半导体设备行业研究系列-薄膜沉积设备:行业持续成长 国产替代持续 关注国内PVDCVD领先厂商

类别:行业 机构:广发证券股份有限公司 研究员:许兴军/罗立波/王亮/王璐 日期:2020-03-05

  薄膜沉积设备:半导体制造环节中的重要设备。半导体制造中的薄膜沉积是指任何在硅片衬底上沉积一层膜的工艺,这层膜可以是导体、绝缘物质或者半导体材料。薄膜沉积有化学和物理工艺之分,具体而言可分为化学气相沉积(CVD,15%,Gartner 统计的2018 年占半导体制造设备比重数据,下同)、物理气相沉积(PVD 或溅射,4%)、其他沉积(3%)三大类。按2018 年Gartner 的划分,CVD 中管式CVD 占18%、非管式低压CVD 占16%、原子层沉积ALD 占16%、等离子体CVD(包括PECVD 和HDPCVD)占49%;其他沉积中,电镀占27%、MOCVD 占31%、外延占37%、旋涂绝缘介质SOD 占2%。

      下游需求与技术演进带来沉积设备市场增长。从行业空间来看,薄膜沉积设备一方面长期受益全球半导体需求增加与产线产能的扩充,另一方面受益于技术的演进带来的增长机遇,包括制程进步、多重曝光与3D NAND存储技术。根据SEMI 的统计,2018 年全球半导体设备达到645.3 亿美元,其中晶圆处理设备为502 亿美元,其中计算可得2018 年CVD 设备和其他沉积设备的全球市场规模分别达85.1 亿美元和42.7 亿美元。

      壁垒高企,国外厂商占据沉积设备绝大部分市场。根据Gartner 2018 年的数据,CVD 前三大厂商应用材料、Lam 和东京电子占据全球74%的份额,PVD 仅应用材料一家就占据了74%的份额,其他沉积设备前三大厂商应用材料、Lam 和Aixtron 占据67%的份额。国内设备厂商中占有一定份额的是北方华创(PVD 占比1.4%)和中微公司(其他沉积占7%,主要为MOCVD 设备)。

      国内沉积设备迎来技术与订单突破,持续受益国产替代机遇。国内集成电路沉积设备主要厂商为北方华创和沈阳拓荆,近年来两家公司分别在技术储备以及客户认证方面取得良好进展。北方华创官网与年报显示,公司PVD设备应用跨越90 纳米至14 纳米的多个技术代, 12 寸PVD、ALD 以及LPCVD 设备进入集成电路主流代工厂。

      沈阳拓荆官网显示其PECVD、ALD 上具有一定进展,其中12 英寸PECVD 设备,可用于40-28 纳米集成电路的生产,并具有14-5 纳米技术的延伸性。根据中国招标网,2018 年中标长江存储PVD 订单一共2 台,均来自北方华创,2019 年12 台PVD 中也有1 台来自北方华创。同时2019 年17 台PECVD 中有4 台来自沈阳拓荆。

      投资建议。建议关注北方华创(PVD)、沈阳拓荆(CVD,未上市)和中微公司(MOCVD,参股沈阳拓荆)。

      风险提示。技术更新换代风险;下游投资不及预期风险;专利风险等。