2025年屹唐股份公司研究报告:前道设备隐形冠军,平台化布局去胶、RTP、刻蚀设备

  • 来源:东吴证券
  • 发布时间:2025/11/27
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屹唐股份公司研究报告:前道设备隐形冠军,平台化布局去胶、RTP、刻蚀设备。平台化布局三大设备平台,国产替代与国际化双轮驱动:屹唐股份成立于2015年,是一家专注于集成电路前道核心装备的高端制造企业。公司致力于干法去胶(DryStrip)、干法刻蚀和等离子体表面处理(DryEtchandPlasmaSurfaceTreatment)及快速热处理(RTP)等关键设备的研发与制造,产品广泛应用于先进晶圆制造工艺,客户涵盖中芯国际、台积电、三星、英特尔等全球领先的集成电路制造企业。在“半导体设备国产替代”趋势下,公司凭借技术积累与平台化布局,已成长为全球前道设备领域具有代表性的...

1. 屹唐股份:前道设备隐形冠军,平台化布局去胶、RTP、刻蚀 设备

1.1. 公司平台化布局去胶、RTP、干法刻蚀和等离子体表面处理设备,国产 替代与国际化双轮驱动

北京屹唐半导体科技股份有限公司(简称“屹唐股份”)成立于 2015 年,是一 家专注于集成电路前道核心装备的高端制造企业。公司致力于干法去胶(Dry Strip)、 干法刻蚀(Dry Etch)及快速热处理(RTP)等关键设备的研发与制造,产品广泛应 用于先进晶圆制造工艺,客户涵盖中芯国际、台积电、三星、英特尔等全球领先的 集成电路制造企业。 2016 年公司通过并购美国 Mattson Technology, Inc. (MTI),快速获得干法去胶、 快速热处理和干法刻蚀设备的核心技术和全球客户资源,并整合形成覆盖中国、美 国、德国的国际化研发制造体系,实现核心技术自主可控与本土化量产落地。在中 国“半导体设备国产替代”趋势下,公司凭借技术积累与平台化布局,已成长为全 球前道设备领域具有代表性的中国企业。 公司以“去胶+热处理+刻蚀”三大核心设备平台为发展主线:起步阶段通过 Aspen 系列去胶和 Helios 快速热处理设备进入主流晶圆制造客户体系;2010 年 paradigmE 刻蚀平台推出,实现“去胶+退火+刻蚀”全工艺覆盖;2018 年北京亦庄 制造中心建成投产,形成本土交付与规模化生产能力;2020 年以来,公司完成多轮 融资,加快 Hydrilis 等新一代平台设备产业化;2025 年成功登陆科创板,标志着进 入资本助力下的高质量增长阶段。

1.2. 去胶与快速热处理设备全球领先,平台化 ICP 技术布局刻蚀设备

公司专注于集成电路前道制造设备,通过干法去胶(Dry Strip)、快速热处理 (RTP)及干法刻蚀和等离子体表面处理(Dry Etch and Plasma Surface Treatment) 三类核心设备,覆盖晶圆制造流程中的热处理/氧化/扩散、刻蚀、去胶等关键工艺 段,形成清晰的产品矩阵。

(1)公司干法去胶设备技术积累深厚、应用广泛:公司干法去胶产品历经三 十余年研发与应用沉淀,核心产品涵盖 Suprema®、Hydrilis® HMR 及 Optima®系列, 且具备远程电感耦合等离子体(Remote ICP)与双晶圆反应腔等核心技术。公司设 备具备工艺窗口宽、颗粒污染小、成本结构优等显著特点。产品广泛应用于晶圆制 造前道去胶工艺环节,适配 DRAM、3D NAND、逻辑芯片等多类晶圆平台,并已 形成从常规去胶、选择性去胶到先进刻蚀后清洗的完整产品谱系。 (2)快速热处理设备覆盖常规与毫秒级两大领域:公司核心产品包括 Helios® 系列(常规 RTP)与 Millios® 系列(毫秒级退火),针对先进逻辑芯片、DRAM 和 存储器件量产而设计。设备采用晶圆双面加热、氩气水壁电弧灯与闪光灯退火等核 心技术,能够有效控制先进制程中的热应力和图形保形性问题。设备性能参数处于 国际主流水平,在 10nm 及以下节点具有良好兼容性,已在 DRAM、3D NAND 等 存储产线及高性能逻辑芯片产线完成验证并实现规模化应用. (3)利用 ICP 技术,平台化布局干法刻蚀和等离子体表面处理设备:公司干 法刻蚀产品布局以 paradigmE ®、Novyka®、RENA-E ®、Hydrilis® XT 系列及 Escala® 表面处理和材料改性设备为主,覆盖通用刻蚀、选择性刻蚀及原子层级表面处理等 多类场景。产品搭载自主研发的双晶圆反应腔、远程电感耦合等离子体源、四机械 手腔体结构等技术,具备优异的等离子均匀性、刻蚀一致性与器件兼容性。多款设备成功进入多家国内外头部客户供应链,具备强适配能力与国产替代潜力。

1.3. 国资控股+产业资本协同,核心团队国际化背景深厚

公司股权结构清晰,国资背景突出并形成产业协同。截至 2025 年 6 月 30 日, 屹唐股份的主要股东为北京屹唐盛龙半导体产业投资中心,持股比例为 40.55%。屹 唐盛龙的核心出资方为北京亦庄国投,亦庄国投通过旗下的北京亦庄国际新兴产业 投资中心(有限合伙)持有屹唐盛龙 99.9996%的份额。除屹唐盛龙外,公司其他股 东还包括最佳第一持股有限公司(8.88%)、海松非凡有限公司(6.49%)、天津环旭 创芯管理咨询有限公司(4.48%)、南京招银现代产业壹号股权投资基金(3.42%)、 鸿道致鑫投资管理合伙企业(2.82%)、共青城渐升投资合伙企业(2.37%)及其他 投资者(30.99%)。“国资+产业资本”的股权结构不仅保障了公司治理稳定,也通 过产业协同与政策资源为屹唐股份的研发投入、产能扩张及客户拓展提供了长期支 撑。

公司团队国际化程度高,研发体系完善且核心人员稳定。公司以国际先进的研 发理念为导向,经过多年的人才培养与外部引进,已形成一支具备跨国背景的核心 研发团队,覆盖干法去胶、快速热处理、干法刻蚀和等离子体表面处理等关键设备 领域研发。截至 2024 年末,公司研发人员占比达到 28.7%,为技术迭代和持续创新 奠定坚实基础。 公司核心技术团队成员普遍在国际半导体设备领域深耕二十年以上,具备丰富 的研发与量产经验。管理与研发骨干多来自应用材料、阿斯麦、泛林半导体等国际 一线企业,兼具全球前沿技术视野与中国本土制造落地能力。公司 CEO Hao Allen Lu(陆郝安)博士毕业于美国弗吉尼亚大学,曾在应用材料及英特尔负责晶圆制造设备研发及全球业务管理;公司助理副总裁范强曾任泛林半导体设备技术(上海) 有限公司高级工艺工程师及工艺经理,2021 年起加入公司,现任中国产品研发事业 部等离子体产品技术部中国产品助理副总裁;中国产品副总裁 Lee Fook Hong(李 福洪)在东南亚及中国晶圆厂设备工程和本地化运营方面积累了多年经验,具备出 色的供应链整合及工艺协同能力。 整体来看,屹唐股份的团队在技术纵深、国际化背景及稳定性上具备优势,是 公司在先进设备国产化和全球市场拓展中保持竞争力的关键支撑。

1.4. 业绩稳步增长,核心研发体系持续强化

2018 年以来,公司营收规模持续扩张,2018–2024 年公司营业收入由 15.18 亿 元增长至 46.33 亿元,六年 CAGR 达 20.4%;归母净利润同期由 0.24 亿元增长至 5.41 亿元,CAGR 达 68.5%。2024 年受益于下游客户特别是中国境内客户投资计 划增大和设备需求提升,公司实现营业收入 46.33 亿元,同比增长 17.8%;归母净 利润达到 5.41 亿元,同比大幅提升 74.8%,盈利能力明显修复。2025Q1-Q3 公司营 业收入 37.96 亿元,同比增长 14.0%;归母净利润 5.16 亿元,同比增长 22.7%,延 续增长趋势。

去胶设备营收稳步增长,RTP 与刻蚀设备逐步成熟放量。公司核心设备产品 中,干法去胶设备 2024 年收入 18.68 亿元,同比+21.20%,2020-2024 年 CAGR 达 12%,仍是公司主要营收来源;快速热处理设备收入 11.15 亿元,同比-10.09%,2020- 2024 年 CAGR 达 18%,占比 24.1%;干法刻蚀和等离子体表面处理设备收入 5.77 亿元,同比+157.37%,2020-2024 年 CAGR 达 37%,开始加速放量并贡献主要营收, 占比从 2020 年的 5%提升至 2024 年的 12.5%。 设备毛利率稳步提升,助推公司盈利能力上行。公司早期刻蚀设备处于配合客 户调试阶段,毛利率相对较低。伴随产品和供应链成熟度提高,刻蚀设备毛利率出 现较大回升,2024 年达 20.1%,同比+10.8pct;RTP 设备毛利率长期稳定在 42%左 右,保障了公司盈利能力,显示出 RTP 设备市场格局较好。

2018–2024 年,公司毛利率整体呈回升趋势,受益于高毛利率的快速热处理设 备销售占比提升及产品结构优化,毛利率自 2023 年起明显回升,2024 年升至37.4%。后续随着产品成熟,毛利率有望进一步修复。扣非后净利率方面,公司早期投入较 大,2019 年仍处于爬坡阶段,仅为-5.9%。随着规模效应释放及费用效率改善,扣 非后净利率自 2020 年起逐步修复,2024 年升至 10.5%,同比+3.6pct。2025Q1-Q3 扣非后净利率为 10.9%,同比-0.5pct,盈利能力相对稳定。 期间费用率随着营收规模提升,稳步下降。2018–2024 年公司费用率从 36.8% 降至 26.1%,其中管理费用率由 6.8%降至 5.1%,财务费用率和管理费用率保持低 位,体现公司在规模扩张的同时有效控制日常管理开支。2025Q1-Q3 期间费用率为 26.4%,同比-1.1pct。整体来看,公司在经历早期阶段的波动后,2022 年触底,2023– 2024 年凭借产品结构优化和规模效应实现盈利修复,毛利率与净利率均回到近五 年高位,后续随着高端产品成熟&公司规模扩大,盈利能力有望持续提升。

2018–2025Q1-Q3 年公司研发费用率维持在 15%左右,体现公司在核心设备领 域的持续投入与技术壁垒建设。研发人员规模方面,公司研发人员数量持续增长, 2022 年末-2025H1 末分别为 247 人、288 人、349 人和 358 人,占公司总人数的比 例依次为 25.5%、26.6%、29.3%和 28.7%。截至 2025 年 6 月 30 日,公司已申请 721 项发明专利,已获授权专利 474 项,体现公司在核心设备自主知识产权上的积累, 为后续产品迭代与技术创新奠定坚实基础。

2. 布局三大前道核心设备,先进技术引领国产替代进程

全球半导体设备市场已逐渐走出低谷,需求回暖带动行业重回上行通道。作为 集成电路产业的核心环节,半导体设备的重要性随着器件尺寸缩小、结构复杂度提 升而进一步增强。2023 年,受消费电子需求疲软及晶圆厂资本开支放缓影响,市场 短期承压,出货金额降至 1,062 亿美元,同比下降 1.3%。随着库存去化结束及下游 需求回暖,2024 年市场规模迅速回升至 1,171 亿美元,同比增长 10.0%,创历史新 高。展望未来,伴随晶圆厂扩产和先进制程投资的持续推进,预计 2025 年市场规 模将增至 1,255 亿美元,2026 年进一步达到 1,381 亿美元,行业进入新一轮成长周 期。 中国大陆市场份额连续多年稳居全球第一,已成为全球半导体设备增量核心。 受益于本土晶圆厂扩产及国产设备渗透率提升,中国大陆市场份额自2020年的26.3% 跃升至 2024 年的 42.3%,提升逾 16 个百分点。2024 年销售额约 495.5 亿美元,显 著领先中国台湾、北美、韩国等主要地区。未来,随着先进产能建设加码和国产替 代进程加快,中国大陆市场份额仍具提升空间,有望继续成为推动全球半导体设备 行业增长的核心驱动力。

2.1. 去胶设备需求稳定,公司全球市占率第二

在前道晶圆工艺中,需先在晶圆表面涂覆光刻胶,再经过曝光、显影等步骤在 晶圆表面形成光刻胶图形,随后通过刻蚀、离子注入等工艺将图形精准转移到晶圆 表面。图形转移完成后,残余的光刻胶必须彻底去除,否则会影响后续工艺,这一 清除过程被称为“去胶”,是保证后续工艺质量和良率的关键步骤之一。

去胶工艺主要分为湿法和干法两类,当前主流是干法工艺。湿法去胶依赖化学 溶剂溶解光刻胶,存在对刻蚀过程中已变质光刻胶清除不彻底、废液处理复杂等问 题。干法去胶是当前的主流工艺,其原理是通过等离子体激发产生的高活性氧自由 基与光刻胶中的碳氢成分发生氧化反应,将其转化为挥发性气体 CO₂ 和 H₂O,并 由真空系统抽离出腔体。这种方式具有去除彻底、效率高、无化学残留、对器件损 伤小、环保性好等优势,尤其适合先进制程中对精度要求极高的场景。

去胶工艺主要分为湿法和干法两类,当前主流是干法工艺。湿法去胶依赖化学 溶剂溶解光刻胶,存在对刻蚀过程中已变质光刻胶清除不彻底、废液处理复杂等问 题。干法去胶是当前的主流工艺,其原理是通过等离子体激发产生的高活性氧自由 基与光刻胶中的碳氢成分发生氧化反应,将其转化为挥发性气体 CO₂ 和 H₂O,并 由真空系统抽离出腔体。这种方式具有去除彻底、效率高、无化学残留、对器件损 伤小、环保性好等优势,尤其适合先进制程中对精度要求极高的场景。

屹唐 2016 年收购的子公司 MTI 自 1990 年起深耕干法去胶设备领域,在长期 服务全球头部晶圆厂的过程中,积累了深厚的客户资源与技术能力。MTI 作为行业 公认的技术领先者,其产品已成功进入台积电 5nm 产线、三星 DRAM 生产线,2018 年以来国内 12 英寸晶圆厂覆盖率从 15%跃升至约 100%。同时,MTI 与核心客户保 持长期深度协作,具备快速响应与持续迭代的能力,这一机制成为公司在先进制程 适配中的关键竞争力。公司整合 MTI 技术后,去胶设备制程能力从 65nm 跨越至 5nm,全面覆盖先进工艺。 掌握核心部件技术,水平国际领先。公司掌握 Remote ICP 等离子体源、双晶 圆反应腔等核心技术,技术国际领先,且可用于平台化布局的刻蚀设备:(1)等离 子体源技术已实现批量量产,技术处于国际领先水平,具备工艺窗口宽、颗粒污染 小、综合持有成本低等优势。同时,其核心等离子体源技术可用于 ICP 刻蚀机。(2) 公司采用双腔独立运行设计及自研真空传输模块,显著提升产线通量,降低颗粒污 染,减少等离子体损伤,确保高端产线稳定量产。

SUPREMA®系列平台全球广泛装机,产品长期量产表现和稳定性持续获得客 户认可。凭借优质客户资源、先进制程适配能力及持续迭代优势,公司干法去胶设 备已在逻辑、存储、CIS 等领域广泛渗透,市场地位稳步提升。 2025H1 公司推出 Optima®系列干法去胶设备,已开始批量交付客户。该系列 产品可满足各类制程工艺需求,工艺效果优异,具备颗粒污染低、大规模量产综合 持有成本低等卓越性能,该设备已通过关键客户量产验证并获得客户重复量产订单。

2023 年公司干法去胶设备以 34.60%的全球市场份额位居全球第二,仅次于韩 国厂商比思科。干法去胶作为先进制程中关键的晶圆清洗工艺环节,涉及颗粒控制、 等离子体稳定性及腔体洁净度等多项核心参数,技术门槛高、客户验证周期长,导 致全球市场呈现高度集中格局。目前主要厂商包括比思科、屹唐及泛林等,行业已 初步形成“双寡头+追随者”的竞争结构。我们认为主要系公司去胶设备采用真空传 输系统,更加适配高性能、低颗粒要求的先进逻辑客户;但 2023 年为存储扩产大 年,故 PSK 市占率第一;后续随着先进逻辑重启扩产,公司市占率有望进一步提 升。 韩国友商比思科于 1994 年切入干法去胶设备,是韩国最早实现本土化突破的 厂商之一,全球范围内亦属较早参与者。依托长期的客户验证和产品迭代,比思科 已服务于全球主流 IDM、Foundry 与 OSAT 厂商,覆盖韩中台、美欧日等核心市场。 核心客户包括三星电子、SK Hynix 和 Micron。凭借与头部客户的长期协同,比思 科能够在实际产线中持续获得工艺反馈,带动设备快速迭代,在技术领先性与工艺 稳定性方面持续强化竞争力,稳固其在全球干法去胶设备市场的领先地位。 随着国际逻辑扩产、中国大陆半导体制造能力的快速提升以及国产设备加速导 入,屹唐市占率有望进一步提升。公司通过收购 MTI,快速构建起先进的制程能力 与核心技术体系,并已广泛进入国内主流 12 英寸晶圆厂。作为全球干法去胶设备 的领军者,未来公司有望受益于先进逻辑扩产&更适配存储客户的新品推出,市占 率重返第一。

2.2. 激光退火工艺适配先进制程,公司 RTP 设备全球市占率第二

2.2.1. RTP 与传统炉管退火工艺相比有效解决了离子过度扩散问题

退火主要用来激活离子电性能,RTP 有效解决传统炉管退火离子过度扩散问 题。在芯片制造过程中,离子注入是掺杂的重要方法,通过高能粒子束将磷、锑和 砷等离子打入硅晶格,进而在硅片上建立 PN 结,使硅片具备导电性。但掺杂离子 注入后,99%都处于未激活状态,需要引入炉管退火工艺进行离子激活,恢复电子 和空穴迁移率。具体工艺是将硅表面加热到 900℃并维持 30 分钟,让注入的掺杂离 子进一步均匀扩散到硅片中,同时也可以修复离子注入对晶圆造成的损伤(离子注 入时,会破坏硅衬底的晶格)。但传统的炉管退火工艺由于加热时间过长,容易导 致掺杂离子过度扩散漂移,难以控制结深。为了解决传统热处理中杂质再分布问题, 快速热处理工艺 RTP 应运而生。此外,薄膜沉积以后的金属硅化物烧结、晶圆表面 改性等都需要用到 RTP 工艺。

RTP 是应用于离子注入与掺杂离子激活的秒/毫秒级高温处理工艺,其核心工 艺原理是用高能光照射加热取代炉管加热,实现秒/毫秒级的瞬时升温。RTP 的瞬 时升温可以使掺杂离子获能跃迁至晶格的同时来不及过度扩散,从而最大限度抑制 杂质离子的过度扩散。RTP 可以 20~250℃/秒的升温速率对晶圆表面快速加热至 1200°C 以上,在秒级/毫秒级时间内完成离子注入退火、硅化物形成等工艺。相较 传统炉管退火,RTP 通过精准温控和旋转晶圆确保处理均匀性,既能修复晶格损伤、 激活杂质,又能抑制杂质过度扩散,显著提升器件电学性能。

2.2.2. RTP 可分为浸入式退火、尖峰退火和激光退火三大类

根据加热方式和工艺特性的不同,RTP 主要分为浸入式退火、尖峰退火和激光 退火三大类,客户根据各自工艺不同选择适配的退火方式。目前在 7nm 以下制程中 多采用组合工艺,例如 IBM 在 7nm 中先进行尖峰退火激活杂质,再辅以毫秒激光 退火局部修复缺陷;TSMC 则主要采用毫秒级灯管退火。

(1) 浸入式退火(Soak Annealing)

浸入式退火采用大功率卤钨灯辐射加热,使晶圆升温至目标温度后保持恒温, 确保杂质离子充分激活。该技术热预算较高,适用于 0.13 微米及更早几代的 CMOS 工艺及传统深结工艺,如功率器件的深结制造。但在先进节点中因热扩散问题逐渐 被替代。

(2) 尖峰退火(Spike Annealing)

尖峰退火通过卤素灯或石墨加热板实现超快升温(升温速率可达 100-200℃/s), 仅对晶圆表层进行快速热处理。其特点是注重快速升/降温,在高温点滞留时间很 短,内部温度梯度显著,因此能够实现杂质活化程度最大化和杂质扩散程度最小化, 同时具有良好的缺陷退火修复特性。相较于激光退火,尖峰退火工艺更稳定,适用 于大规模量产。

(3)激光退火(Laser Annealing)

激光退火通过高能量激光束(如准分子激光、脉冲激光)在微秒级时间内快速 加热晶圆局部区域,温度可超过 1000℃,实现杂质离子的激活(电学活化),而无 需大范围热扩散过程。激光光斑直径可精确控制在微米级,属于典型的局部加热技术,仅在激光照射范围内形成高温区,非照射区域几乎不受影响,横向热扩散极小。 根据 QYR,预计 2030 年全球激光退火设备市场销售额将达到 16.88 亿美元。

2.2.3. RTP 设备核心壁垒在于温度均匀性控制与动态响应能力

RTP 设备通常包括反应腔体、灯组/加热源、温度量测系统、气体输送与流量 控制、机械传送与载台等模块。(1)反应腔体:由高纯度耐高温材料(如石英、不 锈钢、陶瓷)制成,保证在高温快速变化过程中稳定且洁净;(2)灯组/加热源:数 个到数十个灯管或激光照射装置排列在晶圆上下方,通过组合调节可实现全局或局 部加热,同时配备分区控制实现更好的均匀性;(3)温度量测系统:多点光学测温, 实时监测晶圆中央、边缘及各区域温度;(4)气体输送与流量控制:快速氧化或特 定气氛下退火,需精确控制气体种类与流速;(5)机械传送与载台:配备机械手或 真空手臂在大气/真空环境之间传送晶圆。

RTP 设备的核心壁垒在于对温度均匀性及动态响应的要求极高。晶圆边缘热 损失与三维结构(如 FinFET)导致温场波动,需通过多区控温+光学补偿(如镀金反射腔)将均匀性控制在±1–5℃,同时需要控制在快速加热过程中晶圆不能出现 翘曲及碎裂。而在 800℃以上的区间,测温系统也需要更换为非接触式红外测温, 避免热电偶干扰。此外,当升降温速率>150℃/s 时,热惯性易引起过冲。需优化 PID 算法与灯管功率响应,如 RTP-1100 采用双闭环控制,稳态波动 ±2℃。 根据 Gartner 统计数据,2021 年全球热处理设备市场规模合计 26.42 亿美元, 其中快速热处理设备市场规模为 12.13 亿美元。2025 年快速热处理设备市场规模有 望达到 12.36 亿美元。

2.2.4. 公司 RTP 产品技术先进,市场份额位居全球第二

公司的热处理产品现已涵盖多种快速退火工艺,包括恒温退火、尖峰退火乃至 毫秒级闪退火。主流 Helios 系列 RTP 系统采用独特的双面加热技术,在实现业界 领先升温速率的同时,有效平衡晶圆正反面温度,消除图形负载效应。其中 Helios XP 系统通过双腔并行设计与全区域动态温控技术,显著提升了温度均匀性与响应 速度,可满足 130nm 至 5nm 节点的高阶热处理需求,支持最高 1300°C 的快速升 降温,适用于氧化、退火、掺杂激活等多类关键工艺。 得益于温控精度与洁净性能的优化,Helios XP 在保障设备稼动率的同时,显 著降低热处理过程中的晶圆缺陷与颗粒污染风险,有助于客户提升整体良率与产能 利用率。系统可兼容多种衬底类型和工艺条件,尤其适配于先进 CMOS 与大尺寸 晶圆的量产场景,具备强适配性与可拓展性,现已在多个头部客户处实现稳定应用, 持续巩固公司在高端 RTP 设备市场的领先地位。

目前,全球 RTP 设备市场仍由美国应用材料(Applied Materials)主导,2023 年市场份额达 69.7%,核心壁垒在于技术及生态绑定。(1)技术:应材最先突破激 光退火工艺,其模块化反应腔体设计、多区动态温控系统、背部加热工艺、光学补 偿算法等均为业界领先,率先突破了 300mm 大尺寸晶圆处理技术。此外应材拥有 从热源设计到温度测量算法等在内的 22000+项专利,技术壁垒深厚;(2)生态绑定: 自 2011 年与台积电等合作开发 Vulcan 系统起,应材已经连续服务台积电和三星等 头部厂商多年,为其定制化开发设备。同时作为全球顶尖的平台化设备公司,应材 打造“离子注入+热处理+薄膜沉积”一体化解决方案,大大提升了客户粘性。 2023 年屹唐半导体以 13.05%的市场份额位列全球第二,是唯一一家跻身行业 前列的中国企业,展现出强劲的技术实力与市场竞争力。随着半导体制造工艺持续 向更先进制程演进,对 RTP 设备的工艺精度和热效率要求不断提升。同时,在中美 科技博弈背景下,国内半导体产业链自主化进程明显提速,国产替代需求持续释放。 凭借产品性能优势及本土化服务能力,公司有望在全球市场实现份额的持续突破。

2.3. 延伸布局刻蚀&表面处理设备,有望受益于先进制程刻蚀需求提升

刻蚀是半导体图案化过程中的核心环节之一,与光刻、沉积并列为晶圆制造三 大关键工艺。其原理是通过物理或化学作用精确去除晶圆表面不需要的材料,只保 留被光刻掩模保护的部分。这样就能把掩模上的图形一层层“转印”到晶圆衬底或功 能薄膜上,形成所需的三维微结构。刻蚀完成后,晶圆表面会继续进行薄膜沉积、 多重曝光或下一轮刻蚀,逐层构建并连通不同功能层,最终形成完整集成电路结构。

刻蚀工艺主要分为湿法刻蚀和干法刻蚀两大类。湿法刻蚀是将晶圆浸入化学溶 液中,通过液相反应去除材料,刻蚀速率快、选择比高,但只能进行等向性刻蚀, 容易产生侧蚀,图形精度受限。随着制程升级和结构尺寸缩小,其在线宽控制和方 向性上的局限性愈发明显,逐步被干法刻蚀取代,目前主要用于尺寸较大结构或干 法刻蚀后的残留清洗。 干法刻蚀是在真空中利用等离子体或反应性气体,通过物理轰击与化学反应去 除材料,能够实现非等向性刻蚀,轮廓更接近垂直,图形转移精度显著提升。干法 刻蚀不仅可避免侧蚀、提升线宽控制,还能适应纳米级及复杂三维结构的刻蚀需求, 均匀性和可控性更佳。目前制程下,先进逻辑、存储及功率器件的核心层刻蚀几乎 全部采用干法工艺,市场占比已超过 90%。

干法刻蚀设备按照等离子体产生方式不同,主要分为 ICP(电感耦合等离子体) 刻蚀和 CCP(电容性等离子体)刻蚀两大类。 ICP 刻蚀是通过射频电源向线圈导入电流,在腔体内产生电磁场,驱动电子加 速运动并与工艺气体分子碰撞,形成高密度等离子体。ICP 的离子能量较低、离子 浓度均匀,在保持较高刻蚀速率的同时能够降低器件表面损伤,适合刻蚀较软或较 薄的材料,且工艺窗口宽、刻蚀均匀性好。

CCP 刻蚀则是在带有两块电极板的腔室中引入高频交流电,通过周期性电压 变化使正负离子高速振荡并轰击工艺气体粒子来产生等离子体。CCP 离子能量较 高,更适合在较硬的介质材料上刻蚀高深宽比的深孔、沟槽等结构,但对器件表面 损伤的控制相对挑战更大。

根据 Gartner 数据,2022 年 ICP 刻蚀设备占干法刻蚀市场的 47.9%,CCP 占 比为 47.5%。目前,ICP 和 CCP 在不同应用场景各具优势,形成互补格局。随着 先进逻辑、存储及 3D NAND 等复杂工艺对刻蚀均匀性和损伤控制提出更高要求, ICP 凭借高离子密度、宽工艺窗口及低离子损伤等特性,在部分先进工艺环节的应 用更加广泛。

刻蚀工序需求量随着芯片制程提升而大幅增加。随着国际上先进芯片线向 7nm、5nm 及更先进工艺方向的升级,以及 3D NAND 等高堆叠结构的广泛应用, 芯片制造对刻蚀设备的依赖显著增强。国际半导体产业协会数据显示,7nm 制程所 需刻蚀工序约 140 次,5nm 制程则增加至 160 次,相较于 10nm 增加 50%,工 艺复杂度和精度要求持续提升,直接推动刻蚀设备需求快速增长。另一方面,3D NAND 架构堆叠层数多、深宽比大,对刻蚀精度和均匀性要求极高。根据 Tokyo Electron 测算,刻蚀设备支出占比已由 2D NAND 结构时的 20% 大幅提升至 3D NAND 的 50%,显示出刻蚀设备在先进存储制程中的战略地位持续上升。

全球半导体刻蚀设备市场保持稳步扩张。2023 年市场规模约 196 亿美元,未 来数年市场规模呈现出稳定上升的趋势,到 2032 年将增长至 304 亿美元,2024- 2032 年 CAGR 达 5.0%,市场前景十分可观。

公司依托去胶设备 ICP 等离子体技术切入刻蚀设备赛道。刻蚀设备腔体本质 上由 ICP 等离子体源与偏压系统构成,与去胶设备共享等离子体源、气体输送及 真空技术等底层模块;刻蚀设备的差异主要在于需加入第二个射频电源来控制刻蚀 方向,吸引带正电的离子与自由基向指定方向靠近,与待刻蚀物质发生化学反应生 成可挥发性气体,从而使刻蚀具有各向异性。除反应腔差异外,干法化学刻蚀设备 还需配备前端模块(EFEM)、气锁室、气体传输模块等其他零部件。

公司 IPO 募集资金 25 亿元,将分别用于“集成电路装备研发制造服务中心项 目”“高端集成电路装备研发项目”及“发展和科技储备资金”。其中,高端集成电 路装备研发项目将围绕原子层级表面处理及高选择比刻蚀设备、先进干法去胶设备 等核心方向开展技术攻关和产品迭代,满足先进制程节点和多样化工艺的需求,公 司未来有望充分受益于高端刻蚀设备国产替代进程。

截至 2024 年末,公司 paradigmE®系列产品已广泛应用于全球领先逻辑和存储 厂商,验证了设备的大规模量产稳定性与兼容性。其接地法拉第屏蔽 ICP 源可独立 调控离子能量和密度,提升刻蚀选择性与速率,降低离子损伤,满足先进制程的高 精度需求。平台采用双腔并行及多腔+四机械手传输设计,确保高通量和高稼动, 帮助客户提升产能利用率并降低成本。凭借这些优势,公司刻蚀设备已在 Memory、 Logic、CIS 等领域形成规模化渗透,行业地位持续提升。

2025H1 公司新推出 RENA-E®干法刻蚀设备。该设备可以对离子能量和离子密 度进行独立控制,具备刻蚀速度快、晶圆器件等离子体损伤小、器件性能表现优异、 反应腔损耗品寿命长等各项卓越性能,还可以高效应对介质材料和金属材料的复杂 膜层刻蚀。该设备已通过关键客户量产验证并获得客户重复量产订单,客户需求也 在持续增长。 2023 年,公司以 0.21%的市占率位列全球干法刻蚀设备市场第九,在泛林半 导体、东京电子、应用材料三大国际巨头的高度垄断市场中跻身少数具备量产能力 的厂商之列。在国内,公司与中微公司、北方华创共同构成大规模交付干法刻蚀设 备的‘国产三驾马车’,市场地位稳固。依托自研 ICP 技术和成熟平台架构,公司已 在逻辑、存储、CIS 等核心应用实现规模化装机,竞争力持续提升。未来,随着本 土晶圆厂扩产及高端设备国产替代加速推进,公司市占率有望进一步提升,成长空 间广阔。

在主流刻蚀设备之外,公司前瞻性布局了原子层级表面处理和材料改性设备 Escala®,进一步拓展刻蚀产品平台的技术边界。Escala 主要用于金属回流裂缝修 复、界面致密化和接触电阻优化,适用于高精度金属互连层(如 M3/M4)等先进制 程场景。该设备本质上仍基于电感耦合等离子体平台,与刻蚀设备在腔体结构、等 离子源、真空模块等底层架构高度相通,具备平台化协同优势。 Escala 已通过海外大客户量产验证,后续制程迭代用量将显著提升。伴随 7nm 及以下节点推进、3D 结构与多层互连广泛应用,行业对晶圆表面活化、膜层粘附 与界面质量的要求持续提升,表面处理工艺用量不断加大。公司以 Escala 为代表的 表面处理设备,未来有望与刻蚀平台协同放量,共同构建面向先进工艺节点的全栈 解决方案。


(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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