2025年北方华创研究报告：国内半导体设备平台型企业，充分受益国产替代浪潮

1.半导体设备平台化优势驱动业绩持续增长

1.1.公司简介：行业领先的半导体设备平台型企业

（1）北方华创立足半导体基础产品领域，稳步拓展业务版图。北方华创由北京七星华 创电子股份有限公司（以下简称“七星电子”）和北京北方微电子基地设备工艺研究中心有 限责任公司（以下简称“北方微电子”）战略重组而成，形成中国规模较大、产品丰富与应 用领域广泛的泛半导体工艺装备提供商。自重组以来，北方华创积极推进外延式发展，2018 年收购美国 Akrion Systems LLC 相关资产，显著增强高端集成电路设备领域的产品实力； 2020 年并购北广科技射频应用技术资产，进一步提升射频技术水平与半导体装备的开发应 用能力；至 2025 年，完成对芯源微的整合，成功布局光刻工序涂胶显影设备，实现了在半 导体制造关键环节的全面覆盖。

（2）按产品线划分，北方华创业务主要有半导体装备、真空及新能源装备和精密电子 元器件三大板块。 半导体装备业务主要以刻蚀、薄膜沉积等设备为主。主要产品包括刻蚀、薄膜沉积、热 处理、湿法、离子注入等核心工艺装备，广泛应用于集成电路、功率半导体、三维集成和先 进封装、化合物半导体、新型显示等制造领域。 真空及新能源装备业务主要以晶体生长、真空热处理等设备为主。公司深耕高压、高温、 高真空技术，主要产品包括晶体生长设备、真空热处理设备、气氛保护热处理设备、连续式 热处理设备、等离子增强化学气相沉积设备、扩散氧化退火设备、磁控溅射镀膜设备、低压 化学气相沉积设备、多弧离子镀膜设备、金属双极板镀膜设备等，广泛应用于材料热处理、 真空电子、半导体材料、磁性材料、新能源等领域，为新材料、新工艺、新能源等绿色制造 提供技术支持。 精密电子元器件业务主要以模拟信号链、数字储存类等产品为主。公司推动元器件向小 型化、集成化、高精密、高可靠方向发展，主要产品包括精密电阻器、新型电容器、石英晶 体器件、石英微机电传感器、模拟芯片、模块电源、微波组件等，广泛应用于电力电子、轨 道交通、智能电网、精密仪器、自动控制等领域。

（3）公司营收主要分为电子工艺装备和电子元件，2025 上半年电子工业装备营收占比 94.53%，毛利率 41.70%；公司 2024 年半导体装备业务为 265.78 亿元，占比 89.07%。公 司绝大部分营收来自电子工艺装备，2020 年-2024 年电子工艺装备营收占比逐年上涨，从 80.40%到 92.86%；2025 上半年电子工艺装备营收 152.58 亿元，占总营收比 94.53%。 2020-2025 上半年，电子工艺装备的毛利率从 29.44%提升至 41.70%，电子元器件的毛利 率从 66.15%下降至 50.43%。2024 年，公司总营收为 298.38 亿元，其中半导体装备业务 营收为 265.78 亿元，占比 89.07%，是公司主要收入来源。

（4）公司对上下游头部厂家依赖性较弱，风险相对分散。公司供应商较为分散，单一 供应商带来的供应链风险相对可控。2024 年公司前五大供应商占比 16.32%，其中第一大供 应商占比 5.21%。在下游客户方面，公司聚焦与行业龙头企业的深度合作，客户集中度保持 在合理区间，反映出较强的市场定位和客户关系管理能力，有利于形成稳定的业务合作关系。 近三年，前五大客户销售占比一直维持 30%以下，2024 年占比 27.88%，其中第一大客户 占比 10.25%。公司凭借风险可控的供应商体系，以及对下游优质客户的稳定合作，为稳健 经营构筑了坚实基础。

1.2.股权结构：背靠国资，股权激励彰显发展信心

（1）国资主导，战略布局半导体设备全链。截至 2025 年 6 月 30 日，北京市国资委通 过其全资子公司北京电子控股有限责任公司对北方华创实施控股。北京电控直接持有公司 9.35%的股份，并通过其全资子公司北京七星华电科技集团有限公司间接持有 33.33%的股 份，总计持股 42.68%，系公司控股股东。国家集成电路产业投资基金（“大基金”）一期和 二期也分别持股 5.38%和 0.92%，展现出国家资本对公司发展的高度认可与持续支持。业务 方面，公司核心板块由三大子公司承担：北方华创微电子装备有限公司主营半导体装备，北 方华创真空技术有限公司负责真空及锂电装备，七星华创精密电子科技有限公司则专注于精 密电子元器件业务，共同构成了完整的产业布局。

（2）股权激励彰显发展信心。自上市后，公司连续推出多轮股权激励计划，有效调动 了核心技术及管理骨干的积极性。2018 年、2019 年、2022 年和 2024 年，公司先后实施了 四期股权激励，其中第一、二期均已达成解锁条件，第三期首次行权也已通过考核。与早期 相比，2022 年和 2024 年推出的激励计划覆盖范围更广、激励规模更大，并在营收增长和研 发投入等方面设定了对标国际半导体设备巨头的目标。通过不断扩大激励对象的覆盖范围， 公司显著增强了核心团队的动力，推动业绩持续提升，并构建了雄厚的人才储备，进一步巩 固了其在国内半导体设备领域的领先地位。

1.3.公司财务：工艺装备主导，业绩稳健增长

（1）公司营收高增长，得益于各工艺装备收入持续扩大。随半导体行业快速发展及国 产替代需求增高，公司业绩逐年显著增高，2020-2024 年公司营收 CAGR 为 48.99%。2025 上半年营收 161.42 亿元，同比增长 29.51%，其中公司核心产品收入占比约 80%，刻蚀设 备、薄膜沉积设备、热处理器设备和湿法设备收入分别超过 50 亿元、65 亿元、10 亿元和 5 亿元。从净利润来看，公司 2020-2024 持续创新高，从 5.37 亿元提升至 56.21 亿元， CAGR79.88%，受益于业务高速发展，随着公司规模不断增长，归母净利润在未来或继续保 持增长趋势。

（2）2022 年以来，公司毛利率始终保持在 40%以上，净利率呈现逐年上升趋势。2020- 2025 上半年，公司毛利率由 36.69%提升至 42.17%，净利率从 10.42%提升至 19.83%，主 要得益于公司主营业务电子工艺装备模块的毛利率持续增长。尽管电子元器件业务的毛利率 出现较大幅度下降，但由于其业务占比较小，对整体利率水平影响较为有限。

（3）期间费用率显著降低，高研发投入为业绩增长储备动能。公司管理费率自 2020 年 的 14.06%起逐年降低至 2025 上半年的 6.55%，销售费率也从 2020 年的 5.84%收窄至 2025 上半年的 2.88%，财务费用小幅度上升至 0.51%，体现出公司经营效率的不断提高。 同时，从研发层面看，公司研发人员数量占据总员工数量的 30%左右，2024 年研发人员中 66.44%拥有硕士及以上学位，公司持续加大研发力度，2025 年上半年研发投入 29.15 亿元， 同比增长 30.31%，累计申请专利 9900 余件，授权专利 5700 余件。

（4）公司存货大幅增加，为未来业绩兑现储备动能，合同负债亦有望恢复增长趋势。 2020-2023 年公司合同负债持续增长，2024 年公司有所下滑，2025 年上半年，公司合同负 债达到 50.05 亿元，今年有望恢复增长。公司存货逐年显著上升，2025 年上半年达到 311.39 亿元，可见订单情况良好，客户需求旺盛，公司积极备货以保障后续订单交付。伴随国产化 进程深入推进，公司预期将延续高速增长态势。

2.公司受益于产能扩张与先进制程国产化替代

2.1.中国半导体设备市场全球居首，前道制造占据投资核心

（1）半导体设备市场规模持续增长，中国巩固最大半导体设备市场地位。2024 年，全 球半导体设备销售额达到 1171 亿美元，同比增长 10%。其中，中国半导体设备销售额为 496 亿美元，同比增长 35%，占全球市场份额约 42%，继续位居全球首位。增长主要得益于晶 圆加工设备销售额同比增长 9%，以及其他前端设备销售额增长 5%。推动因素包括先进逻 辑、成熟制程、先进封装和高带宽存储器（HBM）等领域的产能扩张投资持续增加，以及中 国市场的投资贡献显著。据 SEMI 预测，2025 年全球半导体设备销售额预计将增长至 1255 亿美元，中国仍将保持全球第一大市场地位，但市场份额可能小幅回落。至 2026 年，全球 销售额有望进一步攀升至 1381 亿美元，2021-2026 年预计实现复合年增长率 6.12%。

（2）前道工艺是芯片制造的核心阶段，涉及薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入等一系 列复杂工序，主要负责在硅晶圆上构建晶体管、二极管等基础半导体器件，并形成初步电路 结构。集成电路制造通常可分为晶圆/硅片制造、前道工艺（晶圆加工）和后道工艺（封装与 测试）三大环节。前道工艺是在半导体晶圆表面通过热处理、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜 沉积等一系列关键工艺步骤，构建晶体管及器件结构的过程，直接影响芯片的电学性能。该 环节所使用的主要专用设备包括快速热处理（RTP）设备、光刻机、刻蚀/去胶设备、离子注 入设备以及薄膜沉积设备等。后道工艺则主要包括封装和测试两部分，即在封测厂中将完成 前道加工的圆形晶圆进行切割，形成单个芯片单元，并进行封装保护与性能测试，最终产出 合格的芯片产品。

（3）芯片制造（前道工艺）是半导体产线中投资规模最大的环节，占总投资比例的 50% 以上。根据 Gartner 的统计数据显示，集成电路制造设备的投资通常占该领域资本性支出的 70%-80%，且随着工艺制程水平的提升，该比例呈现进一步上升趋势。以 16nm 及 14nm 制 程为例，设备投资占比可达到 85%。在典型集成电路制造产线中，芯片制造与硅片制造相关 设备的投资合计约占整体设备投资的 80%，其中前道制造设备的投资占产线总投资约 64%。 在各类前道设备中，薄膜沉积设备、光刻设备以及刻蚀/去胶设备为主要支出项，各自约占芯 片制造设备总投资的 20%。

（4）国外厂商在高端半导体设备领域形成寡头垄断，但本土企业正不断实现技术突破， 持续拓展高端产品线与设备矩阵，长期推动国产化率提升。半导体设备种类繁多，市场长期 被应用材料（Applied Materials）、泛林半导体（Lam Research）等国际巨头主导。目前，中国在去胶、清洗以及成熟制程刻蚀设备等领域的国产化率已超过 50%，但在光刻、薄膜沉 积、离子注入等关键设备方面仍不足 20%，高端产品普遍面临技术、客户和生态等多重短 板。在此背景下，本土企业从中低端市场切入，逐步扩大国产供应比例，并持续向高端产品 线突破。北方华创是国内半导体设备平台型企业，其刻蚀与薄膜沉积设备已实现全面布局， 今年更进军涂胶显影与离子注入设备领域，进一步拓宽国产覆盖范围。中微公司在刻蚀设备 方面持续领先，产品覆盖 65nm 至 5nm 及更先进制程，并计划在未来 5-10 年内实现在高端 半导体设备市场中占比 50%-60%；同时，公司也在布局光学与电子束量检测设备，逐步向 平台化方向发展。总体来看，国产企业已完成从 0 到 1 的技术突破，正从中低端市场稳步导 入，不断扩大国产份额，并逐步开发高端产品线。长期来看，半导体设备自主可控与国产替 代进程有望加速推进。

2.2.本土晶圆厂扩产潮驱动半导体设备采购需求激增

（1）晶圆厂资本支出增加，驱动半导体设备需求扩容。由于高效能运算（HPC）和内 存类别支持数据中心扩展的需求以及 AI 人工智能整合度不断提高，边缘设备所需硅产品不 断攀升，从而晶圆厂设备支出将持续增长。据 SEMI，2025 年全球用于前端设施的晶圆厂设备支出自 2020 年以来连续六年增长，较去年同比上升 2%，到达 1100 亿美元。2026 年， 晶圆厂设备支出更将成长 18%，到达 1300 亿美元。

（2）在产能分布方面，成熟制程芯片占七成以上，关注 28nm 及以上半导体设备的需 求增长。据 TrendForce 集邦咨询统计，2023~2027 年全球晶圆代工成熟制程（28nm 及以 上）及先进制程（16nm 及以下）产能比重大约维持在 7:3。中国大陆由于致力推动本土化 生产等政策与补贴，扩产进度最为积极，成熟制程（28nm 及以上)占比将明显增加，预计从 2023 年的 31%将提升到 2027 年的 47%。在此背景下，值得关注对 28nm 及以上半导体设 备的需求增长。中国大陆的晶圆产能在先进制程发展任重道远，但随着国产先进制程设备持 续突破，未来有望在先进制程方面具备追赶潜力。另一方面，中国台湾是全球晶圆代工生产 基地，其市场份额或因全球竞争加剧而受到蚕食，但其将持续保持主导地位。

（3）中国大陆晶圆厂持续扩张，国产半导体设备长期需求广阔。全球 12 英寸晶圆制造 产能预计将从 2024 年底至 2028 年以 7%的复合年增长率增长，达到每月 1110 万片晶圆的 历史新高。中国芯片制造商在 12 和 8 英寸及以下晶圆制造将继续保持强劲的两位数增长势 头。其中 12 英寸晶圆在 2024 年产能增长 15%，达到每月 885 万片，2025 年预计进一步 增长 14%，达到每月 1010 万片，约占全球总产能的三分之一。以中芯国际和华虹半导体为 代表的国内主要晶圆厂，目前 12 英寸晶圆厂月产能介于 3 万至 10 万片之间，部分国际厂 商在中国大陆的 12 英寸晶圆厂产能甚至达到每月 12 万至 15 万片。2026 至 2027 年，中国 厂商还将在 28nm、40nm 等成熟制程节点持续扩大产能。根据 SEMI 的报告，2025 年全球 将有 18 座新晶圆厂投入建设，其中包括 3 座 8 英寸厂和 15 座 12 英寸厂，其中中国大陆地 区将新增 3 座，并预计于 2026 至 2027 年间陆续进入量产阶段。随着中国众多晶圆厂不断 积极扩建和投产，刻蚀、薄膜沉积等核心半导体设备的市场需求有望长期保持旺盛。

2.3.先进制程与技术迭代加速，半导体设备需求持续扩张

（1）随先进制程的不断突破，刻蚀设备需求激增。随着半导体制造技术向先进制程节 点，从 10nm、7nm 到 5nm、3nm 及以下的不断突破，当电路特征尺寸逐步逼近甚至低于 光刻机光源的物理波长极限时，单次光刻已无法直接形成所需的精细图形。为克服这一限制， 行业普遍采用多重图形技术（如 SADP、SAQP），将一层高密度图形拆解为多道依次进行的 光刻与刻蚀工序，致使每层掩模所需的刻蚀步骤成倍增加，大幅提升了工艺循环次数。根据 国际半导体产业协会测算，一片 7nm 集成电路在生产过程中需经历约 140 次刻蚀工艺，相 比 28nm 制程所需的 40 次，增长超过 2.5 倍。制程进步伴随着工艺尺寸的进一步缩小和新 材料的引入，在刻蚀精度、重复稳定性、工艺均匀性以及生产能力等方面提出了更高要求， 刻蚀设备在半导体产业链中的重要性进一步提升，成为推动先进制程发展的核心支撑。

（2）3D NAND 存储芯片的堆叠层数持续增加，显著推升了对刻蚀工艺步骤和设备的 需求。与传统 2D NAND 将存储单元平铺于晶圆表面不同，3D NAND 采用垂直堆叠结构， 可在有限面积内集成更多存储单元，从而突破 2D NAND 在微缩接近物理极限时面临的瓶颈。 随着堆叠层数从数十层逐步增长至上百层甚至超过 300 层，刻蚀设备在芯片制造设备中的 占比也持续上升。以某类 3D NAND 技术路线为例，在月产能设定为 150k/片晶圆的产线中， 堆叠层数从 32 层增至 128 层时，刻蚀设备所占比例从 34.90%提升至 48.40%。3D NAND 结构的构建高度依赖沉积与刻蚀两大工艺。随着堆叠层数不断扩展，无论是已量产的 64 层、 128 层，还是开发中的 300 层以上产品，都对刻蚀设备提出了极高的深宽比能力要求，即精 确刻蚀出深度达数微米、孔径仅几十纳米的通道孔或栅线缝隙结构，并保证优异的垂直度、 均匀性和侧壁形貌。就加工节点而言，沟道孔洞、阶梯、狭缝对刻蚀设备的需求受层数影响 最大，阶梯刻蚀的设备用量与堆叠层数完全呈同比例增长关系。台阶刻蚀（Staircase Etching） 也是制造过程中的一大难点。该工艺需要在整体堆叠结构的边缘重复刻蚀出等宽、高度均匀 的“阶梯”，以实现字线（Word Line）的逐层接触。这一过程对每层刻蚀的垂直度、均匀性 和重复性控制要求极为苛刻，进一步加大了对刻蚀设备和技术能力的依赖。

（3）薄膜沉积设备的需求增长同样受到先进制程发展与三维芯片结构演进的双重驱动。 在逻辑芯片制造中，随着制程节点向 3nm 及以下推进，多重图形化技术广泛应用，不仅大 幅增加了刻蚀步骤，也同步要求更精密、更复杂的薄膜沉积工艺。每一层掩模图形的定义都 需要依赖高质量的硬掩模、抗反射层及牺牲层，这些薄膜的沉积质量直接决定了后续刻蚀工 艺的精度与最终器件的性能。尤其在引入 High-k 金属栅、钴、钌等新材料后，原子层沉积 （ALD）等先进薄膜技术成为不可或缺的核心工艺，设备需具备原子级厚度控制与极佳的表 面覆盖一致性。另一方面，3D NAND 层数的持续堆叠对薄膜沉积设备提出了更大量级的需 求。与刻蚀工艺类似，沉积步骤数量随堆叠层数近乎线性增长。在构建数百层的存储单元结 构时，需要交替沉积多层复合薄膜（如氧化物/氮化物叠层）作为器件功能层与牺牲层。此外， 台阶刻蚀结构中的硬掩模层、阻挡层以及高深宽比沟道孔内的导电层/绝缘层填充，均严重依 赖高性能的化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）尤其是高保形性的 ALD 设备。沉 积工艺的均匀性、阶梯覆盖能力以及颗粒控制水平，直接影响到后续刻蚀工艺的效果和最终 芯片的良率。在 90nm CMOS 工艺，大约需要 40 道薄膜沉积工序。在 3nmFinFET 工艺产 线，超过 100 道薄膜沉积工序。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%。随着 3D NANDFLASH 芯片的内部层数不断增高，对于薄 膜沉积设备的需求提升的趋势亦将延续。

3.深耕半导体核心装备，持续突破引领国产化进程

3.1.刻蚀设备：ICP 为主导，CCP 持续突破

（1）刻蚀设备是半导体器件加工的上游核心环节之一，目前以干法刻蚀为主流技术。 刻蚀就是通过化学、物理或者同时使用化学和物理的方法按照设计好的电路图形，对晶圆表 面进行选择性去除，从而精确地复制出所需的微观结构。刻蚀可以分为湿法刻蚀和干法刻蚀。 湿法刻蚀是将覆盖有光刻胶图形（掩模）的晶圆浸泡在特定的化学溶液中，如酸、碱或 缓冲液。溶液与暴露出来的薄膜材料发生化学反应，生成可溶于水的化合物，从而被去除。 这是一个纯化学的过程。湿法刻蚀在成本、速度等方面具有优势，常用于特殊材料层的去除 和残留物的清洗常用于制造光学器件和 MEMS（微机电系统）等对线宽要求不太高的领域， 而在集成电路的加工中对小于 3μm 的尺寸难以精确控制刻蚀的形貌，会对设定的线宽造成 影响。 干法刻蚀通常是在真空腔室内，通入反应气体并利用射频电源将其激发形成等离子体， 等离子体中含有大量的活性自由基、离子和电子。刻蚀可以通过化学反应，活性自由基与晶 圆表面材料反应生成挥发性产物；以及物理轰击带能的离子垂直撞击晶圆表面，如同“沙吹”， 溅射去除材料，并破坏化学键以加速反应。通过调节物理和化学作用的比例，可以精确控制 刻蚀的各项参数。干法刻蚀是目前的主流刻蚀技术，具有能实现各向异性刻蚀，保证细小图 形转移后的高保真性等优势，但可能存在设备相对昂贵，工艺开发复杂，可能存在等离子体 损伤，选择性通常不如湿法刻蚀的问题。根据刻蚀材料类型不同，刻蚀工艺又可分为介质刻 蚀、硅刻蚀和金属刻蚀。介质刻蚀通常使用电容性等离子体刻蚀机（CCP）；硅、金属刻蚀 则多采用电感性等离子体刻蚀机（ICP）。CCP 能量高、精度低，常用于介质材料刻蚀，诸 如逻辑芯片的栅侧墙、硬掩膜刻蚀、中段的接触孔刻蚀、后端的镶嵌式和铝垫刻蚀等，以及 3D 闪存芯片工艺（氮化硅/氧化硅）的深槽、深孔和连线接触孔的刻蚀等。ICP 能量低、精 度高，主要用于硅刻蚀和金属刻蚀，如硅浅槽隔离（STI）、锗（Ge）、多晶硅栅结构、金属 栅结构、应变硅（Strained-Si）、金属导线、金属焊垫（Pad）、镶嵌式刻蚀金属硬掩模和多 重成像技术中的多道刻蚀工艺。

在等离子刻蚀的基础上，业内新热点原子层刻蚀（Atomic Layer Etching，ALE）在先进 制程中应用场景广阔，有望成为未来趋势。ALE 是一种新的刻蚀工艺技术，能够将刻蚀精确 到一个原子层（0.4nm），要求刻蚀过程均匀地、逐个原子层地进行，并停止在适当的时间或 位置。其优点在于刻蚀选择性极高，且可以将对晶圆表面的损伤控制到最小。ALE 可能应用 的范围非常广泛，包括要求对硅表面零损坏的界面氧化物刻蚀及鳍状栅（FinFET）相关刻蚀， 要求去除极少量材料的鳍结构和浅槽隔离（STI）结构的修正，要求零残留物的侧墙式多次 成像工艺中的刻蚀等。以 FinFET 为例，随着行业从 10nm 向 7nmFinFET 发展，鳍片之间 的沟槽或间隙将缩小到 10 至 15 埃或 5 个原子宽。较现有技术而言，ALE 可以更有选择性 地去除部分原子，而不损伤周围结构。然而，目前的 ALE 设备距离理想应用仍有一定距离， 并不能完全实现零损坏。此外，其多转换步骤的循环方式造成刻蚀速率极低，这在生产应用 上也是一大弱点。更精确的调控能力、更低的等离子体流能量、更少的循环步骤等都是 ALE 当前的发展方向。

（2）刻蚀设备市场规模增势强劲，海外巨头主导，中国设备厂商奋起直追。据 Mordor Intelligence 数据统计，2025 年全球半导体刻蚀设备市场规模预计为 256.1 亿美元，预计到 2030 年增长至 369.4 亿美元，年复合增长率为 7.60%，其中 ICP 市场份额在刻蚀机总量中 占比约 53%。根据全球半导体观察 2025 年数据，在刻蚀设备领域，我国在成熟制程国产化 率约为 50%-60%，主要应用于逻辑芯片、功率半导体和存储芯片（如 3D NAND）；而在先 进制程，国产化率不足 15%，高端市场被 Lam Research、东京电子、应用材料等垄断。海 外厂商普遍成立时间较早，在技术经验、客户资源、生态体系等方面均有较深积累，全球刻 蚀设备市场由海外厂商垄断。国产厂商均在千禧年后成立，且主要客户均为国内晶圆厂，经 验资源仍然欠缺。干法刻蚀设备占据 90%以上的刻蚀设备市场，2023 年，全球刻蚀设备市 场由泛林半导体（LAM）、东京电子（TEL）以及应用材料（AMAT）海外三大厂商垄断，市占率分别为 44.10%、21.51%以及 18.35%合计超 80%。1）逻辑芯片方面，中微公司自 CCP 发家，正处于追赶研发 5nm-3nmICP 刻蚀设备的阶段，北方华创则专注 ICP 刻蚀，同时于 2022 年首次推出 CCP 刻蚀设备，完善产品结构；2）存储器刻蚀方面，国内当前仅有中微 公司针对 128 层 3DNAND 进行相关研发，相比之下，国际存储厂商已开发出超 200 层的存 储器结构，东京电子（TEL）于 2023 年 6 月宣布已成功开发 400 层堆叠 3DNAND 闪存芯 片通孔技术。在长江存储等芯片公司被列入实体清单的大背景下，国内先进存储刻蚀设备的 研发更显得尤为重要。随着北方华创、中微公司等代表的国产刻蚀设备厂商不断研发突破、 国产替代趋势不断深入，国产刻蚀设备仍有较大的发展空间，这一寡头垄断格局终将迎来变 革。

（3）北方华创在国产 ICP 刻蚀技术方面具备领先地位，CCP 刻蚀技术取得重要进展。 2024 年公司刻蚀设备收入超 80 亿元，2025 上半年，刻蚀设备收入超 50 亿元。公司在刻蚀 设备领域，已形成了 ICP、CCP、Bevel 刻蚀设备、高选择性刻蚀设备和干法去胶设备的全 系列产品布局，覆盖集成电路，先进封装、功率半导体等领域。截止 2023 年，公司刻蚀设 备出货量累计超过 3500 台。公司多晶硅及金属刻蚀系列 ICP 设备实现规模化应用，完成了 浅沟槽隔离刻蚀、栅极掩膜刻蚀等多道核心工艺开发和验证，已实现多个客户端大批量量产， 并成为基线设备。截至 2023 年底，公司 ICP 刻蚀设备已累计出货超 3200 腔。2021 年，公 司开始介质刻蚀设备研发，致力于攻克 12 英寸关键介质刻蚀工艺应用目前，其集成电路领 域 CCP 介质刻蚀设备实现了逻辑、存储、功率半导体等领域多个关键制程的覆盖。截至 2023 年底，公司 CCP 刻蚀设备已累计出货超 100 腔。2023 年，公司发布了 12 英寸去胶机 ACE i300 和 12 英寸等离子体刻蚀机 Accura BE，开拓 12 英寸刻蚀领域全新版图以及实现国产 晶边干法刻蚀设备“零”的突破。2024 年，公司发布 12 英寸双大马士革 CCP 介质刻蚀机 Accura LX，能够与现有的 12 英寸硅、金属刻蚀机形成完整的刻蚀工艺解决方案。同时， Accura LX 所搭建的 12 英寸 CCP 刻蚀机硬件架构和技术平台，可以用于存储、CIS(互补金 属氧化物半导体图像传感器)、Power(功率半导体)等多个领域，应用前景广阔。

3.2.薄膜沉积设备：PVD 国内领军，CVD 齐头并进

（1）薄膜沉积在集成电路制造中承担构建多层电路结构、提升器件性能等核心作用。 薄膜沉积是一种在基底材料表面制备一层薄而均匀的固态材料膜的先进制造工艺。在集成电 路制造中，通过不同的薄膜材料交替堆叠的三维结构，从而构成晶体管和电路的基本功能单 元。根据工作原理不同，薄膜沉积主要可以分为物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）。 1）物理气相沉积（PVD）技术是指在真空条件下采用物理方法将材料源（固体或液体）表 面气化成气态原子或分子，或部分电离成离子，并通过低压气体（或等离子体）过程，在基 体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。PVD 技术生长机理相对简单，沉积速率高，但 一般只适用于平面的膜层制备。PVD 镀膜技术主要分为三类：真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜 和真空离子镀膜。2）化学气相沉积（CVD）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，是一种通过气体混合的化学反应在基体表面沉积薄膜的工艺，可 应用于绝缘薄膜、硬掩模层以及金属膜层的沉积。CVD 技术的重复性和台阶覆盖性比 PVD 略好，但是工艺过程中影响因素较多，成膜的均匀性较差，并且难以精确控制薄膜厚度。3） 原子层沉积（ALD）是 CVD 的一种特殊形式，但其过程是将化学反应有意识地分离为两个 自限性的半反应。将不同的气态前驱体交替、脉冲式地通入反应室，每种前驱体与基底表面 发生饱和的化学吸附或反应，每次只沉积一个单原子层，通过循环次数可以精确控制薄膜厚 度。拥有非常精准的膜厚控制和优越的台阶覆盖率，适合深槽结构薄膜生长，在先进芯片制 造中不可或缺。

（2）国际巨头垄断薄膜沉积市场，国内厂商突破高端制造瓶颈是产业链自主的关键挑 战。据公司公告，2024 年薄膜沉积设备在集成电路设备资本支出中的占比为 23.0%，全球 市场规模约 1850 亿元。PECVD 是占比最高的薄膜沉积设备，占比 33%；管式 CVD 和非 管式 LPCVD 分别占比 12%和 11%；ALD 占比 11%。PVD 设备中，溅射 PVD 和电镀 ECD 合计占有整体薄膜沉积市场的 23%。我国 PVD 设备在成熟制程的国产化率为 15-20%，先 进制程国产化率低于 10%；CVD 和 ALD 的国产化率均仅为 5%-10%。全球半导体薄膜沉积 设备市场垄断格局明显，主要由应用材料（AMAT）、泛林半导体（Lam）和东京电子（TEL） 主导，市占率分别为 42%、19%和 14%。PVD 设备市场高度垄断，AMAT 长期占 80%以上 份额，北方华创占全球 3%。CVD 设备主要被美日企业垄断，三大厂商合计占全球 70%份 额，前几大企业市场份额合计超 85%。ALD 设备市场中，东京电子和先晶半导体分别占 31%、 29%份额。

（3）北方华创全系列布局薄膜沉积设备，在集成电路、功率半导体、硅材料、化合物 半导体等领域工艺实现全覆盖。公司在薄膜沉积设备领域，已形成了物理气相沉积（PVD）、 化学气相沉积（CVD）、原子层沉积（ALD）、外延（EPI）和电镀（ECP）设备的全系列布 局。其中，PVD 主要采用磁控溅射技术制备高纯度金属互连层；CVD 技术通过气相反应生 成介质和金属薄膜；EPI 通过气相外延或分子束外延实现多种材料的薄膜生长；ECP 通过高 深宽比孔内金属填充技术提升芯片互连密度。同时，随着芯片制程向更精细化迈进，薄膜沉 积设备需要具备更高的沉积效率和更精确的厚度控制能力，尤其在三维结构中实现均匀覆盖 成为关键挑战，ALD 等先进技术通过精确控制单原子层生长，有效解决了高深宽比结构的全 覆盖难题。在集成电路制造方面，公司在 PVD 和 CVD 领域均有布局，晶圆尺寸覆盖 6/8/12 英寸。2024 年公司薄膜沉积设备收入超 100 亿元，2025 上半年，薄膜沉积设备收入超 65 亿元。物理气相沉积（PVD）主要用于金属薄膜制备，实现了对逻辑芯片和存储芯片金属化 制程的全覆盖，以及功率半导体、三维集成和先进封装、新型显示、化合物半导体等多个领 域的量产应用。截至 2023 年底，公司已推出 40 余款 PVD 设备，累计出货超 3500 腔。化 学气相沉积（CVD）主要用于介质薄膜和金属薄膜的制备，公司经过十余年沉积工艺技术的 丰富经验，布局拓展 DCVD 和 MCVD 两大系列产品，实现金属硅化物、金属栅极、钨塞沉 积、高介电常数原子层沉积等工艺设备的全方位覆盖，关键技术指标均达到业界领先水平。 截至 2023 年底，北方华创已实现 30 余款 CVD 产品量产应用，为超过 50 家客户提供技术 支持，累计出货超 1000 腔。在 ALD 方面，公司 2024 年实现近 20 亿元的营收，包括热式 原子层沉积设备、等离子增强型原子层沉积设备、金属栅极原子层沉积设备和炉管式原子层 沉积设备。

3.3.热处理及清洗设备：立式炉覆盖逻辑存储，IC 清洗设备实 现量产

（1）北方华创实现立式炉系列化设备在逻辑和存储工艺制程应用的全面覆盖。热处理 设备是半导体制造中用于调控材料性质的核心装备，通过精确控制温度、时间及气体环境， 实现氧化、扩散、退火等工艺，主要包括快速热处理（RTP）、立式氧化退火炉、卧式扩散炉 等。快速热处理设备采用热源辐射加热，实现超快温变速率，适用于超浅结激活和金属硅化 物形成。立式氧化退火炉以垂直石英管为核心，通过电阻丝加热在氮气/氧气混合氛围中生长 介质薄膜，广泛应用于栅极氧化层制备和离子注入损伤修复。其技术路径主要包括，氧化工 艺，在高温下（800~1200℃）通过氧气或水蒸气在硅片表面生成 SiO₂薄膜，作为离子注入 阻挡层或栅介质层；扩散工艺，利用高温（通常＞1000℃）将杂质元素（如硼、磷）掺入硅 衬底，形成 PN 结或调整电学特性。退火工艺，通过高温（500~1200℃）修复离子注入或扩 散造成的晶格损伤，激活掺杂原子，优化器件性能。北方华创在热处理设备领域，已形成了 立式炉和快速热处理设备（RTP）的全系列布局。据公司公告，2024 年热处理设备全球市 场规模约 230 亿元人民币，2024 年公司热处理设备收入超 20 亿元，2025 上半年收入超 10 亿元。在立式炉领域，截至 2025 年 1 月，公司立式炉累计出货突破 1000 台。

（2）湿法设备领域，北方华创已形成单片设备和槽式设备的全面布局。湿法设备是半 导体制造中保障晶圆洁净度的核心装备，基于化学反应（如溶解、氧化）与物理作用（如机 械冲刷、超声波振动），利用去离子水、酸/碱溶液及表面活性剂等清洗液，通过浸泡、喷淋 或旋转甩干等工艺步骤，清除晶圆表面的颗粒、有机物、金属离子等污染物，确保后续工艺 的可靠性。其技术路线涵盖单片清洗、槽式清洗、物理清洗（Scrubber）等多种形式。单片 清洗设备采用高压喷淋、兆声波或二流体技术，每次仅处理单片晶圆，具备纳米级颗粒去除 能力和零交叉污染特性。槽式清洗设备通过多腔体串联浸泡工艺，可批量处理多片晶圆。物 理刷洗设备采用机械刷毛与化学液协同作用，通过高速旋转的 PVA（聚乙烯醇）或聚氨酯刷 具对晶圆表面施加可控压力，结合二流体雾化技术形成微米级液滴，实现高效颗粒剥离。公 司在湿法设备领域，已形成了单片设备和槽式设备的全面布局。据公司公告，2024 年湿法 设备在集成电路制造设备资本支出的占比为 5.9%，全球市场规模约 470 亿元人民币。截至 2023 年底，公司清洗设备累计出货超 1200 台。2024 年公司湿法设备收入超 10 亿元，2025 上半年，公司湿法设备收入超 5 亿元。

3.4.自主研发与战略投资，持续完善半导体设备产业链布局块

（1）北方华创进军离子注入设备赛道，完善公司半导体装备产品矩阵。离子注入设备 是集成电路制造中的关键装备，主要用于集成电路制造中的掺杂工艺，形成 PN 结和精确调 控器件电学性能。其工作原理是在离子源中产生所需离子，通过电场将离子加速至预定能量， 然后精准注入半导体材料内部，通过替换或嵌入特定原子，实现对材料电学特性的定向调制。 根据 SEMI，2024 年全球离子注入设备市场规模达 276 亿元，预计 2030 年将增长至 307 亿 元。2025 年 3 月，北方华创正式宣布进军离子注入设备市场，公司有望撬动国内约 160 亿 元的市场空间，推动国产半导体装备向高端领域突破。目前，公司已发布两款 12 寸离子注 入设备，一款面向存储和逻辑电路制造，适用于高剂量、低能量掺杂工艺，涵盖 CMOS 掺 杂、氢钝化、超浅结掺杂及 SOI 等应用；另一款用于 B、P、As 等元素在 12 英寸逻辑与存 储芯片中的精确注入，通过精准控制注入角度和剂量，可独立调控掺杂浓度与结深，实现对 晶体管电性能的高精度调制。

（2）北方华创持有芯源微 17.87%的股份成为其第一大股东，实现在涂胶显影设备领域 的重要布局。涂胶显影设备是集成电路制造中与光刻机配套的关键处理设备，负责晶圆的光 刻胶涂覆、固化、显影、坚膜等工艺过程。据公司公告，2024 年涂胶显影设备在集成电路 制造设备资本支出的占比为 3.2%，全球市场规模约 260 亿元。目前全球前道涂胶显影设备 市场主要由日本厂商垄断，中国成熟制程国产化率仅 10%-15%，先进制程不足 10%。2024 年中国涂胶显影设备市场，东京电子占据 91%的市场份额，芯源微占比 4%，国产替代空间 广阔。截至 2025 年 6 月 30 日，公司通过战略收购持有芯源微 17.87%的股份，其核心产品 涵盖涂胶显影设备等关键半导体装备，此次收购有效实现了双方在产品布局上的协同互补，助推双方技术与工艺的深度融合。芯源微作为国内唯一能提供量产型前道涂胶显影设备的厂 商，已实现 28nm 及以上工艺节点的全覆盖，并持续向更先进制程迭代，28nm 以下工艺技 术目前正处于验证阶段。

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