机械设备行业半导体设备专题报告（一）：前道设备扼喉之手亟待突破！-230516（78页）.pdf

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1、1证券研究报告作者：行业评级：上次评级：行业报告|请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明机械设备机械设备强于大市强于大市维持2023年05月16日（评级）分析师 李鲁靖 SAC执业证书编号：S1110519050003分析师 朱晔SAC执业证书编号：S1110522080001半导体设备专题报告（一）：半导体设备专题报告（一）：前道设备前道设备扼喉之手，亟待突破！扼喉之手，亟待突破！行业专题研究 摘要2请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 千亿美金的半导体设备赛道，或即将迎来上行周期：千亿美金的半导体设备赛道，或即将迎来上行周期：全球半导体产业发展呈现周期性：技术和宏观环境驱动的10年大周期

2、和由资本开支驱动的3-4年的小周期，根据历史周期判断，2024年全球半导体资本开支有望上修。半导体突破是发展之重，前道设备是半导体生产之重：半导体突破是发展之重，前道设备是半导体生产之重：半导体设备作为行业基石，与资本开支关系密切，2022年市场规模达到1076.5亿美元，国际限制半导体设备向我国出口之下，半导体设备国产替代是必经之路，国内晶圆厂逆势扩产拉动国产半导体设备需求进一步上行。半导体制造分为前道制造和后道封测，前道设备价值量占据总设备价值量约80%。前道制程的工艺模块可以归类为前段工艺（FEOL）、中段工艺（MOL）和后段工艺（BEOL），前段工艺负责形成器件、后段工艺负责形成金属互

3、连，中段工艺将器件与金属层连接起来。模块工艺是由不同的单项工艺组合而来，单项工艺包括光刻、涂胶显影、薄膜沉积、刻蚀、离子注入、CMP、清洗等，其中薄膜沉积、刻蚀和光刻设备是价值量最大的三类设备：1.1.薄膜沉积：薄膜沉积：半导体制造过程中需要反复进行薄膜生长，不同工艺环节沉积的薄膜作用不同，所用工艺也不同，总体来看，沉积工艺可以分为物理气相沉积和化学气相沉积，原子层气相沉积本质上属于化学气相沉积，是应新技术或材料而生的沉积工艺。制程进步+存储芯片架构3D化为提升薄膜沉积设备需求，2022年全球薄膜设备总市场已经达到229亿美元，主要由欧美和日系厂商垄断，应用材料是PVD龙头，Lam在ECD领域

4、一家独大，TEL和ASM在ALD领域市占率较高，国内各厂商产品可以互补：拓荆科技主要产品为PECVD，还布局了ALD、SACVD和HDPCVD，北方华创在PVD上优势明显；微导纳米以ALD为核心产品；中微公司起家于刻蚀，依托底层技术进入薄膜沉积领域，产品布局包括MOCVD、WCVD等；盛美上海在ECD领域优势明显。2.2.刻蚀：刻蚀：使用物理或者化学的方法在器件表面形成微观结构，制程微缩+存储芯片3D化引起刻蚀难度和需求量增大，2022年全球干法刻蚀设备市场规模大概为230亿美元，ICP和CCP几乎平分超95%市场份额。Lam，TEL和AMAT几乎垄断全球干法刻蚀设备市场，国内主要由中微公司和

5、北方华创进行突破，前者优势产品为CCP，后者优势产品为ICP，二者在发展过程中向对方领域渗透。3.3.光刻：光刻：ASML系全球绝对龙头，掌握最先进的EUV光刻技术，ASML和Nikon均可以提供浸没式DUV光刻机，国内近乎空白。4.4.涂胶显影：涂胶显影：光刻工艺中除了曝光之外的关键环节，分为offline和inline设备，2021年全球涂胶显影设备超30亿美元，TEL垄断近乎90%份额，国产厂商中芯源微率先取得突破，可以实现28nm以上工艺节点全覆盖。5.5.掺杂：掺杂：改变半导体材料的物理性质，离子注入工艺是主流，全球半导体离子注入设备市场规模主要被美国的AMAT和Axcelis占据，

6、国产厂商主要是凯世通（万业企业子公司）和中科信。6.6.热处理：热处理：包括氧化、扩散和退火，相关设备又叫做炉管设备，其中快速退火设备市场份额较大，AMAT占据全球市场的主要份额，国产厂商中，屹唐股份处于领先位置；北方华创布局多种氧化/扩散炉。7.7.CMPCMP：化学机械抛光，全球CMP设备市场处于高度垄断状态，主要由美国应用材料和日本荏原两家设备制造商占据，两家制造商合计拥有全球 CMP 设备超过90%的市场份额，尤其在 14nm 以下最先进制程工艺的大生产线上所应用的 CMP 设备仅由两家国际巨头提供。国产 CMP 设备厂商主要是华海清科和烁科精微，华海清科CMP设备已广泛应用于中芯国际