一文看懂半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備

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文章大綱

1.半導(dǎo)體刻蝕：占比較高的關(guān)鍵晶圓制造步驟

• 刻蝕是半導(dǎo)體制造三大步驟之一

  
  

• 干法刻蝕優(yōu)勢(shì)顯著，已成為主流刻蝕技術(shù)

  
  

• 刻蝕機(jī)主要分類(lèi)：電容電感兩種方式，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)

  
  

2.工藝升級(jí)帶動(dòng)刻蝕機(jī)用量增長(zhǎng)，技術(shù)壁壘極高

• 制程升級(jí)帶動(dòng)刻蝕機(jī)使用提升

  
  

• 刻蝕設(shè)備并未出現(xiàn)技術(shù)路線明顯分化

  
  

• 半導(dǎo)體刻蝕行業(yè)壁壘極高，技術(shù)未顯著分化但格局高度集中

  
  

3.刻蝕設(shè)備有望率先完成國(guó)產(chǎn)替代

• 國(guó)內(nèi)設(shè)備最成熟領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)替代率較高

  
  

• 存儲(chǔ)國(guó)產(chǎn)化帶動(dòng)刻蝕機(jī)替代率繼續(xù)提升

  
  

• 大基金助力半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備企業(yè)持續(xù)發(fā)力

  
  

4.刻蝕設(shè)備領(lǐng)域代表企業(yè)

• 中微公司：國(guó)產(chǎn)替代先鋒，先進(jìn)制程快速突破

  
  

• 北方華創(chuàng)：產(chǎn)品線廣泛的半導(dǎo)體設(shè)備龍頭

  
  

半導(dǎo)體

半導(dǎo)體刻蝕

占比較高的關(guān)鍵晶圓制造步驟

刻蝕是半導(dǎo)體制造三大步驟之一

刻蝕已經(jīng)成為半導(dǎo)體晶圓制造中的關(guān)鍵步驟，在半導(dǎo)體制造中重要性凸顯。半導(dǎo)體制造主要步驟包括光刻、刻蝕、以及薄膜沉積三大步驟，并且不斷循環(huán)進(jìn)行，以構(gòu)造出復(fù)雜精細(xì)的電路結(jié)構(gòu)。而這三個(gè)環(huán)節(jié)工藝的先進(jìn)程度也直接決定了晶圓廠生產(chǎn)高制程產(chǎn)品的能力，以及芯片的應(yīng)用性能。

刻蝕是利用化學(xué)或者物理的方法將晶圓表面附著的不必要的材質(zhì)進(jìn)行去除的過(guò)程?？涛g工藝順序位于鍍膜和光刻之后，即在晶圓上先將用于刻畫(huà)電路的材料進(jìn)行薄膜沉積，其上沉積光刻膠。然后根據(jù)掩膜版的電路設(shè)計(jì)，通過(guò)光照對(duì)晶圓進(jìn)行光刻，受光刺激的光刻膠留存，其他地方則將需要刻蝕的材料暴露在外，該步驟稱(chēng)作顯影。隨后即利用刻蝕步驟，對(duì)暴露在外的材質(zhì)進(jìn)行去除，留下晶圓所需要的材質(zhì)和附著在其上的光刻膠，然后再將光刻膠通過(guò)刻蝕去除。此后多次重復(fù)上述步驟，得到構(gòu)造復(fù)雜的集成電路。

刻蝕的材質(zhì)包括硅及硅化物、氧化硅、氮化硅、金屬及合金、光刻膠等。通過(guò)有針對(duì)性的對(duì)特定材質(zhì)進(jìn)行刻蝕，才能使得晶圓制造不同的步驟所制造的電路之間相互影響降至最低，使芯片產(chǎn)品具有良好的性能。

干法刻蝕優(yōu)勢(shì)顯著，已成為主流刻蝕技術(shù)

按照刻蝕工藝劃分，其主要分為干法刻蝕以及濕法刻蝕。干法刻蝕占主導(dǎo)地位。干法刻蝕主要利用反應(yīng)氣體與等離子體進(jìn)行刻蝕，利用等離子體與表面薄膜反應(yīng)，形成揮發(fā)性物質(zhì)，或者直接轟擊薄膜表面市值被腐蝕的工藝。干法刻蝕的最大優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崿F(xiàn)各向異性刻蝕，即刻蝕時(shí)可控制僅垂直方向的材料被刻蝕，而不影響橫向材料，從而保證細(xì)小圖形轉(zhuǎn)移后的保真性。因此在小尺寸的先進(jìn)工藝中，已經(jīng)基本采用干法刻蝕工藝。濕法刻蝕工藝主要是將刻蝕材料浸泡在腐蝕液內(nèi)進(jìn)行腐蝕，該刻蝕方法會(huì)導(dǎo)致材料的橫向縱向同時(shí)腐蝕，會(huì)導(dǎo)致一定的線寬損失。

因此，濕法刻蝕由于可是方向的不可控性，導(dǎo)致其在高制程很容易降低線寬寬度，甚至破壞線路本身設(shè)計(jì)，導(dǎo)致生產(chǎn)芯片品質(zhì)變差。目前來(lái)看，干法刻蝕在半導(dǎo)體刻蝕中占據(jù)絕對(duì)主流低位，市場(chǎng)占比達(dá)到90%。

刻蝕機(jī)主要分類(lèi)：電容電感兩種方式，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)

刻蝕按照被刻蝕材料劃分，主要分為硅刻蝕、介質(zhì)刻蝕以及金屬刻蝕。不同的刻蝕材質(zhì)其所使用的的刻蝕機(jī)差距較大。干法刻蝕的刻蝕機(jī)的等離子體生成方式包括CCP（電容耦合）以及ICP（電感耦合）。而由于不同方式技術(shù)特點(diǎn)的不同，他們?cè)谙掠紊瞄L(zhǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域上也有區(qū)分。CCP技術(shù)能量較高、但可調(diào)節(jié)性差，適合刻蝕較硬的介質(zhì)材料（包括金屬）；ICP能量低但可控性強(qiáng)，適合刻蝕單晶硅、多晶硅等硬度不高或較薄的材料。

從下游半導(dǎo)體行業(yè)刻蝕機(jī)的需求來(lái)看，介質(zhì)刻蝕機(jī)與硅刻蝕機(jī)需求場(chǎng)景較多，因此占比較高，其中，介質(zhì)刻蝕與硅刻蝕機(jī)分別占比49%以及48%，金屬刻蝕占比較低，僅為3%。

刻蝕機(jī)近年來(lái)增速較快

刻蝕機(jī)作為重要的半導(dǎo)體加工設(shè)備之一，在半導(dǎo)體晶圓廠資本開(kāi)支中占比較高。目前來(lái)看，刻蝕機(jī)資本開(kāi)支占比達(dá)到22%，已經(jīng)與光刻機(jī)同處在第一梯隊(duì)，而光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備三大設(shè)備合計(jì)占比高達(dá)64%。

近年來(lái)全球刻蝕機(jī)市場(chǎng)規(guī)模有顯著提升。2018年，全球刻蝕機(jī)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到103億美元，同比增長(zhǎng)11.96%。而2016年行業(yè)整體規(guī)模為63億美元。近兩年行業(yè)規(guī)模增長(zhǎng)40億美元，主要有幾方面原因：第一，全球半導(dǎo)體產(chǎn)線資本開(kāi)支提升，尤其是我國(guó)近年來(lái)建設(shè)大量晶圓廠以及存儲(chǔ)產(chǎn)線，帶來(lái)大量刻蝕機(jī)需求；第二，制程提升帶動(dòng)刻蝕機(jī)加工時(shí)長(zhǎng)提升，對(duì)刻蝕機(jī)本身需求增長(zhǎng)。

半導(dǎo)體

工藝升級(jí)帶動(dòng)刻蝕機(jī)用量增長(zhǎng)

技術(shù)壁壘極高

制程升級(jí)帶動(dòng)刻蝕機(jī)使用提升

從近年來(lái)各主要半導(dǎo)體設(shè)備資本開(kāi)支量占比來(lái)看，刻蝕機(jī)份額占比有顯著提升。在2010年之前，刻蝕機(jī)資本開(kāi)支占比一直維持在15%左右，而進(jìn)入2011年以后，隨著制程的持續(xù)升級(jí)，刻蝕機(jī)資本開(kāi)支占比也有顯著提升。2017年，刻蝕設(shè)備的半導(dǎo)體產(chǎn)線資本開(kāi)支占比突破20%，而隨著光刻機(jī)占比的下降，目前來(lái)看，光刻機(jī)與刻蝕機(jī)的整體資本開(kāi)支差距不大，兩者合計(jì)資本開(kāi)支占到半導(dǎo)體產(chǎn)線整體資本開(kāi)支的將近一半。而刻蝕機(jī)近年來(lái)占比的持續(xù)提升，則主要由于晶圓代工廠制程升級(jí)帶來(lái)的工藝變化以及存儲(chǔ)設(shè)備刻蝕步驟大幅提升所導(dǎo)致。

晶圓代工制程升級(jí)帶動(dòng)刻蝕加工需求顯著增長(zhǎng)

近年來(lái)晶圓代工廠制程持續(xù)提升。目前來(lái)看，全球最先進(jìn)的量產(chǎn)工藝已經(jīng)達(dá)到5nm制程，臺(tái)積電在2020年基本可實(shí)現(xiàn)5nm量產(chǎn)制程，蘋(píng)果等主流手機(jī)廠商的最新款旗艦手機(jī)搭載5nm制程芯片。而除臺(tái)積電和三星以外，格羅方德、聯(lián)電、中芯國(guó)際也基本已經(jīng)將量產(chǎn)制程提升至14nm左右，中芯國(guó)際繼續(xù)向7nm追趕。從晶圓代工廠角度，摩爾定律仍然有效，更高階制程依然在研發(fā)中。臺(tái)積電正在向3nm及更高端制程進(jìn)行研發(fā)，3nm預(yù)計(jì)于明年進(jìn)行量產(chǎn)，而2nm的研發(fā)也在順利進(jìn)行中。整體來(lái)看，14nm及以下高階制程越來(lái)越成熟，未來(lái)的市場(chǎng)份額將持續(xù)提升，帶動(dòng)高階制程相關(guān)工藝的滲透加速。

根據(jù)中微公司披露的高階制程刻蝕工藝來(lái)看，由于光刻機(jī)在20nm以下光刻步驟收到光波長(zhǎng)度的限制，因此無(wú)法直接進(jìn)行光刻與刻蝕步驟，而是通過(guò)多次光刻、刻蝕生產(chǎn)出符合人們要求的更微小的結(jié)構(gòu)。目前普遍采用多重模板工藝原理，即通過(guò)多次沉積、刻蝕等工藝，實(shí)現(xiàn)10nm線寬的制程。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，14nm制程所需使用的刻蝕步驟達(dá)到64次，較28nm提升60%；7nm制程所需刻蝕步驟更是高達(dá)140次，較14nm提升118%。

另外，芯片線寬的縮小對(duì)刻蝕本身的精確度以及重復(fù)性有了更為嚴(yán)苛的要求。多次刻蝕要求每一個(gè)步驟的精確度足夠高，才能使得整體生產(chǎn)的良率保持在可接受范圍內(nèi)，因此除了對(duì)于刻蝕整體步驟數(shù)有明顯增加外，還對(duì)每一步的刻蝕質(zhì)量有了更高的要求。

因此，整體看，摩爾定律持續(xù)演進(jìn)，高端制程占比持續(xù)提升的大背景下，晶圓廠對(duì)于刻蝕本身的資本開(kāi)支也在大幅提升，在整體制造工藝未發(fā)生較大變化的情況下，晶圓代工廠中刻蝕設(shè)備的占比將持續(xù)提升。

存儲(chǔ)工藝革新帶動(dòng)刻蝕需求提升

刻蝕工藝在存儲(chǔ)設(shè)備生產(chǎn)中的重要性凸顯。根據(jù)2019年全球刻蝕機(jī)龍頭Lam Research披露的收入數(shù)據(jù)，其存儲(chǔ)客戶(hù)貢獻(xiàn)收入高達(dá)三分之二，這也表明存儲(chǔ)中刻蝕設(shè)備的重要性。存儲(chǔ)產(chǎn)品中，DRAM以及NAND Flash是目前應(yīng)用最廣的產(chǎn)品，市場(chǎng)規(guī)模巨大。整體來(lái)看，存儲(chǔ)器的生產(chǎn)雖然無(wú)需最先進(jìn)的制程，但是工藝也已經(jīng)演進(jìn)到1Xnm、1Ynm甚至1Znm的工藝。例如全球DRAM龍頭美光，目前已經(jīng)量產(chǎn)1Ynm（14nm-16nm），之后也將拓展1Znm以及更高端的制程，這將帶來(lái)類(lèi)似于晶圓代工廠一樣的情形，即刻蝕加工次數(shù)與單次加工質(zhì)量要求明顯提升。另外NAN DFlash在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期技術(shù)工藝進(jìn)步后，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入3D NAND時(shí)代，3D NAND采用將存儲(chǔ)單元立體堆疊的方式，使得儲(chǔ)存能力提升明顯，而其技術(shù)復(fù)雜程度較2D有顯著提升。

3D NAND主要增加堆疊成熟而不是縮小線寬，刻蝕要在氧化硅和氮化硅一對(duì)的疊層結(jié)構(gòu)上，加工40:1到60:1的極深孔或者極深的溝槽，因此3D NAND層數(shù)的增加將繼續(xù)增加對(duì)刻蝕技術(shù)的依賴(lài)。根據(jù)東京電子的相關(guān)披露，在3D NAND的工藝技術(shù)下，刻蝕設(shè)備的資本開(kāi)支占比高達(dá)49%，與2D NAND下僅16%形成鮮明反差。整體來(lái)看，目前3D NAND已經(jīng)進(jìn)入64層量產(chǎn)階段，未來(lái)96層、128層也在研發(fā)試產(chǎn)中，預(yù)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品也將很快問(wèn)世。這些高堆疊層的產(chǎn)品也將帶來(lái)刻蝕機(jī)的更廣闊需求。

刻蝕設(shè)備并未出現(xiàn)技術(shù)路線明顯分化

由于干法的各項(xiàng)異性?xún)?yōu)勢(shì)，其可控性較濕法更好，因此基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于濕法工藝的替代。而在干法刻蝕中，其實(shí)我們也看到了不同技術(shù)路線的分化，譬如依照等離子體的種類(lèi)將刻蝕方法劃分為CCP以及ICP兩種主流方法，這兩種方法。其中CCP方法主要用于介質(zhì)刻蝕，出現(xiàn)時(shí)間較早，之后ICP作為新刻蝕技術(shù)，由于其很多不亞于CCP的優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)傳統(tǒng)的CCP形成一定的替代。

但整體來(lái)看，CCP與ICP各有優(yōu)劣，并且在不同材料的刻蝕上各有優(yōu)勢(shì)，因此新技術(shù)并未完全替代傳統(tǒng)技術(shù)，相反，兩種技術(shù)取長(zhǎng)補(bǔ)短，在同一種芯片產(chǎn)品流片生產(chǎn)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)完美合作。而其他工藝（如光刻機(jī)），新技術(shù)完全替代傳統(tǒng)技術(shù)，技術(shù)路線對(duì)企業(yè)的影響起到?jīng)Q定性作用。

例如，在復(fù)雜芯片生產(chǎn)中，光刻膠去膠的過(guò)程本身為一種刻蝕的步驟，去膠后才能夠進(jìn)行下一步的薄膜沉積、涂膠、光刻等步驟。而目前去光刻膠主要采用介質(zhì)刻蝕（CCP）的方法。另外，測(cè)試孔刻蝕、溝槽刻蝕、通孔刻蝕等一般主要刻蝕材料為非硅材料（如金屬、氧化硅等）也采用介質(zhì)刻蝕的方式。而柵極刻蝕、硅刻蝕等則主要以ICP的工藝為主。

半導(dǎo)體刻蝕行業(yè)壁壘極高

技術(shù)未顯著分化但格局高度集中

目前，全球刻蝕機(jī)設(shè)備的參與者相對(duì)較少，行業(yè)整體處于寡頭壟斷格局。主要的參與者包括美國(guó)的Lam Research（泛林半導(dǎo)體）、AMAT（應(yīng)用材料）、日本的TEL（東京電子）等企業(yè)。此三家企業(yè)占據(jù)全球半導(dǎo)體刻蝕機(jī)的94%的市場(chǎng)份額，而其他參與者合計(jì)僅占6%。其中，Lam Research占比高達(dá)55%，為行業(yè)的絕對(duì)龍頭。東京電子與應(yīng)用材料分別占比20%和19%。

介質(zhì)刻蝕方面，東京電子占比較高。東京電子一直以來(lái)都以CCP刻蝕機(jī)為主要出貨產(chǎn)品，其占到CCP刻蝕機(jī)總出貨量的一半以上。我國(guó)企業(yè)中微公司在2017年的市場(chǎng)份額達(dá)到2.5%，近幾年由于國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)產(chǎn)線的大規(guī)模建設(shè)，中微公司的市場(chǎng)份額亦有提升。硅刻蝕方面，Lam Research占據(jù)較高份額，其在兩類(lèi)刻蝕機(jī)中均有較大出貨量，應(yīng)用材料在硅刻蝕方面也有出貨。

從國(guó)內(nèi)刻蝕機(jī)市場(chǎng)來(lái)看，Lam Research依然穩(wěn)定占據(jù)龍頭地位。而我們也可以看到國(guó)產(chǎn)企業(yè)中微公司的身影。中微公司的介質(zhì)刻蝕機(jī)主要供應(yīng)國(guó)內(nèi)晶圓產(chǎn)線和存儲(chǔ)產(chǎn)線，整體占比15%，若單算介質(zhì)刻蝕的市場(chǎng)份額，中微公司達(dá)到25%的水平。近年來(lái)中微公司在介質(zhì)刻蝕設(shè)備的突破顯著，目前也已經(jīng)打入臺(tái)積電先進(jìn)制程產(chǎn)線。

整體看，由于刻蝕機(jī)工藝技術(shù)壁壘較高，尤其是先進(jìn)制程設(shè)備下游客戶(hù)要求較高，相關(guān)核心技術(shù)僅有少數(shù)廠商突破，并且在技術(shù)持續(xù)更替中，沒(méi)有能力持續(xù)研發(fā)的企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力逐漸下降，導(dǎo)致份額逐步壓縮，最終僅有頭部企業(yè)參與競(jìng)爭(zhēng)，形成寡頭壟斷格局。我國(guó)企業(yè)中微公司在國(guó)家大力扶持以及公司不斷研發(fā)投入，在我國(guó)刻蝕機(jī)市場(chǎng)份額不斷增長(zhǎng)，已經(jīng)僅次于LAM Research。

半導(dǎo)體

刻蝕設(shè)備有望率先完成國(guó)產(chǎn)替代

國(guó)內(nèi)設(shè)備最成熟領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)替代率較高

目前來(lái)看，刻蝕機(jī)尤其是介質(zhì)刻蝕機(jī)，是我國(guó)最具優(yōu)勢(shì)的半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，也是國(guó)產(chǎn)替代占比最高的重要半導(dǎo)體設(shè)備之一。根據(jù)IC Insights等的相關(guān)數(shù)據(jù)，目前我國(guó)主流設(shè)備中，去膠設(shè)備、刻蝕設(shè)備、熱處理設(shè)備、清洗設(shè)備等的國(guó)產(chǎn)化率均已經(jīng)達(dá)到20%以上。而這之中市場(chǎng)規(guī)模最大的則要數(shù)刻蝕設(shè)備。我國(guó)目前在刻蝕設(shè)備商代表公司為中微公司、北方華創(chuàng)以及屹唐半導(dǎo)體。中微與北方作為我國(guó)兩家設(shè)備龍頭企業(yè)，偏重領(lǐng)域有一定區(qū)別。

目前看，中微公司產(chǎn)品在業(yè)內(nèi)較為領(lǐng)先，工藝節(jié)點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到5nm，并且已經(jīng)得到臺(tái)積電的驗(yàn)證，公司整體介質(zhì)刻蝕及出貨量已經(jīng)超過(guò)50臺(tái)，并且得到客戶(hù)較好的評(píng)價(jià)。北方華創(chuàng)在硅刻蝕機(jī)中處在國(guó)產(chǎn)替代加速階段，目前能夠生產(chǎn)28nm的硅刻蝕機(jī)，14nm目前也在研發(fā)和小范圍試產(chǎn)過(guò)程中，預(yù)計(jì)未來(lái)也將有突破。北方華創(chuàng)已經(jīng)出貨的刻蝕機(jī)數(shù)量已經(jīng)達(dá)到20臺(tái)以上。

我們從近年來(lái)國(guó)內(nèi)大型存儲(chǔ)制造企業(yè)以及邏輯電路代工企業(yè)的招標(biāo)情況來(lái)看刻蝕設(shè)備主流公司近期的份額變動(dòng)情況。

介質(zhì)刻蝕機(jī)方面，中微公司在其科創(chuàng)板發(fā)行的招股說(shuō)明書(shū)中披露了部分客戶(hù)的招標(biāo)刻蝕設(shè)備臺(tái)數(shù)占比情況。在存儲(chǔ)企業(yè)A和B的份額分別達(dá)到15%和17%。在邏輯電路代工企業(yè)C中，中微公司的中標(biāo)設(shè)備臺(tái)數(shù)比例也在16%左右。中微公司整體出貨較為穩(wěn)定，在目前的國(guó)內(nèi)產(chǎn)線招標(biāo)中，中微公司的刻蝕機(jī)份額基本保持在15%以上。若僅考慮介質(zhì)刻蝕，那么中微公司份額在25%以上。這也說(shuō)明公司產(chǎn)品已經(jīng)基本得到主流晶圓廠、存儲(chǔ)廠的認(rèn)可，與海外龍頭公司的差距顯著縮小，基本位列介質(zhì)刻蝕機(jī)的第二梯隊(duì)（出貨臺(tái)數(shù)份額與東京電子、應(yīng)用材料等差距不大）。

硅刻蝕機(jī)方面，北方華創(chuàng)在國(guó)內(nèi)技術(shù)方面一直處于領(lǐng)先地位，但是相比于海外廠商，仍有一定差距。目前看，北方華創(chuàng)在長(zhǎng)江存儲(chǔ)的刻蝕設(shè)備招標(biāo)份額大約在3%-4%左右，若僅考慮硅刻蝕設(shè)備，那么北方華創(chuàng)的占比在5%左右。整體來(lái)看，北方華創(chuàng)的硅刻蝕設(shè)備目前在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)份額在4%左右。北方華創(chuàng)在硅刻蝕領(lǐng)域也在不斷拓展自身下游客戶(hù)，在大型晶圓廠中也逐漸看到北方華創(chuàng)設(shè)備的身影。雖然較介質(zhì)刻蝕領(lǐng)域有差異，但隨著技術(shù)的快速推進(jìn)，預(yù)計(jì)未來(lái)將持續(xù)國(guó)產(chǎn)替代。

存儲(chǔ)國(guó)產(chǎn)化帶動(dòng)刻蝕機(jī)替代率繼續(xù)提升

存儲(chǔ)國(guó)產(chǎn)替代日漸清晰。以長(zhǎng)江存儲(chǔ)、紫光集團(tuán)、合肥長(zhǎng)鑫、福建晉華等為代表的國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)取得了較大的突破。目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)NAND Flash以及DRAM均有較大進(jìn)展，其中3D NAND Flash已經(jīng)突破128層技術(shù)工藝，并在多家控制器廠商的終端產(chǎn)品上驗(yàn)證通過(guò)，而DRAM也已經(jīng)自主生產(chǎn)DDR4，實(shí)現(xiàn)了自主可控。

我國(guó)存儲(chǔ)廠商在實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破后，近年來(lái)均加大對(duì)相關(guān)產(chǎn)線的投資。其中長(zhǎng)江存儲(chǔ)擴(kuò)產(chǎn)較快，近期武漢二期項(xiàng)目開(kāi)建。該項(xiàng)目投資金額達(dá)到160億元，月產(chǎn)能達(dá)到20萬(wàn)片，是一期產(chǎn)線的兩倍。后續(xù)二期項(xiàng)目對(duì)相關(guān)設(shè)備的采購(gòu)將會(huì)提上議事日程。另外，合肥長(zhǎng)鑫、紫光集團(tuán)等也在存儲(chǔ)相關(guān)產(chǎn)線上有大量的資本支出。

而存儲(chǔ)產(chǎn)線上游相關(guān)的設(shè)備也成為我國(guó)國(guó)產(chǎn)替代的中堅(jiān)力量。長(zhǎng)江存儲(chǔ)在各類(lèi)型設(shè)備上使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備的占比較高。其中，介質(zhì)刻蝕機(jī)、氧化設(shè)備、清洗設(shè)備等都有高于15%的采購(gòu)比例。因此存儲(chǔ)產(chǎn)線的大力建設(shè)，也帶動(dòng)了上游設(shè)備國(guó)產(chǎn)替代的速度。

前文中曾提到，由于3D NAND、DRAM等本身對(duì)于刻蝕設(shè)備的使用量大幅提升，因此存儲(chǔ)產(chǎn)線中刻蝕設(shè)備的資本開(kāi)支占比一般較高（占比接近一半）。因此，存儲(chǔ)產(chǎn)線成為拉動(dòng)我國(guó)刻蝕設(shè)備發(fā)展的關(guān)鍵因素，也帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更快速的國(guó)產(chǎn)替代。

大基金助力半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備企業(yè)持續(xù)發(fā)力

國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)基金（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“大基金”）的成立，對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的促進(jìn)作用顯著。此前大基金一期募集資金規(guī)模接近1500億元，主要投向晶圓制造（代工）、芯片設(shè)計(jì)等中游領(lǐng)域。目前看，大基金一期已經(jīng)進(jìn)入投資回收階段，其主要投資方向在近幾年均有明顯的技術(shù)突破。但是，大基金一期對(duì)于上游的半導(dǎo)體材料、設(shè)備領(lǐng)域投資力度較小。

大基金二期目前已經(jīng)募資完畢進(jìn)入投資階段。大基金二期募資金額高達(dá)2000億元，預(yù)計(jì)除了制造、設(shè)計(jì)等領(lǐng)域繼續(xù)加碼投資外，如材料、設(shè)備等領(lǐng)域也將持續(xù)加碼，對(duì)于半導(dǎo)體設(shè)備尤其是刻蝕設(shè)備而言，也將充分受益。目前看，主要的刻蝕設(shè)備企業(yè)包括中微公司、北方華創(chuàng)、沈陽(yáng)拓荊等企業(yè)均得到大基金一期投資，但投資額度較小，并且投資時(shí)間也都在2015年之前。因此大基金二期在刻蝕設(shè)備領(lǐng)域的投資值得期待。

半導(dǎo)體

刻蝕設(shè)備領(lǐng)域代表企業(yè)

中微公司：國(guó)產(chǎn)替代先鋒，先進(jìn)制程快速突破

中微公司系我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備的龍頭公司。公司成立于2004年，雖成立時(shí)間較晚，但整體發(fā)展速度快。公司成立伊始即專(zhuān)注于刻蝕設(shè)備領(lǐng)域，主攻介質(zhì)刻蝕領(lǐng)域，目前已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)乃至全球刻蝕設(shè)備的代表企業(yè)，國(guó)內(nèi)份額進(jìn)入前三。

公司核心人物尹志堯也是公司創(chuàng)始人，其從事半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)35年，具有豐富的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)。尹志堯曾經(jīng)在英特爾、Lam Research（泛林半導(dǎo)體）等公司負(fù)責(zé)核心技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)工作，是刻蝕行業(yè)自身專(zhuān)家，也是國(guó)際等離子體刻蝕技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的重要推動(dòng)者。公司核心管理團(tuán)隊(duì)穩(wěn)定，其他主要核心技術(shù)人員大都在國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)有多年的研發(fā)、管理等經(jīng)驗(yàn)。

公司主要產(chǎn)品包括MOCVD、刻蝕設(shè)備以及備品備件。其中刻蝕設(shè)備領(lǐng)域，公司目前能夠向下游客戶(hù)提供65nm-5nm的高中低類(lèi)型的刻蝕設(shè)備，并且得到包括臺(tái)積電等的下游客戶(hù)的認(rèn)可。由于公司近年來(lái)MOCVD產(chǎn)品快速突破，現(xiàn)已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，國(guó)內(nèi)LED芯片企業(yè)此前快速擴(kuò)產(chǎn)采購(gòu)，帶來(lái)公司MOCVD相關(guān)業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)。根據(jù)公司披露數(shù)據(jù)，公司2018年MOCVD的營(yíng)收規(guī)模已經(jīng)達(dá)到8.3億，占比近50%。但從技術(shù)壁壘、盈利能力以及市場(chǎng)空間來(lái)看，公司最核心業(yè)務(wù)仍為刻蝕設(shè)備。

公司近年來(lái)（尤其是17、18年）營(yíng)收增長(zhǎng)較快，一方面受益于此前提到的MOCVD設(shè)備放量，另外則受益于刻蝕設(shè)備的突破以及下游存儲(chǔ)產(chǎn)線的集采。2019年，公司營(yíng)業(yè)收入達(dá)到19.46億元，同比增長(zhǎng)18.76%。增速整體較2017年及2018年有一定程度下滑，主要原因在于LED芯片產(chǎn)能過(guò)剩，導(dǎo)致LED產(chǎn)品盈利能力下降明顯，因此下游擴(kuò)產(chǎn)動(dòng)力不強(qiáng)，導(dǎo)致此前高速增長(zhǎng)的MOCVD產(chǎn)品下游需求不足，進(jìn)而MOCVD設(shè)備出貨有一定程度下降。刻蝕設(shè)備成為2019年主要貢獻(xiàn)設(shè)備增長(zhǎng)的產(chǎn)品。

刻蝕設(shè)備整體盈利能力較強(qiáng)。從毛利率角度來(lái)看，刻蝕設(shè)備2018年的毛利率高達(dá)47.52%，而MOCVD產(chǎn)品則在2018年毛利率大幅下降至26.33%。由于刻蝕設(shè)備本身技術(shù)壁壘較高，加之中微公司目前已經(jīng)突破5nm最先進(jìn)制程的相關(guān)產(chǎn)品，因此隨著新品量產(chǎn)出貨，預(yù)計(jì)毛利率仍有提升的空間。

公司近兩年扣非歸母凈利潤(rùn)翻正，也標(biāo)志著公司開(kāi)始具備自身造血機(jī)制。此前公司主要依賴(lài)投資、政府補(bǔ)貼等進(jìn)行研發(fā)，扣非凈利潤(rùn)基本處于大幅虧損狀態(tài)，而隨著MOCVD以及刻蝕設(shè)備的量產(chǎn)出貨，公司2018年扣非凈利潤(rùn)扭虧為盈，并且2019年增長(zhǎng)50%，主要由于刻蝕設(shè)備的出貨盈利帶來(lái)正貢獻(xiàn)。

公司持續(xù)致力于半導(dǎo)體核心設(shè)備的研發(fā)升級(jí)。公司2017-2019年的研發(fā)投入持續(xù)增長(zhǎng)，至2019年，公司研發(fā)投入達(dá)到4億元以上。此前由于收入體量較低，因此研發(fā)投入占比在30%以上。目前該比例穩(wěn)定在20%-25%左右的區(qū)間。整體看，公司通過(guò)持續(xù)研發(fā)投入，目前已經(jīng)能夠生產(chǎn)5nm產(chǎn)品，并得到重要客戶(hù)認(rèn)證，與國(guó)外先進(jìn)水平差距持續(xù)縮小。

北方華創(chuàng)：產(chǎn)品線廣泛的半導(dǎo)體設(shè)備龍頭

北方華創(chuàng)由之前七星電子以及北方微電子戰(zhàn)略重組而成，是目前國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體及泛半導(dǎo)體設(shè)備的龍頭代表企業(yè)。公司在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域企業(yè)中營(yíng)收規(guī)模位列首位。公司實(shí)控人為北京電控，是北京國(guó)資委全資控股的高科技企業(yè)集團(tuán)，旗下除投資北方華創(chuàng)之外，海投資包括京東方、電子城、燕東微電子等多家高新技術(shù)企業(yè)。

相較于中微公司，北方華創(chuàng)布局半導(dǎo)體設(shè)備的方向較為廣泛。除刻蝕機(jī)外，公司主要的半導(dǎo)體產(chǎn)品還包括物理氣相沉積設(shè)備（PVD）、化學(xué)氣相沉積設(shè)備（CVD）、氧化/擴(kuò)散設(shè)備、清洗劑等主流產(chǎn)品。另外除半導(dǎo)體設(shè)備外，公司也從事包括鋰電相關(guān)設(shè)備、光伏設(shè)備等專(zhuān)用設(shè)備以及部分電子元件。

公司近年來(lái)收入增速較快，2017-2018年公司收入增速在30%以上，2019年增速則相對(duì)有所下降。公司近年來(lái)增長(zhǎng)主要依賴(lài)半導(dǎo)體設(shè)備的快速放量。2019年公司半導(dǎo)體設(shè)備的營(yíng)收占比提升至63.9%，而這一數(shù)字在2017年僅為50%左右。公司近年來(lái)在存儲(chǔ)產(chǎn)線獲得部分刻蝕機(jī)訂單，另外氧化/擴(kuò)散設(shè)備也有著比較快的滲透速度。

同中微公司一樣，北方華創(chuàng)也是在2018年實(shí)現(xiàn)扣非歸母凈利潤(rùn)扭虧為盈的。但是其扣非凈利潤(rùn)規(guī)模一直未超過(guò)1億元體量，較中微公司更低。2019年也出現(xiàn)一定程度下滑。整體看，公司多項(xiàng)業(yè)務(wù)齊頭發(fā)展，尤其是公司主導(dǎo)的半導(dǎo)體設(shè)備，都是實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代的關(guān)鍵設(shè)備。目前來(lái)看，各業(yè)務(wù)按照既定目標(biāo)持續(xù)發(fā)展，未來(lái)也將大有可為。

從研發(fā)投入來(lái)看，公司近年來(lái)研發(fā)支出持續(xù)上升，2019年研發(fā)支出整體超過(guò)10億元，占收入比例也穩(wěn)定在25%-30%左右。目前來(lái)看，公司下游產(chǎn)品開(kāi)始逐步進(jìn)入大型晶圓制造廠商，相關(guān)產(chǎn)品也在持續(xù)滲透。

參考資料來(lái)自：國(guó)融證券、馭勢(shì)資本研究所

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