2024年海外半导体设备巨头之先晶（ASM）公司研究：深耕薄膜沉积与外延设备，专业化布局的半导体设备龙头

公 司 简 介 ： 荷 兰 半 导 体 设 备 企 业 之 父 ， 深 耕 A L D / 外延设备

荷兰半导体设备企业之父，全球ALD/外延设备龙头

ASM早期以CVD技术起家，后通过收购发展为全球ALD&碳化硅外延设备巨头。ASM的发展历史主要可以 分为四个阶段：1）欧洲半导体设备先驱（1960s）：ASM于1968年在荷兰成立，是荷兰首家专注于半导体设 备研发生产的公司，成立之初，ASM最先进入CVD气相沉积炉市场；2）半导体设备帝国雏形（1970s-80s）： 1970年后ASM开始拓张其业务版图，1975年ASMPT由ASM于中国香港成立，前者成为半导体后端键合机的 领导者，1977年ASM于纳斯达克证券交易所上市，1984年ASML阿斯麦由ASM和飞利浦合资成立，各自持有 50%股份，前者成为半导体光刻设备的领导者，同期为满足下游客户需求（美国的半导体制程和日本的微电 子/显示器制造），ASM America和ASM Japan成立，分别专注于硅外延和PECVD设备的研发；3）全球ALD 设备龙一（1990s-2010s）：1990年之后，ASM专注于ALD设备的研发与商业应用，公司于1994年和2004年分 别收购ASM Microchemistry（ALD设备研发） 和 ASM Genitech Korea（PEALD设备研发），2007年公司 Pulsar ALD 设备成为首个用于大批量制造使用新型铪基High-K介电材料器件的系统，并成为全球最大的ALD 设备供应商，市场占有率超五成；4）拓展碳化硅外延为第二增长曲线（2020s）：2022 年公司收购位于意大 利LPE 公司，进军碳化硅外延设备市场，电动汽车市场的迅速扩大也成为该市场快速增长的主要推动力。

ALD/外延是公司前二大业务，亚洲是最大市场

从产品看，ALD设备占公司营收超五成，公司收购LPE后进军碳化硅外延设备市场。2023年公司营业收入为 26亿欧元，其中ALD是公司最大的主营业务，2023年收入约为13亿欧元，占比55%；硅外延是公司第二大主 营业务，2023年收入约为4亿欧元，占比14%。公司在收购LPE后成为全球第二大碳化硅外延设备供应商， 2023年碳化硅外延设备收入约为1.4亿欧元，占比5%。 从地区看，亚洲是公司长期最大收入来源。2023年亚洲地区销售达17.77亿欧元，同比+12%，占公司总营业 收入67%。

公司产品围绕ALD设备、外延设备两大领域布局

公司产品主要围绕ALD、外延两大设备领域布局，并在两个市场皆处于领先地位。（1）ALD设备：公司的 ALD沉积工艺主要可用于制造出材料质量优异、均匀性和一致性极佳的超薄薄膜。ALD沉积被认为是市场上 最先进的沉积方法，也是今年来晶圆设备市场增长最快的领域之一，而ASM作为全球第一大ALD设备供应商， 拥有市场上最广泛的ALD产品和应用。（2）外延设备：公司的外延工艺通过硅或硅化合物的沉积在衬底上形 成单晶薄膜，以改善硅片表面的电气特性。公司的外延技术包括硅外延和碳化硅外延两种，前者广泛应用于 高度复杂的半导体处理器及存储器件，后者则主要应用于电车动力设备。公司是全球第二大硅外延设备商， 全球第一大碳化硅外延设备商。

2024上半年新签订单受益于GAA节点突破大幅增加

受益于GAA节点订单火爆，公司24H1新增订单同比大增。2023年公司新增订单24.38亿欧元，同比减少23%， 2024Q1-Q3公司新增订单22.68亿欧元，同比增长30%，新增订单回暖受益于公司下游客户全栅（GAA）2纳 米技术节点相关订单。2023年公司在手订单达14.34亿欧元，同比-14%。2023年公司库存为5.26亿欧元，同比 -2%。

A L D 沉 积 设 备 ： A S M 为全球 A L D 设 备 龙 头 ， 受 益 于 先 进 制 程 扩 产

AI发展驱动半导体产业需求高增

AI驱动半导体产业需求高增，计算和存储是主要下游需求。根据Gartner披露，2022年AI半导体销售规模达45 亿美元，其中计算和存储分别以25亿美元和10亿美元位列前二大板块。预计2027年AI半导体销售规模将达到 115亿美元，2022-2027五年CAGR超30%，其中计算、存储、通信分别以62/23/15亿美元位列前三。

随着算力需求提高，要求更多的数据和更高性能的服务器（GPU、ASIC、通信、高带宽DRAM） ，芯片含 量增加，使得晶圆需求增加。

随着器件结构从FinFET到GAA的加速，会带来更多的ALD和EPI需求；高性能NAND/高带宽DRAM推动HighK材料的应用，也会带来更多的ALD和EPI需求。

ALD设备市场：半导体晶圆制造增长最快领域之一

随着AI与先进制程发展对半导体需求的日益增高，ALD成为半导体晶圆设备中增长最快的领域之一。根据 ASM 2023年投资者日披露信息，2022年全球ALD市场规模为26亿美元，预计2025年全球ALD市场规模将达到 31-37亿美元，2027年市场规模将达到42-50亿美元，2022-2027五年CAGR为10%-14%。

ASM是全球ALD设备龙头。根据Gartner披露，2022年ASM市场份额高达55%，约为14亿美元，得益于尖端 ALD技术的不可替代性，公司ALD市场份额逐年提升，由2020年的42%增长至2022年的55%，是全球最大的 ALD沉积设备供应商。

ASMI：全球ALD设备龙一，产品覆盖全品类

公司主要提供热ALD（T-ALD）和等离子体ALD（PEALD）两种ALD技术设备。（1）T-ALD：按沉积材料 的不同，公司的产品包括Pulsar（High-K）、Emer（Metal）、Synergis（Metal+金属氧化物）。Pulsar侧重于 使用固体原材料的高精度沉积，非常适合高k材料应用，特别是在3D晶体管结构中；Emer利用喷头式气体分 配在高纯度膜层应用中表现优异，适合需要复杂形貌的薄膜工艺; Synergis的反应腔室提供了低成本和单片晶 圆的高一致性，适合大规模生产场景中各种材料的T-ALD应用。（2）PEALD：按应用领域不同，公司的产 品包括Eagle、QCM。Eagle主要应用于多重图案化应用的低温间隔，而QCM则是用于先进节点存储器和逻辑 应用的高生产率。目前公司PEALD已能完成200:1的高深宽比氧化物沉积，助力TSV产业化。

碳 化 硅 外 延 设 备 ： 800V 碳 化 硅 快 充 时 代 来 临 ， 带 动 A S M 设 备 需 求 高 增

新能源汽车驱动碳化硅产业放量

新能源汽车和光伏发电领域是SiC器件主要应用场景， 根据Yole，2027年新能源汽车导电型SiC功率器件市场 规模有望达50亿美元，占比高达79% 。SiC器件主要应用在PCU（动力控制单元，如车载DC/DC ）和OBC （充电单元），相比于Si器件， SiC器件可减轻PCU设备的重量和体积，降低开关损耗，提高器件的工作温度 和系统效率；OBC充电时，SiC器件可以提高单元功率等级，简化电路结构，提高功率密度，提高充电速度。

SiC器件主要用于汽车主驱、OBC、DC/DC等系统中

电动汽车电能应用分为驱动和车身/辅助系统两个方向，碳化硅器件有助于电池成本下降和续航里程的提升， 降低单车成本，SiC SBD（二极管）、MOSFET 主要应用于OBC与DC/DC，SiC MOSFET主要用于电驱动。  （1）主驱： SiC 在纯电动车、混动车主驱上都有应用。 Model 3主驱搭载24个SiC模块，拆开封装每颗有2个 SiC裸晶（Die），共计搭载48个SiC MOSFET，已知6寸衬底片为直径150mm的圆片、SiC MOSFET是边长 5.8mm的正方形，所以一个衬底片面积能切约400多个SiC MOSFET，再考虑50%良率约200个。（2）OBC、 DC/DC：相比 SiC主驱逆变器， OBC、DC/DC 所使用的SiC MOS允许更高的导通电阻，技术成熟度更高。

新能源车走进800V快充时代，SiC上车迎来风口

碳化硅是 800V 高压快充标配。800V 高压碳化硅平台能够增加电池续航里程、缩短充电时间。目前电动汽车 电压平台普遍为 400V，将整车平台电压提升到 800V 开始成为主流电动车企的共识，硅基 IGBT 已接近性能 极限，很难满足主驱逆变器的技术需求，碳化硅正在逐渐替代传统的硅基 IGBT。英飞凌、意法半导体、 Wolfspeed、法雷奥和博世等全球领先的功率器件厂商、汽车零部件一级供应商（Tier1）已与车企深度合作， 加速推进高压碳化硅架构上车进程。

SiC产业链包括衬底-外延-器件-应用，70%价值集中在 衬底&外延

碳化硅器件产业链主要包括衬底、外延、器件制造（设计、制造、封测）三大环节。从工艺流程上看，首先由 碳化硅粉末通过长晶形成晶碇，然后经过切片、打磨、抛光得到碳化硅衬底；衬底经过外延生长得到外延片； 外延片经过光刻、刻蚀、离子注入、沉积等步骤制造成器件。 SiC产业链70%价值量集中在衬底和外延环节。碳化硅衬底、外延成本分别占整个器件的47%、23%，合计约 70%，后道的器件设计、制造、封测环节仅占30%。这与硅基器件成本构成截然不同，硅基器件生产成本主要 集中在后道的晶圆制造约50% （碳化硅器件制造也包含晶圆制造，但成本占比相对较小），衬底成本占比仅为 7%。SiC产业链价值量倒挂的现象说明上游衬底厂商掌握着核心话语权，是国产化突破的关键。

硅 外 延 设 备 ： 规 模 稳 定 增 长 ， A S M 为 传 统 龙 头

外延设备为半导体硅片核心设备，预计稳定增长

全球半导体硅片市场稳定增长。据SEMI数据，2023年全球半导体硅片市场规模约为123亿美元，同比下降 11.5%，主要系半导体终端需求疲软和宏观经济的影响，2019-2023 CAGR为2.6%。2024年，受5G通信、人工 智能等终端市场驱动，全球半导体硅片市场有望复苏，我们预计2024年全球半导体硅片市场将达到131亿美元， 同比增长6.5%。

中国半导体硅片近年来市场增速高于全球。据SEMI数据，2023年中国半导体硅片市场规模约为126亿元，同 比下降8.7%，2019-2023 CAGR为13.1%，显著高于全球。我们预计2024年中国半导体硅片仍将维持高速增长， 预计规模达137亿元，同比增长8.7%。

ASMI：传统硅外延龙头，收购LPE开辟碳化硅外延新线

ASM是传统硅外延领域巨头，22年收购LPE后拓展碳化硅外延新线。ASM自1980年成立ASM America后便深 耕硅外延领域，根据ASM 2023年投资者日披露信息，2022年ASM在硅外延设备市场份额约为16%，是全球第 二大的硅外延设备供应商。2022年，ASM收购意大利碳化硅外延设备公司LPE开拓新产品线，碳化硅外延现已 成为公司成长速度最快的业务之一。

公司主要提供热Si Epi（硅外延）和SiC Epi（碳化硅外延）两种Epi技术设备。在硅外延领域，公司的产品包 括Epsilon、Intreprid。Epsilon为150毫米和200毫米晶片提供各种外延应用，从用于晶片制备的高温硅到用于形 成晶体管应变层的低温选择性或非选择性硅锗；Intreprid专为300mm先进晶体管和存储器应用而设计。在碳化 硅外延领域，公司的产品包括PE106/108（一代）和PE208（二代）。公司碳化硅外延设备将SiC材料沉积在裸 晶片上，或作为晶体管器件制造工艺的一部分，应用于电车动力器件。PE208相较于一代产品，双腔室设计可 实现简单快速的腔室维护，以及带高温装卸的全盒式操作。

报告节选：

编辑：火腿肠