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1、2022 年深度行业分析研究报告 2 目录目录 名词解释名词解释 . 5 管理团队:管理团队:国际化薄膜沉积设备研发技术国际化薄膜沉积设备研发技术队伍队伍 . 6 主营业务:主营业务: PECVD、SACVD、ALD . 8 公司正处于高成长阶段 . 8 收入结构:以 PECVD 为主 . 8 客户结构:国内外 12 英寸一线客户为主 . 9 薄膜沉积:拓荆可覆盖大部分薄膜沉积:拓荆可覆盖大部分 PECVD 工艺工艺 . 10 薄膜沉积定义:沉积待处理薄膜材料 . 10 薄膜沉积分类:CVD、PVD、ALD、电镀 . 10 拓荆可覆盖 16 种 PECVD 工艺、3 种 SACVD 工艺 .
2、11 PECVD:收入占比 9 成,可覆盖大部分工艺 . 12 SACVD:出色的沟槽填充能力并具备较快的填充速率 . 14 ALD 设备:PE-ALD 设备成功量产,THERMAL ALD 设备正在研发 . 15 可覆盖市场规模:全球约可覆盖市场规模:全球约 75 亿美元亿美元 ,国内约,国内约 RMB100 亿元亿元 . 16 全球半导体设备行业: 迈上千亿美元台阶 . 16 薄膜沉积设备市场规模:200 亿美元 . 17 拓荆可覆盖市场规模推算 . 18 市场地位:本土产线上市占率市场地位:本土产线上市占率 PECVD 17%,SACVD 25% . 19 全球薄膜沉积设备行业高度垄断
3、. 19 拓荆在本土产线上的 PECVD 市占率显著提升 . 19 拓荆是目前国内唯一实现 PECVD 产品放量增长的本土企业 . 20 MBbWiYhYhUlXhXtUiYbRdN7NnPnNpNnPiNrRsOeRsQmM9PrRvMMYoMoMMYnRqM 3 图表图表目录目录 投资摘要投资摘要 . 1 图表图表 1. 拓荆核心管理、技术团队拓荆核心管理、技术团队 . 6 图表图表 2. 拓荆管理层持股比例拓荆管理层持股比例 6.69%(上市前)(上市前) . 6 图表图表 3. 拓荆股权结构(上市前)拓荆股权结构(上市前) . 7 图表图表 4. 拓荆科技主要经营业绩拓荆科技主要经营业
4、绩 . 8 图表图表 5. 拓荆拓荆 2020年收入结构年收入结构 . 8 图表图表 6. 拓荆核心产品的工艺、制程、客户拓荆核心产品的工艺、制程、客户 . 9 图表图表 7. 拓荆的客户结构拓荆的客户结构 . 9 图表图表 8. ALD、CVD、PVD成膜效果成膜效果 . 10 图表图表 9. PECVD设备反应腔结构设备反应腔结构 . 11 图表图表 10. CVD各类产品比较各类产品比较 . 11 图表图表 11. 拓荆目前可覆盖的拓荆目前可覆盖的 CVD工艺工艺 . 12 图表图表 12. 拓荆拓荆已研发并生产已研发并生产 16种不同工艺的种不同工艺的 PECVD . 12 图表图表
5、13. 拓荆开发拓荆开发 6种种 PECVD产品型号产品型号 . 13 图表图表 14. 拓荆拓荆 PECVD的收入拆分的收入拆分 . 13 图表图表 15. SACVD设备反应腔简图设备反应腔简图 . 14 图表图表 16. 拓荆可覆盖拓荆可覆盖 3种种 SACVD工艺工艺 . 14 图表图表 17. 拓荆科技两大拓荆科技两大 SACVD产品型号产品型号 . 14 图表图表 18. ALD设备反应原理图设备反应原理图 . 15 图表图表 19. 拓荆科技拓荆科技 ALD产品型号产品型号 . 15 图表图表 20. 全球半导体设备行业市场规模扩大至全球半导体设备行业市场规模扩大至 1000亿美
6、元亿美元 . 16 图表图表 21. 中国半导体设备行业快速成长中国半导体设备行业快速成长 . 16 图表图表 22. 中国大陆已跃升为全球第一大半导体设备市场中国大陆已跃升为全球第一大半导体设备市场 . 17 图表图表 23. 晶圆制程设备占半导体设备的晶圆制程设备占半导体设备的 80% . 17 图表图表 24. 薄膜沉积设备占晶圆制程设备(薄膜沉积设备占晶圆制程设备(WFE)的)的 20% . 18 图表图表 25. CVD的产品分类与结构的产品分类与结构 . 18 图表图表 26. 全球薄膜沉积设备竞争格局全球薄膜沉积设备竞争格局 . 19 图表图表 27. 本土产线上本土产线上 PE
7、CVD、SACVD竞争格局竞争格局 (2019-2020) . 19 图表图表 28. 拓荆在本土产线上拓荆在本土产线上 PECVD市占率统计(市占率统计(2019-2020) . 20 图表图表 29. 拓荆的拓荆的 CVD产品与国内其他设备企业基本互补产品与国内其他设备企业基本互补 . 20 图表图表 30. 拓荆历年毛利率呈上升趋势拓荆历年毛利率呈上升趋势 . 21 图表图表 31. 拓荆拓荆 2021年毛利率水平与国际、国内半导体设备同行相当年毛利率水平与国际、国内半导体设备同行相当 . 21 图表图表 32. 拓荆拓荆 2021年净利率的国际、国内同行比较年净利率的国际、国内同行比较
8、 . 22 4 图表图表 33. 拓荆科技的核心技术水平拓荆科技的核心技术水平 . 23 图表图表 34. 拓荆科技核心技术的技术创新拓荆科技核心技术的技术创新 . 23 图表图表 35. 拓荆科技拓荆科技 PECVD 在研项目统计在研项目统计 . 24 图表图表 36. 拓荆科拓荆科 ALD、SACVD在研项目统计在研项目统计 . 24 图表图表 37. 拓荆科技收入预测拓荆科技收入预测 . 25 图表图表 38. 拓荆科技的估值比较拓荆科技的估值比较 . 26 图表图表 39. 拓荆科技拓荆科技 2021年前五大供应商年前五大供应商 . 27 损益表损益表(人民币人民币 百万百万) . 2
9、8 资产负债表资产负债表(人民币人民币 百万百万) . 28 现金流量表现金流量表 (人民币人民币 百万百万) . 28 主要比率主要比率 (%) . 28 5 名词解释名词解释 薄膜沉积:半导体制造中任何在硅片衬底上沉积一层膜的工艺。这层膜可以是导体、绝缘物质或者半导体材料。沉积膜可以是二氧化硅、氮化硅、多晶硅以及金属 CVD:Chemical Vapor Deposition,化学气相沉积法 PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,等离子体增强化学气相沉积法 SACVD:Sub-atmospheric Pressure Chemica
10、l Vapor Deposition,次大气压化学气相沉积法 EFEM:Equipment front-end module,一种晶圆传输系统,可用于制造设备与晶圆产线的晶圆传输模块 TEOS:Tetraethyl orthosilicate,正硅酸乙酯,可作为 SiO2 薄膜的反应源 SAF:极高深宽比氧化硅薄膜工艺 BPSG:Boro-phospho-silicate Glass,掺杂了硼和磷的二氧化硅 SiON、 DARC:Silicon Oxynitride,氮氧化硅,主要用于光刻过程中的消光作用,提高曝光效果 PSG:Phospho-silicate Glass,掺杂磷的二氧化硅,可
11、用于金属布线层间的绝 缘层、回流介质层和表面钝化保护层 ACHM:非晶碳硬掩膜,该薄膜能够提供良好的刻蚀选择性 Lok:掺碳氧化硅薄膜, 是低介电常数薄膜,主要应用于集成电路芯片后段互连层间介导层,通过超低介电常数,降低电路的漏电电流,降低导线之间的电容效应, 提高芯片性能 Lok:超低介电常数薄膜,为 Lok的下一代新型介质薄膜,通过相对于 Lok更低的超低介电常数,降低电路的漏电电流,降低导线之间的电容效应, 提高芯片性能 ADC:Nitrogen Doped Carbide,先进掺氮碳化硅薄膜,主要应用于扩散阻挡层以及刻蚀阻挡层,由于较低的介电常数,可以降低了导线间的电容效率,提升了芯片
12、整体的传输性能 ADC:Oxygen-doped Silicon Carbide,先进掺氧碳化硅薄膜,下一代低介电阻挡层薄膜 -Si:Amorphous Silicon,非晶硅,主要应用在硬掩膜以实现小尺寸高深宽比的图形传递 BSI、 BSI 工艺:Back Side Illumination 制造工艺 ,背照式图像传感器,一种 CMOS 图像传感器制 NFDARC、SiOC:en Free Dielectric anti 涂层,在光刻机曝光时起到抗反射的作用,从而实现理想图形的刻蚀 6 管理团队:管理团队:国际化薄膜沉积设备研发技术国际化薄膜沉积设备研发技术队伍队伍 拓荆科技已经建成了一支国
13、际化、专业化的半导体薄膜沉积设备研发技术团队。公司创始团队以归国海外专家为核心,立足核心技术研发,积极引进海外高层次人才、自主培养本土科研团队。 图表图表 1. 拓荆核心管理、技术团队拓荆核心管理、技术团队 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 公司国际化专业化的高级管理团队、全员持股的激励制度,吸引了大量具有丰富经验的国内外半导体设备行业专家加入公司,在整机设计、工艺设计、软件设计等方面做出突出贡献。公司自设立以来,自主培养本土科研团队,随着多项产品的研发成功,公司本土科研团队已成长为公司技术研发的中坚力量。截至 2021年 9月,公司研发人员共有 189 名,占公司员工总数的 44.06
14、%。 图表图表 2. 拓荆管理层持股比例拓荆管理层持股比例 6.69%(上市前)(上市前) 姓名姓名 职务职务/亲属关系亲属关系 直接持股直接持股 数量(股)数量(股) 间接持股间接持股 数量(股)数量(股) 合计持股合计持股 数量(股)数量(股) 合计持股数量占发合计持股数量占发行前股本比例行前股本比例(%) 姜 谦 董事、核心技术人员 1,234,290 983,900 2,218,190 2.34 齐 雷 董事 446 446 0.0005 尹志尧 董事 110,868 110,868 0.12 叶五毛 监事会主席、核心技术人员 370,000 370,000 0.39 刘忠武 职工代表
15、监事 163,700 163,700 0.17 田晓明 核心技术人员 500,000 500,000 0.53 张孝勇 副总经理、核心技术人员 150,000 905,000 1,055,000 1.11 周 坚 副总经理、核心技术人员 290,000 290,000 0.31 刘 静 副总经理、财务负责人 672,538 672,538 0.71 孙丽杰 副总经理 582,582 582,582 0.61 赵 曦 董事会秘书 60,000 60,000 0.06 宁建平 核心技术人员 318,860 318,860 0.34 合计 4,957,894 6,342,184 6.69 资料来源:
16、拓荆科技招股说明书,中银证券 7 公司公司第一大股东为国家集成电路基金。第一大股东为国家集成电路基金。国家集成电路基金直接持有公司总股本的 26.48%,其实际控制人为中华人民共和国财政部。控制公司 5%以上股份或表决权的股东,包括国家集成电路基金、国投上海、中微公司、嘉兴君励及其关联方盐城燕舞、润扬嘉禾,姜谦及其一致行动人(吕光泉、张先智、张孝勇、刘忆军、凌复华、吴飚、 周仁、沈阳盛腾、沈阳盛旺、沈阳盛全、沈阳盛龙、芯鑫和、芯鑫全、芯鑫龙、 芯鑫成、芯鑫旺、芯鑫盛、芯鑫阳)。 图表图表 3. 拓荆拓荆股权结构股权结构(上市前上市前) 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 8 主营业务:主营
17、业务: PECVD、SACVD、ALD 公司正处于高成长阶段公司正处于高成长阶段 业绩表现:2021年收入 7.58亿元增长 74%,扣非净利润-0.82亿元; 2018-2021年收入复合增速 120%。 业绩指引:2022年一季度收入指引 1-1.2亿元,同比增长 73%-108%,扣非利润-0.3-0.16亿元(上年同期为-0.24亿元)。 图表图表 4. 拓荆科技主要经营业绩拓荆科技主要经营业绩 2018 2019 2020 2021 收入 0.71 2.51 4.36 7.58 增速(%) 256 73 74 净利润 (1.03) (0.19) (0.11) 0.68 扣非利润 (1
18、.5) (0.62) (0.57) (0.82) 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 收入结构:以收入结构:以 PECVD 为主为主 公司主要从事半导体薄膜沉积设备的研发、生产、销售和技术服务。公司主要从事半导体薄膜沉积设备的研发、生产、销售和技术服务。主要产品包括等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备、原子层沉积(ALD)设备和次常压化学气相沉积(SACVD)设备三个产品系列,已广泛应用于国内晶圆厂 14nm 及以上制程集成电路制造产线,并已展开 10nm 及以下制程产品验证测试。公司 2020年收入中 PECVD占 96%,且 12英寸设备贡献了超 3/4的 PECVD收入。 图表
19、图表 5. 拓荆拓荆 2020年收入结构年收入结构 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 9 图表图表 6. 拓荆拓荆核心产品的工艺、制程、客户核心产品的工艺、制程、客户 2021年年 工艺工艺/材料材料 制程制程 客户客户 最新型号最新型号 收入收入 PECVD 6.75亿元 SiO2、SiN、SiON 、BPSG、PSG、TEOS、Lok、Lok、 ACHM、ADC 180-14nm 逻辑芯片、 19/17nm DRAM 及 64/128 层 FLASH SMIC、华虹、长江存储、 重庆万国 PF-300T eX量产,PF-300T pX研发中,用于 10nm以下。HTM PECVD设备
20、NF-300H用于存储验证中 SACVD 0.41万元 沉积 BPSG、SAF 材料薄膜 12英寸 40/28nm以及 8英寸 90nm以上 燕东微 40-28nm制程 STI、 ILD工艺的晶圆制造,可以沉积 BPSG、 SAF等介质材料薄膜 ALD PE-ALD 0.29万元 28-14nm纳米 SADP、 STI Liner工艺,沉积 SiO2和SiN介质材料 55-14nm逻辑芯片 ICRD PEALD设备 FT-300T Thermal ALD Al2O3、AlN 等金属化合物薄膜 28nm以下 Thermal-ALD设备 FT-300T,正在研发 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银
21、证券 客户结构:客户结构:国内外国内外 12 英寸英寸一线一线客户客户为主为主 拓荆的产品已广泛用于中芯国际、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。公司凭借长期技术研发和工艺积累,打破国际厂商对国内市场的垄断,与国际寡头直接竞争。公司在研产品已发往某国际领先晶圆厂参与其先进制程工艺研发。 图表图表 7. 拓荆拓荆的客户结构的客户结构 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 10 薄膜沉积:拓荆可覆盖大部分薄膜沉积:拓荆可覆盖大部分 PECVD 工艺工艺 薄膜沉积定义:沉积薄膜沉积定义:沉积待处理薄膜材料待处理薄膜材料 芯片是微型结构体,其内部结构是 3D 立体
22、式形态,衬底之上的微米或纳米级薄膜构成制作电路的功能材料层。 薄膜沉积是指在硅片衬底上沉积一层待处理薄膜材料薄膜沉积是指在硅片衬底上沉积一层待处理薄膜材料的工艺的工艺。薄膜沉积技术是以各类适当化学反应源在外加能量(包括热、光、等离子体等)的驱动下激活, 将由此形成的原子、离子、活性反应基团等在衬底表面进行吸附,并在适当的位臵发生化学反应或聚结,渐渐形成几纳米至几微米不等厚度的金属、介质、或半导体材料薄膜。 薄膜的技术参数直接影响芯片性能。薄膜的技术参数直接影响芯片性能。技术参数具体包括薄膜厚度、均匀性、光学系数、机械应力、颗粒度等性能指标,以及芯片封装后的可靠性、生命周期等。 薄膜沉积分类:薄
23、膜沉积分类:CVD、PVD、ALD、电镀、电镀 薄膜沉积主要负责各个步骤当中的介质层与金属层的沉积,按薄膜沉积技术原理分类包括 CVD(化学气相沉积)、 PVD(物理气相沉积)、电镀和 ALD(原子层沉积),所沉积薄膜材料可以是二氧化硅、氮化硅、多晶硅等非金属以及铜、钨、铝、钌、钼等金属。 图表图表 8. ALD、CVD、PVD成膜效果成膜效果 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 CVD(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,是一种通过气体混合的化学反应在硅片表面沉积薄膜
24、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设备由气相反应室(进气方向与样品表面成水平或垂直)、能量系统( 加热或射频)、反应气体控制系统、真空系统、废气处理装臵等六大部分组成。 11 图表图表 9. PECVD设备反应腔结构设备反应腔结构 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 CVD 设备包括 PECVD、 SACVD、 APCVD、 LPCVD 等,适用于不同工艺节点对膜质量、厚度以及孔隙沟槽填充能力等的不同要求。 图表图表 10. CVD各类产品比较各类产品比较 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 拓荆可覆盖拓荆可覆盖 16 种种 PECVD 工艺、工艺、3 种种
25、 SACVD 工艺工艺 根据招股书, 拓荆已研发并生产 16种不同工艺的 PECVD设备;已量产 PE-ALD、正在研发 Thermal-ALD设备;已研发并生产 3种不同工艺的 SACVD设备。 12 图表图表 11. 拓荆目前可覆盖的拓荆目前可覆盖的 CVD工艺工艺 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 PECVD:收入占比收入占比 9 成,可覆盖大部分工艺成,可覆盖大部分工艺 PECVD 设备是在芯片制造的薄膜沉积工艺中运用最广泛的设备种类。 PECVD 设备的主要功能是在将硅片控制到预定温度后,使用射频电磁波作为能量源在硅片上方形成低温等离子体,通入化学气体,在等离子体的激活下,经一
26、系列化学反应在硅片表面形成固态薄膜。 相比传统的 CVD 设备,PECVD 设备在相对较低的反应温度下形成高致密度、高性能薄膜,不破坏已有薄膜和已形成的底层电路,实现更快的薄膜沉积速度。 公司是国内唯一一家产业化应用的集成电路 PECVD设备厂商,已配适 180-14nm逻辑芯片、19/17nm DRAM及 64/128层 FLASH制造工艺需求,产品能够兼容 SiO2、SiN、SiON、BPSG、PSG、TEOS、Lok、Lok、ACHM、ADC等多种反应材料。 图表图表 12. 拓荆拓荆已研发并生产已研发并生产 16种不同工艺的种不同工艺的 PECVD 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证
27、券 13 拓荆的 PECVD以 12英寸产品为主,包括 PF-300T、PF-300T eX、PF-300T pX、NF-300H;8英寸 PECVD产品型号为 PF-200T。 图表图表 13. 拓荆拓荆开发开发 6种种 PECVD产品型号产品型号 产品型号产品型号 产品图片产品图片 应用领域应用领域 研发研发/生产阶段生产阶段 12英寸 PECVD 设备PF-300T PF-300T型号主要应用于 28nm以上逻辑芯片及 FLASH、DRAM存储芯片制造, TSV封装和 OLED制造领域。可以沉积 SiO2、SiN、SiON、BPSG、PSG、TEOS、 LokI、LokII、ACHM、A
28、DC I等介质材料薄膜。 产业化应用 12英寸 PECVD 设备PF-300T eX PF-300T eX设备型号主要应用于 14nm-28nm逻辑芯片及 FLASH、DRAM存储芯片制造。可沉积 SiO2、SiN、SiON、 BPSG、PSG、TEOS、LokI、LokII、 ACHM、ADCI等介质材料薄膜。 产业化验证 12英寸 PECVD 设备PF-300T pX PF-300T pX设备型号主要应用于 10nm以下逻辑芯片制造。可以沉积通用介质材料研发中薄膜及先进介质材料薄膜。 研发中 8英寸 PECVD 设备PF-200T PF-200T系列设备主要应用于 90nm以上集成电路前道
29、工艺及 3D TSV先进封装环节。可以沉积 SiO2、SiN、SiON、TEOS 等介质材料薄膜。此设备可实现与 12英寸 PECVD设备兼容,具有高产能,低生产成本优势。 产业化应用 12英寸 HTM PECVD设备 NF-300H NF-300H系列设备主要应用于存储芯片制造,目前可适用 32-128层 3D NAND FLASH芯片、19nm以下 DRAM芯片制造。 NF-300H设备成功突破了存储芯片制造工艺的颗粒度、均匀性、应力及产能是四大关键技术挑战。可以沉积 NO stack、 Thick TEOS等介质材料薄膜。 产业化验证 TFLITE TFLITE系列设备主要应用于 LED
30、芯片制造领域,该设备通过反应腔、沉积站的优化设计,具有高产能、高安全性优势。可以沉积 SiO2、SiN材料薄膜。 产业化验证 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 据拓荆科技科创板 IPO推介会上说明, 拓荆 2021年销售收入 7.58亿元,其中 PECVD销售收入 6.75亿元,占比 89%。 拓荆 2020年的 PECVD销售额中,12英寸 PECVD销售收入占 77%,8英寸 PECVD销售收入占比 23%。 图表图表 14. 拓荆拓荆 PECVD的收入拆分的收入拆分 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 14 SACVD:出色的沟槽填充能力并出色的沟槽填充能力并具备具备较快的填充
31、速率较快的填充速率 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在晶圆表面沉积薄膜。 公司在 PECVD 设备技术平台的基础上,通过对多腔室负载反应腔系统、精密冷却控制系统及均衡控温陶瓷盘的设计,实现了出色的沟槽填充能力并保证了较快的填充速率。对反应腔底部的抽气设计,减少了颗粒数量,延长了设备维护周期,提高了设备使用效率。 图表图表 15. SACVD设备反应腔简图设备反应腔简图 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 公司的 SACVD 设备可以沉积 BPSG、SAF、SA TEOS材料薄膜,适配 12 英寸 40/28nm以及 8 英
32、寸 90nm以上的逻辑芯片制造工艺需求。 图表图表 16. 拓荆可覆盖拓荆可覆盖 3种种 SACVD工艺工艺 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 拓荆科技的 SACVD设备型号有 12英寸 SACVD设备 SA-300T、8英寸 SACVD设备 SA-200T。 图表图表 17. 拓荆科技拓荆科技两大两大 SACVD产品型号产品型号 产品型号产品型号 产品图片产品图片 应用领域应用领域 研发研发/生产阶段生产阶段 12英寸 SACVD设备SA-300T SA-300T设备主要应用于 40-28nm制程 STI、ILD工艺的晶圆制造,可以沉积 BPSG、SAF等介质材料薄膜 产业化验证 8英
33、寸 SACVD设备 SA-200T SA-200T设备主要应用于 90nm以上制程 STI、ILD工艺的晶圆制造,可以沉积 BPSG、SAF等介质材料薄膜 产业化应用 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 15 ALD 设备:设备:PE-ALD 设备成功量产,设备成功量产,Thermal ALD 设备正在研发设备正在研发 ALD设备是一种可以将反应材料以单原子膜形式通过循环反应逐层沉积在基片表面,形成对复杂形貌的基底表面全覆盖成膜的专用设备。 在结构复杂、薄膜厚度要求精准的先进逻辑芯片、DRAM和 3D NAND制造中,ALD是必不可少的核心设备之一。由于 ALD设备可以实现高深宽比、极窄沟
34、槽开口的优异台阶覆盖率及精确薄膜厚度控制,实现了芯片制造工艺中关键尺寸的精度控制。 图表图表 18. ALD设备反应原理图设备反应原理图 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 ALD设备设备 主要分为主要分为 PE-ALD 和和 Thermal ALD: (1) PE-ALD(等离子体增强原子层沉积设备):在 PECVD设备核心技术的基础上,对反应腔内的气路、关键件、喷淋头等进行创新设计。可以沉积 SiO2 和 SiN 材料薄膜,目前已适配 55-14nm 逻辑芯片制造工艺需求。 (2) Thermal ALD:在 PE-ALD设备成功量产基础上,为满足 28nm以下芯片制造所需的 Al2O
35、3、AlN等金属化合物薄膜的工艺需要,公司正在研发 Thermal ALD设备。 图表图表 19. 拓荆科技拓荆科技 ALD产品型号产品型号 产品型号产品型号 产品图片产品图片 应用领域应用领域 研发研发/生产阶段生产阶段 12英寸 PEALD设备 FT-300T FT-300T(PE)系列设备主要应用于逻辑芯片 28-14nm纳米SADP、STI Liner工艺,55-40nm BSI工艺的晶圆制造、2.5D、3D TSV先进封装领域。FT-300T具有优异的薄膜均匀性和保 形性,特别适合高深宽比晶圆孔洞的薄膜沉积。可以沉积 SiO2和 SiN介质材料薄膜 产业化应用 12英寸Thermal
36、-ALD设备 FT-300T FT-300T(Thermal)系列设备主要应用于逻辑芯片 28nm以下制程。FT-300T具有优异的薄膜均匀性和纯度,薄膜内杂质含量少,刻蚀性能优越,同时也适合高深宽比晶圆孔洞的薄膜沉积。可以沉积 Al2O3、AlN等多种金属化合物薄膜材料 研发中 12英寸 ALD设备 FT-300H FT-300H系列设备主要应用于128 层以上 3D NAND FLASH存储芯片、19/17 nm DRAM存储芯片晶圆制造,可以沉积 SiO2和 SiN介质材料薄膜 产业化验证 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 16 可覆盖市场规模:全球约可覆盖市场规模:全球约 75
37、亿美元亿美元 ,国内约国内约 RMB100 亿元亿元 全球全球半导体设备行业:半导体设备行业: 迈上千亿美元台阶迈上千亿美元台阶 据 SEMI 统计,2014 年全球半导体设备销售规模为 375 亿美元, 2020 年全球半导体设备销售额达 712 亿美元,同比增长 19%,2021年达到 1026亿美元,同比增长 44%。 图表图表 20. 全球半导体设备行业全球半导体设备行业市场规模扩大至市场规模扩大至 1000亿美元亿美元 资料来源:SEMI, 拓荆科技招股说明书,中银证券 中国大陆半导体设备市场规模加速增长。根据 SEMI数据,2021年中国大陆半导体设备市场规模 296亿美元,同比增
38、长 58%,而 2011年 37亿美元,2016年为 64亿美元,过去 10年复合平均增速 23%,过去 5年平均增速 36%。 图表图表 21. 中国半导体设备行业中国半导体设备行业快速成长快速成长 资料来源:SEMI, 拓荆科技招股说明书,中银证券 17 中国大陆已成为全球第一大半导体设备市场。根据 SEMI数据,中国大陆半导体设备市场规模 296亿美元,占全球市场的 29%,居全球第一位,而 2008年仅占全球的 6%,是当年最小的一个地区市场。 图表图表 22. 中国大陆已中国大陆已跃升为跃升为全球第一大半导体设备市场全球第一大半导体设备市场 资料来源:SEMI, 拓荆科技招股说明书,
39、中银证券 薄膜沉积设备市场规模薄膜沉积设备市场规模:200 亿美元亿美元 按照半导体产业链的不同制造环节分类,硅片生长与加工设备占半导体设备的 2%,掩模版制造设备占 2%,晶圆制造工艺设备占 80%,封装设备占 5%,测试设备占 8%,晶圆厂辅助设备占 2.5%。 图表图表 23. 晶圆制程设备占半导体设备的晶圆制程设备占半导体设备的 80% 资料来源:SEMI, 拓荆科技招股说明书,中银证券 根据 SEMI预计,2022年全球晶圆厂的设备资本开支将达到 1070亿美元,同比增长 18%。而这一口径在 2020年是 600-650亿美元,2021年是 900亿美元上下。 根据 2021年中微
40、公司业绩说明会资料,2021年薄膜沉积设备在晶圆制造工艺设备中的占比是 20%,其中 PVD占 5%,CVD占 14%,电镀占比 1%。 18 图表图表 24. 薄膜沉积设备占晶圆制程设备(薄膜沉积设备占晶圆制程设备(WFE)的)的 20% 资料来源:Gartner, 中微2021年业绩说明会资料,中银证券 薄膜沉积设备:CVD占比 77%,PECVD占 CVD的 43%。 (1) 根据招股书资料,CVD在薄膜沉积设备中占比 77%; (2) PECVD:在薄膜沉积设备中占比 33%,在 CVD中占比 43%; (3) ALD:在薄膜沉积设备中占比 11%,在 CVD中占比 14%; (4)
41、SACVD等其他薄膜沉积设备:在薄膜沉积设备中占比 6%,在 CVD中占比 8%。 图表图表 25. CVD的产品分类与结构的产品分类与结构 资料来源: 拓荆科技招股说明书,中银证券 拓荆可覆盖市场规模推算拓荆可覆盖市场规模推算 我们根据 2022年 SEMI预计的 WFE市场规模 1070亿美元, 以及 CVD在 WFE市场中的占比 14%-15%推算,2022年 CVD全球市场规模约为 150亿美元。 再根据 PECVD、ALD、SACVD在 CVD设备市场中的占比依次是 43%、14%、8%,合计占比约为 1/2,因此推算拓荆科技目前三大类产品可覆盖的全球市场规模约为 75亿美元。 中国
42、大陆的 CVD 占全球 CVD 市场的比例,如果参考中国大陆的半导体设备市场规模约占全球20%-30%,推算中国大陆的 CVD 市场规模约为 30-45 亿美元,对应中国大陆的 PECVD、ALD、SACVD合计的市场规模约为 15-22.5亿美元。 19 市场地位:本土产线上市占率市场地位:本土产线上市占率 PECVD 17%,SACVD 25% 全球全球薄膜沉积设备行业薄膜沉积设备行业高度垄断高度垄断 全球薄膜设备主要被应用材料、泛林半导体、TEL、ASM垄断: (1) ALD :东京电子( TEL) 、先晶半导体( ASMI)、KE; (2) PVD:应用材料( AMAT)处于绝对龙头地
43、位,北方华创仅在国内部分主流产线上占比 20%-30%; (3) CVD:应用材料( AMAT)全球占比约为 30%,泛林半导体( Lam) 21%、 TEL 19%,三大厂商占据全球 70%的 CVD市场份额。 图表图表 26. 全球薄膜沉积设备全球薄膜沉积设备竞争格局竞争格局 资料来源: 拓荆科技招股说明书,中银证券 拓荆在本土产线上的拓荆在本土产线上的 PECVD 市占率显市占率显著提升著提升 根据公开招标信息披露,2019-2020 年拓荆的 PECVD 设备中标机台数量占长江存储、上海华力、无锡华虹和上海积塔等 4家招标总量的 16.65%,拓荆的 SACVD占到 25%。 图表图表
44、 27. 本土产线上本土产线上 PECVD、SACVD竞争格局竞争格局 (2019-2020) 资料来源: 中国国际招标网,拓荆科技招股说明书,中银证券 20 图表图表 28. 拓荆在拓荆在本土产线上本土产线上 PECVD市占率统计市占率统计(2019-2020) 资料来源: 中国国际招标网,拓荆科技招股说明书,中银证券 拓荆拓荆是目前国内唯一实现是目前国内唯一实现 PECVD 产品放量增长的产品放量增长的本土企业本土企业 国内半导体设备研发国内半导体设备研发 CVD产品基本互补。产品基本互补。根据各公司公告,国内目前涉足半导体 CVD设备的企业包括拓荆、华创、中微、盛美,其中拓荆布局 PEC
45、VD、单片 ALD、SACVD,而北方华创布局管式 LPCVD、APCVD、 Thermal ALD、 8英寸 PECVD, 中微布局金属 CVD、 单片 ALD, 盛美布局管式 LPCVD、 管式 ALD: (1) PECVD布局:拓荆科技、北方华创; (2) 单片 ALD布局:拓荆科技、北方华创、中微半导体(筹备中); (3) SACVD布局:拓荆科技。 图表图表 29. 拓荆的拓荆的 CVD产品与国内其他设备企业基本互补产品与国内其他设备企业基本互补 资料来源: 拓荆科技公告,中银证券 截至 2021 年底,仅有拓荆科技实现 PECVD 达到 1 亿美元的收入体量,而北方华创的 PECV
46、D 仅有 8英寸产品。 21 盈利能力:毛利率已提升至同业平均水平盈利能力:毛利率已提升至同业平均水平 2018-2020年公司综合毛利率依次是 31.7%、31.9%、34.1%。这是由于过去收入体量较小,高额的 demo验证费用、研发费用及高端人才引进成本,以及尚未具备制造企业规模效应等导致毛利率较低。 但随着 2021年整体收入体量跨越 1亿美元级别,毛利率已提高至 44%左右的国内外行业平均水平。 图表图表 30. 拓荆拓荆历年毛利历年毛利率呈上升趋势率呈上升趋势 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 2021年,国际半导体设备企业应用材料、泛林、东京电子、先晶半导体的平均毛利率 4
47、5.5%,国内半导体设备企业北方华创、中微公司、盛美上海、芯源微的平均毛利率 41.2%。 图表图表 31. 拓荆拓荆 2021年毛利率水平与国际、国内半导体设备同行相当年毛利率水平与国际、国内半导体设备同行相当 资料来源:万得,各公司公告,中银证券 2021年拓荆扣非净利率为负,低于国内 4 家半导体设备企业 9.6%,更低于国际 4 家半导体设备企业24.6%。主要原因是 2021年拓荆的研发费用率高达 38%,管理费用率高达 12.8%,均显著高于国际半导体设备企业龙头。 22 图表图表 32. 拓荆拓荆 2021年净利率年净利率的的国际、国内国际、国内同行比较同行比较 资料来源:万得,
48、各公司公告,中银证券 23 研发优势研发优势:自主研发核心技术达到国际先进水平:自主研发核心技术达到国际先进水平 拓荆 8 大核心技术包括:先进薄膜工艺设备设计技术、反应模块架构布局技术、半导体制造系统高产能平台技术、等离子体稳定控制技术、反应腔腔内关键件设计技术、半导体沉积设备气体输运控制系统、气体高速转换系统设计技术、反应腔温度控制技术等。 图表图表 33. 拓荆科技的核心技术水平拓荆科技的核心技术水平 核心技术名称核心技术名称 专利及其他保护措施专利及其他保护措施 技术水平技术水平 应用和应用和贡献情况贡献情况 PECVD ALD SACVD 先进薄膜工艺设备设计技术 已授权发明专利 1
49、项 申请中发明专利 2项 国际先进 已量产 已量产 已量产 反应模块架构布局技术 已授权发明专利 4项 申请中发明专利 3项 国际先进 已量产 已量产 已量产 半导体制造系统高产能平台技术 已授权发明专利 11项 申请中发明专利 1项 国际先进 已量产 已量产 已量产 等离子体稳定控制技术 已授权发明专利 2项 申请中发明专利 5项 国际先进 已量产 已量产 - 反应腔腔内关键件设计技术 已授权发明专利 15项 申请中发明专利 12项 国际先进 已量产 已量产 已量产 半导体沉积设备气体输运控制系统 已授权发明专利 2项 申请中发明专利 7项 国际先进 已量产 已量产 已量产 气体高速转换系统
50、设计技术 已授权发明专利 3项 国际先进 已量产 已量产 - 反应腔温度控制技术 已授权发明专利 4项 申请中发明专利 13项 国际先进 已量产 已量产 已量产 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 图表图表 34. 拓荆拓荆科技科技核心技术的技术创新核心技术的技术创新 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 拓荆的 PECVD 10 个在研项目,合计预算 6.15亿元,在研项目主要围绕先进薄膜、先进制程的薄膜沉积工艺开展。 24 图表图表 35. 拓荆拓荆科技科技 PECVD在研项目统计在研项目统计 资料来源:拓荆科技招股说明书,中银证券 拓荆的 ALD、SACVD 共 3个在研项目,合计