刻蚀设备起家，并购拓展清洗&薄膜沉积
泛林半导体（Lam Research）以刻蚀设备起家，通过自主研发和多次并购成长为半导体设备行业巨头。泛林 半导体于1980年成立，1984年在美国纳斯达克证券交易所上市。公司早期深耕刻蚀设备，1981年推出首款刻 蚀设备产品AutoEtch480，1992年推出首款电容耦合等离子体刻蚀机，1995年推出首款双频介质刻蚀机，不断 巩固刻蚀市场龙头地位。2006年后，公司开始通过并购的方式外扩产品线，2008年收购晶圆清洁设备供应商 SEZ AG，2012年收购薄膜沉积设备商Novellus Systems，自此公司形成以刻蚀、薄膜沉积、清洁为核心的三 大主营业务板块。
财务情况：公司24年收入及净利润预计同比大增
公司2024年收入预计增长17.2%，净利润预计增长34%。公司2023年营业收入为174.29亿美元，同比增长 1.17%，2023年净利润为45.11亿元，同比下降3.06%，2023年增速下滑主要受到2H23存储器需求疲软和美国 对中国晶圆制造设备管制影响。预计公司2024年收入为204.27亿元，同比增长17.2%，净利润为60.26亿元， 同比增长34%，收入及净利率大幅回暖主要受到2024年市场对HBM（高带宽存储器）需求增加以及公司该产 品毛利率较高影响 。
财务情况：公司持续加大投入研发，确保龙头地位稳固
公司持续在前沿沉积、蚀刻、清洁和其他半导体制造工艺方面进行大量研发投资，2023年研发费用约为17.3 亿美元，同比增长7.6%，2023年研发费用率为10.9%，较22年上升2pct，仅低于AMAT不到1pct。与 2022 年 相比，2023 年研发费用增加的主要原因是员工人数增加导致员工相关成本增加 4300 万美元、递延薪酬计划 相关成本增加 2600 万美元、耗材支出增加 2200 万美元以及折旧和摊销增加 1400 万美元。
公司产品围绕刻蚀、沉积、清洗三大领域布局
公司产品围绕刻蚀、薄膜沉积、清洗三大设备领域布局，在刻蚀设备和CVD薄膜沉积设备市场占据领先地位。 在刻蚀市场，公司刻蚀工艺包括导体（金属）刻蚀、电介质刻蚀、硅通孔刻蚀。导体刻蚀工艺精确地形成晶 体管等重要电气组件，介电质刻蚀工艺可以形成保护导电部分的绝缘结构，硅通孔（用于连接芯片）则形成 高柱状构件。在薄膜沉积市场，公司沉积工艺可形成用于制造半导体器件的金属膜和电解质膜材料层。 ECD 可生成连接集成电路中器件的铜互连；ALD技术以单原子膜形式通过循环反应逐层沉积在基片表面制造薄壁层； CVD技术则通过气体分子在外部能量作用下发生化学反应并在衬底表面沉积成膜。在清洗市场，公司主要应用 湿法和干法（等离子斜面清洗）两种清洗技术。湿法加工技术可用于硅片清洗、去胶和刻蚀应用。等离子斜 面清洗则通过从硅片边缘清除可能会影响器件面积的无用材料，提高芯片成品率。
刻蚀设备：半导体制造中的高价量环节
主流刻蚀设备分为CCP（电容耦合等离子体）和 ICP（电感耦合等离子体），2020年ICP市场份额在刻蚀机 总量中占比53%，CCP占比47%。分下游应用来看，2020年在NAND领域CCP占比65%、ICP35%，在 DRAM和逻辑芯片中ICP占比70%、CCP占比30%。
电感耦合等离子体刻蚀机（ICP）具有等离子体密度高、可在低压下生成、水平和垂直方向电场可独立控制 等优势，主要应用于硅和金属刻蚀，以及部分介质材料的精细刻蚀；电容耦合等离子体（CCP）介质刻蚀 设备也在芯片制造领域扮演关键角色，特别是在后道介质膜层图形化工艺方面，对整个芯片的性能具有重 要影响。芯片微型化趋势下对精细加工需求量提升，ICP市场份额快速提升，2020年在刻蚀设备中的市场占 比达到53%，超过CCP设备。
公司是全球刻蚀设备龙头，全球市占率第一。根据Gartner对于半导体设备价量环节的披露，2021年刻蚀机以 22%的价量比位列半导体设备第一，设备规模达210亿美元。其中介质刻蚀设备规模约为94亿美元，占比45%， 导体刻蚀（金属+硅）设备规模约为116亿美元，占比55% 。 2021年，公司占全球刻蚀设备市场约46%，是全 球最大的刻蚀设备供应商，在介质刻蚀方面， LAM和TEL以40%和52%的市占率寡头垄断市场，在导体刻蚀 方面，LAM以51%市场占有率位列第一。
薄膜沉积设备：CVD&ECD龙头，ALD快速拓展
根据工作原理的不同，集成电路薄膜沉积主要可分为物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、原子 层沉积（ALD）三大类：（1）物理气相沉积（PVD）：在真空条件下利用高温蒸发或高能粒子等物理方法 轰击靶材，使靶材表面原子“蒸发”并沉积在衬底表面，沉积速率高，一般适用于各类金属、非金属、化合 物膜层的平面沉积，可大致划分为电子束蒸发PVD和磁控溅射PVD两大类。（2）化学气相沉积（CVD）： 气体分子在外部能量作用下发生化学反应并在衬底表面沉积成膜，重复性和台阶覆盖性较好。 CVD种类繁多， 根据腔室压力、外部能量等不同，可大致分为APCVD、LPCVD、SACVD、 PECVD、MOCVD等类别。 （3） 原子层沉积（ALD）：将气相前驱体脉冲交替地通入反应室内，并以单原子膜形式通过循环反应逐层沉积在 基片表面，可对复杂形貌的基底表面实现全覆盖成膜，台阶覆盖率极高，适用于各类金属及金属化合物、氧 化物、氮化物、硫化物等薄膜沉积。
CVD技术通过在气相中使反应气体发生化学反应生成沉积物来形成薄膜，而PECVD则是通过在反应室内形 成等离子体，使前驱体更容易分解并增加反应速率。
公司CVD薄膜沉积主要产品包括Reliant系列、SPEED系列、VECTOR系列：对于先进节点的高深宽比（HAR） 结构，替代性间隙填充技术通常无法提供必要的薄膜属性，从而造成工艺控制不良和集成复杂度增加， SPEED系列能够定制沉积和原位刻蚀形貌 ，具有最佳的硅片间厚度均匀性和间隙填充均匀性；VECTOR系列 有着极佳的薄膜质量，出色的硅片内和硅片间均匀性、首屈一指的产率和低持有成本，能够符合精确的厚度、 构件覆盖率、机械应力和电气要求；同刻蚀设备相似，Reliant沉积设备系列是对原有SPEED系列和VECTOR 系列设备的更新，其多站式顺序沉积工艺（MSSD）可灵活满足各种工艺要求。
清洗：湿法清洗是主流的半导体清洗技术
半导体清洗技术主要分为湿法清洗和干法清洗，湿法清洗约占到芯片制造清洗步骤的90%以上。（1）湿法 清洗：利用各种化学试剂与晶圆表面的杂质粒子发生化学反应，生成可溶于水的物质，然后通过高纯水冲洗 去除这些杂质。具体来说，氧等离子体通过化学反应将非挥发性有机物转化为易挥发的H2O和CO2；氢等离 子体则可通过化学反应去除金属表面的氧化层，从而有效清洁金属表面并避免金属在清洗过程中发生再氧化。 （2）干法清洗：是一种不采用液体溶剂的清洗技术，通过等离子体清洗、气相清洗或束流清洗等技术去除 晶圆表面的杂质。等离子体清洗技术利用等离子体的活性成分与污染物反应，分解和去除表面氧化物、环氧 树脂溢出物及微颗粒污染物。气相清洗技术则通过气相反应剂与杂质发生反应，使其挥发或分解，达到清洁 效果。束流清洗技术利用高能粒子束流轰击晶圆表面，物理地去除污染物。这些干法清洗技术在去除晶圆表 面的氧化物和微粒污染方面具有显著优势，特别适合应用于对溶剂敏感的材料和结构。
全球半导体设备市场处于低迷，中国晶圆厂商逆势扩张
2023年全球半导体设备规模略降，中国大陆是增速最快的地区。根据 SEMI数据，2023 年全球半导体设备市 场低迷，晶圆厂扩产动力不足，规模仅为 1062.5 亿美元，同比降低1%。中国大陆受益于晶圆厂积极扩产， 带动对设备的需求高增，中国大陆 2023 年半导体设备市场空间由 2022 年的282.7 亿美元增至 366.0 亿美元， 市场份额由2022年的27%增至34%，是全球最大且增速最快的地区。
中国大陆在未来三年仍将引领全球半导体设备支出，预计年CAPEX维持在300亿以上。根据 SEMI数据，未 来三年中国大陆年均半导体设备CAPEX将维持300亿以上，位居第一。美国受益于本土芯片法案，美国本土 半导体设备CAPEX预计将从2024年的120亿快速扩张至2027年的247亿。其他主要地区受益于存储需求回暖以 及先进制程扩张，未来CAPEX都有不同程度的增长。
相较IC设计、封测环节，晶圆制造是中国大陆当前半导体行业短板，自主可控驱动本土晶圆厂逆周期大规模 扩产。中国大陆市场晶圆产能缺口较大，2021年底晶圆全球产能占比仅为16%（包含台积电、海力士等外资 企业在本土的产能），远低于半导体销售额全球占比。外部制裁事件频发的背景下，晶圆环节自主可控需求 越发强烈，本土晶圆厂逆周期扩产诉求持续放大。在本土大型晶圆厂中，中芯国际分别在上海临港晶圆厂和 天津天青项目各扩建10万片产能，华虹在无锡二期项目扩建8.3万片产能，长江存储二期规划20万片产能，华 力康桥招标厂房设施近百亿，扩产规模不低于8万片。
驱动力1：AI发展驱动HBM需求上升
AI大模型的数据计算量激增，驱动HBM异军突起。HBM（High Bandwidth Memory）即高带宽存储器，属于 图形DDR内存的一种，通过使用先进的封装方法（如TSV硅通孔技术）垂直堆叠多个DRAM，与GPU通过中 介层互联封装在一起。HBM由AMD和SK Hynix发起，随后存储巨头三星、美光迎头追赶，形成SK、三星、 美光三巨头之势。HBM具有高容量、高带宽、低延时与低功耗等优点，是当前AI GPU存储单元的理想方案 和关键部件。据SEMI预测，2024年HBM需求同比激增191％。
TSV（硅通孔技术）是HBM核心工艺，成本占比接近 30%。以99.5%和 99%两种键合良率为例，TSV形成和 显露的成本占比合计为 30%，是HBM的3D封装中成本占比最高的部分。在TSV成本构成中，硅通孔刻蚀成 本占比为44%，是TSV工艺的主要成本。LAM是全球最大的刻蚀设备供应商，拥有非常成熟的TSV技术与产 品系列Syndion，目前已向全球大量出货，HBM的需求激增也是公司24年净利润回暖的主要因素。
驱动力2：先进制程带动刻蚀设备和薄膜沉积设备需求量提升
存储器件：3D NAND可以克服2D NAND 的容量限制，3D NAND 架构可在不牺牲数据完整性的情况下扩展 到更高的密度。与存储单元水平堆叠的2D NAND 不同，3D NAND 使用多层垂直堆叠，以实现更高的密度、 更低的功耗、更好的耐用性、更快的读写速度和更低的成本。刻蚀设备方面，对于3D NAND 而言，刻蚀要 在氧化硅和氮化硅的叠层结构上，加工 40：1 到 60：1 的极深孔或极深的沟槽。根据Tokyo Electron 的测算， 刻蚀设备支出占比从 2D结构时的 20%逐步提升至 3D结构的 50%。3D NAND存储器通过垂直堆叠层的方式 提高存储密度，需要在氧化硅和氮化硅叠层结构上进行复杂的沉积工艺。沉积设备方面，为了实现3D NAND 堆叠，需要在多个层次上进行精确的薄膜沉积，以确保每一层的厚度和均匀性符合设计要求。ALD（原子层 沉积）技术在此过程中尤为关键，因为它们能够提供出色的薄膜均匀性和精确的厚度控制。
欧美相继加码制裁，半导体设备国产替代逻辑持续强化
中国半导体生产正面临来自美国的全环节封锁，荷兰、日本相继加入限制阵营，主要聚焦在先进制程领域， 半导体设备国产替代诉求愈发迫切。2022年10月7日，美国对向中国半导体产业制裁升级：1）对128层及以 上3D NAND芯片、18nm半间距及以下DRAM内存芯片、16nm或14nm或以下非平面晶体管结构（即FinFET或 GAAFET）逻辑芯片相关设备进一步管控。2）在没有获得美国政府许可的情况下，美国国籍公民禁止在中 国从事芯片开发或制造工作。2023年3月8日，荷兰政府以“国家安全”为由，宣布将对包括“最先进的”深 紫外光刻机（DUV）在内的特定半导体制造设备实施新的出口管制。阿斯麦ASML认为仅NXT:2000i以上高 端机型将需要申请出口许可，成熟制程客户仍将可以使用1980及以下型号浸没式光刻机。2023年3月31日， 日本政府宣布将修订外汇与外贸法相关法令：清单拟对六大类23种先进半导体制造设备追加出口管制，主要 包括极紫外线（EUV）相关产品的制造设备和用于存储元件立体堆叠的刻蚀设备。
大基金三期募资落地，政策推动国产化加速
大基金三期募资落地，规模3440亿元为历史之最。一期1387.2亿元（投资期2014年到2019年，二期2041.5亿元 （投资期2019年到2024年），此次三期刚完成募资。与一期、二期相比，此次广东国资、天津国资都是新增 的出资单位（上海国盛、北京亦庄前两期也是出资单位），未来我们判断对当地项目返投的投资比例会较大 幅度上升。
看好北方华创引领国产化替代
作为国产半导体设备领军者，公司持续受益国产替代+产品线延展。2022年北方华创设备种类占比达60%，传 统优势在硅刻蚀、PVD、LPCVD和管式CVD。在整个行业中，从产品种类上来看，薄膜产品占比最高，达 22.9%，其中PECVD产品占比最高，达8%；其次，刻蚀产品种类占比第二，达22.1%，其中硅刻蚀占比最高， 达12.0%。光刻、清洗、炉管种类产品各占21%、10%、6.1%，离子注入产品占比11.6%，电镀产品ECO占比 0.9%，CMP占比1.4%。北方华创生产的设备包括刻蚀、薄膜、清洗、炉管种类中的所有产品，占该行业所有 产品的60%，其中刻蚀产品中的硅刻蚀，薄膜产品中的PVD、管式CVD、LPCVD为北方华创的传统优势。
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