1.1 国内平台型半导体设备龙头，国资背景加持
北方华创前身为七星电子，2010 年七星电子在深交所上市，此后股价主要经历了三个阶 段：
2010 年至 2016 年，北方华创前身七星电子在此期间净利润波动较大。
2017 年至 2021 年，业绩快速成长，迎来盈利和估值的戴维斯双击，期间股价涨幅 超过 10 倍。2016 年 8 月，七星电子通过发行股份购买资产并募集配套资金的方式实 现与北方微电子的战略重组；2017 年 2 月，七星电子正式更名为北方华创；2018 年 1 月，完成了对美国 Akrion Systems LLC 公司收购；2019 年 12 月，北方华创非公 开发行股票上市，国家集成电路基金参与本次认购；2020 年公司营收突破 60 亿元， 当年归母净利润同比增长 74%；2021 年半导体产业呈现高景气，晶圆厂扩产投资意 愿强，公司订单量和出货量均实现较快增长，公司归母净利润实现翻倍增长。
2022 年 10 月至今，半导体设备进入国产替代加速期，公司业绩持续增长，估值得到 消化，股价呈现震荡走势。2022 年 10 月 7 日，美国商务部出台对华半导体出口管制 政策，半导体设备国产替代紧迫性凸显，自主可控成为行业共识，当年公司营收突破 140 亿元，归母净利润突破 20 亿元。2023 年，公司应用于高端集成电路领域的刻蚀、 薄膜、清洗和炉管等设备工艺覆盖度及市场占有率进一步增长，营收突破 220 亿元。
北方华创由七星电子和北方微电子重组而成，并逐步发展成为国内平台型半导体设备龙头。 七星电子由北京电控整合原国营 700 厂、706 厂、707 厂、718 厂、797 厂、798 厂而来， 主营半导体装备及精密电子元器件业务；北方微电子由北京电控联合七星集团、清华大学、 北京大学、中科院微电子所和中科院光电技术研究所共同出资设立，主营高端半导体装备业务。北方华创不断丰富高端集成电路设备产品线，加大技术研发和提升核心业务竞争能 力，于 2018年和 2020年分别收购美国半导体清洗公司 Akrion和北广科技射频应用技术。
北方华创产品矩阵齐全，深耕半导体装备、真空及锂电装备、精密电子元器件三大业务领 域，覆盖前道工序所需的大部分核心设备。 半导体装备：产品覆盖刻蚀机、PVD、ALD、CVD、氧化/扩散炉、清洗机等核心半 导体设备； 真空及锂电装备：真空设备包括单晶硅晶体生长设备、真空热处理设备、气氛保护热 处理设备、连续式热处理设备、磁控溅射镀膜设备、多弧离子镀膜设备等，锂电设备 包括浆料制备、真空搅拌机、涂布机、强力轧膜机、高速分切机等电池极片制造装备。 精密电子元器件：产品覆盖电源管理芯片、石英晶体器件、石英微机电传感器、高精 密电阻器、钽电容器、微波组件等。
北京电控为公司实际控制人，大基金一期和二期入股看好公司长期发展。截至 2024 年 3 月 31 日，北京电控直接持有北方华创 9.41%的股权，并通过七星集团间接持有公司 33.56% 股权，是公司的实际控制人。此外，国家集成电路产业投资基金一期和二期分别持有公司 5.41%、0.93%股权，看好公司长期稳定发展。
1.2 财务分析：营收快速增长，规模效应带动盈利能力稳定提升
收入端：公司 2019 年至 2023 年营收 CAGR 达 52.73%，营业收入保持快速增长。随着 公司应用于集成电路领域的刻蚀、薄膜沉积、清洗和炉管等工艺装备市场份额的逐步攀升， 未来公司营收有望保持较快增长态势。从结构来看，公司电子工艺装备贡献主要收入，2023 年电子工艺装备收入占比 89%，电子元器件占比 11%。24Q1 公司营业收入为 58.59 亿元， 同比增长 51.36%，营收持续高增。 利润端：公司的归母净利润由 2019 年的 3.09 亿元增长至 2023 年的 38.99 亿元，CAGR 为 88.47%。24Q1 公司归母净利润为 11.27 亿元，同比增长 90.40%，主要受益于公司营 收规模的持续扩大，公司 2023 年新签订单超过 300 亿元，同时降本增效工作取得显著成 果，成本费用率稳定下降。
规模效应逐渐显现，公司盈利能力稳步提升。公司近年来产品持续升级迭代，毛利率稳中 有升，随着公司高附加值品类的拓宽以及规模效应的体现，公司净利率逐步攀升，净利率 从 2019 年的 9%提升到 2023 年的 18%，24Q1 净利率达到 19.1%。分产品来看，2023 年公司电子工艺装备与电子元器件毛利率分别为 38.04%、65.65%，近年来公司电子工艺 装备毛利率不断攀升，随着公司半导体设备在客户端不断实现量产应用，规模效应逐步显 现。
费用端：公司期间费用率逐步下行，持续高研发投入不断提升核心竞争力。公司降本增效 工作取得显著成果，期间费用率呈下降趋势，2023 年公司销售费用率/管理费用率/财务费 用率/研发费用率分别为 4.91%/7.94%/-0.08%/11.21%。研发费用方面，2023 年公司研发 费用为 24.75 亿元，同比增长 34%。目前公司持续扩展现有核心装备工艺覆盖率，保持高 研发投入不断提升公司产品竞争力。
在手订单饱满，支撑公司未来业绩增长。2023 年公司新签订单超过 300 亿元，其中集成 电路领域占比超 70%，应用于高端集成电路领域的刻蚀、薄膜、清洗和炉管等数十种工艺 装备实现技术突破和量产应用。随着国内晶圆厂产能持续增长和先进制程扩产带来的设备 投资需求增加，公司凭借平台化运营优势和不断推出竞争力的产品，有望不断获取市场份 额。
根据 SEMI，2024 年全球半导体前道设备市场规模预计达到 983 亿美元，同比增长 2.8%。 展望 2025 年，由于对先进逻辑和存储应用的需求增加，半导体前道设备预计将增长 14.7%， 达到 1128 亿美元。 中国大陆方面，SEMI 预计中国大陆芯片制造商将在 2024 年新增 18 个项目，2023 年产 能同比增长 12%，达到每月 760 万片晶圆，2024 年产能同比增加 13%，达到每月 860 万片晶圆。
大基金三期有望助力先进制程扩产，打开资本开支空间，三期注册资本 3440 亿元，远高 于一期的 987.2 亿元和二期的 2041.5 亿元。从大基金前两期来看，一期和二期重点投资 IC 制造领域，兼顾芯片设计、封装测试、设备和材料等产业。大基金三期我们认为需要重 点关注卡脖子环节，特别是先进制程领域，大基金三期有望助力先进制程扩产，拉动国内 半导体设备需求。
2.1 刻蚀是半导体制造过程中的关键环节
刻蚀设备约占集成电路芯片制造设备总资本开支的 22%，是半导体制造过程中的关键环 节。刻蚀是指通过溶液、离子等方式剥离移除如硅、金属材料、介质材料等晶圆表面材料， 从而达到集成电路芯片结构设计要求的一种工艺流程。随着集成电路线宽的持续减小和 3D 集成电路的发展，刻蚀设备在集成电路装备市场中的地位愈加重要。 从工艺技术来看，刻蚀可分为湿法刻蚀和干法刻蚀，其中干法刻蚀为主流。根据作用机理 不同，干法刻蚀又可分为电容性等离子体（CCP）刻蚀设备和电感性等离子体（ICP）刻 蚀设备。 CCP 刻蚀设备：CCP 刻蚀设备等离子体能量高，主要用于氧化物、氮化物等硬度高、需 要高能量离子反应刻蚀的介质材料。 ICP 刻蚀设备：ICP 刻蚀设备等离子体能量低，可用于质地较软的金属和硅刻蚀。
2022 年全球半导体刻蚀设备市场空间约 220 亿美元，海外大厂占主导地位。根据 Gartner， 2022 年全球晶圆厂设备市场规模 1007 亿美元，刻蚀设备占比 22%，全球半导体刻蚀设 备市场规模约 220 亿美元。其中，ICP 刻蚀设备市场占比 53%约 116 亿美元，CCP 刻蚀 设备市场占比 42%约 94 亿美元，除胶和边缘清理占 5%。泛林、TEL、应用材料三家全 球市场份额达 90%。
工艺制程升级持续推动刻蚀机用量提升。光刻机由于波长的限制，在先进的微观结构中无 法直接进行光刻与刻蚀步骤，需要通过多次光刻、刻蚀来产生符合要求的微小结构，刻蚀 机的重要性不断提高。根据 SEMI，20nm 工艺需要的刻蚀步骤约为 50 次，而 10nm 工艺 和 7nm 工艺所需刻蚀步骤则超过 100 次，工序步骤的大幅增加意味着需要更多刻蚀设备。 随着集成电路工艺的进步，刻蚀设备市场空间逐步扩容，叠加国产设备市占率逐步提升， 国产半导体刻蚀设备厂商未来大有可为。
国内来看，目前在刻蚀领域国内代表公司有北方华创、中微公司、屹唐股份等。北方华创 深耕 ICP 刻蚀技术二十余年，公司多晶硅及金属刻蚀系列 ICP 设备实现规模化应用，完 成了浅沟槽隔离刻蚀、栅极掩膜刻蚀等多道核心工艺开发和验证，已实现多个客户端大批 量量产并成为基线设备。截至 2023 年底，北方华创 ICP 刻蚀设备已累计出货超 3200 腔。 CCP 刻蚀方面，2021 年北方华创开始着力进行介质刻蚀设备研发，目前公司 CCP 设备 实现了逻辑、存储、功率半导体等领域多个关键制程的覆盖，截至 2023 年底，北方华创 CCP 刻蚀设备已累计出货超 100 腔。
2.2 薄膜沉积设备市场稳定增长，国产替代前景广阔
在晶圆厂扩产以及制程和工艺升级的驱动下，薄膜沉积设备市场持续增长。随着芯片结构 日趋复杂，所需要的薄膜层数越来越多，对薄膜材料种类和性能参数也提出新的要求。 90nm CMOS 工艺大约需要 40 道薄膜沉积工序，3nm FinFET 工艺则需要超过 100 道薄 膜沉积工序，涉及的薄膜材料由 6 种增加到近 20 种，对于薄膜颗粒的要求也由微米级提 高到纳米级。根据 Maximize Market Research 数据统计，2017-2020 年全球半导体薄膜 沉积设备市场规模分别为 125/145/155/172 亿美元，年复合增长率为 11.2%，预计 2025 年全球薄膜设备市场达到 340 亿美元。
薄膜制程工艺应用广泛，设备类型多样。薄膜制备工艺在超大规模集成电路技术中有着非 常广泛的应用，包括物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和 ALD（原子层沉积）。
根据 SEMI，2023 年晶圆制造设备销售额约 960 亿美元，薄膜沉积设备市场规模约占晶 圆制造设备市场的 22%，由此推算，2023 年全球薄膜沉积设备市场规模约为 211 亿美元。 参考 SEMI，2022 年薄膜沉积设备中，PECVD 设备占比最大，约 33%，其次是溅射 PVD， 占薄膜沉积设备市场 19%。
从各细分市场来看，在 CVD 设备市场中，2019 年应用材料全球占比约 30%，加上泛林 的 21%和 TEL 的 19%，三大厂商占据了全球 70%的市场份额。在 ALD 设备市场中，ALD 设备龙头 TEL 和 ASM 分别占据了 31%和 29%的市场份额，剩下 40%的份额由其他厂商 占据。在 PVD 设备市场中，应用材料则基本垄断了 PVD 市场，占 85%的比重，处于绝 对龙头地位。
四大因素推动薄膜沉积设备市场扩容：1）晶圆厂扩产带来设备需求增长；2）先进逻辑制 程芯片的沉积工序增多，多重曝光技术拉动薄膜设备需求；3）存储芯片 3D NAND 成为 主流，堆叠层数增加导致薄膜沉积工序增加；4）芯片结构复杂化，由此导致各设备份额 的变化。 北方华创为中国 PVD 工艺装备技术的先行者，CVD 设备也陆续推出。2008 年就开始了PVD 装备的研发工作。截至 2023 年底，集成电路领域铜互连、铝垫层、金属硬掩膜、金 属栅、硅化物等工艺设备在客户端实现稳定量产，成为多家客户的基线设备，并广泛应用 在逻辑、存储等主流产线。截至 2023 年底，公司已推出 40 余款 PVD 设备，累计出货超 3500 腔。CVD 设备方面，截至 2023 年底，北方华创已实现 30 余款 CVD 产品量产应用， 为超过 50 家客户提供技术支持，累计出货超 1000 腔。
2.3 先进制程清洗工艺步骤增加，推动清洗设备市场持续增长
清洗设备是将晶圆表面上产生的颗粒、有机物、自然氧化层、金属杂质等污染物去除，以 获得所需洁净表面的工艺设备。从工艺应用上来说，清洗机目前已广泛应用于集成电路制 造工艺中的成膜前/成膜后清洗、等离子刻蚀后清洗、离子注入后清洗、化学机械抛光后的 清洗和金属沉积后清洗等各个环节。
目前半导体清洗技术主要分为物理清洗和化学清洗两种工艺路线。化学清洗又称湿法 清洗，是指采用特定的化学药液和去离子水对晶圆表面进行无损伤清洗，可同时采用 超声波、加热、真空等辅助技术手段；物理清洗又称干法清洗，是指不使用化学溶剂 的清洗技术，主要包括等离子清洗、超临界气相清洗、束流清洗等技术。目前晶圆制 造产线上通常以湿法清洗为主，少量特定步骤采用湿法和干法清洗相结合的方式互补 所短，根据盛美上海招股书数据，湿法清洗占芯片制造清洗步骤数量的 90%以上。 设备方面，在湿法清洗工艺路线下，目前主流的清洗设备主要包括单片清洗设备、槽 式清洗设备、组合式清洗设备和批式旋转喷淋清洗设备等，其中单片清洗设备市场份 额占比最高。以日本 DNS 为例，目前其销售的清洗设备中单片清洗设备比例已经达 到了 65%。
清洗设备市场方面，2024 年全球清洗设备市场规模有望达到 38.67 亿美元，其中湿法设 备占比 90%。根据 Gartner 数据，预计 2024 年全球半导体设备清洗市场规模有望达到 38.67 亿美元。而根据 SEMI，在整个半导体制程当中清洗设备的价值占比约为 5.5%，其 中湿法清洗（化学清洗）设备占比约 90%。据此可以测算 2024 年全球半导体化学清洗设 备市场规模 34.80 亿美元。
先进制程清洗工艺步骤不断增加，有望推动清洗设备市场持续增长。清洗工艺是芯片制造 过程中占比最高的工序，约占所有芯片制造工序的 33%。随着超大规模集成电路的发展， 芯片工艺节点进入 28nm、14nm 甚至更先进的节点，先进节点的芯片制造对沾污的敏感 度更高，导致清洗工艺步骤不断增加。根据《半导体制造中的湿法清洗技术》数据，90nm 的芯片清洗工艺约 90 道，到了 20nm 芯片的清洗工艺达到了 215 道。随着芯片制造进入 14nm、10nm 甚至更高节点，清洗工艺的道数仍然要不断增加，有望推动清洗设备市场持 续增长。
在清洗设备领域，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，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。
2.4 公司立式炉设备在逻辑和存储工艺全面覆盖
立式炉按照工艺条件和应用主要分为常压炉和低压炉，是集成电路制造过程关键工艺设备 之一。其中常压炉主要完成参杂扩散、薄膜氧化、高温退火等工艺；低压炉主要完成如多晶硅、氮化硅、氧化硅等薄膜的晶圆表面沉积工艺。 在立式炉领域，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，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。截 至 2023 年底，公司立式炉累计出货超 700 台。
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