2025年拓荆科技研究报告：薄膜沉积设备国内领军者，混合键合设备第二成长曲线

1、薄膜沉积设备国产替代龙头，产品矩阵持续丰富

薄膜沉积设备国产替代龙头

薄膜沉积设备国内领跑者，前瞻布局混合键合设备。2010年公司成立，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，2016年公司首台12英寸ALD出厂到客户端，2019年公司SACVD研制成功并出厂到客户端，2022年公司Hybrid Bonding设备出厂，同年公司成功登陆科创板。公司成立至今聚焦薄膜沉积设备，现已形成PECVD、ALD、SACVD及HDPCVD为主的薄膜设备系列产品，近年积极发力混合键合设备，下游涉及集成电路晶圆制造、TSV封装、MEMS、Micro-LED和Micro-OLED等领域。

公司股权较为分散，并无控股股东和实际控制人，根据公司2024年三季报，公司前三大股东为国家集成电路产业投资基金、国投（上海）和中微公司，分别持股19.77%、13.61%、7.37%，沈阳信息产业创业投资管理有限公司和中科仪分别持股1.67%、1.54%。根据公司2024中报，公司全资子公司拓荆北京、拓荆上海、拓荆创益及参股子公司拓荆键科主要从事半导体专用设备的研发及生产，主要经营地址分别为北京、上海、沈阳及浙江，全资子公司岩泉科技主要从事对外投资活动。

管理层产业经验丰富，长期发展核心竞争力。公司创始团队以海归专家为核心，多位高管产业经验丰富，保障核心竞争力。董事长吕光泉是美国加州大学圣地亚哥分校博士，曾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，历任副研究员、工程技术副总裁等职。核心技术人员姜谦是美国布兰迪斯大学博士，曾先后任职于麻省理工学院、英特尔、美国诺发、欣欣科技（沈阳）有限公司，历任研究员、研发副总裁、执行董事等职位。

PECVD快速放量，产品矩阵持续丰富

PECVD收入持续快速增长，多类新品加速放量。受益于近年国内晶圆厂扩产及设备国产替代，公司主打产品PECVD设备收入持续快速增长，同时持续丰富产品矩阵，2019-2023年公司营收CAGR达81.14%，2021年公司实现扭亏，2021-2023年公司归母净利润CAGR达211.03%。2024Q1-3公司营收22.78亿元，同比增长33.79%，主要系公司多款基于新型设备平台（PF-300M和PF-300T Plus）及新型反应腔（Supra-D）开发的工艺设备实现收入确认；归母净利润2.71亿元，同比增长0.10%，原因一，公司新产品及新工艺的收入占比大幅提升，新产品及新工艺在客户验证过程成本较高，毛利率阶段性下降，原因二，公司研发投入同比显著增长。2023年公司实现收入27.05亿元，其中薄膜沉积设备、混合键合设备收入占比为95.02%、2.38%，PECVD设备收入占比为85.80%。

毛利率阶段承压，持续加大研发投入。2018-2020年公司规模效应尚不明显，综合毛利率稳步提升；随着公司技术水平、产品先进性及市场地位提高，规模效应逐渐显现，2021-2023年公司综合毛利率持续快速提升，2023年达51.01%；2024Q1-3公司综合毛利率为43.59%，同比下滑6.76pct，主要系新产品及新工艺收入占比大幅提升，前期客户验证成本较高。分产品中，2021年PECVD毛利率为42.64%、同比提升7.15pct，主要系公司销售的PF-300T设备包括部分先进制程产品，市场价格较高所致；2021年SACVD毛利率为62.99%，主要系公司完成第二台SACVD设备销售，该设备可用于2.5D/3D先进封装领域；2020年ALD毛利率为87.09%，主要系设备反应腔升级、成本较低。2019-2023年公司净利率持续提升，2023年达25.54%。

2、受益于晶圆扩产及工艺升级，薄膜沉积设备空间广阔

芯片制造核心设备，薄膜沉积设备空间广阔

各类薄膜沉积技术特征各异，并存发展。薄膜沉积是指在基底上沉积特定材料形成薄膜，使之具有光学、电学等方面的特殊性能，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）设备等，三类技术特征各异，存在各自优势领域。以半导体应用为例，芯片制造过程涉及数十乃至百余种不同要求的薄膜材料，各类电性能、机械性能不同的薄膜构成了芯片3D结构体中不同的功能，PVD、CVD及ALD等不同薄膜技术适用于不同工艺节点对膜质量、厚度及孔隙沟槽填充能力等不同要求，未来有望继续并存发展。

芯片制造核心设备，薄膜沉积需求受益于先进工艺发展。刻蚀设备、薄膜沉积设备及光刻设备是芯片制造三大核心设备，决定了芯片制造工艺的先进程度。随着集成电路先进工艺的持续发展，芯片内部立体结构日趋复杂，所需薄膜层数越来越多，对绝缘介质薄膜、导电金属薄膜的材料种类和性能参数不断提出新要求。薄膜沉积设备的发展支撑集成电路制造工艺向更小制程发展，对于90nm COMOS工艺，大约需要40道薄膜沉积工序；对于3nm FinFET工艺，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μm级提高到nm级。

国内半导体设备需求旺盛。根据SEMI数据显示，受益于AI推动下DRAM和HBM的大量投资以及中国持续强劲的设备支出，2024年全球半导体设备销售额预计为1090亿美元，同比增长3.4%，或创下行业纪录，其中晶圆厂设备销售额预计为980亿美元，同比增长2.8%。受益于先进逻辑和内存应用的需求增长，2025年全球半导体设备销售额预计约为1280亿美元，同比增长约17.4%，其中晶圆厂设备销售额预计为1130亿美元，同比增长14.7%。根据SEMI《300mm晶圆厂2027年展望报告》（2024年3月发布），在政府激励措施和芯片国产化政策的推动下，中国大陆未来四年（2024-2027年）保持每年300亿美元以上的投资规模，继续引领全球晶圆厂设备支出。

海外设备商主导全球市场，薄膜沉积设备国产替代空间广阔

全球薄膜沉积设备行业集中度较高，AMAT、LAM、TEL、ASMI等海外设备商主导全球市场。根据智研瞻产业研究院数据，对于CVD，2019年AMAT/Lam/TEL全球市占率分别为30%/21%/19%；对于PVD，2019年AMAT全球市占率为85%；对于ALD，2019年TEL/ASM全球市占率分别为31%/29%。

国内设备商各有所长，薄膜沉积设备持续国产化。国内半导体薄膜沉积设备主要供应商包括拓荆科技、北方华创、中微公司和微导纳米，拓荆科技现已形成PECVD、ALD、SACVD、HDPCVD及超高深宽比沟槽填充CVD等薄膜设备产品系列；北方华创是国内PVD设备先行者，同时布局DCVD（PECVD/SACVD/DALD等）和MCVD（LPCVD/MOCVD/MALD等）两大系列产品；中微公司钨系列薄膜沉积产品可覆盖存储器件所有钨应用，现已完成多个逻辑和存储客户对CVD/HAR/ALD W钨设备的样品验证；微导纳米半导体ALD、CVD现已取得批量重复订单。

品类完善+产能扩充，薄膜沉积业务成长动力充沛

客户结构优质，持续扩充高端产能。公司设备性能优异，2024H1平均机台稳定时间（Uptime）超过90%（达到国际同类设备水平），公司设备已广泛应用于中芯国际、华虹集团、长江存储、长鑫存储、厦门联芯、燕东微电子等国内主流晶圆厂产线，截至2024H1末，公司累计出货超过1940个反应腔（包括超过130个新型反应腔pX和Supra-D），进入超过70条生产线，预计2024年全年出货超过1000个反应腔。公司持续扩充高端产能，为持续稳健增长奠定坚实基础。

3、前瞻布局混合键合设备，开启第二增长曲线

后摩尔时代，混合键合前景广阔

混合键合是无凸点高密度互联技术。混合键合是指在一个键合步骤同时键合电介质和金属键合焊盘，属于无凸点永久键合的高密度互连技术，相比传统C4焊点和微凸点技术，主要优点包括，1）芯片间无凸点互连，降低寄生电感和信号延迟；2）芯片间超细间距互连，大幅增加通道数量；3）超薄芯片制备，大幅降低芯片厚度和重量；4）键合可靠性提高，大幅提升截面键合强度。

W2W/D2W分别对于小尺寸/大尺寸芯片具有成本优势。混合键合可按键合方式分为晶圆到晶圆（W2W）和芯片到晶圆（D2W）键合；W2W将两个加工好的晶圆直接键合，流程相对简洁，目前是主要的混合键合方式；D2W先筛选出KGD，再单独键合至基础晶圆上，或者先重构到载体晶圆，然后再整体键合到基础晶圆。 W2W：优点包括，1）对准精度高，可实现非常小的互连间距；2）批量工艺，产量较大。不足包括，1）顶部和底部晶圆的尺寸需要相同，工艺灵活性有限；2）无法通过晶圆筛选甄别KGD，通常适用于高良率晶圆，一般对应小尺寸芯片，随着芯片尺寸增加，W2W的成本曲线变得较为陡峭。 D2W：优点包括，1）顶部和底部芯片的尺寸较为灵活；2）对于大尺寸芯片具有成本优势。不足包括，1）键合步骤较多，将会引入更多颗粒污染，对准误差概率增加；2）产量不高。

混合键合现处于起步阶段，有望在HBM4上开始应用。虽然一些芯片制造商采用了混合键合，但目前工艺成本太高，无法大规模使用，混合键合对设备精度、工艺环境及表面质量等方面提出较高要求。根据半导体产业纵横公众号，混合键合首先商用应用于CIS，也在3D NAND领域进入商业量产阶段。HBM有望成为混合键合未来重要市场，根据《MemoryandProcessors for Chiplet Designs》（Yole，2022/10/17），随着存储带宽、功率效率等要求提升，以及堆叠带来的减薄需求，HBM制造商预计将在HBM4上开始应用混合键合工艺。

混合键合设备国内领先，优先受益于HBM扩产

公司前瞻布局混合键合，打开长期发展空间。公司混合键合系列产品包括晶圆对晶圆键合产品、芯片对晶圆键合表面预处理产品以及键合套刻精度量测产品；2023年，公司晶圆对晶圆键合产品（Dione 300）通过客户验证，实现产业化应用，是国内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；公司芯片对晶圆键合表面预处理产品（Propus）也通过客户验证，是国产首台应用于量产的同类型产品。2024年12月2日美国BIS宣布新规，将HBM纳入严格管控，国内HBM有望加速扩产，叠加HBM产品持续迭代，公司混合键合设备成长前景广阔。

报告节选：

编辑：火腿肠