2025年盛美上海研究报告:清洗和电镀设备国内龙头,平台化+差异化打开天花板
- 来源:东方证券
- 发布时间:2025/07/08
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盛美上海研究报告:清洗和电镀设备国内龙头,平台化+差异化打开天花板。国内半导体清洗和电镀设备龙头,业绩增长稳定。盛美上海是国内半导体设备领军企业之一,经过多年持续的研发投入和技术积累,产品覆盖前道半导体工艺设备、后道先进封装工艺设备以及硅材料衬底制造工艺设备等,在清洗设备领域取得国内领先地位。公司持续以差异化技术创新为驱动,以全球化布局为支撑,坚定推进长期发展战略,业务布局和营收规模持续扩张,公司预计2025年营收将在65亿至71亿之间,即同比增长约16%到26%之间。半导体设备迭代升级已成产业发展重要驱动力,高端设备国产化突破是关键。据SEMI统计数据,2024年全球半导体设备总支出为117...
1 半导体设备领域龙头,业绩增长持续强劲
1.1 半导体设备多领域布局,产业经验积累深厚
盛美半导体设备(上海)股份有限公司(以下简称“盛美上海”)成立于 2005年,是具备世界先 进技术的半导体设备制造商。盛美上海集研发、设计、制造、销售于一体,致力于为全球集成电 路行业提供领先的设备及工艺解决方案,坚持差异化国际竞争和原始创新的发展战略,通过自主 研发,建立了较为完善的知识产权体系,为全球客户提供高端半导体设备。 国内半导体清洗设备领域的龙头企业,业务布局逐步拓展。公司控股股东美国 ACMR 于 1998 年 在硅谷成立,主要从事半导体专用设备的研发工作。2005 年,美国 ACMR 在上海投资设立了公 司的前身盛美有限,并将其前期研发形成的半导体专用设备相关技术使用权投入盛美有限,之后 以公司为主体继续开展持续的研发和技术积累工作;2016 年,公司启动纳斯达克上市计划; 2019 年,盛美临港项目启动,并成功改制成股份公司; 2021 年 11 月 18 日,公司完成科创板上 市。公司上市后陆续推出新型化合物半导体设备系列、ALD 立式炉、Track、PECVD 等设备。公 司作为中国大陆较早进入半导体清洗设备和半导体电镀设备领域的企业,通过长期的研发和技术 积累,形成了一系列具有独立知识产权的核心技术,在与国内企业的竞争中形成了较强的先发优 势,逐渐成为国内半导体清洗设备领域的龙头企业;2024 年,公司及控股子公司共申请专利 311 项,比上年增长了 89.63%。
公司战略布局大致可分为三个阶段: 第一阶段(2021年以前):产品较为单一,以清洗设备为主,以将清洗设备推向市场为主要目标。 在公司规模较小,人力、技术、资金等研发资源相对有限的情况下,公司通过十余年的时间,进 行清洗设备、电镀设备的工艺和技术的稳定性等方面的研发,逐步对设备的工艺技术和功能模块 进行研发和改进,基本未形成样机。 第二阶段(2021 年至 2024 年):产品线拓展探索阶段,在清洗设备、电镀设备取得一定市场占 有率基础上,结合上市后的资金实力以及客户资源,逐步开展了立式炉管设备、涂胶显影 Track设备、PECVD 设备等领域的研发。公司坚持差异化竞争和原始创新是提升产品市场竞争力的有 效途径,因此本阶段在新赛道新设备上的研发以基础型号为主,公司采用边摸索、边研究、边发 展的模式,形成少量的样机。 第三阶段(2024年之后):平台化发展新阶段,公司实行产品平台化战略,针对多客户、多管线 产品需求、多种下游应用类型推出新产品。公司始终坚持差异化国际竞争和原始创新的发展战略, 提升产品市场竞争力。本阶段公司围绕“清洗+电镀+先进封装湿法+立式炉管+涂胶显影+PECVD” 的六大系列产品进行新产品研发及迭代研发,加快研发成果的产业化,同时、快速开展超高温单 片 SPM 清洗设备、先进封装湿法系列设备、 off line 涂胶显影设备、i-line、KrF 涂胶显影设备等 多个子项目样机研究和升级迭代,推进设备验证进度,保证新产品快速实现在客户产线上线量产。 清洗设备为支撑,业务布局逐步拓展。公司主要产品有单晶圆及槽式湿法清洗设备、电镀设备、 无应力抛光设备、立式炉管设备、前道涂胶显影设备及PECVD设备、前道涂胶显影Track设备、 等离子体增强化学气相沉积 PECVD 设备等。公司三大业务整体稳定,历年略有微小变化,半导 体清洗设备、其他半导体设备(电镀、立式炉管、无应力抛铜等设备)、先进封装湿法设备及其 他,分别占 2024 年公司营收的 72%、20%和 8%。半导体清洗设备业务是公司的核心业务。其他 半导体设备(电镀、立式炉管、无应力抛铜等设备)、先进封装设备业务稳步发展,其营业收入 自 2022 年到 2024 年稳步增长,有望成为公司未来营收的重要驱动业务。

股权结构集中,董事长 HUI WANG 为实际控制人。公司股权结构较为集中,截至 2025 年 3 月 31 日,美国 ACMR 系发行人第一大股东,持股比例为 81.06%,为发行人的控股股东,HUI WANG 也即董事长王晖持有 ACMR 19.38%股权,也是盛美上海的实际控制人,股权结构稳定。 实控人 David H.WANG 博士同时为研发团队核心。董事长 HUI WANG 于 1978 年考入清华大学 精密仪器系,1984 年赴日本大阪大学主攻半导体设备及工艺的工学硕士及博士。毕业后先入美国 辛辛那提大学电机系纳米实验室从事博士后研究,后在美国硅谷从事半导体设备及工艺研发工作。 1998 年,在硅谷创办 ACM Research,发明多阳极局部电镀铜、无应力铜抛光技术及工艺。2006 年,带队归国二次创业。创始人兼实控人领导核心技术研发,为公司核心技术持续保持行业竞争 力提供了坚实保障。
1.2 公司业绩持续高增,盈利能力提升
公司营收高速增长,25Q1 利润大增。近年来,公司业绩增长迅速,随着公司新设备研发成功和 新客户的不断开拓,以及国内半导体设备需求的不断增加,公司 2024 年实现营业收入 56.2 亿元, 同比增长 49%,2020-2024 年复合增长率达 54%;公司盈利能力较强,22-24 年毛利率均为 50% 左右,净利率均超过 20%,2024 年公司实现归母净利润 11.5 亿元,同比增长 27%,2020-2024 年复合增长率达 56%。25 年第一季度,公司销售交货及调试验收工作高效推进,实现营业收入 13.1 亿元,同比增长 42%,归母净利润达 2.46 亿元,同比大增 207%,随着产品技术水平和性能 持续提升,盈利能力持续提升。
技术提供发展动力,研发保持投入力度。公司重视研发,公司研发费用从 2020 年的 1.41 亿元增 至 2024 年的 7.29 亿元,与产品布局开拓和平台化发展战略相适应,为公司持续提供发展动力。 期间费用率方面,公司销售费用率呈现逐年下降的趋势,而管理费用率则波动较大,2024 年由于 因业务规模扩大产生的管理需求,聘用的管理人员数量增加等因素,公司管理费用率小幅增长约 0.19 pct。
公司市场口碑良好,客户资源丰富。公司凭借差异化的技术和丰富的产品线,已发展成为中国大 陆少数具有一定国际竞争力的半导体设备供应商,产品得到众多国内外主流半导体厂商的认可, 并取得良好的市场口碑。在客户资源方面,公司先后与多家国内外半导体行业龙头企业形成了较 为稳定的合作关系。公司清洗设备主要客户有海力士、长江存储、中芯国际等;先进封装湿法设 备主要客户有中芯长电、Nepes、华进半导体、长电科技等;电镀及炉管设备主要客户有华虹集 团、中国科学院深圳先进技术研究院等。
供应链风险较低,持续开拓市场头部客户依赖性下降。盛美上海具有多个供应商来源,近年来公 司前五大供应商采购总额占比保持在 30%以下,上游原材料采购来源较为分散,供应链风险相对 较小,有利于公司未来的持续发展。近年来公司前五大客户营业收入占比整体呈下降趋势,主要原因是公司在新客户拓展和新市场开发方面取得了显著成效,降低了对下游龙头企业的依赖度, 有利于提升整体业绩表现和市场竞争力。
1.3 研发团队经验丰富,三大业务稳步发展
三大业务板块、六大系列产品持续布局开拓。公司拥有三大业务条线,包括半导体清洗设备、半 导体电镀设备和其他立式炉管设备、先进封装湿法设备及其他。通过持续的研发投入和长期的技 术、工艺积累,公司建立了半导体清洗设备和半导体电镀设备的国产龙头地位,具有可以与全球 第一梯队半导体设备供应商竞争的能力;研发的立式炉管设备可用于 12 英寸晶圆生产线,主要实 现不同类型的薄膜在晶圆表面的沉积工艺,现已完成三大类炉管产品包括常压、低压、原子层炉 管的布局;在先进封装行业的产品领域已覆盖全部单片湿法设备,产品先后进入长电科技、中国 科学院微电子研究所等封装企业生产线及科研机构。
立足自研清洗设备,筑牢技术壁垒。清洗设备作为公司核心业务,在长期发展中积累了较强的技 术优势,公司先后成功研发出全球首创的 SAPS、TEBO 兆声波清洗技术和 Tahoe 单片槽式组合 清洗技术。TEBO 清洗设备可适用于 28nm 及以下的图形晶圆清洗,在器件结构从 2D 转换为 3D的技术转移中,可应用于更为精细的具有 3D 结构的 FinFET、DRAM 和新兴 3D NAND 等产品, 以及未来新型纳米器件和量子器件等,在提高客户产品良率方面发挥越来越重要的作用,在有效 解决刻蚀后有机沾污和颗粒的清洗难题的同时,大幅减少浓硫酸等化学试剂的使用量,并满足节 能减排的要求。 核心技术综合发展,目前已形成六大类业务版图。公司的核心技术均为自主研发取得,主要应用 于半导体清洗设备、无应力抛光设备和电镀铜设备,近年来成功将立式炉管 ALD 设备推向中国两 家关键客户;首台具有自主知识产权的涂胶显影 Track 设备 Ultra LITH 成功出机;顺利向中国客 户交付前道 ArF 工艺涂胶显影 Track 设备;着手研发 KrF 设备及浸润式 ArF 设备;首次推出等离 子体增强化学气相沉积 PECVD 设备,支持逻辑和存储芯片制造;基于 Ultra PmaxTM PECVD 设 备平台基础上,在 2024 年公司推出了升级版本的 Ultra Pmax+TM PECVD 设备平台,具备晶圆在 腔体内公转的特性,同时大大缩小了设备的占地面积,以及大大提高了设备的 WPH,针对工艺 中沉积较薄的薄膜具备较大的优势。公司目前已形成“清洗+电镀+先进封装湿法+立式炉管+涂胶 显影+PECVD”的六大类业务版图,支撑公司可服务市场翻倍,未来将积极拓展生产线和市场, 持续全方位布局半导体设备制造行业。

持续研发投入,积累了大量技术成果。截至 2024 年底,公司及控股子公司拥有已获授予专利权 的主要专利 470 项,其中境内授权专利 176 项,境外授权专利 294 项,发明专利共计 468 项。伴 随着近年研发成果与产业的深度融合,公司连续多年被评为“中国半导体设备五强企业”,曾入 选首批上海市科学技术委员会颁发的企业重点实验室,SAPS 兆声波清洗技术荣获 2020 年上海市 科技进步一等奖。此外,公司被评为国家“专精特新”企业。 以王晖博士为核心,公司管理层多具有技术背景。总经理王坚成功研发无应力铜抛光和电化学镀 铜技术,参与申请发明专利 100 余项,负责多项重大科研项目;副总经理陈福平参与并成功研发 先进封装湿法设备、SAPS 单片清洗设备、TEBO 单片清洗设备、Tahoe 单片槽式组合清洗设备、 全自动槽式清洗设备,期间发表学术论文 5 篇,参与申请发明专利 100 余项。公司核心技术研发 团队稳定,具有较强的技术研发团队优势。
研发人员经验丰富,整体学历较高。盛美上海重视人才的培养和研发团队的建设,并建立了完善 的人才培养机制,形成了一支具有国际竞争力的核心技术团队,核心技术人员均具备扎实的差异 化创新技术实力及丰富的行业经验。截至 2024 年底,公司共有研发人员 931 名,本科及以上学 历 858 人,占研发人员总数的比例为 92.2%,整体学历程度较高。
注重股权激励,促进长远发展。公司高度重视员工股权激励,于 2019 年开展了股票期权激励计 划,共授予董事、高级管理人员、核心技术人员等 84 名激励对象,共计 538 万股股票,体现了公 司对人才的重视,充分调动了员工积极性。科创板上市后,公司于2023年开展了限制性股票激励 计划,相比 2019 年, 2023 年推出的股权激励计划的规模更大,人员覆盖范围更广,共授予董事、 高级管理人员、核心技术人员等 515 名激励对象,共计 1331 万股股票。公司将充分调动核心技 术人员和管理骨干的工作积极性,创造更高业绩成就。
2. 半导体设备行业:多重驱动加持,半导体清洗设备 前景广阔
2.1 半导体设备是半导体产业链的上游核心
半导体设备是半导体产业链的上游核心。半导体设备在芯片制造中发挥着重要作用,是半导体制 造的基石和行业基础。在 IC 制造环节,晶圆制造包括硅片制造和晶圆加工,其中前者包括拉单晶、 晶体加工、切片、研磨、倒角、抛光等一系列步骤,后者包括氧化、涂胶、光刻等一系列步骤、 半导体设备就在这些相应的步骤中被使用。在 IC 制造环节后,内嵌集成电路尚未切割的晶圆片会 进入 IC 封测环节,包括磨片、切割、贴片等一系列步骤,在各步骤中需使用相对应的半导体封装 和测试设备,最终得到芯片成品。 公司半导体设备采取平台化布局,覆盖众多半导体制造环节。2024 年,盛美上海清洗设备营收约 为 40.6 亿元,营收占比约 72.2%,清洗设备主要应用于集成电路制造和先进封装领域,电镀及立 式炉管等其他半导体设备营收约为 11.4 亿元,营收占比约 20.2%,电镀设备主要用于前道铜互连 工艺和先进封装领域,立式炉管设备主要用于前道半导体制造中的薄膜沉积、氧化和退火等工艺, 先进封装湿法设备则主要用于后道先进封装中的湿法工艺,包括清洗、涂胶、显影、湿法去胶和 湿法刻蚀等。
全球晶圆产能持续增长,新建多座晶圆厂。全球晶圆产能继续保持增长,中国 2025 年晶圆产能 预计将以 14%的增长率居全球之冠。SEMI 报告显示,继 2024 年以 6%增长率至每月 2960 万片 晶圆之后,全球半导体产能预计 2025 年将增长 7%,预计到 2025 年全球每月的晶圆产能将达到 3360 万片。在政府和其他激励措施推动下,预期中国大陆地区将扩大在全球半导体产能中的占比,每月产能预计将从 24 年的 885 万片增长至 25 年的 1010 万片 8 英寸晶圆约当量。预计 2025 年全 球范围内将有 18 个新的晶圆厂项目开始建设,其中 15 座为 12 英寸晶圆厂,3 座为 8 英寸晶圆 厂,中国大陆地区将计划建设 3 个项目。
全球半导体设备市场反弹创历史新高,成长型行业需求乐观。半导体是周期型行业,更是成长型 行业,技术升级、产品创新是半导体需求提升的直接驱动因素,在以 5G、物联网、智能汽车、云 计算、大数据、医疗电子和安防电子等为主的新兴应用领域强劲需求的带动下,中长期需求乐观。 根据国际半导体产业协会(SEMI)数据,2024 年全球半导体制造设备销售额达 1171 亿美元,较 2023 年的 1063 亿美元增长 10%。这一增长主要受前端和后端设备市场同步复苏推动,其中中国 大陆以 35%的同比增速成为最大驱动力;SEMI 此前还预计 2025 年全球半导体设备市场总规模将 超过 1270 亿美元。
中国半导体设备市场全球最大,且保持高增长。中国大陆是全球最大的半导体设备市场,且保持 最快增速,占全球市场的比重持续提升,未来也有望呈现持续提升之势。半导体产业向中国大陆 扩散,设计、制造、设备等环节国产化配套空间广阔。纵观全球半导体产业的发展历程,经历了 由美国向日本、向韩国和中国台湾地区及中国大陆的几轮产业转移。目前中国大陆正处于智能电 动汽车、物联网、人工智能等行业快速崛起的进程中,已成为全球最重要的半导体应用和消费市 场,全球半导体产业向中国大陆转移的趋势逐渐加强。根据 SEMI 报告显示,2024 年中国大陆以35%的同比增速成为全球半导体设备市场增长的最大驱动力,销售额达 496 亿美元,中国大陆占 全球市场的比重从 23 年的 34%提升至 42%,持续保持全球最大的半导体设备市场的定位。

2.2 下游厂商扩产+芯片技艺进步提振需求,半导体清洗设备 高景气持续
半导体清洗设备是贯穿半导体产业链的重要环节,清洗工序的技术要求是影响芯片成品率、品质 及可靠性最重要的因素之一。半导体清洗是指针对不同的工艺需求对晶圆表面进行无损伤清洗以 去除半导体制造过程中的颗粒、自然氧化层、金属污染等杂质的工序,避免杂质影响成品质量和 下游产品性能。现阶段,芯片技术节点不断提升,从 55nm、40nm、28nm 至 14nm、7nm 及以 下,对晶圆表面污染物的控制要求越来越高,往往光刻、刻蚀、沉积等重复性工序前后都需要一 步清洗工序,当前清洗步骤数量约占所有芯片制造工序步骤的 30%以上,是所有芯片制造工艺步 骤中占比最大的工序。据观研天下统计,半导体清洗设备约占晶圆制造设备总投入的 7%。随着 技术节点的继续进步,清洗工序的数量和重要性将继续随之提升,在实现相同芯片制造产能的情 况下,对清洗设备的需求量也将相应增加。
湿法清洗是当前主流的清洗技术路线。根据清洗介质的不同,半导体清洗技术可以分为湿法清洗 和干法清洗两种。目前湿法清洗为主流的清洗技术,占总清洗步骤的 90%以上。湿法清洗是根据 不同的工艺需求,主要是通过去离子水、清洗剂等对晶圆表面进行无损伤清洗,以去除晶圆制造 过程中的杂质。湿法清洗包括溶液浸泡法、机械刷洗法、二流体清洗、超声波清洗、兆声波清洗、 批式旋转喷淋法六种方法,主要清洗介质为化学药液、去离子水等。 干法清洗是指不使用化学溶剂,采用气态的氢氟酸刻蚀不规则分布的有结构的晶圆二氧化硅层, 虽然具有对不同薄膜有高选择比的优点,但可清洗污染物比较单一,目前主要在 28nm 及以下技 术节点的逻辑产品和存储产品有应用。干法清洗包括等离子清洗、气相清洗和束流清洗三种方法, 主要清洗介质为氧气等离子体、化学试剂的气相等效物等。
在湿法清洗工艺路线下,单片清洗设备为主流。目前主流的湿法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,其中单片清洗设备市场份额占比最 高。设备选择主要与可清洗颗粒大小、金属污染、腐蚀均一性以及干燥技术等技术标准相关。在集成电路制造的先进工艺中,单片清洗也已逐步取代槽式清洗成为主流。首先,单片清洗能够在 整个制造周期提供更好的工艺控制,改善了单个晶圆和不同晶圆间的均匀性,提高了产品良率; 其次,更大尺寸的晶圆和更先进的工艺对于杂质更敏感,槽式清洗出现交叉污染的影响会更大, 进而危及整批晶圆的良率,会带来高成本的芯片返工支出。此外,单片槽式组合清洗技术的出现, 可以综合单片清洗和槽式清洗的优点,在提高清洗能力及效率的同时,减少硫酸的使用量,帮助 客户降低成本。
下游晶圆厂扩产叠加技术进步提振需求,半导体清洗设备市场规模未来稳步增长。随着下游晶圆 厂扩产,叠加芯片技术节点进步,清洗工序的数量提升,在实现相同芯片制造产能的情况下,对 清洗设备的需求量相应增加;同时,芯片结构的复杂化提升清洗难度,进一步推升了清洗设备的 单机价值,全球半导体清洗设备市场规模在下游需求提振下将稳步提升。根据观研天下统计数据, 2023 年受全球半导体行业景气度下行的影响,全球半导体清洗设备市场规模有所下降,2024 年 以来全球半导体清洗设备行业景气度上行,预计 2025 年全球市场规模可达到 69 亿美元。
2.3 自主可控政策大力支持,清洗设备行业持续向好
公司积极调整项目布局,应对美制裁政策影响。盛美上海早期在韩国组建了专业的研发团队,依 靠韩国在机械电子领域的技术人才,与中国大陆的研发团队取长补短。近期,受美国新一轮实体 清单影响,盛美上海终止在韩国的资产投资。公司董事会及监事会审议通过同意终止超募资金投 资项目“盛美韩国半导体设备研发与制造中心”,并将该项目拟投入的募集资金 2.45 亿元,变更投 入至 IPO 募投项目“盛美半导体设备研发与制造中心”。 上海地区拥有中国大陆最完整的集成电路产业布局,浦东集成电路产业已覆盖设计、制造、封测、 装备、材料等各个环节,为公司提供良好的产业集群环境。近年来,上海市政府陆续发布了《上 海市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》《新时期促进上海市集 成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》等一系列产业规划及政策,从人才、企业培育、 投融资、研发和应用、行业管理等方面给予集成电路生产、装备、材料等领域一系列支持,并将 研制具有国际一流水平的刻蚀机、清洗机、离子注入机等半导体设备列入了发展重点。
2.4 先进封装增长动力持久,相应设备需求快速增长
在摩尔定律放缓的时代,先进封装通过改变连接距离和连接方式,不断刷新芯片的性能。先进封 装主要包括倒装(Flip Chip),凸块(Bumping),晶圆级封装(Wafer level package),2.5D 封装(interposer,RDL 等),3D 封装(TSV)等封装技术,在提高芯片集成度、缩短芯片距离、 加快芯片间电气连接速度、性能优化的过程中扮演重要角色。其中,2.5D 封装将芯片并排放置在 中介层(Interposer)顶部,通过芯片的微凸块(uBump)和中介层中的布线实现互连;3D 封装 则将多个半导体芯片堆叠在一起创建三维结构,将集成提升至新高度。

先进封装三大主要终端市场增长动力持久。根据 Yole 报告,移动与消费电子市场 2023 年占据先 进封装市场 73%的份额,该市场 2024 年下半年有所反弹,AI 向边缘设备的渗透将加速技术创新, 并长期推动先进封装需求增长。服务器市场受 AI 需求强力驱动,未来数年将稳步增长,2.5D/3D 封装技术因应用于 GPU、AI 专用芯片及 HBM 的封装,迎来重大发展机遇。汽车与工业市场,受 需求疲软及库存调整影响,2024 年后道工序业务预计小幅下滑。但长期增长态势向好,先进封装 需求持续攀升。 先进封装资本开支重回增长,未来两年预计保持两位数以上高增速。根据 Yole 数据,预计 2024 年全球前十大先进封装厂商合计 CapEx 达 102 亿美元,同比略下降 1%,但随着 AI 驱动和下游需 求增长,先进封装资本开支预计在 25 年和 26 年分别增长 14%和 18%,在 26 年达到约 137 亿美 元的水平。
AI 芯片和 HBM 内存制造需求攀升,先进封装设备市场有望快速增长。根据 SEMI 数据,2024 年 全球半导体设备销售额同比增长 10%达 1171 亿美元,创历史新高,其中后端设备领域在 2022~2023 两年的连续下滑后于 2024 年迎来了强劲复苏。AI 芯片和 HBM 内存制造日益复杂、 需求稳步攀升,带动组装和封装设备销售额同比成长 25%。结合先进封装设备投资约占资本开支的 70%,和先进封装资本开支 26 年约 137 亿美元的水平,预计 2026 年全球先进封装设备市场规 模约为 96 亿美元。 硅通孔(TSV,Through Glass Via)完全穿过硅中介层或芯片实现垂直电气连接,是实现 2.5D/3D 封装的关键技术。TSV 通过在晶圆中填充以铜,提供贯通硅晶圆裸片的垂直互连,用最 短路径将硅片一侧和另一侧进行电气连通,可以提高系统集成密度,方便实现系统级的异质集成。 TSV 制造的主要工艺步骤包括孔刻蚀、绝缘层沉积、扩散阻挡层/种子层沉积、导电材料填充及表 面平坦化等。
先进封装技术的创新对相关设备提出了新的要求: 先进封装晶圆翘曲度更高,对电镀设备的硬件和晶圆处理提出更高要求。在先进封装的组装和封 装过程中,异质材料的混合会造成应力点的不均匀,这会导致具有不同热性能和机械性能的相邻 材料之间产生一定程度的变形。在先进封装中,100 微米范围内的翘曲并不罕见。针对大翘曲的 晶圆生产,电镀设备的晶圆传输系统必须更为精细稳定。 先进封装芯片的结构复杂性和多样性对湿法电镀设备的工艺提出了很高挑战。TSV 或者高深宽比 的结构需要很强的预湿条件以便达到充分浸润,但线宽较细的 RDL(Re - Distributed Layer,重 布线层)、光刻胶等需要更温和的预湿以避免破坏;此外,不同先进封装产品的深宽比、开口面 积、去边、基底材质、镀铜层数等均可能存在较大差异,以及可能转向面板级封装,对电镀设备 的兼容性存在很大挑战。先进封装电镀常常需要用到多层不同材料,如铜-镍-锡银、镍-锡银或铜镍-铜-锡银等,交叉污染的控制问题也是湿法电镀设备需要解决的关键问题之一。 先进封装技术演进产生新清洗需求。随着先进封装技术的发展,高深宽比 TSV 孔内清洗、背面露 头工艺后清洗,Chip-let flux clean 填料前助焊剂清洗等新需求逐渐成长,对先进封装湿法设备的 研发迭代提出了新的要求。
3. 打造清洗设备核心优势,多元布局快速成长
3.1 清洗设备竞争激烈,公司凭借差异化技术占据领先地位
半导体清洗设备市场竞争激烈,全球半导体清洗设备市场集中度高。半导体清洗设备行业属于技 术密集型行业,市场竞争激烈,技术壁垒较高,主要集中在少数几家拥有核心技术和强大研发能 力的龙头企业手中。海外厂商凭借可选配腔体数、每小时晶圆产能、制程节点上领先优势,垄断 了全球清洗设备市场。根据数据,2023 年全球半导体清洗设备 CR4 达 86%,其中日本 DNS、 TEL,以及美国 Lam、韩国 SEMES 公司分别占比 37%、22%、17%、10%。中国厂商起步相对 较晚,市占率较低,仅盛美上海占全球半导体清洗设备市占率 7%,排名第五,清洗设备国产替 代空间仍然广阔。
国内厂商采取差异化路线,积极提升全球竞争力。在国内市场上,众多厂商均采取了差异化的战 略路线,从技术线路的角度进行分析, DNS、TEL、Lam、SEMES 等海外巨头在清洗设备领域 大多采用了旋转喷淋技术,国内设备厂商则主要采取差异化路线,积极研发兆声波、二流体等技 术致力于追赶国际先进水平,使国产半导体清洗设备企业在全球竞争力不断提升。目前 TEL、 Lam 等国际厂商受国产替代政策影响,国内份额可能会逐步减少。 盛美上海凭借技术差异化和平台化布局占据领先地位。近年来,在湿法清洗工艺路线下,单片清 洗设备是当今市场的主流 。盛美上海凭借技术差异化和平台化布局,并通过国产替代政策窗口加 速扩张,在单片清洗设备领域积极发展,逐步在国内清洗设备市场占据领先地位;北方华创在槽 式清洗设备领域布局较深,并逐步向单片清洗技术延伸,是公司在国产替代中的主要竞争者;芯 源微与至纯科技专注湿法清洗设备,但技术覆盖范围和市场份额低于公司,竞争压力相对较小。
3.2 公司清洗设备优势明显,可覆盖 90%以上清洗步骤
清洗设备营收持续向好,国内占据领先地位。公司积极布局清洗设备领域,2024 年半导体清洗设 备营收 40.6 亿元,同比增长 55%,目前是国内唯一在技术层面可以与国际巨头(如日本迪恩士 DNS、东京电子 TEL)对标的半导体清洗设备厂商,在国内市场中占据领先地位。公司自主研发 的 SAPS、TEBO 兆声波清洗技术、Tahoe 单片槽式组合清洗技术等可覆盖约 90%-95%的清洗步 骤,是全球覆盖范围最广的厂商之一,未来计划在 2025 年实现中国大陆清洗设备市场 55%-60% 的份额。
清洗设备技术储备丰富,面向下一代积极研发。公司在清洗设备的架构平台上,布局了适用于不 同产品应用的专利技术路线。包括适用于更小 undercut 需求的下一代背面清洗技术,流场控制更 为智能的新一代正面清洗技术,CO2 耗量更小的超临界清洗干燥技术,混液温控及自清洗自动化 程度更高的单片 SPM 清洗技术,更高产能的槽式清洗技术等,已申请专利 90 余项。这些专利为 公司提供了强有力的专利护城河,不仅保护了公司独有的清洗技术,还有效限制了竞争对手的进入和模仿,增强了公司的市场壁垒,专利技术的独占性使得公司在行业中处于领先地位,能够通 过专利授权、技术转让等方式为公司带来可观的经济效益。 公司清洗设备专利技术泛用性强,技术壁垒显著。SAPS 兆声波清洗设备主要应用于集成电路先 进技术节点的平面和图形晶圆,通过控制兆声波清洗装置与晶圆的间距随兆声波相位的变化,来 实现兆声波在晶圆表面的均匀分布,以达到最优化的清洗效果。Tahoe 清洗设备在单个湿法清洗 设备中集成了两个模块:槽式模块和单片模块,可被应用于光刻胶去除、刻蚀后清洗、离子注入 后清洗和机械抛光后清洗等几十道关键清洗工艺中,与单片清洗设备相比,可以大幅减少硫酸使 用量,在帮助客户降低生产成本的同时,更好地符合国家节能减排政策。
芯片结构复杂化对清洗设备提出更高要求,进一步推升清洗设备价值量。为了进一步提高集成电 路性能,芯片结构开始 3D 化,例如存储器领域的 NAND 闪存,根据国际半导体技术路线图预测, 当工艺尺寸到达 14nm 后,目前的 Flash 存储技术将会达到尺寸缩小的极限,存储器技术将从二 维转向三维架构,进入 3D 时代。 3D NAND 制造工艺将原来 2D NAND 中二维平面横向排列的串联存储单元改为垂直排列,通过增 加立体层数,解决平面上难以微缩的工艺问题,堆叠层数也从 32 层、64 层向 128 层发展。此时 清洗设备在清洗晶圆表面的基础上,还需在无损情况下清洗内部污染物,避免杂质影响芯片良率 和芯片产品性能,每一步光刻、刻蚀、沉积等重复性工序后,都需要一步清洗工序,这对清洗设 备提出了更高的技术要求,从而使得清洗设备价值不断提升,从而带动半导体清洗设备的广泛应 用。
持续研发迭代,清洗设备希望覆盖超过 95%以上工艺应用。随着全球半导体行业的蓬勃发展,半 导体行业技术日新月异,清洗设备对晶圆表面污染物的控制要求越来越高,客户对清洗设备清洗 表面污染物的种类、清洗效率、腔体数量、适用技术节点等需求也随之不断变化,公司一方面进 一步迭代研发,另一方面拓展新的清洗设备类型,从而达到清洗工艺覆盖超过 95%以上工艺应用, 成为全球有竞争力的清洗设备厂商。 2024 年募资项目,为更先进的半导体设备研发注入动力。公司于 2024 年 11 月募投高端半导体 设备迭代研发项目,项目总投资约 22.6 亿元,主要通过购置研发软硬件设备,配备相应研发人员, 针对公司已形成设备整体设计方案的项目开展进一步迭代开发,保证关键技术和装备具有差异化 的全球自主知识产权,助力公司扩大中国市场和开拓国际市场,从而跻身全球集成电路设备企业 第一梯队。清洗设备方面未来计划在现有产品、技术及研究工作的基础上,开发用于逻辑制程、 3D NAND、DRAM 的下一代清洗设备;将槽式清洗设备的单次处理能力从 50 片提高至 100 片; 开发 Chiplet 负压清洗设备、干法清洗设备,取得核心知识产品,并通过客户端验证。
3.3 重视客户导入进展,持续获得批量订单
导入国内外知名半导体客户 ,客户验证优势助力稳定成长。公司在控股股东研发积累的半导体设 备相关技术基础上继续研发和技术创新,于 2008 年研发出 SAPS 技术,2009 年盛美上海 SAPS 清洗设备进入 SK 海力士进行产品验证,2011 年其用于 12 英寸 45nm 工艺的 SAPS 清洗设备首 次取得 SK 海力士的正式订单,并于 2013 年获得了 SK 海力士的多台重复订单,进入了国际芯片 巨头的产线,中国大陆半导体行业进入高速发展阶段以来,盛美已取得长江存储、中芯国际、华 虹集团、合肥长鑫、通富微电等国内领先客户的订单。 在手订单充足,持续开拓更多客户。在客户订单方面,公司不断获得重复订单,截至 2024年 9月 30 日,公司在手订单总额为 67.7 亿元,同比减少 0.46%。凭借着在半导体清洗设备领域积累的 技术与声誉形成的示范效应以及中国大陆晶圆产能在全球占比的不断攀升,未来盛美有望将客户 拓展至更多半导体制造企业。
4. 平台化策略开拓其他设备业务,打造新业务增长极
4.1 公司电镀设备技术储备丰富,国内龙头掌握核心专利
半导体电镀是指在芯片制造过程中,将电镀液中的金属离子电镀到晶圆表面形成金属互连。随着 芯片制造工艺越来越先进,芯片内的互连线开始从传统的铝材料转向铜材料,半导体镀铜设备便 被广泛采用。目前半导体电镀已经不限于铜线的沉积,还有锡、锡银合金、镍、金等金属,但是 金属铜的沉积依然占据主导地位。铜导线可以降低互联阻抗,降低器件的功耗和成本,提高芯片 的速度、集成度、器件密度等。 全球前道电镀设备市场位居全球前三,确立国内龙头地位。根据 Business Research Insights 数 据,2023 年全球半导体电镀系统(电镀设备)市场规模达 5.2 亿美元。预计 2032 年市场规模将 达到 12.1 亿美元。根据 QYResearch 调研数据,目前全球前道晶圆制造的电镀设备市场泛林集团 以 24%的市占率居首,盛美上海以 15%的市占率排在第三位,也是前五中唯一的中国半导体设备 公司。盛美上海掌握芯片铜互连电镀铜技术核心专利,在铜互连电镀方面占据领先优势。

差异化开发先进封装电镀设备,进一步拓展电镀设备布局。公司在半导体先进封装领域进行差异 化开发,解决了在更大电镀液流量下实现平稳电镀的难题,2022 年在高速电镀锡银方面也实现突 破,在客户端成功量产。采用独创的第二阳极电场控制技术更好地控制晶圆平边或缺口区域的膜 厚均匀性控制,实现高电流密度条件下的电镀,凸块产品的各项指标均满足客户要求。在针对高 密度封装的电镀领域可以实现 2μm 超细 RDL 线的电镀以及包括铜、镍、锡、银和金在内的各种 金属层电镀。自主开发的橡胶环密封专利技术可以实现更好的密封效果。 在进一步迭代研发现有电镀设备种类之外,公司面向新需求积极拓展新的电镀设备类型。未来在 高端半导体设备迭代研发项目实施期间,计划在现有产品、技术及研究工作的基础上,将电镀设 备的产能从 84 片/小时提高至 100 片/小时;将 TSV 深孔电镀设备的深宽比从 10:1 提高至 20:1、 开发针对 515mmx500mm 以及 600mmx600mm 面板级高密度扇出封装电镀设备,取得核心知识 产品,并通过客户端验证。
4.2 公司自研立式炉管,相关技术国内领先
半导体产业景气度回升,炉管市场规模扩大。炉管是半导体工艺中广泛应用于氧化、扩散、薄膜 生长、退火、合金等工艺的设备,分为卧式和立式两种。立式炉按照工艺压力和应用可以分为常 压炉和低压炉两类,常压炉主要完成热扩散掺杂,薄膜氧化,高温退火;低压炉主要实现不同类 型的薄膜在晶圆表面的沉积工艺,主要是多晶硅,氮化硅,氧化硅等薄膜。在全球半导体产业景 气度回升的带动下,炉管设备市场规模亦将继续扩张。QYResearch 调研显示,2023 年全球半导 体炉管设备市场规模大约为 24.61 亿美元,预计 2030 年将达到 36.8 亿美元,2024-2030 期间年 复合增长率(CAGR)为 5.9%。
自研立式炉管,提高公司产品多样性。为了进一步扩大公司可覆盖的半导体专用设备市场规模, 提高公司产品的多样性,2018 年公司在湿法工艺的基础上,跨入干法设备领域,自主研发立式炉 管设备,并于2020年通过华虹集团验证且实现销售。未来,随着工艺制程的不断更新,盛美凭借 湿法和干法设备并举的种类齐全的产品线,完善的研发体系,以及形成产业链一体化的生产能力 和技术资源,有机会进一步巩固公司技术的领先地位,扩大公司产品可覆盖市场的市场份额。 公司立式炉管技术专利储备丰富,差异化优势逐步体现。公司在成熟炉管平台的基础上,向高低 介质常数原子层和高深宽比沟道材料填充以及其他特殊应用炉管方向拓展。目前研发的立式炉管 设备主要包括低压化学气相沉积炉、氧化退火炉、合金炉和原子层沉积炉。公司自主研发的UltraFn 立式炉管设备采用公司独有的炉管结构设计,具备最高 1250 °C 的处理能力,并能使表面 无晶格错位。据公司披露,目前业内尚无其他厂商能够在立式炉管设备中实现这么高的工艺温度。 这一工艺性能的突破,也大大提高了离子注入掺杂的扩散和激活效率,体现了公司在高温热处理 设备方面长期投入所形成的技术积累与差异化优势,有望成为未来一个显著的增长点。
募投项目持续投入,力求成为全球有竞争力的立式炉管厂商。未来在高端半导体设备迭代研发项 目实施期间,计划研发出高介质常数原子层沉积炉管(High K)、低介质常数原子层沉积炉管 (Low K)、多晶硅深孔填充炉管设备、氧化硅低压化学气相沉积炉管、锗硅沉积炉管设备和超 高温扩散炉,从而取得核心知识产权,最终通过客户端验证。
4.3 先进封装设备领域耕耘多年,差异化布局显成效
先进封装优点多样,市场规模保持增长态势。封装是半导体晶圆制造的后道工序之一,目的是支 撑、保护芯片,使芯片与外界电路连接、增强导热性能等。封装可以分为传统封装和先进封装, 两者在需要的设备,材料以及技术方面具有较大的差异。相比传统封装,先进封装具有小型化、 轻薄化、高密度、低功耗和功能融合等优点,不仅可以提升性能、拓展功能、优化形态,相比系 统级芯片,还可以降低成本。据 MARKET MONITOR GLOBAL 调研显示,2023 年全球封装湿法 工艺设备市场规模约为 197.1 百万美元,预计 2030 年达到 242.8 百万美元,2024-2030 期间年复 合增长率(CAGR)为 3.4%。
先进封装设备技术积累丰富,产品进入多家企业及机构。在先进封装设备领域,公司已经耕耘多 年,拥有较强的技术积累,目前已申请专利超过 20 项,是中国少数能提供先进封装全套湿法设备 的公司,包括涂胶,显影,去胶,湿法刻蚀,清洗,电镀,无应力抛光等设备和技术。从 2013年 获得国内封装测试龙头企业长电科技的订单以来,目前公司的产品已进入多家封装企业生产线以 及科研机构,包括通富微电、中芯长电、Nepes、华进半导体和中国科学院微电子研究所等。
在先进封装清洗设备方面,盛美解决了 TSV 深孔清洗、助焊剂清洗的众多难题: 自主研发的兆声波清洗功能有效改善 TSV 深孔清洗效果。TSV 的深孔清洗具有挑战性,关于清洗 药液浓度的模拟计算显示,从 TSV 开口处到孔底,随着清洗工艺的进行清洗药液的浓度分布曲线 越来越低,底部药液得不到及时补充,底部清洗很困难。盛美的清洗设备增加了自主研发的兆声 波清洗功能,由于兆声波能加强微观对流,使药液浓度从上面到底部只有微小的衰减,清洗效果 较强,针对深孔改善明显。
自主研发负压和真空清洗技术解决助焊剂清洗难题。芯片的三维集成变得越来越复杂,芯片互连 的关键尺寸也在不断变小。以芯片预填充工艺中的芯片分块预填充为例,当 IC 芯片上的凸点间距 很小时,液体表面张力成为液体流动的主要影响因素,在预填充工艺之前的助焊剂清洗,无论是 传统的正面清洗方法还是高压喷淋清洗方法都无法冲洗干净凸点周围的助焊剂。针对国内先进客 户的 Chip-let flux cleaning 需求,盛美上海创造性地开发了负压清洗设备,负压环境中表面张力 发生变化,清洗效率大大提高。进一步的, 盛美上海研发了助焊剂真空清洗设备,相关成果已在 2024 年 IEEE Xplore 上发表。 在先进封装电镀设备方面,盛美在电镀交叉污染控制和兼容性上表现突出。公司在半导体先进封 装领域进行差异化开发,解决了在更大电镀液流量下实现平稳电镀的难题。采用独创的第二阳极 电场控制技术更好地控制晶圆平边或缺口区域的膜厚均匀性控制,实现高电流密度条件下的电镀, 凸块产品的各项指标均满足客户要求。在针对高密度封装的电镀领域可以实现 2μm 超细 RDL 线 的电镀以及包括铜、镍、锡、银和金在内的各种金属层电镀。自主开发的橡胶环密封专利技术可 以实现更好的密封效果。 盛美的水平电镀设备适合于先进封装多层电镀的污染控制。先进封装常用到 Cu、Ni、SnAg、Au 金属的多层电镀,需要在不同电镀槽之间来回电镀。如果采用垂直电镀设备,晶圆要不停倒,不 同槽体之间的交叉污染较难控制。盛美的水平电镀具有在线冲洗功能,交叉污染控制较好,因此 电镀液寿命就可适当延长,更具成本优势。
盛美的真空预湿技术可以针对真空压力和水压分别进行调节,解决了不同产品的兼容性问题。该 技术也是根据客户线上反馈的问题而逐步完善的功能,及时聆听客户反馈的问题并加以研究快速 解决,这是盛美的一大优势。
首创无应力抛光,助力先进封装普及。为克服在化学机械研磨(CMP)过程中可能造成的晶圆表 面划伤或是边缘铜线缺失,盛美上海在全球范围内首次提出无应力抛光概念(SFP)。无应力抛 光工艺是一种创新解决方案,在化学机械研磨和湿法刻蚀前,采用电化学方案无应力的去除晶圆 表面铜层,能显著降低化学和耗材使用量,保护环境的同时降低设备使用成本。公司自研的具有 知识产权保护的无应力抛光设备主要应用于 3D TSV、2.5D 硅中介层、RDL、Fan-Out 等先进封 装中的金属层平坦化,其众多优点有助于加速先进封装的进一步普及。
公司目前进一步提高先进封装湿法设备领域的技术水平,针对客户提出的新要求展开迭代研发, 并拓展国际市场应用。未来在高端半导体设备迭代研发项目实施期间,将开发出针对先进封装技 术的封装设备,包括带铁环薄膜的清洗和去胶设备,先进封装伯努利吸盘清洗设备等。
(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。)
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