2024年拓荆科技研究报告：薄膜沉积拓展加速，混合键合打开广阔空间

1. 核心结论：公司同步受益先进和成熟制程扩产，混合 键合打开远期空间

市场认为公司尽管为半导体 PECVD 企业龙头，但受制于 PECVD 主要用于 成熟产线，跟随成熟制程扩产减缓，公司增长空间有限。我们认为公司薄膜 沉积设备研发始终走在行业前列，先进产线中公司在国内薄膜沉积设备市 占率第一。PECVD 用量在先进制程中并未减少，公司同步受益于先进制程 及成熟制程扩产。而先进制程 PECVD 价值量相较成熟制程用量增长 30% 以上，跟随技术进步及自主可控需求，国内先进制程扩产将提速。公司经过 两年新品验证蛰伏期，公司订单迎来兑现期。叠加公司同步布局 ALD、 HDPCVD/SACVD 及混合键合设备，远期空间进一步拓宽。

2. 盈利预测

公司是薄膜沉积领域龙头，在 PECVD 行业构筑坚实壁垒，并延伸至 ALD/SACVD/HDPCVD 等高端领域，有望同步受益于先进及成熟制程扩产。 此外，公司率先布局混合键合设备，跟随 AI 高性能计算及 HBM 高带宽存 储放量，公司进一步打开成长空间。我们预计 2024-26 年公司营业收入分别 为 37.5/52.9/72.1 亿元，同比增长 38.5%/41.1%/36.3%，综合毛利率为 50.2%/50.2%/50.3%。归母净利润为 8.21/12.96/19.10 亿元，同比增长 23.9%/57.8%/47.4%。分项来看： （1） 薄膜沉积设备领域：薄膜沉积设备是公司优势领域，在手订单饱和， 23 年末公司在手订单 64.23 亿元，同比增长 39.57%，薄膜沉积设备 为主，24 年 H1 公司订单持续增长，叠加下游龙头扩产积极，保障 公司在薄膜沉积领域中期动力充足。我们预计 2024-26 年营收 为 36.0/50.4/68.0 亿元，YoY 分别为 40%/40%/35%，考虑公司设备 不断迭代、先进制程不断突破，考虑毛利率保持稳定，分别为 50.0%/50.0%/50.0%。 （2） 混合键合设备领域：公司混合键合设备于 2023 年首次获得复购订 单，在三维集成需求催化下，公司混合键合设备将逐步起量，预计 2024-26 年营收为 0.64/1.50/2.85 亿元，YoY 分别为 0%/133%/90%， 对应毛利率 50.8%/50.8%/52.3%。 （3） 其他业务，预计 2024-26 年营收为 0.85/1.01/1.22 亿元，YoY 分别为 20%/20%/20%，对应毛利率 60%/60%/60%。其他业务收入主要来自 设备有关的备品备件销售及技术服务，预计 2024-26 年该业务跟随 公司主营业务规模实现增长。

3. 国内薄膜设备龙头，攻坚克难厚积薄发

3.1. 深耕薄膜沉积领域，产品矩阵逐渐丰富

薄膜沉积设备龙头，多年深耕建立坚实壁垒。拓荆科技成立于 2010 年，由 中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司、孙丽杰分别出资 60%/40%成立。 2011 年，公司首台 12 英寸 PECVD 出厂到中芯国际验证，2013 年通过中芯 国际产品线测试。截至目前，公司 PECVD 已逻辑芯片实现 100%工艺覆盖、 NAND 芯片 80%以上工艺覆盖、DRAM 芯片 60%以上工艺覆盖，成功供货中芯国际、华虹集团、长江存储、厦门联芯、燕东微电子等行业领先集成电 路制造企业，成为薄膜沉积领域绝对龙头。公司在薄膜沉积领域，纵向持续 突破 SACVD、ALD 及 HDPCVD，2018 年首台 ALD 通过客户端 14nm 验 证，2020 年 SACVD 开始确认收入，2021 年 HDPCVD 进入客户端验证。 2023 年，Thermal-ALD/HDPCVD 设备已通过验证，实现了首台产业化应用。 截至 2023 年末，公司薄膜沉积设备在客户端累计流片量已突破 1.56 亿片。 此外，公司控股子公司拓荆键科率先开展混合键合设备研发，2023 年，首 台晶圆对晶圆键合产品顺利通过客户端验证，复购设备再次通过验证；芯片 对晶圆混合键合前表面预处理产品通过客户端验证，为国产首台应用于量 产的同类型产品。公司产品矩阵逐渐深化，为其树立薄膜沉积领域坚实壁垒。

3.2. 公司无实控人，专业管理+员工持股高效运行

背靠国家大基金和中科院，员工持股增强信心。公司股权结构较为分散，公 司前三大股东分别为国家集成电路基金（19.76%）、国投上海（13.60%）和 中微公司（7.37%），中科院沈阳科学仪器股份有限公司占比 1.52%。截至 2024 年 3 月 31 日，公司前三大股东为国家集成电路基金、国投上海、中微 公司，持股比例分别为 19.76%/13.60%/7.37%，其中中微公司持有的流通股 比例最大，占公司流通股比例的 13.5%。公司通过芯鑫和等 11 个员工持股 平台合计占比 10.64%（截至 2023 年），激励员工发展与提升，有利于公司 长期发展。目前拓荆共 5 个控股子公司，拓荆创益、拓荆上海、拓荆北京主 要负责沈阳、上海、北京三地半导体薄膜沉积设备的研发、生产、销售和技 术服务，拓荆键科则主要负责混合键合设备的研发生产等，岩泉科技为公司 2023 年设立，主要围绕公司业务对外投资。此外公司设立拓荆美国，为人 才及产品储备力量。

海归核心管理团队经验丰富，核心技术团队已培养成熟。公司创始团队为 海归专家，董事长吕光泉博士毕业于美国加州大学圣地亚哥分校，1994 年 8 月至 2014 年 8 月,先后任职于美国科学基金会尖端电子材料研究中心、美 国诺发、德国爱思强公司美国 SSTS 部；2014 年 9 月至今就职于公司，成 功领导完成 ALD、SACVD 设备研发并产业化应用。创始人姜谦博士毕业于 美国布兰迪斯大学，1982 年 1 月至 2010 年 3 月，先后任职于麻省理工学 院、英特尔公司、美国诺发、欣欣科技（沈阳）有限公司，2010 年 4 月至 2024 年 1 月就职于公司，现任公司核心技术人员。姜博士成功领导研发团 队完成“90-65nm 等离子体增强化学气相沉积设备研发与应用”研发，参与 “1x nm 3D NAND PECVD 研发及产业化”国家重大科技专项及多项产品 研发。公司成立后，积极培育本土人才、引进海外专业人才，现已建立起一 只充满活力与热情的核心技术团队，带领公司攻坚克难。

3.3. 营业收入持续增长，利润释放可期

营业收入高速增长，净利受研发拖累短期承压。公司从 2018 年至今，营业 收入高增，23 年收入达到 27.05 亿元，近 5 年 CAGR 达 60.9%。2024H1 公 司收入达到 12.67 亿元，同比+26.2%。从产品拆分看，公司业绩增长主要得 益于 PECVD 收入的高速增长，作为半导体 PECVD 全国龙头，公司直接受 益于下游晶圆厂扩产及国产替代的紧迫。从各产品毛利率看，核心产品 PECVD 毛利率稳步提升，从 2018 年 29.25%提升至 2023 年 56.22%（含其 他薄膜沉积），主要由于公司产品结构优化、先进工艺攻克，跟随公司市场 地位逐渐提高，毛利率提升显著。公司新产品 SACVD、ALD 由于销售较少 毛利率较为波动，跟随客户端上量，有望实现高附加值。2021 年起，公司 归母净利润扭亏为盈，2022、2023 年实现高速发展，2024H1 归母净利润 1.29亿元，同比+3.64%，主要由于公司当前持续推进卡脖子设备及先进制程工 艺，大量承接研发项目，研发费用大幅上涨，短期投入大，从而拖累公司利 润。跟随公司规模放量及工艺突破，长期利润向好。

集中新品验证拖累公司短期资产周转率，公司业绩迎放量转折点。从盈利 能力看，公司 ROE 低于海外设备龙头企业，主要受累于公司资产周转率。 公司 2021/2022/2023 年存货周转率 0.58/0.53/0.39，库存商品占存货比率上 升，分别为 0.2%/0.8%/1.1%，主要受到 22、23 年公司大量新产品处于验证 期中，验证时间需要 1~2 年，因此未确认收入的发出商品占比较高，拉低存 货周转率。对比北方华创，2018/2019/2020 年存货周转率 0.81/0.73/0.89、库 存商品占比 52.5%/54.4%/45.1%，同样经历“阵痛期”，公司刻蚀机、PVD、 立式炉、清洗机批量验证，经过 1~2 年集中验证周期后，20 年开始进入快 车道，迎来迅速放量。我们认为，当前拓荆科技集中批量验证周期即将结束，业绩有望进入快车道。

在手订单充沛，保证中长期业绩高增长。公司近年在手订单充沛，2023 年 在手订单 64.23 亿元，同比增长 39.57%，其中新签订单 45 亿元。2024 全年 新签订单有望超过 70 亿元。从存货看，2021/2022/2023 年存货高速增长， 达到 9.53/22.97/45.56 亿元，2024H1 存货达到 64.55 亿元，创历史新高。公 司合同负债近年呈高增趋势，表征公司订单饱满，保证中长期业绩高增长。

3.4. 重视研发投入，多项核心技术达到国际先进水平

研发造血，保持核心竞争力。公司维持高研发投入，研发费用率高于行业平 均水平。2024H1，公司研发费用率达到 24.81%。截至 2023 年末，公司累计 申请专利 1205 项，获得授权专利 360 项，其中发明专利 190 项；公司员工 总数达到 1070 人，其中研发人员 484 人，占公司员工总数的 45.23%，近 年，随着先进制程设备攻坚克难需求提升，公司加大研发投入，并先后承担 了多项国家重大专项/课题，目前先进薄膜沉积设备SACVD、Thermal ALD、 HDPCVD 均取得优异成效，在客户端实现产业化应用。当前，公司在薄膜 沉积设备领域已拥有多项核心技术，性能指标均处于国际领先地位。

3.5. 加速募投突破产能瓶颈，产业化布局保障长期发展

公司加速募投，保障产能充足供应。公司上市后，积极扩产，正着力沈阳及 上海两大产地建设。高端半导体设备扩产项目位于沈阳市浑南区，在公司现 有的半导体薄膜设备研发和生产基地基础上进行二期洁净厂房建设、配套 设施及生产自动化管理系统建设，已于 2023 年 7 月达到预定使用状态。当 前沈阳基地产能已达到 300 台（套）。ALD 设备研发与产业化项目落地上海 临港，基于公司现有 ALD 设备技术基础，开发面向 28nm-10nm 制程的 ALD 设备平台架构，满足逻辑芯片、存储芯片制造不同的工艺需求。半导体先进 工艺装备研发与产业化项目落地上海临港，针对先进 ALD 设备及工艺的研 发，预计 2024 年 12 月建成，项目完全建成后，将形成 400 台（套）产能。 高端半导体设备产业化基地建设项目拟选址于沈阳市浑南区，支撑公司 PECVD、SACVD、HDPCVD 等高端半导体设备产品未来的产业化需求。

4. 薄膜沉积为前道核心设备，当前存量市场国产化率不 足 20%

4.1. 大陆扩产速度有望维持全球第一，设备需求有望迎来量价齐 升

中国大陆扩产节奏全球第一，设备需求持续放量。根据 SEMI 最新统计，全 球晶圆产能预计将在 24/25 年增长 6%/7%，达到 3370 万片/月（8 英寸当 量）。其中，受中芯国际、华虹半导体、长存、长鑫等拉动，中国大陆成为 产能增长最快地区，持续维持 2 位数增长，24/25 年 yoy 预计达到 15%/14%， 至 2025 年，中国大陆晶圆产能预计达到 1010 万片/月，全球产能占比预计 从 23 年 26%提升至 30%。晶圆产能的快速提升有望拉动设备出货，大陆晶 圆设备增速有望高于全球平均水平。从国内现有晶圆扩产披露看，逻辑端： 中芯国际 24 年资本开支将达到 75 亿美元，与 23 年持平，预计将新增 6 万 片/月 12 英寸产能；华虹在建 8.3 万片/月第二条 12 英寸产线，24 年陆续招 标，预计 25 年投产；存储端：长江存储和长鑫存储加快扩产步伐，且对国 产设备接受程度高，有望拉动国产设备出货；第三代半导体：积塔半导体、 士兰微、芯联集成等国内第三代半导体产线建设如火如荼，后续将有加速趋 势。国产半导体设备在成熟产线逐步渗透，先进产线加速验证，有望迎来量 价齐升。

中国大陆半导体设备迎来高增，2025 年全球晶圆制造设备市场规模有望达 到 1180 亿美元。根据日本半导体制造装置协会，全球半导体设备于 2023Q4 迎来复苏，中国大陆半导体设备市场自 2023 年 3 月以来连续 9 个月环比为 正，2024Q1 较 2023Q1 同比增长 113%，随着半导体设备国产化进程加快， 中国大陆半导体设备市场有望加速复苏反弹。根据 SEMI 预测，2024 年中 国大陆设备制造市场预计达到 350 亿美元。对半导体设备市场进行拆分， 晶圆制造设备占总设备市场 90%，根据 TechInsights 预测，2025 年前道设 备制造市场有望达到 1180 亿美元，近三年 CAGR 为 6.4%。

4.2. 薄膜沉积为晶圆制造核心设备，2025 年中国大陆需求超 100 亿美元

2025 年全球薄膜沉积设备市场规模有望达 296 亿美元，PECVD 为第一大 薄膜沉积设备。薄膜沉积设备作为晶圆制造的三大主设备之一，占晶圆制造 设备市场的 25%，根据 ASM 官网以及 TechInsights，2023 年全球薄膜沉积 设备市场为 251 亿美元，近 5 年 CAGR 为 13.7%。2023 年中国薄膜沉积设 备市场为 86 亿美元，占全球规模 34%。薄膜沉积设备主要负责芯片制造过 程中介质层与金属层的沉积，可细分为 CVD（化学气相沉积）、PVD（物理 气相沉积）/电镀设备和 ALD（原子层沉积）等设备。其中，PECVD（等离 子增强型化学沉积设备）速度较快、沉积致密度较好、适用性高，使用最为 普遍，占比第一，达到 33%。随着制程进一步提升，对薄膜厚度、致密度、 深宽比、沉积材料提出更高要求，ALD、SACVD、HDPCVD 等薄膜沉积设 备逐渐导入。以 2023 年晶圆制造设备市场规模 980 亿美元测算，薄膜沉积 设备占比 25.6%为 251 亿美元，假设其中 PECVD/ALD/PVD/其他（包含 SACVD、HDPCVD 等）占比 33%/11%/19%/6%，以此测算，2025 年全球 PECVD 市场规模达 100 亿美元，ALD/PVD/其他（包含 SACVD、HDPCVD 等）市场规模达 33.2/57.4/18 亿美元。以 24/25 年中国大陆市场占比 34%测 算，2025 年中国大陆薄膜沉积设备市场有望达到 103 亿美元，其中，PECVD 市场规模有望达到 34 亿美元，ALD 市场规模有望达到 11.5 亿美元。

4.3. 国际龙头公司垄断，国产化率持续提升

薄膜沉积设备高度垄断，国内主要厂商市占率提升至 16.2%。目前，全球 薄膜沉积设备市场为高度垄断市场，竞争对手极少。根据 Gartner 数据，2020 年薄膜沉积设备主要被 TEL、AMAT、LAM 垄断，其中龙头 AMAT 占比 43%，CR3 占比 73%。从细分产品看，PECVD 主要被 AMAT（49%）、LAM （34%）垄断，CR2 占比 83%，ALD 龙头主要为 ASMI、TEL、LAM,CR3 占比 85%，PVD 主要为应材垄断，北方华创当前占比 3%。从国内市场看， 我们以北方华创薄膜沉积设备、拓荆科技薄膜沉积设备、盛美上海其他半导 体设备（电镀、立式炉管等设备）、中微公司 MOCVD 设备收入作为核心推 测，2023 年国产薄膜沉积设备规模 86 亿美元，国产化率从 2020 年 9.4%提 升至 2023 年 16.2%。

国内企业入局各细分领域，全面开启国产化进程。国内厂商纷纷布局薄膜 沉积设备，侧重点各不相同。拓荆科技走在行业前列，其薄膜沉积设备已覆 盖 PECVD、ALD、SACVD/HDPCVD 等领域。北方华创以 PVD 作为起点， 逐渐进军 CVD、ALD 领域。中微公司在 MOCVD 设备保持领先，同时钨系 列 LPCVD 产品已全部通过客户现场验证，新开发的 ALD 氮化钛设备产品 性能验证可以达到国际领先水平。盛美上海在 LPCVD、ALD、ECD 均有布 局。

5. 公司薄膜沉积矩阵丰富，持续推动先进制程

5.1. 公司为国内 PECVD 设备龙头，将持续受益于晶圆扩产

PECVD 为芯片制造主要薄膜沉积方式。根据不同原理薄膜沉积设备主要分 为 CVD 设备、PVD 设备和 ALD 设备。化学气相沉积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，在反应器内使气态或蒸汽状态 的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术。常用 CVD 设备包括 PECVD、SACVD、APCVD、LPCVD、ALD 等，适用于不 同工艺节点对膜质量、厚度、孔隙沟槽填充能力等不同要求。PECVD 利用 等离子体技术，在相对较低反应温度下形成高致密性、高性能薄膜，被广泛 应用于逻辑芯片、DRAM 芯片以及 3D NAND FLASH 芯片的制造过程中， 包括形成介质层、钝化层以及硬掩膜等工艺领域，占总薄膜沉积设备 33%。

PECVD在先进逻辑及存储用量提升30~50%。在90nm CMOS芯片工艺中， 大约需要 40 道薄膜沉积工序，在 FinFET 工艺产线（目前从 22nm、14nm 到 3nm），大约需要超过 100 道薄膜沉积工序，涉及的薄膜材料由 6 种增加 到近 20 种，对于薄膜颗粒的要求也由微米级提高到纳米级。根据产业链调 研，以 PECVD 为例，在先进逻辑及存储产线，设备用量比成熟产线提升 30~50%。例如，PECVD 被用于先进逻辑的硬掩模层制备中。当芯片制程小 于 28nm、特别是小于 10nm 时，传统掩膜光刻技术无法满足精度要求，需 要用硬掩模层作为光刻牺牲层置于光刻胶和基底之间，具有刻蚀选择性的 硬掩模层能够实现细微图形的定义和高精度刻蚀，且不会破坏下层基底材 料。硬掩模层通过 PECVD 沉积，根据 LAM 介绍，该层需要超光滑和均匀 的薄膜以保证光刻精度，且保持良好的薄膜机械强度以避免在非常高的深 宽比下图案坍塌。在 FLASH 存储芯片领域，随着主流制造工艺已由 2D NAND 发展为 3D NAND 结构，结构的复杂化导致对于薄膜沉积设备的需 求量逐步增加。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%。3D NAND 的核心 工艺包括薄膜沉积、金属填充、高深宽比的刻蚀。PECVD 作为薄膜沉积的 核心工艺，占比保持第一，担负着多层栅极堆叠（ONON 或 OPOP）、牺牲 层/间隔层/绝缘层沉积等核心任务，其中，多层栅极堆叠多大于 100 层，要 求极高均匀性、平整性、附着性，对 PECVD 的技术提出更高要求。

拓荆科技为 PECVD 龙头，在芯片尤其存储扩产中充分受益。根据 2019- 2020 年期间长江存储、华虹无锡、上海华力和上海积塔中标结果，公司占 据国内 PECVD 设备市场 16.6%，为国内第一大 PECVD 供应商。以 2023 年国内PECVD市场规模28.4亿美元测算，拓荆科技当前市占率达到11.41%， 维持龙头地位。公司当前 PECVD 产品已覆盖通用介质薄膜材料（包括 SiO2、 SiN、TEOS、SiON、SiOC、FSG、BPSG、PSG 等）和先进介质薄膜材料（包 括 ACHM、LoK I、LoKII、ADC I、ADCII、HTN、a-Si 等），逻辑产线工 艺覆盖度达到 100%，存储产线已实现大部分覆盖，预计 2 年内将实现全面 覆盖。目前，公司研制并推出了新型 PECVD 反应腔（pX 和 Supra-D），采用新型反应腔配置的 LoKII、 ACHM、SiH4、TEOS 等薄膜工艺设备均已 出货至客户端验证，可以实现更严格的薄膜工艺指标要求。

5.2. ALD 先进制程应用广泛，公司先发优势明显

ALD 适用于三维形貌沉积，在先进逻辑及存储中用量提升。ALD 原子层沉 积是 CVD 的一种，通过将气相前驱体及反应物脉冲交替通入反应腔并在基 底上发生表面化学反应形成薄膜，通过自限制效应获得厚度、组分、形貌及 结构在纳米尺度上精准可控的薄膜。ALD 沉积的薄膜具备非常精确的膜厚 控制和台阶覆盖度，使其适用于非平面等 3D 表面或者高深宽比结构中，具 有三维共形性好、成膜均匀性好、致密无针孔等优点。但由于其沉积速度更 慢、价格更贵，不适用于厚膜的沉积。 ALD 在先进逻辑中用于栅极、栅极介电层等复杂形貌制备，占比与 PECVD 接近。在逻辑电路中，ALD 于 2007 年最早被英特尔用于其 45nm 的芯片制 作中，英特尔采用 HKMG（high-K metal gate）工艺用氧化铪代替氧化硅作 为栅极介电层、用金属材料代替多晶硅作为栅极，从而大幅降低了漏电流， 使制程从 65nm 降低到 45nm。ALD 就用于 High K 介电材料的沉积，其精 细控制带来的高一致性、无针孔、超低厚度，非常使用于铪材料的沉积。进 入 FinFET 时代后，3D 立体结构使 ALD 适用性大幅增加，ALD 除了可以 沉积高 k 栅极介电层、金属栅极材料（TiAl/TaN 等），也可用于沉积 spacer 材料，定义栅极的侧壁，决定了 Fin 的宽度。根据 ASM，随着下一代逻辑 器件从 FinFET 向 GAA 工艺转变，每 10 万 wpm 芯片将增加 4 亿美元 ALD+EPI 设备用量。

在存储中，ALD 高深宽比沉积优势充分体现。由于高台阶覆盖率，ALD 也 非常适用于需要高深宽比沉积的 3D 存储器件制备。在 3D NAND 中，沉积 完多层栅极后，需要进行高深宽比通道孔刻蚀，在侧壁上填充多层材料，再 通过多次刻蚀形成 word line，刻蚀阶梯、形成 bit line 金属互联层。以一个 存储单元为例，ALD 共需沉积 6 层，分别为阻挡氧化层、隧道氧化层、Trap SiN、通道硅、基础硅层、及 word line 中的钨填充。随着堆叠层数增加，通 道深宽比提升，ALD 在极窄沟槽沉积的优势将被放大。在 DRAM 中，DRAM 基本单元主要由一个电容器和一个晶体管组成的 1T1C 结构，ALD 被用于 电容器制备中沉积 MIM 中的绝缘层（高 k 介质）及顶部和底部的金属电极 层（TIN 等）。除电容器外，ALD 也可用于制备 DRAM 晶体管中高质量的 栅极介质和金属栅极。此外，在 2D 向 3D DRAM 的发展中，适用于高深宽 比沉积及 high k 材料沉积的 ALD 需求提升是确定的。

芯片高集成下，2025 年半导体用 ALD 总市场规模有望达到 40~46 亿美元。 跟随先进制程逻辑和存储芯片逐渐走向三维，NAND 向 500 层以上迈进、 3D DRAM 逐步走向市场，先进逻辑也从 Fin-FET 转向 GAA，在小面积上 高集成的趋势将提升 ALD 的市场空间。2022 年，单片式 ALD 设备规模 26 亿美元，预计到 2025 年，市场规模有望达到 31~37 亿美元，22-25 年 CAGR 达到 4.5~9.2%。2022 年，全球多片式 ALD 设备规模为 8.3 亿美元，预计到 2025 年，多片式 ALD 设备规模将达到 9 亿美元。

国内 ALD 逐步推进，公司进展走在前列。目前，拓荆科技、北方华创、微 导纳米等公司均布局 ALD，但侧重点各不同。拓荆科技在介质薄膜领域具 备先发优势，北方华创同步布局介质原子层沉积（DALD）和金属原子层沉 积（金属原子层沉积）。微导纳米则重点布局 high k 材料等沉积。拓荆科技 率先实现 PEALD 的产业化突破，并于 2018 年取得销售，供货 ICRD，PEALD 系列可用于高/低温 SiO2、SiN 等多种介质薄膜的沉积，用于芯片填孔、侧 墙 spacer、衬垫层等工艺的应用。同时，公司加码 Thermal-ALD 的研发， 用于 28nm 以下制程，2023 年公司首台 Thermal-ALD（TS-300 Altair）设备 通过客户验证，取得了突破性进展，该设备主要用于沉积 Thermal-ALD 金 属化合物薄膜及 PECVD ADCⅡ薄膜。跟随公司 Thermal-ALD 获得突破， 公司在 ALD 上订单有望放量。2023 年，公司 ALD+SACVD 总收入达 2.5 亿，同比增长 105%，2024 年 ALD 在公司收入占比有望进一步提升。目前， 公司已通过募投在上海临港建设ALD 半导体先进工艺装备研发与产业化项 目预计 2024 年 12 月建成，项目完全建成后，将形成 400 台（套）ALD 产 能，助力公司高速成长。

5.3. 深沟槽沉积设备率先突破，短期有望快速放量

公司前瞻性布局深沟槽沉积设备，为 SACVD 唯一产业化企业。SACVD 设 备主要功能是在次常压环境下，通过对反应腔内气体压力和温度的精确控 制，将气相化学反应材料沉积在晶圆表面，SACVD 具有特有的高温（400- 550℃）、高压（30-600Torr）环境，具有快速优越的填孔能力，可用于实现 深宽比小于 7:1 的沟槽填充，主要为 TEOS、BPSG、SAF 等薄膜的沉积。 拓荆科技于 2019 年率先推出 SACVD，体现出优异的薄膜沉积技术研发能 力，于 2020 年实现对燕东微的销售，2021 年公司完成第二台 SACVD 销售， 用于 2.5D/3D 封装。公司是国内唯一 SACVD 产业化公司。据公开招标信息 统计，2019-2020 年长江存储、上海华力、无锡华虹以及上海积塔等 4 家厂 商 SACVD 设备招标数量中，拓荆科技合计占比约 25%。公司 2022 年以前 生产量远大于销售量，主要可能系大量产品验证导致，由于首台验证周期一 般均大于 1 年，公司 SACVD 产品有望逐步进入快车道。

HDPCVD 于 2023 年正式放量，2024 年预期将大幅提速。HDPCVD（高密 度等离子体化学气相沉积）能够在较低的沉积温度下产生比 PECVD 设备更 高等离子体密度和质量，可同时进行薄膜沉积和溅射，主要应用于深宽比小 于 5:1 的沟槽填充工艺。2023 年，公司首台 HDPCVD 设备（沉积 USG 薄 膜）通过客户验证，目前已获得多验证订单，可以沉积 SiO2、USG、FSG、 PSG 等介质材料薄膜。截至 2023 年末，公司 HDPCVD 产品已累计出货超 过 40 个反应腔，2024 年有望进一步提升。公司利用超募资金在沈阳浑南区 建设高端半导体设备产业化基地项目，项目预算 11 亿元，预计 2028 年可 投产，届时，公司 PECVD、SACVD、HDPCVD 产能将进一步提升。

6. 前瞻布局混合键合，打造第二个薄膜沉积市场

6.1. 混合键合是高集成堆叠最终方案，市场空间广阔

混合键合是实现高密度堆叠的核心路径。随着高性能运算带动的多颗芯片 垂直互联要求提升，传统的微凸点技术面临焊料电迁移、热迁移、桥连短路 等可靠性加剧的问题，不再满足堆叠尺寸极小、I/O 密度要求极高的堆叠需 求，混合键合（或称 Cu-Cu 直接键合）工艺应运而生。倒装键合工艺 pitch 尺寸在 50~100μm、热压键合工艺可将 pitch size 缩小到 20μm，而要进一 步缩小尺寸，则必须求助于混合键合工艺。混合键合的本质是，将铜/SiO2 打磨出极其光滑的表面，稍微施加压力或高温，在范德华力的作用下，就可 以实现永久键合。由于 Cu-Cu、SiO2-SiO2、Cu-SiO2 界面间都可以同时键合， 因此称为混合键合。该技术的关键点在低粗糙度的磨平方法、高精度的对准 方法、晶圆翘曲的控制方法和铜焊盘凹陷的控制方法等。为了增强表面结合 力，需要增加等离子活化等工序，再通过高精度倒装热压，实现多界面间的 混合键合。混合键合的核心要素有三：高洁净度（nm 级控制）、高平整度及 粘合强度，因此需要先进的前端设备及更贵的洁净室。可以看出，混合键合 更类似于前道工艺，而非后道封装工艺。

W2W 趋近成熟，D2W 正崛起。混合键合工艺混合键合可分为 Wafer to Wafer 及 Die to Wafer 两类。前者主要应用于 3D NAND、CIS 等 Wafer 间堆叠， 对准精度要求极高，偏移量在小百 nm 以内，目前已实现量产。典型代表如长存 3D NAND X-stacking 架构，先在 CMOS 外围电路和 NAND 存储阵列 两片晶圆上完成独立的制造工艺，再通过混合键合的方式进行两片晶圆的 链接。目前 EVG 约占据 W2W 混合键合 82%市场，其次为 TEL 公司。EVG 单台设备价值量约为 500~800 万欧元/台。Die to Wafer 则主要应用于芯片异 构集成，例如 SoIC、未来 HBM4 堆叠等，对准精度要求一致，但对机台速 率及清洁度提出更高要求。当前，D2W 尚未十分成熟，BEIS 凭借其机台优 异良率，基本成为该领域核心玩家。台积电 SoIC 平台即基于此工艺，AMD 2023 年发布的 AI 芯片 MI300 系列产品即搭配 SoIC 和 CoWoS 封装，实现 12 颗晶粒的 chiplet 堆叠。苹果 M5 系列芯片也计划采用台积电 SolC 封装 技术。为满足客户需求，台积电持续扩产，2023 年底 SoIC 月产能 2000 片， 目标 2024 年底 6000 片/月，2025 年有望提升至 1.4~1.45 万片/月。当前， Besi 设备可以实现 10μm 以下的连接点间距、0.5-0.1μm 的对准精度，以 及 1w~100w 连接点/mm2 的连接密度。单台设备价值量也迅速提升，以 Besi 为例，同系列倒装用固晶机单价大约 50 万美元/台，而混合键合设备单价将 提升至 150~250 万美元。

受 AI 算力拉动，混合键合空间广阔。当前，混合键合设备尚处于产品导入 期，在图像传感器、逻辑芯片和存储器领域初步实现产业化。三星将在 XCube、Saint 平台上均将采用混合键合，分别用于内存-内存、逻辑芯片-存储 芯片/逻辑芯片的堆叠，英特尔则将把其应用在 Foveros 上，有望在 2024 年 率先实现逻辑芯片与互连器之间的混合键合技术。此外，海力士也可能率先 使用混合键合至其 HBM4 芯片上。混合键合核心应用主要为：逻辑端，SoIC 3D chiplet 堆叠、SRAM+Logic 堆叠及 GAA 背面供电；存储端，3D NAND （W2W）、HBM（>16 层，D2W）、3D DRAM 等；及背照式 CMOS 图像传 感器。根据 Yole 预测，当前虽然还没有 HBM 应用混合键合，随着堆叠层 数增加、集成度要求更高，2028 年混合键合工艺预计将占据 HBM 所用工 艺的 36%。根据 Besi 预测，中性假设下，2030 年对混合键合系统需求将达 到 1400 台，以 200 万欧元测算，设备市场累计总空间为 28 亿欧元。根据 Yole 测算，2027 年 W2W 和 D2W 混合键合设备市场空间预计达到 5 亿/2.3 亿美元。混合键合已成为全球半导体设备厂重点布局方向，包括 AMAT、 ASMPT、Shibaura、TEL、SUSS 等纷纷入局，国内大陆公司包括拓荆科技、 华卓精科等。

6.2. 公司为混合键合领军者，有望打开业绩空间

公司率先布局混合键合，市场空间广阔。公司混合键合系列产品包括晶圆 对晶圆键合（Wafer to Wafer Bonding）产品和芯片对晶圆键合表面预处理 （Die to Wafer Bonding Preparation and Activation）产品。目前公司首台晶圆 对晶圆键合产品 Dione 300 顺利通过客户验证，并获得复购订单，复购的设 备再次通过验证，实现了产业化应用，成为国产首台应用于量产的混合键合设备，目前该设备的性能和产能指标均已达到国际领先水平。公司推出的芯 片对晶圆混合键合前表面预处理产品 Propus 通过客户端验证，实现了产业 化应用，成为国产首台应用于量产的同类型产品。2023 年公司混合键合设 备营业收入达 0.64 亿元，毛利润达到 0.33 亿元，对应毛利率为 51.6%。目 前公司在研应用于三维集成领域的系列产品研发与产业化项目已实现产业 化应用，并持续拓展产品及应用，技术和水平达到国际同类设备水平。当前， 公司主要产品集中于 W2W 设备，跟随 25 年后高性能计算（eg. 3D chiplet） 及高性能存储（eg. HBM）放量，公司有望迎来广阔空间。

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