半导体设备系列：薄膜生长设备，国产突破可期_21页_1mb

电子：半导体薄膜设备国产化进展分析

核心内容概述

半导体薄膜设备是集成电路制造过程中用于沉积物质、实现晶圆表面薄膜生长的关键设备，主要分为物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和外延等类型。其中，PVD主要用于金属薄膜的沉积，CVD则广泛应用于绝缘薄膜的制造。近年来，随着技术发展，原子层沉积（ALD）成为行业升级的重要方向。

主要观点与关键信息

1. 薄膜设备市场概况

• 全球薄膜设备市场在2020年达到138亿美元，占IC制造设备市场的21%，其中CVD和PVD合计占比约18%。
• CVD市场规模为89亿美元，主流设备包括PECVD、TubeCVD、LPCVD和ALD等。
• 全球薄膜市场市占率最高的是应用材料（AMAT），其在CVD领域市占率约为28%，在PVD领域市占率高达80%以上。
• 高端领域如ALD由ASM、TEL和Lam等海外企业主导，但国内厂商北方华创和沈阳拓荆正在积极布局。

2. 国内薄膜设备发展情况

• 北方华创在PVD领域已实现国产替代率约20%，在高端集成电路PVD薄膜工艺方面处于国内领先地位。
• 沈阳拓荆在CVD领域国产替代率较低，约为2~3%，但其已拥有12英寸PECVD、ALD和SACVD三个完整系列的产品，并累计出货量超过100台套。
• 国内薄膜设备市场仍有较大提升空间，2020年国产化率在10%以内，市场空间预计在200亿元人民币以上。

3. 主要厂商产品与市场表现

北方华创

• 主要产品包括PVD、CVD、ALD、LPCVD等。
• 已推出13款自主研发的PVD产品，包括TiN PVD、AIN PVD、Al Pad PVD等，并成功应用于55-28nm制程。
• 自主设计和生产的exiTin H630 TiN金属硬掩膜PVD系统是国内首台针对55-28nm制程的12寸设备。
• THEORIS 302 LPCVD、HORIS L6371多功能LPCVD等设备已进入主流代工厂供应链体系。

沈阳拓荆

• 拥有12英寸PECVD、ALD和SACVD三个完整系列。
• PF-300T设备已用于40-28纳米集成电路生产，并具备14纳米以下技术延展性。
• FT-300T ALD设备已实现商用，用于沉积多种薄膜材料，如SiO2、SiN、Al2O3等。
• 公司在3D NAND闪存芯片生产中应用其NF-300H设备，实现多层薄膜堆叠结构。

4. 国内设备采购情况

• 长江存储在2019~2020年采购薄膜类设备约每年200多台，其中CVD设备占主导地位。
• 北方华创在长江存储采购中占比约3%，沈阳拓荆占比约2~3%。
• 华虹无锡和华力集成项目中，国产设备占比分别约为13%和6%。

5. 行业趋势与未来展望

• 半导体设备行业具有高增长和高波动性，周期性明显。
• AMAT作为全球半导体设备龙头，其服务收入占比达24%，且90%为“回头客”。
• AMAT对未来四年半导体装备业务收入预期乐观，预计年均收入达165亿美元，营业利润率有望提升至High30s。
• 国内厂商通过不断的技术突破和产品升级，逐步进入国际供应链体系，推动国产替代进程。

风险提示

• 国产替代进展不及预期
• 全球贸易纷争影响
• 下游需求不确定性