2024年京仪装备研究报告：半导体温控及废气处理设备龙头，国产替代、先进扩产驱动成长

1 深耕半导体专用设备，技术指标国内领先

1.1 半导体温控设备、废气处理设备龙头，客户资源优质

国内半导体温控设备及废气处理设备龙头，下游领域覆盖半导体、面板等。公司 2016 年成立，主营产品包括半导体专用温控设备（Chiller）、半导体专用工艺废气处理设备 （Local Scrubber）和晶圆传片设备（Sorter）三大产品线，2022 年营收占比分别为 48.5%、34.8%、3.0%。根据 QY Research， 2022 年公司半导体 Chiller 国内市场占有率 35.7%居第一， Local Scrubber 国内市场占有率 15.6%居第四，Sorter 业务崭露头角。

三大产品线齐发力，已导入多家头部晶圆厂。公司是目前国内唯一一家实现半导体专 用温控设备和国内极少数实现半导体专用工艺废气处理设备规模应用的设备制造商。公司 产品大批量长期适配下游客户产线，与下游客户合作关系良好，已广泛用于长江存储、中 芯国际、华虹集团、大连英特尔、广州粤芯、长鑫科技等国内主流集成电路制造产线。 1） 半导体专用温控设备（Chiller）:在制程中主要对反应腔进行温度控制，主要应用 于 12 英寸晶圆前道刻蚀、化学气相沉积等工艺，批量应用于逻辑芯片 90nm14nm，64 层-192 层 3DNAND 存储芯片，适配泛林半导体、东京电子、应用材 料、中微公司、北方华创、屹唐股份等设备公司的主工艺设备。 2） 半导体专用废气处理设备（Local Scrubber）：对各工艺环节产生的工艺废气进行 无害化处理，主要应用于 12 英寸集成电路制造产线中刻蚀、薄膜、扩散等工艺， 批量应用于 90nm-28nm 逻辑芯片、64 层-192 层 3D NAND 存储芯片等工艺，适配 泛林半导体、东京电子、应用材料、日本国际电气、中微公司、北方华创、屹唐 股份等设备公司的主工艺设备。 3） 晶圆传片设备（Sorter）：在制程中主要应用于晶圆的下线、制程间倒片的卡控和 产品出厂校验、排序以及有翻片需求的工艺，批量应用于逻辑芯片 90nm-28nm 等 工艺。

1.2 北京国资委为实控人，员工平台持股占比 23%

北京国资委为大股东，股权结构稳定。北京市国资委为大股东，通过北控集团、京仪 集团间接持股 37.5%，是京仪装备的实际控制人。公司第二大股东安徽北自为京仪装备的 员工持股平台，持股 22.94%。副董事长赵力行、总经理于浩通过安徽北自分别间接持股 5.06%、2.24%，五位核心技术人员合计间接持股 2.00%。子公司安徽京仪主要从事半导体 专用温控设备、专用工艺废气处理设备等产品的生产，并承担部分研发工作；日本京仪主 要从事半导体专用设备的销售、技术支持及部分物料的采购。

1.3 管理研发团队产业经验丰富，打通产业链资源

公司管理层及核心技术人员从业经验丰富。公司管理层及核心研发团队在公司主营产 品领域具备 10 年以上的从业经验，拥有在知名晶圆制造厂商或半导体设备公司（如中芯国 际、英特尔、紫光集团等）任职的经历，是行业内资深的技术专家和管理专家。

研发人员占比 21%，持续加大研发投入。截至 2023 年 6 月 30 日，公司有研发人员 95 人，占员工总人数的比例为 21%，其中博士及硕士研究生 27 人、本科 54 人，大学本科学 历及以上人员占技术人员总数比例为 85%。公司持续加大研发投入，2022 年公司研发费用 4841 万元，同比+47%。

1.4 两年营收利润复合增速 37%、289%，费用率管控良好

2020-2022 年营收、归母净利润复合增长率分别为 37%、289%。2022 年公司营收达 6.6 亿元，同比+32%，2020-2022 年复合增长率 37%。2022 年公司归母净利润达 0.91 亿 元，同比增长 55%，2020-2022 年复合增长率 289%。受益于中国半导体行业快速发展，国 内主流晶圆厂资本开支大幅度上升，为公司半导体专用设备提供广阔的市场空间及良好的 发展机遇。

专用设备毛利率提升带动 2022 年毛利率达 40%。2022 年半导体专用温控设备、废气 处理设备晶圆传片设备占营收比重分别为 48.5%、34.8%、3.0%，总计占营收比重为 86.3%。2019 年至 2022 年，温控设备毛利率由 30.3%增加至 43.2%，废气处理设备毛利率 由 21.8%增加至 46.5%，整体毛利率由 27.6%大幅增加至 39.6%。毛利率的提升主要系公司 产品设计和工艺、选材用料不断优化，产品竞争力不断提升，先进系列产品销量占比增 加，产品平均单价小幅上升同时单位成本有所下降，带动综合毛利率水平整体上升。

净利率逐年提升，期间费用率稳中有降。近四年公司净利率大幅增长，由 2019 年的 -12.7%增长至 2022 年的 13.7%。2022 年期间费用率 25.5%，同比持平。其中公司 2020- 2022 年的销售费用率分别为 11.6%、9.0%和 10.1%，随着收入规模的提升，公司的销售费 用率有望继续下降。近三年公司管理费用率分别为 7.9%、9.3%和 7.7%，除 2021 年由于人 员扩张及绩效增加，导致费用率显著增加之外，整体较为稳定。公司 2020-2022 年财务费 用率分别为 1.1%、0.7%和 0.4%，近年来不断下降。

1.5 募投加码两大核心产品，产能提升支撑业绩增长

公司拟募集资金 9.06 亿元，扩张业务规模并补充流动资金。拟募集资金的投资项目包 括集成电路制造专用高精密控制装备研发生产（安徽）基地项目、补充流动资金。安徽基 地项目主要包括技术成果产业化车间、研发测试中心、创新中心、研发办公楼、动力间及 其他配套设施等。本项目建成后，安徽基地可实现半导体专用温度控制设备、废气处理设 备生产能力的大幅提升。补充流动资金为满足公司业务规模扩张带来的新增资金需求。

2 半导体专用设备国产化加速，先进制程扩产驱动市场扩容

2.1 2023 年中国大陆半导体设备市场超 2000 亿元，国产替代空间广阔

2024 年全球半导体设备迎周期复苏。预计 2024 年全球半导体迎周期复苏，主要驱动 力来自存储芯片。据 SEMI 预计，2023 年全球半导体设备销售额同比下滑 6%至 1009 亿美 元，预计 2024、2025 年市场规模达 1050 亿、1240 亿美元，同比增长 4%、18%。

中国大陆半导体设备市场发展迅速，已连续四年成为全球最大的半导体设备市场。据 SEMI 预计，中国大陆 2023 年半导体设备销售额为 300 亿美元（约合人民币 2019 亿元，美 元:人民币=6.73），全球占比达到 30%，2020-2024 年已连续四年成为全球最大的半导体设 备市场。中国大陆半导体设备市场发展迅速，2012-2023 年复合增长率 28%。

美日荷对华先进制程封锁，设备国产替代逻辑进一步加强。目前全球半导体设备竞争 格局高度集中，由美日荷主导。中美科技脱钩下，美国联合日本、荷兰对中国先进制程设 备进行封锁，意图封锁中国半导体进程发展。国产设备厂商为实现设备自主可控不断努 力，国内晶圆厂对国产设备验证意愿也不断增强，国际限制因素使得设备国产化逻辑进一 步增强。

国家出台多项政策，新型举国体制多方位支持半导体产业发展。2023 年 9 月财政部等 四部门发布《关于提高集成电路和工业母机企业研发费用加计扣除比例的公告》，继续加强 对集成电路企业研发优惠政策力度。国家不断出台政策支持半导体产业发展，政策端驱动 力加强，半导体自主可控战略意义不断凸显。

国内晶圆厂积极扩产，半导体设备长期需求广阔。据 SEMI 统计，2021-2023 年全球共 84 座晶圆厂处于新建或规划建设状态，其中中国大陆新建及规划建设晶圆厂有 20 座，数 量居于世界首位。根据 SEMI 的预测，到 2024 年，中国 12 寸晶圆产能将占全球约 20%。 大量晶圆厂的扩建、投产，将提升对上游半导体设备端的需求，有望为国产设备打开更大 发展空间。

半导体专用设备应用于多个环节，为晶圆制造必需辅助设备。半导体专用温控设备主 要用于刻蚀、离子注入、扩散、薄膜沉积、化学机械抛光等环节，半导体专用工艺废气处 理设备主要用于刻蚀、薄膜、扩散等环节，晶圆传片设备主要用于半导体制程各工艺环节 之间的晶圆下线、传片、翻片、倒片、出厂。

2.2 半导体专用温控设备影响芯片良率，先进制程扩产驱动市场空间增长

2.2.1 半导体温控设备是工艺制程的温控员，直接影响工艺的良率

半导体专用温控设备（Chiller）可精准控制工艺制程温度。半导体专用温控设备主 要为半导体工艺制程提供反应温度，构成工艺制程的重要组成部分，影响晶圆良率及产线 产能利用率。半导体专用温控装置利用制冷循环和工艺冷却水的热交换原理，通过对半导 体工艺设备使用的循环液的温度、流量和压力进行高精度控制，满足半导体工艺制程的精 准控温需求。

半导体专用温控设备细分类型丰富，适用不同技术要求。按照技术路线划分，市场中 半导体专用温控设备可以分为热交换器类型、单级压缩类型、复叠类型、热电类型，区别 在于温度范围不同，不存在迭代或替代关系。按照通道数量，半导体专用温控设备类型可 分为单通道、双通道及三通道，适用不同技术要求。

2.2.2 2022 年国内市场规模 11 亿元，公司市占率 36%为国内龙头

2022 年全球半导体温控设备市场规模 47 亿元，中国市场规模 11 亿元。根据 QYResearch 数据统计，2018 年至 2022 年全球半导体专用温控设备市场空间由 5.1 亿美元 增长至 7.0 亿美元（约合人民币 47 亿元），复合增长率达 8.3%；国内半导体专用温控设备 市场空间由 1.1 亿美元增长至 1.6 亿美元（约合人民币 11 亿元），复合增长率 10.1%。

半导体专用温控设备市场集中度高，公司在国内市场市占率第一。根据 QY Research 数据，2022 年全球半导体专用温控设备市场 CR5 约 64%，2018 至 2022 年国内市场 CR6 约 90%，国内市场集中度较高。其中京仪装备为唯一一家国内厂商，公司产品已经打破国外厂 商垄断地位。2018 年至 2022 年公司半导体专用温控设备国内市占率由 12.5%上升至 35.7%，排名第一。以收入口径计算，2018 年至 2022 年半导体专用温控设备国内市场头部 公司包括京仪装备、ATS 公司、SMC 公司。国内同行业公司包括无锡冠亚、阿尔西公司。

公司半导体专用温控设备竞争力强，部分技术指标全球领先。对比公司 V 系列设备、 ATS 公司 ESL 系列设备、SMC 公司 HRZ 系列设备以及无锡冠亚 LTS-202 设备、阿尔西公司 VENUS-ECS05 设备进行对比，公司半导体专用温控设备与竞品在核心技术指标方面均处于 第一梯队，在温控范围、冷却能力方面有优势，产品竞争力强。

2.3 半导体废气处理设备保障工艺产线安全，国产替代空间广阔

2.3.1 半导体废气处理设备用于高效处理废气，保障工艺产线安全

半导体专用工艺废气处理设备（Local Scrubber）用于处理制程产生的工艺废气。晶 圆制造各环节产生的工艺废气直接排放到厂务中央处理系统进行处理可能引发管路腐蚀泄 漏、爆炸等安全事故。引入专用工艺废气处理设备并与工艺设备的排气系统连接，可在工 艺废气进入厂务中央处理系统前即进行无害化处理。半导体专用工艺废气处理设备利用不 同能量方式产生一定高温环境，工艺废气经过真空泵排放管路进入设备内部后，在高温反 应腔内进行高温氧化处理形成其他稳定化合物或水溶性物质，沉积至设备内部循环容器之 后排放至厂务处理系统中，确保废气处理过程高效、安全。

半导体专用工艺废气处理设备种类丰富，应用场景广泛。按照技术路线划分，半导体 工艺废气处理设备可以分为燃烧水洗式、等离子水洗式、电热水洗式、集成一体式与吸附 式，区别在于产生高温环境的能量方式不同，不存在迭代或替代关系。按产品结构，可分 为单腔、双腔，不同腔体数量的产品在技术难度方面不存在明显差异。公司半导体专用工 艺废气处理设备适用于多种场景。

2.3.2 2022 年国内市场规模 15 亿元，公司市占率 16%国内第四

2022 年全球半导体专用工艺废气处理设备市场规模 85 亿元，中国市场规模 15 亿元。 根据 QY Research 数据，2018 年至 2022 年，全球半导体专用工艺废气处理设备市场规模 由 6.4 亿美元上升到 12.6 亿美元（约 85 亿元），CAGR 高达 18.6%。同期中国半导体专用工 艺废气处理设备市场规模由 1.2 亿美元增加至 2.3 亿美元（约 15 亿元），CAGR 达到 18.1%。

半导体专用工艺废气处理设备市场集中度高，公司在国内市场市占率第四。根据 QY Research 数据，2018 年至 2022 年半导体专用工艺废气处理设备国内市场 CR6 维持在 90% 左右，集中度较高。其中京仪装备为唯一一家国内厂商。2018 年至 2022 年公司国内半导 体专用工艺废气处理设备国内市占率由 3.1%上升至 15.6%，市占率排名由第八上升至第 四。2018 年至 2022 年期间半导体专用工艺废气设备国内市场主要供应商包括京仪装备、 戴思公司、爱德华公司，国内同行业公司包括协微环境、盛剑环境。

公司半导体专用工艺废气处理设备与全球龙头公司设备性能相近。对比公司 Kylin DB、爱德华公司 ATLAS、戴思公司 ESCAPE DUO 以及协微环境 NSPW600、盛剑环境 SJPW1500 进行对比，公司半导体专用工艺废气处理设备与竞品在核心技术指标方面相近，且在废气 处理量方面有优势，产品竞争力强。

2.4 晶圆传片设备可提升晶圆制造效率及良率，市场前景广阔

2.4.1 晶圆传片设备提供高洁净度空间，显著提升效率与良率

晶圆传片设备（Sorter）为晶圆流转提供高洁净度空间。采用人工进行晶圆处理会引 入杂质，影响晶圆良率。晶圆传片设备主要由洁净大气机械手、晶圆载物台、晶圆对准 器、视觉系统、控制系统、空气过滤器组成一个高洁净度的运行空间，主要工艺流程包括 校验、分批、整盒传送、合批、排序、翻片。晶圆传片设备的应用可以使晶圆下线、传 片、翻片、倒片、出厂过程实现全自动化运行，显著提升晶圆制造的效率和良率。

晶圆传片设备可提升晶圆制造效率。晶圆传片设备的技术路线主要分为真空式、夹持 式、微晶背接触式三类，区别在于机械手与晶圆接触方式不同，不存在迭代或替代关系。 其中微晶背接触式适用于 28nm 及以下制程或对于晶背和晶边质量要求高的制程，真空式适 用于 28nm 以上制程或对于晶背无质量要求或要求较低的制程，夹持式适用于 28nm 以上制 程或对于晶边无质量要求或要求较低的制程。

晶圆传片设备与天车相连，实现工艺间的晶圆传送。Sorter 不直接与工艺设备相连, （部分晶圆传片设备与晶圆装载港 Stocker 对接），其从调度天车接收载有晶圆的晶圆盒后 执行晶圆处理组合操作，操作完成后由调度天车取走至下一工艺流程。

2.4.2 2023 年国内市场规模 12 亿元，公司凭借客户优势有望提升份额

预计 2028 年国内 EFEM 及晶圆传片设备市场规模约 22 亿元，五年复合增长率 14%。半 导体设备前端模块（EFEM）与晶圆传片设备（Sorter）结构基本一致，区别在于 EFEM 需要 与主设备搭配。根据 QY Research 数据，2018 年至 2022 年，全球半导体设备前端模块和 晶圆传片设备市场规模由 4.1 亿美元上升至 8.7 亿美元（约合人民币 59 亿元），CAGR 达 20.7%。预计 2023 年至 2028 年国内半导体设备前端模块和晶圆传片设备市场空间保持上 升趋势，销售额从 2023 年 1.8 亿美元（约合人民币 12 亿元）增长至 2028 年 3.3 亿美元 (约合人民币 22 亿元)，复合增长率达到 13.8%。

晶圆传片设备市场集中度高，公司营业收入大幅增长。根据 QY Research 数据，全球 EFEM & Sorters 市场 CR3 约 62%。全球晶圆传片设备市场由瑞斯福公司、平田公司等国外 厂商主导，国内晶圆传片设备市场同样由国外厂商占据主要地位，国内厂商市场份额占比 极低。公司进入该细分领域后，逐步研发开发出三代晶圆传片设备，并从研发实验阶段逐 步进入量产。2020 至 2023 年，公司晶圆传片设备产量销量大幅增加。

公司晶圆传片设备与主流竞品性能接近。公司 AAR-300 Wafer Sorter G3、瑞斯福公 司 G5+、平田公司 Freedom 系列在核心技术指标方面可以。

3 半导体专用设备行业壁垒高，潜在竞争者难以进入

3.1 公司拥有大量优质客户，建成客户资源壁垒

半导体专用设备行业客户验证和客户资源壁垒高。半导体设备只有经过全面系统性验 证流程、达到工艺制程要求后才能进入晶圆制造厂商的合格供应商名单，经过验证并实际 投产后，已通过验证的半导体设备将成为客户建设下一条晶圆制造厂线的优选设备，在未 出现新的技术需求情况下该供应商不会被轻易更换。因此半导体设备企业成功验证并投产 后与下游晶圆厂商往往形成紧密合作关系，潜在竞争者争取优质客户资源难度大。 公司拥有大量晶圆厂及设备厂优质客户。公司客户覆盖长江存储、中芯国际、长鑫科 技、华虹集团、成都高真、广州粤芯、大连英特尔、上海积塔等 fab 厂，以及北方华创、 中微公司等半导体设备厂。主要为行业内知名公司，生产经营情况良好，和公司持续合作 中。公司半导体专用设备可满足不同客户的需求。

公司与主要客户合作时间长，关系紧密。自 2016 年起，公司与长江存储、华虹集团、 中芯国际、广州粤芯、大连英特尔、北方华创、积塔半导体等主要客户逐步开展合作。公 司与主要客户长期保持良好合作关系，客户资源不断拓展。

主要客户扩产有望为公司带来订单增量。中芯国际、华虹集团、长江存储等公司主要 客户均有扩产计划，公司凭借与客户长久以来的良好合作关系，有望受益于客户扩产，进 一步扩张业务规模。

3.2 专用设备技术壁垒高，产品迭代快

半导体专用设备行业技术难点多，技术壁垒高。半导体专用温控设备设计及调试的技 术难点和技术壁垒主要在于半导体制程所需温度区间大、温控精度高、负载变化剧烈且温 度切换之间有严苛的温度曲线要求等；半导体专用工艺废气处理设备设计及调试难点包括 系统结构的定制化设计、系统流场与温度场的设计、粉尘控制设计、耐腐蚀材质的设计选 型、控制算法研发等；晶圆传片设备主要技术难点在于晶圆传送技术及洁净空间设计。产 品技术难点多，技术壁垒高。

公司掌握半导体专用温控设备领域三项核心技术，即半导体温控装置制冷控制技术、 半导体温控装置精密控温技术、半导体温控装置节能技术。公司通过对产品整体系统设计 优化，采用两级复叠系统设计，并结合大量晶圆制造产线的应用经验，达到了-70℃的超低 温要求，同时兼容超过 100℃的高低温宽温区运行。公司结合对工艺制程所需温度及负载 的预判，采用预冷、预热及多级控温等控制技术实现切换或混合控温的控制要求，并通过 专家算法的处理达到精准控温要求，实现± 0.05℃~±0.2℃的空载控制精度及±0.5℃~± 1.0℃ 的带载控制精度。公司通过更新迭代控制算法，结合现场批量应用经验，持续调整温控曲 线，满足半导体工艺制程负载剧烈变化的温度曲线要求。

公司掌握半导体专用工艺废气处理设备五项核心技术，即低温等离子废气处理技术、 新型材料防腐及密封技术、系统设计算法及原理、半导体废气处理纯氧燃烧技术、Harsh 工艺除尘技术五项核心技术。公司通过对等离子火炬的结构设计、特殊材料的选择以及内 部磁场的设计来进行技术难点的突破，实现等离子火炬在恶劣条件下能够持续运行时间由 通常 3 个月左右提升至 6 个月以上。公司研发 Harsh 工艺除尘技术并通过此核心技术，能 够减少粉尘对设备的影响，在一些特定的制程工艺中设备的维护周期由原先的 1 个月提升 至 1.7 个月，设备维护周期延长 70%。

公司晶圆传片设备迭代迅速，已形成半导体晶圆传控技术、晶圆翻片技术、X-θ 自动 寻心算法、微晶背接触传控技术、晶圆区域检测技术五项核心技术。2016 年起公司研发全 闭环控制器，并优化相关算法和功能，研发 X-θ 运动控制平台，于 2020 年形成 ALI-300 Wafer Sorter G2(4LP-S-E)微晶背接触式样机，随后公司进一步升级微晶背传送技术，升级 洁净空间以及开发翻片技术。2018 年-2020 年公司开发 R-θ 机械手、R-θ 运控平台和区域检 测技术，形成 AAR-300 Wafer Sorter G3(4LP-S)样机，之后升级微晶背传送和区域检测技 术，开发晶圆载物台等关键部件，推出 2LP-S 摩擦式、具备翻片功能的 2LP-S-FL、2LP-SEB 嵌入式、4LP-S 真空式等样机。

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