机械设备行业半导体设备系列研究五：半导体清洗设备，笃行致远，厚积薄发-180503_31页_1mb

半导体清洗设备：笃行致远，厚积薄发

核心内容

半导体清洗工艺是半导体制造过程中不可或缺的一环，贯穿整个产业链，对提升成品良率和产品性能具有关键作用。清洗步骤在总生产流程中占比超过30%，并且随着工艺节点的不断缩小，清洗要求也日益提高。清洗技术主要包括湿法清洗和干法清洗，两者相互补充，共同构成清洗设备市场的主要技术基础。

主要观点

• 清洗工艺的重要性：清洗设备对提升半导体产品良率和经济效益至关重要，清洗不佳可能导致器件失效超过总损失的50%。
• 清洗设备市场增长：2017年全球清洗设备市场规模达32.3亿美元，预计2020年将达到37亿美元，未来5年可能翻倍至60-70亿美元。
• 清洗设备的多样化：主要清洗设备包括单晶圆清洗设备、自动清洗台和洗刷机等，其中单晶圆清洗设备因高精度和避免交叉污染，将成为未来主流。
• 迪恩士（SCREEN）的行业地位：作为全球清洗设备龙头，迪恩士在单晶圆清洗设备、自动清洗台和洗刷机三个领域均占据市场首位，技术引领者地位稳固。
• 中国市场的崛起：随着半导体产业向中国大陆转移，国内清洗设备需求旺盛，未来五年市场规模预计达400亿元，其中单晶圆清洗设备达278亿元。
• 国产设备的机遇：盛美半导体、北方华创和至纯科技等国内企业已布局清洗设备领域，有望在国产替代趋势中异军突起。

关键信息

清洗工艺与设备

• 湿法清洗：采用化学溶液进行喷雾、蚀刻、溶解等操作，占清洗步骤的90%以上，主要技术包括溶液浸泡、机械擦拭、超声/兆声清洗、旋转喷淋法等。
• 干法清洗：依赖等离子体、气相、束流等技术，污染小，但技术与成本要求较高，目前尚未大规模推广。
• 主要清洗设备：包括单晶圆清洗设备、自动清洗台、洗刷机、超声清洗设备、晶圆盒清洗设备、等离子体清洗设备等。

清洗设备市场

• 全球市场：2017年全球清洗设备市场达到32.3亿美元，预计2020年达37亿美元，未来五年可能增长至60-70亿美元。
• 中国市场：2017年中国半导体设备销售额达82.3亿美元，占全球的14.8%，成为全球第三大市场。预计未来五年国内清洗设备市场空间达400亿元。

国内企业布局

• 盛美半导体：专注于单晶圆清洗设备，拥有SAPS和TEBO技术，能够满足16nm-19nm工艺需求。
• 北方华创：通过收购Akrion Systems LLC，获得清洗设备技术，覆盖单晶圆清洗设备和自动清洗台，产品已进入国内主流生产线。
• 至纯科技：提供湿式工作平台，主要产品包括单晶圆清洗设备和自动清洗台，服务范围涵盖多个半导体制造环节。

投资建议

• 推荐关注企业：北方华创、至纯科技、盛美半导体等注重研发创新、技术领先的企业。
• 投资逻辑：随着大陆晶圆厂投资加速，清洗设备需求大幅增加，国产替代空间巨大，相关企业有望迎来加速成长。

风险提示

• 行业投资波动：可能带来收入的不确定性。
• 竞争加剧：可能导致毛利率下滑。
• 技术研发与国产化推进不及预期：影响企业竞争力。
• 政策变化：可能影响行业的发展速度和方向。

图表与数据

• 图1：清洗工艺在集成电路全过程中的应用
• 图2：不同工艺节点要求的工艺步骤与清洗步骤数量
• 图3：全球清洗设备市场规模（单位：百万美元）
• 图4：全球半导体设备分类占比
• 图5：清洁硅片与受微量铁/铜污染的硅片表面形貌
• 图6：清洗步骤中湿法与干法清洗技术占比
• 图7：O₂/Ar等离子体清洗系统原理
• 图8：光刻与刻蚀原理
• 图9：三种主要清洗设备结构图
• 图10：清洗设备市场规模（百万美元）
• 图11：工艺节点演变路径图
• 图12：不同工艺节点下的设计成本（单位：百万美元）
• 图13：代工厂/逻辑芯片晶圆合计月产能结构
• 图14：DRAM晶圆合计月产能结构
• 图15：2016年前十强半导体企业收入
• 图16：随着工艺节点缩小，名义通过率显著下降
• 图17：迪恩士业务结构
• 图18：迪恩士营业收入结构（亿日元）
• 图19：迪恩士FY2016半导体业务收入结构
• 图20：迪恩士脱机直接印版设备市场占有率
• 图21：迪恩士液晶涂布机市场占有率
• 图22：迪恩士半导体业务部门全球布局
• 图23：迪恩士（上海）国内客户分布
• 图24：单晶圆清洗设备市场份额（单位：百万美元）
• 图25：自动清洗台市场份额（单位：百万美元）
• 图26：自动清洗台市场份额（单位：百万美元）
• 图27：半导体行业资本开支（亿美元）
• 图28：半导体行业资本开支增速
• 图29：公司半导体设备收入与订单情况
• 图30：迪恩士最新单晶圆清洗设备SU-3300
• 图31：迪恩士半导体制造设备季度收入结构
• 图32：全球半导体销售额地区结构
• 图33：2016年全球半导体消费市场分布
• 图34：中国半导体设备销售额
• 图35：2017年全球半导体设备消费市场分布
• 图36：国内晶圆厂统计
• 图37：国内清洗设备市场空间测算
• 图38：盛美半导体营业收入与研发费用
• 图39：盛美SAPS设备
• 图40：盛美TEBO设备
• 图41：盛美2016年客户结构
• 图42：盛美2017年上半年客户结构
• 图43：北方华创2017年上半年营收结构
• 图44：北方华创2017年上半年毛利结构
• 图45：至纯科技营业收入
• 图46：至纯科技研发费用
• 表1：半导体制程污染源
• 表2：常见清洗工艺一览
• 表3：主要清洗设备一览
• 表4：现代微电子技术工业对硅片关键参数的要求
• 表5：北方华创清洗设备
• 表6：至纯科技清洗设备

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分析师信息

• 罗立波：首席分析师，清华大学理学博士，6年证券从业经历
• 许兴军：资深分析师，英国华威商学院硕士，核物理学学士
• 代川：分析师，中山大学数量经济学硕士
• 王璐：联系人，021-60750632，wanglu@gf.com.cn
• 周静：联系人，021-60750625，zhoujing@gf.com.cn

投资评级说明

• 买入：预期未来12个月内，股价表现强于大盘10%以上
• 持有：预期未来12个月内，股价相对大盘的变动幅度介于-10%～+10%
• 卖出：预期未来12个月内，股价表现弱于大盘10%以上

联系方式

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