 K栅介质层是国内集成电路突破 28nm 先进制程节点要求最高的工艺 之一，公司ALD 设备凭借原子级别的厚度控制能力及高覆盖率特性，制备的高 K 材料 HfO2较好的满足了 28nm 逻辑器件制 造过程的需要，相关设备已取得客户验收，实现产业化应用，并已获得重复订单，同时，公司还在逻辑芯片领域陆续开发新 的设备工艺和材料应用。 2）存储芯片领域，公司ALD设备在高K栅电容介质层、介质覆盖层、电极、阻挡层等工艺中的优势使其被广泛应用于 DRAM、 3D-NAND、新型存储器等半导体制造领域，未来其在薄膜沉积环节的市场占有率将持续提高。公司应用于该领域的设备已 进入产业化验证阶段，其中单片型 ALD 设备已获得多种工艺设备的重复订单；批量型 ALD 设备也已获得客户订单，且为行 业首台批量型 ALD 设备在存储芯片制造领域的应用。 3）新型显示芯片领域，硅基微型显示芯片的阻水阻氧保护层应用于硅基 OLED 微型显示芯片，该类显示芯片采用集成电路 CMOS 工艺，作为半导体和OLED 结合的一种新型显示技术，具有较大发展前景，公司应用于该领域的批量型ALD 设备产 品已获得多个客户订单，处于产业化验证阶段。

公司半导体领域的设备产品主要包括 iTomic 系列、iTomic MW 系列、iTomic PE 系列、iTronix 系列镀膜系统等。 1）iTomic 系列原子层沉积镀膜系统：适用于沉积多种氧化物和氮化物、互相掺杂沉积工艺等薄膜材料，可用于逻辑芯片、 传统及新型存储芯片的电容介质层、高 K 栅介质覆盖层、掺杂介质层、芯片制造电极及阻挡层、化合物半导体钝化和过渡层 等多个应用领域。该系列部分产品已取得客户验收，实现产业化应用，并取得重复订单。 2）iTomic MW 系列批量式原子层沉积镀膜系统：适用于沉积多种氧化物和氮化物、互相掺杂沉积工艺等薄膜材料，可用于 逻辑芯片、传统和新型存储芯片电容介质层、掺杂介质层、新型显示器、芯片制造电极及阻挡层、化合物半导体钝化和过渡 层等应用领域。该系列部分产品已经取得客户验收，实现产业化应用。 3）iTomic PE 系列镀膜系统：适用于沉积多种氧化物和氮化物、互相掺杂沉积工艺等薄膜材料，可用于 MEMS、逻辑、存 储、CMOS 芯片的多重图案化和间隔层。该系列部分产品已发往客户处进行试样验证。4）iTronix 系列化学气相沉积镀膜系统：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镀膜领域。该系列 产品采用差异化竞争策略，以市场需求为切入点，依托产业化应用中心强大的前瞻工艺开发能力及国际化的研发团队，以及 公司所具有的半导体设备设计制造能力，致力于解决关键工艺卡脖子问题。该系列部分产品已经取得客户订单，且市场反馈 良好，进入产业化验证阶段，未来值得期待。

与国际同类设备相比，公司半导体 ALD产品的总体性能和关键参数已达到国际同类设备水平。从半导体ALD 设备性能指标 来看，公司产品在设备产能、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、薄膜均匀性、薄膜颗粒 控制、金属污染控制等技术指标方面与国际同类设备基本处于同等水平。 公司与国内友商呈现差异化竞争态势。公司与国内拓荆科技公司的部分产品有所重叠，但公司产品与拓荆已产业化应用的 ALD 设备在技术原理和产业应用方面有所差异：公司ALD 设备主要为 TALD，使用热反应原理，用于高K 栅介质层的沉积， 同时积极布局 PEALD；拓荆科技ALD 设备主要为PEALD，采用等离子原理，主要沉积介质薄膜，用于 SADP 工艺和STI 工艺，TALD 则正在验证，两者呈现明显的差异化竞争态势。

公司半导体业务在手订单充裕，存储是其第一大来源。2021 年 9 月，公司半导体 ALD 设备在前道工艺产线上完成验证，之 后订单纷至沓来，根据公司 2023 年半年报，截止 2023 年年中，公司半导体设备在手订单为 5.48 亿元，增长势头迅猛。从订单结构来看，新型存储是公司订单的第一大来源，根据公司 IPO 公开路演资料，截止 2022 年 9 月末，公司半导体设备订 单近一半来自新型存储，先进逻辑、新型显示、化合物半导体紧随其后。

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