2023年芯源微研究报告：涂胶显影设备龙头，新品持续迭代突破

1. 湿法设备领先企业布局 Track

1.1 专注涂胶显影、单片湿法两大设备领域

公司主要从事半导体专用设备的研发、生产和销售，产品包括光刻工序涂胶显 影设备（涂胶/显影机、喷胶机）和单片式湿法设备（清洗机、去胶机、湿法刻蚀 机），可用于 8/12 英寸单晶圆处理（如集成电路制造前道晶圆加工及后道先进封装 环节）及 6 英寸及以下单晶圆处理（如化合物、MEMS、LED 芯片制造等环节）。 下游以半导体为主，龙头客户覆盖度高。公司覆盖三大类客户，分别是 IC 前道 晶圆加工领域，IC 后道先进封装领域和化合物、MEMS、LED 芯片等制造领域。目前， 公司已经覆盖国内大多数前道逻辑、存储、功率晶圆厂，国内大多数头部封测企业 以及 LED 芯片制造头部企业。

小尺寸、封装起家，布局单片清洗、TRACK 快速突破至前道领域。公司前身沈 阳芯源微先进半导体技术有限公司于 2002 年成立，2004 年首台小尺寸 TRACK 产品 出厂销售，2007年先进封装领域用12英寸TRACK产品实现销售应用，2008年、2012 年公司分别承担国家 02 专项“凸点封装涂胶显影、单片湿法刻蚀设备的开发与产业 化”、“300mm 晶圆匀胶显影设备研发”项目，2013 年公司先进封装用喷胶设备批量 出口至台湾市场，2018 年公司发布的国内首台高产能前道 TRACK 设备“奉天一号” 出厂进行工艺验证，2019 年公司发布了前道单晶圆清洗设备，2022 年公司发布了浸 没式高产能涂胶显影机发布、其高产能架构 FT300（III）获得广泛客户的认可。

1.2 核心团队经验丰富、稳定

股权分散，无控股股东及实际控制人。第一大股东沈阳先进制造技术产业有限 公司持股 11.57%，第二大股东辽宁科发实业有限公司、第三大沈阳中科天盛自动化 技术有限公司分别持股 10.70%、8.48%。公司旗下拥有一家全资子公司上海芯源微 企业发展有限公司，同时参股三家公司。

核心团队稳定，平均任职时间超过 10 年。公司的创始人宗润福自动化产业经验 丰富，现为公司董事长、总经理。此外，公司核心管理层、核心技术人员多数自公 司成立以来就在公司任职，平均任职时间超过 10 年。

1.3 收入规模效应快速成型

2018-2022 年，公司的营业收入从 2.1 亿元增至 13.85 亿元，期间 CAGR 为 60.25%；归母净利润从 0.3 亿元增至 2 亿元，期间 CAGR 为 60.08%。2023 年前三季 度，公司实现营业收入 12.06 亿元，同比增长 34.55%；归母净利润 2.20 亿元，同 比增长 53.98%。

光刻供需涂胶显影设备、单片式湿法设备收入快速增长。2018-2022 年，光刻 工序涂胶显影设备营业收入从 1.29 亿元增至 7.57 亿元，期间 CAGR 为 55.64%；单 片式湿法设备营业收入从 0.72 亿元增至 5.5 亿元，期间 CAGR 为 66.25%。公司半导 体前道设备处于初期发展阶段，毛利率略有下滑。2018-2022 年，光刻工序涂胶显 影设备毛利率分别为 44.2%、41.4%、42.9%、37.9%、34.7%，单片式湿法设备毛利 率分别为 50.1%、51.9%、38.6%、35.5%、39.2%。

2018-2022 年，公司毛利率从 46.49%下滑至 38.40%，主要原因系未规模化量产 的前道涂胶显影设备（TRACK）业务毛利率偏低所致；同期净利率亦从 14.51%下滑 至 14.45%。毛利率、净利率下滑趋势在 2022 年企稳回升，主要原因系前道设备逐 步放量以及期间费用率的逐步下降。2023 年前三季度，公司毛利率、净利率分别为 42.46%、18.25%，同比增加 2.37pct、2.30pct。与同行业相比，公司毛利率自 2021 年起低于行业平均毛利率，主要原因系前道 Track 未形成规模销售所致。（同行业公司选取：华海清科、中微公司、盛美上海、拓荆科技，下同）

费用率稳步下滑，与行业平均持平。2018-2022 年，受益收入规模的快速增长， 公司期间费用率从 37.78%逐步降至 29.01%，2023Q1-3 费用率为 26.41%。与行业平 均相比，公司近期费用率与行业平均持平，保持在 27%左右。

2. 国产 Track 设备打破受制于人局面

2.1 TRACK 是光刻工艺核心配套设备

光刻工艺是芯片制造工艺的核心工艺环节。半导体制造工艺可以简化为加材料、 图形化和减材料三大步骤，而芯片成品需要经过数百次三大步骤的循环。芯片的图 形化通过光刻工艺来实现，光刻工艺本质上就是把掩膜版上的电路结构复制到要进行刻蚀和离子注入的硅片上。

光刻工艺两大核心设备各司其职，光刻机负责对准和曝光，TRACK 设备负责涂 胶显影等工艺。光刻工艺主要包括 8 大步骤，工艺顺序分别是 HMDS 预处理、旋转涂 胶、前烘、对准和曝光、后烘、显影、坚膜烘焙、显影检查。其中，对准和曝光步 骤主要由光刻机完成；其他工艺步骤由轨道（TRACK）搭载不同腔体完成，一般称 为 TRACK 设备，腔体数量由产能、工艺决定。 1） 气相成底膜(HMDS 预处理)：光刻的第一步是清洗、脱水和硅片表面成底膜 处理，是涂胶前预处理步骤，主要目的是增强硅片和光刻胶之间的粘附性。 2） 旋转涂胶：成底膜处理后，硅片要立即采用旋转涂胶的方法涂上光刻胶材 料。膜厚主要由固定硅片的真空吸盘的转速决定，合适的转速能够得到均 匀的光刻胶涂层。 3） 前烘（软烘）：经过旋转涂胶后的硅片必须进行软烘处理，目的是去除光 刻胶中的溶剂，提高光刻胶与硅片之间的粘附性以及光刻胶的均匀性。 4） 对准和曝光：软烘之后进行掩膜版与硅片的对准，对准后的将掩膜版和硅 片曝光，把掩膜版图形转移到涂胶的硅片上。

5） 后烘：紧随曝光后需要对硅片进行烘焙。 6） 显影：是在硅片表面光刻胶中产生图形的关键步骤。光刻胶上的可溶解区 域被化学显影剂溶解，将可见的岛或者窗口图形留在硅片表面。常用的显 影方法是旋转、喷雾、浸润，然后显影，硅片用纯水（DI）冲洗后甩干。7） 坚膜烘焙：指显影后的热烘，发挥掉存留的光刻胶溶剂，继续提高光刻胶 对硅片表面的粘附性。该步骤能够稳固光刻胶，对接下来的刻蚀、离子注 入过程非常关键。 8） 显影检查：最后是对光刻胶在硅片上形成的图形进行检查，找出光刻胶图 形有质量问题的硅片，通过去胶后重新进行光刻工艺，这也是硅片制造过 程中少有的可以纠正的几步之一。

TRACR 分为 Offline 和 Inline，Inline 占据大部分市场。在早期和较低端的 IC 制造工艺中，TRACK 设备往往单独使用（OffLine），主要为前道 Barc（抗反射层） 涂胶机与 PI 涂胶显影机。随着 IC 制造工艺自动化程度及客户对产能要求的不断提 升，在 200mm（8 英寸）及以上的大型生产线上，TRACK 设备一般都与光刻设备联机 作业（InLine）。从技术难度上看，Offline 难度低于 Inline，Inline 工艺设备中 光刻工艺波长越短难度越高。2022 年光刻机行业销量最多的是 i-Line，占比达 34%。 其次分别为 KrF、ArF immersion、ArF dry、EUV，占比分别为 31%、19%、8%及 8%。

2.2 技术要求、客户验证是 TRACK 量产的两大壁垒

TRACK 设备的量产主要有两大壁垒，即技术壁垒和客户验证壁垒。同时，供应 商一旦进入晶圆制造厂供应链，被替代的可能性也非常低，行业多呈现垄断格局。 TRACK设备集成了多个腔体配合光刻机完成涂胶显影工艺，单个腔体完成1-2个 工艺。TRACK 设备要达到量产的水平，首先要在产品技术上要满足客户要求，其主 要技术壁垒体现在单个腔体的工艺性能和不同腔体配合的效率上，即涂胶显影的工 艺良率和 TRACK 设备产能。 TRACK 设备量产的另一壁垒是客户验证壁垒，TRACK 设备的客户验证壁垒主要 是客户是否给予验证机会和验证的过程周期长。一方面，TRACK 设备多是 inline 设 备，在客户端进行工艺验证需要与光刻机联机，客户产能紧张以及国产替代意愿不 足时 TRACK 设备的工艺验证就会比较难。另一方面，半导体设备的验证周期通常在 6-18 个月，时间比较长。

2.3 TRACK 设备行业小而美

中国大陆市场增速高于全球，占比有望维持在 30%左右。根据 SEMI 数据， 2016-2022 年全球半导体设备销售额从 412 亿美元增至 1074 亿美元，期间 CAGR 为 17.3%；同期中国大陆半导体设备销售额从 64.6 亿美元增至 282.7 亿美元，期间 CAGR 为 27.89%。从中国大陆销售额占全球比重来看，2016-2022 年占比从 16%增至 26%，2021 年占比达到 29%，未来中国大陆仍然是全球晶圆厂扩产的重地，预计中国 大陆半导体设备销售额占比有望持续维持在 30%左右。 2023 年全球市场继续承压，24 年迎拐点。根据 SEMI 数据，受周期下行、晶圆 厂缩减资本开支影响，预计 2023 年全球半导体设备销售额下滑 19%至 874 亿美元， 而 2024 年行业复苏，销售额同比增长 14.4%至 1000 亿美元。

目前中国大陆半导体 TRACK 设备销售额约为 10 亿美元。根据 Gartner 数据， 2020 年全球半导体 TRACK 设备销售额在整体半导体设备销售额的占比为 4.4%，据此 占比我们推算 2020 年全球半导体 TRACK 设备销售额为 26.93 亿美元，同时以大陆 30%占比我们推算出 2020 年中国大陆半导体 TRACK 设备销售额为 7.1 亿美元，预计 2023-2024 年中国大陆半导体 TRACK 设备为 10.1 亿美元、11.6 亿美元。

受限于美国制裁中国市场先进制程晶圆厂建厂节奏放缓，但成熟制程晶圆厂扩 产加码，TRACK 设备有望受益。2022 年以来，美国持续加大对中国半导体发展的限 制，10 月 7 日美国 BIS 发布了关于长鑫、长存晶圆厂的设备采购限制，延缓了国内 存储晶圆厂在 17nm Dram 和 232 层 Nand 的扩产。中美贸易摩擦的升级，延缓了国内 先进制程的发展，但对成熟制程 28nm 逻辑 IC、19nmDram 以及 128 层 Nand 的扩产影 响有限。从国内主要晶圆厂产能规划来看，预计 2025 年以前或将投资约 484 亿美元 扩充晶圆产能，其中设备支出约为 380 亿美元，国产设备迎来进一步发展的机遇。

2.4 国产供应商逐步突破日企垄断

TRACK 市场寡头垄断格局明显，国产替代空间大。2019 年日本东京电子 （TEL）一家独大，全球市场份额接近 87%，其他生产企业包括日本迪恩士 （DNS）、德国苏斯微（SUSS）、台湾亿力鑫（ELS）、韩国 CND 等，国内生产企 业主要是沈阳芯源微电子。从中国大陆市场竞争格局来看，2019 年中国大陆地市场 份额被三家瓜分，分别是东京电子占比 91%，DNS 占比 5%，国内企业芯源微占比 4%。

TRACK 设备国产替代率低，替代空间大。从半导体设备国产替代进度来看， 去胶设备国产化率最高，超过 90%；光刻设备及涂胶显影设备替代率较低，但是目 前进展较为顺利，预计将有零的突破。就 TRACK 设备而言，国内 TRACK 设备国产替代率仅比光刻机国产率高，主要由芯源微贡献，但仍处于替代初期，具备非常 大的替代空间。

3. 前道设备发力再迎新成长

芯源微主要为下游集成电路（IC）、LED 芯片等半导体产品制造提供光刻工序 TRACK 设备和单片式湿法设备。在 IC 前道制造领域，公司能够提供 28nm 及以上 TRACK 机台和全自动物理清洗机，领先国内同行，先发优势明显；在 IC 后道先进封 装及 LED 等领域，公司能够提供封装涂胶显影机、去胶机、刻蚀机、清洗机，设备 同样处于国内领先地位。展望未来，公司布局先进 TRACK、化学清洗机、键合设备 有望进一步打开公司成长空间。

3.1 TRACK 布局先发优势明显

公司 TRACK 设备沿着 offline（前道 Barc、PI）→inline（I-line→KrF→ArF →ArFi（浸没式））的工艺发展路线，逐步去实现前道涂胶显影设备的工艺提升。 2018 年，公司自主研发的首台国产高产能前道涂胶设备“奉天一号”出厂并在上海 华力进行设备工艺验证，该设备为前道 Barc 涂胶设备。2019-2022 年，公司持续在 TRACK 核心技术上取得突破，并于 2022 年 12 月发布第三代浸没式高产能涂胶显影 设备平台架构 FT300（III）。

前道制造 28nm 及以上工艺节点实现全覆盖，客户端验证进展良好。2022 年 12 月公司发布的高产能架构 FT300（Ⅲ）获得了下游客户的广泛认可，截至 2023H1 公 司高产能架构浸没式涂胶显影机客户端导入进展良好。2023 年上半年，公司对第三 代平台架构和内部腔体单元进行了进一步地完善与优化，未来该平台架构将作为通 用性架构全面向下兼容 ArF、KrF、I-line、offline 等工艺。

定增项目加速 TRACK 设备布局。公司 2019 年 IPO 募投项目主要有两个，一是高 端晶圆处理设备产业化项目，主要目的为形成 8/12 英寸单晶圆前道涂胶/显影机/单片式清洗机产业化规模生产能力；二是高端晶圆处理设备研发中心项目，主要目的 为加强高端 TRACK、单片式清洗设备等的研发。2022 年公司定增项目主要是上海临 港研发及产业化项目、高端晶圆处理设备产业化项目（二期），其中上海临港研发 及产业化项目主要用于研发与生产前道 ArF 光刻工艺涂胶显影机、浸没式光刻工艺 涂胶显影机及单片式化学清洗机等高端半导体专用设备；高端晶圆处理设备产业化 项目（二期）主要用于前道 I-line 与 KrF 光刻工艺涂胶显影机、前道 Barc 涂胶机 以及后道先进封装 Bumping 制备工艺涂胶显影机。

3.2 布局化学清洗拓宽清洗设备产线

湿法清洗是主流的清洗技术路线，单片清洗设备则是主流清洗设备。半导体清 洗技术按照清洗原理差异可以分为湿法清洗和干法清洗。晶圆制造产线上通常以湿 法清洗为主，占芯片制造清洗步骤数量的 90%以上，少量特定步骤采用湿法和干法 清洗相结合的方式互补所短，构建清洗方案。在湿法清洗工艺路线下，目前主流的 清洗设备主要包括单片清洗设备、槽式清洗设备、组合式清洗设备和批式旋转喷淋 清洗设备等，其中以单片清洗设备为主流，占比约为 65%。

公司前道物理清洗机 Spin Scrubber 自 2018 年发布以来，凭借其高产能、高颗 粒去除能力、高性价比等优势迅速打破国外垄断，并确立了国内市场领先优势，目 前已作为主流机型广泛应用于中芯国际、上海华力、青岛芯恩、广州粤芯、上海积 塔、厦门士兰等知名厂商。

公司沿着单片式物理清洗机→单片式化学清洗机的产品工艺路线，逐步扩大单 片清洗机的市场覆盖率。相比于物理清洗机，化学清洗机能适用多种清洗液类型， 覆盖的工艺环节更为广泛，可应用于更高工艺等级的前道晶圆制造领域。

3.3 先进封装带动键合设备快速发展

临时键合与解键合技术可解决超薄晶圆的取放问题。为解决“摩尔定律”物理 扩展的局限性，同时提供更好的性能和功能，TSV 互联和三维堆叠型 3D 集成已经进入了主流半导体制造。为满足 TSV 和三维堆叠型 3D 集成制造需求，减薄后晶圆厚度 越来越薄。超薄器件晶圆机械强度降低，容易翘曲和起伏，易造成器件性能降低、 产品均一性变差，生产过程中碎片率增加。为了解决超薄晶圆的取放问题，业界通 常采用临时键合与解键合技术。

临时键合技术是为了降低超薄晶圆在处理中的风险，在减薄之前将其键合到载 片表面，为期提供机械支撑的工艺技术。在完成机械支撑之后，还需进行解键合工 艺。

公司临时键合机、接键合机进展顺利。2023 年 4 月 4 日，公司申请了《晶圆解 键合系统及其控制方法》和《一种键合片处理装置》的发明专利，并分别于 2023 年 7 月 21 日、9 月 1 日审查生效。截至 2023 年 9 月，公司生产的临时键合机、解键合 机均已进入客户验证阶段，该细分领域目前主要被国外厂商垄断。

（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。）