半導體設備產業全景（五）

欄目：行業洞察發布時間：2022-12-22

前言：

本報告作為半導體設備研究的第五篇，將從以下幾個方面對國內半導體設備廠商進行介紹分析：

第1部分對國內具備發展潛力的設備廠商進行介紹；

第2部分將對國內半導體設備廠商的發展路徑進行分析與探討。

一、國內具備發展潛力的設備廠商

隨著我國半導體產業持續快速發展，國內半導體設備業呈現出較快發展的勢頭。在國家科技重大專項以及各地方政府、科技創新專項的大力支持下，國產半導體設備銷售快速穩步增長，多種產品實現從無到有的突破，甚至有些已經通過考核進入批量生產，在國內集成電路大生產線上運行使用。下面就對國內具備發展潛力的設備廠商進行介紹：

1.1、沈陽拓荊

沈陽拓荊是國內領先半導體薄膜設備供應商，主要產品包括 8 英寸和 12 英寸PECVD（等離子體化學氣相沉積）設備、 ALD（原子層薄膜沉積）設備、 3D NANDPECVD（三維結構閃存專用 PECVD）設備等，產品廣泛應用于集成電路前道和后道、TSV 封裝、光波導、 LED、 3D-NAND 閃存、 OLED 顯示等領域的生產制造，下游客戶覆蓋晶圓制造、芯片封裝、顯示面板等多個領域。公司 CVD 設備在長江存儲中標3 臺，市占率 1%，華虹無錫中標 2 臺，市占率 6%，上海華力二期中標 3 臺，市占率 4%。公司設備正在加速滲透。

沈陽拓荊 2018 年營業收入為 1.04 億元，凈利潤-0.47 億， 2019 年至 9 月 30 日營業收入 0.29 億，凈利潤-0.33 億元。公司目前處于非盈利狀態，考慮公司 CVD 設備已中標長江存儲、華虹半導體、上海華力等國內一線晶圓廠，沈陽拓荊仍處于高速發展階段，成長可期。

1.2、中科儀

中國科學院沈陽科學儀器股份有限公司是一家集真空儀器裝置研發、生產、銷售、服務為一體的高科技企業，其前身是中國科學院沈陽科學儀器研制中心，創建于 1958 年。多年來，公司依靠自身的技術和人才優勢，創造了多項國內第一，多次打破發達國家技術封鎖。曾先后獲得國家科技進步獎十余項，中國科學院及省部級科技進步獎五十余項，國家級新產品三十余項，擁有專利 80 余項，是遼寧省、沈陽市的高新技術企業。（資料來源：公司官網）

公司為了研發、生產和銷售應用于高端領域的集成電路裝備 PECVD 設備，更好地承接相關科研項目，投資設立了沈陽拓荊。對于相關科研項目，拓荊科技與母公司合作完成。公司尤其在科研高端真空裝備方面占據國內領先地位。公司以高真空、超高真空、潔凈真空技術為基礎，主要研發生產各類薄膜材料制備設備、納米材料制備設備、真空冶金設備、單晶爐、太陽能光伏設備、集成電路裝備、大科學工程裝備、無油真空獲得及系統集成。干式真空泵產品集成了機械制造、自動控制、材料、熱力學、振動等多個學科的最新科技成果，在半導體、光電、光伏、科研及醫藥化工等領域中具有廣泛的應用前景。

中科儀真空獲得設備可用于半導體封裝設備和薄膜制備設備無油抽氣系統的配泵，實現不同苛刻程度條件下的潔凈真空環境的取得；碳化硅晶體生長爐專門用于拉制碳化硅晶體，將碳化硅粉末加熱至升華，氣相成分在濃度梯度的作用下進行物質傳輸，最后在溫度較低的碳化硅籽晶表面中結晶，促使晶體長大，并應用于半導體領域；PVD 鍍膜設備用于納米級單層及多層半導體膜、功能膜、硬質膜等新型薄膜材料的制備；CVD 鍍膜設備可在真空環境下，通過反應氣體，利用等離子體增強化學氣相沉積、氣相外延生長等技術制備各種介質膜、半導體膜等。

1.3、華海清科

天津華海清科機電科技有限公司成立于 2013 年，主要從事 CMP 設備和工藝及配套耗材的研發、生產、銷售與服務。公司核心團隊成員來自清華大學摩擦學國家重點實驗室及業內專業人才，產品可廣泛應用于極大規模集成電路制造、封裝、微機電系統制造、晶圓平坦化、基片制造等領域。公司現有 CMP 設備覆蓋 2-6 英寸、8 英寸以及 12 英寸的晶圓拋光工序，擁有完全自主知識產權，技術水平高、產量高、性能穩定，可以滿足不同客戶的工藝需求，具有強大的市場競爭力。

公司 CMP 設備已先后進入中芯國際、上海華力等本土企業。2017 年 2 月公司首臺國產12 英寸 CMP 工藝設備正式進入中芯國際北京廠，華海清科與中芯國際團隊密切配合，在短短 78 天內實現了首臺國產 CMP 工藝設備產品過百片的階段性目標，客戶企業的累計生產量從 1000 到破萬只用了不到 50 天。此外，2017 年 8 月公司國產首臺 8 英寸 Universal-200 型 CMP 設備也實現了銷售出廠。2018 年 1 月，公司在中芯國際順利完成 IMD/ILD/STI工藝產品大批量量產之后，Cu&Si CMP 設備進入上海華力，這也是國產 CMP 機臺第一次進入華力，標志著國產首臺 12 英寸銅制程工藝 CMP 設備正式進入集成電路大生產線。（資料來源：公司官網）

1.4、南京晶升能源

南京晶升能源設備有限公司是一家專業的晶體生長設備及解決方案的提供商。公司主要為客戶提供高效率、高附加值的新能源設備及技術方案，提供從設備安裝調試到工藝技術培訓的一整套高質量解決方案。公司核心團隊來自于歐美知名企業，晶升能源已成功地開發研制出具有自主知識產權、國內領先、國際先進的晶體生長設備，包括國內首臺 12 英寸350KG 半導體單晶硅爐，采用國際領先技術的藍寶石晶圓體生長爐等等。

公司在晶圓模擬生長業務具有多種優勢：公司能為晶體生長設備的機械、電氣設計提供支持，確保設備設計的可靠使用。在此基礎上，公司可為實際晶體生長提供可行的工藝配方。在整個機械結構設計、電氣控制設計和工藝配方制定等改造升級過程中，公司為客戶提供有效的理論分析。

1.5、勝達克（上海）

勝達克半導體科技（上海）有限公司（勝達克 (Sandtek)），成立于2016-02-22，是專業從事半導體技術和設備開發、銷售、咨詢和服務的全球化公司，為客戶提供自動化測試設備（ATE）。

公司在中國上海、蘇州、臺灣新竹、日本和美國硅谷設有辦公室，并擁有一支全球化的高素質專業團隊。公司為客戶提供多種測試系統和解決方案，滿足數字、模擬和混合信號測試需求。公司高層管理團隊平均有20年以上的ATE行業經驗，在戰略、市場、產品開發、業務、銷售渠道和客戶服務支持都有過長期的一線工作經歷。

公司的主力產品Astar具備獨特的板上DPS/PMU架構，使系統更簡化，減少凈化間面積和成本；ADAPTSTAR已經得到全球MCU大廠的認可, 并簽署開發和試驗量產的合同，國內著名設計公司已經導入，勝達克在國內客戶已經超過30家（包括前三大封測廠）。

1.6、芯源微

芯源微成立于 2002 年， 2019 年 12 月于科創板上市。公司主要產品包括光刻工序涂膠顯影設備（涂膠/顯影機、噴膠機）和單片式濕法設備（清洗機、去膠機、濕法刻蝕機），產品可用于 6 英寸及以下單晶圓處理（LED 芯片制造）及 8/12 英寸單晶圓處理（集成電路制造前道晶圓加工及后道先進封裝）。 LED 客戶主要包括華燦光電、乾照光電、澳洋順昌等，集成電路客戶主要包括臺積電、上海華力、中芯國際、長江存儲、華為、華天科技、長電科技、通富微電等。

公司是由中科院沈陽自動化研究所發起創建的國家高新技術企業。 2002 年 12 月 1 日，先進制造、韓國 STL 簽訂《中外合資經營沈陽芯源先進半導體技術有限公司合同》、《中外合資經營沈陽芯源先進半導體技術有限公司章程》，約定共同出資設立芯源半導體，投資總額為 840萬美元，注冊資本為 420 萬美元。設立時，先進制造持股 71.43%，韓國 STL 持股 28.57%。

公司股東中有大部分為國有資本背景。其中，具有中科院背景的股東包括中科院沈自所（持股 17.06%）、國科投資（持股 8.12%）、國科瑞祺（持股 5.36%），上述中科院背景股東持有發行人股份不以控股為主要目的。另外，遼寧科發實業（持股 11.82%）為遼寧省國資委控股單位，無錫市國資委間接持股國科瑞祺。

根據適用晶圓尺寸的不同，公司產品可進一步細分為 6 英寸及以下單晶圓處理設備（主要為LED 芯片制造環節）及 8/12 英寸單晶圓處理設備（主要為集成電路制造前道晶圓加工及后道先進封裝環節）。其中，公司 6 英寸及以下單晶圓處理設備主要用于 LED 芯片制造（包括LED 芯片圖形化藍寶石（PSS）襯底制備和 LED 芯片晶圓處理）、化合物半導體制造以及功率器件制造。 8/12 英寸單晶圓處理設備主要用于集成電路后道封裝和前道制造工藝中，公司生產的涂膠/顯影機、濕法刻蝕機、去膠機、清洗機已成功應用于 Bumping、 WLCSP、 Fanout等后道先進封裝工藝的涂膠、顯影、刻蝕、去膠以及清洗環節。另外，公司的前道產品涵蓋涂膠/顯影、清洗環節，其中 I-line 涂膠顯影機已長江存儲上線進行工藝驗證，可滿足 0.18μm 技術節點工藝； Barc（抗反射層）涂膠設備在已通過上海華力工藝驗證，可滿足 28nm 技術節點工藝；前道單片式清洗機已通過中芯國際（深圳廠）的技術測試驗證，目前已經上線應用。

1.7、上海睿勵

上海睿勵是國內技術領先的集成電路工藝檢測設備供應商，其目前擁有的主要產品包括光學檢測設備、硅片厚度及翹曲測量設備及子公司宏觀缺陷檢測設備等。上海睿勵自主研發的 12 英寸光學測量設備 TFX3000 系列產品，已應用在 28 納米芯片生產線并在進行 14 納米工藝驗證，在 3D 存儲芯片上達到 64 層的檢測能力。產品目前已成功進入世界領先芯片客戶 3D 閃存芯片生產線，并取得 7 臺次重復訂單，是目前進入該國際領先芯片生產企業唯一的國產集成電路設備產品。上海睿勵產品還進入國內多家領先芯片生產企業生產線，其產品和技術能力已獲得業界的認可。此外，上海睿勵應用于 LED 藍寶石襯底圖形檢測的自動光學檢測設備，也已成功進入眾多客戶國內 LED 外延芯片生產線。

1.8、福州派利德

福州派利德電子科技有限公司成立于2009年3月，專業從事半導體測試系統、測試分選機、編帶機等設備研發、生產、銷售的國家級高新技術企業，擁有一支軟件、電子、機械、半導體方面豐富經驗的優秀研發團隊，公司已獲得過國家科技部科技創新項目以及省重點項目的支持，現擁有9項發明專利以及20多項實用新型專利和計算機軟件著作權。

公司主要的產品包括：集成電路測試分選機、集成電路編帶機；

公司產品系列：

■ PH-112BS系列 SOT系列自動分選機

■ PH-212P系列單軌雙測位并聯IC自動分選機

■ PH-212PS系列單軌雙測位串聯IC自動分選機

■ PH-314U系列直背多測位串聯器件自動分選機

■ PTR-410系列集成電路自動編帶機

■ PH-513P系列測試打印/光檢IC自動分選機

■ PH-640P系列四軌四測位并聯IC自動分選機

■ PH-8240系列自動測試分選打標編帶一體機

■ PTRV-013P系列光耦測試打標光檢一體機

以上設備分別適用于SOP、ESOP、DIP、MSOP、HSOP、SSOP、TSSOP、SOT、TO-220、TO-220F、TO-263、TO-262、TO-3P、TO-247、TO-252、TO-251、TO-92系列等封裝外形產品的測試分選或編帶。

圖：公司的分選機及編帶機

二、國內半導體設備廠商的發展路徑

半導體行業的技術升級、需求擴張和產能轉移的趨勢在中國大陸市場是確定的。全球各大集成電路企業已陸續在我國建設工廠或代工廠，向我國轉移產能，據不完全統計大陸現有8寸以上晶圓廠總規劃投資額超過6000億元。SEMI預計到2021年，中國將以超過160億美元的設備銷售額升至首位，超過臺灣和韓國。且由于中美政治環境惡化所帶來的高端裝備禁運，國內半導體設備廠商有望迎來加速進口替代的歷史性機遇。

縱觀國內外半導體設備巨頭的成長史，最大最成功的企業必然是將業務定位于半導體制造流程中價值量占比最大的設備之中，如阿斯麥的光刻機，拉姆研究的刻蝕機，應用材料的薄膜沉積設備和全產業鏈布局等。同時他們也會深度服務和綁定下游核心制造商，并努力在設備研發和生產中解決客戶的核心關切，引領行業技術發展。

雖然目前本土半導體設備廠商仍與國際巨頭有相當大的差距，但目前國內設備產業鏈格局已初步形成，一些優勢企業已初步具備進口替代能力。能夠進入主流客戶供應體系并契合未來工藝方向的優勢企業主要包括：中微公司（刻蝕機供應國內外一線晶圓廠）、北方華創（產品品類覆蓋廣的本土裝備龍頭）、長川科技（探針臺、數字測試機新品蓄力）、晶盛機電（硅片制造設備），上海微電子（光刻設備）、沈陽拓荊（薄膜沉積設備）、中科儀（真空獲得設備、薄膜沉積設備）、盛美半導體（清洗設備）、華海清科（CMP設備）、南京晶升能源（硅片制造設備）等。

國產半導體設備廠商底子薄，如何實現國產替代，提升市場份額，在市場、產品、技術、人才上趕上國際巨頭？

2.1、在提升性價比的同時，貼緊客戶需求，加大技術創新和服務方面的投入

過去，我國半導體設備自主創新能力較弱，且由于半導體設備屬于精密儀器，零部件整合、組裝、測試中的任一細微環節少有瑕疵，都可以導致設備性能“差之毫厘謬以千里”，國內半導體廠商長期致力于縮小和國外設備廠商的可靠性、穩定性差距，大多數設備都屬于反向設計、研發，導致仿制設備盛行，由于缺乏自主研發能力及客戶定制能力，只能以“性價比”優勢進入晶圓廠進行簡單的試產、測試或切入零件供應。

同時，由于國外設備廠商有先發優勢，積累了大量受法律保護的專利，有完善的專利布局，國內設備廠商只能千方百計的“繞開”國外廠商的專利布局，由于專利問題，也只能小規模出貨。

隨著產業鏈逐步對國產半導體廠商打開，國產化配套帶來的性價比優勢是國內半導體設備廠商實現進口替代的關鍵法寶。但隨著國內客戶對產品質量、性能的要求越來越高，國內半導體設備商逐漸認識到需要轉變發展模式，即緊密貼合客戶需求，加大技術創新和客戶服務方面的投入。例如，國內的半導體設備廠商投入與存儲廠進行深度的工藝開發，對技術細節和工藝難點進行聯合攻關，國產設備對國內產品而言是“深度定制化的”，設備的“設配性“提升，產品的穩定性和可靠性都得到了提高；同時，國內半導體設備商要強化服務能力，具體體現在測試階段有高素質技師來維護高良率和穩定性，出現故障維修人員能及時響應，且派遣技術人員在下游客戶晶圓廠長期駐點，以確保及時處理突發性問題以及應對技術變化的可能帶來的挑戰。

產品性價比固然重要，而國內半導體設備廠商緊密貼合客戶，加大技術創新和服務方面的投入更是當務之急。

2.2、降低客戶轉換成本，加快客戶驗證周期

過去，大家認為國產半導體廠商和國際巨頭之間的差距主要體現在技術能力的差異。隨著國內半導體設備技術水平與國際先進水平之間的差距逐漸縮小，國內半導體設備商面臨的最大壁壘在于下游客戶的認證壁壘，即高昂的客戶轉換成本。

現代先進的IC制程大約有400~500道，一種設備僅負責其中一道或幾道。評估新設備除了要花費大量驗證時間（甚至犧牲部分產能）與其他設備商的產品進行“一致性”整合，同事一臺設備一旦出現問題可能導致整條產線無法運作，報廢的產品價值可能遠超過新設備能提供的經濟價值。因此，除非原廠供應商出現重大技術缺陷或新設備具備突破性進展，幾乎沒有晶圓廠商愿意花大量人力、時間并承擔新設備上線風險去評估新的設備。

不過由于中美貿易摩擦，國內半導體設備產業鏈不確定性增加，國內晶圓廠出于供應鏈安全角度考慮，對國內設備供應商的認證意愿相比過去已大大增強。

從國內半導體設備廠商而言，要抓住歷史窗口期。盡可能降低客戶的轉換成本，比如先做工藝流程、硬件參數等兼容，從“小客戶轉成成本”的機會入手，先進入市場。要熟悉客戶生產流程，縮短客戶驗證周期。

附錄：參考資料

1. 招商證券2019半導體設備專題系列之一：“自主可控“支撐長期成長

2. 招商證券-招商證券2019半導體設備專題系列之二：沖云破霧的檢測設備

3. 國信證券-國信證券半導體專題研究系列八：正在崛起的中國半導體設備

4. 方正證券-方正證券半導體設備行業研究框架總論：半導體景氣度反轉設備先行

5. 光大證券-光大證券半導體設備行業深度報告：國產半導體設備技術加速追趕，國產替代正當時

6. 國元證券-國元證券半導體設備投資地圖

7. 興業證券-電子：探尋中國半導體設備全產業鏈的發展機遇

8. 華泰證券-華泰證券半導體設備行業深度報告：2020，中國半導體設備的轉機之年

9. 申港證券-申港證券機械設備行業深度研究：泛半導體設備行業觀察新視角