打造平台核心优势,多元布局快速成长。
北方华创刻蚀设备取得突破,持续拓展多领域新业务。北方华创作为国内集成电路高端工艺设备 的领先企业,在刻蚀机领域拥有 20 余年的深厚经验。公司于 2005 年成功研发并交付了首台国产 干法刻蚀机,随后在 2010 年后相继开发出硅刻蚀机、金属刻蚀机和介质刻蚀机。2023 年 6 月, 北方华创正式发布了12英寸去胶机ACE i300,标志着12英寸刻蚀设备领域的新突破。2024年, 公司计划推出 12 英寸双大马士革 CCP 介质刻蚀机,预计将拓展在存储、CIS(互补金属氧化物 半导体图像传感器)和功率半导体等多个领域的新业务。2023 年,公司刻蚀设备收入接近 60 亿 元,实现累计出货 3500 腔,其核心技术涵盖电感耦合等离子体刻蚀机(ICP)、电容耦合等离子 体(CCP)、硅通孔技术和干法去胶四个类别。

ICP 刻蚀机市场占有率高,国内外应用广泛。在刻蚀技术领域,ICP(电感耦合等离子体)刻蚀机凭 借其高等离子体密度、低压生成以及水平和垂直电场独立控制等优势,被广泛应用于硅和金属的 刻蚀。2023 年,ICP 设备在刻蚀机市场的占有率约为 53%。作为国内 ICP 技术的主要供应商,公 司自 2005 年至 2023 年底,累计出货量已超过 3200 腔。公司 ICP 刻蚀机在 12 英寸各技术节点上 取得了显著突破,不仅在国内晶圆厂实现了批量应用,还成功打入海外市场,展现了全球竞争力。
CCP 刻蚀机技术关键,覆盖逻辑存储等领域。CCP(电容耦合等离子体)设备作为刻蚀设备的重 要组成部分,在介质刻蚀和后介质膜层图形化工艺中具有不可替代的作用。公司自 2021年起专注 于介质刻蚀技术,并于 2022 年正式发布 CCP 介质刻蚀机。目前,公司已掌握等离子控制、腔室 设计、低温静电卡盘和高功率等离子馈入等多项关键技术。截至 2023 年底,公司 CCP 刻蚀设备 的累计出货量已超过 100 腔,广泛应用于逻辑、存储和功率半导体等多个领域。
TSV 刻蚀设备提升互连效率,北方华创成国内主力。近年来,随着 3D 集成技术在半导体行业中 的重要性逐渐提升,硅通孔技术(TSV)作为一种新兴的互连解决方案应运而生。TSV 通过在芯 片和晶圆之间创建垂直导通,实现了高效互连。与传统技术相比,TSV 显著提高了芯片的三维堆 叠密度,并最小化了外形尺寸,从而有效降低信号延迟和芯片间的功耗。2020 年,北方华创推出 了 12 英寸 TSV 刻蚀设备,该设备能够在高深宽比硅通孔刻蚀中精确控制侧壁形貌,实现无损伤 的侧壁和线宽的保持。目前,北方华创的 TSV 刻蚀设备已广泛应用于国内主流 Fab 厂和先进封装 厂,成为国内 TSV 量产线的主力设备。
北方华创业绩快速增长,薄膜沉积设备收入创新高。2023 年北方华创营业收入 220.79 亿元, 同比增长 50%,其中薄膜沉积设备收入超 60 亿元,与去年相比有显著增长。归属母公司股东的 净利润达到 39 亿元,同比增长 66%。随着集成电路制造的发展,芯片内部结构复杂性增加,所 需薄膜层数和对薄膜材料的性能要求不断提高。薄膜沉积设备的发展至关重要,支持集成电路工 艺向更小制程的演进,提高生产效率和产品可靠性,推动半导体产业的持续进步。
北方华创 PVD 业务强劲增长。物理气相沉积(PVD)主要用于金属薄膜制备。这些金属薄膜作 为芯片中互连线的重要组成部分,对整个芯片的性能具有至关重要的影响。作为中国 PVD 工艺 装备技术的先行者,北方华创实现了对逻辑芯片和存储芯片金属化制程的全覆盖,成功实现功率 半导体、三维集成和先进封装、新型显示、化合物半导体等多个领域的量产应用,12 英寸先进集 成电路制程金属化薄膜沉积(Mcta1 PVD)设备实现量产突破。截至 2023 年底,北方华创已推出 40 余款 PVD 设备,累计出货超 3500 腔。 技术创新推动,CVD 业务蓬勃发展。北方华创布局拓展 DCVD 和 MCVD 两大系列产品,实现 金属硅化物、金属栅极、钨塞沉积、高介电常数原子层沉积等工艺设备的全方位覆盖,关键技术 指标均达到业界领先水平。截至 2023 年底,北方华创已实现 30 余款 CVD 产品量产应用,累计 出货超 1000 腔。
外延设备广泛应用,覆盖多领域。外延系列产品覆盖集成电路、功率半导体、化合物半导体等领 域应用需求。北方华创自主研发的 12 英寸常压硅外延设备,实现了对逻辑芯片、存储芯片、功率 器件及特色工艺的全覆盖,且成功量产。截至 2023 年底,北方华创已发布 20 余款量产型外延 设备,累计出货超 1000 腔。
清洗设备和热处理设备板块不断拓展。立式炉和清洗设备分别约占集成电路装备总资本开支的 5%,在集成电路工艺生产线上发挥着关键作用。立式炉主要包括立式氧化/退火炉、多片立式低 压化学气相沉积设备(LPCVD)和多片立式原子层沉积设备(ALD)。清洗设备主要包括单片清 洗设备和槽式清洗设备。2023 年公司立式炉和清洗设备收入合计超 30 亿元。 在清洗设备领域,槽式清洗机实现工艺全覆盖,单片清洗机实现前段高端工艺新突破,为清洗业 务板块开拓了更广阔的市场空间。北方华创经过多年的技术积累,先后突破了多项关键模块设计 技术和清洗工艺技术,包括伯努利卡盘和双面工艺卡盘、高效率药液回收系统、热 SPM 工艺、 热磷酸工艺、低压干燥工艺等,实现了槽式工艺全覆盖,同时高端单片工艺实现突破。公司在集 成电路领域的工艺设备均已在客户端实现量产。截至 2023 年底,公司清洗设备累计出货超 1200 台。
在立式炉领域,实现了立式炉系列化设备在逻辑和存储工艺制程应用的全面覆盖。北方华创突破 并掌握了气流场/温度场控制、反应源精密输送、硅片表面热场设计等关键技术,快速热退火设备、 立式炉原子层沉积设备等新产品层出不穷,为客户提供全面解决方案的能力持续提升;多种立式 炉、卧式炉设备均已成为国内主流客户的量产设备,并持续获得重复订单。截至 2023 年底,公 司立式炉累计出货超 700 台。
北方华创发布 12 英寸去胶机,提升效率降低成本。2023 年,公司发布了 12 英寸去胶机 ACE i300,实现了去胶工艺的全面覆盖。干法去胶,也称等离子去胶,其原理是在真空环境下,利用 活性等离子体去除晶片表面的掩膜材料,并确保晶片材料不受损。北方华创凭借多年的等离子技 术积累,自主研发了低损伤等离子体元件,与传统湿法去胶相比,不仅提高了效率,还降低了成 本。此外,公司开发的真空和大气双配置传输平台,使设备在保持高性能的同时,延长了使用寿 命并降低了消耗成本。
北方华创持续推动元器件向小型化、轻量化、高精密方向发展。公司前 身之一的七星电子自 2001 年 9 月创立之初就深耕电子元器件领域,至今已有近 23 年;2017 年 北方华创集团正式成立后,由其全资子公司北京七星华创精密电子科技有限责任公司承担电子元 器件业务。公司致力于精密电子元器件的研发、生产、销售和技术服务,是国内重要的高精密电 子元器件生产基地。公司研发的石英品体器件、石英微机电传感器、高精密电阻器、但电容器、 微波组件、模拟芯片、模块电源等产品,可应用于高铁、智能电网、通信、医疗电子、精密仪器、 自动控制等多个领域。
业务规模不断扩大,先后进行两次扩产。近年来电子元器件业务不断发展,相关营业收入持续增 加,为了进一步扩大电子元器件业务的规模,公司于 2019 年和 2021 年先后两次通过非公开募 集资金,开展高精密电子元器件产业化基地扩产项目。两次扩产项目扩增了公司的相关产品产能, 进一步提升了公司的市场竞争地位和产品市场占有率,树立了公司技术实力强劲的品牌形象。
持续拓展品类,推出模拟链路产品和硅电容器。2023 年北方华创新开发了模拟链路产品,采用国 内先进半导体工艺制程,结合先进塑封技术和高可靠金属陶瓷封装技术,具有产品种类覆盖宽、 适用面广、宽温度适应性和高可靠等特点,主要应用于通信、交通及电力等领域,在信号处理中 有着无可替代的作用。新开发的硅电容器,采用半号体 MOS 工艺和微机电系统(MEMS) 工艺相 结合的技术,具有小型化、集成化、高精密的特点,主要应用于通信、射频微波、2.5D/3D 先进 封装、汽车电子等领域,在天线匹配、射频滤波等电路中具有突出优势。
公司电子元器件业务 19-22 年快速增长,2023 年受元器件市场需求疲软影响,营收和利润有所下 滑。2019 年至 2022 年,公司电子元器件业务营业收入从 8.47 亿元上升至 25.7 亿元,净利润从 2.42 亿元上升至 10.4 亿元,但 2023 年净利润有所下降,为 8.57 亿元,同比下降 18%,净利率 为35%。2023年电子元器件市场需求疲软,全球半导体销售额共计5268亿美元,同比下降8.2%, 亚太(除日本外)地区降幅超过 14%,受此影响, 公司电子元器件业务营收占比总体下降,从 2019 年的 21%下降至 2023 年的 11%。