2025年拓荆科技研究报告：半导体薄膜设备领军者，混合键合开启第二成长曲线

1 拓荆科技：中国半导体薄膜沉积设备领军者

1.1 深耕半导体薄膜沉积领域，产品矩阵持续丰富

拓荆科技股份有限公司成立于 2010 年 4 月，主要从事高端半导体专用设备的研发、 生产、销售与技术服务。自成立以来，公司始终坚持自主研发、自主创新，目前已形成 PECVD、ALD、SACVD、HDPCVD、Flowable CVD 等薄膜设备产品，其产品主要应用于 集成电路晶圆制造、 先进存储和先进封装、HBM、MEMS、Micro-LED 和 Micro-OLED 显示等高端技术领域。公司客户资源包含中芯国际、华虹集团、长江存储、长鑫存储、 厦门联芯、燕东微电子等国内主流晶圆厂。

公司产品应用领域广泛。公司目前已形成 PECVD、ALD、SACVD、HDPCVD、Flowable CVD 等薄膜设备产品，以及应用于三维集成领域的先进键合设备和配套的量检测设备产 品，薄膜设备产品已广泛应用于国内集成电路逻辑芯片、存储芯片等制造产线，先进键 合设备和配套的量检测设备产品已实现产业化应用。

公司技术实力国际领先。公司核心技术广泛应用于主营业务产品中，解决了半导体 制造中纳米级厚度薄膜均匀一致性、薄膜表面颗粒数量少、快速成膜、设备产能稳定高 速等关键难题，在保证实现薄膜工艺性能的同时，提升客户产线的产能，减少客户产线的生产成本。此外，公司面向三维集成领域应用，形成了载片与器件晶圆高速高精度对 准技术、晶圆级键合实时对准技术、芯片拾取与键合技术，实现较高的晶圆键合精度， 并提高了设备产能。

1.2 公司股权架构完善，研发团队实力雄厚

公司无实控人，国家集成电路产业投资基金股份有限公司以 19.67%的持股比例成为 为第一大股东。2025 年，姜谦等 8 位控股股东以及共青城芯鑫和投资合伙企业等 11 个 员工持股平台解除一致行动关系。本次一致行动关系解除后，公司任意单一股东及其一 致行动人仍无法对公司实施控制，公司仍为无控股股东、无实际控制人的状态。

公司核心技术团队来自应用材料、泛林半导体等海外半导体设备厂商，管理、研发 经验丰厚。公司自设立以来，自主培养本土科研团队，随着多项产品的研发成功，公司 本土科研团队已成长为公司技术研发的中坚力量。截至 2024 年，公司研发人员共有 648 名，占公司员工总数约 42%。

1.3 公司营收稳健增长，24 年净利润承压

2020-2024 年，受益半导体设备行业国产化及自身竞争力持续增强，公司营收及归 母净利润持续扩张。公司营业总收入由 2020 年的 4.4 亿增至 2024 年的 41.0 亿，4 年 CAGR 达 75%；公司归母净利润 2021 年实现扭亏后连续三年保持增长态势，2024 年归母 净利润达 6.9 亿。2025 年第一季度，受益于国内下游晶圆制造厂对国内半导体设备的需 求增加，以及公司新产品实现批量验证，公司实现营收约 7.1 亿元，同比增长约 50%；由 于验证成本较高的新品销售占比高达 70%，且公司期间费用同比高增，公司归母净利润 短期承压，亏损近 1.5 亿。

公司毛利率水平保持稳定，三费控制合理。公司 2020-2023 年，公司综合毛利率始 终维持增长态势，由 2020 年的 34%增至 23 年的 51%；2024 年，公司综合毛利率降至 42%，主要归因于新产品及新工艺的收入占比大幅度增加，新产品及新工艺在客户验证过 程成本相对较高。公司三费控制合理，2024 年销售费用率、管理费用率、研发费用率分 别降至 7%、5%、18%。

公司在手订单充裕，为业绩增长提供稳健保障。随着公司产品及工艺覆盖度的持续 提升，市场渗透持续加强，客户及市场认可度不断提升，客户群体进一步扩大，销售订 单大幅度增长。2024 年，公司在手订单金额约 94 亿元，同比增长约 46%。

2 半导体薄膜设备：国产替代持续演进，公司产 品矩阵持续丰富

2.1 全球半导体薄膜设备市场高速增长，国产替代空间广阔

薄膜沉积设备通常用于在基底上沉积导体、绝缘体或者半导体等材料膜层，广泛 应用于半导体等领域的生产制造环节。在高端半导体设备中，薄膜沉积设备、光刻设 备、刻蚀设备共同构成芯片制造三大核心设备，决定了芯片制造工艺的先进程度。薄 膜沉积设备按照工艺原理的不同可分为物理气相沉积（PVD）设备、化学气相沉积（CVD） 设备和原子层沉积（ALD）设备。

物理气相沉积（PVD）：PVD 技术是指在真空条件下采用物理方法将材料源 （固体或液体）表面气化成气态原子或分子，或部分电离成离子，并通过低 压气体（或等离子体）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技 术。PVD 镀膜技术主要分为三类：真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和真空离子 镀膜。PVD 主要用于沉积金属材料，其中溅射法还可以沉积部分介质材料，通常用于沉积阻挡层金属、金属填充层、金属互联等。

化学气相沉积（CVD）：CVD 是通过化学反应的方式，利用加热、等离子或 光辐射等各种能源，在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固 界面上经化学反应形成固态沉积物的技术，是一种通过气体混合的化学反应 在基体表面沉积薄膜的工艺。细分技术路线来看，LPCVD 主要用于沉积阻挡 层和刻蚀终止层、用于应力释放的薄膜间衬垫层、高温沉积层（包括氧化物、 氮化硅、多晶硅、钨）等；PECVD 主要用于沉积金属上的绝缘体、氮化物钝 化层、低 k 介质、pMOS 栅电极钝化、源/漏注入终止、金属前介质、用于缝 隙填充和大马士革互联的金属层间介质等。

化学表面饱和反应（ALD）：ALD 是一种特殊的真空薄膜沉积方法，具有较高 的技术壁垒。ALD 技术通过将气相前驱体脉冲交替地通入反应室并在沉积基 底上发生表面饱和化学反应形成薄膜。通过 ALD 镀膜设备可以将物质以单 原子层的形式一层一层沉积在基底表面，每镀膜一次/层为一个原子层，根据 原子特性，镀膜 10 次/层约为 1nm。ALD 主要用于沉积间隙填充介电材料、 侧壁和掩膜图案化、适形衬垫、刻蚀截止层、钨插塞、接触孔和通孔填充、 3DNAND 字线、低应力复合互联、用于通孔和接触孔金属化的阻挡膜等。

各类薄膜沉积设备市场份额中，PECVD 是薄膜设备中占比最高的设备类型，占整 体薄膜沉积设备市场的 33%，ALD 设备占比约为 11%，SACVD 和 HDPCVD 属于其他薄 膜沉积设备类目下的产品，占比约为 6%。

AI 拉动下，全球半导体晶圆厂前端设备支出持续提升。根据国际半导体产业协会 SEMI 预测，2025 年全球半导体晶圆厂前端设备支出将达 1100 亿美元，较 2024 年同 比增长约 2%。在数据中心和边缘两端芯片需求走高背景下，预计 2026 年全球半导体 晶圆厂前端设备支出将达 1298 亿美元，同比增速高达 18%。

先进产线对薄膜设备需求量陡增。在 90nm CMOS 芯片工艺中，大约需要 40 道 薄膜沉积工序。在 FinFET 工艺产线，大约需要超过 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，进而拉 动晶圆厂对薄膜沉积设备需求量的增加。在 FLASH 存储芯片领域，随着主流制造工艺 已由 2D NAND 发展为 3D NAND 结构，结构的复杂化导致对于薄膜沉积设备的需求 量逐步增加。而随着 3D NAND FLASH 芯片的堆叠层数不断增高，逐步向更多层及更 先进工艺发展，对于薄膜沉积设备的需求提升的趋势亦将延续。

根据 SEMI 统计，2024 年全球半导体设备销售额达 1171 亿美元，预计 2026 年有 望达到 1394 亿美元的新高。2024 年中国大陆半导体设备销售额达到 496 亿美元，同 比增长 35%，连续第五年成为全球最大半导体设备市场。

根据拓荆科技测算，2024 年晶圆制造设备销售额达到约 1042 亿美元，约占总体 半导体设备销售额的 90%。而根据历史年度统计，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，2024 年全球薄膜沉积设备市场规模约为 230 亿美元。

全球薄膜沉积设备市场集中度较高，欧美和日本厂商凭借多年经验垄断市场。由 于薄膜沉积设备行业壁垒高，海外厂商成立较早，在覆盖的薄膜和工艺方面不断突破， 因此行业集中度较高。目前全球薄膜沉积设备市场基本上由 AMAT、LAM、TEL 等垄 断，其中，在 PVD 设备领域，AMAT 份额占比达 85%；在 CVD 领域，AMAT、LAM、 TELCR3 占比合计超 80%；在 ALD 设备领域，由于 ALD 是先进制程所用的新兴工艺， 因此玩家较多，TEL 和 ASM 分别在 DRAM 电容和 HKMG 工艺率先实现产业化应用， 2020 年 TEL 和 ASM 两家合计占比约 60%。

我国薄膜沉积设备自给率不足 20%，国产化空间广阔。我国半导体薄膜沉积设备发展起步较晚，目前仅有少数企业具备量产供货能力。近年来，国内企业不断加强技 术研发，涌现了北方华创、拓荆科技、中微公司、微导纳米等一批薄膜沉积设备制造 商。但整体来看，薄膜沉积设备国产率仍偏低，尤其是技术门槛更高的 ALD 设备。根 据华经产业研究院数据，与清洗设备、CMP、热处理设备相比，而薄膜沉积设备国产 化率较低，尚不足 20%。

2.2 公司薄膜沉积设备品类持续拓展，技术实力领先

公司薄膜沉积设备矩阵持续丰富。公司深耕薄膜沉积设备领域，形成了以 PECVD （等离子体增强化学气相沉积）、ALD（原子层沉积）、SACVD（次常压化学气相沉积）、 HDPCVD（高密度等离子体化学气相沉积）及 Flowable CVD（流动性化学气相沉积） 薄膜设备系列产品，在集成电路逻辑芯片、存储芯片制造等领域得到广泛应用，客户 覆盖中芯国际、华虹集团、长江存储等厂商。

公司薄膜沉积设备累计流片量高速增长。公司薄膜沉积设备在客户端产线生产运 行稳定性表现优异，平均机台稳定运行时间（Uptime）超过 90%（达到国际同类设备 水平）。公司薄膜系列产品在晶圆制造产线的量产应用规模持续扩大，截至 2024 年， 公司薄膜沉积设备在客户端产线生产产品的累计流片量约 3.0 亿片。

PEVCD 设备： PECVD 设备作为公司核心产品，已实现全系列 PECVD 介质薄膜材料的覆盖，通 用介质薄膜材料（包括 SiO2、SiN、TEOS、SiON、SiOC、FSG、BPSG、PSG 等）和先 进介质薄膜材料（包括 ACHM、LoK-Ⅰ、LoK-Ⅱ、ADC-Ⅰ、ADC-Ⅱ、HTN、a-Si 等） 均已实现产业化应用，广泛应用于国内集成电路制造产线。 UVCure 设备与 PECVD 设备成套使用，为 PECVDHTN、Lok-Ⅱ等薄膜沉积进行紫 外线固化处理。公司 UVCure（HTN、Lok-Ⅱ工艺）均已实现产业化应用，持续获得客 户的订单、出货，扩大量产应用规模，截至 2024 年，公司累计超过 30 个反应腔出货 至客户端。

ALD 设备： 公司为国产 ALD 设备薄膜工艺覆盖率第一的设备厂商，推出 ALD SiCO、SiN、AlN等工艺设备已实现大量出货。此外，公司研发 ALD 新型设备平台（VS-300T），该平台 具有业界领先的坪效比和最低的拥有成本(COO)，满足客户高性能需求的同时可实现 降本需求。

SACVD 设备： 公司 SACVD 系列产品持续保持产品竞争优势，进一步扩大量产应用规模。公司 推出的等离子体增强 SAF 薄膜工艺设备在客户端验证进展顺利。截至 2024 年，公司 SACVD 系列产品反应腔累计出货超 100 个。

HDPCVD 设备： 2024 年，公司多台 HDPCVDFSG、STI 工艺设备通过客户验证，实现了产业化应 用。公司 HDPCVD USG 工艺设备持续扩大量产规模，HDPCVD 设备持续获得客户重 复订单。截至 2024 年，公司 HDPCVDUSG、FSG、STI 薄膜工艺设备均已实现产业化， 并持续扩大量产规模，HDPCVD 系列产品反应腔累计出货量达到 100 个。

Flowable CVD 设备： 2024 年，公司自主研发并推出的 FlowableCVD 产品多台通过客户验证，实现了产业化应用，并获得不同客户订单。截至 2024 年，与 FlowableCVD 设备相关的反应 腔累计出货超过 15 个。

3 混合键合设备：卡位混合键合赛道，构筑第二 成长曲线

3.1 先进封装持续演进，混合键合引领技术潮流

键合技术旨在实现芯片间的电气互连、机械支撑以及热管理等功能，是构建复杂 集成电路系统的基础。封装要求提高下，封装技术经历了从最初通过引线框架到倒装 （FC）、热压键合（TCP）、扇出封装（Fan-out）、混合封装（Hybrid Bonding）的演变， 以集成更多的 I/O、更薄的厚度，以承载更多复杂的芯片功能和适应更轻薄的移动设 备。

混合键合是一种先进的集成电路封装技术，其关键特征是通过直接铜对铜的连接 方式取代传统的凸点或焊球互连，从而能够在极小的空间内实现超精细间距的堆叠和 封装，达到三维集成的目的。在最新的混合键合技术下，键合的精度从 5-10/mm2 提 升到 10k+/mm2，精度从 20-10um 提升至 0.5-0.1um，与此同时，能量/Bit 则进一步 缩小至 0.05pJ/Bit。预计未来 10μm 凸点间距以下的高集成度封装将全面转向混合键合 技术，混合键合设备将成为市场主流。

混合键合可通过晶圆对晶圆（W2W）或芯片对晶圆（D2W）两种工艺完成。 W2W 直接两个已制造好的晶圆直接键合在一起，对准和键合步骤分开，良 率更高；但无法执行晶圆分类来选择已知良好的芯片、且两片晶圆上芯片的 尺寸必须一致，因此只适用于如 CMOS、3D NAND 等良率高、尺寸小的晶 圆。 D2W 支持异构设计，允许将不同尺寸、工艺节点的芯片选择性集成到同一晶 圆上，可通过分步测试筛选合格芯片再进行键合，适用于先进封装，在 COMS、 逻辑芯片、存储芯片等领域均有应用。但 D2W 混合键合的技术实现难度更 高，主要体现在亚微米级对准精度和界面共面性控制两大挑战。

3D IC 引领先进封装市场技术潮流，混合键合技术商业化进程有望加快。3D IC 作 为先进封装技术之一，将不同功能的芯片（如逻辑、存储、传感器等）通过垂直互联 技术（如 TSV 硅通孔）层叠封装，形成立体结构的集成电路，在空间效率、性能和功 耗方面提供了显著的改进。作为 3D IC 技术的重要核心部分，当前，混合键合技术被 应用于台积电的 SoIC 技术、英特尔的 Foveros 等先进封装技术方案中。根据 Trendforce 预测，三大 HBM 原厂正在考虑是否于 HBM4 16hi 采用 Hybrid Bonding，并已确定将 在 HBM5 20hi 世代中使用混合键合技术。

先进封装市场规模高速增长，混合键合设备市场空间广阔。根据 Yole 预测，全球 先进封装市场（包括 2.5D 封装和 3D 封装）规模预计从 2023 年 43 亿美元快速增至 2029 年的 280 亿美元，6 年 CAGR 高达 37%；全球混合键合机市场规模有望由 2020 年的 2.7 亿美元增至 2027 年的 7.4 亿美元，7 年复合增长率约 16%。

3.2 公司前瞻布局混合键合技术，新品放量可期

全球混合键合设备市场主要由海外企业主导。BESI 凭借 67%的市占率稳居全 球混合键合设备市场主导地位，其设备广泛应用于 3DIC、MEMS 和先进封装等领 域，尤其在高端市场具有显著优势。此外，奥地利 EVG、德国 SUSS 也是混合键合 设备的主要供应商。近年来，我国混合键合设备市场逐步崛起，拓荆科技、迈为股 份等厂商陆续布局混合键合设备，关键技术逐步突破，有望在未来几年内提升市 场份额。

公司较早布局混合键合设备赛道，是国内首家量产混合键合设备的厂商。面向三 维集成领域，公司持续研发投入，强化先进键合设备和配套的量检测设备等系列产品 的关键核心技术，提升设备性能，并不断拓宽公司产品布局，推进新产品的研发与产 业化应用，为三维集成领域提供全面的技术解决方案。公司晶圆对晶圆键合产品 Dione 300 是国内首台国产混合键合设备，推出的 W2W/D2W 混合键合前表面预处理及键合 产品均获得重复订单。

编辑：火腿肠