拓荆科技研究報告:國內CVD設备龙頭,深度受益國產替代
半导體行業布局性景气延续，全世界市場范围有望再立异高。2021 年，得益于汽車電子、5G、IoT 等下流需求高景气，行業总體供應偏紧，全世界半导體市場范围同比大增 26%，到达創記载的 5560 亿美元。预测 2022 年，汽車電子、云计较等细分范畴延续高景气，有望動員市場范围继续發展，跨越6000 亿美元。全世界重要 IC 制造廠预测樂觀，踊跃举行產能扩充。固然部門芯片供應紧缺環境逐步減缓，但重要晶圆廠果断行業总體供需仍然偏紧，是以纷繁颁布發表了踊跃的扩產计划和本錢開支规划。如代工龙頭台积電看好 5G、HPC、汽車電子的持久增加趋向，在全世界范畴內踊跃扩產，2022 年的本錢開支指引也在客岁300 亿美元的高基数长進一步顯著提高，到达 400-440 亿美元。
在全世界重要晶圆廠踊跃的本錢開支下，半导體装备龙頭廠商也都延续处于供不该求状况，按照 SEMI 统计，2021 年全世界半导體装备市場范围激增44%，創下1026亿美元的新高。此中占比最大的前道晶圆制造装备市場一样增加40%以上，跨越900 亿美元，并估计 2022 年将继续增加 18%，到达1070 亿美元的新高，且2023年市場也将連结康健，保持在千亿美元之上。
中國大陆的晶圆廠/存储廠跟着技能逐步冲破，比年更是踊跃举行產線扶植，特别是 2020 年以来，跟着海內领先晶圆廠/存储廠實現關頭技能冲破，其扩產更是处于岑岭期。咱們统计了國資布景重要晶圆廠/存储廠的扩產计划，12 寸逻辑代工及IDM 產能将從 2021 年末的 40 多万片/月晋升至 2024 年末的跨越130 万片/月；长江存储和长鑫存储的总產能也将從 2021 年末的 16 万片/月晋升至2024 年末的约50 万片/月，均有顯著晋升。
海內下流自己的快速扩產外，自立可控過程的加快更是進一步為國產供给商带来了史無前例的成长良機。比年中美商業瓜葛存在不肯定性，美國前後對華為、中芯國際等國產廠商渐渐加大制裁，使得海內半导體行業意想到了財產链自立可控的需要性，纷繁加快國產替换過程。
在當前中美商業磨擦的大布景下，海內晶圆廠對付焦點供给链自立可控的需求日趋加强，海內装备、質料廠商迎来百年不遇的好機遇，國產化速率将進一步提速，以长江存储為例，國產装备在各個環節的比例在逐步晋升，将来跟着本錢開支進一步加大，國產化比例有望進一步晋升，相干细分范畴的龙頭公司定单及事迹有望延续加快。
2.二、CVD 装备市場庞大，國產替换空間廣漠
2.2.一、薄膜沉积装备：IC 前道制造三大主装备之一，市場范围庞大
薄膜沉积指的是半导體系體例造中在硅片衬底上沉积薄膜的工艺。芯片內部布局是3D立體式形态，衬底上的薄膜構成為了建造電路的功效質料层，不管是前道器件構成進程仍是後道金属互連层構成阶段都必要經由過程薄膜制备-光刻-刻蚀的頻頻举行来實現芯片的立體布局。而薄膜沉积即是此中用于制备薄膜的技能，也是芯片制造的焦點工艺環節。
详细来说，薄膜沉积技能因此各种得當化學反响源在外加能量（包含热、光、等离子體等）的驱動下激活，将由此構成的原子、离子、活性反响基團等在衬底概况举行吸附，并在得當的位置產生化學反响或聚结，垂垂構成几纳米至几微米不等厚度的薄膜。所沉积薄膜質料可所以二氧化硅、氮化硅、多晶硅等非金属和铜、铝、钨等金属。
而因為質料本身性子的分歧，常常必要經由過程分歧道理的沉积方法来举行制备，是以薄膜沉积也有多种技能道理，重要包含 CVD（化學气相沉积）、PVD（物理气相沉积）、ALD（原子层沉积）、ECD（電化學/電镀沉积）等，各自又可以進一步细分。此中，CVD 和 PVD 是今朝利用至多的两种沉积技能，别离重要用于沉积绝缘薄膜和金属薄膜；ALD 作為具备切确膜厚節制和優胜台阶笼盖率的沉积三重水管不通,技能，在 28nm 如下获得了愈来愈遍及的利用；ECD 则重要用于電镀铜等環節。
薄膜沉积装备作為晶圆制造的三大主装备之一，其范围约占晶圆制造装备总范围的四分之一摆布，仅次于刻蚀装备，和光刻機相仿。据Maximize Market Research数据统计，比年全世界薄膜沉积装备范围不乱较快增加，2020 年约172 亿美元。而2021 年在全世界前道晶圆廠装备付出激增 42%的環境下，咱們果断薄膜沉积装备市場范围也有较快的增加，守旧到达 200 亿美元以上。
详细来看，如前文所述，CVD 装备和 PVD 装备是占比最大的两類薄膜沉积装备，CVD 装备占比高达一半以上，此中 PECVD（等离子體加强CVD）最為主流，在全部薄膜沉积装备市場中占比 33%，而 LPCVD（低压CVD）/APCVD（常压CVD）合计占比也在 20%以上；而 PVD 装备以溅射為主，占比约两成；ALD装备占比约現金板, 11%，将来有望進一步晋升。
2.2.二、CVD 装备：介電質料沉积關頭装备，美日廠商主导
CVD（化學气相沉积）是經由過程化學反响的方法，操纵加热、等离子或光辐射等各類能源，在反响器內负气态或蒸汽状况的化學物資在气相或气固界面上經化學反响構成固态沉积物的技能，是一种經由過程气體夹杂的化學反响在硅片概况沉积薄膜的工艺，可利用于绝缘薄膜、硬掩模层和金属膜层的沉积。
CVD 依照沉积前提的前提又可以分為 PECVD、LPCVD、APCVD、SACVD（次常压 CVD）等，合用于分歧工艺節點對膜質量、厚度和孔隙沟槽填充能力等的分歧請求。此中：
1）APCVD 是最先的 CVD 装备，布局简略、沉积速度高；
2）LPCVD 则是在 APCVD 根本上成长的，其事情压力大大低落，薄膜平均性和沟槽笼盖填充能力有所改良，较 APCVD 利用更加遍及；
3）PECVD 因為等离子體感化，化學反响温度较着低落，薄膜纯度和致密度获得增强，在從亚微米到 90nm 往下的成长中飾演了首要脚色，今朝也是利用最廣、占比最大的；
4）SACVD 则重要用于沟槽填充工艺，适應 IC 布局中沟槽孔洞的深宽比愈来愈大的趋向，今朝仍处于成长初期，占比力小。
前文已述 CVD 装备的市場范围占比，按 2020 年全世界薄膜沉积装备市場范围172亿美元测算，则全世界 PECVD 装备市場范围约 60 亿美元，APCVD/LPCVD装备市場范围约 40 亿美元。而按照公司招股书按海內半导體装备市場占全世界市場26.29%的比例测算，则海內 PECVD 市場范围约為 15 亿美元。款式方面，全世界CVD感應夜燈推薦,装备行業顯現出高度垄断場合排場，AMAT 一家盘踞了约三成的市場份额，再加之LamResearch 和 TEL 三家便盘踞了约七成市場份额。
别的，ALD 從道理上来讲也是經由過程化學反响获得天生物，只是在沉积反响道理、沉积反响前提的要乞降沉积层的質量上都與傳统的CVD 分歧。相對付傳统的沉积工艺而言，ALD 工艺具备自限定發展的特色，可切确節制薄膜的厚度，制备的薄膜具备平均的厚度和優秀的一致性，台阶笼盖率高，出格合适深槽布局中的薄膜發展，在 28nm感應頭燈推薦, 如下關頭尺寸缩小的雙暴光工艺方面取患了愈来愈遍及的利用。
ALD 装备在薄膜沉积装备中比例约為 11%，對應 2020 年的市場范围靠近20亿美元，而据市場查询拜访機構 Acumen research and condulting 展望，因為半导體先辈制程產線数目增长，2026 年全世界 ALD 装备市場范围约為32 亿美元。ALD装备市場一样由海外龙頭主导，此中日本 TEL 和荷兰 ASMI 各盘踞约三成分额。
2.三、CVD 装备進入壁垒高，國產廠商逐步获得冲破
半导體專用装备属于技能密集型行業，触及等离子體物理、射頻及微波學、微觀份子動力學、布局化學、光谱及能谱學、真空機器傳输等多种科學技能及工程范畴學科常識的综合利用，對付技能职員的常識布局、研發能力和產線履历堆集均有较高請求。而海外廠商有雄厚的學科人材和技能研發堆集，有更加周全和遍及的專利结構，且和下流客户配合研發，產物技能與客户產線制程相匹配。
同時，半导體装备行業具备极高的認證壁垒。新進入者即便在完成產物設計、機能参数指標知足研發方针、并完成廠內测试後，仍需在客户端颠末持久的验證调试，從進入客户產線装機後，挨次必要举行单機靠得住性测试、工艺测试、小批测试、多量压力测试和正常跑片的延续察看，且按照客户反馈凡是會頻頻举行，特别是初次验證的 Demo 機台，验收周期约為 15-24 月。
海內此前不管是相干學科教诲根本、具有從業履历的人材仍是下流產線的成长水平都不及海外，是以國產廠商相對于後進于海外龙頭，但比年跟治療椎間盤突出,着下流產線延续强大和加快导入國產供给商，和國產廠商自己在技能、專利、履历等多方面不竭冲破，也逐步有一批優良廠商在部門范畴获得希望、部門實現國產替换。
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