内生外延打通多元产品布局,夯实企业竞争力。
坚持三维发展战略,内生外延完善业务布局。公司持续践行 三维发展战略,深耕集成电路关键设备领域、扩展在泛半导体关 键设备领域应用并探索其他新兴领域的机会,通过内生成长和并 购等外延成长途径扩大产品和市场覆盖。公司持续强化核心业务 内生成长,刻蚀设备持续提升产品性能和扩大市场份额,MOCVD 设备重点开发Micro-LED和功率器件等领域,薄膜设备进一步开发 LPCVD、EPI 设备等以提升高端关键制程的覆盖率。此外,公司 通过投资睿励仪器(检测设备)、拓荆科技(薄膜沉积)、理想万 里晖(太阳能电池薄膜)、SOLAYER(光学镀膜) 等海内外公司, 探索合作机会,拓展产品品类和应用领域布局。

自主研发+外部投资,扩大集成电路领域设备布局。中微公司 刻蚀设备实力突出,获得海内外一线芯片制造企业认可,并通过 自主研发和外延发展,不断扩大刻蚀设备领域竞争优势,同时延 伸道薄膜、检测等设备领域,未来公司有望不断突破关键工艺设 备并参与和海外设备龙头的竞争。公司现覆盖约 33%集成电路关 键领域的设备,包括刻蚀设备、薄膜沉积设备和检测设备。公司 积极考虑投资和并购的方式来整合产业链上下游和相关资源,预 计未来五到十年,将通过自主研发以及携手行业合作伙伴,覆盖 集成电路关键领域 50%至 60%的设备。
公司刻蚀设备技术水平领先,工艺覆盖持续完善。公司自 2004 年起研制 CCP 刻蚀设备,后于 2012 年延伸至 ICP 设备领域, 目前公司开发了 CCP 和 ICP 的单台机和双台机合计的 15 种三代 机型,不仅可应用于不同的制程,而且能够覆盖逻辑芯片或存储 芯片制造环节中大部分刻蚀应用场景。据 2024 年度业绩交流会, 中微公司能够覆盖包括逻辑和存储器件在内合计约 95%的刻蚀应 用需求。此外,公司研发的两类刻蚀设备技术均达到国际先进水 平, 在逻辑集成电路制造环节,公司开发的 12 英寸高端刻蚀设备 已运用在国际知名客户最先进的生产线上并用于 5 纳米、5 纳米以 下器件中若干关键步骤的加工 ;在 3D NAND 芯片制造环节,公司 的等离子体刻蚀设备已应用于 64 层和 128 层的量产。
产品获行业主流客户认可,CCP 和 ICP 刻蚀设备付运量持续 提升。公司等离子体刻蚀设备已成功进入台积电、中芯国际、华 虹集团、长江存储等国内外知名半导体制造企业。公司凭借完整 的单台和双台刻蚀设备布局、核心技术持续突破、产品升级快速 迭代、刻蚀应用覆盖丰富等优势,在国内外持续获得更多客户的 认可,CCP 和 ICP 刻蚀设备付运量持续提升。截至 2024 年 6 月, 公司累计生产付运超过 3600 个 CCP 刻蚀反应台,2024 年上半年 新增付运设备超 700 个,创历史新高。
CCP 刻蚀设备持续升级,大马士革和极高深宽比刻蚀等工艺 验证顺利。公司持续推进设备开发和工艺优化,在逻辑器件制造 领域,2022 年开发了新一代可应用大马士工艺的刻蚀设备;在存储芯片制造领域,开发适用于该制造环节能够实现超高深宽比刻 蚀的设备。
1)逻辑器件制造领域,一体化大马士革刻蚀工艺验证顺利。 在 28 纳米及以下的逻辑器件生产工艺中,一体化大马士革刻蚀工 艺,需要一次完成通孔和沟槽的刻蚀,是技术要求最高、市场占 有率最大的刻蚀工艺之一。针对该刻蚀工艺,公司开发了可调节 电极间距的双反应台 CCP 刻蚀机 Primo SD-RIE,具有实时可调 电极间距功能,能灵活调节等离子体浓度分布和活性自由基浓度 分布,有效地应对一体化大马士革刻蚀工艺中要求的在同一刻蚀 工艺中达到最优的沟槽和通孔刻蚀均匀性的问题,极大拓宽一体 化刻蚀工艺的工艺窗口。目前该设备在首家先进逻辑客户端的验 证进入良率测试阶段,已经进入第二家客户开展现场验证,并与 多家客户达成评估意向,目前实验室开发进展顺利。
2)在存储器件中,公司极高深比刻蚀机不断突破。超高深宽 比刻蚀是先进存储制造领域中最为关键和困难的工艺之一,其关 键点在于等离子体中的离子能够获得很高的能量和并且具有很好 的准直性,从而能够到达极高深宽比结构的底部促进刻蚀反应进 行,目前该刻蚀工艺所需的设备由国外设备供应商垄断。 公司自主开发的超高深比刻蚀机 Primo UD-RIE 采用大功率 400KHz 取代 2MHz 作为偏压射频源,通过低频射频有效提升离子 入射能量和准直性,极大的提高深宽比刻蚀的能力。目前该设备 已经在生产线验证出具有刻蚀≥60:1 深宽比结构的量产能力,适用 于 DRAM 和 3D NAND 器件制造中最关键的高深宽比刻蚀工艺。 同时,公司积极布局超低温刻蚀技术,在超低温静电吸盘和新型 刻蚀气体研究上投入大量资源,积极储备更高深宽比结构(≥90:1) 刻蚀的前卫技术。
ICP 刻蚀设备工艺覆盖度不断完善,产品快速放量。公司的 ICP 刻蚀设备产品在涵盖逻辑、DRAM、3D NAND、功率和电源 管理、以及微电机系统等芯片和器件的 60 多条客户的生产线上量 产,并持续进行更多刻蚀应用的验证。ICP 刻蚀设备中的 Primo Nanova 系列产品在客户端安装腔体数近三年实现超 70%的年均复 合增长。 公司持续推进先进 ICP 刻蚀技术研发,为推出下一代 ICP 刻 蚀设备做技术储备,以满足新一代的逻辑、DRAM 和 3D NAND 存 储等芯片制造对 ICP 刻蚀的需求。2023 年公司在 Nanov SE 的基 础上推出了适用于更高深宽比结构刻蚀的 Nanova VE HP 和兼顾 深宽比和均匀性的 Nanova LUX 两种 ICP 设备,大大扩展了 ICP 刻蚀设备的验证工艺范围。
多款 ICP 刻蚀设备在产线验证顺利,市场空间有望打开。1) 公司持续推进各种 Nanova 系列产品在先进逻辑芯片和先进存储 芯片产线验证,其中 Nanova VE HP 已在 DRAM 制造中的高深款 比多晶硅掩膜应用上实现大量产;LUX 逐步在多个客户的产线上 实现小量产。2)横向拓展新兴器件制造应用领域。Primo TwinStar 在海内外客户的成熟逻辑芯片、汽车功率器件 Power Device、 微型发光二极管 Micro-LED、AR 眼镜用的超透镜 Meta Lens 等特 色器件的产线上实现量产并取得重复订单。此外,首台 PrimoTwin Star 200 也付到客户端开展 Meta Lens 的产线上认证。3)公 司的 TSV 硅通孔刻蚀设备越来越多地应用在先进封装和 MEMS 器 件生产。公司 8 英寸和 12 英寸深硅刻蚀设备已在晶圆级先进封装、 2.5 维封装和微机电系统芯片生产线等成熟刻蚀市场获得重复订单, 并且在 12 英寸的 3D 芯片的硅通孔刻蚀工艺上得到成功验证,并 在欧洲客户新建的世界第一条 12 英寸微机电系统芯片产线上获得 认证机会,这些新工艺的验证有助于公司 Primo TSV 300E 刻蚀设 备拓展新市场。

开发多款薄膜沉积设备,产品验证陆续推进。公司自主研发 LPCVD 设备(低压化学气相沉积设备)、ALD 设备(原子层沉积 设备)和 EPI 设备(外延生长设备)等多款设备。截至 2024 年上 半年,公司已经实现 6 种设备高效的研发交付及通过客户量产验证, 且公司新品 LPCVD 设备已实现首台销售。2024 年前三季度, LPCVD 新增订单 3.0 亿元,新产品进入放量阶段。 1)钨系列薄膜沉积设备:公司完全自主设计开发的双台机金 属钨系列设备,可以达到业界领先的生产率,同时保证较低的化 学品消耗,具有优秀的阶梯覆盖率和填充能力,能够满足先进逻 辑器件栅极金属接触及接触孔填充应用,以及 64 层和 128 层 3D NAND 中的多个关键应用。目前公司 CVD/HAR(高深宽比)/ALD (具备三维填充能力)W 钨设备已通过多家逻辑和存储客户的验 证,并获得客户重复性订单。 2)ALD 氮化钛设备:多款设备研发顺利推进,公司新开发的 ALD 氮化钛设备,产品性能验证可达到国际先进水平,能够满足 逻辑及存储多道关键应用需求。 3)EPI 设备:公司组建的 EPI 设备研发团队,通过基础研究 和采纳关键客户的技术反馈,已经形成自主知识产权及创新的预 处理和外延反应腔的设计方案。目前公司 EPI设备已顺利进入客户 验证阶段,以满足客户先进制程中锗硅外延生长工艺的电性和可 靠性需求。
规划多款产品研发项目,未来有望成为新的增长点。公司在 现有的金属 CVD 和 ALD 设备研发基础上,公司已规划并正在开发 多款 CVD 和 ALD 设备。据 2024 半年度业绩交流会信息,公司正 开发 18 种以上 LPCVD 设备产品,我们认为,随着公司薄膜设备 的覆盖率提升,有望进一步开拓市场。
MOCVD 设备是 LED 芯片及功率器件生产环节中的关键设备。 MOCVD 是利用金属有机化合物作为源物质的一种化学气相淀积工 艺,常用于磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)和氮化镓(GaN)等 三五族化合物半导体材料外延工艺,广泛应用于包括光学器件、 功率器件等多种薄膜材料的制造。MOCVD 设备是制备照明和显示 屏所用的 LED、氮化镓和碳化硅功率器件等外延片的关键设备。 其中,据公司公告信息,MOCVD 设备采购金额在 LED 生产线设 备投入中占比达 50%以上。 Mini/Micro LED 和第三代功率器件终端市场发展,有望带动 上游 MOCVD外延生产设备需求。近年来,MOCVD高端外延设备 从照明向大面积显示屏、功率器件、微显示等新兴领域迅速扩展, 我们认为随着 Mini-LED 新型显示渗透率提升、Micro-LED 高端显 示实现商业化,以及以氮化镓和碳化硅为代表的第三代半导体功 率器件的市场空间快速打开,有望释放更多相关外延生产设备需 求。 从 Mini/Micro LED 来看,LED 技术迭代趋势基于像素点间距 逐渐缩小,Mini/Micro LED 是显示精细化发展的产物。近年来 Mini-LED 在背光及直接显示市场需求快速提升,未来随着规模和 技术成熟度提升,Mini-LED 成本进一步下降有助于推动产品渗透 率提升。对于 Micro LED,其现有产值由大型显示器驱动,随着技 术持续进步以及在 AR 眼镜等应用领域拓展,Micro-LED 成长空间 有望打开,根据 Trend Force 数据,2024 年 Micro LED 晶片产值 约 0.39 亿美元,预计到 2028 年将增至 4.89 亿美元。
从半导体功率器件来看,相对于传统的硅基功率器件,GaN、 SiC拥有高效和高性能等优势,具备较大应用潜力。GaN主要应用 于高频中小功率领域,如手机和电脑快充、数据中心等;SiC 主要 应用于大功率领域,如电动汽车、光伏储能、轨道交通等领域。 根据 Yole 预测,SiC 和 GaN 在 2029 年市场规模预计分别达到 100 亿美元和 24.5 亿美元,功率器件的迅速发展有望推动外延片 生产设备需求提升。
公司氮化镓基 MOCVD 设备国际保持领先地位。公司于 2010 年开始布局 MOCVD 设备领域,2017 年推出的 Prismo A7 产品技 术实力突出,打破维易科和爱思强两家国际企业的市场垄断, 2018 年公司在全球氮化镓基 LED MOCVD 市场中占据绝对领先地 位。公司后续推出多款新品拓展设备产品线,开发了用于蓝光照 明的 PRISMO A7、用于深紫外 LED 的 PRISMO HiT3、用于 MiniLED 显示的 PRISMO UniMax 等产品持续服务客户。 截至 2024 年上半年,公司累计 MOCVD 产品出货量超过 500 腔,保持氮化镓基 MOCVD 设备在国际市场的龙头地位。其中, PRISMO UniMax 产品凭借其高产量、高波长均匀性、高良率等优 点,受到下游客户的广泛认可,在 Mini-LED 显示外延片生产设备 领域处于国际领先地位。
紧跟市场发展趋势,布局高端显示和功率器件前沿领域。近 年来,公司持续推进前沿行业的产品研发,针对Micro-LED应用的 专用 MOCVD 设备开发顺利,实验室初步结果实现了优良的波长 均匀性能,并于 2023 年付运样机至国内领先客户开展生产验证。 此外,公司还积极布局用于功率器件应用的第三代半导体设备市 场,一方面,公司开发的应用于 GaN 功率器件的 MOCVD 设备 PRISMO PD5 已交付多家国内外领先客户进行生产验证,并取得 了重复订单,并基于产业界的新需求,正开发下一代用于氮化镓 功率器件制造的新型 MOCVD 设备以提高竞争实力;另一方面, 公司启动了 SiC功率器件外延生产设备的开发,目前已取得较大的 技术进展,实现了优良的工艺结果,已将样机付运至客户端开展 生产验证,并正与多家领先客户开展商务洽谈。